陳 勇，劉 月，吳 鑫，吳 浩，周振明

（中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，動物營養(yǎng)國家重點(diǎn)實驗室，北京 100193）

青貯飼料是將新鮮的青綠飼料經(jīng)過適當(dāng)?shù)募庸ぬ幚砗螅趨捬鯒l件下經(jīng)過微生物發(fā)酵作用而調(diào)制保存的多汁飼料。飼料的青貯效果受原料特性、加工技術(shù)和環(huán)境等多方面因素的影響，同時，青貯窖啟封后接觸空氣，使酵母菌、霉菌等好氧微生物大量繁殖，造成飼料污染和營養(yǎng)物質(zhì)損失。甲酸及甲酸鹽作為青貯添加劑則可以有效減少營養(yǎng)物質(zhì)的損失，促進(jìn)有益微生物的發(fā)酵，改善青貯品質(zhì)，增加有氧穩(wěn)定性，提高飼料的適口性。Dirks于1926年首次使用甲酸作為添加劑進(jìn)行青貯，挪威近70%的青貯飼料添加甲酸，英國1968年后也廣泛使用甲酸作為添加劑[1]。隨著青貯制作機(jī)械的改進(jìn)和青貯技術(shù)的日益成熟，目前使用甲酸、甲酸鹽作為青貯添加劑已經(jīng)相當(dāng)普遍，本文就甲酸及甲酸鹽在青貯飼料中的應(yīng)用進(jìn)行綜述。

1 甲酸青貯的原理

甲酸又稱蟻酸，無色液體，有刺鼻性酸味，是脂肪酸系列中最強(qiáng)的酸，可快速降低飼料的pH[2]。相比于無機(jī)酸（H2SO4、HCL）添加劑，甲酸除能降低pH外，還具有顯著的抗菌效果，能夠抑制芽孢桿菌和一些革蘭氏陰性菌的生長繁殖，另外，甲酸還能抑制飼料原料的呼吸作用，即使原料可溶性碳水化合物含量不高也能制作高品質(zhì)的青貯飼料。甲酸的抗菌效果主要受H+濃度和非游離脂肪酸對細(xì)菌的選擇作用的影響。在同系列脂肪酸中，分子量越高，H+的濃度就越低，其抗菌的效果就越強(qiáng)，這種性質(zhì)可以上升到C12酸。甲酸是較為理想的抑制性青貯發(fā)酵劑。

2 甲酸的添加量

甲酸的添加量受原料種類和含水量的影響。青貯采用甲酸處理的優(yōu)點(diǎn)是適用于高水分原料及輕度晾曬的原料（水分70%～75%），能夠在高水分條件下實現(xiàn)低含糖量的禾本科再生草、豆科牧草的良好青貯調(diào)制，貯藏?fù)p失少、飼喂損失少。Rooke等[3]將苜蓿萎蔫49 h后添加甲酸、甲醛等添加劑進(jìn)行青貯，結(jié)果發(fā)現(xiàn)與無添加青貯飼料沒有顯著差異，表明重度萎蔫限制了甲酸等添加劑的有效性。

青貯過程添加甲酸的原則是無論何種原料，必須使pH快速降低到4.0及以下。甲酸添加量不足時，不能使青貯飼料的pH充分下降，無法抑制不良發(fā)酵微生物的活動。因此，確定適宜的添加量非常重要，常用甲酸添加量見表1。但是，由于早期刈割或施用高氮肥青貯原料的蛋白質(zhì)含量高，添加量應(yīng)比表1的數(shù)量增加0.3～1.0 kg/t[2]。

