混貯模式對(duì)高丹草青貯發(fā)酵品質(zhì)及體外產(chǎn)氣動(dòng)力學(xué)特性的影響

梁歡,劉貴波,吳佳海,曾兵,李源,游永亮,趙海明

(1.西南大學(xué)榮昌校區(qū)動(dòng)物科學(xué)系，重慶402460；2.河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究所，河北 衡水 053000；

3.貴州省草業(yè)研究所，貴州 貴陽 550006)

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混貯模式對(duì)高丹草青貯發(fā)酵品質(zhì)及體外產(chǎn)氣動(dòng)力學(xué)特性的影響

梁歡1,2,劉貴波2,吳佳海3,曾兵1*,李源2,游永亮2,趙海明2

(1.西南大學(xué)榮昌校區(qū)動(dòng)物科學(xué)系，重慶402460；2.河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究所，河北 衡水 053000；

3.貴州省草業(yè)研究所，貴州 貴陽 550006)

摘要：為了解決高丹草因水分高造成青貯發(fā)酵品質(zhì)不佳的問題，通過添加不同種類干草(玉米秸稈、小麥秸稈和苜蓿干草)及干草添加量(12.5，25.0，37.5和50.0 kg/t)對(duì)混貯高丹草營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、青貯發(fā)酵品質(zhì)及體外產(chǎn)氣動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，單獨(dú)青貯高丹草的丁酸含量較高，弗氏評(píng)分等級(jí)僅為“可”， 添加干草混貯可顯著提高青貯高丹草的發(fā)酵品質(zhì)，從添加干草的種類來看，添加小麥秸稈組青貯發(fā)酵品質(zhì)最高，添加苜蓿干草組營(yíng)養(yǎng)價(jià)值最高，苜蓿干草組的體外72 h干物質(zhì)消失率(IVDMD)、產(chǎn)氣速率(c)和達(dá)到最大產(chǎn)氣量1/2時(shí)的產(chǎn)氣速率(AGPR)均為最高，3種干草在72 h累積產(chǎn)氣量、理論最大產(chǎn)氣量以及產(chǎn)氣延滯時(shí)期方面差異不顯著(P>0.05)；從干草的添加量來看，添加25.0 kg/t干草的青貯發(fā)酵品質(zhì)最優(yōu)，達(dá)到產(chǎn)氣量1/2所需要時(shí)間也最長(zhǎng)，添加50.0 kg/t干草的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和IVDMD最高，添加37.5 kg/t干草的產(chǎn)氣速率和AGPR最大，添加不同重量干草對(duì)混貯高丹草的72 h累積產(chǎn)氣量、理論最大產(chǎn)氣量以及產(chǎn)氣延滯時(shí)期無顯著影響(P>0.05)。綜合考慮青貯發(fā)酵品質(zhì)和飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，得出最佳的混貯模式為在高丹草中添加37.5 kg/t小麥秸稈，添加50.0 kg/t苜蓿干草混貯高丹草的體外干物質(zhì)消失率最高，添加37.5 kg/t苜蓿干草組產(chǎn)氣速率最快，添加50.0 kg/t小麥秸稈組的72 h累積產(chǎn)氣量和理論最大產(chǎn)氣量最高。

關(guān)鍵詞：高丹草；混合青貯；營(yíng)養(yǎng)價(jià)值；青貯發(fā)酵品質(zhì)；體外產(chǎn)氣動(dòng)力學(xué)特性

高丹草(Sorghumbicolor×S.sudanense)是高粱(Sorghumbicolor)與蘇丹草(Sorghumsudanense)自然雜交，以蘇丹草為父本，高粱不育系為母本的遠(yuǎn)緣雜交種，是禾本科C4作物，它集合了雙親的優(yōu)點(diǎn)，是目前世界上栽培最普遍的一年生暖季禾本科牧草之一[1-4]。高丹草產(chǎn)草主要集中在6-10月，7-9月為高峰期，這段時(shí)間的供草量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出家畜生產(chǎn)的需求量，而在其他季節(jié)的供草量卻因?yàn)樯L(zhǎng)緩慢而使得家畜得不到足夠的草料，作為高丹草生產(chǎn)的延續(xù)，夏季高丹草的加工貯存對(duì)調(diào)節(jié)飼草的余缺十分重要。目前，高丹草在我國(guó)南北方均有種植，其中南方地區(qū)種植面積較大，而南方地區(qū)夏季普遍陰雨多濕，高丹草鮮草的含水量又很高，植株莖部皮厚，不易調(diào)制成優(yōu)質(zhì)干草，加之高丹草體內(nèi)可溶性碳水化合物含量較高，是一種較易青貯的原料[5]，因此，高丹草的青貯加工受到了國(guó)內(nèi)外眾多研究者的重視。

