凋萎和添加乳酸菌對(duì)大黑山薏苡青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響

李龍興， 汪依妮， 楊學(xué)東， 黎 俊， 龔正發(fā)， 弗雷澤·喬治·哈里森，陳秀華， 黃文琥， 梁顯義*

(1. 貴州省草地技術(shù)試驗(yàn)推廣站， 貴州 貴陽 550025； 2.新西蘭PGGW種業(yè)公司， 新西蘭 克賴斯特徹奇 8140； 3.關(guān)嶺自治縣草地畜牧業(yè)發(fā)展中心， 貴州 關(guān)嶺 561300； 4. 赤水桫欏國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局， 貴州 赤水 564700)

“大黑山”薏苡(Coixlacryma-jobiL.)是從野生薏苡中選育而成的一種多年生新型飼用作物，該品種于2016年12月15日通過四川省草品種審定委員會(huì)審定，是我國審定的第一個(gè)飼用型薏苡。該品種具有品質(zhì)優(yōu)、產(chǎn)量高、抗性強(qiáng)、多年生等特點(diǎn)，為牛、羊、兔等家畜喜食[1]，2018年貴州地區(qū)引進(jìn)該品種進(jìn)行推廣試種?！按蠛谏健鞭曹由L速度快、夏季產(chǎn)量高，由于貴州地區(qū)多陰雨潮濕天氣，不適合調(diào)制干草，因此除了部分直接青飼外，多以青貯利用為主。青貯時(shí)宜在開花前收獲，但是由于“大黑山”飼用薏苡含水量較高，青貯前一般通過凋萎處理降低含水量，凋萎處理可以減少青貯過程中流汁損失，增加干物質(zhì)含量，抑制有害微生物的活動(dòng)[2]。乳酸菌制劑是常用的青貯發(fā)酵促進(jìn)劑，能提高乳酸含量，降低pH值[3]。兩者均能夠提高發(fā)酵品質(zhì)，減少發(fā)酵過程中的營養(yǎng)物質(zhì)損失。董潔等[4]研究了不同添加劑和凋萎程度對(duì)串葉松香草青貯品質(zhì)的影響，結(jié)果表明串葉松香草鮮貯效果較差，而凋萎4 h后青貯感官品質(zhì)優(yōu)良，發(fā)酵品質(zhì)和營養(yǎng)價(jià)值得到提高。目前國內(nèi)還沒有關(guān)于“大黑山”薏苡青貯方面的研究，因此本試驗(yàn)采用袋裝青貯的方法對(duì)“大黑山”飼用薏苡刈割后進(jìn)行凋萎及添加乳酸菌處理，探討凋萎及乳酸菌對(duì)“大黑山”薏苡青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響，為調(diào)制優(yōu)質(zhì)“大黑山”飼用薏苡青貯飼料和其在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用推廣提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

青貯原料：“大黑山”飼用薏苡，種植于貴州省草地技術(shù)試驗(yàn)推廣站獨(dú)山試驗(yàn)基地，于2018年6月種植，采用莖節(jié)扦插繁殖的方式育苗移栽，移栽前每穴施有機(jī)肥1～2 kg、復(fù)合肥0.1 kg，栽培密度450 株·畝-1。9月刈割，刈割時(shí)株高為2 m，營養(yǎng)成分見表2。

青貯添加劑：乳酸菌為臺(tái)灣亞芯生物科技有限公司生產(chǎn)的專用青貯添加劑，活性乳酸菌數(shù)量為1.0×1010cfu· g-1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

設(shè)4個(gè)處理分別為對(duì)照組(C)；凋萎處理組(W)，自然條件下田間晾曬6～8 h；乳酸菌處理組(LAB)，乳酸菌添加以鮮草比重計(jì)算，添加量為0.025 g·kg-1；凋萎和乳酸菌處理組(W+LAB)，凋萎處理后添加乳酸菌，添加量同上。每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1青貯飼料調(diào)制 采用袋裝青貯的方法，將刈割后的“大黑山”薏苡切短至2 cm左右，并立即取一定量鮮樣測(cè)定營養(yǎng)成分。經(jīng)凋萎處理和添加乳酸菌制劑后，將莖葉充分混合均勻裝入35 cm×50 cm的聚乙烯青貯袋中并抽真空，每袋重約3 kg，密封后置于自然條件下避光貯藏，青貯60 d后打開青貯袋測(cè)定其營養(yǎng)成分和發(fā)酵品質(zhì)。

