不同處理方式對(duì)大豆秸稈發(fā)酵品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)成分的影響

顧擁建++占今舜++沙文鋒

摘要：研究不同處理方式對(duì)大豆秸稈發(fā)酵品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)成分的影響，試驗(yàn)分為6個(gè)處理組：對(duì)照組、試驗(yàn)Ⅰ組（添加10%麩皮）、試驗(yàn)Ⅱ組（添加2 kg/t尿素）、試驗(yàn)Ⅲ組（添加2 kg/t尿素+10%麩皮）、試驗(yàn)Ⅳ組（添加4 kg/t尿素）、試驗(yàn)Ⅴ組（添加4 kg/t尿素+10%麩皮），每個(gè)處理組設(shè)3個(gè)重復(fù)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，各組青貯飼料的感官評(píng)定等級(jí)均為良，試驗(yàn)Ⅱ和Ⅲ組的V-score 評(píng)定等級(jí)分別為優(yōu)和良；與對(duì)照組相比，試驗(yàn)Ⅱ和Ⅲ組的氨態(tài)氮和丁酸的含量下降，而pH值、乙酸和丙酸的含量升高；試驗(yàn)Ⅲ組的干物質(zhì)、粗蛋白和單寧的含量極顯著高于對(duì)照組，而中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、可溶性碳水化合物含量均極顯著低于對(duì)照組。結(jié)果表明，大豆秸稈中添加2 kg/t尿素和10%麩皮青貯效果較好。

關(guān)鍵詞：大豆秸稈；發(fā)酵；品質(zhì)；營(yíng)養(yǎng)成分

中圖分類號(hào)：S816.5+3文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)：1002-1302（2016）05-0308-03

目前，由于牧草資源比較緊張，秸稈作為反芻動(dòng)物的飼料所占的比例越來(lái)越高。大豆從鼓粒初期開始，秸稈中的粗纖維含量呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，而粗蛋白含量呈下降趨[1]。因此，大豆秸稈由于粗纖維較高粗蛋白較低，使其飼料利用率較低。大豆秸稈中含有豐富的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素，如果經(jīng)過(guò)預(yù)處理，纖維素、半纖維素、木質(zhì)素間的緊密結(jié)構(gòu)被破壞，在酶的作用下可使纖維素、半纖維素水解為可溶性糖[2-3]。因此，大豆秸稈經(jīng)過(guò)氨化、微生物等處理后能夠提高其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[4-5]。孫國(guó)強(qiáng)等研究發(fā)現(xiàn)，大豆秸稈菌糠替代50%的粗飼料可以提高魯西牛的生產(chǎn)性能[6]。謝明等研究發(fā)現(xiàn)，在獺兔的日糧中添加20%大豆秸粉可提高經(jīng)濟(jì)效益[7]。包布和等研究發(fā)現(xiàn)，大豆秸稈揉搓粒度 1～3 cm 提高了遼寧絨山羊公羊氮表觀消化率和氮的總利用率[8]。說(shuō)明經(jīng)過(guò)處理的大豆秸稈可以作為一種很好的粗飼料來(lái)源。南通地區(qū)農(nóng)作物特點(diǎn)是多元多熟，尤其鮮食作物是特色，其中四青作物[鮮食糯玉米、鮮食蠶（豌）豆、鮮食大豆、鮮食花生]最為出名。通過(guò)氨化處理秸稈是提高其飼用價(jià)值的措施之一。潘存霞等研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)尿素氨化的稻草秸稈在瘤胃48 h的干物質(zhì)、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維的降解率得到提高[9]。隨著生物技術(shù)的發(fā)展和青貯工藝的進(jìn)步，通過(guò)混貯及添加添加劑的方式青貯秸稈，提高其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值已經(jīng)成為可能[10]。因此，本試驗(yàn)通過(guò)氨化處理大豆秸稈和麥麩混貯，研究其發(fā)酵品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)成分的變化，旨在為合理利用大豆秸稈作為飼料提供科學(xué)的依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