表1 不同原料甲酸最適添加量Table 1 The optimum adding amount of different materials formate

3 甲酸對青貯飼料品質(zhì)的改善作用

3.1對感官品質(zhì)的改善在實際生產(chǎn)中，通常根據(jù)開窖后青貯玉米的氣味、色澤、質(zhì)地、含水量等感官指標(biāo)，評定其青貯品質(zhì)的好壞。大量研究表明經(jīng)過甲酸處理的青貯飼料可以較好地保存飼料原料的特性。朱欣等[4]在甘蔗葉梢青貯過程中使用甲酸（0.6%），青貯45 d后顏色和質(zhì)地與對照組無差別。徐煒等[5]使用甲酸（5 kg/t）處理紫花苜蓿添加青貯，90 d后青貯飼料的莖葉結(jié)構(gòu)保存完好，顏色接近青貯原料的原色，且具有酸香味。侯美玲等[6]研究了不同甲酸添加量對典型天然牧草青貯質(zhì)量的影響，使用的甲酸添加量分別是3、6和9 g/kg，結(jié)果顯示，甲酸添加量為6 g/kg時感官品質(zhì)較好，青貯飼料樣品有微弱酸香味，莖葉保持狀況良好，質(zhì)地柔軟，呈淡黃色，為1級優(yōu)良青貯飼料。周娟娟等[7]分別使用甲酸、丙酸、玉米粉和馬鈴薯渣來處理辣椒秸稈青貯，結(jié)果表明，甲酸處理的青貯料顏色、氣味、質(zhì)地最佳。

3.2對發(fā)酵品質(zhì)的影響青貯品質(zhì)評定是對青貯飼料收貯全過程質(zhì)量優(yōu)劣的監(jiān)督，是提高青貯飼料利用效率的重要途徑和方法。青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)的評定主要從pH、乳酸以及各類揮發(fā)性脂肪酸（乙酸、丙酸、丁酸）和氨態(tài)氮含量等方面進(jìn)行。

pH是直接決定青貯品質(zhì)的重要因素，添加甲酸在青貯初期可使pH迅速下降，但對青貯飼料的最終pH值影響不同，最終pH受多種因素影響。

有機(jī)酸是青貯發(fā)酵過程中各類微生物代謝產(chǎn)生的主要產(chǎn)物，有機(jī)酸含量的多少可以直接反映青貯發(fā)酵中占據(jù)主導(dǎo)地位的菌種。一般認(rèn)為，有機(jī)酸特別是乳酸含量及乳酸占總有機(jī)酸的比例越高，整個青貯過程中乳酸菌發(fā)酵優(yōu)勢越明顯，青貯品質(zhì)就好；反之，乳酸含量低，青貯飼料品質(zhì)就差。乳酸（LA）/乙酸（AA）反映的是青貯過程中同型發(fā)酵的程度，其值越高表明同型發(fā)酵的程度越高。Nadeau等[8]研究發(fā)現(xiàn)，在青貯飼料中添加甲酸，可降低青貯飼料的pH(pH＜4.2)、提高乳酸濃度，并抑制有害微生物的生長。劉玲等[9]發(fā)現(xiàn)添加甲酸能夠極顯著降低紅豆草青貯飼料的pH、乙酸和氨態(tài)氮含量，同時提高乳酸的生成量。任海偉等[10]研究也發(fā)現(xiàn)通過添加甲酸顯著降低玉米秸稈和萵筍葉混貯飼料的pH，乳酸含量則顯著增加。丁酸的含量也可以反映青貯品質(zhì)的好壞，丁酸含量高于干物質(zhì)含量的1%，就意味著發(fā)酵腐敗變質(zhì)[11]。柱花草直接青貯品質(zhì)較差，張亞格等[11]通過添加甲酸顯著降低了青貯飼料的pH和丁酸含量。

氨態(tài)氮同樣是衡量青貯飼料發(fā)酵質(zhì)量的重要指標(biāo)，氨態(tài)氮與總氮之間的比值反映青貯飼料中蛋白質(zhì)及氨基酸的分解程度。Sarah等[12]在青貯苜蓿中添加甲酸，發(fā)現(xiàn)其可以顯著降低苜蓿青貯的pH值、NPN和NH3-N濃度，有效抑制青貯飼料中蛋白質(zhì)的降解。王永新等[13]發(fā)現(xiàn)甲酸能顯著改善白三葉青貯發(fā)酵品質(zhì)，極顯著降低青貯pH、乙酸和氨態(tài)氮含量。劉玲等[14]認(rèn)為甲酸能極顯著降低青貯高冰草的pH和氨態(tài)氮含量（P＜0.01），提高乳酸生成量。鄧海軍等[15]也認(rèn)為甲酸能極顯著降低青貯紫花苜蓿的pH和氨態(tài)氮/總氮值（P＜0.01）。

