青贮饲料添加剂甲酸的应用
青贮原料因植物种类、生长阶段和化学成分等不同，青贮难易程度也有不同。对于难青贮的植物原料（碳水化合物含量低、水分含量高、缓冲度高等）一般可以采用半干青贮、混合青贮或添加剂青贮。添加甲（蚁）酸青贮是目前国外广泛使用的一种加酸青贮方法。挪威近70的青贮添加甲酸，英国自1968年后亦广泛采用，其用量是每吨青贮原料加85甲酸2.85千克，美国用量为每吨青贮原料加90甲酸4.53千克。当然，甲酸的用量随其浓度、青贮难易程度和青贮目的不同亦有所不同，其添加量一般为青贮原料重量的0.3~0.5，或2~4ml/kg。
1 甲酸青贮的原理
甲酸在有机酸中属于强酸，并具有较强的还原能力，是炼焦的副产物。添加甲酸比添加H2SO4、HCl等无机酸的效果好，因为无机酸只有酸化效果，而甲酸不但能降低青贮料的pH值，而且还可以抑制植物呼吸和不良微生物（梭状芽孢杆菌、芽孢杆菌和某些革兰氏阴性菌）发酵。此外，甲酸在青贮料和瘤胃消化过程中，能分解成对家畜无毒的CO2和CH4，甲酸本身也可被吸收利用。加甲酸制成的青贮料，颜色鲜绿，具香味，品质高，蛋白质分解损失仅0.3~0.5，而在一般青贮中则达1.1~1.3。苜蓿、三叶草加甲酸青贮结果，粗纤维减少5.2~6.4,，且减少的这部分粗纤维水解变成低聚糖，可为动物吸收利用，而一般青贮粗纤维仅减少1.1~1.3。另外，加甲酸青贮可以使青贮料的胡萝卜素、维生素C、钙、磷等营养物质的损失比一般青贮少。
2 甲酸对青贮过程的影响
2.1 甲酸对pH的影响 尽管甲酸在脂肪酸系列中其酸性最强，但比AIV法中使用的无机酸要弱的多。要把作物的pH降至4.0以下，一般不大量使用甲酸。添加甲酸在青贮初期可使pH迅速下降，但对青贮料的最终pH值则影响不一。甲酸对pH的改变程度同样受诸多因素的影响。Carpintero等（1979）添加85甲酸4ml/kg对牧草进行青贮，结果使乳酸菌（LAB）数量下降一半，青贮料pH略微升高。Henderson等（1989）添加甲酸（5ml/kg）青贮牧草，结果LAB下降55，pH从3.70增加到3.91。 Berry等（1978a）研究了甲酸对可溶性碳水化合物（water soluble carbohydrates, WSC）含量低的青贮原料的典型影响。在此项研究中，他们用低（1.5ml/kg）、中（3.0ml/kg）、高（6.0ml/kg）三个水平的85甲酸处理苜蓿青贮。结果pH都比对照组低，但随着甲酸浓度增加，pH从5.35降低到4.20，呈下降趋势。甲酸对WSC含量高的青贮原料的影响可以用Carpintero等（1979a）所做的研究来加以说明。他们用6个不同水平（分别为0、0.4、1.0、2.0、4.1、7.7ml/kg）的85甲酸处理黑麦草-三叶草青贮，50天后其pH分别为3.87、3.77、3.67、3.81、3.88和3.80，pH呈先降后升的趋势，最高水平甲酸（7.7ml/kg）青贮料50天的pH值超过了最初的pH值（3.50）。 对于缓冲性较高的作物，比如豆科牧草，要想把pH降至理想水平，需酸量更大。Lancaster和Brunsuick（1980）建议苜蓿适宜的使用水平为5~6ml/kg。
2.2 甲酸对微生物区系的影响 甲酸的抗菌作用与其他脂肪酸一样，是由于两种作用所至，一是氢离子浓度的作用，二是非游离酸对细菌的选择作用（Woolford，1984）。在同类脂肪酸系列中，氢离子浓度作用随分子量的增加而减少，但抗菌效果却增加，这种性质至少可上升到C12酸。Woolford（1975）经过测定指出甲酸在pH值为4时抑制细菌生长的效果最好。Mann也用坡度电极板技术测定了甲酸的抗菌活性，他发现在4.5ml/kg的甲酸水平中，白联珠菌（Leuconostoc）小球菌属（Pediococcus）和链球菌（Streptococcus）中的选定菌株全部被抑制，而乳酸杆菌（L.buchneri L.casei和L.plantarum）则未完全被抑制。