3種豆科植物青貯品質比較

牟 蘭，蔡 明,，高月娥，岳信龍，黃必志*

(1.蘭州大學 草地農業(yè)科技學院，甘肅 蘭州 730020； 2.云南省草地動物科學研究院，云南 昆明 650212)

飼草資源緊缺是制約我國畜牧業(yè)快速發(fā)展的重要因素之一，隨著人們對畜產品數(shù)量和質量的要求不斷提高，中長期內飼料用量的缺口將會日益增大，且優(yōu)質蛋白質飼料資源更是短缺[1]。豆科植物是蛋白質飼料的主要來源，因此，開發(fā)優(yōu)質豆科植物飼用價值是緩解飼草資源缺乏的有效途徑。

目前，在我國南方種植較為廣泛的豆科植物有蠶豆(ViciafabaL.)和楚雄南苜蓿(Medicagohispida Gaertn.cv.Chuxiong)等。蠶豆作為典型的豆科作物，產量巨大，其籽實常被食用，也可藥用[2]，但蠶豆收獲后的秸稈作為剩余物常被丟棄或焚燒，污染環(huán)境的同時也浪費資源[3]。楚雄南苜蓿又名金花菜，為1年生或越年生豆科草本植物，在南方栽培范圍較廣，適應性強；其幼嫩枝尖可食用，根和全草有藥用價值[4]，還可作為綠肥植物。蠶豆和楚雄南苜蓿營養(yǎng)物質豐富[5-8]，在南方不僅種植廣泛，而且產量大，其種植周期可以有效彌補我國飼草資源冬季短缺的時間差。可見，將其作為新的飼料資源進行開發(fā)，潛力巨大。裹包青貯具有投資少、見效快、易于運輸和商品化等優(yōu)勢，是目前利用較為普遍的青貯方式之一。加快裹包青貯手段的飼草資源貯存研究已成為目前飼草商品化的研究熱點。鑒于此，以優(yōu)質豆科牧草紫花苜蓿為對照，采用裹包青貯方式，研究楚雄南苜蓿、蠶豆秸稈在不同貯存時間下的青貯品質，以期為開發(fā)新的飼草資源、擴大豆科植物飼用轉化途徑提供技術支撐和理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 供試材料

3份供試材料紫花苜蓿、楚雄南苜蓿、蠶豆秸稈均于2014年2月下旬取自云南省楚雄彝族自治州彩云鎮(zhèn)。

1.2 試驗方法

材料收獲后風干晾曬，將水分含量控制在50%～60%，然后采取3層膜包裹方法進行圓捆式拉伸膜裹包青貯制作。制作完成后，轉移至貯存?zhèn)}庫單層豎向放置。記錄青貯制作時間，之后30、60、90、120、150、180、210、240 d 各取樣1次，每次3個重復。取樣后，置于自封袋密封標號待測。若取樣過程中發(fā)現(xiàn)裹包變形或破損，立即更換裹包取樣。

測定樣品干物質、粗蛋白、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維[9]、氨態(tài)氮含量及pH值[10]；用氣相色譜法測定乙酸、丙酸、丁酸含量，用高效液相色譜法測定乳酸含量[11]。

1.3 數(shù)據(jù)分析

利用SPSS 22.0統(tǒng)計軟件One-way ANOVA程序對數(shù)據(jù)進行單因素方差分析，采用Duncan’s新復極差法進行比較，采用Excel 2007作圖。

2 結果與分析

2.1 不同貯存時間3種豆科植物干物質和粗蛋白含量變化

由表1可知，隨貯存時間延長，蠶豆秸稈的干物質含量高于紫花苜蓿和楚雄南苜蓿，紫花苜蓿的干物質含量整體上呈下降趨勢，楚雄南苜蓿和蠶豆秸稈的干物質含量基本呈上升趨勢；在貯存150 d時，蠶豆秸稈的干物質含量達到最高，分別高于紫花苜蓿和楚雄南苜蓿25.24、26.91個百分點。其中，紫花苜蓿的干物質含量在貯存90 d內變化不大，但顯著高于其他貯存時間的干物質含量；楚雄南苜蓿在貯存240 d時干物質含量達到最高，顯著高于其他貯存時間的干物質含量；蠶豆秸稈的干物質含量在貯存150 d和210 d時較高，顯著高于其他貯存時間的干物質含量。