3.3對營養(yǎng)品質(zhì)的改善青貯飼料添加甲酸后pH降低，有效抑制了有害菌生長，特別是抑制腐敗梭菌發(fā)酵，減少了青貯早期植物呼吸作用對營養(yǎng)物質(zhì)的消耗，更好地保留了營養(yǎng)成分。王永新等[13]研究表明添加甲酸能顯著提高白三葉青貯飼料的干物質(zhì)保存率，也顯著提高ADF含量。蔣慧等[16]研究認(rèn)為青貯時低pH能減少干物質(zhì)和能量損失。任海偉等[10]研究也認(rèn)為添加甲酸時青貯干物質(zhì)損失率最低，且顯著降低了纖維素、半纖維素和酸性洗滌木質(zhì)素的含量。張曉慶等[17]研究也認(rèn)為添加甲酸顯著降低了麻葉蕁麻青貯飼料的纖維組分的趨勢，顯著增加了干物質(zhì)、可溶性糖的含量。秦立剛等[18]也發(fā)現(xiàn)，在青貯中添加甲酸可以降低中性洗滌纖維含量和干物質(zhì)損失率，并減少青貯飼料中硝酸鹽含量，有效改善青貯的發(fā)酵品質(zhì)。

青貯料的蛋白質(zhì)降解與pH密切相關(guān)，pH小于4.2時蛋白質(zhì)分解為較穩(wěn)定的氨基酸，并不造成損失。但若pH高于4.2時，腐敗菌的活動會使氨基酸分解成非蛋白氮（氨、胺等），造成蛋白質(zhì)損失。Yuan等[19]研究發(fā)現(xiàn)甲酸能迅速降低青貯飼料pH值，青貯飼料中游離氨基酸N含量顯著降低，在青貯第5天時氨基肽酶活性完全喪失，這表明甲酸能抑制蛋白質(zhì)的分解損失。也就是說即使原料含糖量低，通過添加甲酸也能調(diào)制出品質(zhì)良好的青貯，這對于調(diào)制禾本科再生草和苜蓿等含糖量低牧草青貯是有效的處理方法。Aksu等[20]研究發(fā)現(xiàn)，在青貯中添加新鮮原料重量5%甲酸時，可更多保留青貯飼料的蛋白質(zhì)和可溶性碳水化合物，并提高青貯中乙酸的產(chǎn)量。秦立剛等[18]研究也表明添加甲酸的蘇丹草青貯飼料的可溶性碳水化合物（WSC）含量高于對照組和蔗糖處理組。

3.4對采食量和消化率的改善飼喂添加甲酸青貯飼料的反芻動物增重快、產(chǎn)奶量高，主要原因是干物質(zhì)采食量的增加和有機(jī)物消化率的改善兩者疊加所產(chǎn)生的效果。李夢楚等[21]研究發(fā)現(xiàn)，甲酸能顯著改善青貯香蕉莖稈品質(zhì)，同時提高青貯香蕉莖稈養(yǎng)分的瘤胃降解率。Castle等[22]研究認(rèn)為，作為奶牛飼料時，添加甲酸的青貯飼料優(yōu)于直接青貯的飼料，添加甲酸的青貯飼料總DM的攝入量更高，并且產(chǎn)奶量更高。Karaman等[23]也發(fā)現(xiàn)，用添加甲酸的青貯玉米飼喂奶?？梢栽黾幽膛Ｑ逯械墓炔蒉D(zhuǎn)氨酶和谷丙轉(zhuǎn)氨酶的含量，同時增加了奶牛產(chǎn)奶量，提高了乳脂率，從而提高牛奶品質(zhì)。Winters等[24]研究表明添加甲酸的青貯飼料飼喂肉牛，可以提高采食量和日增重。

4 甲酸與丙酸在青貯中的混合使用

甲酸在有機(jī)酸中酸性最強(qiáng)，是一種發(fā)酵抑制劑。丙酸在有機(jī)酸中酸性最弱，但是它的抗真菌活性最強(qiáng)，是一種好氧性腐敗菌抑制劑。丙酸在青貯飼料中的作用不在于促進(jìn)發(fā)酵，而在于抑制酵母菌、霉菌和一些需氧微生物的生長。市場上，甲酸價格相對于丙酸價格較貴，在生產(chǎn)上可以考慮將甲酸與丙酸混合添加青貯。李真真等[25]將甲酸和丙酸分別稀釋為45%后按照1:1勾兌，添加量為6 mL/kg鮮草進(jìn)行苜蓿青貯，發(fā)現(xiàn)能夠降低苜蓿青貯飼料的pH值、丁酸和氨態(tài)氮的產(chǎn)量，顯著地降低非蛋白氮和結(jié)合蛋白質(zhì)的產(chǎn)量，增加真蛋白的含量。

