飼料油菜與玉米秸稈混合青貯營養(yǎng)品質(zhì)

陰法庭，張鳳華,2

(1.石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院，新疆 石河子 832003； 2.石河子大學(xué)綠洲生態(tài)農(nóng)業(yè)重點試驗室，新疆 石河子 832003)

當(dāng)前，得益于我國畜產(chǎn)品需求的快速增長，新疆北疆地區(qū)畜牧產(chǎn)業(yè)得到快速發(fā)展，成為推動地區(qū)經(jīng)濟增長的新亮點，但是天然牧場因過度放牧導(dǎo)致不斷退化，進入冬季后北疆地區(qū)漫雪嚴(yán)寒，飼料短缺成為制約畜牧業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的重要阻礙。飼料油菜(Brassicanapus)又名雙低(低芥酸、低硫代葡萄糖甙)油菜，具有耐寒性強、生長迅速、營養(yǎng)價值高等特點[1-2]。近年來，北疆地區(qū)麥后復(fù)種飼料油菜面積不斷增大，其鮮草產(chǎn)量可達75 000 kg·hm-2。飼料油菜屬于高蛋白型飼草，無氮浸出物和鈣含量較高，具有高脂肪、低纖維的特點，是一種新型的優(yōu)質(zhì)飼草[3]。玉米(Zeamays)作為北疆地區(qū)傳統(tǒng)的糧食作物之一，在糧食生產(chǎn)中占有重要地位，其秸稈一直作為重要的畜牧飼料[4]。但是玉米秸稈組成結(jié)構(gòu)復(fù)雜、堅韌，纖維含量高，粗蛋白等營養(yǎng)物質(zhì)含量低，適口性較差；稈莖葉上自然附著的乳酸菌較少，影響生物可降解性，直接青貯會引起異常發(fā)酵，甚至造成變質(zhì)[5]。飼料油菜產(chǎn)草量高，鮮嫩多汁，營養(yǎng)豐富，青貯后不僅能較好地保持其營養(yǎng)特性，減少養(yǎng)分損失，而且柔軟多汁，氣味酸香，適口性好，能夠刺激家畜消化液的分泌和胃腸道蠕動，從而增強了消化功能，提高了飼草料的利用率[6-7]。目前飼料油菜的生產(chǎn)利用方式以飼草為主，青貯利用研究較少；而玉米秸稈單獨作為飼料直接飼喂，適口性差，品質(zhì)低。研究表明，干玉米秸稈與含濕量高的生物質(zhì)原料進行混貯能夠獲得良好的貯存效果[8]。

基于此，本研究探討了飼料油菜與玉米秸稈不同混合比例下青貯營養(yǎng)品質(zhì)，旨在探究最佳配比，為調(diào)制品質(zhì)優(yōu)良的飼料油菜青貯飼料提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗樣品采集于2016年9月28日，在石河子市鐘家莊鎮(zhèn)七場進行。試驗地位于85°40′ E，44°45′ N。青貯原料分別為盛花期(2016年9月28日)刈割收獲后的飼料油菜(華油雜62號)與收獲后的玉米(新飼玉11號)秸稈。青貯原料營養(yǎng)成分如表1所列。飼料油菜與玉米秸稈的營養(yǎng)物質(zhì)差異顯著(P<0.05)，除干物質(zhì)含量外，飼料油菜的粗蛋白、粗脂肪和粗灰分含量顯著高于玉米秸稈(P<0.05)，而中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維含量則顯著低于玉米秸稈(P<0.05)。

表1 青貯原料營養(yǎng)成分(干物質(zhì))Table 1 Chemical properties of raw material for ensiling (DM)

同列不同小寫字母表示不同原料差異顯著(P<0.05)。

Different lowercase letters within the same column indicate significant difference at the 0.05 level. DM, dry matter; CP, crude protein; NDF, neutral detergent fibre; ADF, acid detergent fibre; EE, ether extract.