目前，國(guó)內(nèi)外有關(guān)高丹草青貯技術(shù)的研究主要集中在青貯原料的調(diào)控及添加劑青貯方面。Akdeniz等[6]和Wedig等[7]對(duì)不同品種高丹草的青貯發(fā)酵效果進(jìn)行了比較研究，Gul等[8]研究了在不同生長(zhǎng)時(shí)期(中花期、乳熟期和蠟熟期)收獲對(duì)高丹草青貯效果的影響，姜義寶等[9]研究了高丹草不同刈割高度(1.0，1.4，1.8，2.2 m)與青貯品質(zhì)的關(guān)系，鄧衛(wèi)東等[10]、Dole?al等[11]、張樹攀等[12]、朱愛民和時(shí)玉梅[13]及冀旋等[14]分別研究了添加甲酸、混合酸制劑、甲醛、纖維素酶制劑和乳酸菌制劑對(duì)高丹草青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，通過調(diào)控原料特性和添加劑處理可改善高丹草的青貯發(fā)酵品質(zhì)。然而，國(guó)內(nèi)外關(guān)于高丹草混合青貯的研究鮮有報(bào)道，本試驗(yàn)從混貯原料營(yíng)養(yǎng)特性的角度出發(fā)，分析了高丹草與不同比例、不同種類干草混貯模式下的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、青貯發(fā)酵品質(zhì)、瘤胃體外發(fā)酵72 h干物質(zhì)消失率及產(chǎn)氣動(dòng)力學(xué)特性，以期為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高丹草青貯飼料提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)的材料為抽穗期高丹草、玉米(Zeamays)秸稈、小麥(Triticumaestivum)秸稈和苜蓿(Medicagosativa)干草，所有原料均由河北農(nóng)林科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究所提供，其中高丹草品種為冀草2號(hào)高丹草，于2013年9月10日刈割，各原料的營(yíng)養(yǎng)成分含量見表1。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)與青貯方法

本試驗(yàn)采用兩因素交叉試驗(yàn)設(shè)計(jì)(表2)，A因素為添加不同種類的干草(玉米秸稈、小麥秸稈、苜蓿干草)，分別標(biāo)記為GY、GX和GM；B因素為添加干草的比例(12.5，25.0，37.5和50.0 kg/t)，分別標(biāo)記1，2，3和4，同時(shí)，以單獨(dú)青貯高丹草為對(duì)照，試驗(yàn)共設(shè)13個(gè)處理，每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)。青貯方法為塑料桶青貯法，所用的塑料桶于市場(chǎng)購(gòu)買，規(guī)格為直徑26 cm，高43 cm，容積22.82 L，混貯前對(duì)高丹草進(jìn)行揉切，干草用人工鍘刀切短，為確保每個(gè)重復(fù)的青貯密度一致，經(jīng)預(yù)試驗(yàn)后確定每個(gè)桶均填裝20 kg，即青貯密度為876.42 kg/m3，于青貯42 d打開青貯桶取樣。

表1　混貯原料營(yíng)養(yǎng)成分

1.3分析指標(biāo)及測(cè)定方法

采用烘干法測(cè)定干物質(zhì)(dry matter, DM)含量[15]，凱氏定氮法測(cè)定粗蛋白(crude protein, CP)含量[16]，范氏法測(cè)定中性洗滌纖維(neutral detergent fiber, NDF)和酸性洗滌纖維(acid detergent fiber, ADF)含量[17-18]，蒽酮-硫酸比色法測(cè)定可溶性碳水化合物(water soluble carbohydrate, WSC)含量[19]，苯酚-次氯酸鈉比色法測(cè)定氨態(tài)氮含量[20]，pH 測(cè)定儀(雷磁S-3C精密計(jì)，上海精密科學(xué)儀器有限公司)測(cè)定青貯料浸出液的pH值；乳酸(lactic acid, LA)、乙酸(acetic acid, AA)、丙酸(propionate acid, PA)、丁酸(butyric acid, BA)含量在中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)牧草生產(chǎn)與加工實(shí)驗(yàn)室采用高效液相色譜儀(SHIMADZE-10A)進(jìn)行測(cè)定，采用弗氏評(píng)分法對(duì)青貯發(fā)酵品質(zhì)等級(jí)進(jìn)行評(píng)定[21]；在中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室采用中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)自主開發(fā)和設(shè)計(jì)的64通路AGRS-Ⅲ型體外發(fā)酵產(chǎn)氣自動(dòng)記錄裝置和軟件系統(tǒng)[22]實(shí)時(shí)測(cè)定累積產(chǎn)氣量，在39℃下連續(xù)培養(yǎng)72 h。試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，關(guān)閉記錄儀，將瓶?jī)?nèi)容物倒入經(jīng)烘干稱重后的尼龍袋(孔徑48 μm)中過濾，并用蒸餾水漂洗后，在65℃下烘干不少于48 h直至恒重，根據(jù)發(fā)酵前飼料樣中的干物質(zhì)含量，利用差減法計(jì)算待測(cè)飼料體外發(fā)酵干物質(zhì)消失率(invitrodry matter digestibility, IVDMD)。

表2　高丹草混貯兩因素交叉試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)AGRS-Ⅲ裝置自動(dòng)記錄到的各發(fā)酵瓶的產(chǎn)氣時(shí)間和對(duì)應(yīng)的累積產(chǎn)氣量，參照?rskov和McDonald[23]提出的指數(shù)函數(shù)模型，對(duì)不同混貯高丹草累積產(chǎn)氣量數(shù)據(jù)進(jìn)行非線性擬合，得出：

