水淹式青贮装置的设计与试验

Design and experiment of the flooded silage device

摘要

目的 为解决贵州省关岭县南方山地草地畜牧业使用窖池、扎捆青贮袋及裹包等青贮方式容易进气和密封效果欠佳的问题。 方法 基于连通器和液面压力差的原理，设计了1种大型塑料袋水淹式青贮装置，并与传统的扎捆袋和青贮池进行青贮效果对比，分析青贮饲料的感官品质、饲喂效果和发酵品质。 结果 该装置具备单向排气和完全密封功能，使青贮饲料在无氧状况下得以稳定贮存。水淹式装置青贮玉米颜色、气味明显优于扎捆袋青贮和青贮池青贮，表面无发霉现象，pH 3.85,属优级，牛只喜食。 结论 该青贮装置不仅有利于饲料长期保存，还便于运输和降本增效，适合在我国气候炎热、空气湿度大和地形地貌崎岖复杂的南方山区推广应用。

关键词

关岭牛 / 南方山地草牧业 / 水淹式青贮装置 / 密封方法 / 发酵品质

Key words

Guanling cattle / animal husbandry in southern mountainous grasslands / flooded silage device / sealing method / quality of fermentation

贵州省关岭布依族苗族自治县(简称关岭县)，地处云贵高原东部脊状斜坡南侧向广西丘陵倾斜的斜坡地带，具有气温高、空气湿度大的特点^[1]。该县以典型的喀斯特岩溶地形地貌为主，土地瘠薄，草地破碎^[2]。关岭县是贵州省石漠化程度最严重的县区之一，生态系统比较脆弱，生态畜牧养殖饲草保障能力不足，严重制约了该地区经济社会发展。近年来，关岭县结合实际，将牛产业作为“一县一业”给予重点支持和发展，相继出台了《关岭自治县“关岭牛”三年振兴计划方案（2016—2018）》、《关岭牛产业发展补助办法》等系列扶持政策，为关岭牛养殖业的发展提供了强有力的保障。随着当地畜牧养殖业的快速发展，反刍动物的养殖数量持续不断增加^[3]，饲草的供应在冬春季出现严重亏缺，通过合理的青贮方式保障饲料供给尤为重要。

青贮作为一种规模灵活、方法多样的贮存方法，在我国广大农村和牧区得到了迅速的推广和普及。青贮常采用青贮窖、裹包、青贮塔及塑料袋捆扎等方式^[4]。关岭县地处南方山区，地形复杂，存在典型的梅雨季节（每年6—7月），如果采用上述青贮方式往往容易出现选址难、密封差、运输慢、易腐烂等问题，造成青贮饲料营养成分下降和变质^[5-6]。因此,本文结合关岭县生产实际，研发一种水淹式青贮装置及密封方法，并与传统的青贮方式进行玉米青贮试验对比，旨在为提高南方山区的牧草青贮品质提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 设计原理和密封方法

基于连通器和液面压力差的原理，设计1种大型塑料袋水淹式青贮装置，按照结构示意图1选择材料，材质根据实际情况选择，以达到密封、不漏气、漏水为原则^[7]。既可以将青贮袋内产生的热能和气体不断排出，又能避免袋内青贮饲料和外界空气接触，缺氧的密闭空间能使乳酸菌迅速大量繁殖，从而形成有利于发酵的环境，提高青贮效果。

由图1可见，该装置由14个部件构成，主要包括青贮和单向排气2个功能模块。青贮部分由青贮袋与排气管组成，单向排气部分由密闭容器2个、连接管孔、连接管、进气管、排气管和液体组成。青贮袋与密闭容器1通过排气管与进气管实现密封连接；利用“U”型连接管经通孔插入至2个密闭容器底部实现密闭容器连接。

选用乳熟后期至蜡熟前期全株玉米为青贮原料，晾干至水分65%左右，用揉丝切碎机切短（碎）长度为2~3 cm后，填充至密封袋中，准备真空阀、真空泵进行抽气压实，接着用封口机对青贮袋进行封口，再将“U”型连接管的一端通过连接管孔插入到密闭容器1中，另一端通过连接管孔插入到密闭容器2中并延伸至底部液体中，最后将青贮袋上的排气管与密闭容器1的进气管进行密封连接，此时青贮的准备工作完成。在有氧发酵阶段，细胞呼吸会消耗青绿饲料原料中的养分，同时产生大量的热能和二氧化碳等气体，会使外界的气压小于青贮袋内的气压，在压力差的作用下青贮袋内的气体会通过排气管和进气管首先进入密闭容器1中，接着会通过“U”型连接管和液体进入到密闭容器2中，最后进入密闭容器2中的气体经排气管排到外界。随着发酵袋内的氧气消耗殆尽，乳酸菌等厌氧性细菌开始迅速大量繁殖并进入厌氧发酵期，在此过程中青贮袋内的压强逐渐减小并与外界气压达到平衡，不再继续向外界排气，而外界的空气首先会经过排气管进入到密闭容器2中，但在液体的阻隔下无法进一步进入到密闭容器1和青贮袋中，从而达到单向排气的作用。随着乳酸的大量产生，pH逐渐降低，青贮袋内的乳酸菌停止生长，青贮饲料达到终端pH值，此时青贮进入稳定阶段^[8]。随着青贮过程完成，青贮袋内的青贮饲料达到完全密封状态。在整个发酵过程中，密闭容器1的作用是为防止密闭容器2中的液体倒流进入青贮袋中，第一密封盖与第二密封盖的作用是便于观察密闭容器中的液体，便于及时补充液体或将液体倒出。

