不同肥料和青貯添加劑對苜蓿青貯的影響

王麗學，何 峰，韓 靜，陳龍賓，劉景喜，姚大為，牛荇洲，馬 毅，霍文娟

（1天津市畜牧獸醫(yī)研究所，天津300381；2中國農(nóng)業(yè)科學院北京畜牧獸醫(yī)研究所，北京100193；3天津市農(nóng)業(yè)科學院，天津300192）

0 引言

苜蓿青貯品質(zhì)受多種因素影響，其中制作青貯前苜蓿的田間管理尤其是施肥管理是影響青貯前苜蓿品質(zhì)的重要因素之一，有研究報道，木醋液、芽孢桿菌、生物炭等均在改善土壤、促進植物生長方面有直接或間接作用[7～12]。蚯蚓粉是一種蛋白類飼料，富含各種氨基酸、激素和酶類以及某些促生長活性因子，在畜禽飼料領(lǐng)域廣泛被應(yīng)用[13]，但在肥料領(lǐng)域的應(yīng)用尚未見報道。二銨是目前廣泛應(yīng)用于種植業(yè)領(lǐng)域的化肥之一，其作用亦是被廣泛接受。但現(xiàn)有研究未能闡明上述各類肥料對苜蓿青貯后營養(yǎng)和發(fā)酵品質(zhì)的影響。

添加青貯添加劑是制作優(yōu)質(zhì)苜蓿青貯的重要方法之一[4,6,14-13]，甲酸作為一種化學青貯添加劑可以在短時間內(nèi)降低苜蓿青貯pH值，提高其青貯發(fā)酵品質(zhì)[15]，木醋液是一種植物酸類混合物[16-18]，可作為復合酸型添加劑應(yīng)用于苜蓿青貯中。

筆者將對不同肥料種類和青貯添加劑對苜蓿青貯品質(zhì)的影響進行研究，以期為進一步優(yōu)化苜蓿青貯工藝、提升苜蓿青貯品質(zhì)和飼用價值提供理論指導與借鑒。

1 材料與方法

1.1 試驗時間、地點

研究田間試驗于2016年在天津市農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所的濱海鹽堿地綠化土壤改良科研試驗基地進行，室內(nèi)試驗在天津市畜牧獸醫(yī)研究所進行。試驗基地全年平均氣溫12℃，年降雨量580～695mm，70%集中在6—8月；供試土壤(0～20cm)pH 8.21，全鹽含量3.78g/kg，有機質(zhì)含量11.5 g/kg，速效氮含量71.3 mg/kg，速效磷含量5.39 mg/kg，速效鉀含量158.5 mg/kg[19]。

1.2 試驗材料與設(shè)計

1.2.1 試驗材料 試驗用苜蓿為丹農(nóng)種子公司提供的北極熊品種，播種時間為2016年5月9日，播種量18kg/hm2。

試驗用有機無機復混肥（以黃腐酸鉀為主）由中國農(nóng)業(yè)科學院北京畜牧所提供，木醋液由天津市畜牧獸醫(yī)研究所提供，蚯蚓粉、芽孢桿菌、生物炭、二銨和甲酸均為市售。

1.2.2 試驗設(shè)計 試驗包括肥料處理和青貯添加劑處理2個部分。

肥料處理共計6組，其中有機無機復混肥3組，分別添加蚯蚓粉（A組）、木醋液（B組）和芽孢桿菌（C組），施用生物炭為D組，施用無機化肥二銨為E組，不施肥作為對照F組，每組3個重復，共計18個小區(qū)，小區(qū)面積6 m×6 m。小區(qū)按隨機區(qū)組試驗設(shè)計進行劃分，在播種前和每茬刈割后均按照試驗設(shè)計進行施肥（A、B、C、D組為750 kg/hm2，E組為180 kg/hm2）。

于是，我的日常就是一邊發(fā)現(xiàn)新錦鯉，趕緊轉(zhuǎn)發(fā)；一邊看結(jié)果公示默默刪除，感嘆又做了一次分母。時不時，也能看到同學轉(zhuǎn)了一條魚，“轉(zhuǎn)發(fā)錦鯉，提案求過”“今天是個重要的日子，日常迷信一下”。

