不同添加物和密度對(duì)雜交狼尾草青貯效果的影響

路桂聰，許 輝，玉永雄,，蔣曹德

（1. 西南大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，重慶 400715；2. 四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 成都 611231）

雜交狼尾草(Pennisetum americanum×Pennisetum purpureum)是以美洲狼尾草(P.americanum)為母本、象草(P.purpureum)為父本雜交而成的多年生草本植物[1]。該雜交種較好地綜合了父母親本各自的優(yōu)點(diǎn)，不僅具有耐濕、耐旱、耐貧瘠、抗倒伏等優(yōu)點(diǎn)，而且生長(zhǎng)速度快、產(chǎn)量高、適口性好、分蘗能力強(qiáng)、再生性好、生物量高[2]，成為熱帶、亞熱帶地區(qū)的重要牧草和食草淡水魚類的飼草資源，也是我國(guó)夏季主栽牧草品種之一。

我國(guó)雜交狼尾草多種植在長(zhǎng)江中下游一帶及以南地區(qū)，利用期較短。青貯不僅解決了雜交狼尾草季節(jié)性供應(yīng)不均衡的問題，而且可以提高其適口性和利用效率。但是，我國(guó)南方地區(qū)夏季雨水多、濕度大，曬制干草困難[3]；而且雜交狼尾草的糖分含量偏低、水分含量高，低水分青貯、混合青貯等方法不易成功，青貯品質(zhì)差，因此添加劑青貯成為雜交狼尾草青貯品質(zhì)改善和貯草方法的最佳選擇[4-7]。

基于此，本研究通過添加玉米粉降低雜交狼尾草青貯水分含量[8]；添加淀粉提高雜交狼尾草青貯含糖量；添加乳酸菌劑加快雜交狼尾草青貯發(fā)酵進(jìn)程[9]，減少養(yǎng)分損失和提高適口性；添加尿素增加雜交狼尾草青貯粗蛋白含量。本研究旨在探討不同青貯密度下玉米粉、乳酸菌和尿素3 種添加物對(duì)雜交狼尾草青貯品質(zhì)的影響，以便篩選出最佳的青貯密度以及玉米粉、乳酸菌和尿素添加量，達(dá)到改善青貯品質(zhì)以及提高青貯成功率、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和消化利用率的目的，用于雜交狼尾草青貯實(shí)踐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

雜交狼尾草Tift23A × N51：種植于重慶市渝北區(qū)茨竹鎮(zhèn)西南大學(xué)牧草基地(海拔808.99 m，106°41′12″ E，30°03′49″ N，氣溫22～31 ℃，相對(duì)濕度82%，含氧量19.66%)，長(zhǎng)至2 m 時(shí)進(jìn)行人工刈割。鮮草水分含量為83.2%，干物質(zhì)含量為17.8%。

乳酸菌(植物乳桿菌360)：由四川高福記生物科技有限公司提供，活菌數(shù)2.0 × 1010cfu·mL?1。將乳酸菌劑溶于少量的蒸餾水中，并用小噴霧瓶均勻地噴灑于雜交狼尾草表面。

尿素：購(gòu)自成都市科隆化學(xué)品有限公司(分析純，含量 ≥ 99.0%)。

玉米粉：購(gòu)自超市(成都昌盛鴻笙食品有限公司)，每100 g 含能量1 605 kJ、蛋白質(zhì)7.0 g、脂肪4.8 g、碳水化合物74.0 g。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用四因素三水平正交法。四因素分別為玉米粉(A)、尿素(B)、乳酸菌(C)、密度(D)，每個(gè)因素3 個(gè)水平。試驗(yàn)采用L9(43)正交設(shè)計(jì)方案對(duì)青貯條件進(jìn)行優(yōu)化，即共設(shè)9 個(gè)處理組，每個(gè)處理組3 個(gè)重復(fù)(表1)。

1.2.2 青貯調(diào)制

將新鮮的雜交狼尾草刈割后，不經(jīng)過晾曬直接用揉搓粉碎機(jī)粉碎，按表1 的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案將不同添加物混合均勻，根據(jù)不同的密度確定各處理重量，裝入0.55 L 聚乙烯塑料瓶中，壓緊密封。室溫條件下貯藏50 d 后開封。