GPt=[1-e-c×(t-lag)]×A

式中,GPt為累積產(chǎn)氣量(mL/g，DM)，c為產(chǎn)氣速率(mL/h)，t為產(chǎn)氣時(shí)間(h)，lag為產(chǎn)氣延滯時(shí)間(h)，A為發(fā)酵底物在該產(chǎn)氣速率下的理論最大產(chǎn)氣量(mL)。

達(dá)到最大產(chǎn)氣量1/2時(shí)的產(chǎn)氣速率：AGPR(mL/h)=A×c/(log2+c×lag)。

1.4數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 20.0軟件進(jìn)行多因素方差分析，LSD法進(jìn)行多重比較，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2結(jié)果與分析

2.1混貯高丹草營(yíng)養(yǎng)成分

由表3可知，從添加干草的種類來看，添加3種干草的DM和WSC含量沒有顯著差異(P>0.05)；CP含量為苜蓿干草顯著高于玉米秸稈和小麥秸稈(P<0.05)；NDF含量為玉米秸稈顯著高于小麥秸稈和苜蓿干草(P<0.05)；ADF含量為小麥秸稈顯著高于苜蓿干草(P<0.05)。由此可知，添加苜蓿干草的營(yíng)養(yǎng)成分要略高于小麥秸稈，而添加小麥秸稈的營(yíng)養(yǎng)成分高于玉米秸稈。

從添加量上來看，DM、CP含量隨著干草添加量的增加而增加，NDF和ADF含量隨著干草添加量的增加而降低，WSC含量沒有顯著變化；DM含量以12.5 kg/t處理組最低，顯著低于其他3個(gè)處理(P<0.05)；50.0 kg/t處理組的CP含量顯著高于12.5和25.0 kg/t(P<0.05)；NDF和ADF含量均以50.0 kg/t處理最低，顯著低于12.5和25.0 kg/t(P<0.05)；WSC含量各組之間無顯著差異。由此可知，添加37.5和50.0 kg/t處理的營(yíng)養(yǎng)成分顯著高于12.5和25.0 kg/t(P<0.05)，37.5和50.0 kg/t處理之間差異不顯著(P>0.05)。

綜合考慮添加干草的種類和干草添加量，高丹草中添加小麥秸稈37.5 kg/t進(jìn)行混貯具有最高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

表3　混貯高丹草營(yíng)養(yǎng)成分主效應(yīng)分析

注：同列不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，下同。

Note: The different small letters in the same column mean significant differences (P<0.05), the same below.

2.2混貯高丹草青貯發(fā)酵品質(zhì)

由表4可知，從添加干草的種類來看，3種干草的丙酸和丁酸含量之間沒有顯著差異(P>0.05)；pH值為小麥秸稈最低，顯著低于玉米秸稈(P<0.05)；氨態(tài)氮為玉米秸稈最高，顯著高于小麥秸稈和苜蓿干草(P<0.05)；乳酸含量為小麥秸稈最高，顯著高于玉米秸稈(P<0.05)；乙酸含量為小麥秸稈最低，顯著低于玉米秸稈(P<0.05)。由此可知，添加小麥秸稈的青貯發(fā)酵品質(zhì)最高，苜蓿干草其次，而添加玉米秸稈最差。

表4　影響混貯高丹草青貯發(fā)酵品質(zhì)主效應(yīng)分析

從添加量上來看，AA含量隨著干草添加量的增加而降低，LA含量隨著干草添加量的增加表現(xiàn)出先增加后降低的趨勢(shì)，BA含量沒有顯著變化。pH值以12.5 kg/t處理最高，顯著高于其他3個(gè)處理(P<0.05)；各組之間氨態(tài)氮含量無顯著差異(P>0.05)；25.0 kg/t處理的LA含量最高，達(dá)到8.08%，顯著高于12.5 kg/t(P<0.05)；AA含量以12.5 kg/t處理最高，顯著高于37.5和50.0 kg/t(P<0.05)；各組之間PA和BA含量無顯著差異(P>0.05)，但25.0和37.5 kg/t組未出現(xiàn)丁酸，表現(xiàn)較優(yōu)。由此可知，添加25.0 kg/t干草的青貯發(fā)酵品質(zhì)最優(yōu)，37.5 kg/t其次，12.5 kg/t效果最差。

2.3混貯高丹草綜合評(píng)分

由表5可知，單獨(dú)青貯高丹草組的評(píng)分等級(jí)僅為“可”，效果較差，而所有試驗(yàn)組的綜合評(píng)分等級(jí)均為“良”或“優(yōu)”，其中綜合評(píng)分等級(jí)為優(yōu)的組別為GY4、GX2、GX3、GX4、GM2、GM3和GM4組。

2.4混貯高丹草體外發(fā)酵72 h干物質(zhì)消失率、產(chǎn)氣量及動(dòng)力學(xué)參數(shù)

表5　青貯飼料Flieg評(píng)分

由表6可知，從添加干草的種類來看，苜蓿干草組的IVDMD、產(chǎn)氣速率和平均產(chǎn)氣速率均為最高，顯著高于其他兩種干草(P<0.05)；3種干草在72 h累積產(chǎn)氣量、理論最大產(chǎn)氣量以及產(chǎn)氣延滯時(shí)間方面差異不顯著(P>0.05)；苜蓿干草組達(dá)到產(chǎn)氣量1/2所需要時(shí)間最短，顯著低于其他兩種干草(P<0.05)。

