青貯時間及添加劑對高寒牧區(qū)燕麥-箭筈豌豆混播捆裹青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響

琚澤亮，趙桂琴，覃方銼，焦婷

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院，草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點實驗室，甘肅省草業(yè)工程實驗室，中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心，甘肅 蘭州730070)

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青貯時間及添加劑對高寒牧區(qū)燕麥-箭筈豌豆混播捆裹青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響

琚澤亮，趙桂琴*，覃方銼，焦婷

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院，草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點實驗室，甘肅省草業(yè)工程實驗室，中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心，甘肅 蘭州730070)

為了探討青藏高原高寒牧區(qū)燕麥與箭筈豌豆混播捆裹青貯的可行性，為該地區(qū)草產(chǎn)品加工提供技術(shù)依據(jù)，在甘南州夏河縣研究了青貯時間與添加劑對燕麥與箭筈豌豆混播捆裹青貯品質(zhì)的影響。在燕麥灌漿期、箭筈豌豆開花期刈割，添加玉米粉(4%)、尿素(0.4%)、Synlac Dry(0.002 g/kg)和Sila-Max 200 (0.0025 g/kg)，以直接青貯為對照(CK)，進(jìn)行捆裹青貯。分別在青貯第40，80，120天開包取樣，每處理各時間點3個重復(fù)，測定其營養(yǎng)指標(biāo)、發(fā)酵指標(biāo)和主要微生物類群數(shù)量。結(jié)果表明：青貯時間對燕麥與箭筈豌豆混播捆裹青貯品質(zhì)影響顯著。由于高寒牧區(qū)秋冬季氣溫很低，完成青貯發(fā)酵所需的時間明顯增加，在青貯80 d左右發(fā)酵才能完成。添加尿素顯著提高了青貯料的粗蛋白含量，但同時其氨態(tài)氮含量在青貯40，80和120 d時一直保持最高值，較對照分別增加了73.70%、189.60%和185.27%；pH值下降緩慢，青貯120 d后pH仍在4.2以上。添加玉米粉效果明顯優(yōu)于添加尿素。和非生物型添加劑相比，乳酸菌制劑的青貯效果更佳，不僅促進(jìn)了發(fā)酵進(jìn)程，而且提高了青貯發(fā)酵品質(zhì)。添加Sila-Max 200青貯效果優(yōu)于添加Synlac Dry，其LAB 數(shù)量在青貯40 d后較對照增加了9.88%，乳酸含量增加了110.77%，pH值顯著(P<0.05)下降；在青貯80 d后乳酸含量仍為對照的2倍，顯著(P<0.05)高于其他3個處理，pH已降至4.1以下。因此，在青藏高原高寒地區(qū)，燕麥與箭筈豌豆混播在燕麥灌漿期、箭筈豌豆開花期刈割，添加Sila-Max 200后捆裹青貯80 d即可獲得優(yōu)質(zhì)的青貯料。

燕麥；箭筈豌豆；捆裹青貯；青貯時間；添加劑

作為包含我國兩大牧區(qū)的青藏高原，海拔高、氣候寒冷，天然草場牧草生長季短，冬春枯草季節(jié)漫長，加之牧區(qū)牲畜數(shù)量急劇增加，飼草供應(yīng)嚴(yán)重短缺，草畜問題日益突出[1]。脆弱的生態(tài)系統(tǒng)使得天然草場被破壞后極難恢復(fù)，畜牧業(yè)難以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。因此，在青藏高原及其周邊地區(qū)種植優(yōu)質(zhì)牧草，進(jìn)行加工與貯藏，在冬春枯草季節(jié)提供優(yōu)質(zhì)草產(chǎn)品，對實現(xiàn)該區(qū)域經(jīng)濟與生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

燕麥(Avenasativa)是青藏高原及周邊地區(qū)重要的飼草料來源，具有易于栽培、抗逆性強、產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)等特點[2]，可曬制青干草或制作青貯。箭筈豌豆(Viciasativa)是優(yōu)良的豆科牧草，適應(yīng)性好、蛋白質(zhì)含量高、枝葉柔嫩、適口性好[3]，是青藏高原地區(qū)人工種草的主要豆科草種。這一地區(qū)由于秋季多雨，很難獲得優(yōu)質(zhì)的青干草，飼草收獲后進(jìn)行青貯更加便利。但箭筈豌豆緩沖能高，可溶性糖含量低，單獨青貯不易成功[4]。與燕麥混播后青貯不僅可以增加產(chǎn)量，更提高了營養(yǎng)品質(zhì)[4]。捆裹青貯具有操作簡便、省時省工、便于運輸?shù)忍攸c，已經(jīng)成為飼料青貯的主要方式之一[5-7]。