表1 L9(43)正交設(shè)計(jì)方案Table 1 Orthogonal experimental design for L9(43)

1.2.3 青貯感官評(píng)價(jià)

采用德國(guó)農(nóng)業(yè)協(xié)會(huì)青貯質(zhì)量感官評(píng)分等級(jí)方法[10]，從色澤、氣味和質(zhì)地3 個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。具體評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如表2 所列。

表2 青貯飼料感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Evaluation criteria for silage sensory

1.2.4 實(shí)驗(yàn)室評(píng)定

將發(fā)酵50 d 的青貯瓶打開，用鑷子去除上層5 cm左右的樣品，準(zhǔn)確稱取25 g 青貯料樣品至三角瓶中，加入225 mL 蒸餾水，攪拌混合均勻，封口膜封口，靜置于4 ℃冰箱24 h。靜置完成后用榨汁機(jī)攪拌1 min 勻漿，4 層紗布和濾紙過濾，然后再用漏斗過濾，制備青貯樣品浸提液，于離心管中冷凍保存。

pH 測(cè)定：將上述制備好的青貯浸提液部分轉(zhuǎn)移至50 mL 燒杯中，用pH 計(jì)測(cè)定pH。

氨態(tài)氮測(cè)定：標(biāo)準(zhǔn)氨貯備液和銨態(tài)氮的測(cè)定參照中國(guó)畜牧業(yè)協(xié)會(huì)[11]規(guī)定的方法，即取標(biāo)準(zhǔn)銨貯備液稀釋配制成1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mmol·L?15 個(gè)不同濃度梯度的標(biāo)準(zhǔn)液，向每支試管中加入50 μL 標(biāo)準(zhǔn)液，空白對(duì)照為50 μL 蒸餾水；再向每支試管中加入2.5 mL 的苯酚(0.15 g 亞硝基鐵氰化鈉溶解于1.5 L蒸餾水中，再加入29.7 g 結(jié)晶苯酚，定容到3 L，低溫保存在棕色玻璃試劑瓶中)和2 mL 次氯酸鈉(15 g氫氧化鈉溶解于2 L 蒸餾水中，再加入113.6 g 磷酸氫二鈉，加熱并不斷攪拌至完全溶解，冷卻后加入44.1 mL 含 8.5%活性氯的次氯酸鈉溶液并混勻，定容到3 L，低溫保存于棕色試劑瓶中)，混合后在95 ℃水浴中加熱顯色反應(yīng)5 min，冷卻，630 nm 波長(zhǎng)下比色；以吸光度和標(biāo)準(zhǔn)液濃度為坐標(biāo)軸建立標(biāo)準(zhǔn)曲線。取50 μL 青貯浸出液，按上述檢測(cè)步驟測(cè)定樣本液的吸光度，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算青貯浸出液銨態(tài)氮含量。

1.2.5 營(yíng)養(yǎng)成分與相對(duì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值分析

分別測(cè)定樣品的干物質(zhì)(dry matter, DM)[12]、粗蛋白(crude protein, CP)[13]、粗脂肪(ether extract, EE)[14]、粗灰分(crude ash, Ash)[15]、中性洗滌纖維(neutral detergent fiber, NDF)[16]、酸性洗滌纖維(acid detergent fiber, ADF)含量[17]。相對(duì)飼用價(jià)值(relative feeding value, RFV)采用公式RFV= (DDM×DMI)/1.2 計(jì)算，其中干物質(zhì)采食量(dry matter intake,DMI) = 120/NDF，可消化干物質(zhì)(digestible dry matter,DDM) = 88.9 ?0.779 ×ADF[18]。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

數(shù)據(jù)經(jīng)Excel 2010 初步處理后，運(yùn)用SPSS 21.0軟件對(duì)玉米粉、尿素、乳酸菌和密度進(jìn)行單因素方差分析來檢驗(yàn)同一因素不同水平間的差異，試驗(yàn)結(jié)果均以“平均值 ± 標(biāo)準(zhǔn)差”表示。并進(jìn)行鄧肯多重比較，比較和分析主效應(yīng)因素的K 值，確定主效應(yīng)因素最優(yōu)水平。