從干草添加量的角度來看，添加50.0 kg/t干草進(jìn)行混貯具有最高的IVDMD，顯著高于12.5 kg/t組(P<0.05)；添加37.5 kg/t干草具有最高的產(chǎn)氣速率和AGPR，顯著高于25.0 kg/t組(P<0.05)；添加25.0 kg/t干草達(dá)到產(chǎn)氣量1/2所需要時(shí)間最長(zhǎng)，顯著高于12.5和37.5 kg/t組(P<0.05)；添加不同比例干草對(duì)混貯高丹草的72 h累積產(chǎn)氣量、理論最大產(chǎn)氣量以及產(chǎn)氣延滯時(shí)間無顯著影響(P>0.05)。

表6　影響混貯高丹草體外發(fā)酵干物質(zhì)消失率、產(chǎn)氣量及發(fā)酵動(dòng)力學(xué)參數(shù)主效應(yīng)

GP72h: Accumulative gas production in 72 h;A: Ideal maximum gas production;c: Gas production speed;lag: Lag time of gas production; AGPR: 達(dá)到最大產(chǎn)氣量1/2時(shí)的產(chǎn)氣速率Speed when gas production was 1/2 of the maximum； Half time: 達(dá)到產(chǎn)氣量1/2所需時(shí)間.

3討論

3.1高丹草單獨(dú)青貯效果

高丹草原料的含水量很高，達(dá)到83.96%，青貯飼料中最主要的有害微生物梭菌在高水分條件下活性很強(qiáng)[24]，產(chǎn)生較高濃度的丁酸，丁酸具有難聞的臭味，青貯飼料中丁酸含量達(dá)到萬分之幾時(shí)便會(huì)影響飼料品質(zhì)[25]，這也導(dǎo)致單貯高丹草的弗氏評(píng)分等級(jí)僅為可，說明高丹草可以進(jìn)行單獨(dú)青貯，但調(diào)制的青貯飼料品質(zhì)達(dá)不到優(yōu)良的等級(jí)，這與冀旋等[14]的研究結(jié)果相一致?；熨A高丹草各組的評(píng)分等級(jí)均為優(yōu)良，改善青貯發(fā)酵品質(zhì)作用明顯。

3.2不同混合模式對(duì)混貯高丹草營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的影響

在本試驗(yàn)中，3種添加干草的混貯高丹草之間DM和WSC含量差異不顯著，這可能是因?yàn)?種干草的DM含量相差不大，而WSC含量又遠(yuǎn)低于高丹草原料。苜蓿干草組混貯高丹草營(yíng)養(yǎng)價(jià)值要高于玉米秸稈組和小麥秸稈組，這是因?yàn)檐俎８刹菰系臓I(yíng)養(yǎng)價(jià)值遠(yuǎn)高于玉米秸稈和小麥秸稈。混貯高丹草整體DM和CP含量隨著干草添加量的增加而增加，NDF和ADF含量隨著干草添加量的增加而降低，原因可能是干草原料DM含量均遠(yuǎn)高于高丹草，且苜蓿干草的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值遠(yuǎn)高于玉米秸稈和小麥秸稈，導(dǎo)致添加干草整體的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高于高丹草，這與薛祝林等[26]的研究結(jié)果相一致。

3.3不同混合模式對(duì)混貯高丹草青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響

氨態(tài)氮含量、LA含量和揮發(fā)性脂肪酸的含量(AA、PA和BA)是評(píng)價(jià)青貯質(zhì)量好壞的重要指標(biāo)[27]。氨態(tài)氮含量被廣泛用于衡量青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)的好壞，其比值越大，說明被分解的氨基酸和蛋白質(zhì)越多，青貯質(zhì)量就越差[28]。本試驗(yàn)中，苜蓿干草組的氨態(tài)氮含量最低，僅為2.74%，小麥秸稈組其次，二者均顯著低于玉米秸稈組(P<0.05)，原因可能是因?yàn)楸驹囼?yàn)的混貯高丹草pH值非常低，F(xiàn)airbairn等[29]研究證明，低pH值可以有效地抑制蛋白酶活性，從而減少蛋白質(zhì)降解為氨態(tài)氮。隨著干草添加量的增加，混貯高丹草氨態(tài)氮、AA和PA含量逐漸降低，原因可能是添加干草可以顯著提高混貯飼料的DM含量和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，加之較低的pH值抑制了蛋白質(zhì)酶和有害微生物的繁殖。LA含量隨著干草添加量的增加表現(xiàn)出先增加再降低的趨勢(shì)，其中25 kg/t處理組最高，具體原因尚不清楚，有待進(jìn)一步研究。