1.3.2營養(yǎng)成分分析 將所取的鮮草樣品及青貯飼料，在65℃條件下用烘箱烘干至恒重，取出后立即冷卻稱重，測(cè)定干物質(zhì)(Dry matter，DM)含量，烘干后粉碎通過1mm篩，用于測(cè)定相應(yīng)營養(yǎng)成分，測(cè)定方法參照張麗英的方法[5]。粗蛋白質(zhì)(Crude protein，CP)采用凱氏定氮法測(cè)定；粗脂肪(Ether extract，EE)采用索氏脂肪提取法測(cè)定；粗灰分(Crude ash，CA)采用干灰化法測(cè)定；水溶性碳水化合物(Water soluble carbohydrate，WSC)含量采用蒽酮-硫酸比色法測(cè)定；中性洗滌纖維(Neutral detergent fiber，NDF)采用GB/T 20806-2006測(cè)定；酸性洗滌纖維(Acid detergent fiber，ADF)采用NY/T 1459-2007測(cè)定；半纖維素含量(Hemicellulose)以中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量之差計(jì)算；鈣(Ca)采用高錳酸鉀法測(cè)定；全磷(P)采用鉬黃分光光度法測(cè)定。

1.3.3青貯發(fā)酵品質(zhì)分析 青貯60 d后打開青貯袋，然后將青貯飼料樣品充分混合均勻，稱取30 g青貯飼料置于250 mL錐形瓶中，加入100 mL去離子水，在4℃的冰箱內(nèi)浸提24 h。然后通過2層紗布和濾紙進(jìn)行過濾，濾液收集于可密封的塑料瓶中，用來測(cè)定pH值、氨態(tài)氮和有機(jī)酸。pH值用pH計(jì)測(cè)定；氨態(tài)氮(NH3-N，AN)含量采用苯酚-次氯酸鈉比色法測(cè)定；有機(jī)酸采用高效氣相色譜儀測(cè)定，包括乳酸(Lactic acid，LA)、乙酸(Acetic acid，AA)、丙酸(Propionic acid，PA)和丁酸(Butyric acid，BA)，揮發(fā)性脂肪酸(Volatile fatty acids，VFA)為乙酸、丙酸和丁酸之和。

1.3.4V-Score評(píng)分分析 V-Score評(píng)分體系是以青貯飼料中氨態(tài)氮/總氮值和揮發(fā)性脂肪酸含量來評(píng)定發(fā)酵品質(zhì)的優(yōu)劣，滿分為100分。根據(jù)評(píng)分體系，將青貯飼料品質(zhì)分為良好(>80分)、尚可(60～80分)和不良(<60分)3個(gè)級(jí)別(表1)。

表1 青貯飼料V-Score評(píng)分Table 1 V-Score evaluation for silage

注：XN、XA、XB分別為氨態(tài)氮/總氮值/%、乙酸+丙酸含量/%FM、丁酸含量/%FM；YN、YA、YB分別為氨態(tài)氮/總氮、乙酸+丙酸、丁酸的得分，Y為總評(píng)分

Note:XN:The value of AN/TN/%;XA:The content of acetic acid+propionic acid/%FM;XB:The content of butyric acid/%FM;YN:The score of AN/TN;YA:The score of acetic acid+propionic acid;YB:The score of butyric acid.Y:The total score

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel與SPSS軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和方差分析，采用單因素方差分析(ANOVA)，并用Duncan(D)進(jìn)行比較，顯著水平為P<0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 大黑山薏苡主要營養(yǎng)成分