添加劑處理共計3組，2016年10月份最后一茬營養(yǎng)生長期將各小區(qū)苜蓿分別刈割，晾曬24 h后（干物質(zhì)含量(23.02±0.70)%，數(shù)據(jù)未在表中顯示），用鍘草機將苜蓿切割成2～5cm的小段，分別按6 mL/kg的劑量添加木醋液和甲酸作為試驗組，對照組使用等量的蒸餾水，將添加物均勻噴灑在切割好的苜蓿上，裝入特制聚乙烯塑料袋(25cm×35cm)，每袋300 g，每個處理設(shè)置3個重復，用封口機同時進行抽氣和封口，室溫保存發(fā)酵45天后開袋分析苜蓿青貯后的營養(yǎng)指標和發(fā)酵指標。

1.3 樣品指標測定

樣品由CVAS飼料分析中國服務(wù)中心通過近紅外光譜(near infrared，NIR)進行營養(yǎng)價值評估，指標包括粗蛋白(CP)、中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)、酸性洗滌木質(zhì)素(ADL)、粗脂肪(EE)、粗灰分(Ash)、淀粉(Starch)、中性洗滌不溶氮(NDIP)和酸性洗滌不溶氮(ADIP)含量等營養(yǎng)指標，以及pH值、乳酸、乙酸、丙酸、丁酸含量和氨態(tài)氮占粗蛋白比例等發(fā)酵指標。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

文中數(shù)據(jù)分析和圖表制作分別由IBM SPSS statistics 20.0和Microsoft Excel 2010完成，數(shù)據(jù)均以“均值±標準差”表示。通過方差分析(Two-way ANOVA)對不同處理下苜蓿青貯后的營養(yǎng)和發(fā)酵品質(zhì)指標進行分析，并用HSD對各項指標進行多重比較(P<0.05)。

隸屬函數(shù)計算如式(1)～(2)。

式中，X為苜蓿青貯后某一指標測定值，Xmax和Xmin分別表示某一指標測定值內(nèi)的最大和最小值。一般而言，苜蓿青貯的上述指標中粗蛋白、粗脂肪、淀粉和乳酸含量與其營養(yǎng)和發(fā)酵品質(zhì)正相關(guān)，其隸屬函數(shù)運用式(1)計算，而其他指標與營養(yǎng)和發(fā)酵品質(zhì)負相關(guān)，故其隸屬函數(shù)運用式(2)計算，上述所有指標的隸屬函數(shù)之和即可作為苜蓿青貯后營養(yǎng)和發(fā)酵品質(zhì)的綜合指數(shù)[20-21]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對苜蓿青貯后營養(yǎng)品質(zhì)的影響

從表1可以看出，不同肥料處理苜蓿青貯后粗蛋白含量表現(xiàn)為A組和B組顯著低于其他組(P<0.05)，C組顯著高于D組(P<0.05)，E組和F組與C組和D組之間差異不顯著(P>0.05)；中性洗滌纖維含量A組顯著高于其他組(P<0.05)；酸性洗滌纖維含量在各組之間差異不顯著(P>0.05)；木質(zhì)素含量E組和C組顯著低于其他組(P<0.05)；粗脂肪含量E組顯著低于其他組(P<0.05)，而B組顯著高于其他組(P<0.05)，A組、C組、D組和F組之間差異不顯著(P>0.05)；粗灰分含量各組之間差異不顯著(P>0.05)；淀粉含量在C組顯著高于A組、F組和E組(P<0.05)，B組和D組之間差異不顯著(P>0.05)；ADIP以A組顯著高于其他組(P<0.05)；NDIP在各組間差異未達顯著水平(P>0.05)。

表1 不同處理苜蓿青貯營養(yǎng)品質(zhì)指標差異

不同添加劑處理下苜蓿粗蛋白含量差異不顯著(P>0.05)；中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、木質(zhì)素、粗脂肪、粗灰分和淀粉含量均表現(xiàn)為甲酸處理組顯著低于對照組和木醋液組(P<0.05)；但ADIP和NDIP卻表現(xiàn)為甲酸處理組顯著高于對照組和木醋液組(P<0.05)。

