水分及復(fù)合添加劑對(duì)苜蓿干草貯藏品質(zhì)的影響

丁武蓉，郭旭生，楊富裕

（1.蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院 草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅 蘭州730020；2.蘭州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，甘肅 蘭州730000；3.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)草地研究所，北京100094）

隨著我國(guó)畜牧業(yè)，特別是現(xiàn)代奶牛業(yè)的快速發(fā)展，優(yōu)質(zhì)粗飼料的短缺問(wèn)題日趨嚴(yán)重［1］。高品質(zhì)飼草料的不足已成為制約草食家畜業(yè)高效、持續(xù)、穩(wěn)定和健康發(fā)展的瓶頸。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)苜蓿主產(chǎn)區(qū)在干草調(diào)制方面由于技術(shù)、設(shè)備、規(guī)模化、機(jī)械化程度以及自然地理等條件的限制，生產(chǎn)的苜蓿干草往往品質(zhì)低下，不能滿足市場(chǎng)及高產(chǎn)奶牛對(duì)高品質(zhì)牧草的需求。加之進(jìn)口高品質(zhì)苜蓿干草的沖擊，導(dǎo)致我國(guó)苜蓿產(chǎn)業(yè)化發(fā)展起伏不定，舉步維艱。而苜蓿干草調(diào)制和貯藏時(shí)水分含量的多少是影響干草品質(zhì)高低的一個(gè)非常重要因素。

水分是霉菌生長(zhǎng)的必不可少的因素，低水分干草貯藏時(shí)，可以抑制霉菌的生物活性，霉變的危險(xiǎn)性大大降低，達(dá)到貯藏干草的目的。但是，豆科牧草在低水分打捆時(shí)葉片容易脫落，因?yàn)槟敛萑~比莖干得快，并且容易揉碎。所以在低水分下進(jìn)行干草貯藏，葉片的損失率大大提高。高水分干草保存可以有效地減少牧草機(jī)械損失，縮短晾曬時(shí)間，營(yíng)養(yǎng)成分得到較好的保存。葉片在整株牧草中含有較高的營(yíng)養(yǎng)成分，當(dāng)苜蓿含水量在74%左右，葉片約占整株牧草的48%［2］。Friesen［3］研究表明，當(dāng)打捆時(shí)含水量為35%和20%時(shí)，苜蓿葉子的損失分別為10%和20%。但在高水分下貯藏，又會(huì)造成干草中霉菌滋生，草捆內(nèi)溫度迅速提高，發(fā)生熱損害，干草品質(zhì)嚴(yán)重降低。因此，在調(diào)制苜蓿干草時(shí)，為了既能最大限度地保留干草中葉片的含量，又能防止霉變，有效提高干草貯藏品質(zhì)，在高水分干草保存中使用防霉添加劑成為目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)。這種干草調(diào)制方法其優(yōu)勢(shì)在于能有效減少打捆時(shí)牧草的營(yíng)養(yǎng)損失，控制高水分干草貯藏過(guò)程中溫度升高，抑制霉菌生長(zhǎng)，并且可提高干草貯藏水分，增加干草韌性，提高家畜采食量，最終達(dá)到既能長(zhǎng)期保存干草，又能生產(chǎn)高品質(zhì)干草的目的。

紫花苜蓿（Medicago sativa）因其栽培面積大和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，被稱為牧草之王［4］，長(zhǎng)期以來(lái)其地上營(yíng)養(yǎng)體一直被作為優(yōu)質(zhì)飼草料利用的主要對(duì)象［5］。因此，本研究旨在探討調(diào)制苜蓿干草時(shí)，不同水分含量對(duì)紫花苜蓿干草貯藏過(guò)程中品質(zhì)變化的影響；同時(shí)，探討不同防霉添加劑對(duì)高水分苜蓿干草貯藏品質(zhì)的改良效果，以期為調(diào)制和貯藏高品質(zhì)紫花苜蓿干草提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地自然概況

試驗(yàn)地位于山西省大同市渾源縣，地處黃土高原的邊緣地帶，位于山西省東北部。屬于中溫帶干旱半干旱大陸性季風(fēng)氣候，春季干旱多風(fēng)，夏季溫?zé)岫嘤?，秋季天晴氣爽，冬季寒冷干燥，年平均氣?.8℃，年平均降雨量386.8 mm，海拔為1040 m。土壤以栗鈣土為主，p H平均值為8.4。全年太陽(yáng)輻射總量為565 kJ／cm，平均風(fēng)速2.5 m／s，平均年日照量2696.3 h，無(wú)霜期為125 d左右。

