麻葉蕁麻與玉米粉混貯對青貯品質(zhì)的影響

張曉慶，金艷梅，李發(fā)弟，王育青*，李 鵬

（1．中國農(nóng)業(yè)科學院草原研究所，內(nèi)蒙古呼和浩特010010；2．山東大學威海分校海洋學院，山東威海264209；3．蘭州大學草地農(nóng)業(yè)科技學院，甘肅蘭州730020）

麻葉蕁麻與玉米粉混貯對青貯品質(zhì)的影響

張曉慶1，金艷梅2，李發(fā)弟3，王育青1*，李 鵬1

（1．中國農(nóng)業(yè)科學院草原研究所，內(nèi)蒙古呼和浩特010010；2．山東大學威海分校海洋學院，山東威海264209；3．蘭州大學草地農(nóng)業(yè)科技學院，甘肅蘭州730020）

為解析添加玉米粉對麻葉蕁麻青貯發(fā)酵品質(zhì)和養(yǎng)分保存效果的影響，將麻葉蕁麻與玉米粉5∶1混合調(diào)制青貯飼料，將其DM含量提高到310 g／kg，以麻葉蕁麻單獨青貯作為對照。每個處理18個重復，室溫袋貯60 d后開封取樣，測定青貯發(fā)酵品質(zhì)和營養(yǎng)成分及消化率，并分別在貯藏后第0，3，5，15，20和60天調(diào)查p H、有機酸、氨態(tài)氮的動態(tài)變化。結(jié)果表明，與玉米粉混合青貯通過快速降低p H和提高乳酸含量而明顯加快了麻葉蕁麻的發(fā)酵進程，發(fā)酵前15 d，混貯組p H下降速率和乳酸累積速率較單貯組快；混貯組顯著降低了（P＜0．05）p H、氨態(tài)氮、乙酸、丁酸及NDF和ADF含量，顯著提高了（P＜0．05）乳酸、水溶性碳水化合物（WSC）含量、費氏評分及干物質(zhì)與纖維組分的體外消化率；脂肪含量在兩個處理之間無顯著差異。以上結(jié)果表明，麻葉蕁麻與玉米粉以5∶1混合青貯能夠成功保存麻葉蕁麻的高品質(zhì)營養(yǎng)特性，從而生產(chǎn)高品質(zhì)青貯飼料，同時還能改善家畜對它的利用效率。

麻葉蕁麻；玉米粉；青貯品質(zhì)；營養(yǎng)價值

麻葉蕁麻（Urtica cannabina）是蕁麻科、蕁麻屬多年生草本植物，主要分布在我國甘肅、河北、黑龍江、吉林、遼寧、內(nèi)蒙古、寧夏、青海、陜西、山西、四川、新疆［1］。蒙古族民間稱其為“halagai”或“halahai”。該植物適應性強，特別能耐旱抗寒耐貧瘠，可在多種生態(tài)環(huán)境中良好生長。麻葉蕁麻不僅是一種傳統(tǒng)的藥用植物，具有抗腫瘤、抗前列腺炎、增強免役等多種生理生化功能；更重要的還是一種優(yōu)良飼草資源，是家畜蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)和必需氨基酸的重要來源［2-3］。它在營養(yǎng)期的粗蛋白質(zhì)高達35%［2］，鐵含量高達1690 mg／kg DM［3］。因富含必須礦物質(zhì)元素，在英國蕁麻是賽馬補充鐵元素的專用飼料。我國許長樂［4］報道，早在《蜀語》中就有關(guān)于蕁麻“用葉喂豬易壯”的記載。曬制干草是該植物傳統(tǒng)的加工利用方法，一般在8月底到9月初刈割利用。