大黑山薏苡的營養(yǎng)成分如表2所示。

表2 大黑山薏苡主要營養(yǎng)成分Table 2 The main nutritional components ofCoix lacryma-jobi

注：DM：干物質(zhì)；FM：鮮物質(zhì)。下同

Note:DM:Dry matter;FM:Fresh matter. The same as below

2.2 青貯營養(yǎng)價(jià)值分析

如表3所示，W組和W+LAB組干物質(zhì)含量顯著高于對(duì)照組和LAB組(P<0.05)，比對(duì)照組分別增加37.4%和49.9%(P<0.05)。LAB組和W+LAB組的粗蛋白質(zhì)含量顯著高于對(duì)照組(P<0.05)，分別增加16.4%和18.1%。各組的水溶性碳水化合物、半纖維素和磷含量均無顯著差異，W+LAB處理組的粗脂肪顯著高于其他各組(P<0.05)，凋萎處理組的中性洗滌纖維含量顯著高于其他各組(P<0.05)，酸性洗滌纖維含量顯著高于對(duì)照組和LAB組(P<0.05)，粗灰分和鈣含量沒有明顯的變化規(guī)律。

2.3 青貯發(fā)酵品質(zhì)分析

如表4所示，青貯發(fā)酵60 d后，LAB組和W+LAB組的乳酸含量顯著增加(P<0.05)，W組的乳酸含量顯著低于其他各組(P<0.05)。LAB組的pH值顯著降低(P<0.05)，W組的pH值顯著高于其他各組(P<0.05)。與C組相比，LAB組乙酸含量顯著增加(P<0.05)，W+LAB組的乙酸含量顯著降低(P<0.05)，各組沒有檢測(cè)到丁酸，但有少量丙酸產(chǎn)生，C組和W組的丙酸含量顯著高于LAB組和W+LAB組(P<0.05)，W+LAB組的總揮發(fā)性脂肪酸含量顯著低于其他各組(P<0.05)。W+LAB組的乳酸/乙酸值顯著高于其他各組(P<0.05)，而W+LAB組的氨態(tài)氮/總氮值顯著低于其他各組(P<0.05)。

表3 凋萎和添加乳酸菌對(duì)大黑山薏苡青貯飼料營養(yǎng)價(jià)值的影響Table 3 Effects of wilting and adding lactic acid bacteria on the nutritional value of Coix lacryma-jobi silage

注：不同字母表示各處理間差異顯著(P<0.05)，下同

Note：Different letters indicate significant difference among the treatments at the 0.05 level,the same as below

表4 凋萎和添加乳酸菌對(duì)大黑山薏苡青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響Table 4 Effects of wilting and adding lactic acid bacteria on the fermentation quality of Coix lacryma-jobi silage

注：“—”表示低于檢測(cè)限

Note：“—”means not detected

2.4 青貯發(fā)酵品質(zhì)V-Score評(píng)分分析

采用V-Score評(píng)分體系對(duì)大黑山薏苡青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)進(jìn)行評(píng)分(圖1所示)，結(jié)果表明各處理組的青貯飼料總體評(píng)價(jià)均為良好(>80分)，W組、LAB組和W+LAB組的得分分別為93.37分、99.00分和99.46分，C組得分為95.91分，W組得分最低，顯著低于其他各組(P<0.05)。LAB組和W+LAB組的得分差異不顯著，但是顯著高于C組和W組(P<0.05)。

圖1 凋萎和添加乳酸菌對(duì)大黑山薏苡青貯發(fā)酵品質(zhì)得分的影響Fig.1 Effects of wilting and adding lactic acid bacteria on the fermentation quality score of Coix lacryma-jobi silage注：C:對(duì)照組；W:凋萎；LAB:乳酸菌；W+LAB:凋萎和乳酸菌Note：C:control;W:Wilting;LAB:lactic acid bacteria;W+LAB:Wilting+lactic acid bacteria

3 討論

青貯原料水分含量是影響青貯發(fā)酵品質(zhì)的重要因素之一，含水量過高不僅容易引起汁液損失，而且容易導(dǎo)致梭狀芽孢桿菌等腐敗菌的發(fā)酵，產(chǎn)生大量丁酸，影響青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì)[6-7]。LAB組和W+LAB組的粗蛋白質(zhì)含量比對(duì)照組顯著增加，表明添加乳酸菌或凋萎和乳酸菌組合處理促進(jìn)乳酸發(fā)酵，快速降低青貯飼料pH值，抑制蛋白酶和腐敗菌的活性，從而降低了蛋白質(zhì)的損失[8-9]。本試驗(yàn)中，凋萎處理增加了中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量，但是乳酸菌處理對(duì)中性洗滌纖維含量沒有影響，這與劉輝[10]等研究結(jié)論一致。李平等[11]研究認(rèn)為隨著干物質(zhì)含量的增加，霉菌、酵母菌、梭菌等微生物的活動(dòng)受到抑制，減少了對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的耗損，導(dǎo)致了青貯飼料中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量增加。