Vakili等[26]研究發(fā)現(xiàn)甲酸單獨(dú)使用或與丙酸聯(lián)合使用可以降低青貯飼料氨氮濃度（P＜0.05），還發(fā)現(xiàn)補(bǔ)充有甲酸和丙酸的混合物的青貯飼料的好氧穩(wěn)定性比無添加對照高1.6倍。

5 甲酸鹽在青貯飼料中應(yīng)用

添加甲酸對發(fā)酵品質(zhì)具有良好的改善效果。但是，甲酸具有腐蝕性且成本較高，所以直接使用甲酸，在取用的便利性、使用的安全性、對機(jī)械的腐蝕性等方面仍存在諸多問題。而開發(fā)甲酸鹽類作為青貯飼料添加劑，可解決其安全性的問題。劉輝等[27]將甲酸鈉+甜菜粕添加到苜蓿青貯中，提高了發(fā)酵品質(zhì)，顯著降低了青貯飼料的pH和氨態(tài)氮含量。李平等[28]發(fā)現(xiàn)當(dāng)含水量為57.48%時，甲酸鈉處理老芒麥青貯的乳酸含量顯著降低。

甲酸銨已成為商品青貯添加劑，這種添加劑幾乎和甲酸一樣有效，在青貯發(fā)酵過程中能夠迅速游離出甲酸和氨，從而降低pH，抑制不良微生物的生長，且對青貯容器的腐蝕性低于甲酸[29]。但甲酸銨的添加量應(yīng)該高于甲酸。陳鵬飛等[30]研究表明在高水分牧草青貯中添加6 L/t甲酸銨后牧草的發(fā)酵品質(zhì)最好。Yuan等[19]研究表明二甲酸鉀也能迅速降低青貯飼料pH值，在抑制蛋白水解方面與甲酸一樣有效。

6 結(jié)語

使用甲酸及甲酸鹽作為青貯添加劑是有效利用青貯飼料的方式之一，可以明顯改善青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì)，降低干物質(zhì)的損失率，抑制蛋白質(zhì)和糖的分解損失，改善采食量和消化率，提高日增重和產(chǎn)奶量等。市場上，甲酸相對于其他有機(jī)酸價格較貴，如何合理有效地搭配其他有機(jī)酸添加劑或其他添加劑還需要進(jìn)一步研究。

[1]楊富裕，周禾.甲酸在青貯飼料中的應(yīng)用[J].中國奶牛，2000（6）：23-24.

[2]徐春城等編著.現(xiàn)代青貯理論與技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社，2013.

[3]Rooke J A,H A G,Armstrong D G.The digestion by cattle of grass silages made with no additive or with the application of formic acid or formic acid and formaldehyde[J].Grass&Forage Science,1983,38(4):301-310.

[4]朱欣，郝俊，劉洪來，等.6種不同添加物對甘蔗葉梢青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響[J].草地學(xué)報，2015，23（2）：407-413.

[5]徐煒，師尚禮，祁娟，等.不同添加劑對夏河縣紫花苜蓿青貯品質(zhì)的影響[J].草地學(xué)報，2014，22（2）：414-419.

[6]侯美玲，格根圖，孫林，等.甲酸、纖維素酶、乳酸菌劑對典型草原天然牧草青貯品質(zhì)的影響[J].動物營養(yǎng)學(xué)報，2015，27（9）：2977-2986.

[7]周娟娟，魏巍，秦愛瓊，等.水分和添加劑對辣椒秸稈青貯品質(zhì)的影響[J].草業(yè)學(xué)報，2016，25（2）：231-239.

[8]Nadeau E.M.G.,Buxton D.R.,Russell J.R.,et al.Enzyme,bacterial inoculant,and formic acid effects on silage composition of orchardgrass and alfalfa[J].Journal of Dairy Science,2000,83(7):1487-1502.

[9]劉玲，陳新，許慶方，等.添加劑對紅豆草鮮貯或晾曬后青貯品質(zhì)的影響[J].草地學(xué)報，2011，19（6）：995-999.

[10]任海偉，竇俊偉，趙拓，等.添加劑對玉米秸稈和萵筍葉混貯品質(zhì)的影響[J].草業(yè)學(xué)報，2016，25（10）：142-152.