2014年9月25日將種植在江蘇沿江地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所試驗(yàn)基地的通豆6號(hào)（去鮮豆莢）刈割，刈割后的大豆秸稈適度切短后用于混合青貯試驗(yàn)。大豆秸稈的基本營(yíng)養(yǎng)成分如下：粗蛋白含量14.76%、中性洗滌纖維含量4996%、酸性洗滌纖維含量38.07%、半纖維素含量1189%、可溶性碳水化合物含量 2.17%、單寧含量12.70%。

1.2試驗(yàn)方法

試驗(yàn)分為6個(gè)處理組，分別為對(duì)照組、試驗(yàn)Ⅰ組（添加10%麩皮）、試驗(yàn)Ⅱ組（添加2 kg/t尿素）、試驗(yàn)Ⅲ組（添加 2 kg/t 尿素+10%麩皮）、試驗(yàn)Ⅳ組（添加4 kg/t尿素）和試Ⅴ組（添加4 kg/t尿素+10%麩皮），每個(gè)處理組設(shè)3個(gè)重復(fù)。然后將材料裝入5 L的涂料桶，邊裝邊壓實(shí)，層層壓緊，便于青貯發(fā)酵。

1.3樣品測(cè)定

1.3.1營(yíng)養(yǎng)成分的測(cè)定開啟涂料桶后，挖取適量的樣品在105 ℃烘箱內(nèi)烘3～4 h后測(cè)定干物質(zhì)（dry matter，DM）。將烘干后的樣品粉碎，稱取適量的樣品，根據(jù)《飼料分析及飼料質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)》中的方法進(jìn)行粗蛋白（crude protein，CP）、中性洗滌纖維（neutral detergent fiber，NDF）、酸性洗滌纖維（acid detergent fiber，ADF）含量的測(cè)定，并計(jì)算半纖維素的（hemicellulose，HC）含量（HC=NDF-ADF）。CP采用凱氏定氮儀（QSY-Ⅱ，武漢）進(jìn)行測(cè)定，NDF和ADF采用全自動(dòng)纖維分析儀（A2000i，北京）進(jìn)行測(cè)定。飼料中單寧（tannin，TA）是采用鎢酸鈉-磷鉬酸比色分光光度法來(lái)測(cè)定，而可溶性碳水化合物（water soluble carbohydrate，WSC）則采用蒽酮-硫酸比色法來(lái)測(cè)定。

1.3.2pH值和揮發(fā)性脂肪酸的測(cè)定稱取20 g青貯飼料于三角瓶中，加入180 mL蒸餾水?dāng)嚢杈鶆颍?4 h后用4層紗布過(guò)濾，再將濾液用定量濾紙2次過(guò)濾所得浸提液用pH計(jì)測(cè)定pH值。采用苯酚-次氯酸鈉比色法進(jìn)行氨態(tài)氮（ammonia nitrogen，AN）含量的測(cè)定。另外，取一部分的浸提液利用日本島津GC-14B氣相色譜儀檢測(cè)乙酸（acetic acid，AA）、丙酸（propionic acid，PA）、丁酸（butyric acid，BA）含量。檢測(cè)條件為：毛細(xì)管柱CP-WAX（柱長(zhǎng)30 m內(nèi)徑0.53 mm，膜厚1 μm）；載氣為高純N2（壓力0.7 Mpa，流速30 nL/min）；燃?xì)鉃镠2（流量30 mL/min）；氣化室溫度200 ℃，F(xiàn)ID檢測(cè)器溫度200 ℃；柱溫采用程序升溫法，初溫100 ℃，末溫130 ℃，升溫速率3 ℃/min，靈敏度為101，衰減為25。

