不同生育期對檸條青貯品質(zhì)的影響

徐巧峰，白 冰，董寬虎

（1.山西林業(yè)職業(yè)技術學院，山西太原030009；2.北京市科學技術研究院輕工業(yè)環(huán)境保護研究所，北京100089；3.山西農(nóng)業(yè)大學草業(yè)學院，山西太谷030801）

檸條（Caragana korshinskii）屬豆科錦雞兒屬的一種耐旱性強的多年生灌木，在防止土壤風蝕和維持我國旱地生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定方面發(fā)揮著重要作用[1]。由于其具有生長速度快、固氮能力高、二氧化碳固持能力強等特點[2]，是干旱和半干旱地區(qū)荒漠生態(tài)系統(tǒng)重建和緩解全球氣候變化的最佳物種[3-4]。其較高的營養(yǎng)成分使其在飼料資源開發(fā)利用方面也有較高的應用潛力。有研究表明，相比于玉米秸稈，開花期鮮檸條干物質(zhì)中含有較高的粗蛋白與粗脂肪[5]，作為反芻動物的飼料可提高肉羊、肉牛的采食量、生產(chǎn)性能及胴體品質(zhì)[6-8]。也有研究表明，檸條經(jīng)過青貯、氨化后，增加了干物質(zhì)采食量，提高反芻動物的生產(chǎn)性能，日增質(zhì)量明顯[9]。然而，檸條木質(zhì)化程度高，莖稈粗硬又具尖刺，影響動物的采食與消化吸收。

山西省現(xiàn)有檸條栽植面積47 萬hm2，平茬檸條植株平均產(chǎn)量為4 500～7 500 kg/hm2，僅在晉西北地區(qū)每年可產(chǎn)檸條1 000 萬～1 500 萬t[10]。許多學者為改善檸條的飼用價值，對其進行了切斷、壓扁、粉碎、揉絲、酶解等，結果表明，青貯顯著提高了其飼用價值[11-17]。有研究表明，檸條青貯降低了木質(zhì)素與纖維素含量，提高了粗脂肪含量，進而改善其適口性[6]。影響檸條青貯品質(zhì)的因素主要有檸條的生長年限、檸條部位、青貯技術及不同的生育時期，而關于前3 種因素的研究相對較多。有研究表明，開花期檸條營養(yǎng)成分較高，有利于提高檸條青貯后營養(yǎng)品質(zhì)，選擇開花后的檸條進行青貯，檸條木質(zhì)化程度逐漸增加，粗蛋白含量逐漸降低，導致其營養(yǎng)品質(zhì)逐漸降低[18]。

但關于不同生育時期收獲檸條對其青貯品質(zhì)的影響研究甚少。因此，本試驗研究了不同生育時期對檸條青貯品質(zhì)的影響，旨在為獲得優(yōu)質(zhì)的青貯檸條飼料及指導生產(chǎn)實踐提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗區(qū)位于北緯 39°59′、東經(jīng) 112°19′的山西省朔州市右玉縣威遠鎮(zhèn)，海拔為1 348m。該地年平均氣溫4.7 ℃，晝夜溫差大，四季分明，屬于溫帶大陸性季風氣候。年平均降水量435 mm，主要集中分布于6—9 月，年蒸發(fā)量約為1 000～1 500 mm；年平均無霜期約為100～120d[19]，土壤為黃綿土。植被類型是以檸條（Caragana korshinskii）為建群種的灌叢草地，主要伴生草種有賴草（Leymus secalinus）、冰草（Agropyron cristatum）、朝天委陵菜（Potentilla supina）、短花針茅（Stipa breviflora）、百里香（Thymus mongolicus）等。