青貯發(fā)酵時間的長短對青貯品質(zhì)的影響較大，一般青貯發(fā)酵在40～45 d即可完成。青藏高原地區(qū)牧草多在8月底至9月份收獲，這時最高氣溫已降至15～18℃左右，且晝夜溫差非常大[8]，青貯發(fā)酵進(jìn)入10月份后，氣溫更低。溫度過高或過低都不利于青貯發(fā)酵，Liu等[9]、Kim和Adesogan[10]及Weinberg等[11]分別對不同溫度下柱花草(Stylosanthesguianensis)、玉米(Zeamays)和小麥(Triticumaestivum)的青貯品質(zhì)進(jìn)行了測定，發(fā)現(xiàn)溫度過低會抑制乳酸菌活性，導(dǎo)致青貯發(fā)酵時間延長；過高則會引起pH值升高和干物質(zhì)損失，降低青貯料的飼用價值。另外，適宜的添加劑可顯著促進(jìn)發(fā)酵進(jìn)程并改善青貯發(fā)酵品質(zhì)，添加乳酸菌制劑可明顯降低燕麥捆裹青貯的pH值和氨態(tài)氮含量，增加乳酸菌活性，顯著改善青貯發(fā)酵品質(zhì)[12]；添加尿素可顯著提高玉米秸稈青貯的粗蛋白含量，改善其營養(yǎng)品質(zhì)[13]；在新鮮紫花苜蓿(Medicagosativa)中添加不同濃度的玉米粉，不但可以明顯改善紫花苜蓿青貯發(fā)酵品質(zhì)，還可以提高其營養(yǎng)價值[14]。

在飼草混合青貯方面，張潔等[15]研究了乳酸菌制劑、山梨酸鉀和糖蜜添加后對燕麥與箭筈豌豆混合青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)添加糖蜜對混合青貯發(fā)酵品質(zhì)的改善效果優(yōu)于乳酸菌制劑。王奇等[16]評價了酶、乳酸菌制劑和酶+乳酸菌制劑對葦狀羊茅(Festucaarundinacea)與箭筈豌豆混合青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響, 結(jié)果表明，酶和乳酸菌制劑組合能更好地改善葦狀羊茅和箭筈豌豆混合青貯的發(fā)酵品質(zhì)。李君風(fēng)等[17]研究了添加不同水平乙酸對燕麥和紫花苜蓿混合青貯發(fā)酵品質(zhì)和有氧穩(wěn)定性的影響，認(rèn)為0.4%乙酸添加量最適宜。孫肖慧等[18]比較了添加糖蜜、乙醇及其組合對燕麥與紫花苜?；旌锨噘A發(fā)酵品種的影響，發(fā)現(xiàn)單獨添加4%糖蜜或3.5%乙醇即可獲得優(yōu)質(zhì)青貯飼料。這些報道都是將供試草種單獨種植、刈割后切碎，再按照一定比例混合，然后在實驗室青貯窖中進(jìn)行青貯研究，實驗室青貯窖的容積為120 mL，只能裝填80 g鮮草[16]。而實際的青貯生產(chǎn)環(huán)境要比實驗室更加復(fù)雜多變，尤其是秋冬季溫度變化對青貯發(fā)酵影響非常大。因此，本研究擬在青藏高原高寒牧區(qū)實地進(jìn)行燕麥與箭筈豌豆混播的捆裹青貯研究，探討青貯時間和添加劑對其品質(zhì)的影響，為當(dāng)?shù)夭莓a(chǎn)品生產(chǎn)加工提供技術(shù)依據(jù)。

1　材料與方法

1.1試驗材料

供試燕麥為隴燕3號(A.sativacv. Longyan No.3)，箭筈豌豆為西牧333(V.sativacv. Ximu333)，均來自甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院，主要化學(xué)成分見表1(燕麥為灌漿期，箭筈豌豆為盛花期)。于2012年4月以撒播方式種植，燕麥與箭筈豌豆分別以各自單播量(255和60 kg/hm2)的60%和40%混播。至2012年8月底燕麥灌漿期、箭筈豌豆開花期刈割。添加劑共4種，分別為Synlac Dry(亞芯生物科技有限公司)、Sila-Max 200(美國Ralco Nutrition公司)、玉米粉(市售)、尿素(含氮量46%，市售)。

表1　燕麥和箭筈豌豆主要化學(xué)成分Table 1　Chemical compositions of oat and common vetch

FW：鮮重 Fresh weight；DM：干物質(zhì) Dry matter.

1.2試驗設(shè)計

燕麥與箭筈豌豆混播后，于燕麥灌漿期、箭筈豌豆開花期采用圓盤式割草機齊地刈割，自然條件下翻曬，并不斷用水分測定儀測量含水量，待含水量達(dá)到65%～70%時進(jìn)行青貯處理，添加劑添加量均以青貯料鮮重為基準(zhǔn)，玉米粉(A1)、尿素(A2)添加量分別為4%、0.4%；Synlac Dry青貯粉劑(A3)、Sila-Max 200(A4)添加量分別為0.002和0.0025 g/kg；不用添加劑直接青貯為對照(CK)。用打捆機打捆(50 cm×70 cm)，再以裹包機裹包，置于草棚內(nèi)，于青貯第40，80，120天取樣分析，每處理每時間點3次重復(fù)。

1.3營養(yǎng)指標(biāo)測定及微生物分析

取樣時在草捆不同位置均勻取樣約300 g并混合均勻，低溫保存帶回實驗室。稱取200 g樣于105℃滅酶15 min后65℃烘干60 h以上至恒重。烘干樣粉碎后過40目(0.425 mm)篩并用自封袋密封保存，用于常規(guī)營養(yǎng)各指標(biāo)測定。

測定方法參考《飼料分析及飼料質(zhì)量檢測技術(shù)》[19-20]。干物質(zhì)(dry matter，DM)采用烘箱干燥法測定；粗蛋白(crude protein，CP)采用凱氏定氮法測定；氨態(tài)氮(ammonia nitrogen，AN)采用苯酚-次氯酸鈉比色法測定；可溶性糖(water soluble carbohydrate，WSC)采用蒽酮比色法測定。