3.4不同混合模式對(duì)混貯高丹草體外發(fā)酵干物質(zhì)消失率及產(chǎn)氣動(dòng)力學(xué)特性的影響

飼料瘤胃降解是飼料中碳水化合物、CP等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被瘤胃微生物分解利用的結(jié)果[30]。瘤胃干物質(zhì)降解率可以反映瘤胃微生物對(duì)飼料分解利用程度的強(qiáng)弱，本試驗(yàn)采用短期人工瘤胃發(fā)酵試驗(yàn)結(jié)合動(dòng)態(tài)產(chǎn)氣實(shí)時(shí)記錄技術(shù)，以分別添加不同重量玉米秸稈、小麥秸稈和苜蓿干草的混貯高丹草為發(fā)酵底物，研究發(fā)現(xiàn)添加3種干草的混貯高丹草瘤胃體外發(fā)酵72 h干物質(zhì)消失率表現(xiàn)為：苜蓿干草組>小麥秸稈組>玉米秸稈組，且苜蓿干草組顯著高于其余兩種干草(P<0.05)；添加量對(duì)IVDMD的影響表現(xiàn)為：50.0 kg/t>37.5 kg/t>25.0 kg/t>12.5 kg/t，且添加50 kg/t干草組顯著高于12.5 kg/t組。苜蓿干草屬于豆科牧草，小麥秸稈和玉米秸稈屬于禾本科牧草，從營(yíng)養(yǎng)成分構(gòu)成的角度來看，禾本科牧草和豆科牧草組合搭配的營(yíng)養(yǎng)組成要比單一牧草或秸稈更為合理[31]。飼草料組合之后，其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的供給可能更為平衡，更有利于提高瘤胃微生物的活力，促進(jìn)瘤胃微生物的生長(zhǎng)，從而使飼草中可發(fā)酵蛋白質(zhì)與非結(jié)構(gòu)性碳水化合物的體外發(fā)酵發(fā)揮更大潛力[32]，提高飼草的干物質(zhì)消失率，這與崔占鴻等[33]的研究結(jié)果相一致。此外，苜蓿干草ADF含量較低也是其IVDMD較高的原因。

碳水化合物是牧草體外發(fā)酵時(shí)產(chǎn)氣的主要來源，蛋白質(zhì)在發(fā)酵時(shí)也會(huì)產(chǎn)生氣體，但蛋白質(zhì)對(duì)產(chǎn)氣的貢獻(xiàn)量不如碳水化合物大[34]。本試驗(yàn)中，添加3種不同重量不同種類干草的混貯高丹草72 h累積產(chǎn)氣量和理論最大產(chǎn)氣量均無顯著差異(P>0.05)，但添加小麥秸稈組的72 h累積產(chǎn)氣量和理論最大產(chǎn)氣量最高，可能是因?yàn)榇值鞍讓?duì)發(fā)酵產(chǎn)氣的貢獻(xiàn)量不如WSC。產(chǎn)氣速率和AGPR均以添加苜蓿干草組最高，顯著高于添加其他兩種干草(P<0.05)，原因可能是小麥秸稈和玉米秸稈的纖維素、半纖維素及木質(zhì)素含量較高，降低了底物發(fā)酵的產(chǎn)氣速率；添加37.5 kg/t干草組具有最高的產(chǎn)氣速率和AGPR，顯著高于添加25.0 kg/t組(P<0.05)，原因可能是添加苜蓿干草能促進(jìn)體外發(fā)酵底物能量與蛋白質(zhì)的平衡，促進(jìn)瘤胃微生物的繁殖，進(jìn)而提高瘤胃的產(chǎn)氣速率[35]，從本試驗(yàn)的結(jié)果來看，添加37.5 kg/t苜蓿干草與高丹草進(jìn)行混貯是能量與蛋白質(zhì)的最佳比例。

產(chǎn)氣延滯時(shí)間與NDF和ADF呈顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系，而與CP和NDS呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系[31,36]。本試驗(yàn)中，各組產(chǎn)氣延滯時(shí)間都為0，原因可能是混貯高丹草中極高的WSC含量為瘤胃微生物提供了大量快速降解養(yǎng)分。

4結(jié)論

高丹草可以進(jìn)行單獨(dú)青貯，但青貯后丁酸含量較高，青貯發(fā)酵品質(zhì)較差；添加不同種類和不同重量的干草均可提高青貯高丹草的飼料品質(zhì)，綜合考慮青貯發(fā)酵品質(zhì)和飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，得出最佳的混貯模式為在高丹草中添加小麥秸稈37.5 kg/t；添加50.0 kg/t苜蓿干草混貯高丹草的體外干物質(zhì)消失率最高，添加37.5 kg/t苜蓿干草組產(chǎn)氣速率最快，添加50.0 kg/t小麥秸稈組的72 h累積產(chǎn)氣量最高。

References：

[1]Li Y, Xie N, Zhao H M,etal. Analysis on change pattern of the vegetative growth and forage quality ofSorghumbicolor×S.sudanense. Acta Agrestia Sinica, 2011, 19(5): 813-819.

[2]Beck P A, Hutchison S, Gunter S A,etal. Chemical composition andinsitudry matter and fiber disappearance of sorghum×sudangrass hybrids. Journal of Animal Science, 2007, 85: 545-555.

[3]Han J. Effect of Nitrogen Application Rate on Forage Productivity and Utilization of Soil Mineral Nitrogen in Sorghum Hybrid Sudangrass[D]. Yangzhou: Yangzhou University, 2010: 12.

[4]Pang L Y, Zhang J H. Biological characteristics of Sudangrass and sorghum-sudan hybrid. Southwest China Journal of Agricultural Sciences, 2004, 17(2): 160-163.

