多花黑麥草與大豆秸稈混合青貯發(fā)酵品質(zhì)的研究

閆艷紅，李君臨，郭旭生，玉柱，張新全＊，孫娟娟，羅燕

（1．四川農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，四川 雅安625014；2．蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國家重點實驗室，甘肅 蘭州730020；3．中國農(nóng)業(yè)大學(xué)草地研究所，北京100193；4．中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所，內(nèi)蒙古 呼和浩特010010）

多花黑麥草（Loliummultiflorum）是我國南方農(nóng)區(qū)種植最廣、栽培面積最大的優(yōu)良牧草［1］，各種家畜均喜食。其產(chǎn)草季節(jié)集中在12月－翌年5月，春季黑麥草的加工貯存對調(diào)節(jié)飼草的余缺十分重要。在我國南方陰雨多濕天氣下，青貯是較理想的加工方法。多花黑麥草刈割后直接青貯，因含水量高（＞85%），易引起酪酸發(fā)酵而導(dǎo)致失??；其刈割的季節(jié)又正是梅雨季節(jié)，不易萎蔫到青貯適宜含水量。舒惠玲［2］的研究表明，與單一的黑麥草青貯相比，黑麥草與稻草、尿素混貯，降低了黑麥草的水分含量和緩沖能，更易調(diào)制優(yōu)質(zhì)青貯飼料，增加了青貯料的粗蛋白含量，降低了制備青貯料的成本。黑麥草與白三葉（Trifoliumrepens）混貯，不但能明顯改善青貯料的發(fā)酵品質(zhì)，還可以提高適口性［3］?？追驳茫?］的研究結(jié)果表明，高水分黑麥草單一青貯得不到優(yōu)質(zhì)青貯料，添加麩皮或甜菜粕均可顯著降低青貯料的pH值、抑制腐敗菌對蛋白質(zhì)的分解，降低NH3的生成，明顯改善黑麥草青貯品質(zhì)和營養(yǎng)價值。Jones和Jones［5］總結(jié)了前人在高水分青貯料中，添加稻草、干草、谷物、膨潤土和干甜菜渣的研究結(jié)果，表明添加高纖維性物質(zhì)如稻草，雖然能夠吸水，但對發(fā)酵品質(zhì)影響不大。而原現(xiàn)軍等［6］則認(rèn)為將高水分牧草與農(nóng)作物秸稈混貯，可降低其含水量，改善青貯發(fā)酵品質(zhì)。

四川省是農(nóng)業(yè)大省，具有豐富的秸稈資源。近年來隨著套作大豆（Glycinemax）推廣面積的擴(kuò)增［7］，大豆秸稈總量也迅速增加，大豆秸稈較傳統(tǒng)作物水稻（Oryzalatifolia）、小麥（Triticumaestivum）、玉米（Zeamays）秸稈營養(yǎng)豐富［8］，但大豆秸稈與多花黑麥草混貯的研究還未見報道。在四川地區(qū)，夏大豆的收獲期為10月底，與第一茬黑麥草收獲期相近，為多花黑麥草與大豆秸稈混貯提供了條件。本研究旨在結(jié)合西南地區(qū)實際，將多花黑麥草與不同比例的大豆秸稈混合青貯，篩選出適宜的混合比例，為后續(xù)研究和生產(chǎn)實際提供理論依據(jù)和科學(xué)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1．1 試驗材料

供試材料為第一茬孕穗期的“長江2號”多花黑麥草、夏大豆秸稈。青貯原料化學(xué)成分見表1。

1．2 試驗設(shè)計

試驗于2013年1－3月在四川農(nóng)業(yè)大學(xué)教學(xué)農(nóng)場進(jìn)行。采用單因素完全隨機(jī)設(shè)計，設(shè)5個處理，將多花黑麥草與大豆秸稈分別按照10∶0（CK），9∶1（S1），8∶2（S2），7∶3（S3），6∶4（S4）的重量比混合調(diào)制青貯飼料，每處理3個重復(fù)。將新鮮的多花黑麥草和秸稈均切短至2～3cm小段，按照上述的比例將原料混合均勻后，裝入2．5L的圓柱形塑料桶，壓實后密封，置于室溫下保存，裝填密度為（600±10）g／L。青貯42d開窖，去掉上、下各5cm樣品，將其余青貯飼料混勻，取樣分析化學(xué)成分及發(fā)酵品質(zhì)。

表1 多花黑麥草和大豆秸稈的化學(xué)成分Table 1 Chemical compositions of Italian ryegrass and soybean straw

1．3 測定項目及方法

1．3．1 感官評定 采用德國農(nóng)業(yè)協(xié)會（Deutche Lan Dwirtschafts Geseutschaft）評分法，根據(jù)嗅覺、結(jié)構(gòu)、色澤3項進(jìn)行評分，滿分為20分，16～20為優(yōu)良，10～15為尚好，5～9為中等，0～4為腐敗［9］。

