乙酸添加對苜蓿、稻秸與玉米干全酒糟混合青貯品質(zhì)影響研究

李 慧，王青蘭，徐圣明，曹 欣，嚴 波，張志飛

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，長沙 410128）

紫花苜蓿（Medicago sativa）因粗蛋白含量高、適口性好、適應(yīng)性強等優(yōu)點被譽為“牧草之王”，是草牧業(yè)發(fā)展的重要豆科飼草資源［1］。但其具有緩沖性能高、水溶性碳水化合物含量低等特點，單獨青貯的發(fā)酵品質(zhì)較難保障［2，3］。許多研究表明，豆科牧草與禾本科牧草混合后調(diào)制青貯飼料，既可降低青貯料pH值，提高乳酸含量、反芻家畜采食量以及瘤胃養(yǎng)分的消化率，又能彌補單獨青貯導(dǎo)致的營養(yǎng)物質(zhì)不平衡［4］。水稻（Oryza sativa）秸稈資源豐富且易儲存，但大部分未得到合理利用［5］；玉米干全酒糟［Distiller’s Dried Grain with Solubles（corn），DDGS］是優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)飼料，粗蛋白含量大于26%，氨基酸、蛋白質(zhì)和維生素含量均高于玉米，且含有大量生長因子。前期研究發(fā)現(xiàn)，80%新鮮紫花苜蓿與5%稻秸、15%DDGS進行混合青貯，可提高混合青貯飼料的蛋白含量，生產(chǎn)較為優(yōu)質(zhì)的青貯飼料，但有氧穩(wěn)定性略差［6］。有機酸及其鹽類可以迅速地降低青貯初期的pH值，抑制植物酶和微生物活性，現(xiàn)已作為青貯發(fā)酵抑制劑廣泛應(yīng)用于青貯飼料生產(chǎn)中［1］。其中乙酸是良好的酸化劑、防腐劑，可抑制好氧微生物和酵母生長［7］，減少對發(fā)酵底物的消耗，提高青貯發(fā)酵有氧穩(wěn)定性［8］。

本試驗通過研究添加不同濃度乙酸對紫花苜蓿、水稻秸稈與DDGS混合青貯發(fā)酵品質(zhì)、營養(yǎng)品質(zhì)以及有氧穩(wěn)定性的影響，探討紫花苜蓿、水稻秸稈與DDGS混合青貯最適宜的乙酸濃度，為制定紫花苜蓿、水稻秸稈與DDGS混合青貯技術(shù)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

青貯材料為常德市西湖管理區(qū)試驗地種植的紫花苜蓿，趁晴天收割同時粉碎至1～2 cm待用。玉米干全酒糟（DDGS）為孟州市厚源生物科技有限公司產(chǎn)，水稻秸稈為當(dāng)?shù)厥斋@的水稻秸稈粉碎至1～2 cm。青貯材料化學(xué)成分見表1。

乙酸（36%）購自國藥集團化學(xué)試劑有限公司。青貯容器為35 cm×50 cm聚乙烯單向排氣真空青貯飼料袋。

1.2 試驗設(shè)計

試驗采用單因素完全隨機設(shè)計，設(shè)6個處理組，乙酸添加濃度分別是2 mL/kg（A2組）、4 mL/kg（A3組）、6 mL/kg（A4組）、8 mL/kg（A5組）、10 mL/kg（A6組），對照組（CK）與其他處理添加劑等量的水。將紫花苜蓿、水稻秸稈與玉米干全酒糟（DDGS）按質(zhì)量比例80%、5%和15%混合均勻后，分別噴灑不同濃度的乙酸，再次混合均勻，裝入聚乙烯青貯袋中，每袋500 g左右，每個處理4次重復(fù)。發(fā)酵30 d后開包取樣，進行青貯各營養(yǎng)成分和發(fā)酵品質(zhì)的測定。