此外，枯草杆菌（Bacillus subtilis）、短小芽孢杆菌（B.pumilis）以及短杆菌（B.brevis）的杆菌菌株也能够在4.5ml/kg的甲酸中生长。Carpintero等（1979）分别添加85甲酸（4ml/kg）和50硫酸（3ml/kg）将青贮料的pH降至相似水平，发现甲酸大大阻止了LAB（甲酸组为66g/kgDM，对照组为122，硫酸组为102 ）的活动，从而保存了大量的WSC（甲酸组为211g/kg，对照为12，硫酸组为64），这样可以为瘤胃微生物的生长多提供一些能量来源。 酵母菌对甲酸具有特殊的耐受性，Henderson等（1972）发现用推荐水平的甲酸处理的青贮原料中，有大量这类生物体存在。青贮饲料内酵母的存在与活跃是我们所不希望的，在厌氧条件下酵母发酵糖类获得能量，并产生乙醇和使干物质减少。 Beck（1968）发现甲酸对梭状芽孢杆菌和肠道细菌有显著的抑制作用，但作用的强弱取决于所用酸的浓度，低浓度甲酸实际上反而会促进一些杂菌的生长。Chambelain和Quig（1987）指出在抑制肠杆菌方面，添加甲酸使pH降低，但不能使肠杆菌数量减少，而是乳酸菌的迅速生长使肠杆菌受到抑制，因为甲酸对肠杆菌的影响较乳酸菌小。他们指出，中等水平（3~4ml/kg）的甲酸可能会使乳酸菌受到的抑制大于肠杆菌，从而导致对发酵的不利影响；再略高的甲酸水平则使乳酸菌和肠杆菌都受到抑制。Henderson等（1972）对DM含量为360g/kg的多年生黑麦草进行了研究，结果发现，甲酸（3.5g/kg）会减少微生物的总量，但对乳酸菌的活性影响不大。Jonsson（1990）用甲酸（4.0、8.0ml/kg）处理苜蓿（DM分别为25、35、40）大捆青贮，青贮中接种了梭菌和黄曲霉，120天后发现甲酸对梭菌数量没有影响，而对后者则有完全的抑制作用。甲酸还助长了镰刀菌属细菌的生长.
2.3 甲酸对青贮成分的影响 甲酸对青贮料化学成分的影响随其施用水平、植物种类、生长阶段、DM和WSC含量以及青贮过程而不同。甲酸对WSC含量低的作物的典型影响可以用Berry等（1978b）的实验来加以说明。实验用低中高（分别为1.5、3.0、6.0ml/kg）三个水平的甲酸处理用两种方法收获的苜蓿。在用链枷式收获的材料中，低甲酸处理实质上对阻止分解蛋白质的梭状芽孢杆菌无效，只有高水平甲酸才能有效保存。用精细切碎的材料，所有甲酸处理的青贮都保存的很好。甲酸组青贮料的DM和蛋白氮、乳酸含量升高，而乙酸、氨态氮含量降低。随着甲酸浓度的升高，乙酸和乳酸降低，WSC和蛋白氮增加。Phillp等(1990)加甲酸(4.5ml/kg)于苜蓿青贮中，和对照组相比，乳酸含量略有下降，可溶性糖有所增加，其它成分并无多大变化。 当把甲酸加到WSC含量丰富的作物中时，乳酸发酵占优势而使青贮储存良好，甲酸有限制乙酸、乳酸产生并保存WSC的作用。Carpintero等（1979b）用6个水平（0、0.4、1.0、。2.0、4.1、7.7ml/kg）的甲酸（85）处理DM含量为203g/kg的黑麦草-三叶草青贮。结果显示，最终WSC随甲酸水平的升高而升高，氨态氮、乙酸则反之，乳酸含量呈先升后降的趋势。另外，Carpintero等还发现，当用高水平（4.1、7.7ml/kg）甲酸时，青贮料中WSC含量分别为211、250g/kgDM，超过了青贮原料最初的WSC（199g/kgDM）。据推断，原因可能是在贮存期间发生了多糖水解。Martinsson（1992）加甲酸于猫尾草中，结果甲酸组青贮料乳酸、乙酸和氨态氮均略低于对照组，但对其它成分影响不大。郭金双（1998）用85甲酸（0、2.5、4.0、5.5mlkg-1）分别处理蜡熟期收割的全株大麦和全株玉米，结果玉米青贮的可溶性糖含量显著增加，乳酸、乙酸、氨态氮含量有所降低；大麦青贮的乳酸含量极显著降低，氨态氮、乙酸也降低，但不明显，可溶性糖有所增加。
3 甲酸青贮对家畜生产性能的影响