[5]Valenzuela H, Smith J. Sorghum-sudangrass hybrids. Sustainable Agriculture Green Manure Crops, 2002, 8(10): 1-3.

[6]Akdeniz H, Karsli M A, Yilmaz I. Effects of harvesting different sorghum-sudan grass varieties as hay or silage on chemical composition and digestible dry matter yield. Journal of Animal and Veterinary Advances, 2005, 4(6): 610-614.

[7]Wedig C L, Jaster E H, Moore K J,etal. Rumen turnover and digestion of normal and brown midrib sorghum×sudangrass hybrid silages in dairy cattle. Journal of Dairy Science, 1987, 70(6): 1220-1227.

[8]Gul I, Demirel R, Kilicalp N,etal. Effect of crop maturity stages on yield, silage chemical composition andinvivodigestibilities of the maize, sorghum and sorghum×sudangrass hybrids grown in semi arid conditions. Journal of Animal and Veterinary Advances, 2008, 7: 1021-1028.

[9]Jiang Y B, Wang C Z, Li Z T. Effect of several cutting heights on the yield, quality and silage effect of Gaodancao (a hybrid grass between sorghum andSorghumsudenense). Journal of Henan Agricultural Sciences, 2005, (3): 78-79.

[10]Deng W D, Xi D M, Liu Y,etal. Effect on nutrition value of silage sugareane top adding acids. Heilongjiang Animal Science And Veterinary Medicine, 2001, (12): 17-18.

[11]Dole?al P, Skládanka J, Zeman L,etal. Quality of silage from brown midrib sorghum×sudangrass forage. Animal Welfare, Ethology and Housing Systems, 2009, 5(4): 98-102.

[12]Zhang S P, Chen Z, Liu D L. Effect of different additives on the perfermance andinvitrodegradation characteristics of sorghum×sudangrass hybrids. Chinese Journal of Animal Science, 2010, (11): 65-69.

[13]Zhu A M, Shi Y M. Effect of different treatments on theinvitrodegradation characteristics of sorghum sudangrass hybrids. Jilin Agriculture, 2010, (3): 54-55.

[14]Ji X, Yu Z, Bai C S,etal. Effect of additives on quality of sorghum-sudangrass hybrids silage. Acta Agrestia Sinica, 2012, 20(3): 571-575.

[15]General Administration of Quality Supervision, Inspection and Quarantine of the People’s Republic of China(AQSIQ). GB/T6435-2006. Determination of Moisture and Other Volatile Mater Content In Feeds[S]. Beijing: Standards Press of China, 2007.

[16]CSBTS. GB/T6432-1994. Method for the Determination of Crude Protein in Feedstuffs[S]. Beijing: Standards Press of China, 1995.

[17]AQSIQ. GB 20806-2006-T. Determination of Neutral Detergent Fiber in Feedstuffs[S]. Beijing: Standards Press of China, 2007.

[18]Ministry of Agriculture (PRC). NY 1459-2007-T. Determination of Acid Detergent Fiber in Feedstuff (ADF)[S]. Beijing: Standards Press of China, 2007.

[19]Owens V N, Albrecht K A, Muck RE,etal. Protein degradation and fermentation characteristics of red clover and alfalfa silage haverested with varying levels of total nonstrutural carbohydrates. Crop Science, 1999, (39): 1873-1880.

[20]Broderiea G A, Kang J H. Automated simultaneous determination of ammonia and amino acids in rumihal fluid andinvitromedia. Journal of Dairy Science, 1980, 63(1): 64-75.

[21]Yu Z, Sun Q Z. Silage Technology of Forage Grass[M]. Beijing: China Agriculture Press, 2011: 156.

[22]Yang H J, Song Z H, Zhu S P,etal. A Fermented Trace Gases Quantity Data Automatic Collection and Storage Device and Method[P]. China, ZL200610011301.X, 2007-12-19.

[23]?rskov E R, McDonald I. The estimation of protein degradability in the rumen from incubation measurements weighted according to rate of passage. Journal of Agricultural Science, 1979, 92(2): 499-503.

[24]Wei C Q, Wang M J. The silage making and nutritive variation ofTrifoliumambiguum. Pratacultural Science, 2010, 27(2): 134-138.

[25]Borba L F P, Ferreira M A, Guim A,etal. Nutritive value of differents silage sorghum (SorghumbicolorL. Moench) cultivares. Acta Scientiarum, 2012, 34(2): 123-129.

[26]Xue Z L, Luo F C, Kuang C Y,etal. Analysis to mixed silage effect of sorghum-sudangrass hybrid and alfalfa. Journal of Yunnan Agricultural University, 2013, 28(3): 340-345.

[27]Selmer-Olsen I. Enzymes as silage additives for grass-clover mixtures. Grass and Forage Science, 1994, 49(3): 305-315.

[28]Wang L, Sun Q Z, Zhang H J. A study on quality of mixed silage of alfalfa and corn. Acta Prataculturae Sinica, 2011, 20(4): 202-209.

[29]Fairbairn R, Alli I, Baker B E. Proteolysis associated with the ensiling of chopped alfalfa. Journal of Dairy Science, 1988, 71(1): 152-158.