表1 青貯原料化學(xué)成分分析 %Table 1 Chemical composition analysis of silage raw material

1.3 青貯飼料品質(zhì)測定

感官評價后，每重復(fù)取20 g青貯鮮料（剪碎，充分混勻）裝入250 mL錐形瓶，加入180 mL去離子水，用榨汁機（九陽JYL-C012型多功能攪拌機）將其榨碎，先后用4層紗布過濾，得到青貯飼料浸提液，用于pH值、氨態(tài)氮（NH3-N）和乳酸（Lactic acid，LA）的測定，各處理取3個重復(fù)進行指標測定。pH值采用Spectrum公司SI400型pH計測定；氨態(tài)氮測定方法參照T/CAAA 003-2018中的苯酚-次氯酸鈉比色法［9］；乳酸含量使用高效液相色譜儀（Agilent 1290）測定［10］。

其余青貯飼料，105℃殺青15 min后，65℃烘干至恒重，測定營養(yǎng)指標，各指標均測3次重復(fù)。采用凱氏定氮法測定全氮（Total Nitrogen，TN）含量［11］，粗蛋白含量（Crude protein，CP）=TN×6.25。酸性洗滌纖維（Acid detergent fiber，ADF）和中性洗滌纖維（Neutral detergent fiber，NDF）采用范氏法測定［11］，可溶性碳水化合物（Water Soluble Carbohydrates，WSC）采用蒽酮比色法測定［12］。

1.4 青貯飼料有氧穩(wěn)定性測定

青貯開包后裝入小塑料桶中，將MDL-1048A高精度溫度記錄儀的傳感器插入小桶中，蓋上潔凈的紗布，防止外界污染和減少水分損失。然后將傳感接線接入記錄儀，插入U盤進行觀測記錄。設(shè)置一個空白桶插入傳感器作為對照，測量15 d結(jié)束試驗。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用DPS 7.05對所測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。數(shù)據(jù)均采用平均值±標準差表示，分別對添加不同濃度乙酸的青貯料發(fā)酵品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)進行單因素LSD多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵品質(zhì)分析

由表2可知，乙酸添加組的pH值顯著低于CK組（P＜0.05），A2、A3處理間差異不顯著，A5、A6處理間差異不顯著，A4顯著低于其他處理組（P＜0.05）。CK的總氮中氨態(tài)氮占比顯著高于A4（P＜0.05），但與其它處理組差異不顯著。乳酸濃度隨乙酸添加量的升高而降低，CK組的乳酸含量顯著高于A5和A6（P＜0.05），A3與A2、A4、A5無顯著差異。

表2 添加不同濃度乙酸處理的混合青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)比較Table 2 Comparison of fermentation quality of mixed silage treated with different concentrations of acetic acid

2.2 營養(yǎng)成分分析

CK組粗蛋白含量為16.65%，顯著低于添加乙酸處理組的粗蛋白含量（P＜0.05），5個添加不同乙酸濃度的處理組之間沒有顯著差異。A3組的ADF值顯著低于CK組和A6組（P＜0.05），而與A2、A4、A5差異不顯著。CK和5個處理組的NDF值無顯著性差異。A2組的WSC為1.93%，與CK、A3、A4和A5差異不顯著，但與A6差異顯著（P＜0.05）。

表3 添加不同濃度乙酸處理的混合青貯常規(guī)營養(yǎng)成分比較 %Table 3 Comparison of nutritional components of mixed silage with different concentration of acetic acid

2.3 有氧穩(wěn)定性分析

從表4來看，隨著乙酸添加濃度增加，青貯料有氧穩(wěn)定時間延長，青貯效果越好。除A2組與CK組的有氧穩(wěn)定時間相同，其它處理組的有氧穩(wěn)定時間均高于對照組，其中A6的有氧穩(wěn)定性最佳，穩(wěn)定時間超過360 h。

表4 添加不同濃度乙酸處理的混合青貯有氧穩(wěn)定性比較Table 4 Comparison of aerobic stability of mixed silage with different concentration acetic acid