2 結(jié)果與分析

2.1 青貯飼料的感官評(píng)分

按德國(guó)農(nóng)業(yè)協(xié)會(huì)青貯飼料感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)及等級(jí)評(píng)定法[19-20]，將雜交狼尾草青貯飼料感官評(píng)定等級(jí)分為優(yōu)級(jí)(16～20 分)、尚好(10～15 分)、中等(5～9 分)、腐敗(0～4 分) 4 個(gè)等級(jí)。9 個(gè)處理感官評(píng)定綜合評(píng)分除了A1B1C1D1、A1B2C2D2、A1B3C3D3處理組為三級(jí)外，其他處理組均達(dá)到二級(jí)及二級(jí)以上，說明添加玉米粉、尿素和乳酸菌在700～900 kg·m?3的密度下青貯均取得較好的效果(表3)。

表3 青貯飼料感官評(píng)價(jià)綜合得分Table 3 Comprehensive score of sensory evaluation of silage

2.2 不同密度和添加劑對(duì)青貯品質(zhì)的影響

pH 是判斷青貯品質(zhì)好壞的重要指標(biāo)，青貯飼料pH 越高，說明青貯品質(zhì)越差，優(yōu)質(zhì)的青貯飼料其pH 應(yīng)在4.2 左右[21]。玉米粉、尿素、乳酸菌以及密度均極顯著地影響青貯料的pH (P< 0.01)，即隨著玉米粉添加量的增加，pH 呈降低趨勢(shì)，但是隨著尿素、乳酸菌添加量、密度的增加，pH 呈上升趨勢(shì)(表4)。結(jié)果說明過高的尿素添加量和較高的青貯密度不利于青貯飼料的發(fā)酵。

氨態(tài)氮與總氮的比值(NH3-N / total nitrogen)可反映青貯飼料中蛋白質(zhì)及氨基酸的分解程度，比值越大，說明蛋白質(zhì)分解越多，青貯品質(zhì)就越不理想[22]。玉米粉、尿素、乳酸菌及密度4 個(gè)因素可以極顯著地影響NH3-N / TN (P< 0.01)。隨著玉米粉添加量的增加，氨態(tài)氮與總氮的比值顯著下降(P< 0.05)，從A1水平到A3水平下降了22.21；而隨著尿素、乳酸菌添加量、密度的增加，NH3-N / TN 呈上升趨勢(shì)(表4)。

2.3 不同密度和添加劑對(duì)青貯營(yíng)養(yǎng)成分的影響

2.3.1 干物質(zhì)含量

干物質(zhì)(DM)含量的多少一定程度上代表飼料中營(yíng)養(yǎng)的高低。本研究各處理組DM 含量在15.65%～17.47%，乳酸菌、密度對(duì)DM 含量產(chǎn)生極顯著的影響(P< 0.01)。隨著玉米粉、尿素添加量和密度的增加，DM 含量均表現(xiàn)為先上升后小幅度下降的趨勢(shì)，但是隨著乳酸菌添加量的增加，DM 含量呈下降趨勢(shì)(表4)。

2.3.2 粗蛋白含量

粗蛋白(CP)是評(píng)價(jià)青貯飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的重要指標(biāo)，其含量越高，說明青貯營(yíng)養(yǎng)價(jià)值越高，也就意味著整個(gè)發(fā)酵過程中蛋白質(zhì)分解的越少[23]。添加玉米粉和尿素對(duì)CP 含量有極顯著的影響(P< 0.01)，青貯料CP 含量隨著這兩種添加劑的增加而增加(表4)。在玉米粉添加量從0 到6%水平、尿素添加量從0 到0.6%水平時(shí)，CP 含量分別提高了2.37%和7.05%。隨著乳酸菌添加量和密度的增加CP 含量有所下降。乳酸菌添加量從0 到10 g·t?1水平，CP含量下降了0.48%；密度從700 到900 kg·m?3水平，CP含量下降了0.72%。

2.3.3 粗脂肪含量

粗脂肪(EE)是動(dòng)物的能量物質(zhì)，也是飼料的營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)之一。添加玉米粉后，青貯料EE 含量顯著下降(P< 0.05)；添加尿素、乳酸菌兩種添加劑及不同的密度對(duì)青貯料中EE 含量均無顯著影響(P> 0.05)(表4)。但是，總體上隨著玉米粉和尿素添加量的增加，EE 含量呈現(xiàn)下降趨勢(shì)；隨著密度增大，EE 含量先上升后下降。

