饲草青贮可以调节青绿多汁饲草的平衡供应,在生长旺季饲草富余时,将其调制为青贮饲料,把营养成分保存下来,在冬季、初春无法供给新鲜饲草时饲喂家畜,补充青绿多汁饲草的不足。青贮可以保持清鲜牧草的营养价值,调制青贮几乎不受日晒、雨淋等天气条件的影响,氧化分解程度低,维生素、可溶性糖类等高营养价值的养分损失小,并减少了机械作业造成的落叶损失。青贮可以提高饲草的适口性和利用率,饲草经发酵后营养多汁,质地柔软,具有浓郁的酸香气味,符合家畜的采食特性。饲草青贮可以节省饲草加工调制的成本,扩大饲草资源,解决饲草的长期安全贮存问题。
应含有适量并以水溶性碳水化合物形式存在的发酵基质,即原料要有一定的可溶性糖含量;干物质的含量应在200克/千克以上;物理结构理想,即这种结构使原料在青贮设施里容易压实;应具有较低的缓冲能值(抗御pH改变的能力,是影响青贮饲料调制的重要因素,缓冲能值以每千克的植物干物质在浸软时pH由4上升到6时所需碱的毫克当量数表示)。
饲草青贮不受天气条件的限制,可集中制作和杀灭虫害。在调制过程中,如果遇阴雨季节或其他不良的天气,晒制干草困难,但采用青贮调制技术,可以收割切碎之后直接青贮,或田间短时间晾晒之后切断入窖保存,几乎不受气候的影响。在贮藏过程中,青贮饲料更是不受风吹、日晒和雨淋的影响,也不容易发生火灾等事故。
乳酸菌可利用水溶性碳水化合物发酵,产生乳酸。其产生的乳酸是梭菌的发酵底物,酵母菌和霉菌等微生物活动的前物。在青贮饲料发酵初期加强乳酸菌发酵,使之迅速酸化的同时,还使发酵过程中的有益微生物急剧增加,不仅抑制了梭菌属有害细菌的生长,还阻止了其他不良微生物的繁殖,从而改善了青贮饲料的发酵品质,而且乳酸菌还能降低植物细胞壁成分,提高干物质消化率等。
乳酸菌能够与酵母菌之间产生竞争,从而抑制青贮饲料的有氧变质。同型乳酸菌发酵主要产生乳酸,产生的能够抑制酵母菌和霉菌等生长繁殖的短链挥发性脂肪酸的数量少。当青贮饲料与氧气接触后,酵母菌就会以乳酸为发酵底物大量繁殖,使青贮饲料品质迅速下降。异型乳酸菌在发酵过程中能产生乙酸,乙酸是一种能够有效地抑制真菌及霉菌发酵的物质,因此,对于提高青贮饲料的有氧稳定性而言,异型乳酸菌发挥的作用更大一些。
原料中附着有多种乳酸菌,主要包括植物乳杆菌、干酪乳杆菌、短乳杆菌、粪链球菌、啤酒片球菌和肠膜明串珠菌等,其适应性、发酵特性各有所不同。
发酵成功的饲草青贮,一般经历植物呼吸期、好气性微生物繁殖期、乳酸发酵期和发酵稳定期4个阶段(表1)。青贮初期植物细胞将利用设施内残留的氧气,而继续进行呼吸代谢作用,氧化分解水溶性碳水化合物产生二氧化碳、水分和热量。同时,好气性微生物如好气性细菌、酵母菌和霉菌等大量增殖,蛋白质、糖类等会部分分解。之后乳酸菌迅速繁殖,分解水溶性碳水化合物产生大量乳酸,迅速降低pH,致使有害微生物活动受抑、停止,甚至死亡。当乳酸生成量达到新鲜物的1.0%~1.5%、pH降至4.2以下时,就会抑制不良微生物的繁殖,使青贮发酵进入稳定状态。
表1 不同葛藤水平影响试验獭兔平均日增重的多重比较
青贮发酵,就是要为乳酸菌的繁殖创造条件,乳酸菌迅速繁殖产生大量乳酸,创造一个抑制有害菌生长的环境。所以,青贮原料正常发酵必须具备以下条件:
(1)厌氧环境。青贮饲料发酵必须在厌氧条件下进行,否则好气性微生物就会繁殖,对发酵不利。所以,青贮过程中一定要保持良好的密闭性,原料装填时必须尽量压紧,减少原料间的缝隙。
(2)适宜的水分含量。青贮原料的适宜水分含量为65%~70%。水分过低,原料装填时会难以压实,产生较大的缝隙。残留空气、水分过多,会使梭菌大量繁殖影响青贮的品质,同时还会损失营养物质。