蕁麻曬制干草的營養(yǎng)損失比較大，因為其葉片大而莖稈粗壯，自然晾干所需要的時間比普通牧草更長。而且，該屬植物因其莖葉密生蜇毛（其中含有乙酰膽堿和組胺，具有刺激性）而使其適口性較差。調(diào)制青貯飼料不僅可以減少保存過程中的養(yǎng)分損失，還能消除螫毛、改善適口性。然而，麻葉蕁麻水分和緩沖能高而可溶性碳水化合物（WSC）含量低，其可青貯性甚至較苜蓿（Medicago）還差［5-6］。如果不進行添加劑處理，很難青貯成功。針對類似牧草［高水分高蛋白，如苜蓿、象草（Pennisetum）等］，已有研究大多通過添加青貯添加劑改善發(fā)酵品質(zhì)差［7-9］。但我們的研究證實，添加乳酸菌制劑并不能改善蕁麻的發(fā)酵品質(zhì)［6］。Sibanda等［10］與Jaurena和Pichard［11］發(fā)現(xiàn)，新鮮苜蓿青貯時添加谷物籽實能改善苜蓿青貯飼料的保存效果。但是，添加干物質(zhì)含量高且含有一定促發(fā)酵底物的玉米粉能否改善麻葉蕁麻的發(fā)酵品質(zhì)、較好地保存營養(yǎng)價值，目前并不知曉。因此，本試驗將麻葉蕁麻與玉米粉混合青貯，分析添加玉米粉對發(fā)酵進程、青貯產(chǎn)品的化學成分與體外消化率的影響，以明確玉米粉處理改善其發(fā)酵品質(zhì)和養(yǎng)分保存的效果，為提高蕁麻屬植物及類似牧草的青貯成功率提供方法。

1 材料與方法

1．1 試驗材料

試驗于2010年在內(nèi)蒙古錫林浩特市正藍旗桑根達來鎮(zhèn)進行。青貯原材料乃試驗當天用鐮刀手工刈割的開花期（7月份）全株麻葉蕁麻，留茬高度4～5 cm。

1．2 試驗設計

試驗設單貯和混貯兩個處理組。依據(jù)牧草成功青貯要求原料的干物質(zhì)含量在30%以上，將麻葉蕁麻與玉米粉以5∶1混合，使其干物質(zhì)含量達到31%，并以此為混貯組；以麻葉蕁麻單獨青貯作為對照組。每個處理18個重復。青貯飼料發(fā)酵過程中分別在貯藏后第0，3，5，15，20和60天開封取樣，以調(diào)查p H、有機酸（乙酸、丙酸、丁酸、乳酸）和氨態(tài)氮的動態(tài)變化，青貯飼料品質(zhì)評價在貯藏第60天取樣進行。

1．3 青貯過程

將切成2～3 cm長的麻葉蕁麻混合均勻（多次輕度揉搓，使玉米粉完全粘著于麻葉蕁麻表面），而后裝入聚乙烯袋，每袋約150 g，用真空包裝機抽成真空，封口，室溫貯藏60 d。

1．4 分析樣品的制備與測定

稱取青貯樣品20 g放入帶蓋廣口塑料瓶中，加入180 m L蒸餾水，攪拌均勻，蓋緊瓶蓋，置于4℃冰箱，間斷搖動，浸提24 h后取出，立即用p H計（B-212 Twin，日本）測定浸提液的酸度。之后，將浸提液用4層紗布過濾，濾液于12000 r／min離心10 min，取上清液，于－20℃冷凍保存，備測。有機酸（乳酸、乙酸、丙酸、丁酸）含量根據(jù)許慶方等［12］的方法用島津SHIMADZE-10A型HPLC測定（Shodex KC-811色譜柱，流動相3 mmol／L高氯酸，流速1 m L／min，柱溫50℃，檢測波長210 nm，進樣量5μL）。氨態(tài)氮含量用苯酚－次氯酸鈉比色法測定［13］，水溶性碳水化合物（water soluble carbohydrate，WSC）用蒽酮法測定［14］。