1．3．2 化學(xué)成分分析 干物質(zhì)（dry matter，DM）含量的測定參照王力生等［10］推薦的方法，取鮮樣，在70℃下烘60h后在室溫下冷卻4h，測得的水分為初始水分，再將樣品粉碎，取粉碎樣在105℃下烘干后測定DM含量；中性洗滌性纖維（netural detergent fiber，NDF）和酸性洗滌性纖維（acid detergent fiber，ADF）含量采用范式纖維測定法測定［10］；粗蛋白（crude protein，CP）和總氮（total nitrogen，TN）含量采用凱氏定氮法測定［11］；水溶性碳水化合物（water soluble carbohydrate，WSC）含量采用蒽酮－硫酸法［12］測定。

1．3．3 發(fā)酵品質(zhì)分析 稱取青貯飼料20g，加入180mL蒸餾水，使用家用榨汁機(jī)榨汁1min，依次用4層紗布和中速定性濾紙過濾，濾液用于測定pH 值、氨態(tài)氮（NH3－N）、乳酸（lactic acid，LA）、乙酸（acetic acid，AA）、丙酸（propionic acid，PA）和丁酸（butyric acid，BA）含量。pH 值用雷磁PHS－3C精密pH 計測定［13］；取1．5mL濾液于離心管中，采用苯酚—次氯酸鈉比色法測定氨態(tài)氮（NH3－N）含量［14］。取另一份濾液于4000r／min冷凍離心機(jī)中離心15min，將上清液用0．45μm的微孔濾膜過濾于5mL的離心管中，使用SHIMADZU－10A型高效液相色譜儀分析濾液中的LA、AA、PA和BA 含量。色譜條件：色譜柱Shodex Rspark KC－811S－DVB gel Column 30×8mm；檢測器為SPD－M10AVP；流動相為3mmol／L高氯酸溶液；流速為1mL／min；柱溫50℃；檢測波長210nm；進(jìn)樣量10μL［9］。

1．4 青貯飼料V－Score評分

青貯飼料V－Score評分體系計算公式見表2。該體系以氨態(tài)氮和揮發(fā)性脂肪酸（volatile fatty acid，VFA）為評定指標(biāo)對青貯發(fā)酵品質(zhì)進(jìn)行評定，根據(jù)這一評分標(biāo)準(zhǔn)將青貯飼料品質(zhì)分為優(yōu)（81～100）、尚良（80～60）、不良（＜60）3個評分等級［15］。

1．5 統(tǒng)計分析

采用SAS（9．1）軟件對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析（ANOVA），并用最小極差法（LSD）對處理間進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2．1 感官評價

多花黑麥草與大豆秸稈混貯能顯著改善青貯料的發(fā)酵品質(zhì)（表3）。多花黑麥草單貯有較強(qiáng)的丁酸味，伴有刺鼻的霉味，葉子結(jié)構(gòu)保持較差，色澤為墨綠色，青貯效果中等，評為3級。S1處理芳香味較弱，莖葉結(jié)構(gòu)保持良好，色澤為黃綠色，青貯效果尚好，評為2級。S2、S3和S4處理青貯效果優(yōu)良，為1級，但S4處理的芳香味不及S2和S3處理。

2．2 干物質(zhì)和可溶性碳水化合物含量

多花黑麥草與大豆秸稈混貯后DM含量提高，且隨大豆秸稈比例的增加而極顯著增加（圖1A）；混貯后WSC含量降低，且隨大豆秸稈比例的增加而顯著降低（圖1B）。S1、S2、S3和S4處理的DM含量分別較CK（對照）高31．43%，69．20%，118．53%和165．19%。S1處理的 WSC含量與對照無顯著差異，而S2、S3和S4處理的 WSC含量極顯著低于對照，分別較對照低29．59%，34．91%和40．83%。

表2 V－Score分?jǐn)?shù)分配計算式Table 2 V－Score evaluation for silage

表3 多花黑麥草與大豆秸稈不同比例混貯的感官評定Table 3 The sense evaluation of Italian ryegrass and soybean straw mixed silage in different proportions

2．3 發(fā)酵品質(zhì)及V－Score評分

由表4可知，多花黑麥草與大豆秸稈混貯對青貯飼料的pH值及LA含量無顯著影響（S4處理除外），卻極顯著降低了AA、PA、BA含量以及NH3－N／TN。隨大豆秸稈混貯比例的增加，AA和PA含量顯著降低，S3和S4處理的AA和PA含量無顯著差異，卻顯著低于CK、S1和S2處理。S2和S3處理未檢測出BA含量。青貯料中的NH3－N／TN以S2處理最低，其次為S1和S3處理，分別較CK低45．64%，35．53%和31．09%。

用V－Score評分體系對青貯42d后各組青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì)進(jìn)行打分（表4），多花黑麥草單貯總分為56．30分，青貯效果不良；S1和S4處理青貯質(zhì)量為良好；S2和S3處理青貯質(zhì)量為優(yōu)，總分大于90分，與感官評定結(jié)果一致。