1.3.3青貯飼料現(xiàn)場(chǎng)感官評(píng)定和發(fā)酵品質(zhì)評(píng)定現(xiàn)場(chǎng)感官評(píng)定參照農(nóng)業(yè)部《青貯飼料質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》上的方法對(duì)青貯飼料質(zhì)量進(jìn)行評(píng)定。青貯飼料的色澤15分，氣味15分，質(zhì)地10分，其中優(yōu)等為30～40分，良好為20～30分，一般10～20分，差為10分以下，而發(fā)酵品質(zhì)的評(píng)定則采用V-Score 評(píng)價(jià)體系中的方法來(lái)進(jìn)行[11]（表1）。

1.4統(tǒng)計(jì)分析

用Excle 2007對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，然后采用SPSS 17.0單因素方差分析（One-Way ANOVA）、LSD法多重比較，P<0.05 表示差異顯著，P<0.01表示差異極顯著。

2結(jié)果與分析

2.1青貯飼料的質(zhì)量評(píng)定

各試驗(yàn)組青貯飼料感官評(píng)定的結(jié)果均為良好，但是從總評(píng)分來(lái)看，對(duì)照組的分?jǐn)?shù)最低，其他各處理組均高于它（表2）。

2.2青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì)

與對(duì)照組相比，試驗(yàn)Ⅱ～Ⅴ組的氨態(tài)氮極顯著降低，但pH值、乙酸和丙酸的含量極顯著升高。試驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ組的丁酸極顯著低于其他各組，其他各組之間無(wú)顯著差異（表3）。

2.3青貯飼料的V-score評(píng)分

根據(jù)V-score 評(píng)分，對(duì)照組、試驗(yàn)Ⅰ和Ⅳ組的評(píng)分較低，等級(jí)為差；試驗(yàn)Ⅱ組的評(píng)分最高，等級(jí)為優(yōu)，說(shuō)明其發(fā)酵效果最好（表4）。

2.4青貯飼料的營(yíng)養(yǎng)成分

試驗(yàn)Ⅲ和Ⅴ組的干物質(zhì)和粗蛋白的含量極顯著高于對(duì)照組，試驗(yàn)Ⅱ組的中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、半纖維素的含量極顯著高于其他各組，試驗(yàn)Ⅱ和Ⅲ組的可溶性碳水化合物極顯著低于其他各組，試驗(yàn)Ⅲ組的單寧含量最高（表5）。

3討論與結(jié)論

氨化秸稈飼料品質(zhì)的鑒定主要采用感官評(píng)定法、化學(xué)分析法、生物技術(shù)法。現(xiàn)場(chǎng)感官評(píng)定主要通過(guò)觀察色澤、氣味和質(zhì)地等來(lái)粗略評(píng)判。在生產(chǎn)中通常采用該評(píng)定法，其優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)便易行，但準(zhǔn)確性較差[12]。而V-score評(píng)定則是通過(guò)氨態(tài)氮、揮發(fā)性脂肪酸（乙酸、丙酸和丁酸）的含量計(jì)算分?jǐn)?shù)，最終確定青貯的等級(jí)。利用該評(píng)定體系比較客觀地反映青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì)。在本試驗(yàn)中，添加2 kg/t尿素和10%麩皮組的氨態(tài)氮和揮發(fā)性脂肪酸的含量較低，說(shuō)明該組的發(fā)酵品質(zhì)較好。呂貞龍等研究添加不同劑量尿素處理小麥秸稈，結(jié)果表明隨著尿素的含量升高，氨態(tài)氮和乙酸的含量也升高[13]。本試驗(yàn)結(jié)果與其相似。說(shuō)明添加過(guò)高的尿素，會(huì)降低秸稈發(fā)酵品質(zhì)。

