添加丙酸和尿素對玉米青貯品質(zhì)的影響

臧艷運，王 雁，顧雪瑩，陳鵬飛，楊富裕

(1.中國農(nóng)業(yè)大學草地研究所，北京 100193；2.四川農(nóng)業(yè)大學草業(yè)科學系，四川 雅安 625014)

青貯玉米(Zeamays)是中國最重要的栽培飼料作物之一，由于其青貯發(fā)酵品質(zhì)良好、含有豐富的碳水化合物以及多種維生素、相對產(chǎn)量較高、木質(zhì)素含量較低等優(yōu)點被廣泛使用，同時青貯全株玉米具有鮮嫩多汁、適口性好、易貯存等特點，已成為反芻動物不可缺少的飼料組成部分。然而，在青貯飼料使用過程中，由于管理不當使其品質(zhì)下降，適口性降低，給畜牧業(yè)生產(chǎn)帶來了嚴重的經(jīng)濟損失[1]。為了提高全株玉米的青貯發(fā)酵效果，可以通過添加青貯飼料添加劑來改善青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)，如乳酸菌制劑、甲酸、丙酸、甲醛、尿素等。但很多研究表明，不同的青貯添加劑由于使用劑量、環(huán)境因素、人為誤差等因素的影響，對青貯玉米品質(zhì)是否有效的改善結(jié)論也不一致[2-4]。

丙酸是一種高效的抗真菌揮發(fā)性脂肪酸，在抑制青貯飼料的好氧性腐敗方面有良好的效果[5]。丙酸作為青貯發(fā)酵抑制劑應(yīng)用在青貯中，能降低乙酸的含量，提高乳酸含量[6-7]，但也有添加丙酸并不能改善青貯發(fā)酵品質(zhì)的報道[7]。尿素可提高青貯原料中的蛋白質(zhì)含量，提高其營養(yǎng)價值并可保存青貯料的可溶性碳水化合物[8]。本研究分析單獨添加丙酸、尿素或丙酸與尿素組合對全株玉米青貯發(fā)酵質(zhì)量的影響，旨在為調(diào)制優(yōu)質(zhì)的全株玉米青貯添加劑提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1試驗材料 青貯原料：全株玉米(金嶺18號)為乳熟期刈割，取自內(nèi)蒙古省赤峰市農(nóng)業(yè)科學院內(nèi)。

全株玉米原料干物質(zhì)(Dry Matter，DM)、粗蛋白(Crude Protein，CP)、可溶性碳水化合物(Water Solution Carbohydrates,WSC)、中性洗滌纖維(Neutral Ddetergent Fiber，NDF)和酸性洗滌纖維(Acid Detergent Fiber，ADF)的含量分別為19.85%、9.03%、25.38%、53.65%和32.08%，緩沖能值225 mE·kg-1?？扇苄蕴妓衔锏暮枯^高，而緩沖能值則比較低。

1.2添加劑 添加劑采用丙酸、尿素，其均為市售普通化學純試劑。

1.3試驗設(shè)計 本試驗在青貯原料中的添加劑設(shè)對照、0.3%丙酸、0.5%尿素和0.3%丙酸+0.5%尿素4個處理，添加劑使用量為推薦添加量，每個處理均為3次重復(fù)。

1.4試驗方法

1.4.1青貯飼料的調(diào)制 將全株玉米用鍘刀切成1～3 cm，將全株玉米混勻，分別添加0.3%丙酸、0.5%尿素、0.3%丙酸+0.5%尿素溶液后，對照組添加等量的蒸餾水，均勻地分裝入聚乙烯袋中，抽真空封口，并用膠帶將四周再次密封，于室溫條件下貯藏60 d后開啟，取樣分析。

1.4.2青貯飼料品質(zhì)評定 現(xiàn)場感官評定:依據(jù)《青貯飼料質(zhì)量評定標準》[9]，開啟時對全株玉米青貯的發(fā)霉狀況、質(zhì)地、氣味和顏色等指標進行現(xiàn)場評定。

實驗室評定:開袋后，將青貯飼料樣品混合均勻，取20 g樣品于榨汁機內(nèi)，加入180 mL蒸餾水，然后將其榨碎，依次用4層紗布及定性濾紙過濾，對浸出液一部分用pH計測定青貯飼料浸出液的pH值[10]；另一部分濾液在設(shè)置3 500 r·min-1離心機內(nèi)離心15 min，然后取上清液，用0.45 μm濾膜過濾后標記并保存在-20 ℃冷凍，用于測定氨態(tài)氮(NH3-N)和有機酸。將混勻后剩余的青貯樣品置于信封袋中于65 ℃鼓風干燥箱中烘干48～72 h，直至質(zhì)量不變，測定其水分含量，烘干的樣品用微型植物樣粉碎機粉碎過1 mm篩，裝入自封袋內(nèi)待測，用于測定干物質(zhì)、粗蛋白、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維等化學成分。

采用烘干法測定DM 含量[10]，凱氏定氮法測定CP含量[11]，Van Soest等[11-12]方法測定NDF和ADF含量，苯酚-次氯酸比色法[13]測定NH3-N含量。

測定有機酸含量(乳酸、乙酸、丙酸和丁酸)使用SHIMADZE-10A型高效液相色譜儀[14]，色譜柱：Shodex Rspak KC-811 S-DVB gel Column 30 cm×8 mm；檢測器為SPD-M10AVP，流動相：3 mmol·L-1高氯酸，1 mL·min-1的流速；柱溫50 ℃；210 nm檢測波長，進樣量5 μL。