圖1 多花黑麥草與大豆秸稈不同比例混貯對青貯料干物質(zhì)和水溶性碳水化合物含量的影響Fig．1 The content of dry matter and water soluble carbohydrate of Italian ryegrass and soybean straw mixed silage in different proportions

表4 多花黑麥草與大豆秸稈不同比例混貯對青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)及V－Score評分的影響Table 4 The fermentation quality and V－Score of Italian ryegrass and soybean straw mixed silage in different proportions

3 討論與結(jié)論

本試驗中多花黑麥草與大豆秸稈混貯后的干物質(zhì)含量極顯著高于多花黑麥草單貯，水溶性碳水化合物含量隨秸稈比例的增加顯著降低，這是由于秸稈中的DM、NDF和ADF含量高于多花黑麥草，而WSC含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于多花黑麥草所致，與原現(xiàn)軍等［6］的研究結(jié)果相似。

青貯原料中的水分是影響青貯發(fā)酵品質(zhì)的重要因素之一，青貯原料的含水量在60%～70%為宜［16］，原料水分過高，有利于梭菌發(fā)酵；水分過低則不易壓實，容易發(fā)霉變質(zhì)［17］。在本試驗中，單一的黑麥草青貯由于含水量極高（85%），其青貯飼料的感官品質(zhì)顯著低于混貯處理，這是由于多花黑麥草直接青貯滲出液較多，植株中原有的汁液也容易被擠壓排出，使植株結(jié)成粘塊，引起酪酸發(fā)酵，酪酸菌繁殖分解蛋白質(zhì)生成氨，造成臭味，形成不良的青貯發(fā)酵［18］。

pH是反映青貯飼料品質(zhì)優(yōu)劣的一個重要指標(biāo)，常規(guī)成功青貯要求的pH應(yīng)低于4．2以下［19］。但郭旭生等［20］指出，青貯發(fā)酵品質(zhì)中以pH作為不同牧草青貯評價的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)較為粗略，牧草青貯飼料中pH受不同牧草和不同牧草的化學(xué)成分的影響，同時還與青貯時牧草本身的含水量和植物的緩沖能力有關(guān)。Meeske等［21］研究表明，干物質(zhì)含量較高的材料青貯時pH不必降到4．2以下也可使青貯飼料保存良好，本試驗中S1、S2和S3處理的pH與對照均無顯著性差異，但均高于4．2，這可能與青貯原料中較高的DM含量有關(guān)，與王林等［9］的研究結(jié)果一致。pH除與水分有關(guān)外，還可能與 WSC含量有關(guān)，本試驗中由于多花黑麥草的 WSC含量較高（10．37%），但大豆秸稈的WSC含量極低（1．65%），同時大豆秸稈結(jié)構(gòu)粗糙，難以壓實，青貯早期青貯桶中有較多的空氣殘留，導(dǎo)致好氧性微生物活躍與乳酸菌競爭發(fā)酵底物，使本來發(fā)酵底物不足的青貯原料發(fā)酵底物更少，無法產(chǎn)生較多的LA來降低pH。

BA和NH3－N／TN是衡量青貯飼料優(yōu)劣的重要標(biāo)準(zhǔn)。一般認(rèn)為優(yōu)質(zhì)青貯飼料的BA含量應(yīng)低于1%DM［18］，NH3－N／TN應(yīng)低于10%［22］，而對照組的BA含量和 NH3－N／TN分別達(dá)到了2．19%和13．06%，這可能是由于對照組含水量高，引起酪酸發(fā)酵，加快了酪酸菌對蛋白質(zhì)的降解，從而提高了NH3－N／TN。本試驗中大豆秸稈混貯組的BA含量和NH3－N／TN均低于對照組也證實了這一點，BA主要由酪酸菌代謝產(chǎn)生，并伴隨有大量的蛋白質(zhì)降解［23］，而大豆秸稈添加可以降低原料含水量，抑制酪酸菌的活性，從而降低BA含量和NH3－N／TN。

綜上所述，多花黑麥草單獨青貯發(fā)酵品質(zhì)不良。大豆秸稈與多花黑麥草混合青貯顯著提高了DM含量，降低了VFA含量和NH3－N／TN的值。青貯42d后，V－Score評分顯示S2和S3處理青貯質(zhì)量為優(yōu)等，但各組的pH均未降至4．2以下，說明大豆秸稈與多花黑麥草混貯一定程度上改善了青貯發(fā)酵品質(zhì)，但由于大豆秸稈中WSC較少，要進(jìn)一步提高發(fā)酵品質(zhì)，需添加糖蜜等發(fā)酵促進(jìn)劑，增加發(fā)酵底物。從發(fā)酵品質(zhì)和秸稈利用最大化的角度出發(fā)，建議將多花黑麥草和大豆秸稈以7∶3的混貯比例作為下一步研究的基礎(chǔ)。

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