氨態(tài)氮是飼料在青貯過(guò)程中蛋白質(zhì)和氨基酸降解而產(chǎn)生表5青貯飼料的營(yíng)養(yǎng)成分的，其含量的高低是衡量青貯質(zhì)量好壞的指標(biāo)之一[14]。氨態(tài)氮/總氮的值越大，說(shuō)明蛋白質(zhì)和氨基酸的分解越多。本試驗(yàn)結(jié)果表明，添加少量尿素來(lái)氨化處理大豆秸稈，有利于乳酸菌發(fā)酵，提高發(fā)酵品質(zhì)。而隨著尿素劑量的升高，氨態(tài)氮含量升高，可能是促進(jìn)了有害微生物的繁殖，導(dǎo)致秸稈的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被其分解，降低發(fā)酵品質(zhì)。水分含量是影響青貯飼料青貯質(zhì)量的一個(gè)重要的因素，水分含量過(guò)高會(huì)導(dǎo)致微生物的繁殖增強(qiáng)，不利于青貯[15]。一般認(rèn)為水分含量在60%～70%比較適合青貯。本試驗(yàn)用來(lái)青貯的大豆秸稈水分含量處于比較適合的范圍內(nèi)。青貯飼料pH值、揮發(fā)性脂肪酸是評(píng)定青貯質(zhì)量的指標(biāo)之一。研究發(fā)現(xiàn)，氨化處理小麥秸稈，能夠顯著提高秸稈的pH值，揮發(fā)性脂肪酸有不同程度的降低[13]。本試驗(yàn)所得pH值結(jié)果與其相似，原因可能是尿素轉(zhuǎn)化成氨，然后溶于水形成氫氧化氨，導(dǎo)致秸稈具有一定的堿性。然而揮發(fā)性脂肪酸的結(jié)果與其相反，可能是青貯對(duì)象不同造成發(fā)酵方式不同所致。

秸稈被氨化預(yù)處理后，纖維部分官能團(tuán)發(fā)生斷裂，導(dǎo)致表層的親水性增加以及秸稈的熱穩(wěn)定性提高。另外，氨化作用能夠破壞纖維結(jié)構(gòu)，有利于厭氧微生物接觸到更多的可發(fā)酵物質(zhì)，提高了秸稈的利用率[16]。秸稈經(jīng)過(guò)氨化后，粗蛋白含量顯著提高，質(zhì)地改善[17]。呂貞龍等研究發(fā)現(xiàn)，氨化處理可使秸稈的粗蛋白含量提高4%～6%[13]。甄二英研究發(fā)現(xiàn)，用尿素處理麥秸，其粗蛋白提高1.2倍，半纖維素含量降低136%[18]。而本試驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)氨化處理的秸稈粗蛋白都有所升高。另外，試驗(yàn)Ⅲ和Ⅴ組的NDF、ADF的含量均降低，說(shuō)明氨化處理下大豆秸稈和麥麩混貯有助于提高青貯效果。但是尿素添加較高時(shí)，pH值升高，導(dǎo)致有害菌繁殖，增強(qiáng)不良發(fā)酵和酶的分解作用，進(jìn)而更多營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)流失，降低青貯品質(zhì)。單寧是植物體內(nèi)的一種次生代謝產(chǎn)物，具有多元酚結(jié)構(gòu)，主要存在于植物體的皮、根、葉、殼和果肉中[19]。單寧在豆科牧草及其加工副產(chǎn)品中的含量較高，單寧化學(xué)性質(zhì)活潑，具有很強(qiáng)的生物和藥理活性，能夠與蛋白質(zhì)、糖類、金屬離子等結(jié)合生產(chǎn)沉淀物質(zhì)，具有抗腫瘤、抗氧化等多種功能[20-21]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著尿素劑量的升高，單寧的含量降低，這可能是尿素大量轉(zhuǎn)化成氨，然后與單寧結(jié)合反應(yīng)所致。

經(jīng)過(guò)氨化處理麥麩和大豆秸稈混貯，能夠提高青貯效果，從本試驗(yàn)的結(jié)果來(lái)看，大豆秸稈中添加2 kg/t尿素和10%麩皮青貯效果較好。

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