表1 不同貯存時間下3種豆科植物干物質含量 %

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，下同。

在整個青貯期內，3種豆科植物的粗蛋白含量表現(xiàn)為紫花苜蓿>楚雄南苜蓿>蠶豆秸稈，且3種豆科植物的粗蛋白含量均在貯存30 d時達到最高，貯存60 d時開始顯著下降，基本呈現(xiàn)為先下降后平緩的變化趨勢(表2)。這可能是由于貯存前期3種豆科植物都有不同程度發(fā)酵，導致蛋白質降解，粗蛋白含量降低，隨貯存時間延長，受多種因素影響乳酸菌等微生物活動被抑制，使其粗蛋白含量變化較小。

表2 不同貯存時間下3種豆科植物粗蛋白含量 %

2.2 不同貯存時間3種豆科植物酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維含量變化

由表3可知，在貯存前期(30～120 d)，酸性洗滌纖維含量基本表現(xiàn)為紫花苜蓿<楚雄南苜蓿<蠶豆秸桿，貯存150～240 d，基本表現(xiàn)為紫花苜蓿<蠶豆秸桿<楚雄南苜蓿；紫花苜蓿、楚雄南苜蓿和蠶豆秸稈的酸性洗滌纖維含量基本呈先升高后降低的趨勢。其中，紫花苜蓿和蠶豆秸稈的酸性洗滌纖維含量均在貯存210 d時達到最低，分別低于楚雄南苜蓿8.99、7.55個百分點，且顯著低于其他貯存時間。在貯存240 d時，蠶豆秸稈的酸性洗滌纖維含量為22.23%，與同貯存時間下紫花苜蓿的酸性洗滌纖維含量相近。楚雄南苜蓿在貯存240 d時最低?？梢姡m當?shù)馁A存時間有助于降低飼草的酸性洗滌纖維含量，提高消化率。

在貯存30～120 d，中性洗滌纖維含量基本表現(xiàn)為紫花苜蓿<楚雄南苜蓿<蠶豆秸桿，貯存150～240 d，則基本表現(xiàn)為紫花苜蓿<蠶豆秸桿<楚雄南苜蓿。在整個青貯過程中，隨貯存時間延長，紫花苜蓿的中性洗滌纖維含量整體上呈下降趨勢；楚雄南苜蓿和蠶豆秸稈的中性洗滌纖維含量整體上呈先升高后降低的趨勢(表4)。其中，紫花苜蓿的中性洗滌纖維含量在貯存240 d時達到最低，顯著低于其他貯存時間；楚雄南苜蓿的中性洗滌纖維含量在貯存30 d時最低，蠶豆秸稈的中性洗滌纖維含量在貯存210 d時最低。以上結果表明，對于不同飼草，選擇其適宜的貯存時間有助于降低飼草中性洗滌纖維含量，從而有助于提高動物采食量。

表3 不同貯存時間下3種豆科植物酸性洗滌纖維含量 %

表4 不同貯存時間下3種豆科植物中性洗滌纖維含量 %

2.3 不同貯存時間3種豆科植物pH值變化

如表5所示，3種豆科植物的pH值在貯存過程中整體上呈下降趨勢，除貯存180、210 d時楚雄南苜蓿的pH值大于紫花苜蓿外，其他貯存時間下，pH值均表現(xiàn)為蠶豆秸稈<楚雄南苜蓿<紫花苜蓿。其中，蠶豆秸稈在貯存180 d和240 d時，其pH值為3.98和3.85，明顯低于紫花苜蓿和楚雄南苜蓿，并顯著低于其他貯存時間的pH值；紫花苜蓿和楚雄南苜蓿均在貯存240 d時pH值最低，但均高于蠶豆秸稈。

