稻殼和麥麩對鮮玉米秸稈青貯品質(zhì)的影響

杜昭昌， 王 紅， 閆艷紅， Muhammad Tahir， 韋 瀟， 曾泰儒， 李洪亮

(四川農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)科技學(xué)院， 四川 成都 611130)

我國反芻動物的養(yǎng)殖方式正在從傳統(tǒng)的放牧養(yǎng)殖逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榧s規(guī)?；B(yǎng)殖，飼料的需求量也隨之激增，但受到產(chǎn)量制約，原料價格上漲，反芻動物飼料的生產(chǎn)受到阻礙[1]。水稻(OryzasativaL.)和小麥(TriticumaestivumL.)是我國的主要糧食作物，每年都會產(chǎn)生大量的副產(chǎn)品，其不合理利用會造成嚴(yán)重的資源浪費和環(huán)境污染[2]，將這些副產(chǎn)品資源合理用于反芻動物飼養(yǎng)，既可以減少對環(huán)境的污染，也有利于我國反芻動物養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。稻殼的干物質(zhì)含量高，但主要成分是粗纖維，適口性差，不宜直接飼喂。麥麩營養(yǎng)豐富，但直接飼喂反芻動物會引起缺鈣、拉稀、消化系統(tǒng)紊亂等癥狀[3]。因此，稻殼和麥麩都需經(jīng)過適當(dāng)?shù)募庸ふ{(diào)制，才有利于其安全飼喂。

青貯發(fā)酵是一種常見的飼料加工儲存方式，厭氧發(fā)酵可以改善高纖維飼料的飼喂價值[4-5]。王開麗等[6]報道，發(fā)酵可以使稻殼中的粗纖維得到有效降解，并經(jīng)生化轉(zhuǎn)化形成氨基酸、脂肪酸、菌體蛋白及維生素等，產(chǎn)生酵、酸等特殊風(fēng)味，改善稻殼的適口性和營養(yǎng)價值。也有研究表明，發(fā)酵的稻殼粉可以提升母豬的生產(chǎn)性能，稻殼添加還可提升全混合日糧的適口性[7-8]。發(fā)酵是提升稻殼的適口性和飼喂價值的可行途徑，但受原料化學(xué)成分影響，發(fā)酵后的稻殼營養(yǎng)價值較低，需要添加富含營養(yǎng)成分的物質(zhì)才能滿足發(fā)酵和飼喂需求。麥麩蛋白含量較高，通常作為蛋白來源或水分調(diào)節(jié)劑用于青貯飼料的生產(chǎn)。Pang等[9]發(fā)現(xiàn)麥麩等副產(chǎn)品替代小麥用于制作全混合日糧時，不影響奶牛泌乳性能；GüL等[10]在油菜青貯中添加5%～10%的麥麩，結(jié)果顯示油菜青貯的干物質(zhì)含量和代謝能顯著提升。因此，麥麩或可用于提升發(fā)酵稻殼的營養(yǎng)價值。

成功的青貯除需要適宜的環(huán)境[11]外，還需要充足的可溶性碳水化合物[12]和適宜的含水量(60%～70%)[13]，稻殼和麥麩的含水量過低，不能滿足青貯發(fā)酵的需求。鮮玉米秸稈具有可溶性碳水化合物含量高、含水量適宜等優(yōu)點，是最常用的青貯原料[14]，將稻殼和麥麩與鮮玉米秸稈混合青貯，可以實現(xiàn)農(nóng)作物副產(chǎn)品的有效利用。稻殼多被用作青貯的水分調(diào)節(jié)劑，如在筍殼青貯中添加20%～40%的稻殼[15]，在以王草為主的全混合日糧中添加10%的稻殼調(diào)節(jié)水分[8]。麥麩可按照5%～10%的比例添加在全混日糧中作為飼料的蛋白來源[16]，來提升飼料營養(yǎng)價值；在一些高水分的青貯中也經(jīng)常添加10%的麥麩來改善青貯飼料的含水量[17]，進(jìn)而提升發(fā)酵品質(zhì)；但在一些試驗中，添加10%的麥麩效果并不理想[18]。當(dāng)?shù)練ず望滬煹奶砑颖壤^低時不利于二者的大規(guī)模飼料化利用，而添加比例過高又會導(dǎo)致飼料營養(yǎng)價值或發(fā)酵品質(zhì)下降，且含水量過低不利于乳酸菌發(fā)酵。為此，本研究將稻殼和麥麩按不同比例單獨或同時與鮮玉米秸稈混合青貯，通過發(fā)酵品質(zhì)、營養(yǎng)成分的分析來探討稻殼和麥麩添加對鮮玉米秸稈青貯品質(zhì)的影響，以及確定3者最佳的混合比例，以期為稻殼和麥麩飼料資源的優(yōu)化利用提供理論依據(jù)與技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 青貯原料