1.2 試驗設(shè)計

為充分發(fā)揮飼料油菜高蛋白、高脂肪、低纖維的營養(yǎng)特性，解決麥后飼料油菜存貯與加工利用的問題，設(shè)計飼料油菜為主、玉米秸稈為輔的青貯方案；試驗共設(shè)4個處理，將飼料油菜和玉米秸稈分別按照10∶0(Ⅰ)、0∶10(Ⅱ)、7∶3(Ⅲ)和3∶7(Ⅳ)的百分比混合成青貯飼料，探究飼料油菜與玉米秸稈單貯及7∶3(Ⅲ)與反比例下3∶7(Ⅳ)模式下青貯營養(yǎng)品質(zhì)差異。

1.3 青貯調(diào)制

飼料油菜刈割后與玉米秸稈分別進行青貯前粉碎處理(切短至1～2 cm)，單貯時分別稱取飼料油菜和玉米秸稈各1.5 kg，混合時按照不同比例分別稱取粉碎后的飼料油菜與玉米秸稈各自所需重量(總重1.5 kg)，將其混合均勻后裝入青貯袋內(nèi)，并進行真空處理。為保證材料附著乳酸菌的發(fā)酵，將進行試驗預(yù)處理，將裝袋的試驗材料放入恒溫箱中發(fā)酵前7 d(32 ℃左右)，隨后試驗室環(huán)境(23～30 ℃)下發(fā)酵60 d，期間(發(fā)酵后3、7、15、30、60 d)隨機開封，每個處理各3袋。

1.4 測定項目及方法

1.4.1指標(biāo)測定方法 pH：取青貯飼料鮮樣20 g，加入180 mL蒸餾水，制成青貯飼料浸出液，用酸度計測定浸出液的pH[9]。干物質(zhì)(DM)：用烘箱烘干法測定，在65 ℃下烘干48 h[9]。粗蛋白(CP)：采用凱氏定氮法測定[10]。中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維(ADF)：采用范氏洗滌纖維法測定[10]。采用索氏提取法測定粗脂肪(EE)含量[11]。采用550 ℃灼燒法測定粗灰分(Ash)含量[12]。氨態(tài)氮(NH3-N)：采用苯酚-次氯酸比色法進行含量測定[13]。揮發(fā)性脂肪酸(VFA)：使用HITACHI高效液相色譜測定浸出液的乳酸、乙酸、丙酸和丁酸含量[14]。進樣量10 μL、柱溫50 ℃、波長210 nm，流動相采用0.2%的磷酸，流速為1 mL·min-1。

1.4.2青貯品質(zhì)評定 青貯發(fā)酵品質(zhì)評價選用V-Score評分體系[15]，V-Score評分體系是依據(jù)青貯飼料中的NH3-N與VFA中的乙酸、丙酸、丁酸含量進行計算得分，并將各項得分相加獲得最終評價分?jǐn)?shù)。一般分為4個標(biāo)準(zhǔn)：其滿分為100分，80分以上為良好，60～80分為一般，60分以下為差。各指標(biāo)評分標(biāo)準(zhǔn)如表2所列。

表2 V-Score評分體系Table 2 V-Score system

1.5 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)處理采用SPSS 17.0軟件進行統(tǒng)計分析，用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示測定結(jié)果，同時分別對同一混合比例不同青貯時間處理、同一青貯時間不同混合比例處理進行單因素方差分析，并用Duncan法對各測定數(shù)據(jù)進行多重比較；采用Excel 2016制圖。

2 結(jié)果分析

2.1 不同混貯處理青貯營養(yǎng)品質(zhì)分析

4個不同處理的DM含量均隨青貯時間變化呈現(xiàn)出下降趨勢(P<0.05)。在整個發(fā)酵期，處理Ⅱ和Ⅳ的DM含量顯著高于處理Ⅰ與Ⅲ(P<0.05)；在發(fā)酵期第60天，處理Ⅱ的DM含量最高，為48.35，處理Ⅰ的DM含量最低，為13.57，處理Ⅲ與Ⅳ的DM含量介于處理Ⅰ與Ⅱ之間(表3)。

從整個發(fā)酵過程來看，各處理的CP含量隨青貯時間的推移，均呈現(xiàn)出先緩慢下降，后趨于穩(wěn)定；而不同處理的EE含量隨時間變化明顯，在發(fā)酵初期(0～7 d)呈現(xiàn)明顯的下降趨勢，然后趨于平緩(7～60 d)。在發(fā)酵后60 d，處理Ⅰ的CP與EE含量最高，分別為12.98%和3.07%；而處理Ⅲ的CP與EE含量顯著高于處理Ⅳ(P<0.05)，較處理Ⅱ分別提高了3.68%和1.01%。