苜蓿青貯中粗脂肪、淀粉、ADIP和NDIP含量在不同肥料處理和添加劑處理存在互作效應(yīng)（圖1），粗脂肪含量以A組無添加劑處理和D組木醋液處理最高，A組甲酸處理最低；淀粉含量以D組無添加劑處理最高，C組、D組和E組甲酸處理最低；ADIP以A組甲酸處理最高而C組木醋液處理最低；NDIP中以D組無添加劑處理最低而甲酸處理各組分最高。

2.2 不同處理對苜蓿青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響

在所有樣品中均未檢測出丙酸和丁酸（數(shù)據(jù)未在表中顯示）。從表2可以看出，不同肥料處理苜蓿青貯pH值表現(xiàn)為D組和F組顯著高于其他組(P<0.05)；乳酸含量表現(xiàn)為B組顯著高于其他組(P<0.05)，D組和F組顯著低于其他組(P<0.05)，A組與C組和E組差異不顯著(P>0.05)；乙酸含量以F組最高顯著高于其他組(P<0.05)，A組最低，其他各組間差異未達顯著水平(P>0.05)；氨態(tài)氮占總氮的比例在F組顯著高于D組(P<0.05)，兩者顯著高于A、B、C、E組(P<0.05)。不同添加劑處理中pH值、乳酸、乙酸、氨態(tài)氮占總氮的比例均表現(xiàn)為甲酸組顯著低于對照組和木醋液組(P<0.05)，pH值在木醋液組顯著低于對照組而乳酸含量則相反(P<0.05)，乙酸和氨態(tài)氮占總氮的比例在兩者之間差異未達顯著水平(P>0.05)。

不同肥料和添加劑處理在苜蓿青貯的發(fā)酵指標上均存在互作效應(yīng)（圖2），其中pH值表現(xiàn)為D組無添加劑處理顯著高于D組和E組甲酸處理組(P<0.05)；乳酸含量表現(xiàn)為B組無添加劑處理和A、B、C、E組木醋液處理最高，各組甲酸處理最低；乙酸含量以F組木醋液處理最高，各組甲酸處理最低；氨態(tài)氮占總氮的比例以F組無添加劑處理和木醋液處理組最高，各組甲酸處理最低。

圖1 苜蓿在不同肥料和添加劑處理交互作用下的營養(yǎng)品質(zhì)差異

2.3 利用綜合隸屬函數(shù)評價不同處理對苜蓿青貯品質(zhì)的影響

從表2可以看出，不同肥料處理下綜合隸屬函數(shù)以C組最高，與E組和B組差異未達顯著水平(P>0.05)，三者均顯著高于A組、D組和F組(P<0.05)，后三者之間差異未達顯著水平(P>0.05)；不同添加劑處理下甲酸組綜合隸屬函數(shù)顯著高于木醋液組和對照組(P<0.05)，木醋液組雖高于對照組但差異未達顯著水平(P>0.05)，綜合隸屬函數(shù)在不同肥料處理和不同添加劑之間互作效應(yīng)不顯著(P>0.05)。

表2 不同處理苜蓿青貯發(fā)酵品質(zhì)和總隸屬函數(shù)

圖2 苜蓿在不同肥料和添加劑處理交互作用下的發(fā)酵品質(zhì)差異

3 結(jié)論

苜蓿施用添加芽孢桿菌的有機無機復混肥，可提高苜蓿青貯的粗蛋白含量，降低其木質(zhì)素含量，效果最佳；添加木醋液的有機無機復混肥，可提高苜蓿青貯的粗脂肪和乳酸含量，降低其pH值，施用化肥二銨可顯著降低苜蓿青貯的木質(zhì)素含量，兩者效果次之；三者均不同程度提高了苜蓿青貯綜合營養(yǎng)和發(fā)酵品質(zhì)。

苜蓿青貯過程中添加甲酸可以有效抑制苜蓿青貯發(fā)酵，降低苜蓿蛋白的水解，有效保存苜蓿營養(yǎng)成分；添加木醋液與對照相比顯著提高了苜蓿青貯后乳酸的含量，改善了苜蓿青貯發(fā)酵品質(zhì)。