1.2 研究材料

試驗(yàn)在山西省大同市渾源縣美華草業(yè)有限公司的苜蓿試驗(yàn)地里進(jìn)行。試驗(yàn)地未施用過(guò)任何肥料，地勢(shì)平坦，苜蓿長(zhǎng)勢(shì)均勻，為兩年生紫花苜蓿地塊。試驗(yàn)前近1周內(nèi)降雨頻繁。苜蓿在盛花期（50%開(kāi)花）時(shí)，于2007年8月5日用收割機(jī)收割后，攤曬在田間。用微波爐初測(cè)苜蓿干草的含水量，采用水分含量約17%和27%～28%的苜蓿干草為試驗(yàn)材料。

1.3 添加劑

防霉添加劑Silo GuardⅡ（美國(guó)國(guó)際食品貯存公司ISF提供，SG）；防霉復(fù)合添加劑（compound additive against mould，CA）［6］。

1.4 研究方法

試驗(yàn)時(shí)間為2007年8月。試驗(yàn)設(shè)置2個(gè)高水分添加劑處理SG和CA，將SG（干草中添加量為0.91 kg／t）和CA（干草中添加量為1.15 kg／t）分別溶于少量水中，然后用噴霧器均勻噴于水分含量27%～28%的苜蓿干草中。噴灑過(guò)程中將干草小心翻動(dòng)1次，以便能盡量噴灑完全，之后進(jìn)行打捆。同時(shí)設(shè)置無(wú)添加劑的2個(gè)處理，即高水分27%～28%含水量（CKg）和低水分17%含水量（CKd）的干草。每個(gè)處理5個(gè)重復(fù)，每捆重約20 kg，共20捆。在貯藏過(guò)程中，分別在0，5，10，25，60 d早上10：00取樣，取樣共5次。取樣完成后立即裝入塑料袋中用冰塊冷凍運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析。

1.5 試驗(yàn)測(cè)定項(xiàng)目

1.5.1 常規(guī)干草成分測(cè)定 試驗(yàn)中采用烘箱干燥法測(cè)定樣品中干物質(zhì)（dry matter，DM）的含量。將干草樣品稱重記下重量，在烘箱中65℃干燥48～72 h直到恒重，并記錄所稱的重量以計(jì)算DM含量。取已干燥的樣品并粉碎過(guò)1 mm篩，保存用于其他營(yíng)養(yǎng)成分的測(cè)定。采用已干燥過(guò)篩的樣品測(cè)定其可溶性糖（water soluble carbohydrate，WSC）、粗蛋白（crude protein，CP）、非蛋白氮（non protein nitrogen，NPN）、中性洗滌纖維（neutral detergent fiber，NDF）和酸性洗滌纖維（acid detergent fiber，ADF）、粗灰分（crude ash，Ash）的含量。在本試驗(yàn)中分別采用蒽酮－硫酸比色法測(cè)定樣品中WSC的含量［7］，利用凱氏定氮法測(cè)定樣品中CP的含量［8］，用三氯乙酸將樣品中蛋白沉淀后，再用凱氏定氮法測(cè)定NPN的含量［8］，并且用范氏洗滌纖維法測(cè)定樣品中NDF和ADF的含量［8］，同時(shí)用干灰法測(cè)定樣品中Ash的含量。

1.5.2 干草品質(zhì)評(píng)定 美國(guó)飼草和草地協(xié)會(huì)根據(jù)干草市場(chǎng)需要以粗蛋白、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維、可消化干物質(zhì)（digestible dry matter，DDM）、干物質(zhì)采食量（dry matter intake，DMI）和相對(duì)飼喂價(jià)值（relative feed value，RFV）等作為評(píng)定指標(biāo)，應(yīng)用此技術(shù)制定了豆科、禾本科和豆科禾本科混播牧草的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（表1）。

1.6 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS（12.0版）中的One-way ANOVA進(jìn)行方差分析（顯著水平為P＜0.05），并用鄧肯氏（Duncan’s）方法對(duì)處理間的平均數(shù)進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理在干草貯藏過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)成分的比較