新鮮玉米秸稈(‘正紅505’，糧飼兼用型，完熟前期[19]收獲)、麥麩和稻殼的化學(xué)成分見表1。

表1 鮮玉米秸稈、麥麩和稻殼的化學(xué)成分

1.2 試驗設(shè)計

試驗共設(shè)6個處理，分別為M0F0(CK)：0%稻殼+0%麥麩+100%鮮玉米秸稈；M0F1：0%稻殼+5%麥麩+95%鮮玉米秸稈；M0F2：0%稻殼+10%麥麩+90%鮮玉米秸稈；M1F0：10%稻殼+0%麥麩+90%鮮玉米秸稈；M1F1：10%稻殼+5%麥麩+85%鮮玉米秸稈；M1F2：10%稻殼+10%麥麩+80%鮮玉米秸稈。各處理的干物質(zhì)含量依次為34.8%，37.50%，40.21%，40.45%，43.16%，45.86%。

1.3 青貯調(diào)制

將收獲的新鮮玉米秸稈切成2～3 cm長小段，按照試驗設(shè)計比例將稻殼和麥麩與鮮玉米秸稈充分混勻后，稱取300 g，裝入聚乙烯口袋中用小型真空機(jī)抽真空密封青貯，每個處理設(shè)計3個重復(fù)。青貯袋封口后置于室溫下避光保存，60 d后開袋，進(jìn)行青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)和營養(yǎng)價值分析。

1.4 測定項目及方法

開封聚乙烯袋后，取青貯材料20 g，加入180 mL去離子水，封口放置于4℃冰箱浸提過夜(>24 h)，處理后的浸提液用4層紗布過濾，得到的濾液放入—20℃冰箱中保存，用于測定pH值,氨態(tài)氮/總氮(Ammonia nitrogen/total nitrogen,AN/TN)，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；AN含量的測定采用苯酚-次氯酸鈉法[20]；有機(jī)酸含量的測量參考許慶方等[21]的方法，用SHIMADZE-10A型高效液相色譜儀分析，色譜柱：ShodexRspak KC-811S-DVB gel Column 300×8 mm;檢測器：SPD-M10AVP;流動相：3 mmol·L-1高氯酸;流速：1 mL·min-1;進(jìn)樣量：5 μL;柱溫：50℃，檢測波長：210 nm。

青貯原料以及開袋后的青貯飼料稱取200 g，在65℃烘箱中干燥72 h，于干燥器中冷卻至室溫后稱重計算干物質(zhì)(Dry matter,DM)含量[22]，稱重后粉碎過篩，用凱氏定氮法[23]測定粗蛋白(Crude protein,CP)、蒽酮比色法[24]測定可溶性碳水化合物(Water soluble carbohydrate,WSC)、范式纖維法[25]測定中性洗滌纖維(Neutral detergent fiber,NDF)和酸性洗滌纖維(Acid detergent fiber,ADF)的含量。

1.5 統(tǒng)計分析

應(yīng)用Kaiser評分法(表2)[26]對各處理的發(fā)酵品質(zhì)進(jìn)行綜合評價，利用Excel 2010和SPSS 20.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。

表2 Kaiser法青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)評分

2 結(jié)果與分析

2.1 稻殼和麥麩添加對鮮玉米秸稈發(fā)酵品質(zhì)的影響

由表3可知，各處理pH均低于4.2，處于穩(wěn)定狀態(tài)。與對照相比，M0F1，M0F2的BA含量相較CK分別顯著升高51%和53%(P<0.05)，且含量超過1%，發(fā)酵品質(zhì)較差。M1F0的AA含量以及AN/TN顯著下降(P<0.05)，其中AN/TN下降了29%，顯著低于其他處理(P<0.05)；M1F1和M1F2處理的AA含量顯著低于對照(P<0.05)，BA含量和AN/TN與對照無顯著差異。由Kaiser法評價可知，M1F1為2級青貯得分最高，其余處理均為3級青貯。

表3 稻殼、麥麩添加對鮮玉米秸稈發(fā)酵品質(zhì)的影響

2.2 稻殼和麥麩添加對鮮玉米秸稈青貯飼料營養(yǎng)成分的影響

由圖1可知，稻殼和麥麩添加顯著提高了干物質(zhì)含量(P<0.05)(M0F1除外)。M0F1處理的CP含量達(dá)10.14%，較CK處理高16.09%，差異顯著(P<0.05)；M0F2處理的CP,WSC含量分別較CK處理高39.66%和31.54%，差異顯著(P<0.05)；M1F0的CP,WSC含量則顯著低于CK處理(P<0.05)。M1F1和M1F2處理的WSC含量與CK處理均無顯著性差異，但M1F2處理的CP含量顯著高于CK處理(P<0.05)。M0F2處理的NDF，ADF含量顯著低于CK處理(P<0.05)，而M1F0，M1F1處理的NDF和ADF含量顯著高于CK處理(P<0.05)。