于采樣當(dāng)天取20 g青貯樣，加入180 mL 0.85%的滅菌生理鹽水稀釋，以平板梯度稀釋法測定主要微生物類群數(shù)量。乳酸菌(lactic acid bacteria，LAB)采用MRS培養(yǎng)基，霉菌、酵母菌(mould and yeast，M&Y)采用虎紅瓊脂培養(yǎng)基，好氣性細(xì)菌(aerobic bacteria，Bac)采用普通瓊脂培養(yǎng)基。

1.4發(fā)酵品質(zhì)分析

取20 g青貯樣加入180 mL去離子水于4℃冰箱中浸提24 h，4層紗布過濾后用定性濾紙精濾，獲得青貯浸提液。取其中一部分采用PHS-3C型數(shù)顯酸度計(上海佑科儀器儀表有限公司)測定pH值；另一部分通過0.22 μm濾膜過濾后，采用安捷倫1260高效液相色譜測定乳酸(lactic acid，LA)、乙酸(acetic acid，AA)、丙酸(propionic acid，PA)及丁酸(butyric acid，BA)。色譜條件為：SB-AQ C18色譜柱(4.6 mm×250 mm)；流動相A(甲醇)∶流動相B[0.01 mol/L (NH4)2HPO4, pH=2.70]=3∶97，流速1 mL/min，進(jìn)樣量20 μL，檢測波長210 nm，柱溫25℃。

1.5統(tǒng)計分析

采用Excel 2010對數(shù)據(jù)進(jìn)行初步整理，以SPSS 17.0軟件進(jìn)行單因子ANOVA模型分析，結(jié)合Duncan法進(jìn)行多重比較(P<0.05)；再以SPSS 17.0軟件進(jìn)行多因子GLM模型分析，結(jié)合SNK法進(jìn)行交互作用顯著性分析(P<0.01)。

2　結(jié)果與分析

2.1青貯時間及添加劑對混播捆裹青貯過程中營養(yǎng)物質(zhì)含量的影響

由表2可知，青貯時間和添加劑對各項測定指標(biāo)的影響均達(dá)到了極顯著(P<0.01)水平。二者的互作效應(yīng)也非常明顯，除對好氣性細(xì)菌互作效應(yīng)不顯著(P>0.01)以外，對其他各項指標(biāo)均有極顯著(P<0.01)影響。

表2　青貯時間及添加劑交互作用的方差分析Table 2　Variance analysis of the interaction of fermenting interval and additive

注：*表示差異顯著(P<0.01)。

Note： * indicate significant differences (P<0.01).

青貯時間和添加劑對燕麥與箭筈豌豆混播的捆裹青貯各主要營養(yǎng)物質(zhì)含量具有顯著作用。從表3可知，青貯40 d，A4處理下干物質(zhì)含量最高，為31.91%，A2最低，為28.45%。隨著青貯時間的延長，到120 d，各處理的干物質(zhì)含量變化不一樣，以A1和A4處理最穩(wěn)定。粗蛋白含量變化幅度較大。青貯40 d時，A2和A4的粗蛋白含量較高(11.08%和11.54%)，A1處理最低，只有9.15%。青貯80 d時，粗蛋白含量的差距進(jìn)一步加大，A2處理最高，CK最低，二者相差32.03%。青貯120 d，粗蛋白含量仍以A2和A4較高，A3次之，A1最低。同一處理下隨著時間的推移，粗蛋白含量呈下降趨勢，其中以A1和A4下降幅度較大。

水溶性碳水化合物(WSC)含量也隨青貯時間和添加劑處理而顯著變化。青貯40 d，各處理的水溶性碳水化合物含量均顯著(P<0.05)高于對照；到青貯80 d，除A1外，其余處理的WSC均顯著(P<0.05)低于對照，而且顯著(P<0.05)低于40 d時的含量，下降幅度非常大。A2、A3、A4的WSC較40 d 分別下降了58.18%、57.23%和32.35%。青貯120 d，WSC的下降幅度趨緩，各處理中仍以A1為最高，CK次之，A2最低。

2.2青貯時間及添加劑對混播捆裹青貯過程中pH、氨態(tài)氮、乳酸及揮發(fā)性脂肪酸含量的影響

青貯時間對燕麥與箭筈豌豆混播捆裹青貯過程中的pH、氨態(tài)氮、乳酸及揮發(fā)性脂肪酸含量都有顯著影響(表2，表4)。青貯40 d時，各處理的pH仍然保持在較高的水平(4.49～5.33)，青貯發(fā)酵沒有完成。青貯80 d時，各處理pH值與40 d相比均顯著(P<0.05)降低，其中A3、A4處理的pH已降至4.2以下，顯著(P<0.05)低于其他處理。120 d時，CK與A2處理的pH仍然在4.2以上。

與pH值的變化相對應(yīng)，青貯40 d時，各處理乳酸含量較低；隨著時間的推移乳酸含量顯著(P<0.05)增加，120 d時達(dá)到最大值(表4)。其中A3、A4處理在40 d時乳酸含量為各處理中最高，分別為0.75%和1.37%。80 d時乳酸含量明顯增加，仍以A3、A4處理為最高。到120 d時，除A4外其余處理乳酸含量均顯著(P<0.05)升高，尤以A1增幅最大。

表3　青貯時間及添加劑對混播捆裹青貯過程中干物質(zhì)、粗蛋白和水溶性碳水化合物含量的影響Table 3　Effects of fermenting interval and additives on DM, CP and WSC contents of baling silage during ensiling

注：不同大寫字母表示同一青貯天數(shù)下不同處理間差異顯著(P<0.05)；不同小寫字母表示同一處理下不同青貯天數(shù)間差異顯著(P<0.05),下同。

Note: Values with different capital letters show significant differences among treatments in the same ensiling day(P<0.05), values with different small letters show significant differences among ensiling days in the same treatment (P<0.05), the same below.