2.1.1 打捆初期 表2～5表明，低水分干草在打捆初期（0 d）與高水分干草比較其CP和WSC含量相對(duì)較低，CKd處理中分別為18.60%和39.32 g／kg，而各高水分處理組CKg與添加劑處理組的SG、CA中含量均分別為21.06%和46.50 g／kg。主要由于打捆前期，晾曬時(shí)間很長(zhǎng)、葉片掉落嚴(yán)重等。葉片占據(jù)整株干草的大量蛋白成分，造成了干草中營(yíng)養(yǎng)成分大量的物理及化學(xué)損失。而高水分干草晾曬時(shí)間短，機(jī)械損失少，具有較高的營(yíng)養(yǎng)保存量。CKd組干草貯藏初期其纖維含量較高，NDF和ADF分別為43.55%和29.78%（表2）。而CKg、SG、CA等高水分處理組中NDF和ADF均分別為40.99%和28.34%（表3～5）。這是由于低水分干草葉片掉落，莖稈占整株比例大造成纖維含量升高的緣故。

表1 豆科、禾本科和豆科禾本科混播牧草的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)［9］Table 1 The quality standard of legume forage，grass forage and mixture sowed of legume forage and grass forage［9］

表2 低水分無(wú)添加劑處理組（CKd）苜蓿干草在貯藏過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)成分的變化Table 2 Change of nutrient content of low moisture alfalfa hay without additives（CKd）during storage

2.1.2 保存期間變化 從保存期間變化情況來(lái)看，低水分干草CKd中NPN和WSC含量隨貯藏時(shí)間的增加而降低（表2；P＜0.05），而NDF的含量則呈增加的趨勢(shì)（P＜0.05）；在整個(gè)貯藏期間，CP和Ash含量變化不大，而且Ash的含量差異不顯著（P＞0.05）。而表3表明，CKg干草在整個(gè)貯藏期間營(yíng)養(yǎng)成分變化較大，尤其CP和WSC含量在貯藏過(guò)程中呈連續(xù)迅速降低的趨勢(shì)，保存后期較初期顯著降低（P＜0.05）；干草貯存60 d后其中的NDF含量比貯存初期高出6%（P＜0.05）。表4和5中反映了高水分干草中添加防霉添加劑的營(yíng)養(yǎng)成分變化情況，從表中可以看出，干草中各營(yíng)養(yǎng)成分雖有降低，但都保持在較高水平和較低營(yíng)養(yǎng)損耗量的基礎(chǔ)上。尤其在CP的變化上表現(xiàn)較為明顯，SG和CA處理中60 d保存后CP含量與5和10 d干草保存中差異不顯著（P＞0.05）。而在保存10～60 d期間，SG中 WSC、ADF含量變化很小，差異不顯著（P＞0.05）；CA中NDF、ADF、DM含量變化較小，差異不顯著（P＞0.05）。說(shuō)明防霉添加劑有效抑制了貯藏期間草捆中霉菌等微生物的活動(dòng)，降低其對(duì)干草中營(yíng)養(yǎng)成分的利用率，使干草營(yíng)養(yǎng)成分含量保持較穩(wěn)定的水平。

表3 高水分無(wú)添加劑處理組（CKg）苜蓿干草在貯藏過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)成分的變化Table 3 Change of nutrient content of high moisture alfalfa hay without additives（CKg）during storage

表4 高水分SG添加劑處理組苜蓿干草在貯藏過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)成分的變化Table 4 Change of nutrient content of high moisture alfalfa hay treated with SG during storage

表5 高水分CA添加劑處理組苜蓿干草在貯藏過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)成分的變化Table 5 Change of nutrient content of high moisture alfalfa hay treated with CA during storage

2.2 保存后期不同處理之間的比較

2.2.1 化學(xué)成分比較 從表2～5中可以看出，60 d保存后期CKd干草中CP含量在所有處理中含量最低，CKg次之，分別為17.57%和18.34%，顯著低于高水分添加劑處理組SG和CA（P＜0.05）。而CKd干草中 WSC含量高于CKg（P＜0.05）。但不含添加劑組CKd和CKg的WSC含量都低于添加劑組SG和CA。NPN在CKg中含量最高，達(dá)到6.24 g／kg，說(shuō)明在不含添加劑的高水分組中水分影響較大，蛋白降解成NPN的程度也提高。CKd中干物質(zhì)始終保持較高水平，主要由于其含水量較低。

