刈割期及青貯時長對飼草青貯品質的影響

賈龍，王敬寬，王艷，李帥，柳新偉

（青島農業(yè)大學資源與環(huán)境學院，山東 青島 266109）

山東濱海鹽堿地面積為592 673 hm2，占全省耕地總面積的16.67%，主要集中在黃河三角洲地區(qū)［1］。此區(qū)域冬春季土壤鹽分高，不適于一般農作物生長［2］，多為一年一熟制。但是黑麥（Secale L.）、小黑麥（Triticosecale Wittmack）等耐鹽性較高的青貯作物具有抗逆性強、品質優(yōu)良、產量大等特點［3，4］，既可以在4月份壓青作綠肥，又可以在5月上、中旬青貯作飼料，可與當?shù)氐拿藁?、花生等春季作物輪作，充分利用冬閑農田的土地和光熱資源［5，6］。

一熟制下常規(guī)棉花播種時間為4月底，而青飼料-短季棉模式中植棉期可適當推遲，但會出現(xiàn)短季棉播期與飼草刈割期相沖突現(xiàn)象。棉花盡可能早播可延長生育期、增加產量，但會造成青貯飼料品質降低。因此確定合理的刈割期是實現(xiàn)青飼料-短季棉輪作高效的前提，但缺乏系統(tǒng)數(shù)據(jù)支持。已有研究明確刈割期不同對青貯品質影響顯著［7］，如PI239743、PI239765、PI239772等黑麥草品種在抽穗期進行青貯其品質最好［8］，小黑麥在蠟熟始期-中期青貯利用率較高［9］。孫元樞［10］認為開花期為小黑麥的最佳刈割期。藤田裕等［11］研究發(fā)現(xiàn)，牧草開花期刈割后青貯，可改善發(fā)酵品質，但干物質消化率逐漸下降。也有一些國外學者認為禾本科牧草的最佳刈割期為乳熟至蠟熟早期［7］。但鹽堿農田水分缺乏、鹽度高等脅迫往往造成作物早衰，其青貯品質、合適刈割期及下茬作物播種期需充分考慮鹽堿地的實際情況。

青貯飼料投喂家畜時，如不能一次性消耗，剩余飼料暴露在空氣中，易使微生物大量增殖，乳酸分解，營養(yǎng)價值降低［12］。因此，研究飼草青貯過程中的營養(yǎng)品質變化有利于實現(xiàn)計劃性投喂，且由于不同時期收獲，其成分、水分含量不同等都可影響青貯時長，如添加劑對木薯葉青貯品質影響的時長為30天［13］，紫花苜蓿和無芒雀麥混合對青貯品質影響的時長為45天［14］。

本試驗通過對黑麥和小黑麥在不同刈割期及青貯時間下營養(yǎng)指標和青貯品質的比較，選出合適的刈割期，探明不同品種青貯營養(yǎng)特性的最優(yōu)時期，為棉飼兩熟生產和青貯生產提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于山東省東營市利津縣汀羅鎮(zhèn)毛坨村，為濱海鹽堿土，耕層土壤基本理化性質如表1所示。該地屬暖溫帶季風氣候，年均氣溫12.5℃。

表1 試驗地耕層土壤基本理化性質

1.2 試驗設計

供試飼草為黑麥和小黑麥，其中黑麥品種為冬牧70（T1），小黑麥品種為黑麥3241（T2）、黑麥1048（T3）、冀飼1號（T4）和冀飼2號（T5）。前茬作物為棉花。完全隨機區(qū)組設計，重復3次。小區(qū)面積：7 m×10 m=70 m2。2017年10月20日播種，行距15 cm，播量225 kg/hm2。

刈割期試驗：于2018年4月26日、5月8日、5月19日每個小區(qū)選取長勢均勻的3個點刈割，面積0.5×1=0.5 m2，樣品裝入尼龍袋帶回實驗室，洗凈晾干，切碎至1～2 cm后混勻，再裝入密封袋后抽真空避光保存30 d。每個品種每個時期處理3袋。