表4 不同添加物和密度對(duì)雜交狼尾草青貯品質(zhì)的影響Table 4 Effects of different additives and densities on the silage quality of hybrid Pennisetum

2.3.4 粗灰分含量

方差分析結(jié)果顯示，玉米粉對(duì)粗灰分(Ash)含量有極顯著的影響(P< 0.01)。添加3%和6%的玉米粉，Ash 含量顯著下降(P< 0.05)，但3%與6%處理水平間差異不顯著(P> 0.05) (表4)。添加物尿素、乳酸菌對(duì)Ash 含量無顯著影響(P> 0.05)。密度增加到900 kg·m?3時(shí)，Ash 含量顯著增加(P> 0.05)。

2.3.5 中性洗滌纖維與酸性洗滌纖維含量

酸性洗滌纖維(ADF)和中性洗滌纖維(NDF)可反映飼草的纖維品質(zhì)，其含量越低，飼草飼用價(jià)值越高[24]。方差分析結(jié)果顯示，4 種處理對(duì)ADF 和NDF含量產(chǎn)生顯著(P< 0.05)或者極顯著(P< 0.01)的影響。隨著玉米粉添加量的不斷增加，ADF 和NDF 含量極顯著降低(P< 0.01) (表5)。同樣，尿素添加量從0 到0.6%水平，青貯料的ADF 和NDF 含量顯著降到最低(P< 0.05)。乳酸菌添加量從0 到10 g·t?1水平，ADF 和NDF 含量表現(xiàn)為先下降后上升的趨勢(shì)，在5 g·t?1水平最低。密度對(duì)ADF 和NDF 含量的影響不一致，即NDF 含量隨著密度的增加而增加，ADF 含量隨著密度的增加而降低(P> 0.05)。

2.4 不同密度和添加劑對(duì)相對(duì)飼用價(jià)值的影響

飼用價(jià)值是粗飼料的重要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之一，相對(duì)飼用價(jià)值(RFV)是飼料質(zhì)量的評(píng)定指數(shù)，其值越高說明該粗飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值越高。玉米粉和尿素劑量顯著提高青貯料RFV 值(P< 0.01)，玉米粉添加量從0 到6%水平、尿素添加量從0 到0.6%水平，其RFV 分別提高了17.26 和4.39 (表5)。乳酸菌添加量在5 g·t?1水平時(shí)，RFV 較0 和10 g·t?1處理提高了2.44 (P< 0.05)和4.5 (P< 0.01)。隨著密度增加，RFV 呈下降趨勢(shì)，從700 kg·m?3到900 kg·m?3水平，青貯料RFV 值降低了3.44。

表5 不同添加物和密度對(duì)雜交狼尾草青貯洗滌纖維含量和相對(duì)飼用價(jià)值的影響Table 5 Effects of different additives and densities on detergent fiber concentration and relative feeding value of hybrid Pennisetum silage

2.5 主效應(yīng)因素分析

為了直觀的看出不同添加劑對(duì)青貯品質(zhì)及養(yǎng)分含量的影響，對(duì)青貯養(yǎng)分主效因素的分析(表6)顯示，玉米粉對(duì)于DM、NDF、ADF、RFV 均是主效應(yīng)因素；尿素在提高CP 含量方面是主效應(yīng)因素；乳酸菌降低NDF、ADF，提高RFV 的效果大于密度，但是密度對(duì)DM 的影響效果大于乳酸菌。因此對(duì)4 個(gè)因素的主效應(yīng)排序?yàn)橛衩追?> 尿素 > 乳酸菌 > 密度。綜合比較確定，玉米粉、尿素、乳酸菌和密度的最優(yōu)水平分別為6%、0.6%、5 g·t?1、900 kg·m?3，即最優(yōu)配比為A3B3C2D1。

表6 青貯養(yǎng)分主效因素分析Table 6 Analysis of K value of main factors affecting nutrient content of silage