(3)一定的含糖量。这里的“糖”指的是可溶性碳水化合物,它是乳酸菌发酵的底物,所以青贮原料中要有一定的含糖量。一般要求饲草新鲜基础的2%或干物质的8%~10%以上。
(4)适宜的青贮温度。乳酸菌的生长繁殖温度为20~30℃。温度过高,乳酸菌就会停止活动,原料糖分损失,维生素破坏,青贮饲料品质下降。
厌氧环境的基本要求,必须配套以专门或兼用的青贮设施。青贮设施,就是装填青贮饲料的设施,主要有青贮窖、青贮壕、青贮塔、地面堆贮、袋装青贮、裹包青贮和草捆青贮等。大型预制板式青贮壕对这些青贮设施的基本要求是,场址要选择在地势高、环境干燥、地下水位低、距畜舍较近、远离水源和粪坑的地方。装填青贮饲料的建筑物要坚固耐用、不透气,并且不漏水。青贮设施是调制青贮饲料的重要载体,在实际生产中,应根据生产规模因地制宜、因时制宜地灵活选用。同时,在青贮设施的构建时,必须考虑周全,符合科学生产的需要。
大型青贮窖有地下式、半地下式和地上式三种。地下式青贮窖,适于地下水位较低、土质较好的地区,半地下式青贮窖,适于地下水位较高或土质较差的地区。青贮窖的形状及大小,应根据畜禽的数量、青贮饲料饲喂时间长短以及原料的多少而定。原则上,原料少时宜做成圆形窖,原料多时宜做成长方形窖。圆形窖直径与窖深之比为1∶1.5。长方形窖的四壁呈95°倾斜,即窖底的尺寸稍小于窖口,窖深以2~3米为宜,窖的宽度应根据畜群日需要量决定,窖的大小以集中人力2~3天装满为宜。大型窖应考虑链轨拖拉机碾压均匀,一般取大于其链轨间距2倍以上的宽度,最宽12米、深3~4米。大型窖周围或两窖之间,可留不小于6米的过道,以便制作青贮时安置大型机械和运送青贮饲料的车辆通行,否则严重阻碍制作速度。
大圆草捆青贮草捆青贮技术从20世纪80年代开始于欧美和日本等国家,是在利用草捆调制技术和工艺基础上,广泛应用和发展起来的新技术。具有在收获、搬运过程中节省大量时间和劳动力,不需要特殊设施(青贮塔、窖),取用方便等特点。主要用于牧草青贮,将新鲜的牧草收割并压制成大圆草捆或方草捆,装入塑料袋并系好口袋,或者用拉伸膜裹包密封,便可制成优质的青贮饲料。隔绝空气是一切青贮成功的关键,草捆青贮也不例外。因而要注意保护塑料袋或塑料膜,不要让其破漏。
◎图1 大圆草捆青贮
◎图2 拉伸膜裹包青贮
草捆青贮可分为袋装草捆青贮、草捆堆状青贮和拉伸膜裹包青贮等。
(1)袋装草捆青贮。遵循牧草半干青贮的基本原理,按常规的方法收割牧草,铺成草条,用捡拾压捆机制成大圆捆或方捆,将圆草捆或方草捆分别装入塑料袋,选择一块坚实而干燥的场地将草捆垛好,再把袋口系好,保持密封。
(2)草捆堆状青贮。将草捆堆成3~4层紧凑草垛,再用一张结实塑料布盖严,不透气。要注意草捆间隙,如有空气残留,易出现白色霉块,并且开启之后容易产生二次发酵,所以每堆规模不能太大。
(3)拉伸膜裹包青贮。低水分青贮的一种形式。即收割后的牧草进行机械打捆(呈长方形草捆或圆柱形草捆),然后用特制的聚乙烯膜包裹密封,所使用的薄膜具有较好的拉伸性能和单面自黏性,可防水、防尘,防止紫外线通过。
青贮饲料的收获工艺,可以分为分段收获与直接收获两种。
(1)分段收获。分为三种:一是用于禾本科与豆科牧草的青贮,切割原料后,田间晾晒、捡拾、切碎和抛送至拖车,运输到青贮设施;二是采用人工割草后,通过畜力拖车或其他运输设施运至青贮设施旁,用青饲切碎机铡切后装填入青贮设施中;三是禾本科与豆科牧草的半干青贮,原料收获后,自然条件下晾晒,之后用圆捆机或方捆机打成草捆,之后再行密封。
(2)直接收获。又称为联合收获法。通过青贮饲料收获机械将原料切割、切碎后抛掷到拖车上,运到青贮设施进行青贮。多用于收获青贮玉米,配套机具有青贮饲料收获机械和青贮饲料拖车。机械化水平高,生产效率高,损失小。比分段收获工艺的劳动生产率高6~10倍,可以保证及时收获。