氨態(tài)氮的變化恰好相反，隨著青貯時間的延長總體呈先上升后下降的趨勢。青貯40 d時，以A2處理的氨態(tài)氮含量最高(36.65%)，A4處理的最低(15.24%)。青貯80 d時，除A4外其余處理氨態(tài)氮含量均有所上升，其中添加尿素的A2處理更是急劇升高(較40 d增加了83.87%)。青貯120 d后，氨態(tài)氮均顯著(P<0.05)下降，仍以A2為最高(51.52%)。

與對照相比，添加劑處理后捆裹青貯的乙酸含量均有所增加。隨著青貯時間的推移，乙酸含量逐漸升高。80 d時，A1處理的乳酸含量增加了125.81%，為各處理最高(0.70%)。到120 d時，A1和 A2處理的乳酸含量仍在增加，其余處理略有下降。丙酸只在發(fā)酵40 d時檢出，隨后的發(fā)酵過程中再未檢出。丁酸則自始至終未曾檢出。

2.3青貯時間及添加劑對混播捆裹青貯過程中主要微生物類群數(shù)量的影響

燕麥與箭筈豌豆混播捆裹青貯后其主要微生物類群數(shù)量隨青貯時間和添加劑發(fā)生顯著變化(表2，表5)。青貯40 d，A2處理的乳酸菌數(shù)量最低，A4最高；青貯80 d，這種趨勢仍未改變。到120 d，各處理間乳酸菌數(shù)量差異不顯著(P>0.05)，不過仍以A2為最低。同一處理隨著青貯時間的推移，乳酸菌數(shù)量稍有下降，其中A1、A2和CK變化不顯著(P>0.05)；A3和A4處理在青貯120 d后乳酸菌顯著(P<0.05)低于青貯40 d的數(shù)量。

霉菌和酵母菌在青貯40 d時，以A2處理下數(shù)量最低，顯著(P<0.05)低于其他處理；青貯80 d時，A3和A4處理下霉菌和酵母菌數(shù)量最低；到120 d，A1和CK的霉菌、酵母菌數(shù)量最高，顯著(P<0.05)高于其他3個處理。隨著青貯時間的推移，燕麥與箭筈豌豆混播捆裹青貯的霉菌和酵母菌數(shù)量呈降低趨勢。好氣性細(xì)菌隨著青貯時間的延長顯著(P<0.05)下降。A3和A4處理下Bac數(shù)量顯著(P<0.05)低于其他處理。A2處理的Bac數(shù)量在青貯40，80和120 d均為最高值，A4處理下均為最低。

表4　青貯時間及添加劑對混播捆裹青貯過程中pH、氨態(tài)氮、乳酸及揮發(fā)性脂肪酸含量的影響Table 4　Effects of fermenting interval and additives on pH, AN, LA and volatile fatty acid contents during ensiling

注：各處理中丁酸(BA)均未檢出，故未列出。

Note: Butyric acid (BA) was not detected in all treatments, therefore not listed.

3　討論

3.1青貯時間對燕麥-箭筈豌豆混播捆裹青貯品質(zhì)的影響

青貯是一個通過乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)生乳酸以實現(xiàn)長期保存青綠飼料的過程。隨著密閉條件的建立，青貯料表面的乳酸菌大量繁殖并迅速在與其他好氧真菌及細(xì)菌的競爭中占優(yōu)勢，青貯發(fā)酵進(jìn)入乳酸發(fā)酵階段。這一過程越短、乳酸發(fā)酵越有效，青貯飼料的品質(zhì)越好，飼料穩(wěn)定性也越高。但該過程受溫度影響較大，當(dāng)青貯時間較長時尤為明顯[21-22]，本研究中不同青貯時間對各項測定指標(biāo)的影響達(dá)到極顯著水平(表2)也證明了這一點。本研究試驗點位于甘肅省甘南州夏河縣，屬于青藏高原東南緣，海拔為2517 m，最高氣溫29.7℃，最低氣溫-24.1℃，年均氣溫僅3.9℃，屬于典型的高原氣候特征[12]。本研究的3個取樣時間分別為2012年10月上旬、11月中旬和12月底。2012年10月份最高氣溫17℃，最低氣溫-6℃。11月份最高氣溫12℃，最低氣溫-17℃。12月份最高氣溫10℃，最低氣溫-19℃。盡管青貯包貯存在貯草棚內(nèi)，但棚內(nèi)溫度仍然非常低。低溫會抑制微生物活動和繁殖，延長青貯發(fā)酵時間。青貯40 d，乳酸菌數(shù)量達(dá)到了相當(dāng)高的水平(108cfu/g FM)，遠(yuǎn)高于青貯成功必須具備的105cfu/g FM的基本條件[23]，且此時青貯料具有較高的CP及可溶性糖含量(表3，表4)，但其青貯發(fā)酵并不旺盛，pH值仍然在4.4以上，乳酸和乙酸含量比較低。這可能是禾本科植物特有的中空結(jié)構(gòu)使青貯草捆間隙中空氣的含量相對較高，并且試驗點溫度較低，各種生物酶活性降低，導(dǎo)致青貯發(fā)酵進(jìn)程緩慢，需要更長的時間消耗其間的氧氣以達(dá)到適宜乳酸菌生長繁殖的厭氧環(huán)境。在一般認(rèn)為的青貯穩(wěn)定時間(40 d左右)，本試驗并未達(dá)到青貯穩(wěn)定期，青貯發(fā)酵尚未完成。隨著時間的推移，到青貯80 d時，pH值顯著下降，乳酸菌利用碳水化合物等營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)一步發(fā)酵，乳酸和乙酸含量顯著增加。到120 d，pH值降至4.2以下，乳酸含量增加，霉菌、酵母菌和好氣性細(xì)菌數(shù)量顯著下降。微生物的微生態(tài)環(huán)境出現(xiàn)了較大程度的酸化，乳酸菌抑制了有害細(xì)菌和真菌的生長繁殖，使其控制在較低水平，這與呂文龍等[24]研究結(jié)果基本一致。

