牛糞尿施用時間對多花黑麥草青貯料品質(zhì)的影響

賈露潔，楊春華，王目森

(四川農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)科學(xué)系，四川 雅安 625014)

隨著養(yǎng)牛業(yè)的快速發(fā)展，糞便污染已成為一大難題，據(jù)有關(guān)資料顯示，在一些地方，牛糞的污染量已超過了工業(yè)污染的總量，有的甚至超過兩倍[1]。雖然糞便被公認(rèn)為植物營養(yǎng)物和有機(jī)物的重要來源，但目前糞便的儲存、使用方法、使用成本等綜合效益都存在一系列問題[2]。奶牛場糞便收集存儲為半液體漿料(糞便，尿，水混合在一起)，應(yīng)用到草地時，牧草污染風(fēng)險增加，影響草地質(zhì)量及青貯飼料的品質(zhì)[3]。如將腐熟的牛糞尿通過管道，在壓力作用下泵入扁穗牛鞭草(Hemarthriacompressa)或多花黑麥草(Loliummultiflorum)草地，這種做法可能會導(dǎo)致氨(NH3)大量排放以及難聞氣味的產(chǎn)生，并可導(dǎo)致牧草的污染。國外為了避免牲畜排斥，糞便通常在晚秋和冬季撒施，青貯地塊在刈割后立即撒施[4]。冬天儲存糞便應(yīng)減少其對地表水的污染，在植物營養(yǎng)物質(zhì)吸收率降低的情況下，應(yīng)避免糞便的硝酸鹽淋失[5]。在四川洪雅、成都等地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，春季收獲的多花黑麥草產(chǎn)量過剩，青貯難以成功，這可能與青貯原料的污染有關(guān)。牛糞尿在春季采用管道直接泵入多花黑麥草草地，牧草的清潔程度會受到影響，進(jìn)而影響青貯料的品質(zhì)。本研究檢驗施用牛糞尿?qū)Χ嗷ê邴湶萸噘A牧草原料的影響，以及牧草收獲的時間間隔對青貯料品質(zhì)的影響。

1 材料與方法

1.1試驗材料 試驗材料為株高50～60 cm的長江2號多花黑麥草。試驗地位于四川淮口鎮(zhèn)云頂山世紀(jì)有機(jī)農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司農(nóng)場內(nèi)，海拔824 m，屬亞熱季風(fēng)氣候，年均氣溫為16.6 ℃，年平均降水量為920.5 mm。供試土壤pH值為6.3，有機(jī)質(zhì)為2.043%，全N、P2O5和K2O分別為0.155%、0.639%和1.226%。堿解氮、速效磷和速效鉀分別為96、22和56 mg·kg-1。

牛糞尿從奶牛場水泥地面收集,于化糞池內(nèi)進(jìn)行無害化處理，使用前，取樣檢測牛糞尿的干物質(zhì)含量(65 ℃烘干24 h后在105 ℃下烘干至質(zhì)量恒定)、測定總N含量(凱氏定氮法)、氨態(tài)氮(NH4-N)及總K含量(電導(dǎo)儀快速測定法)，總S含量(BaSO4比色法)，pH值采用S-3C型pH計直接讀取。

1.2試驗設(shè)計 試驗設(shè)4個處理：施肥時間分別為刈割的前10周、6周、2周，以不施牛糞尿的草地作為對照，所有處理重復(fù)3次。2012年春季將腐熟的牛糞尿按45 m3·hm-2用量，撒施在隨機(jī)排列的3 m×20 m的多花黑麥草小區(qū)上，共計12個小區(qū)。

1.3試驗方法

1.3.1青貯原料的產(chǎn)量測定 牧草第1次刈割于2012年3月17日進(jìn)行，第2次在6月2日進(jìn)行，所有小區(qū)的牧草均刈割，留茬高度5 cm。刈割前，每個小區(qū)選取1 m×2 m樣方，將樣方中的鮮草稱重后，取0.5 kg樣品于65 ℃條件下烘干24 h，再置于105 ℃下烘干至質(zhì)量恒定，計算干物質(zhì)含量。

1.3.2青貯過程 牧草收獲時，用全自動切短機(jī)切至約2 cm，晾曬18 h后快速裝填于鋁膜袋中，每袋約500 g，壓實，用塑封機(jī)密封后在常溫下(約25 ℃)貯藏90 d。