隨青貯時間的變化，4個不同處理的NDF含量較發(fā)酵初期明顯下降，且差異顯著(P<0.05)；ADF含量在整個發(fā)酵過程中除處理Ⅰ與處理Ⅱ外，均呈現(xiàn)出先下降后趨于平緩的趨勢；處理Ⅰ與處理Ⅱ在發(fā)酵后60 d的ADF含量較第30天上升。在發(fā)酵后60 d時，處理Ⅱ的NDF與ADF含量最高，分別為66.40%和40.70%，處理Ⅰ的含量最低，分別為36.24%和26.87%；混貯處理中，處理Ⅲ的ADF含量與NDF含量顯著低于處理Ⅳ(P<0.05)。

在發(fā)酵初期(0～3 d)，各處理的Ash含量差異顯著(P<0.05)。隨著青貯過程的進行，各處理之間的Ash含量差異性越來越小，在發(fā)酵期第60 d時，處理Ⅰ、 Ⅲ、 Ⅳ的Ash含量差異不顯著(P>0.05)。青貯結(jié)束后，處理Ⅰ的Ash的含量最高，為12.34%，處理Ⅱ的含量最低，為10.73%，處理Ⅲ與Ⅳ的含量介于處理Ⅰ與Ⅱ之間。

綜上，由整個青貯過程中不同處理的營養(yǎng)品質(zhì)變化可以得出，處理Ⅲ的DM含量較處理Ⅰ顯著增加(P<0.05)，同時CP與EE含量顯著高于處理Ⅱ與Ⅳ(P<0.05)，而NDF與ADF含量顯著低于處理Ⅱ與Ⅳ(P<0.05)，在各處理中最優(yōu)。

2.2 不同處理青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì)分析

隨著青貯時間的變化，各處理的pH均呈現(xiàn)下降趨勢(表 3)。在發(fā)酵期第60天時，各處理的pH均降到4.2以下，其中處理Ⅰ、Ⅳ之間pH差異不顯著(P>0.05);處理Ⅲ在青貯時間60 d時出現(xiàn)pH最低值(3.56);處理Ⅱ的pH為4.19，顯著高于其他處理(P<0.05)。

青貯60 d時，各處理的青貯質(zhì)量評分均在80以上，表現(xiàn)良好，其中飼料油菜單貯(處理Ⅰ)的質(zhì)量評分最高,為89.88；混貯處理中以處理Ⅲ得分較高,為87.16(表4)。

表3 青貯過程中不同混貯處理營養(yǎng)品質(zhì)變化(干物質(zhì))Table 3 Changes of different treatments and silage time on raw material chemical properties(DM)

同列不同小寫字母表示同一青貯天數(shù)不同混貯處理間差異顯著(P<0.05)。

Different lowercase letters within the same column indicate significant difference among different treatments for the same silage time at the 0.05 level.

表4 不同處理組的V-Score青貯質(zhì)量評價Table 4 V-Score of alfalfa/maize silage

3 討論

3.1 不同混貯處理對青貯料營養(yǎng)成分的影響

青貯原料是決定青貯能否成功的基礎(chǔ)[16]。在本研究中，處理Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ隨青貯時間的變化，DM含量明顯下降；這是由于本研究所用青貯原料是在飼料油菜盛花期刈割收獲調(diào)制的，其含水量較高，隨發(fā)酵過程中微生物代謝消耗，導(dǎo)致其最后DM含量損失相對較高[17]。在整個發(fā)酵過程中處理Ⅲ的含水率一直處于65%～75%之間，DM含量較處理Ⅰ得到顯著提升(P<0.05)，而適宜的含水率也是保證發(fā)酵成功的重要條件[18]。劉建新等[19]研究證明，白菜(Brassicarapa)、油菜等含水量較高的青貯料宜采用與玉米秸稈混合青貯,以提高DM含量。

NDF與ADF是作為常規(guī)評價纖維品質(zhì)優(yōu)良的重要指標(biāo)。一般認(rèn)為，ADF含量越高，其動物消化率越低；ADF含量越低，動物擇食消化吸收越好，飼草的喂養(yǎng)價值越高[20]。本研究中隨著混貯料中飼料油菜比例的增加，各混貯處理的NDF與ADF含量都呈現(xiàn)下降趨勢，混貯處理中以處理Ⅲ的ADF和NDF含量最低。有研究[21-22]報道，青貯料中若NDF和ADF含量較高，一般選擇添加適量纖維素酶通過降解來降低其含量。