[30]Zhang X Z, Lu L, Meng Q X,etal. Effects of calcium propionate oninvitroruminal gas production, fermentation parameters and dry matter degradation rate of substrate with high concentrate. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2013, 25(12): 2906-2912.

[31]Yang F L, Ding X Z, Shi H S,etal. Study oninvitrofermentation characteristics of alfalfa hay mixed with straw and their combined utilization. Pratacultural Science, 2008, 25(3): 61-67.

[32]Prasad C S, Wood C D, Sampath KT. Use ofinvitrogas production to evaluate rumen fermentation of untreated and urea-treated finger millet straw (Eleusinecoracana) supplemented with different levels of concentrate. Journal of Food Science and Agriculture, 1994, 65: 457-464.

[33]Cui Z H, Hao L Z, Liu S J,etal. Evaluation of the fermentation characteristics of mixed oat green hay and native pastures in the Qinhai plateau using aninvitrogas production technique. Acta Prataculturae Sinica, 2012, 21(3): 250-257.

[34]Cone J W, Gelder van A H. Influence of protein fermentation on gas production profiles. Animal Feed Science and Technology, 1999, 76: 251-264.

[35]Tang S X, Jiang H L, Zhou C S,etal. Effects of different forage species oninvitrogas production characteristics. Acta Prataculturae Sinica, 2005, 14(3): 72-77.

[36]Sun G Q, Lv Y Y, Zhang J J. A study on the associative effect of whole corn silage-peanut vine andLeymuschinensisby rumen fermentationinvitro. Acta Prataculturae Sinica, 2014, 23(3): 224-231.

參考文獻(xiàn)：

[1]李源, 謝楠, 趙海明, 等. 高丹草營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與飼用品質(zhì)變化規(guī)律分析. 草地學(xué)報(bào), 2011, 19(5): 813-819.

[3]韓娟. 施氮水平對(duì)高丹草生產(chǎn)性能及土壤無機(jī)氮利用的影響[D]. 揚(yáng)州: 揚(yáng)州大學(xué), 2010:12.

[4]龐良玉, 張建華. 蘇丹草、高丹草生物性狀研究. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2004, 17(2): 160-163.

[9]姜義寶, 王成章, 李振田. 高丹草不同刈割高度對(duì)產(chǎn)量、品質(zhì)及青貯效果的影響. 河南農(nóng)業(yè)科學(xué), 2005, (3): 78-79.

[10]鄧衛(wèi)東, 席冬梅, 劉勇, 等. 添加甲酸和丙酸對(duì)甘蔗梢青貯品質(zhì)的影響. 黑龍江畜牧獸醫(yī), 2001,(12): 17-18.

[12]張樹攀, 陳錚, 劉大林. 不同添加劑對(duì)高丹草青貯性能及體外降解特性的影響. 中國(guó)畜牧雜志, 2010,(11): 65-69.

[13]朱愛民, 時(shí)玉梅. 不同處理的高丹草在體外的降解特點(diǎn). 吉林農(nóng)業(yè): 下半月, 2010, (3): 54-55.

[14]冀旋, 玉柱, 白春生, 等. 添加劑對(duì)高丹草青貯效果的影響. 草地學(xué)報(bào), 2012, 20(3): 571-575.

[15]中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局. GB/T6435-2006. 飼料中水分和其他揮發(fā)性物質(zhì)含量的測(cè)定[S]. 北京: 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2007.

[16]國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局. GB/T6432-1994. 飼料中粗蛋白質(zhì)的測(cè)定方法[S]. 北京: 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社, 1995.

[17]中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局. GB 20806-2006-T. 飼料中中性洗滌纖維含量的測(cè)定[S]. 北京: 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2007.

[18]中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)部. NY 1459-2007-T. 飼料中酸性洗滌纖維含量的測(cè)定[S]. 北京: 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2007.

[21]玉柱, 孫啟忠. 飼草青貯技術(shù)[M]. 北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社, 2011: 156.

[22]楊紅建, 宋正河, 祝仕平, 等. 一種發(fā)酵微量氣體產(chǎn)生量數(shù)據(jù)自動(dòng)采集存儲(chǔ)裝置及方法[P].中國(guó), ZL200610011301.X, 2007-12-19.

[24]魏春秋, 王明玖. 高加索三葉草青貯飼料的制作及質(zhì)量變化. 草業(yè)科學(xué), 2010, 27(2): 134-138.

[26]薛祝林, 羅富成, 匡崇義, 等. 高丹草與紫花苜蓿的混合青貯效果分析. 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào): 自然科學(xué)版, 2013, 28(3): 340-345.

[28]王林, 孫啟忠, 張慧杰. 苜蓿與玉米混貯質(zhì)量研究. 草業(yè)學(xué)報(bào), 2011, 20(4): 202-209.

[30]張心壯, 魯琳, 孟慶翔, 等. 丙酸鈣對(duì)高精料底物瘤胃體外發(fā)酵產(chǎn)氣量, 發(fā)酵參數(shù)和干物質(zhì)降解率的影響. 動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào), 2013, 25(12): 2906-2912.