1.2 青贮试验设计

分别采用水淹式装置、常规打捆青贮（扎捆袋）和青贮池3种方式，进行玉米青贮试验，周期40 d, 环境温度平均30 ℃，对比青贮饲料品质。

1.3 感官评价方法

对青贮饲料的气味、色泽和品质进行肉眼观察并评价。

1.4 饲喂评价方法

饲喂效果的评定是在当地牛场中进行，把不同青贮方式制作的青贮料同时投放在试验牛只可以采食到的地方，观察牛只的采食情况。不间断采食的青贮料为1级(牛只喜食)，随意采食的青贮料为2级(比较喜食)，偶有采食的青贮料为3级(一般)，不采食的青贮料为4级(不喜食)。

1.5 pH值测定

取不同青贮方式制作的青贮料样品，参照GB/T 23769—2009《无机化工产品 水溶液中pH值测定通用方法》测定pH值。

2 结果与分析

2.1 感官评价

水淹式装置青贮玉米颜色明显优于扎捆袋青贮和青贮池青贮，表面无发霉现象，而扎捆袋青贮和青贮池青贮 2 组表面均有轻微的霉变；在气味上，水淹式装置青贮和扎捆袋青贮均无丁酸臭味，呈酸香味，而青贮池中青贮料有一定的丁酸臭味。可能是扎捆袋青贮过程未进行充分压实，空气残留过多所致。

2.2 pH值

由表1可见，水淹式装置青贮料pH 3.71，明显低于扎捆袋和青贮池的。根据T/JLSLGY 0001—2020《全株玉米青贮饲料质量评定》行业标准，pH在3.3~4.2（含3.3）属优等，4.2~4.7属良好，pH≥4.7属一般。说明水淹式装置青贮料和扎捆袋青贮饲料品质较好。

2.3 饲喂评价

经观察发现，水淹式装置青贮和扎捆袋青贮的饲料酸香味更浓，适口性好,牛只喜食，为1级；青贮池青贮饲料为2级,饲料适口性差。图2为牛只饲喂现场。

3 讨论

通过对水淹式装置、扎捆袋、青贮池3种青贮方式的感观、pH以及饲喂试验进行综合对比，结果显示，水淹式装置青贮略优于扎捆袋青贮料品质，远优于青贮池青贮。 主要原因是在满足生产优质青贮原料的前提下，水淹式装置青贮的空气通过不断外排空气残留最少，而扎捆袋青贮采取层层压实，空气残留也比较少，能比青贮池更快地创造有利于乳酸菌生长繁殖的厌氧环境，使pH值迅速下降至4.0以下，从而有效抑制微生物对营养物质的进一步分解，使青贮饲料中的各种养分损失更少，从而获得更优质的青贮饲料^[9]。

传统窖装青贮由于不能及时密封及密封不严，往往造成窖上部的霉烂变质,仅此1项的损失总量约为15%；由于青贮原料的含水量较大，在制作过程中水分渗漏造成干物质的流失；此外，在开窖使用中，由于日晒、雨淋和霉烂也造成较大损失，总损耗率高达30%。水淹式装置青贮则几乎没有霉烂，也不会造成水分的渗漏，而且抗日晒、雨淋、风寒的功能很强，因此损失可降低到5%以内^[10]。

水淹式青贮装置制作方便，贮存的地点灵活，可节省大量的人力、物力，并且青贮饲料不受天气因素影响。水淹式装置青贮，便于草料的运输和商品化，牧草浪费较少。相较于裹包青贮，本装置能够重复使用，大大降低成本；相较于青贮池青贮，造价更低，同时对地势要求不高，更灵活和便于运输，能提高生产效率及降低成本。对类似关岭县的南方地区发展山地畜牧业，饲料青贮要遵循“适宜保存、运输”的原则，才能真正做到降本增效，增强养殖主体的积极性，水淹式青贮装置适合在我国气候炎热、空气湿度大和地形地貌崎岖复杂的南方山区推广应用。

由于本装置遵循的是单向排气原理，青贮袋内发酵产生的气体能持续不断外排，而外部的气体被隔绝无法进入袋内，因此，采用本青贮装置，须做好各接管、通孔的密封连接，才能确保青贮饲料稳定长期保存。

参考文献

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[10] 刘庆权. 香肠式真空塑包玉米青贮技术研究[J]. 中国饲料， 2003（12）：28-29.

基金资助

安顺市科技计划项目(安市科农重〔2021〕01号)

贵州省农业农村厅项目(黔财农〔2021〕74 号)