在青贮饲料调制过程中,决定青贮发酵的因素有两个大的方面:一是收获时饲草本身的影响;二是收获后的调制加工因素。
收获时饲草的成分,对青贮发酵过程和青贮饲料的品质具有重要的影响。而影响饲草成分的因素,有成熟程度、饲草化学成分、田间管理措施、附着微生物以及饲草生长环境等。虽然饲草本身具有决定因素,但是可以经收获、青贮调制和天气条件等而加以改变。青贮调制时,装填是一个关键环节,包括压实良好、装填迅速、密封严密、贮藏期保持密封、取饲方法和取用量适当等,都对青贮发酵有重要影响。
判断青贮原料水分含量的简单办法是:将切碎的原料紧握手中,然后手自然松开。若仍保持球状,手有湿印,其水分含量在68%~75%;若草球慢慢膨胀,手上无湿印,其水分在60%~67%,适于豆科牧草的青贮;若手松开后,草球立即膨胀,其水分在60%以下,只适于幼嫩牧草低水分青贮。
含水过高或过低的青贮原料,青贮时应处理或调节。对于水分过多的饲料,青贮前应稍晾晒凋萎,使其水分含量达到要求后再青贮。如凋萎后还不能达到适宜含水量,应添加干料进行混合青贮。也可以将含水量高的原料和低水分原料按适当比例混合青贮,如玉米秸和甘薯藤、甘薯藤和花生秧、玉米秸秆和紫花苜蓿都是比较好的组合,但青贮的混合比例以含水量高的原料占1/3为宜。
为了给乳酸菌创造良好的厌氧生长繁殖条件,须做到原料切短,装实压紧,青贮设施密封良好。青贮原料切短,便于装填紧实,取用方便,家畜便于采食,且减少浪费。青贮的装料过程越快越好,这样可以缩短原料在空气中暴露的时间,减少由于植物细胞呼吸作用造成的损失,也可避免好气性菌大量繁殖。青贮设施装满压紧后立即覆盖,形成厌氧环境,促使乳酸菌的快速繁殖和乳酸的积累,保证青贮饲料的品质。如果青贮原料中氧气过多,植物呼吸时间过长,好气性微生物活动旺盛,会使原料内温度升高,有时高达60℃左右,因而削弱乳酸菌与其他微生物的竞争能力,使青贮饲料营养成分损失过多,青贮饲料品质下降。因此,青贮技术关键是尽可能缩短第一阶段时间,通过及时青贮和切短、压紧和密封好来减少呼吸作用和好气性有害微生物繁殖,以减少养分损失,提高青贮饲料质量。
饲草青贮是一项突击性工作,事先要对青贮设施、青贮切碎机或铡草机和运输车辆进行检修,并组织足够人力,以便在尽可能短的时间完成。青贮的操作要点,概括起来要做到“六随三要”,即随割、随运、随切、随装、随压、随封,连续进行,一次完成;原料要切短、装填要踩实、设施要封严。
遵循青贮调制的根本原则,将青贮原料的含水量调整至60%~70%,进行的青贮调制为常规青贮。工艺流程主要包括原料的适时刈割、调节水分、切碎、装填、压实和密封等过程。根据青贮品质、营养价值、采食量和产量等综合因素判断,禾本科牧草最适刈割在抽穗期;豆科牧草以现蕾期至开花初期最好。此外,还要从各地实际情况出发,因地制宜。适时收割时青贮原料的含水量通常为75%~80%或更高。含水量过高时,要在青贮前晾晒至凋萎,或添加一些秸秆粉或糠麸类饲料来降低含水量。原料切碎至适宜长度后,要快速装填至洁净的青贮设施,装填时间越短,青贮饲料品质越好。压实时,要特别注意靠近墙和角的地方不能留有空隙。若以拖拉机压实时,注意不要带进泥土、油垢、铁钉和铁丝等污染物。密封要迅速,并且当原料压紧装填到与设施口齐平时,中间可高出设施一些,在原料的上面盖一层10~20厘米切断的秸秆和青干草,覆上塑料薄膜后,再覆上30~50厘米的土或用废旧轮胎压紧,设施顶部呈馒头状,设施四周挖排水沟,以利于排水。