表5　青貯時間及添加劑對混播捆裹青貯過程中主要微生物類群數(shù)量的影響Table 5　Effects of fermenting interval and additives on major microorganism quantify of baling silage

FM：鮮物質(zhì) Fresh matter；Lg：菌數(shù)取以10為底的對數(shù) Denary logarithm of the numbers of bacteria.

較長時間的青貯發(fā)酵過后，WSC含量由于乳酸菌的消耗而顯著降低，芽孢桿菌及酵母菌等對青貯原料中較難利用的物質(zhì)如纖維類物質(zhì)具有較強的降解能力，使青貯原料中可溶物質(zhì)增加，乳酸和乙酸發(fā)酵出現(xiàn)一定程度的增強，LA、AA含量增加，氨態(tài)氮含量顯著下降。各處理均未檢測出丁酸與試驗點的低溫有很大關(guān)系，乳酸菌發(fā)酵的適宜溫度為 19～37℃，而丁酸菌發(fā)酵則要求更高的溫度[22]。有機酸含量的變化也引起青貯原料其他營養(yǎng)成分的消化和變化，干物質(zhì)和粗蛋白含量隨青貯時間的推移有所下降，水溶性碳水化合物含量則顯著降低。

3.2添加劑對燕麥-箭筈豌豆混播捆裹青貯品質(zhì)的影響

適宜的添加劑可顯著促進(jìn)發(fā)酵進(jìn)程并改善青貯發(fā)酵品質(zhì)，在氣溫偏低、青貯發(fā)酵緩慢的高寒地區(qū)，添加劑的使用更具有重要意義。玉米粉和尿素屬于非生物類青貯添加劑。玉米粉水溶性碳水化合物含量很高，添加玉米粉可有效增加青貯原料水溶性碳水化合物的含量[25]。適宜的水溶性碳水化合物含量是青貯成功的關(guān)鍵因素之一[4]，決定了乳酸菌能否快速發(fā)酵生成乳酸以降低pH值，較低的pH值是提高青貯發(fā)酵品質(zhì)的前提條件。由于燕麥本身含有較高的水溶性碳水化合物(表1)，緩沖能值低，直接青貯即可獲得較優(yōu)質(zhì)的青貯飼草，但考慮到試驗點氣溫偏低、發(fā)酵緩慢的實際情況，本研究在燕麥與箭筈豌豆混播捆裹青貯中使用了添加劑。就添加玉米粉和尿素兩種非生物型添加劑而言，添加玉米粉無論是在增加WSC、降低pH值、增加乳酸和乙酸含量等方面均比添加尿素快速而高效。Wang等[26]認(rèn)為牧草成功青貯理論上需要的最低WSC含量為60～70 g/kg DM，試驗中添加玉米粉處理的WSC含量在青貯40 d仍然是該值的2倍以上，也顯著高于其他添加劑處理，因此，直到青貯后期依然可以為乳酸菌發(fā)酵提供營養(yǎng)，提高乳酸含量。王力生等[27]在添加劑對筍殼青貯品質(zhì)和營養(yǎng)價值的影響研究中發(fā)現(xiàn)，各處理WSC均有下降趨勢，青貯過程微生物發(fā)酵需要消耗一定量的水溶性碳水化合物，添加玉米粉可使WSC含量一直處于較高水平，這與本研究結(jié)果一致。添加尿素可彌補青貯料氮元素的不足，有效提高粗蛋白質(zhì)含量[13]，本試驗中添加尿素后青貯料的粗蛋白含量一直處于最高水平，在青貯后期仍然顯著高于其他處理(表3)。但同時造成氨態(tài)氮含量顯著增加，在青貯80和120 d后仍然是其他處理的2.3～6.1倍，不僅使pH 值下降緩慢(青貯120 d時仍為4.42)，而且會降低青貯料的發(fā)酵品質(zhì)。在密閉緊實的環(huán)境下，飼草上附著的脲酶未失去活性，起到水解尿素最終產(chǎn)生氫氧根離子的作用，使發(fā)酵環(huán)境趨于堿性，尿素分解成氨態(tài)氮，最終導(dǎo)致氨態(tài)氮含量顯著升高。