SG、CA高水分處理組與不含添加劑的高水分處理組CKg相比，保存60 d后，干草中CP和WSC含量顯著提高（P＜0.05），NPN含量顯著降低（P＜0.05），ADF降低但不顯著（P＞0.05）。而SG和CA處理組之間CP、ADF含量差異不顯著（P＞0.05）。CA干草中 WSC含量顯著高于其余各處理（P＜0.05），達(dá)到25.42 g／kg，而NPN含量顯著降低（P＜0.05），達(dá)到所有處理中的最低值4.62 g／kg。另外，CA處理組中NDF在所有高水分處理組中含量最低，而SG中NDF含量略高于CKg，但不顯著（P＞0.05）。CA處理干草中Ash和DM含量明顯高于其余各高水分處理組，分別為16.48%和88.39%。這是因?yàn)镃A中含天然鈉基膨潤(rùn)土，具有吸水膨脹性，使水分迅速降低，干物質(zhì)含量增高，且鈉基膨潤(rùn)土中含有豐富的天然礦物元素，成為干草中灰分含量增加的主要原因之一。數(shù)據(jù)分析結(jié)果說(shuō)明CA和SG作為防霉添加劑應(yīng)用到干草中能有效改善保存后干草的品質(zhì)，提高干草中蛋白質(zhì)和可溶性糖含量，同時(shí)降低非蛋白氮和纖維含量。從總體來(lái)看，CA提高干草保存品質(zhì)的效果優(yōu)于無(wú)添加劑高水分組CKg以及高水分添加劑組SG。

2.2.2 干草質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn) 干草保存后品質(zhì)評(píng)定結(jié)果見(jiàn)表6。從各處理之間比較，無(wú)添加劑低水分與高水分組CKd和CKg營(yíng)養(yǎng)成分評(píng)定中為2個(gè)特級(jí)水平，而添加劑高水分組SG和CA中共3個(gè)特級(jí)水平，因此，無(wú)添加劑處理組相對(duì)添加劑組其干草品質(zhì)次之。尤其是SG和CA中的CP含量都達(dá)到了特級(jí)水平，這是評(píng)定干草品質(zhì)中非常關(guān)鍵的指標(biāo)之一，牧草營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)很大程度上取決于粗蛋白質(zhì)和粗纖維的含量。二者之間比較，CKg中的NDF和干物質(zhì)采食量DMI為2級(jí)，低于CKd中評(píng)定水平，說(shuō)明CKg中的高纖維含量使其品質(zhì)降低，甚至不如打捆初期營(yíng)養(yǎng)損失較大的低水分無(wú)添加劑干草保存。

SG和CA都能很好地保存牧草中蛋白質(zhì)，減少其損失，尤其是CA對(duì)改善干草品質(zhì)的效果非常明顯，評(píng)定體系中干草CP、ADF和DDM達(dá)到特級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，其余指標(biāo)都為1級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。說(shuō)明CA應(yīng)用于干草貯藏中使干草含有高蛋白質(zhì)和低纖維，可消化干物質(zhì)DDM也相對(duì)提高，達(dá)到特級(jí)水平，而干物質(zhì)采食量DMI和相對(duì)飼喂價(jià)值RFV也都為1級(jí)水平。但SG的應(yīng)用效果相對(duì)次之。

在高水分干草保存中，盡管在打捆初期保存了較多的營(yíng)養(yǎng)成分，但如果未添加防霉劑（CKg）或者防霉劑效果相對(duì)較弱（SG），都會(huì)導(dǎo)致牧草由于水分含量高使其在保存中因植物呼吸、發(fā)熱、酸敗以及微生物活動(dòng)等造成大量的營(yíng)養(yǎng)損失。

表6 不同處理保存60 d后苜蓿干草質(zhì)量評(píng)定Table 6 The quality evaluation of alfalfa hay with different treatments after 60 days of storage

3 討論與結(jié)論

3.1 高水分干草和低水分干草保存的差異

目前有許多研究進(jìn)行高水分牧草保存，主要是由于許多優(yōu)質(zhì)牧草如苜蓿在低水分干草保存后由于損耗大完全喪失了其高蛋白優(yōu)質(zhì)牧草的特性。有研究表明，當(dāng)苜蓿打捆時(shí)的含水量自25%減少到15%時(shí)，苜蓿干草葉莖比分別為58∶42與42∶58［10］。Petritz［11］的研究也說(shuō)明，當(dāng)干草貯存在外面時(shí)，加上由于天氣引起的額外的干物質(zhì)的損失。干草的總損失包括不可避免的5%～8%和天氣的損失，會(huì)達(dá)到40%左右。