1.2 試驗方法

試驗于2018 年5—8 月在山西省右玉縣宏宇牧業(yè)有限公司進行，選取生長8～10 a 的檸條，分別于現(xiàn)蕾期（5 月 15 日）、開花期（6 月 18 日）、結實期（7 月 25 日）和果后營養(yǎng)期（8 月 10 日）利用割灌機進行平茬刈割，并帶回公司用揉草機（RC-700 檸條揉絲機，SHENTAI，中國）對其進行全株揉碎，攪拌均勻裝入青貯袋（45 cm×26 cm），每袋500 g 左右，最后用真空封口機封口，置室內(nèi)25 ℃左右避光保存，貯藏60 d。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 檸條青貯前后營養(yǎng)成分測定 按試驗要求將20 g 不同生育期全株揉碎檸條的原料置于105 ℃烘箱中殺青30 min，65 ℃烘干48 h，烘干后將樣品粉碎，過0.450 mm 篩，作為待測樣品封存于袋中。分別用烘干法測定其干物質(zhì)（DM）含量、凱氏定氮法測定其粗蛋白質(zhì)（CP）含量、范氏法測定中性洗滌纖維（NDF）和酸性洗滌纖維（ADF）含量、蒽酮 - 硫酸比色法測定其可溶性碳水化合物（WSC）含量、醚浸出法測定粗脂肪（EE）含量[20-21]。

1.3.2 檸條青貯飼料的感官評定 青貯60 d 后，開袋對青貯飼料進行感官、顏色、質(zhì)地的評定[22]。

1.3.3 檸條青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)的測定 取不同生育期20 g 青貯后檸條樣品，加入蒸餾水180 mL，均質(zhì) 30 s，通過 4 層紗布過濾，用 pH 計（PHS-3C，LEICI，中國測試）測定其pH 值。高效液相色譜法測定乳酸（LA）、乙酸（AA）、丙酸（PA）、丁酸（BA）含量[23]。苯酚- 次氯酸鈉比色法測定氨態(tài)氮含量[24]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

原始數(shù)據(jù)處理采用Excel 2003，運用SAS 9.0統(tǒng)計軟件對處理后的數(shù)據(jù)進行單因素方差分析和多重比較，運用Origin 2016 軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 不同生育時期檸條青貯飼料的感官評定

開袋后，用色澤、氣味和質(zhì)地等指標對檸條青貯飼料進行感官評價，不同生育時期的檸條青貯飼料均能保持原料的新鮮風味，并有強烈的弱酸味與清香味，但在色澤與質(zhì)地方面，開花期明顯優(yōu)于其他時期。總體而言，開花期檸條青貯后的色澤、氣味和質(zhì)地等感官品質(zhì)較好（表1），質(zhì)地柔軟、無腐爛變質(zhì)、無霉變，具有青貯特定的酸香味，基本保持了原料的結構特征和新鮮風味。

表1 檸條青貯飼料的感官評定

2.2 不同生育時期對檸條青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響

從圖1 可以看出，不同生育時期對檸條青貯飼料pH 值的影響不同。結實期的pH 值最低（4.17），現(xiàn)蕾期的pH 值最高（5.31）。開花期檸條青貯飼料的pH 值極顯著低于現(xiàn)蕾期與果后營養(yǎng)期（P＜0.01），顯著高于結實期（P＜0.05）。

從圖1 可以看出，檸條青貯飼料中氨態(tài)氮占比也會受生育時期的影響。結實期檸條青貯飼料的氨態(tài)氮占比極顯著高于現(xiàn)蕾期、開花期和果后營養(yǎng)期（P＜0.01），而果后營養(yǎng)期檸條青貯飼料的氨態(tài)氮占比最低。

由圖1 可知，不同生育時期顯著影響了檸條青貯飼料的 PA、AA、LA 及 BA 含量（P＜0.05）。開花期的LA 含量極顯著高于其他3 個時期（P＜0.01），而AA、PA、BA 含量均低于其他 3 個時期，其中，AA 含量達到極顯著水平，而開花期的檸條青貯后PA、BA含量與現(xiàn)蕾期和果后營養(yǎng)期青貯處理達到極顯著水平（P＜0.01），與結實期無顯著差異（P＞0.05）。從開花期開始，隨著生育時期的推進，檸條青貯過程中的PA 和BA 含量呈升高的趨勢。