青貯時長試驗：于2018年5月19日每個小區(qū)選取長勢均勻的3個點，每點刈割0.5 m2（0.5 m×1 m），將樣品裝入尼龍袋后帶回實驗室，洗凈晾干，切碎至1～2 cm后充分混勻，再放入密封袋后抽真空分別避光保存30、45 d和60 d。每個品種每個時長處理3袋。

1.3 品質測定及方法

1.3.1 青貯發(fā)酵品質測定 使用精密酸度計測定pH值（HI2221型）；使用流動分析儀測定氨態(tài)氮（ammoniacal nitrogen）含量；使用高效液相色譜儀測定乳酸（lactic acid）、乙酸（acetic acid）、丙酸（propionic acid）和丁酸（butyric acid）含量［15］。

1.3.2 青貯營養(yǎng)品質測定 用凱氏定氮法測定粗蛋白（crude protein）含量［16］；用范氏中性洗滌纖維法和范氏酸性洗滌纖維法測定中性洗滌纖維（neutral detergent fiber）和酸性洗滌纖維（caid detergent fiber）含量［17］；用釩鉬黃比色法測定總磷（total phosphorus）含量［17］。

1.4 數(shù)據(jù)分析

用Microsoft Excel 2019進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和制圖，SPSS軟件進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 刈割期對飼草營養(yǎng)成分和發(fā)酵品質的影響

2.1.1 對飼草營養(yǎng)成分的影響 表2為供試品種不同刈割期青貯30 d后的營養(yǎng)成分狀況。T1、T3、T4、T5水分含量4月26日刈割最高，分別為80.03%、85.01%、82.25%和79.11%；T2水分含量隨刈割時間推遲呈先降低后增加趨勢，但差異不顯著（P＞0.05）。粗蛋白含量隨刈割期推遲而降低；各品種粗蛋白含量均為4月26日刈割最高，分別為15.47%、21.83%、20.65%、18.67%和20.25%，但隨刈割期推遲粗蛋白含量降幅減小。T1、T2總磷含量不同刈割期間差異顯著，其它品種差異不顯著（P＞0.05）。中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量均隨刈割期推遲而增加，5月19日達到最高，且不同刈割期間差異顯著（P＜0.05）。

表2 刈割期對飼草營養(yǎng)成分的影響 （%）

2.1.2 對飼草發(fā)酵品質的影響 表3為供試品種不同刈割期青貯30 d后的發(fā)酵品質。T1、T2、T4、T5隨刈割期推遲pH值變化差異顯著（P＜0.05）。5月8日與4月26日刈割相比，T4、T3、T2、T1、T5乳酸含量依次增加29.2%、25.6、22.9%、18.0%和3.4%；5月19日與5月8日刈割相比，T2、T3、T1、T4、T5乳酸含量依次減少45.5%、43.3%、38.2%、33.5%和32.5%。T2、T3乙酸含量先降低后增加，T1、T4、T5先增加后降低。丙酸和丁酸含量均在0.1%以下，5月19日刈割時T4丙酸含量最高為0.1%，4月26日刈割時T5丁酸含量最高為0.9%。T1、T2、T3隨刈割期推遲氨態(tài)氮/總氮先增加后降低且后兩個時期差異不顯著（P＞0.05），T4、T5差異不顯著。

表3 刈割期對飼草發(fā)酵品質的影響

2.2 青貯時長對飼草營養(yǎng)成分和發(fā)酵品質的影響

2.2.1 對飼草營養(yǎng)成分的影響 表4為供試品種不同青貯時長下的營養(yǎng)成分狀況。青貯45 d時水分含量顯著高于青貯30 d（P＜0.05），T2、T3、T4、T1、T5依次增加3.5%、3.67%、2.7%、2.0%和0.94%。所有品種粗蛋白含量青貯30 d達到最高，分別為9.88%、14.31%、14.80%、12.12%和13.71%，除T1外其它品種均表現(xiàn)顯著。隨青貯時長增加，除水分含量呈增加趨勢、粗蛋白含量呈先增加后降低趨勢外，其它所有指標呈下降趨勢。T4、T5總磷含量青貯60 d時最低，都為0.18%，差異顯著。所有品種中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量均為青貯60 d時最低，分別為57.01%、58.78%、58.68%、58.84%、61.88%和31.01%、32.88%、32.55%、33.12%、36.40%，差異顯著（P＜0.05）。