[31]陽伏林, 丁學(xué)智, 史海山, 等. 苜蓿干草和秸稈組合體外發(fā)酵營(yíng)養(yǎng)特性及其利用研究. 草業(yè)科學(xué), 2008, 25(3): 61-67.

[33]崔占鴻, 郝力壯, 劉書杰, 等. 體外產(chǎn)氣法評(píng)價(jià)青海高原燕麥青干草與天然牧草組合效應(yīng). 草業(yè)學(xué)報(bào), 2012, 21(3): 250-257.

[35]湯少勛, 姜海林, 周傳社, 等. 不同牧草品種對(duì)體外發(fā)酵產(chǎn)氣特性的影響. 草業(yè)學(xué)報(bào), 2005, 14(3): 72-77.

[36]孫國(guó)強(qiáng), 呂永艷, 張杰杰. 利用體外瘤胃發(fā)酵法研究全株玉米青貯與花生蔓和羊草間的組合效應(yīng). 草業(yè)學(xué)報(bào), 2014, 23(3): 224-231.

Effects of mixed silage modes on the fermentation quality andinvitrogas dynamics of a sorghum-sudangrass hybrid (Sorghumbicolor×Sorghumsudanense)

LIANG Huan1,2, LIU Gui-Bo2, WU Jia-Hai3, ZENG Bing1*, LI Yuan2, YOU Yong-Liang2, ZHAO Hai-Ming2

1.DepartmentofAnimalScience,RongchangCampusofSouthwestUniversity,Chongqing402460,China; 2.DrylandFarmingInstitute,HebeiAcademyofAgriculturalandForestrySciences,Hengshui053000,China; 3.GuizhouInstituteofPrataculture,Guiyang550006,China

Abstract:The fermentation quality of sorghum-sudangrass hybrids (Sorghum bicolor×Sorghum sudanense) is poor because of their high moisture contents. In this study, we analyzed the effects of different storage modes on the fermentation quality of a sorghum-sudangrass hybrid. A sorghum-sudangrass hybrid was mixed different types of hay (corn stalk, wheat straw, and alfalfa hay) at different proportions (12.5, 25.0, 37.5 and 50.0 kg/t). Then, the nutritive value, fermentation quality, 72 h dry matter digestibility, and gas dynamics were measured using an in vitro system that simulated rumen fermentation. The results showed that the silage produced from the sorghum-sudangrass hybrid had a high butyric acid content, and a poor Flieg evaluation ranking. The addition of all types of hay significantly improved the fermentation quality of stored silage. The addition of wheat straw resulted in the best fermentation quality, while the addition of alfalfa hay resulted in the best nutritive value. The addition of alfalfa hay resulted in the highest values for IVDMD (in vitro dry matter digestibility), c (gas production speed), and AGPR (speed when gas production was one-half of the maximum). There was no significant difference in GP(72h) (accumulated gas production in 72 h), A (ideal maximum gas production), and lag (lag time of gas production) among silages produced with the three types of hay. In terms of the amount of hay added, the addition of 25.0 kg/t resulted in the best fermentation quality and the highest half-time content, and the addition of 50.0 kg/t resulted in the best nutritive value and the highest IVDMD. The addition of 37.5 kg/t hay resulted in the highest c and AGPR values. The amount of hay added did not significantly affect GP(72h), A, or lag. Considering the nutritive value and fermentation quality, the best mixed silage was produced by adding 37.5 kg/t wheat straw. The addition of 50.0 kg/t alfalfa hay gave the highest IVDMD content, the addition of 37.5 kg/t alfalfa hay gave the highest gas production rate, and the addition of 50.0 kg/t wheat straw resulted in the highest GP(72h) and A.

Key words:sorghum-sudangrass hybrids; mixed silage; nutritive value; fermentation quality; in vitro ruminal fermentation

*通信作者

Corresponding author. E-mail:zbin78@163.com

作者簡(jiǎn)介：梁歡(1990-)，男，江西遂川人，在讀博士。E-mail:lianghuan22@163.com

基金項(xiàng)目：西南大學(xué)榮昌校區(qū)青年基金項(xiàng)目(20700431),現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)項(xiàng)目(CARS-35-24)，貴州山區(qū)牧草產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)研究集成與應(yīng)用[黔科合重大專項(xiàng)字(2014)6017號(hào)]和重慶市山羊產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系優(yōu)質(zhì)牧草種植研究室建設(shè)項(xiàng)目資助。

*收稿日期：2015-05-28；改回日期：2015-08-24

DOI：10.11686/cyxb2015271

http://cyxb.lzu.edu.cn

梁歡, 劉貴波, 吳佳海, 曾兵, 李源, 游永亮, 趙海明. 混貯模式對(duì)高丹草青貯發(fā)酵品質(zhì)及體外產(chǎn)氣動(dòng)力學(xué)特性的影響.草業(yè)學(xué)報(bào), 2016, 25(4): 188-196.

LIANG Huan, Liu Gui-Bo, WU Jia-Hai, ZENG Bing, LI Yuan, YOU Yong-Liang, ZHAO Hai-Ming. Effects of mixed silage modes on the fermentation quality andinvitrogas dynamics of a sorghum-sudangrass hybrid (Sorghumbicolor×Sorghumsudanense). Acta Prataculturae Sinica, 2016, 25(4): 188-196.