每個袋中剩余的青貯樣品，在65℃烘干至恒重，粉碎，過40目（0．42 mm）標準篩，用來測定營養(yǎng)成分。干物質(zhì)（DM）用AOAC［15］提出的方法測定，粗蛋白質(zhì)（CP）用杜馬斯快速定氮儀測定（Elementar公司，德國），中性和酸性洗滌纖維（NDF和ADF）用FOSS全自動纖維分析儀（Tecator 2010，瑞典）測定。粗脂肪用FOSS全自動脂肪分析儀（Soxtec 2050，瑞典）測定。消化率用Tilley和Terry［16］的體外法測定，測定用的瘤胃液來源于3只安裝有瘤胃瘺管的成年綿羯羊（每天17：00飼喂小麥秸、苜蓿干草、青貯玉米和破碎玉米籽實），手工收集后混合裝入保溫桶，帶至實驗室后4層紗布過濾，接種，培養(yǎng)管在39℃下連續(xù)48 h。DM和纖維組分的消化率用它們培養(yǎng)前后的差值計算。

1．5 青貯料發(fā)酵品質(zhì)Flieg評分方法

Flieg評價依據(jù)Ziaei和Molaei［17］描述的標準進行。評分為85～100時，為青貯品質(zhì)優(yōu)；60～80時，為品質(zhì)良好；低于20，則青貯視為無利用價值。

1．6 數(shù)據(jù)分析

各處理發(fā)酵第3，5，15，20，60天的p H值和乳酸含量用SAS v8．2軟件中的PROC MIXED進行分析，青貯第60天的發(fā)酵參數(shù)和化學成分及體外消化率均用PROC GLM進行分析，差異顯著時用Duncan’s multiplerange test法做多重比較，當P＜0．05時視為差異顯著，結(jié)果用Mean±SD表示。

2 結(jié)果與分析

2．1 混貯對麻葉蕁麻青貯發(fā)酵進程的影響

2．1．1 p H和NH3-N濃度的動態(tài)變化 在發(fā)酵過程中混貯組p H迅速下降而單貯組發(fā)酵進程緩慢（圖1A），特別是前20 d，混貯組的p H迅速降低至5．45，而單貯仍高達7．60，乃至發(fā)酵結(jié)束時單貯組的p H仍高達6．83。隨著發(fā)酵程度的推進（圖1B），單貯組的氨態(tài)氮濃度不斷增加、尤其第20天后直線上升，而混貯組處于平臺期；發(fā)酵結(jié)束時混貯組NH3-N低于單貯組，但發(fā)酵前20 d混貯組的NH3-N蓄積量高于后者。

2．1．2 有機酸含量的動態(tài)變化 發(fā)酵前期15 d，混貯組的乳酸含量快速增加至60 d達到峰值（106 g／kg DM）；單貯組在發(fā)酵前15 d乳酸含量幾乎沒有增加，在發(fā)酵20 d達到峰值（31．3 g／kg DM）（圖2）。二者在青貯后均有乙酸產(chǎn)生，單貯組在發(fā)酵各時段均明顯高于混貯組（圖2）。二者在發(fā)酵前15 d均沒有丙酸產(chǎn)生（圖2），之后迅速增加，至60 d達到最高；整個發(fā)酵階段混貯組的丙酸含量均高于單貯組。二者在發(fā)酵前15 d均沒有產(chǎn)生丁酸（圖2），發(fā)酵第20天后兩處理組均上升，但混貯組低于單貯組。

2．2 混貯對麻葉蕁麻青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響

麻葉蕁麻青貯60 d后，混貯組的p H、氨態(tài)氮、乙酸、丁酸含量均顯著低于（P＜0．05）單貯組，而其乳酸、丙酸含量均顯著地高于（P＜0．05）后者；混貯組的Flieg評分接近105，而單貯組僅為－10．5（P＜0．001）（表1）。混貯顯著增加了（P＜0．05）DM和WSC含量。與玉米粉混貯顯著降低了（P＜0．05）CP、NDF和ADF含量，卻增加了（P＜0．05）DM、NDF和ADF的體外消化率；EE含量在兩個處理之間無顯著差異（P＞0．05）。