表4 青貯時長對飼草營養(yǎng)成分的影響

2.2.2 對飼草發(fā)酵品質的影響 由表5看出，隨青貯時長增加，所有品種pH值呈降低趨勢，且青貯30 d和45 d時下降較快，T2、T5、T3、T1、T4后者比前者依次減少8.7%、4.7%、4.5%、4.3%和3.0%。乳酸、乙酸含量和氨態(tài)氮/總氮比值，隨青貯時長增加呈上升趨勢，青貯60 d時最高，乳酸含量分別為2.39%、2.40%、2.45%、2.83%和2.48%，乙酸含量分別為1.16%、1.22%、1.32%、1.24%和1.13%，氨態(tài)氮/總氮比值分比為6.63、7.34、6.56、6.66和7.14。

表5 青貯時長對飼草發(fā)酵品質的影響

各品種不同青貯時長處理丙酸含量均在0.1%以下，青貯45 d時T3含量最高，為0.09%。除青貯45 d處理T2丁酸含量為0.1%外，其它條件下含量均在0.1%以下。

3 討論

3.1 刈割期對供試品種營養(yǎng)品質的影響

適宜的含水量是青貯原料正常發(fā)酵的必備條件之一，普遍可接受的青貯原料最適含水量為65%～70%［18］。本試驗結果表明，刈割提前，其含水量過高，達到85.01%，不適合青貯；隨著刈割期推遲，飼草含水量降低，逐漸達到最適范圍，除T2外其它品種均在5月19日時含水量在最適范圍內。將生育期作為判斷青貯飼草最佳刈割期簡單易行，但有一定局限性，而將水分與刈割期結合則有一定實用價值，鹽堿地中采用還需要其它輔助指標。這主要是因為鹽堿地條件差，很多作物易早衰［19］，且含水量低。已有研究表明飼草的最佳刈割期不同地區(qū)有所差異［20］，如小黑麥最佳刈割期黑龍江為分蘗盛期［21］，河北為抽穗期［22］。

粗蛋白、中性和酸性洗滌纖維含量是衡量青貯飼料優(yōu)劣的重要指標，粗蛋白含量越高，中性和酸性洗滌纖維含量越低說明青貯效果越好，飼料品質越高［14］，越易于被畜禽采食吸收。本試驗發(fā)現(xiàn)刈割期推遲降低粗蛋白含量、增加中性和酸性洗滌纖維含量，這與丁一［23］、梁英［24］等的研究結果相似。

本試驗若以粗蛋白、中性和酸性洗滌纖維含量作為指標確定青貯飼料刈割期可發(fā)現(xiàn)，刈割期越早越有利于青貯，但濱海鹽堿地鹽分高、有機質含量低，只考慮前三者則過于片面，結合與下茬作物的茬口銜接和測定結果認為，5月8日—19日為最佳刈割期。短季棉需盡量提前播種，則可選擇5月8日前后刈割，為棉花爭取更長生育期。

3.2 刈割期對供試品種飼料品質的影響

pH值是決定青貯原料發(fā)酵成敗的關鍵因素，酸性條件不利于有害菌的生長，但利于乳酸菌的繁殖。本試驗結果表明，隨刈割期推遲，除冀飼系列pH值增高外，其它供試品種則先降低后增加，說明5月8日、5月19日刈割對發(fā)酵成功更有利，這與云穎等［25］的研究結果有相似之處。其主要原因在于，發(fā)酵前期乳酸菌的作用使糖分不斷轉化為有機酸，使pH值逐漸下降，而到后期過酸的環(huán)境和過高的溫度以及消耗的糖分使pH值停止下降且有輕微回升。