2.4 不同貯存時間3種豆科植物氨態(tài)氮含量變化

貯存30～120 d，3種豆科植物的氨態(tài)氮/總氮基本表現(xiàn)為紫花苜蓿<蠶豆秸稈<楚雄南苜蓿，貯存150～240 d，3種豆科植物的氨態(tài)氮/總氮則表現(xiàn)為蠶豆秸稈<楚雄南苜蓿<紫花苜蓿(圖1)。其中，紫花苜蓿的氨態(tài)氮/總氮基本呈現(xiàn)上升趨勢，楚雄南苜蓿和蠶豆秸稈的氨態(tài)氮/總氮基本呈現(xiàn)先升高后下降至平緩的趨勢。3種豆科植物的氨態(tài)氮含量均在貯存30 d時最低；楚雄南苜蓿的氨態(tài)氮/總氮在貯存60 d時最高，顯著高于紫花苜蓿和蠶豆秸稈；紫花苜蓿的氨態(tài)氮含量在240 d時最高，顯著高于楚雄南苜蓿和蠶豆秸稈。這可能是由于不同貯存時間下微生物活動程度不同導致蛋白質降解存在變化。

表5 不同貯存時間下3種豆科植物pH值 %

同一貯存時間標不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，下同圖1 不同貯存時間下3種豆科植物氨態(tài)氮含量

2.5 不同貯存時間3種豆科植物乳酸含量變化

從圖2可以看出，紫花苜蓿的乳酸含量整體呈上升趨勢，楚雄南苜蓿和蠶豆秸稈整體呈先上升后下降的趨勢；其中，貯存60～180 d，楚雄南苜蓿的乳酸含量高于紫花苜蓿和蠶豆秸稈；貯存210～240 d，紫花苜蓿的乳酸含量顯著高于蠶豆秸稈和楚雄南苜蓿。紫花苜蓿的乳酸含量在貯存210 d時最高，達到4.25%，蠶豆秸稈的乳酸含量在貯存60 d達到最高，楚雄南苜蓿的乳酸含量在貯存150 d時最高，為4.22%；而紫花苜蓿和蠶豆秸稈的乳酸含量均在貯存180 d時最低，楚雄南苜蓿在貯存30 d時乳酸含量最低。這可能是由于不同植物可溶性碳水化合物含量不同，導致其在不同貯存時間下乳酸菌發(fā)酵程度不同，乳酸含量存在差異性。

2.6 不同貯存時間3種豆科植物乙酸含量變化

除貯存90 d外，在整個青貯時期，蠶豆秸稈的乙酸含量均顯著低于紫花苜蓿和楚雄南苜蓿(圖3)，且紫花苜蓿和楚雄南苜蓿的乙酸含量基本表現(xiàn)為先下降后上升趨勢，蠶豆秸稈的乙酸含量基本呈下降趨勢。其中，蠶豆秸稈在貯存120 d和240 d時乙酸含量較低，分別僅為0.13%和0.10%。紫花苜蓿在貯存90 d時乙酸含量最低，貯存210 d和240 d時最高；楚雄南苜蓿的乙酸含量在整個青貯時期均較高，在貯存90、120 d時相對較低，但仍顯著高于蠶豆秸稈。

圖2 不同貯存時間下3種豆科植物乳酸含量

圖3 不同貯存時間下3種豆科植物乙酸含量

2.7 不同貯存時間3種豆科植物丙酸含量變化

從圖4可以看出，整個青貯時期，蠶豆秸稈的丙酸含量均顯著低于紫花苜蓿和楚雄南苜蓿。其中，蠶豆秸稈除在貯存210 d丙酸含量較高外，其他貯存時間均較低。在貯存120 d時，分別顯著低于楚雄南苜蓿和紫花苜蓿0.70個百分點和0.49個百分點。紫花苜蓿在貯存90 d和180 d時，丙酸含量較低，在貯存210 d和240 d時最高，顯著高于蠶豆秸稈；楚雄南苜蓿的丙酸含量在貯存30～90 d時較低，其他貯存時間則一直維持較高水平，顯著高于蠶豆秸稈和紫花苜蓿(210 d除外)。

2.8 不同貯存時間3種豆科植物丁酸含量變化

從圖5可以看出，蠶豆秸稈除在貯存210 d時有少量丁酸產生外，其他貯存時間均無丁酸產生。紫花苜蓿在貯存30～90 d無丁酸產生，貯存120～240 d均有丁酸產生，在貯存150 d時丁酸含量最高，達到0.23%。而楚雄南苜蓿除在貯存180 d和240 d外，其他貯存時間下均有丁酸產生，且在貯存60 d時，其丁酸含量較高。