Synlac Dry和Sila-Max 200都屬于生物型青貯添加劑，是不同的乳酸菌制劑。在青貯發(fā)酵中約有20多種乳酸菌起作用，可分成同型發(fā)酵乳酸菌和異型發(fā)酵乳酸菌兩大類，其作用也不盡相同，代謝過程差異較大[28]。李軍訓(xùn)[29]認(rèn)為同型發(fā)酵乳酸菌在產(chǎn)生乳酸和改善青貯飼料品質(zhì)方面比異型乳酸發(fā)酵更有效；Wohlt[30]則認(rèn)為異型乳酸菌更有利于促進(jìn)有氧穩(wěn)定性，避免二次發(fā)酵的發(fā)生。生物型添加劑直接增加了青貯原料中乳酸菌的數(shù)量，提高了發(fā)酵初期乳酸菌與其他微生物的競爭能力，因此更有利于促進(jìn)乳酸發(fā)酵的快速進(jìn)行。本研究中，添加Synlac Dry和Sila-Max 200處理的乳酸菌數(shù)量在青貯40和80 d仍然明顯高于其他處理，其乳酸含量也比較高，pH值自始至終顯著低于其他處理，在青貯80 d即降至4.2以下，進(jìn)入青貯穩(wěn)定期。而其他3個處理直到青貯80 d以后才進(jìn)入穩(wěn)定期，表明生物型添加劑對促進(jìn)青貯發(fā)酵的作用非常顯著，優(yōu)于玉米粉和尿素兩個非生物型添加劑。兩種生物型添加劑中，Synlac Dry和Sila-Max 200之間也有明顯差異。添加Sila-Max 200后，在青貯40和80 d時其LAB數(shù)量顯著高于添加Synlac Dry，產(chǎn)生的乳酸自始至終顯著高于后者，pH值更低，氨態(tài)氮含量也顯著低于添加Synlac Dry，因此青貯效果更佳。

4　結(jié)論

(1)在青藏高原高寒牧區(qū)，由于秋冬季氣溫很低，完成青貯發(fā)酵所需的時間明顯增加，在一般認(rèn)為的40～45 d內(nèi)無法完成發(fā)酵過程。燕麥與箭筈豌豆混播捆裹青貯在80 d發(fā)酵才能完成。

(2)盡管燕麥與箭筈豌豆混播后不用添加劑也能青貯成功，但添加劑處理效果更好。和玉米粉、尿素等非生物型添加劑相比，乳酸菌制劑效果更佳，不僅促進(jìn)了發(fā)酵進(jìn)程，而且提高了青貯發(fā)酵品質(zhì)，添加Sila-Max 200效果最好。

(3)在青藏高原高寒地區(qū)，燕麥與箭筈豌豆混播在燕麥灌漿期、箭筈豌豆開花期刈割，添加Sila-Max 200后捆裹青貯80 d即可獲得優(yōu)質(zhì)的青貯料。

References：

[1]Zhao G Q, Shi S L. The current situation of oat research and production, problems and strategy in Tibetan Plateau. Pratacultural Science, 2004, 11(21): 17-21.

[2]Liu Z H, Wu G L, Ren Q C,etal. Sustainable development of animal husbandry based on oat in alpine grassland area. Pratacultural Science, 2007, 24(9): 67-69.

[3]Yu Z, Jia Y S. Processing and Storage of Forage[M]. Beijing: China Agricultural University Press, 2010.

[4]McDonald P, Henderson A R, Heron S J E. The Biochemistry of Silage[M]. Marlow, UK: Chalcombe Publications, 1991: 184-236.

[5]Jonsson A, Lindberg H, Sund?s S,etal. Effect of additives on the quality of big-bale silage. Animal Feed Science and Technology, 1990, 31(1): 139-155.

[6]Huhnke R L, Muck R E, Payton M E. Round bale silage storage losses of ryegrass and legume-grass forages. Applied Engineering in Agriculture (USA), 1997, 13(3): 52-53.

[7]Chen G. Herbage baled silage technology and its application perspective in China. Grassland of China, 2001, 23(1): 72-74.

[8]Qin L P, Ke W C, Ding W R,etal. Effects of temperature on fermentation quality of Qinghai-Tibet PlateauElymusnutanssilage. Pratacultural Science, 2013, (9): 1433-1438.

[9]Liu Q, Zhang J, Shi S,etal. The effects of wilting and storage temperatures on the fermentation quality and aerobic stability of stylo silage. Animal Science Journal, 2011, 82(4): 549-553.

[10]Kim S C, Adesogan A T. Influence of ensiling temperature, simulated rainfall, and delayed sealing on fermentation characteristics and aerobic stability of corn silage. Journal of Dairy Science, 2006, 89(8): 3122-3132.

[11]Weinberg Z G, Szakacs G, Ashbell G,etal. The effect of temperature on the ensiling process of corn and wheat. Journal of Applied Microbiology, 2001, 90(4): 561-566.

[12]Qin F C, Zhao G Q, Jiao T,etal. Effects of different moisture contents and additives on the quality of baling oat silage. Acta Prataculturae Sinica, 2014, (6): 119-125.

[13]Yu Z, Sun Q Z, Yu Y D,etal. Effects of urea and lactic acid bacteria on the quality of corn stalk silages. Chinese Journal of Animal Science, 2009, (3): 37-40.