CP是飼料營養(yǎng)價值的重要評價指標(biāo)。飼料中CP含量高，則表明該飼料的品質(zhì)優(yōu)良，含量越低，品質(zhì)越差[23-24]。本研究中，隨著青貯時間的推移，各處理CP含量均較青貯原料有所降低，這是因為蛋白質(zhì)是微生物獲取能量的基礎(chǔ)，發(fā)酵初期，青貯料中各類微生物活動頻繁，消耗了大量能量。發(fā)酵期結(jié)束后，處理Ⅲ的CP與EE含量顯著高于其他混貯處理(P<0.05)，較處理Ⅱ分別提高了3.68%和1.01%，這表明不同飼草混貯后可以達到優(yōu)劣互補，營養(yǎng)平衡；王林等[25]的研究也證明，將不同飼草混貯后，各處理的營養(yǎng)品質(zhì)均得到改善，可以達到優(yōu)質(zhì)青貯的目的。

3.2 不同混貯處理對青貯料發(fā)酵品質(zhì)的影響

pH是評價青貯發(fā)酵好壞的重要指標(biāo)，青貯飼料的pH值越低，發(fā)酵品質(zhì)越好[26]。pH<4.2時青貯飼料質(zhì)量為優(yōu)等，4.2～4.5為良好，4.6～5.0為一般，pH>5.0為劣等[27]。本研究發(fā)現(xiàn)，隨著整個青貯發(fā)酵過程的進行，不同處理pH均呈現(xiàn)出逐漸降低趨勢，在發(fā)酵期第60天時均低于4.20。這是因為青貯初期各類微生物活動活躍，微生物代謝消耗了青貯原料中的碳水化合物，從而產(chǎn)生大量的酸，導(dǎo)致pH快速下降。這一點在楊云貴等[28]的研究中得到證實。Kaiser等[29]指出，牧草青貯飼料中pH因不同牧草的不同化學(xué)成分而受到影響，同時還與青貯時牧草本身的含水量和植物的緩沖能有關(guān)。適宜水平的可溶性碳水化合物含量是克服高緩沖能、確保青貯發(fā)酵品質(zhì)的前提條件[30]。本研究中處理Ⅲ的pH顯著低于其他處理(P<0.05)，這是由于處理Ⅰ的可溶性碳水化合物與CP含量較高，緩沖能高，而玉米秸稈可溶性碳水化合物與CP含量較低，緩沖能低兩個處理都不易形成最佳的pH狀態(tài)，而隨著飼料油菜在混貯中所占比例的增加，有效降低了pH。

一般品質(zhì)優(yōu)等的青貯飼料的丁酸含量應(yīng)低于0.1%，而氨態(tài)氮占總氮的比例應(yīng)低于10%[31]，青貯過程中，各類微生物活動消耗降解蛋白質(zhì)產(chǎn)生氨態(tài)氮，青貯料中的NH3-N/TN含量越高，說明蛋白質(zhì)降解越多[32]；而蛋白質(zhì)是動物獲取植物能量的重要來源，蛋白質(zhì)被大量降解直接影響了動物的采食量和飼草利用率[33]。在V-Score青貯發(fā)酵品質(zhì)評價體系中，本研究各處理的NH3-N/TN的比例均低于10%，丁酸含量均低于0.1%，評分等級均在良好以上，混貯處理中以處理Ⅲ得分最高，為87.16。V-Score青貯發(fā)酵品質(zhì)評價體系采用了NH3-N/TN及有機酸含量的指標(biāo)，能較為準(zhǔn)確地反映青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì)，這與孫小龍等[34]的研究相一致。

4 結(jié)論

飼料油菜與玉米秸稈混合青貯能夠顯著提高營養(yǎng)價值和發(fā)酵品質(zhì)，較好地解決了飼料油菜單貯干物質(zhì)含量低及玉米秸稈直接飼喂?fàn)I養(yǎng)價值低的問題。通過綜合考慮青貯營養(yǎng)品質(zhì)及V-Score評分，當(dāng)飼料油菜與玉米秸稈7∶3混貯時，CP與EE含量顯著提高，NDF、ADF含量與pH顯著降低，V-Score評分較高，青貯效果最佳，可作為北疆地區(qū)飼料油菜與玉米秸稈混合青貯方案。