青貯質(zhì)量的好壞取決于乳酸菌的發(fā)酵作用，因此乳酸菌制劑是一類常用于飼草青貯生產(chǎn)的發(fā)酵促進(jìn)劑，其中主要含有乳酸菌、酶和一些活化劑等[12-13]。本研究中LAB組的乳酸含量顯著增加，氨態(tài)氮含量和pH值顯著降低，這與其他研究結(jié)果相一致[14-17]，添加乳酸菌制劑能有效促進(jìn)乳酸快速發(fā)酵，提高青貯飼料乳酸含量，降低青貯飼料的pH值，抑制植物酶和有害微生物的活性，降低營養(yǎng)物質(zhì)的損失，從而提高青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì)。W組的乳酸含量顯著低于其他各組，pH值顯著高于其他各組，這與Kim等[18]的研究結(jié)果相似，水分含量降低導(dǎo)致乳酸含量降低和pH升高。本研究中“大黑山”薏苡通過凋萎處理沒有獲得良好的青貯發(fā)酵效果，主要是因?yàn)轱曈棉曹忧o稈粗硬、木質(zhì)化程度比較高，青貯不易壓實(shí)，延長了青貯初期的呼吸作用和好氧型微生物的活動(dòng)時(shí)間，從而促進(jìn)了酪酸菌等有害微生物的活性[19]，抑制了乳酸的發(fā)酵，pH值較高，也可能是因?yàn)榈蛭幚韺?dǎo)致植株本身所附著的乳酸菌活動(dòng)受到抑制，故青貯品質(zhì)較差。因此，“大黑山”薏苡青貯時(shí)建議要進(jìn)行壓扁和揉搓處理，破壞其物理結(jié)構(gòu)，便于青貯壓實(shí)，提高發(fā)酵品質(zhì)，而凋萎前后乳酸菌數(shù)量的變化趨勢(shì)有待進(jìn)一步研究。W+LAB組的乳酸含量顯著增加，pH值和乳酸/乙酸值降低，表明在凋萎的基礎(chǔ)上通過添加乳酸菌制劑取得了理想的青貯發(fā)酵效果，添加乳酸菌能夠有效利用水溶性碳水化合物轉(zhuǎn)化為乳酸，從而降低pH值，營養(yǎng)物質(zhì)保存較好。

氨態(tài)氮的產(chǎn)生使青貯飼料產(chǎn)生惡臭味，手感發(fā)粘，嚴(yán)重影響青貯飼料的適口性和動(dòng)物采食量，枯草芽孢桿菌等的腐敗菌能夠分解蛋白質(zhì)產(chǎn)生氨態(tài)氮，氨態(tài)氮/總氮值越高，表明蛋白質(zhì)被微生物分解程度越高，青貯品質(zhì)就越差[6]。本試驗(yàn)中，C組和W組的丙酸含量顯著高于LAB組和W+LAB組，W組的氨態(tài)氮/總氮值顯著高于對(duì)照組，W+LAB組的氨態(tài)氮/總氮值顯著降低，這與W+LAB組有較高乳酸，較低乙酸和pH值的結(jié)果相印證，在低pH值環(huán)境中，抑制了腐敗菌和一些植物蛋白酶的活性，減少發(fā)酵損失，降低了氨態(tài)氮產(chǎn)生，因此W+LAB組青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)V-Score得分顯著增加。本研究結(jié)論與蔣慧、郭剛等[20-21]研究結(jié)果相一致。

4 結(jié)論

“大黑山”飼用薏苡可以直接青貯利用，但是單獨(dú)凋萎處理效果不理想，建議在實(shí)際生產(chǎn)中，在凋萎的基礎(chǔ)上添加乳酸菌制劑的青貯發(fā)酵效果較好，能明顯改善青貯發(fā)酵品質(zhì)和提高營養(yǎng)價(jià)值。