[14]Yu Z, Li C Y, Xue Y S. Effects of wilting and corn flour on alfalfa bag silage quality. Chinese Journal of Grassland, 2009, (3): 83-87.

[15]Zhang J, Yuan X J, Guo G,etal. Effect of additives on the fermentation quality of mixed silages of oat (Avenasativa) and common vetch (Viciasativa) in Tibet. Acta Prataculturae Sinica, 2014, (5): 359-364.

[16]Wang Q, Yu C Q, Li Z H,etal. Effect of adding acetic acid on fermentation quality and aerobic stability of mixed oat and alfalfa silage in Tibet. Acta Prataculturae Sinica, 2012, 21(4): 186-191.

[17]Li J F, Sun X H, Yuan X J,etal. Effect of adding on the fermentation quality of mixed silages of oat (Avenasativa) and common vetch (Viciasativa) in Tibet. Acta Prataculturae Sinica, 2014, 23(5): 271-278.

[18]Sun X H, Yuan X J, Guo G,etal. Effect of adding ethanol and molasses on fermentation quality of mixed silage of oat and alfalfa in Tibet. Acta Veterinaria et Zootechnica Sinica, 2014, 45(3): 417-425.

[19]Yang S. Feed Analysis and Quality Detection Technology[M]. Beijing: Beijing Agricultural University Press, 1993: 15-68.

[20]Zhang L Y. Feed Analysis and Feed Quality Detection Technology[M]. Beijing: China Agricultural University Press, 2002: 45-98.

[21]Zhang D Y, Li Z Q, Liu C L. Progress in the study of infection factors on silage quality. Acta Ecologiae Animalis Domastici, 2007, (1): 109-112.

[22]Yang Z D, Luo A P, Shi X L,etal. Studies on the change-law of fermentation temperature in silage. Chinese Journal of Animal and Veterinary Sciences, 1998, (6): 44-45.

[23]Zhang J, Kumai S. Effluent and aerobic stability of cellulase and LAB-treated silage of napier grass (PennisetumpurpureumSchum). Asian Australasian Journal of Animal Sciences, 2000, 13(8): 1063-1067.

[24]Lv W L, Diao Q Y, Yan G L. Effect ofLactobacillusbuchnerion the quality and aerobic stability of green corn-stalk silages. Acta Prataculturae Sinica, 2011, (3): 143-148.

[25]Rigó E, Zsédely E, Tóth T,etal. Ensiling alfalfa with hydrolyzed corn meal additive and bacterial inoculant. Acta Agronomicaváriensis, 2011, 53(2): 15-23.

[26]Wang J, Wang J Q, Zhou H,etal. Effects of addition of previously fermented juice prepared from alfalfa on fermentation quality and protein degradation of alfalfa silage. Animal Feed Science and Technology, 2009, 151(3): 280-290.

[27]Wang L S, Qi Y L, Chen F,etal. Effect of different additives on the quality and nutritional value of bamboo shoot shell silage. Acta Prataculturae Sinica, 2013, (5): 326-332.

[28]Macdonald P, Edwards R A, Greenhal G H J F D. Animal Nutrition 4th ed[M]. New York: Proc John Wiley & Sons, Inc, 1988.

[29]Li J X. Study on Fermentation and Process of Silage Inoculant Lactic Acid Bacteria[D]. Taian: Shandong Agricultural University, 2004.

[30]Wohlt J E. Use of silage inoculant to improve feeding stability and intake of a corn dilae-gain diet. Journal of Dairy Science, 1989, 72: 545-551.

[1]趙桂琴, 師尚禮.青藏高原飼用燕麥研究與生產(chǎn)現(xiàn)狀, 存在問題與對策. 草業(yè)科學(xué), 2004, 11(21): 17-21.

[2]劉振恒, 武高林, 仁青草， 等. 發(fā)展以燕麥為支柱產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)高寒草地畜牧業(yè). 草業(yè)科學(xué), 2007, 24(9): 67-69.

[3]玉柱, 賈玉山. 牧草飼料加工與貯藏[M]. 北京: 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社, 2010.

[7]陳功. 牧草捆裹青貯技術(shù)及其在我國的應(yīng)用前景. 中國草地, 2001, 23(1): 72-74.

[8]秦麗萍, 柯文燦, 丁武蓉, 等. 溫度對垂穗披堿草青貯品質(zhì)的影響. 草業(yè)科學(xué), 2013, (9): 1433-1438.

[12]覃方銼, 趙桂琴, 焦婷, 等. 含水量及添加劑對燕麥捆裹青貯品質(zhì)的影響. 草業(yè)學(xué)報, 2014, (6): 119-125.

[13]玉柱, 孫啟忠, 于艷冬, 等. 添加尿素和乳酸菌制劑對玉米秸稈青貯料品質(zhì)的影響. 中國畜牧雜志, 2009, (3): 37-40.

[14]玉柱, 李傳友, 薛有生. 萎蔫和玉米粉混合處理對紫花苜蓿袋裝式青貯品質(zhì)的影響. 中國草地學(xué)報, 2009, (3): 83-87.

[15]張潔, 原現(xiàn)軍, 郭剛, 等. 添加劑對西藏燕麥和箭筈豌豆混合青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響. 草業(yè)學(xué)報, 2014, (5): 359-364.

[16]王奇, 余成群, 李志華, 等. 添加酶和乳酸菌制劑對西藏葦狀羊茅和箭筈豌豆混合青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響. 草業(yè)學(xué)報, 2012, 21(4): 186-191.