3 討論

麻葉蕁麻含水量高（接近80%），單獨青貯時p H平均每天下降0．03個單位，其自然發(fā)酵產(chǎn)生的酸化作用需要3周甚至更長時間（一般，發(fā)酵時間為5～7 d）。這種高水分、高p H環(huán)境可加速不耐酸有害細菌，尤其是梭狀芽孢桿菌（生長最適p H為7．0～7．4）的生長，所以單貯時梭菌控制發(fā)酵，原料中的碳水化合物和有機酸被發(fā)酵形成丁酸，而丁酸的酸性遠遠較乳酸弱，故其p H居高不下（乃至發(fā)酵60 d后仍高達6．83），導致青貯失敗，發(fā)臭發(fā)粘、飼料養(yǎng)分被破壞。

牧草中的水分含量是決定青貯發(fā)酵品質(zhì)的關(guān)鍵因子，青貯原料DM含量較高可以降低發(fā)酵品質(zhì)低劣的風險［18］。本試驗中，當麻葉蕁麻與玉米粉混合青貯時，其DM含量提高到利于青貯發(fā)酵的水平（31%），加快了發(fā)酵進程，其乳酸含量幾乎是單貯時的3倍，促使p H值快速下降。Haigh［19］提出，當牧草DM＞30%、p H下降至4．8時認為青貯發(fā)酵品質(zhì)優(yōu)良。同時，較低的p H值可以有效抑制有害細菌的生長，從而使青貯中的乙酸、丁酸及氨態(tài)氮含量顯著降低。此結(jié)果與玉柱等［20］將鮮刈苜蓿（含水量75．6%）分別與5%，10%，15%，20%和25%的玉米粉混合青貯所獲得的試驗結(jié)果一致，其中添加20%的效果最好。郭玉琴等［21］在含水量不同的紫花苜蓿（60%，70%，80%）中分別添加0%，5%，10%玉米粉混合青貯時發(fā)現(xiàn)，添加玉米粉改善了苜蓿的青貯品質(zhì)，其中70%含水量＋10%玉米粉處理的效果最好。盡管WSC在發(fā)酵過程中被厭氧微生物大量消耗，但是混貯組中仍然保留有較高的WSC是因為玉米粉含有一定量的糖分（82 g／kg DM）。Xiccato等［22］提出，添加玉米等谷物籽實可以增加青貯發(fā)酵的基質(zhì)，因為有試驗發(fā)現(xiàn)苜蓿與玉米混貯時其中的淀粉被消耗［11］。丁酸是青貯發(fā)酵品質(zhì)的重要評判依據(jù)，其含量低于2．0 g／kg DM時青貯飼料方能被接受［23］。據(jù)此，本試驗混合青貯雖有丁酸產(chǎn)生，但其量（1．78 g／kg DM）并不破壞優(yōu)良發(fā)酵品質(zhì)。從費氏評分標準來看［17］，混貯的飼料品質(zhì)為極佳（105＞80），而單貯卻無飼用價值。所以，添加玉米粉可以改善麻葉蕁麻的發(fā)酵品質(zhì)。

添加玉米粉青貯麻葉蕁麻時，青貯飼料的DM含量增加。這與玉柱等［20］試驗結(jié)果一致。添加玉米粉使麻葉蕁麻青貯飼料的纖維組分顯著降低，主要是因為酸度快速下降加強了植物細胞壁在青貯過程中的裂解［24］。同時，在此過程中纖維素水解可釋放出糖，所以其WSC含量較高?；熨A麻葉蕁麻中的CP含量較低是因為與之混合的玉米中的CP含量較低（197 g／kg DM相對于8．2 g／kg DM）。添加玉米粉顯著提高NDF和ADF的體外消化率是因為植物細胞壁結(jié)構(gòu)在青貯過程中被水解而裂解［24］。但本試驗中，混貯組發(fā)酵前20 d的氨態(tài)氮濃度較高與其中含有玉米粉有關(guān)。因為玉米中大部分非結(jié)構(gòu)性碳水化合物是水溶性的，在青貯過程中易被發(fā)酵［25］。這也是混貯組丙酸含量較高的原因。同時，牧草與玉米粉混貯還有很大的益處。研究發(fā)現(xiàn)，高水分牧草青貯時混合谷物可以改善DM采食量和家畜的生產(chǎn)性能［26］，這比直接補飼更有效，而且在一定條件下還可以減少勞動量和補飼設備的購置投入［27］?？傊槿~蕁麻與玉米粉以5∶1（即20%）混貯，顯著改善了青貯發(fā)酵品質(zhì)，減少養(yǎng)分在保存過程中的損失，降低青貯產(chǎn)品中的NDF和ADF含量、改善養(yǎng)分消化率，從而提高飼料利用效率。