实验充分证实，添加甲酸青贮有利于提高青贮干物质的随意采食量和家畜生产性能。直接收割后添加甲酸青贮能提高有机物表观消化率7，而萎蔫青贮仅提高2。若考虑到能量消化率，甲酸处理提高不到2。Waldo（1978）经过大量实验后认为，由于发酵存在损失，使有机物消化率的数据有偏差。Waldo的饲养实验还表明，直接收割添加甲酸青贮，家畜平均增重71，萎蔫青贮为27。此外，甲酸青贮提高产乳量2。Saue和Brierem（1969）用相同原料调制的干草和甲酸做饲养实验发现，乳牛采食青贮饲料可提高产乳量6。Waldo (1970) 指出，甲酸处理时生产性能的增加百分率在产乳上比在增重上低。 对难贮植物（如鸡脚草、苜蓿）添加足量的甲酸，对家畜生产性能的影响极明显。Lancaster等（1977）用甲酸（3.63~4.8ml/kg）处理苜蓿青贮，结果发现甲酸青贮在牛和羊无论有机物消化率、干物质采食量及日增重都明显高于对照组。对照组绵羊的日增重甚至出现了负增长。 对DM含量中等（190~220g/kg），富含WSC的植物添加甲酸，对家畜生产性能通常影响不大。Hinks等（1976）用甲酸（2.6ml/kg）青贮黑麦草，并进行了饲养实验。虽然甲酸青贮比对照提高增重11，但差异不显著。用绵羊所测定的这两种青贮的消化率实质上相同。Huber 和Soejono（1976）用玉米青贮饲喂泌乳牛发现，甲酸略微提高青贮干物质采食量，但对产乳量没有多大影响。 关于甲酸青贮的能量利用，资料极少。Sundst?l和Ekern（1976）在绵羊的实验中用三个生长期收割的新鲜牧草、甲酸青贮和干草作比较，发现青贮干物质的代谢能浓度以及青贮用于维持的效率较同样收割的牧草和干草为高。而Van der Honmy等（1973）用干草和甲酸青贮做能值比较实验发现，奶牛将代谢能转化为净能的效率没有差异。青刈牧草添加甲酸有助于保护其蛋白质。Demarquilly和Dulphy（1977）的实验表明，禾本科牧草和苜蓿经甲酸处理，可改进对青贮氮的利用，而对消化率没有显著影响。Kelly等（1978）指出，瘤胃对甲酸处理青贮氮的降解率约占总氮的50～60。
由此可见，甲酸青贮在瘤胃中合成菌体蛋白质的强度和效率被降低。郭金双（1998）用甲酸青贮明显提高了干物质的瘤胃动态降解率。许振英（1979）认为，甲酸青贮虽能降低氨的产生，但也能降低蛋白质在瘤胃和肠道中的消化性。
4 甲酸与其他添加剂在青贮中的混合使用
4.1 甲酸与甲醛混用 在生产中，单用甲酸处理青贮料，费用较高且有腐蚀性；而用高浓度甲酸处理青贮料，家畜的消化率及干物质采食量均下降；低浓度甲酸却助长了梭菌的生长。一般认为，用低浓度的甲酸与甲醛合用效果较好。甲酸主要起发酵抑制剂作用，而甲醛则保护蛋白质使之不致在瘤胃中过分分解。Waldo（1970）的综述指出，青割牧草添加甲酸-甲醛混贮，比对照组提高日增重67，提高产乳量5。Hinks等（1980）进行了黑麦草甲酸青贮（3.14g/kg）和甲酸（2.86g/kg）-甲醛（1.44g/kg）混合青贮，并用绵羊测定了消化率，用生长牛进行了饲养实验。结果两种青贮的消化率差异很少，但甲酸-甲醛青贮的代谢能却显著高于甲酸单独青贮。用牛喂青贮料，每天再补充大麦1.5千克，结果甲酸-甲醛青贮的代谢能采食量和日增重都显著高于甲酸单独青贮。Hinks认为一种含有约2.8ml/kg甲酸和一个低水平甲醛（约为19g/kg蛋白质）的混合添加剂可能是在牧草作物中最好的组合。 4.2 甲酸与生物制剂混用 甲酸和生物性添加剂合用可以明显改善青贮料的营养成分。Jaakkola等（1991）以猫尾草（DM为17.2）为原料，添加甲酸和乳酸杆菌进行青贮。结果发现乳酸菌在青贮早期产生量较多，这对抑制不良微生物发酵有良效。同时，青贮料的最终乳酸含量显著高于一般青贮和甲酸青贮，乳酸水平提高50～90，而丙、丁酸和氨态氮含量明显降低；乳酸和乙酸的比值（L/A）显著提高，表明乳酸菌在青贮过程中使同质发酵程度增加。 5 小结 从以上可以看出，青贮中甲酸的适宜用量与作物的种类及不同的收割期有关。加入甲酸后的确可降低pH值、氨态氮含量，保留更多的可溶性糖。但添加甲酸对有机物质的消化率以及家畜生产性能的影响还有待进一步研究。