本試驗(yàn)中打捆前CKg處理組牧草中的CP含量可以達(dá)到21.06%，而CKd處理組中只有18.60%。這與王成杰等［12］的試驗(yàn)結(jié)果相同，該研究中證明了對(duì)干草分別進(jìn)行高水分和低水分貯藏時(shí)，打捆時(shí)高水分干草粗蛋白含量比后者高出0.42%。CKd處理組牧草中WSC含量明顯低于CKg。而CKg牧草中NPN含量高于CKd，這是由于高水分干草中本身含有較高的粗蛋白，同時(shí)含有較高的水分，牧草初期由于其自身蛋白酶降解蛋白產(chǎn)生NPN。結(jié)果分析中可得出打捆前水分含量的不同對(duì)營(yíng)養(yǎng)成分的影響很大。而在保存過(guò)程中由于未添加防霉劑的高水分干草水分含量過(guò)高，又沒(méi)有有效的防霉添加劑作用，而造成霉菌等微生物代謝活躍，營(yíng)養(yǎng)成分迅速降低，NPN等影響干草品質(zhì)的成分迅速升高，達(dá)到所有處理組的最高值。

3.2 保存后期不同處理之間的比較

數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明，CKd在整個(gè)貯藏過(guò)程中由于水分含量低，化學(xué)成分基本變化趨勢(shì)不大，但都保持在較低水平。而CKg由于微生物的影響導(dǎo)致干草中化學(xué)物質(zhì)變化幅度很大，大部分營(yíng)養(yǎng)成分在保存期間迅速降低，甚至到保存后期WSC含量顯著低于CKd干草中含量。在各高水分添加劑處理中比較，SG和CA處理組牧草中CP和WSC的含量都明顯高于CKg，NPN含量很低，CA處理組牧草中NDF和ADF含量都低于CKg，灰分含量最高，有較好的保存效果。與優(yōu)質(zhì)干草防霉添加劑產(chǎn)品SG作比較來(lái)看，CA干草中WSC、DM和Ash含量顯著高于SG，而NPN和NDF含量顯著低于SG，CP含量與其差異不大，都保持較高水平。Wittenberg和Moshtaghi-Nia［13］指出，添加劑對(duì)高水分干草保存效果與干草保存期間較高的DM保存量和CP水平密切相關(guān)，說(shuō)明高水分添加劑貯藏牧草可以有效保存干草中的營(yíng)養(yǎng)成分。Brandt等［14］研究發(fā)現(xiàn)，不添加任何防霉劑進(jìn)行高水分打捆貯藏，苜蓿粗蛋白質(zhì)的消化率從71%降到53%，干物質(zhì)的消化率下降5%，干草的消化能也損失。國(guó)內(nèi)對(duì)添加防霉劑高水分干草貯藏做了相關(guān)研究，并能有效控制霉菌生長(zhǎng)［15］。

從各處理比較得出，CA處理牧草后在CP、ADF和DDM上都達(dá)到了特級(jí)水平，由于CA各成分在貯藏初期能較好地抑制微生物繁殖，保證CP不被降解，同時(shí)降低纖維含量，WSC增加，可消化干物質(zhì)增加。其余指標(biāo)也都為1級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，而CKg和SG中NDF和DMI僅為2級(jí)水平。所有處理比較，SG和CA都能保持較好的牧草品質(zhì)。從研究結(jié)果中得出復(fù)合添加劑對(duì)高水分干草貯藏具有很好的防霉效果，但國(guó)內(nèi)干草防霉保存大部分采用單一防霉添加劑，復(fù)合添加劑在食品和飼料中應(yīng)用較多。周永紅和唐執(zhí)文［16］對(duì)單一防霉劑和復(fù)合類防霉劑在飼料中應(yīng)用進(jìn)行對(duì)比研究得出，其復(fù)合添加劑抑菌效力更強(qiáng)，抑菌譜更廣。而宋志萍［17］在草顆粒復(fù)合型天然防霉劑的研究中得出添加復(fù)合型天然防霉劑后草顆粒的適口性最好，防霉效果最顯著。單華佳［18］于2009年對(duì)干草中防霉復(fù)合添加劑做了研究，其防霉效果較好。

3.3 小結(jié)

高水分干草能在保存初期較好地保留干草營(yíng)養(yǎng)成分，其營(yíng)養(yǎng)損失率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于低水分干草。但在保留后期干草品質(zhì)較差，不能長(zhǎng)期高效地保存干草。

高水分防霉添加劑保存干草能有效提高干草保存品質(zhì)，克服了低水分干草打捆初期營(yíng)養(yǎng)損失大以及高水分干草不能長(zhǎng)期保存的缺陷。

CA能有效抑制干草保存中CP的降解，降低干草中NPN的含量，達(dá)到高效保存干草CP含量的目的。其保存效果明顯高于試驗(yàn)中其余干草保存方法。同時(shí)能提高保存后干草中WSC和灰分的含量，降低NDF和ADF的含量，總體效果優(yōu)于SG。