3 討論

3.1 添加乙酸對混合青貯營養(yǎng)品質(zhì)的影響

各乙酸處理組的粗蛋白含量較空白組顯著提高（P＜0.05），這可能是因為乙酸能制約有害微生物的生命活動，抑制了粗蛋白質(zhì)的分解，其青貯品質(zhì)和營養(yǎng)價值得到改善［13］，這與張亞格等［14］、Desta等［15］研究結(jié)果一致。WSC是青貯發(fā)酵過程中乳酸菌的底物，A2、A3、A4、A5組的WSC含量均高于CK對照組，說明乙酸能抑制乳酸菌發(fā)酵從而提高青貯飼料中的WSC含量。李君風(fēng)等［16］研究也發(fā)現(xiàn)，添加乙酸能很好地保存WSC含量。本實驗中乙酸處理組的ADF和NDF含量均較CK組有所降低，與許慶方等［17］研究結(jié)果一致，但6組數(shù)據(jù)整體無顯著差異，可見乙酸對青貯料中的ADF和NDF含量無顯著影響［17，18］。

3.2 添加乙酸對混合青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響

乙酸處理組的pH范圍在4.16～4.27，達到青貯pH值標準（pH值≤4.3），青貯效果優(yōu)良，乙酸添加處理組有效降低了pH值，與任志花等［7］和許慶方等［17］研究結(jié)果一致，其中A4組pH最低。青貯飼料中氨態(tài)氮占比大小能有效反應(yīng)蛋白質(zhì)水解程度，比值越大，則蛋白質(zhì)分解越多，青貯料發(fā)酵品質(zhì)不佳。本試驗中乙酸添加處理組氨態(tài)氮占比與空白對照組差異不顯著（P＞0.05），與王亞芳等［19］和Desta等［15］試驗結(jié)果一致。隨乙酸添加濃度升高，乳酸含量逐漸降低并且差異顯著（P＜0.05），與李金平等［8］研究結(jié)果一致，乳酸含量隨乙酸濃度增加而逐漸降低，且在青貯結(jié)束時相較于CK并未有過多可溶性碳水化合物殘留，可能是因為乙酸濃度過高，對乳酸產(chǎn)生抑制作用［20］；另一方面，乳酸可能被厭氧微生物分解進而產(chǎn)生其他有機酸［8］，導(dǎo)致乳酸降低的原因還有待進一步探究。

3.3 有氧穩(wěn)定性數(shù)據(jù)分析

有氧穩(wěn)定性是指在有氧條件下，青貯飼料核心溫度超過室溫2℃所需的時間。乙酸處理組的有氧穩(wěn)定性比未添加乙酸的有氧穩(wěn)定性好，且隨著乙酸濃度升高，有氧穩(wěn)定性增強，A6組（10 mL/kg）的有氧穩(wěn)定性時間達到了360 h，效果最好。此現(xiàn)象說明在有氧條件下，乙酸有助于提高青貯飼料的有氧穩(wěn)定性，這可能是由于乙酸抑制了酵母菌、霉菌等有害微生物的生長［21］。Danner等［22］研究認為，乙酸是能提高有氧穩(wěn)定性的唯一物質(zhì)，且隨著乙酸濃度增加，有氧穩(wěn)定時間也隨之呈指數(shù)級延長，這與本試驗的結(jié)果一致。馬旭光等［23］研究也表明，較高濃度乳酸會縮短青貯料的有氧穩(wěn)定性，有氧條件下，以乳酸為主要營養(yǎng)物質(zhì)的細菌、酵母菌和真菌會在此時生長繁殖，同時產(chǎn)生大量的熱量導(dǎo)致青貯飼料溫度上升。

4 結(jié)論

添加乙酸可顯著降低紫花苜蓿、水稻秸稈和DDGS混合青貯飼料的pH值與乳酸含量，且CP含量顯著提高，WSC、ADF與NDF含量均有降低但無顯著變化。隨著乙酸添加濃度升高，青貯料的有氧穩(wěn)定性提高。當(dāng)乙酸添加量為6 mL/kg時，混合青貯效果最佳。