圖1 稻殼、麥麩添加對鮮玉米秸稈青貯飼料化學(xué)成分的影響

3 討論

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)青貯要求的pH應(yīng)低于4.2[27]。在本試驗中，所有處理的pH均低于4.2，說明稻殼和麥麩可以通過與鮮玉米秸稈混合青貯的方式發(fā)酵成功。稻殼與鮮玉米秸稈混合青貯的AA和LA含量顯著低于其他處理，這與柳俊超[28]的研究結(jié)果一致，這可能是稻殼所含的WSC較低造成的。

AN/TN可反映腐敗微生物對青貯飼料中蛋白質(zhì)的分解程度，比值越大表明不良發(fā)酵越多，青貯品質(zhì)越差[29]；BA是丁酸菌代謝的產(chǎn)物，BA含量的變化與丁酸菌的活動息息相關(guān)[30]。本研究中5%麥麩單獨添加處理的AN/TN和BA含量均高于CK，與Qin等人[17]和GüL等人[10]在玉米秸稈和花生藤混合青貯及油菜青貯中的研究結(jié)果相反，但和呂建敏等人[31]在稻草上所做的研究結(jié)果一致。這是由于在Qin等[17]的研究中，玉米秸稈和花生藤的WSC含量僅為3.07%和1.26%，遠(yuǎn)低于麥麩的14.9%，因此麥麩的添加為LBA發(fā)酵提供了充足的底物，提升了發(fā)酵品質(zhì)；而在GüL等[10]的研究中，油菜含水量為78.21%，麥麩添加通過調(diào)節(jié)青貯水分提高了發(fā)酵品質(zhì)。同時，本研究還發(fā)現(xiàn)10%麥麩和90%鮮玉米秸稈混合青貯的丁酸含量也顯著上升(P<0.05)，與詹湉湉等[18]在香蕉莖青貯上的研究結(jié)果一致。這可能是由于麥麩添加后，原料中蛋白質(zhì)含量升高，青貯系統(tǒng)中的緩沖能上升，pH下降較慢，為丁酸菌活動提供了適宜的環(huán)境[32]，進(jìn)而導(dǎo)致丁酸含量增加；而稻殼的添加導(dǎo)致青貯中蛋白質(zhì)含量下降，飼料緩沖能降低，pH下降較快，丁酸菌活動時間少，丁酸含量也隨之下降。

WSC和CP是青貯飼料中重要的營養(yǎng)物質(zhì)，本研究發(fā)現(xiàn)稻殼添加導(dǎo)致WSC和CP含量下降，這是由于稻殼的WSC和CP含量均低于鮮玉米秸稈，與柳俊超等[28]的研究結(jié)果一致。稻殼的纖維素含量極高，其添加會導(dǎo)致青貯前NDF和ADF含量的升高，但經(jīng)過微生物的發(fā)酵后飼料的NDF含量有所下降，可能是因為發(fā)酵過程中LAB除了可以產(chǎn)生LA以外，一些纖維素酶還可以對原料的纖維素進(jìn)行降解，與Dewar等[33]的研究結(jié)果一致。麥麩作為蛋白來源，其添加顯著提高了青貯飼料的CP含量，與呂建敏等[31]和GüL等[10]的研究結(jié)果一致。稻殼和麥麩的添加都顯著地提高了青貯飼料的干物質(zhì)含量，可能是因為稻殼和麥麩本身含水量低。5%麥麩、10%稻殼和85%鮮玉米秸稈混貯組合的CP和WSC的干重含量與CK相比無顯著變化，但干物質(zhì)含量顯著提升，說明相同質(zhì)量的新鮮飼料中，可利用WSC和CP的量更多。可見，與鮮玉米秸稈單獨青貯相比，5%麥麩、10%稻殼和85%鮮玉米秸稈混貯可以改善青貯飼料的營養(yǎng)成分。

4 結(jié)論

綜上，稻殼單獨添加降低了青貯飼料的營養(yǎng)成分，麥麩單獨添加降低了青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì)，兩者同時添加時青貯發(fā)酵品質(zhì)和營養(yǎng)成分與鮮玉米秸稈單獨青貯相當(dāng)，其中5%麥麩+10%稻殼+85%鮮玉米秸稈混合青貯處理的Kaiser法評分最高，達(dá)到了2級，且干物質(zhì)含量相較CK顯著升高(P<0.05)。因此，用5%麥麩、10%稻殼和85%鮮玉米秸稈混合青貯可以更好地利用農(nóng)作物副產(chǎn)品資源。