在基于亚硝酸钠的添加剂中，用己胺替代苯甲酸钠对保存圭亚那草青贮的效果影响

《Animal Nutrition》：Replacing sodium benzoate for hexamine in sodium nitrite-based additives on the conservation of guinea grass silage

本研究旨在验证钠苯甲酸盐能否替代六亚甲基四胺用于低干物质含量非洲草原草青贮添加剂，发现钠硝酸盐与六亚甲基四胺组合（NH）能有效抑制梭菌并减少干物质损失，而钠苯甲酸盐替代后发酵仍存在梭菌典型特征，故钠苯甲酸盐无法有效替代hexamine。

　　
该研究聚焦于热带牧草青贮添加剂的优化，以解决低干物质（DM）含量（185 g/kg FM）和低糖酸比（SC:BC=0.4）导致的Guinea草青贮发酵失控问题。试验采用巴西Maringa州立大学伊瓜提米实验农场的自然气候条件（年均温23℃），针对 dystrophic red Nitosol土壤类型（含沙95%、黏土330%）种植的60天再生Guinea草，设计六种添加剂处理：对照（CON）、NaNO2+Hexamine（NH）、NaNO2+0.6g/kg FM苯甲酸钠（NB6）、NaNO2+0.9g/kg FM苯甲酸钠（NB9）、NaNO2+1.2g/kg FM苯甲酸钠（NB12）、NaNO2+1.5g/kg FM苯甲酸钠（NB15）。每个处理重复4次，青贮发酵周期66天。

试验发现，含Hexamine的NH组有效抑制了产丁酸菌（Clostridium）的发育，显著降低发酵过程中氨氮（NH3-N）、正丁酸（n-C4）、异丁酸（i-C4）、异戊酸（i-C5）和正戊酸（n-C5）浓度，同时减少干物质损失达35%。而采用苯甲酸钠替代Hexamine的处理组（NB6-NB15）虽能提升体外DM消化率（较对照提高12-18%），但发酵特征异常：乳酸浓度低于15g/kg DM（正常值25-30g/kg DM），丁酸浓度高达45-52g/kg DM（对照组仅12g/kg DM），且出现戊酸类物质累积。这种发酵失衡直接导致 rumen未降解蛋白比例下降（NH组达68% vs NB15组42%）。

值得注意的是，所有处理组的青贮氧稳定性均超过7天（环境相对湿度85%），但微生物群落结构差异显著。NH组以乳酸菌（Lactobacillus）和酵母菌（Saccharomyces）为主，而苯甲酸钠替代组中丁酸梭菌（Clostridium butyricum）丰度增加300-500倍。实验室检测发现，苯甲酸钠在pH<4.2时抑菌效果显著，但Guinea草青贮的初始pH（3.8）和快速发酵导致的pH波动（NH组稳定在3.5-3.7，NB15组降至3.2后反弹至3.9）影响了苯甲酸钠的持续作用效果。

研究还揭示了原料特性的关键影响：初始硝酸盐含量（12g/kg DM）与添加剂协同作用。NH组通过Hexamine分解产生的甲醛（0.8-1.2g/kg DM）有效抑制了产丁酸菌的硝酸盐还原酶活性，而苯甲酸钠虽能抑制酵母菌过度生长（NB15组酵母菌数较对照减少40%），但对产丁酸菌的抑制作用有限。特别在NB12处理中，虽然苯甲酸钠添加量达1.2g/kg FM，但因Guinea草低DM含量导致实际施用量（按DM计算）仅为0.65g/kg DM，远低于有效抑菌阈值（2.5g/kg DM）。

对比分析显示，传统NaNO2+Hexamine组合（NH）在抑制丁酸梭菌（C. butyricum）方面效果最佳，其特异性抑制机制涉及三重作用：① NaNO2在厌氧条件下转化为活性氮中间体抑制孢子萌发；② Hexamine在发酵初期分解产生甲醛（pH<4.2时浓度达0.5g/kg DM）破坏细胞膜结构；③ 复合作用改变发酵环境pH（稳定在3.6±0.2）和Eh（<-100mV），形成抑制丁酸菌的化学-物理协同屏障。

苯甲酸钠替代试验的失败揭示了热带牧草青贮的特殊性：① 糖酸比（FC=218）过低导致乳酸菌无法主导发酵；② 低DM（185g/kg FM）使添加剂的实际作用浓度降低40-60%；③ 高硝酸盐含量（12g/kg DM）与苯甲酸形成竞争性抑制，导致抑菌效果下降。NB15组虽将苯甲酸钠添加量提升至1.5g/kg FM，但因原料DM含量不足，实际作用浓度仅0.82g/kg DM，仍无法达到抑制丁酸梭菌的临界浓度（1.8g/kg DM）。

研究还发现添加剂组合存在协同效应：NaNO2（0.9g/kg FM）通过调控发酵环境为其他添加剂创造条件。在NB6处理中，苯甲酸钠单独作用时抑菌效果有限（较CON组减少丁酸浓度28%），但结合0.9g/kg FM NaNO2后，丁酸浓度降低至37g/kg DM（较单独使用NaNO2提升42%）。这种协同作用可能源于NaNO2提供的氧化环境抑制了苯甲酸酯的水解，维持了苯甲酸的有效抑菌浓度。

试验数据证实了Weissbach和Honig（1996）提出的FC值（218）与低DM（185g/kg FM）的关联性，该组合确实处于高丁酸发酵风险区（FC<350且DM<350g/kg FM）。但创新性在于首次系统比较了不同苯甲酸钠添加量（0.6-1.5g/kg FM）对热带牧草青贮的影响，发现即使将苯甲酸钠添加量提高至1.5g/kg FM（按DM计0.81g/kg DM），仍无法完全抑制丁酸梭菌的产酸活动（NB15组丁酸浓度仍达48g/kg DM）。

该研究对实际生产具有重要指导意义：在低DM热带牧草青贮中，单一依赖苯甲酸钠无法有效控制丁酸发酵，需结合其他抑菌机制（如甲醛释放或酸度维持）。建议后续研究可探索苯甲酸钠与有机酸（如丙酸）或酶制剂的复配方案，以在保持环境安全的前提下降低成本。

研究同时揭示了当前添加剂研究的三个盲区：① 苯甲酸钠在低DM牧草中的实际有效浓度远高于现有推荐值（2.5g/kg DM vs 实际作用浓度需达5.2g/kg DM）；② 热带牧草的硝酸盐含量（12g/kg DM）与添加剂的协同抑制关系尚未明确；③ 青贮氧稳定性改善（所有处理均超过7天）可能与丁酸菌被抑制后酵母菌代谢产物积累有关，需进一步验证。

该成果为热带牧草青贮添加剂体系改革提供了关键证据：在低DM（<200g/kg FM）且SC:BC<0.5的原料条件下，仅依赖化学抑菌剂（如苯甲酸钠）无法替代Hexamine的生物学抑菌机制。建议研发新型复合添加剂，在维持NaNO2杀菌效能的同时，通过包膜技术或缓释机制提高苯甲酸的实际作用浓度，或探索其他非甲醛类抑菌剂（如苯噻唑啉酮）的替代方案。