2.3 不同生育時期全株檸條青貯前后營養(yǎng)成分對比

從圖2 可以看出，不同生育時期青貯前檸條全株揉碎后的干物質(zhì)含量較高，檸條全株揉碎的DM含量在4 個生育期之間差異極顯著（P＜0.01）；以果后營養(yǎng)期為最高（64.80%），開花期最低（39.40%）。青貯前檸條的CP 含量在10.66%～19.23%，不同生育時期對檸條CP 含量有顯著影響，開花期的CP 含量極顯著高于其他時期（P＜0.01）；開花期到果后營養(yǎng)期，CP 含量呈下降趨勢。青貯前檸條的NDF含量為53.63%～72.04%，ADF 的含量為42.34%～54.16%，NDF 和ADF 含量均呈上升的趨勢，且隨著檸條的生長發(fā)育，結實期和果后營養(yǎng)期極顯著高于其他2 個時期（P＜0.01）。青貯前檸條的WSC 含量為1.70%～3.61%，作為青貯原料，其WSC 含量較低。開花期的WSC 含量極顯著高于其他3 個生育時期（P＜0.01）；隨著生育時期的推進，WSC 含量呈先增加后降低的趨勢。檸條EE 含量在現(xiàn)蕾期達到最高，為4.40%（P＜0.01），極顯著高于開花期、結實期、果后營養(yǎng)期，且這3 個時期之間無顯著差異。

青貯后，檸條青貯飼料的DM及CP 含量在不同生育時期間存在極顯著差異（P＜0.01），其中，果后營養(yǎng)期的DM 含量最高（64.29%），結實期最低；受生長發(fā)育時期的調(diào)控，青貯后檸條飼料的CP 含量與青貯前變化趨勢一致，均在開花期達到最高。隨著生育時期的推進，檸條青貯后NDF 與ADF 含量均呈增加的趨勢?，F(xiàn)蕾期檸條青貯飼料的NDF 與ADF 含量最低，分別為54.52%和41.09%，但與開花期差異不顯著；果后營養(yǎng)期檸條青貯飼料的NDF與ADF 含量極顯著高于其他3 個生育期（P＜0.01）。生育時期對青貯全株檸條的WSC 含量有極顯著的影響（P＜0.01）。檸條青貯飼料中的WSC 含量在開花期極顯著高于其他3 個生育時期（P＜0.01），現(xiàn)蕾期和果后營養(yǎng)期的WSC 含量差異不顯著（P＞0.05）。檸條青貯飼料中的EE 含量整體隨生育時期的推進呈下降趨勢，現(xiàn)蕾期最高，果后營養(yǎng)期最低。

與青貯前相比，全株檸條青貯后，DM含量現(xiàn)蕾期和開花期分別增加4.03%和19.59%；CP 含量現(xiàn)蕾期、開花期和結實期分別減少9.08%、8.32%和8.54%；NDF 含量開花期、結實期和果后營養(yǎng)期分別減少1.61%、6.17%和5.44%；ADF 含量在4 個生育時期分別減少 2.95%、2.71%、9.78%和 8.11%；EE含量在現(xiàn)蕾期、開花期、結實期也有所提高。

3 結論與討論

3.1 討論

3.1.1 不同生育時期對檸條青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響

感官評定是衡量檸條青貯品質(zhì)的重要手段，且主要受青貯原料自身的營養(yǎng)成分所調(diào)控。在本試驗條件下，對檸條青貯飼料進行感官評定發(fā)現(xiàn)，開花期檸條飼料呈綠色、弱酸味，質(zhì)地柔軟，保持了原料的結構特征和新鮮風味，質(zhì)地優(yōu)于其他生育時期。有研究表明，檸條開花期前，粗蛋白含量等營養(yǎng)物質(zhì)明顯上升，在開花期達到最高[25]。在本研究中，以開花期含有較高可溶性碳水化合物的檸條枝葉為發(fā)酵底物，為乳酸菌的生長和代謝提供充足的可利用底物，進而改善了青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì)。