1.3.3青貯飼料取樣與測定 青貯原料分析干物質(zhì)含量(DM，烘干法)、水溶性碳水化合物含量(WSC，蒽酮-硫酸比色法)、總N含量(凱氏定氮法)和緩沖能力(BC，滴定法)。青貯飼料開封后取樣。制成的樣品分析干物質(zhì)(DM)、粗蛋白質(zhì)(CP)、中性洗滌纖維(NDF)和粗灰分(ASH)含量，其中DM、CP、NDF和ASH參照張麗英[6]的方法分析測定。

pH值測定，取青貯飼料樣品20 g，加入80 mL蒸餾水，在4 ℃下浸泡24 h，經(jīng)雙層濾紙過濾后靜置30 min，用雷磁PHS-3C精密pH計直接讀取。

用高效液相色譜儀(島津LC-20A)測定乳酸、乙酸、丁酸含量。分析條件：色譜柱(RSpaK KC-811)，流動相為3 mmol·L-1高氯酸溶液，流速1 mL·min-1，柱溫40 ℃，檢測波長210 nm。

1.3.4數(shù)據(jù)分析 采用SAS 8.0軟件包和Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析，采用鄧肯法對處理間平均數(shù)進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1牛糞尿的施用 兩次牧草刈割前施用的牛糞尿化學(xué)組成見表1。施肥時發(fā)現(xiàn)，收獲前2周撒施牛糞尿時，由于草層高(50 cm左右)、致密，糞便難以落入土壤表層，大量殘留在葉片上，會對牧草造成污染。

2.2青貯原料的產(chǎn)量 兩次刈割的牧草產(chǎn)量，收獲前10周施肥的小區(qū)都顯著高于對照(表2、表3)。施肥時間越早，牧草產(chǎn)量越高，刈割前10周施肥，第1次刈割干草產(chǎn)量為6.4 t·hm-2，第2次刈割為3.4 t·hm-2。隨著施肥時間推移，青貯原料中干物質(zhì)含量增加，第1次刈割前2周施肥的干物質(zhì)含量顯著高于刈割前10周的含量(P<0.05)；總氮含量增加，刈割前兩周施肥的總氮含量顯著高于刈割前10周、前6周的含量(P<0.05)；水溶性碳水化合物減少，刈割前2周施肥的水溶性碳水化合物含量顯著低于刈割前10周施肥的含量(P<0.05)，但各施肥水平的水溶性碳水化合物的含量都較高，并不影響發(fā)酵的微生物。所有處理青貯原料的緩沖能力均小于300 mE·kg-1DM，第1次刈割時，刈割前2周施肥的緩沖能力顯著低于其它處理。第2次刈割時，刈割前6周施肥的緩沖能力顯著低于其它處理。

表1 牛糞尿化學(xué)組成Table 1 Details of slurry composition

2.3青貯原料營養(yǎng)成分 總體上看，施肥處理與對照小區(qū)的青貯料較濕潤，干物質(zhì)含量低于200 g·kg-1DM，難以保存。尤其是第2次刈割的青貯料，不但干物質(zhì)含量低(<200 g·kg-1DM)，而且pH值(>4)和氨態(tài)氮含量高(>100 g·kg-1TN)。隨著施肥時間推移，青貯料干物質(zhì)含量增加(表2，表3)，尤其是第1次刈割前2周施肥，干物質(zhì)含量顯著高于前10周的青貯料干物質(zhì)含量(P<0.05)。施肥時間越靠近收獲時間，青貯料的氨態(tài)氮含量和pH增加，乳酸含量降低。試驗僅在第1次刈割前2周收獲的牧草青貯料中檢測到丁酸，其余樣品均未發(fā)現(xiàn)。兩次刈割下，粗蛋白含量均為收獲前2周施肥的青貯料顯著大于刈割前10周和6周施肥的青貯料。

表2 第1次刈割牧草原料產(chǎn)量及青貯料營養(yǎng)價值Table 2 Herbage dry matter yield and the chemical composition of silage at the first mowing

表3 第2次刈割牧草原料產(chǎn)量及青貯料營養(yǎng)價值Table 3 Herbage dry matter yield and the chemical composition of silage at the second mowing