氨態(tài)氮/總氮是青貯過程中由蛋白質分解而產生［26］。氨態(tài)氮/總氮比值反映蛋白質和氨基酸的分解程度，數(shù)值越高表明青貯質量越差［27］。本試驗中，除T3外其它品種的氨態(tài)氮/總氮比值5月8日刈割數(shù)值最低，且后兩個時期數(shù)值變化不大。這種變化趨勢原因可能是，青貯前期雖然以乳酸菌為主，但也存有其它雜菌，可導致蛋白質的分解，但隨著青貯進程酸性環(huán)境抑制了其它微生物的活動，從而也能保持原料中的營養(yǎng)物質。

青貯過程中有機酸是可溶性糖厭氧發(fā)酵的主要產物，其含量和組成比例是評價青貯品質的重要指標。本試驗中，5月8日刈割青貯的各個品種乳酸含量最高。這與氨態(tài)氮/總氮的結果基本一致。Fraser等［28］研究表明，18周至20周生長期的羽衣甘藍（Brassica oleracea）調制青貯飼料與15周的相比，乳酸含量升高、NH3-N降低，這與本研究結果一致。

3.3 青貯時長對供試品種營養(yǎng)品質的影響

粗蛋白是衡量飼用價值的重要指標之一，其含量越高表明飼用價值越大［29］。本試驗結果表明，4個小黑麥品種粗蛋白含量顯著高于黑麥冬牧70，且黑麥系列顯著高于冀飼系列。隨著青貯時長增加，粗蛋白含量降低。表明以粗蛋白為指標，青貯時長越長越不利。

中性和酸性洗滌纖維含量越高，青貯飼料消化率越低，采食率越低［26］。其含量動態(tài)隨時長變化與粗蛋白含量動態(tài)相似，均隨青貯時長增加而降低，這種影響從青貯飼料評價上則表現(xiàn)為負相關［30］。因此，確定青貯時長需綜合考慮其對粗蛋白和纖維含量的影響。這與翁美玲的研究結果相似［31］。

3.4 青貯時長對供試品種飼料品質的影響

pH值是影響發(fā)酵品質重要指標之一，酸性條件有利于限制植物酶活性，抑制有害微生物的數(shù)量，減少蛋白質降解［32］。本試驗中，pH值隨青貯時長而降低，且在30 d時基本達到穩(wěn)定，青貯45、60 d時pH值雖然降低但差異不顯著。氨態(tài)氮/總氮值反映蛋白質和氨基酸的分解程度，數(shù)值越高分解程度越大，青貯質量越差［33］。本試驗中，所有品種都表現(xiàn)出氨態(tài)氮/總氮比值隨青貯時間延長而增加，這也與粗蛋白含量隨青貯時間延長而降低相對應，而青貯45、60 d時變化較小。

有機酸含量可以反映青貯品質，其中最重要的是乳酸［34］。本試驗中，乳酸含量最高的是冀飼1號（T4），為2.56%，但各品種之間差別較少。乳酸含量隨青貯時長增加而增加，但青貯45 d與60 d大多差異不大，這與劉蓓一等［35］的研究結果相似。本研究中，結合營養(yǎng)指標和青貯品質各項指標來看，黑麥和小黑麥青貯30 d達到相關品質指標要求，青貯30 d和45 d之間投喂最佳。由于缺乏30 d前更為詳細的分階段測定，所以下一步需要進一步細化測定時間，以期確定更為合理的青貯和投喂時間。

4 結論

從粗蛋白、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維含量等指標來看，4月26日刈割青貯品質更好，但從乳酸含量、氨態(tài)氮/總氮等指標來看，5月19日刈割青貯品質更好，結合生產實際并考慮到東營鹽堿地的生產方式認為，5月8日—19日刈割較合適。

關于青貯時長，青貯30 d基本能達到相關品質指標要求，雖然隨著青貯時長的增加各項指標仍在變化，但變化較為復雜，對粗蛋白含量指標不利，而對中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量則有利，綜合考慮認為青貯30 d和45 d之間投喂最佳。