不同肥料和不同青貯添加劑在苜蓿青貯的綜合營養(yǎng)和發(fā)酵品質(zhì)指標上不存在顯著的互作效應(yīng)。

4 討論

不同的肥料處理下苜蓿青貯綜合隸屬函數(shù)顯示C>E>B>D>A>F，說明各肥料組不同程度優(yōu)于對照組。膠質(zhì)芽孢桿菌具有活化磷鉀礦物的能力[9]，被廣泛應(yīng)用于微生物肥料中[10]，豆科植物施磷肥可促進核糖核酸合成進而促進蛋白質(zhì)合成，有益于氮同化[10-11]，因此C組具有較高的粗蛋白以及較低的木質(zhì)素含量；木醋液與肥料配合施用于鹽堿土壤中一方面可以調(diào)節(jié)土壤pH值，另一方面還具有提高肥力延長肥效的作用，故B組具有較高的粗脂肪含量，進而發(fā)酵可產(chǎn)生更多的脂肪酸，使其具有較低的pH值和較高的乳酸含量；蚯蚓粉蛋白含量最高可達70%，富含氨基酸、激素和酶類以及某些促生長活性因子[13]，可以看作是一類氨基酸類肥料，具有使植物分蘗增加、葉色轉(zhuǎn)綠、根系健壯和增加產(chǎn)量等效應(yīng)[22]，但與芽孢桿菌和木醋液相比，其對苜蓿青貯后營養(yǎng)和發(fā)酵品質(zhì)的影響相對較弱，在相同的基肥下，添加芽孢桿菌（C組）和木醋液（B組）處理的苜蓿青貯后營養(yǎng)和發(fā)酵的綜合品質(zhì)要顯著優(yōu)于添加蚯蚓粉（A組），這可能是由于蚯蚓粉對苜蓿的作用僅在于增產(chǎn)而非提高營養(yǎng)品質(zhì)，其增產(chǎn)效果有待于進一步開展研究。氮肥有利于植物的營養(yǎng)生長[23]，以降低其木質(zhì)化程度，故施用二銨（E組）的苜蓿青貯后具有較低的木質(zhì)素含量。生物炭是具有較高的比表面積、多孔隙性以及自身含有一定礦質(zhì)營養(yǎng)元素，可作為土壤改良劑改善土壤肥力，尤其對于鹽堿地土壤孔隙度較小的土壤尤為明顯，但也有研究表明，生物炭處理后降低了王草的生物產(chǎn)量和營養(yǎng)品質(zhì)[24]，本研究中生物炭處理對苜蓿青貯后營養(yǎng)和發(fā)酵品質(zhì)的影響僅略優(yōu)于對照組，但差異未達顯著水平。

甲酸作為一種化學類抑制型青貯添加劑，具有抑制苜蓿青貯蛋白水解、增加其青貯品質(zhì)的作用[4,25]，本研究中甲酸處理組苜蓿中未檢測到氨態(tài)氮的存在，說明甲酸的添加有效地抑制了苜蓿青貯蛋白的水解，同時綜合隸屬函數(shù)顯示甲酸組苜蓿營養(yǎng)和發(fā)酵綜合品質(zhì)顯著優(yōu)于木醋液組和對照組。木醋液中的主要成分是乙酸[7-8]，雖然木醋液組在營養(yǎng)指標和綜合品質(zhì)（隸屬函數(shù)）與對照組差異不顯著，但木醋液組具有較低的pH值和較高的乳酸含量，其發(fā)酵品質(zhì)較對照組有明顯的優(yōu)勢，對于其在苜蓿青貯中的施用劑量有待于進一步開展研究。乳酸是青貯發(fā)酵的主要產(chǎn)物之一，由于木醋液的pH值(pH 3.0)[26]與甲酸存在差異，其在苜蓿青貯過程中對發(fā)酵的抑制效應(yīng)相對較弱，故苜蓿青貯后乳酸含量顯著高于甲酸組。

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