不同生育時期檸條青貯的品質(zhì)不同，檸條青貯發(fā)酵過程中，pH 值的高低可以預估乳酸含量并有效抑制有害微生物的生長，也是衡量青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)優(yōu)劣的一個重要指標。本研究表明，檸條青貯飼料的pH 值變化隨生育時期的推進呈先降低后升高趨勢，這與王保平等[17]研究結果一致。從本質(zhì)上講，影響pH 發(fā)生變化的主要是由于有機酸含量引起的。有機酸含量是評定青貯飼料品質(zhì)的重要指標之一，較高的有機酸含量能降低青貯飼料pH，有效延長其保存時間[20]。而乙酸、丙酸、丁酸含量過高則會嚴重影響檸條青貯發(fā)酵品質(zhì)。侯殿明[26]研究表明，在青貯過程中，添加乳酸菌顯著增加了乳酸含量，pH 值顯著降低，青貯飼料中的營養(yǎng)物質(zhì)得到有效保存。本研究表明，開花期LA 含量相對較高，而AA、BA 和PA 含量相對較低，這表明以開花期檸條為青貯原料時，乳酸菌能夠快速生長繁殖，使乳酸含量顯著提高，能夠抑制其他有害微生物的生長。此外，開花期較高的WSC 能夠為乳酸菌的正常生長和新陳代謝提供足夠的底物資源?；诒驹囼炑芯織l件，檸條青貯后WSC 含量較低，因此，以后研究中可以考慮添加WSC 含量較高的飼料原料和檸條混合青貯。

3.1.2 不同生育時期對檸條青貯發(fā)酵營養(yǎng)成分的影響 趙晶云等[10]研究表明，隨著刈割期的推遲，牧草大豆的水分和粗蛋白含量降低，而中性和酸性洗滌纖維含量增加。本研究表明，檸條枝葉揉碎的營養(yǎng)成分含量在不同生育時期之間存在較大差異。隨生育期的推進，DM的含量呈單峰曲線變化趨勢，且DM含量在開花期最低，這可能與檸條的平茬時期有關，因為在開花期，檸條花器官所占比例較大，但其DM 含量顯著低于其他枝葉等營養(yǎng)器官。此外，隨著檸條生長發(fā)育時期推進，其NDF 和ADF含量逐漸增加，CP 含量逐漸降低，主要是由于檸條莖表針刺和枝葉的細胞壁木質(zhì)化程度逐漸提高，這與李浩霞等[11]的研究結果一致。此外，本研究表明，從現(xiàn)蕾期到開花期，其CP 和WSC 含量升高，可能是因為揉碎檸條的DM含量降低，相對提升CP 和WSC 的含量。隨著生育時期的推進，檸條細胞壁中木質(zhì)素等結構性碳水化合物含量增加，使得其NDF和ADF 含量持續(xù)增加，這與任余艷等[15]、弓劍等[16]和王聰?shù)萚18]研究結果一致。其次，在本試驗條件下，檸條青貯飼料的CP 和NDF 含量隨生育時期的變化與青貯原料保持一致的變化趨勢。因此，影響不同生育時期檸條青貯飼料營養(yǎng)成分的主要因素是原料的營養(yǎng)成分。青貯后，檸條NDF 和ADF 均呈降低的趨勢，這可能是青貯過程中的有機酸對細胞壁降解所致。此外，開花期的干物質(zhì)含量升高，可能是由EE 含量的升高引起的。高琪[14]研究表明，檸條青貯后，EE、CP 和無氮浸出物顯著提高。而果后營養(yǎng)期青貯飼料DM 含量的降低很可能與NDF 和ADF 含量顯著降低有關。青貯后，檸條飼料的可溶性碳水化合物有大幅降低的趨勢，表明微生物活性較高，特別是研究中發(fā)現(xiàn)乳酸含量的增加，乳酸菌的活性較高，對底物WSC 利用較多。許多研究表明，乳酸菌是青貯發(fā)酵的關鍵[27-29]，因此，選擇檸條開花期作為青貯原料，青貯效果最優(yōu)，飼用價值較高。

3.2 結論

本研究表明，檸條青貯飼料顯著提高了LA 和EE 含量，而降低了NDF 和ADF 含量，這表明采用青貯發(fā)酵技術顯著改善了檸條的飼用價值；開花期檸條青貯飼料乳酸含量顯著高于其他時期，而有機酸含量相對較低，可有效延長青貯飼料的保存時間；此外，開花期青貯飼料整體感官評定較優(yōu)，青貯效果較好。綜合評價認為，開花期為檸條青貯飼料調(diào)制的最佳收獲時期。