[17]李君風(fēng), 孫肖慧, 原現(xiàn)軍, 等. 添加乙酸對西藏燕麥和紫花苜?；旌锨噘A發(fā)酵品質(zhì)和有氧穩(wěn)定性的影響. 草業(yè)學(xué)報, 2014, 23(5): 271-278.

[18]孫肖慧, 原現(xiàn)軍, 郭剛, 等. 添加乙醇和糖蜜對西藏地區(qū)燕麥和紫花苜蓿混合青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響. 畜牧獸醫(yī)學(xué)報, 2014, 45(3): 417-425.

[19]楊勝. 飼料分析及飼料質(zhì)量檢測技術(shù)[M]. 北京: 北京農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社, 1993: 15-68.

[20]張麗英. 飼料分析及飼料質(zhì)量檢測技術(shù)[M]. 北京: 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社, 2002: 45-98.

[21]張德玉, 李忠秋, 劉春龍. 影響青貯飼料品質(zhì)因素的研究進(jìn)展. 家畜生態(tài)學(xué)報, 2007, (1): 109-112.

[22]楊正德, 羅愛平, 施曉麗, 等. 青貯飼料貯藏溫度變化規(guī)律探討. 畜牧獸醫(yī)學(xué)報, 1998, (6): 44-45.

[24]呂文龍, 刁其玉, 閆貴龍. 布氏乳桿菌對青玉米秸青貯發(fā)酵品質(zhì)和有氧穩(wěn)定性的影響. 草業(yè)學(xué)報, 2011, (3): 143-148.

[27]王力生, 齊永玲, 陳芳, 等. 不同添加劑對筍殼青貯品質(zhì)和營養(yǎng)價值的影響. 草業(yè)學(xué)報, 2013, (5): 326-332.

[29]李軍訓(xùn). 乳酸菌青貯劑的發(fā)酵與生產(chǎn)技術(shù)研究[D]. 泰安: 山東農(nóng)業(yè)大學(xué), 2004.

*Effects of fermentation interval and additives on the quality of baled oat and common vetch mixture silage in an alpine area

JU Ze-Liang, ZHAO Gui-Qin*, QIN Fang-Cuo, JIAO Ting

KeyLaboratoryofGrasslandEcologySystem,MinistryofEducation,Sino-U.S.CentersforGrazingLandEcosystemSustainability,CollegeofPrataculturalScience,GansuAgriculturalUniversity,Lanzhou730070,China

In order to evaluate the feasibility of baling silage made from oat and common vetch mixtures in an alpine area on the Qinghai-Tibet Plateau and to provide a technical reference for local forage production, the effects of fermentation interval and additives on the fermentation characteristics and quality of baled silage were assessed in Xiahe County, Gannan prefecture. Oat and common vetch were harvested at the grain filling and flowering stage respectively, baled and ensiled after treated with (1) corn flour (4% of fresh weight ); (2) urea (0.4% of fresh weight); (3) Synlac Dry (0.0002% of fresh weight); (4) Sila-Max 200 (0.00025% of fresh weight); (5) no additive (CK). All treatments had 3 replicates. Bales were sampled at 40, 80 and 120 days after ensiling. Measurements included microbial counts and community analyses were undertaken by plate-culture. The results showed that silage quality was significantly affected by the fermentation interval. The time needed to complete fermentation was increased because of low temperatures in autumn and winter, about 80 days. Adding urea significantly increased CP (crude protein) content, but NH3-N content was highest in this treatment at 40, 80 and 120 d, 73.7%, 189.6% and 185.3% higher than the control, respectively. The pH fell slowly remaining above 4.2 at 120 d. The quality of silage supplemented with corn flour was superior to that supplemented with urea. Compared with non-biological additives, lactic acid bacteria promoted fermentation, improving the quality of the baled silage. Sila-Max 200 was superior to Synlac Dry, its LAB (lactic acid bacteria) count as 9.9% higher than the control at 40 d; additionally LA (lactic acid) content was by 110.77% and pH significantly (P<0.05) lower. After 80 d of ensiling, the LA content of Sila-Max 200 was still twice that of the control, significantly (P<0.05) higher than that all other treatments and pH was below 4.1. It was concluded that addition of Sila-Max 200 into baled mixed oat and vetch silage increased silage quality after 80 d ensiling.

oat; common vetch; baling silage; fermenting interval; additive

10.11686/cyxb2015246

http://cyxb.lzu.edu.cn

2015-05-13；改回日期：2015-07-14

農(nóng)業(yè)行業(yè)科研專項(201003023)和國家燕麥?zhǔn)w麥產(chǎn)業(yè)體系(CARS-08)資助。

琚澤亮(1991-)，男，安徽宣州人，碩士。E-mail：juzliang@126.com

Corresponding author. E-mail：zhaogq@gsau.edu.cn

琚澤亮，趙桂琴，覃方銼，焦婷. 青貯時間及添加劑對高寒牧區(qū)燕麥-箭筈豌豆混播捆裹青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響. 草業(yè)學(xué)報, 2016, 25(6): 148-157.

JU Ze-Liang, ZHAO Gui-Qin, QIN Fang-Cuo, JIAO Ting. Effects of fermentation interval and additives on the quality of baled oat and common vetch mixture silage in an alpine area. Acta Prataculturae Sinica, 2016, 25(6): 148-157.