[11]張亞格，字學(xué)娟，李茂，等.有機(jī)酸對柱花草青貯品質(zhì)和營養(yǎng)成分的影響[J].動物營養(yǎng)學(xué)報，2016，28（5）：1609-1614.

[12]Sarah A.N.,Glen B.Effect of formic acid or formaldehyde treatment of alfalfa silage on nutrient utilization by dairy cows[J].Journal of Dairy Science,1992,75(1):140-154.

[13]王永新，玉柱，許慶方，等.添加劑對白三葉青貯的影響[J].草業(yè)科學(xué)，2010，27（12）：148-151.

[14]劉玲，陳新，李振，等.含水量及添加劑對高冰草青貯飼料品質(zhì)的影響[J].草業(yè)學(xué)報，2011，20（6）：203-207.

[15]鄧海軍，楊富裕.3種添加劑對紫花苜蓿青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響[J].草地學(xué)報，2013，21（2）：360-364.

[16]蔣慧，張玲，馬金萍，等.枯黃期駱駝刺與稻草混貯對青貯飼料品質(zhì)的影響[J].草業(yè)學(xué)報，2011，20（2）：109-116.

[17]張曉慶，李鵬，鄭琛，等.添加甲酸對麻葉蕁麻青貯品質(zhì)的影響[J].草地學(xué)報，2013，21（3）：618-621.

[18]秦立剛，許慶方，王保平，等.添加甲酸或蔗糖對蘇丹草青貯品質(zhì)的影響[J].中國草地學(xué)報，2010，32（6）：76-80.

[19]Yuan X J,Wen A Y,Desta S T,et al.Effects of 4 short-chain fatty acids or salts on dynamics of nitrogen transformations and intrinsic protease activity of alfalfa silage:Effect of organic salts on proteolysis[J].Journal of the Science of Food&Agriculture,2016.

[20]Aksu T.,Baytok E.,Akif K.M.,et al.Effects of formic acid,molasses and inoculant additives on corn silage composition,organic matter digestibility and microbial protein synthesis in sheep[J].Small Ruminant Research,2006,61(1):29-33.

[21]李夢楚，王定發(fā)，周漢林，等.添加纖維素酶和甲酸對青貯香蕉莖稈飼用品質(zhì)的影響[J].家畜生態(tài)學(xué)報，2014，35（6）：46-50.

[22]Castle M E,Watson J N.Silage and milk production,a comparison between grass silages made with and without formic acid[J].Grass&Forage Science,2010,25(1):65-71.

[23]Karaman O,Kocabag N.Effect of formic acid incorporation into corn silage on reproduction,health of calves,milk yield and milk composition of dairy cows[J].Veteriner Fakultesi Dergisi,2010.

[24]Winters A L,Fychan R,Jones R.Effect of formic acid and a bacterial inoculant on the amino acid composition of grass silage and on animal performance[J].Grass&Forage Science,2001,56(2):181-192.

[25]李真真，白春生，余奕東，等.刈割期及添加劑對苜蓿青貯品質(zhì)及CNCPS蛋白組分的影響[J].草業(yè)學(xué)報，2016，25（11）：167-172.

[26]Vakili S A,Danesh Mesgaran M,Hodjatpanah Montazeri A.Fermentation Characteristics and Aerobic Stability of Triticale Silage Treated with Formic Acid or a Mixture of Formic and Propionic Acids[A].The 16 th AAAP Congeress[C].2014.

[27]劉輝，卜登攀，呂中旺，等.凋萎和不同添加劑對紫花苜蓿青貯品質(zhì)的影響[J].草業(yè)學(xué)報，2015，24（5）：126-133.

[28]李平，白史且，鄢家俊，等.添加劑及含水量對老芒麥青貯品質(zhì)的影響[J].草地學(xué)報，2013，21（6）：1176-1181.

[29]Chamberlain D G,Quig J.The effects of the rate of addition of formic acid and sulphuric acid on the ensilage of perennial ryegrass in laboratory silos[J].Journal of the Science of Food&Agriculture,2010,38(3):217-228.

[30]陳鵬飛，白史且，楊富裕，等.添加劑和水分對光葉紫花苕青貯品質(zhì)的影響[J].草業(yè)學(xué)報，2013，22（2）：80-86.