3 討論與結(jié)論

本研究中共有9 個(gè)處理組，其中6 個(gè)處理組的青貯品質(zhì)均較好，開蓋后有明顯的芳香果酸味，色澤與原料相似，莖、葉結(jié)構(gòu)保存良好，但是有3 個(gè)處理組中均有1 個(gè)樣本開蓋后有明顯的丁酸臭味，并且色澤呈淡綠色，甚至還有發(fā)霉的情況。這是由于本研究青貯的雜交狼尾草是不經(jīng)晾曬直接進(jìn)行青貯的，而且沒有加入玉米粉，碳水化合物含量較少，不利于青貯發(fā)酵。綜合所有處理組結(jié)果，添加玉米粉不僅可以調(diào)節(jié)青貯原料的水分含量，而且還提供青貯原料中水溶性碳水化合物，為乳酸發(fā)酵提供充足的底物，從而改善了青貯發(fā)酵品質(zhì)。

pH 是反映青貯品質(zhì)好壞的重要指標(biāo)。添加乳酸菌可以促進(jìn)乳酸發(fā)酵，抑制有害微生物的活性，改善發(fā)酵品質(zhì)。但在本研究中，添加乳酸菌后pH 和氨態(tài)氮水平呈上升趨勢(shì)，這與前期研究結(jié)果一致[25-27]。這些結(jié)果說明在高水分的條件下，添加乳酸菌對(duì)青貯品質(zhì)的改善效果甚微。4 個(gè)因素中，唯有添加玉米粉可以顯著降低pH 和氨態(tài)氮的水平[28]。這與添加了玉米粉的混合青貯可維持較好的有氧穩(wěn)定性，青貯發(fā)酵品質(zhì)較好的研究結(jié)果[29]一致，進(jìn)一步說明了玉米粉可以彌補(bǔ)青貯原料中水溶性碳水化合物的不足，改善了青貯品質(zhì)。

本研究中添加0.6%尿素的處理組粗蛋白含量提高了7.05%，前期研究報(bào)道，玉米粉可以顯著提升飼料中粗蛋白的含量[30]，但是本研究中玉米粉對(duì)粗蛋白含量的提升效果不及尿素。添加乳酸菌的試驗(yàn)組，其粗蛋白水平稍許下降。李小鈴等[31]也報(bào)道了添加單一和復(fù)合乳酸菌的部分處理組，粗蛋白水平有下降的情況。在玉米和紫花苜蓿(Medicago sativa)的青貯研究中，青貯密度范圍在300～700 kg·m?3[32-34]，而本研究設(shè)置的青貯密度較高，造成不同青貯密度水平對(duì)粗蛋白含量影響不顯著，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，尿素在提高粗蛋白含量方面是主效應(yīng)因素，因此添加尿素對(duì)提升雜交狼尾草青貯料的粗蛋白水平效果較好。

飼料中粗脂肪是重要的能量物質(zhì)，分解產(chǎn)熱后用于維持動(dòng)物體溫和供能。玉米粉、尿素、乳酸菌以及不同的密度，均對(duì)粗脂肪含量無顯著影響，并且不同的處理水平下其粗脂肪含量的變化也不大。這是由于禾本科植物粗脂肪含量不高，所以各處理組中粗脂肪含量最高為1.61%，最低為1.41%。

纖維水平對(duì)動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育、反芻動(dòng)物的瘤胃發(fā)酵以及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收至關(guān)重要。飼料中含有一定量中性洗滌纖維對(duì)維持瘤胃正常的發(fā)酵功能具有重要意義，但中性洗滌纖維含量過高則會(huì)對(duì)非纖維碳水化合物和干物質(zhì)采食量等產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)[35]。本研究中添加玉米粉和尿素均可以顯著降低中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維的含量，而玉米粉對(duì)中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量的降低效果更加明顯。這與魏海燕等[36]的研究結(jié)果一致，隨著玉米粉添加量的增加，中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維的含量顯著減少。相應(yīng)地，添加了玉米粉和尿素的處理組相對(duì)飼用價(jià)值均顯著提升，其飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值也就越高。

綜上，玉米粉、尿素、乳酸菌和密度對(duì)雜交狼尾草青貯品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)成分產(chǎn)生顯著的影響。玉米粉對(duì)于干物質(zhì)、pH、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、相對(duì)飼用價(jià)值均是主效應(yīng)因素，尿素在提高粗蛋白含量方面是主效應(yīng)因素。四因素的主次影響順序?yàn)橛衩追?> 尿素 > 乳酸菌劑 > 密度，最優(yōu)配比為6%的玉米粉、0.6%的尿素、5 g·t?1的乳酸菌、700 kg·m?3的密度。