半干青贮的调制方法与普通青贮基本相同,区别在于牧草刈割后,需平铺在地面上,在田间晾晒1~2天,当水分含量达到45%~55%时才能装贮。这里要注意的是,原料应迅速风干,使牧草茎秆内的含水量尽快下降到45%~55%,晾晒的时间越短越好,最好控制在24~36小时以内。将晾晒好的牧草由田间运回,最好铡成1厘米左右的碎段后入窖,并且原料的含水量越低,应切得越短。原料的装填要遵循快速而压实的原则,分层装填原料,分层压实,压得越实越好,特别注意靠近墙角的地方不能留有空隙,装填时间尽量要短。如果使用目前较为先进的袋式青贮,使用特殊灌装设备和塑料拉伸膜青贮袋,可免去压实作业。青贮饲料装满压实后,需及时密封和覆盖,在上面盖上聚乙烯薄膜,在薄膜上盖50厘米厚沙土或用废旧轮胎压紧。并且,贮藏过程和取用过程中要保证密封。
不良发酵抑制剂,能部分或全部地抑制微生物生长。常用的种类有无机酸、甲酸、乙酸、乳酸、柠檬酸和山梨酸等,目前用得最多的是甲酸。对难贮的原料,可以加盐酸、硫酸和磷酸等无机酸。盐酸和硫酸腐蚀性强,对设施壁和用具有腐蚀作用,使用时应小心。用法是1份硫酸(或盐酸)加5份水,配成稀酸,100千克青贮原料中加5~6千克稀酸。青贮原料加酸后,很快下沉,并停止呼吸作用,杀死细菌,降低pH,使青贮质地变软。
青贮饲料中可以选用的酶制剂,有淀粉酶、糊精酶、纤维素酶和半纤维素酶等。酶制剂可使青贮饲料中部分多糖水解成单糖,有利于乳酸发酵。酶制剂由黑曲霉、米曲霉等培养物浓缩而成,按青贮原饲料质量的0.01%~0.25%添加,不仅能保持青饲料特性,而且可以减少养分的损失,提高青贮饲料的营养价值。豆科牧草苜蓿、红三叶添加0.25%黑曲霉制剂青贮,与普通青贮饲料相比,纤维素减少10.0%~14.4%,半纤维素减少22.8%~44.0%,果胶减少29.1%~36.4%。
如酶制剂添加量增加到0.5%,则含糖量可高达2.48%,蛋白质提高26.7%~29.2%。还有葡萄糖氧化酶,可直接抑制黄曲霉、黑根霉和青霉等多种霉菌,能专一地氧化葡萄糖成为葡萄糖酸和过氧化氢。葡萄糖氧化酶,可以消耗青贮设施内的氧气,提高青贮设施内的缺氧程度,有利于厌氧性乳酸菌的增殖,加快了乳酸菌的发酵过程。迅速产生大量乳酸,使青贮饲料的pH很快下降,抑制了有害菌的繁殖,避免了异常发酵,最终保证青贮质量。
苜蓿青贮原料没有附着足够的乳酸菌,其有害菌与有益菌之比可达10∶1。因此,苜蓿青贮过程有时会产生较差的、缓慢的和不可控的发酵,伴有过多的呼吸、发热和渗出液等,有害微生物活动而造成养分损失,青贮品质下降。加入添加剂的目的,在于影响微生物居群,控制青贮发酵,进而获得优质的青贮饲料。常用的添加剂,有甲酸、乳酸菌添加剂和酶制剂。添加甲酸,可以快速降低pH,抑制原料的呼吸作用和腐败菌、梭菌的活动,还可减少蛋白质的分解,提高蛋白质利用率。通常,处理1吨紫花苜蓿需添加5~6升甲酸。乳酸菌添加剂通过人为增大苜蓿中乳酸菌群体的方法,保证初期发酵所需要的乳酸数量,促进青贮成功,例如绿汁发酵液。酶制剂通过分解细胞壁的纤维素和半纤维素,产生可被乳酸菌利用的可溶性糖。酶制剂的添加量越大,对青贮饲料发酵品质的改善效果就越大,但过高会产生黏性,影响苜蓿青贮饲料的利用。通常,鲜草最适宜用量为添加纤维素分解酶100~200克/吨。此外,添加糖蜜可提高苜蓿可溶性糖含量,青贮效果很好。
凋萎处理,能够抑制青贮饲料发酵。凋萎降低了青贮饲料的含水量和微生物的活性,限制了发酵的程度,但是乳酸菌的活动却不受影响,这样减少了有害微生物的活动。使用酸类青贮添加剂,通过迅速降低青贮饲料的pH,来抑制植物蛋白酶的水解。添加细菌制剂和酶,促进青贮饲料的发酵。破坏饲草中的植物蛋白酶,降低了青贮饲料中粗蛋白的降解率,增加干物质采食量。(注:本栏目稿件由全国畜牧总站体系建设与推广处提供)