1.5數(shù)據(jù)處理與分析 使用統(tǒng)計分析軟件SAS V 8.0對數(shù)據(jù)進行方差分析。

2 結(jié)果

2.1玉米青貯感官評定 從感官上看，各組全株玉米青貯料均呈黃褐色，無霉變現(xiàn)象發(fā)生，質(zhì)地較好，無粘手現(xiàn)象，有酸香味，但添加尿素處理組有輕微的氨味，感官評定屬良好青貯料(表1)。

2.2玉米青貯發(fā)酵品質(zhì) 與對照相比，添加丙酸能顯著降低全株玉米青貯的pH值和青貯飼料的乙酸含量(P<0.05),并能顯著提高丙酸含量(P<0.05)。添加尿素處理的NH3-N占總氮的比例顯著高于其他處理(P<0.05)。同時添加丙酸和尿素能顯著提高丙酸和氨態(tài)氮占總氮的比例(P<0.05)(表2)。

2.3玉米青貯化學成分 各個添加劑處理組和對照組相比，干物質(zhì)含量變化不是很大；添加尿素處理顯著提高了青貯玉米的CP含量(P<0.05)；添加丙酸和尿素能顯著提高青貯飼料的CP含量，同時也降低了NDF和ADF含量，然而單獨添加尿素處理的NDF與對照之間變化不顯著(P>0.05)(表3)。

表1 玉米青貯感官評定

表2 玉米青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì)

表3 玉米青貯飼料的營養(yǎng)成分

3 討論

本研究中青貯時密封較好，使其各處理組的干物質(zhì)含量變化不大。對照組pH值為3.62，相對較低，氨態(tài)氮占總氮的比例為2.72%，同時在有機酸含量中乳酸含量最高，屬乳酸型發(fā)酵，這表明單獨青貯全株玉米發(fā)酵品質(zhì)良好。各個處理組的pH值均在3.8以下，同時乳酸含量相對較高，這可能是由于全株玉米青貯其原料中可溶性碳水化合物含量較高(25.38%)，保證了為乳酸菌提供足量的發(fā)酵底物，為其迅速產(chǎn)生大量的乳酸、降低pH值營造酸性環(huán)境奠定了基礎(chǔ)。添加丙酸處理組其pH值顯著降低，這可能是由于丙酸本身酸性pH值(4.87)的影響。添加丙酸同時提高了乳酸和丙酸的含量，顯著降低了乙酸含量、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維，表明添加丙酸使全株玉米酸化后抑制了梭菌、Bacillusspp.和霉菌的活性，也能限制酵母菌的生長[15]，這樣可能對一些耐酸性的乳酸菌的生長提供有利條件，產(chǎn)生乳酸使其pH值更低[16-17]。張靜等[18]添加丙酸對意大利黑麥草(Loliummultiflorum)的研究表明，丙酸對早期的好氧性微生物產(chǎn)生抑制作用，減少了碳水化合物的損失，從而促進了乳酸的發(fā)酵。乙酸過量會降低動物的采食量[19]，但乙酸的降低能提高動物的生產(chǎn)性能有待進一步研究。

在全株玉米青貯中，單獨添加尿素處理組的粗蛋白含量顯著高于對照組(P<0.05)，而且與對照組相比其酸性洗滌纖維含量顯著降低 (P<0.05)，表明添加尿素處理改善全株玉米青貯飼料的營養(yǎng)價值，這與張子儀[20]、Lessard等[21]、玉柱等[22]用尿素處理玉米青貯，發(fā)現(xiàn)在青貯過程中，青貯飼料含有較多粗蛋白的結(jié)論一致。而且吳進東等[8]添加尿素對青貯玉米秸稈的研究表明，尿素由于限制了將粗蛋白降解成非蛋白氮的植物酶的活性，減少了蛋白質(zhì)的降解損失，所以粗蛋白含量較高，同時尿素能利用的氮回收率比較高，有益于動物的生產(chǎn)。與對照組相比，添加尿素其乳酸含量顯著提高 (P<0.05)，表明尿素能提高全株玉米青貯飼料的乳酸含量，在高粱(Sorghumvulgare)青貯中添加尿素得到了類似結(jié)果[23-24]。這可能是由于尿素的緩沖效果能延長發(fā)酵，導致產(chǎn)生更高的乳酸。

添加丙酸和尿素組其粗蛋白顯著高于尿素和丙酸單獨添加組(P<0.05)，這可能由于丙酸和尿素的共同作用，丙酸迅速降低了全株玉米的pH值，使其酸化后，丁酸菌和大腸桿菌等微生物的作用受到抑制，而同時尿素限制了植物酶的活性，從而降低了蛋白的分解，提高了青貯飼料的營養(yǎng)價值，但對其相互作用的具體過程還有待于進一步的研究。

4 結(jié)論

1)全株玉米不使用添加劑也可制作良好的青貯飼料，從感官評定對照及處理組都適合青貯，但通過養(yǎng)分分析表明，丙酸和尿素作為添加劑均可改善玉米青貯品質(zhì)及養(yǎng)分含量，其中添加丙酸顯著提高了乳酸和丙酸含量，降低了乙酸含量；添加尿素顯著提高了青貯原料中的粗蛋白等。因此，加入這兩種添加劑可以在實際中推廣使用。

2)與單獨添加丙酸或尿素處理相比，丙酸和尿素混合處理降低了pH值，同時提高了青貯飼料的粗蛋白含量，進一步改善了玉米青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)，說明兩者的混合使用達到了理論上期待的結(jié)果。

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