另外，本試驗玉米粉的適宜添加比例與經(jīng)過多個添加梯度逐級比較而獲得的結(jié)果［21］一致。說明，在高水分牧草與玉米粉等谷物籽實混合青貯試驗中（乃至生產(chǎn)實踐中），可直接依據(jù)青貯發(fā)酵需要的適宜DM含量（＞30%）設定二者的配合比例。

4 結(jié)論

麻葉蕁麻與玉米粉以5∶1（即20%）混合青貯，能顯著加快其發(fā)酵進程，改善青貯發(fā)酵品質(zhì)；同時，還能有效保存麻葉蕁麻的高品質(zhì)營養(yǎng)特性，改善家畜對纖維素的利用效率。

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Effect of corn flour on the quality of Urtica cannabinasilage

ZHANG Xiaoqing1，JIN Yanmei2，LI Fadi3，WANG Yuqing1*，LI Peng1
1.Grassland Research Institute，CAAS，Hohhot 010010，China；2.Faculty of Marine Studies，Shandong University at Weihai，Weihai 264209，China；3.College of Pastoral Agriculture Science and Technology，Lanzhou University，Lanzhou 730020，China

To investigate the effect of corn flour（CF）on the nutritive value ensiled Urtica cannabina or hempleaf nettle（HN），CF was added to fresh HN using a 1∶5 mixture（CF∶HN）silage．Dry matter（DM）was adjusted to approximately 310 g／kg．Silage without CF was used as a control．Silage was packed in plastic bags；each treatment had 18 replicates．The fermentative quality，nutrient component and in vitro digestibility of silages were assessed after 60 days of ensiling at ambient temperature．The p H，NH3-N and organic acids of silages were measured after 0，3，5，15，20，and 60 days．The results revealed that CF treatment significantly（P＜0．001）accelerated silage fermentation by reducing p H and increasing lactic acid concentration．In the first 15 days of fermentation，the silages with CF treatment tended to have a faster rate of p H decline and lactic acid accumulation than the silage without CF treatment．This study also showed that the CF treatment silage had significantly lower（P＜0．05）p H，NH3-N，acetic and butyric acids，neutral detergent fiber（NDF）and acid detergent fiber（ADF）than silages without CF treatment after 60 days of ensiling．In contrast，CF treated silages contained significantly higher（P＜0．05）lactic acid，water-soluble carbohydrate（WSC）and Flieg point values，as well as higher in vitro digestibility of DM，NDF and ADF．There was no difference in crude fat be-tween the CF treatment and the control treatment．In conclusion，CF improved the nutritive value of HN silage，potentially increasing utilization by livestock．

hempleaf nettle；corn grain；silage quality；nutritive value

10．11686／cyxb20150123 http：／／cyxb．lzu．edu．cn

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2013-12-12；改回日期：2014-01-07

國家“十二五”科技支撐計劃項目（2012BAD13B07）和中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務費專項資金資助。

張曉慶（1978-），女，甘肅永昌人，副研究員，博士。E-mail：zhangxiaoqing＠caas．cn

*通訊作者Corresponding author．E-mail：wyq1960＠sohu．com