圖4 不同貯存時間下3種豆科植物丙酸含量

圖5 不同貯存時間下3種豆科植物丁酸含量

3 結論與討論

纖維中含有大量不能被草食動物消化利用的物質，本研究中,3種豆科植物的酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維含量較低，這是由于在裹包青貯的厭氧環(huán)境下，發(fā)酵微生物有效降解了纖維含量。pH值是反映青貯飼料發(fā)酵品質的重要指標，pH值低說明青貯飼料發(fā)酵效果好，優(yōu)質青貯料pH值應在4.20以下[12]。本研究中，蠶豆秸稈的pH值在貯存過程中基本達到優(yōu)質青貯飼料的標準，優(yōu)于紫花苜蓿和楚雄南苜蓿，這與阿依丁等[13]的研究結果一致，反映了其良好的發(fā)酵品質。乳酸含量方面，本研究中3種豆科植物的乳酸含量在貯存120 d時達到3.50%～3.90%，這與荀桂榮等[14]的研究結果一致。乳酸菌發(fā)酵產生乳酸，能夠在短時間內抑制有害微生物的繁殖并阻止有害物質產生，從而進一步提高青貯料的品質。氨態(tài)氮含量的高低直接反映青貯原料的蛋白質降解程度，氨態(tài)氮含量越高，說明青貯原料中蛋白質降解越多，青貯品質越差。本研究中3種豆科植物在貯存60 d和120 d時，氨態(tài)氮含量與顧擁建等[6]和荀桂榮等[14]的研究結果不盡一致，本研究中的氨態(tài)氮含量偏低，這可能是由于3種豆科植物的蛋白質含量較高，而可溶性碳水化合物含量較低，導致貯存過程中微生物發(fā)酵不完全而造成的。丁酸的產生不僅會加重家畜病害，還會影響家畜的新陳代謝和生長性能，丁酸含量高低反映青貯飼料的品質好壞，丁酸含量越多，青貯品質越差。本研究中，紫花苜蓿和楚雄南苜蓿有部分丁酸產生，但蠶豆秸稈在在貯存過程中幾乎無丁酸產生，這可能是由于三者在青貯過程中水分存在差異，導致有害微生物發(fā)酵所致。此外，青貯品質還受裹包層數(shù)等因素的影響。白春生等[15]、Keller等[16]和Mceniry等[17]通過采用不同層數(shù)拉伸膜裹包青貯發(fā)現(xiàn)，2層包裹的青貯原料與其他包裹層數(shù)的青貯原料相比，不僅發(fā)霉嚴重，發(fā)酵品質總體上也都較差。崔國文等[18]研究發(fā)現(xiàn)，拉伸膜裹包青貯選擇4層裹包較為適宜。含水量過高或過低都會影響青貯原料的發(fā)酵品質[19-21]。適宜的青貯原料含水量應維持在50%～65%，適宜的含水量可使青貯原料pH值在發(fā)酵過程中迅速下降以抑制有害菌群活動，并保證有機酸發(fā)酵處于適當環(huán)境，從而減少蛋白質降解。因此，豆科植物類進行拉伸膜裹包青貯制作，應盡量選擇4層以上的包裹，避免由于包裹不嚴而導致霉爛、影響發(fā)酵品質的問題。保證干物質含量維持在恰當范圍，并可考慮加入合適的添加劑或和禾本科類易青貯的牧草以合適比例混合青貯，以保證發(fā)酵的基本條件，提高飼草原料的青貯品質[22-29]。

對于不同豆科植物而言，適當?shù)那噘A時間有助于改善青貯品質。短時間貯存(30～90 d)，紫花苜蓿表現(xiàn)出較強的優(yōu)勢，其次是楚雄南苜蓿，蠶豆秸稈較差；隨貯存時間延長(120～240 d)，蠶豆秸稈優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn)，表現(xiàn)出優(yōu)于紫花苜蓿和楚雄南苜蓿的趨勢。因此，長期貯存的條件下，蠶豆秸稈具有更好的飼用優(yōu)勢，未來可考慮作為蛋白質飼料替代部分豆科牧草，其作為飼料推廣和發(fā)展應用前景十分廣闊。

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