3 討論

通常情況下，好的牧草青貯料應(yīng)具有高的乳酸含量(一般是80～120 g·kg-1DM)、低丁酸含量(<5 g·kg-1DM)、低pH(3.8～4.2)、且氨態(tài)氮含量<100 g·kg-1TN，有足夠的水溶性碳水化合物(一般>25 g·kg-1FW)提供發(fā)酵底物，才能保證乳酸菌發(fā)酵并產(chǎn)生大量乳酸。發(fā)酵原料的緩沖能力要低，這樣有利于乳酸和乙酸的產(chǎn)生，促進(jìn)pH迅速下降[7]。收獲的新鮮牧草，通常含水量在80%以上，如果具有高的水溶性碳水化合物，pH在4左右，也能產(chǎn)生好的青貯料。通常認(rèn)為pH小于4時的酸度能夠有效抑制高含水量牧草中丁酸活動[8]。本試驗中，牛糞尿的施用，造成大量牧草葉片和土壤被污染，大量丁酸菌也附著在糞尿中，當(dāng)牧草青貯時，丁酸發(fā)酵會消耗糖，促使乳酸轉(zhuǎn)化為丁酸及其它不良發(fā)酵產(chǎn)物，如CO2、H2，這種不良發(fā)酵過程也伴隨著pH升高，氨態(tài)氮含量增加，乳酸含量降低。

本試驗是在濕潤的環(huán)境條件下，未添加任何化學(xué)和生物添加劑情況下進(jìn)行的。高含水量的青貯料可以檢測牛糞尿?qū)ν寥篮湍敛莸奈廴境潭取１驹囼灥呐＜S尿是直接撒入的，青貯料的發(fā)酵品質(zhì)較差，尤其是刈割前2周施用牛糞尿，青貯料的氨態(tài)氮和pH較高，乳酸含量低。除此之外，感官評價發(fā)現(xiàn)青貯料顏色呈褐色，并具有難聞氣味，表明發(fā)酵時溫度高，牛糞尿污染嚴(yán)重。

盡管牧草干物質(zhì)產(chǎn)量較低，但隨著施肥時間與收獲時間靠近，干物質(zhì)含量增加，這可能是由于一段時間內(nèi)葉片大量衰老死亡后在收獲前的補(bǔ)償生長所致。大量(45 m3·hm-2)糞尿施入，意味著大量的糞氮施入，從而導(dǎo)致青貯料品質(zhì)下降。尤其是施肥時間臨近收獲時間，青貯料中的氨態(tài)氮水平顯著增加，粗蛋白水平增加。

厭氧條件是乳酸菌發(fā)酵的必要條件，本試驗采用袋裝青貯，密封條件好，有利于厭氧發(fā)酵。實際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，填充青貯料時，中間部分會殘留一些小空間，里面的空氣為好氣性微生物生長創(chuàng)造了條件，有害的腸球菌和梭菌便開始大量增長[9-10]。在牧草收獲前施用牛糞尿，大量有害微生物就附著在牧草和土壤中。通常情況下，化學(xué)添加劑乙酸、乳酸菌菌劑的添加有利于促進(jìn)pH下降和乳酸產(chǎn)生。動物糞尿中含有害細(xì)菌，可以指示施肥時間與收獲時間及其它農(nóng)業(yè)措施的關(guān)系[11]。

牧草的污染程度及機(jī)械損傷與施肥時間、施用量、土壤類型、土壤條件、牧草高度及天氣狀況都有關(guān)[3]。牧草污染和損傷狀況可以通過降水和植物再生恢復(fù)。因此，在施肥時，要避免土壤過分濕潤、植物太高，采取一定措施避免牧草被土壤和糞便污染。如早春通過草地滾壓后施肥，可有效避免牧草損傷，同時牧草恢復(fù)生長能有效融合、稀釋動物糞尿，促進(jìn)青貯料牧草生產(chǎn)系統(tǒng)的健康、穩(wěn)定。

4 結(jié)論

本研究表明，在牧草收獲前施用牛糞尿，施用時間越臨近牧草收獲期，牧草的干物質(zhì)含量和總氮含量越高，水溶性碳水化合物含量越低。施肥處理后牧草的緩沖能力均低于300 mE·kg-1DM。且隨著施肥時間的臨近，相應(yīng)的青貯料氨態(tài)氮含量和pH值升高，乳酸含量降低。施肥各處理組的青貯料品質(zhì)均低于對照組。因此, 春季施用牛糞尿降低了青貯料的品質(zhì)。

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