糖蜜對不同比例干稻草和王草混合青貯品質(zhì)的影響

張雨書 ， 張 潔 ， 李 茂 ， 王定發(fā) ， 周漢林 ， 呂仁龍

（1.海南大學林學院，海南儋州 571737；2.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院熱帶作物品種資源研究所，海南?？?571101）

王草產(chǎn)量高，適口性好，是熱帶地區(qū)反芻動物不可替代的日糧來源， 但由于其生長依賴高溫和雨水， 導致夏季過剩、 冬季嚴重短缺的現(xiàn)狀（Li等，2014；Santoso 等，2011）。 海南島內(nèi)四季空氣濕度較大，難以制備干草，因此，制備青貯用于冬季飼喂反芻動物是一個必要手段。 然而， 過高的水分又容易腐敗變質(zhì)難以青貯， 自然晾曬失水速率較慢， 補充一定比例低水分植物混合青貯是目前島內(nèi)青貯加工的主要方法。

稻桿在我國產(chǎn)量較大，但是蛋白質(zhì)含量低，酚類物質(zhì)、 硅和木質(zhì)素含量高， 從而影響稻草消化率，在飼料中應用較少（Van Soes 等，2006），近年來，研究發(fā)現(xiàn)，稻草在經(jīng)過青貯處理后，其飼用價值有顯著提升（ Kim 等，2006），NH3-N 含量降低，pH 降低 （郭旭生，2002）， 丙酸含量增加 （P <0.05），乙酸 /丙酸顯著降低，總揮發(fā)性脂肪酸濃度升高（辛杭書等，2015）。開發(fā)稻草飼用可以緩解粗飼料短缺， 還能減少大量稻草焚燒丟棄處理形成的環(huán)境污染。由于稻稈莖部空心，水溶性碳水化合物含量低， 附生乳酸菌少， 不易直接青貯 （Cai，2006），一般情況下，需要補充一些添加劑處理與其混合青貯，如尿素處理、糖蜜處理等。

添加糖蜜可顯著提高青貯稻草的粗蛋白質(zhì)、可溶性碳水化合物含量和體外干物質(zhì)消化率，顯著降低微貯稻草的粗纖維含量， 顯著增加乳酸、乙酸含量（毛一帆等，2021），對稻草中的霉菌有一定的抑制作用（潘藝偉等，2020）。 稻稈青貯中適宜添加量為5%蔗糖 （稅靜，2009）、1.5%甘蔗糖蜜或1.5% ～3.0%大豆糖蜜 （潘藝偉等，2020）。

目前， 關(guān)于添加糖蜜對王草與干稻草混合青貯的營養(yǎng)成分以及瘤胃發(fā)酵的相關(guān)報道較少，因此，本研究旨在探究在添加糖蜜條件下，不同比例干稻草與王草混合青貯品質(zhì)， 和在體外培養(yǎng)下對干物質(zhì)消化率以及對瘤胃液發(fā)酵的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 王草 （Pennisetum purpureum Schumacher×Pennisetum glaucum （Linnaeus） R.Brown Reyan No.4）栽培于中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院熱帶作物品種資源研究所附屬實驗基地（北緯195°109.5‘，東經(jīng) 109°30‘，海拔 149 m），于 2019 年 12月15 日，草高約1.5 ~ 1.8 m 時收割，干稻草購于江西省高安市牛根農(nóng)作物秸稈專業(yè)合作社。 王草和稻草的營養(yǎng)成分見表1。

表1 王草和稻草的營養(yǎng)成分 g/kg

1.2 試驗設(shè)計與處理 將收割的王草粉碎，并進行短暫自然晾曬至水分75%，混合青貯按照干稻草的添加比例設(shè)定四個處理組， 即王草： 稻草=100：0（T1 組），王草：稻草=90：10（T2 組），王草：稻草=80：20（T3 組），王草：稻草=70：30（T4 組）。設(shè)定兩種不同添加處理， 即無添加處理組和糖蜜添加組。 將王草和干稻草切割2 ~ 3 cm 長度，按照上述比例裝入30 cm×20 cm 的聚乙烯青貯袋中，每個處理重復3 個，共計2 添加處理×4 稻桿比例處理×3 重復=24 包。用真空打包機（Sinbo，上海）抽真空后密封，室溫25~30 ℃儲存發(fā)酵60 d。開封后，取50 g 樣品85 ℃干燥后，制成粉末用于測定常規(guī)營養(yǎng)成分含量和體外培養(yǎng)，另取50 g 用于分析揮發(fā)性脂肪酸。

1.3 測定方法

1.3.1 營養(yǎng)成分分析 各處理組營養(yǎng)成分中的粗蛋白質(zhì)（CP）、干物質(zhì)（DM）、粗脂肪（EE）、粗灰分（Ash） 和酸性洗滌纖維 （ADF） 含量的測定按照AOAC 方法進行，中性洗滌纖維（NDF）含量按照Van Soest 等（2006）的方法測定。 非纖維性碳水化合物（NFC）計算公式參照 NRC（2001）進行：

NFC=1000-CP - Ash - EE - NDF。

1.3.2 發(fā)酵品質(zhì)分析 王草青貯開封后， 取50 g樣品，切碎后加入200 mL 蒸餾水，使樣品置于液面之下，密封后放入4 ℃冰箱靜置保存24 h，之后用4 層紗布將汁液過濾。用雷磁pHS-3C 精密pH計測定濾液的pH，然后將濾液倒入離心管，用離心機（Hermle，美國）離心，設(shè)定轉(zhuǎn)速 12000 r/min，離心5 min 后用 0.22 μm 微孔濾膜過濾至進樣瓶，用高效液相色譜（HPLC）儀分析乳酸（LA）、乙酸（AA）、丙酸（PA）和丁酸（BA）含量。HPLC 設(shè)定條件為：色譜柱為 RP-18 色譜柱（5 μm，4.6 mm×25 mm）， 檢測器為日立Primaide 型紫外檢測器，流動相為甲醇， 流速為1 mL/min， 檢測波長為210 nm，進樣體積為 10 μL。

1.3.3 體外培養(yǎng)分析 培養(yǎng)后的干物質(zhì) （DM）消化率參照Cao 等（2009）的方法測定。 培養(yǎng)液揮發(fā)性脂肪酸采用高效氣相色譜儀 （GC， 安捷倫，7890B）測定，乙酸、丙酸及丁酸含量（測定前離心） 測定方法同上。 GC 設(shè)定條件為色譜柱：HPINNOWAX（19091N-133）毛細管柱，30 m×0.25 mm×0.25 μm；柱溫 160 ℃，汽化室溫度 200 ℃，氮氣流速30 mL/min，氫氣流速 60 mL/min，空氣流速360 mL/min，進樣量 1 μL。 培養(yǎng)液中揮發(fā)性氨態(tài)氮測定方法同上。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析 用Excel 2010 對原始數(shù)據(jù)進行初步統(tǒng)計，再用SAS 軟件進行雙因素分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同稻草比例對王草混合青貯營養(yǎng)成分及發(fā)酵品質(zhì)的影響 由表2 可知， 發(fā)酵60 d 后，隨著稻草比例的增加， 各青貯料的CP 最高降低19%（P < 0.001），T4 組 EE 含量較對照組降低16%（P < 0.01），NDF 提高 7%（P < 0.05），ADF 和Ash 分別提高 20%和 10%（P < 0.001）。 NFC 呈下降趨勢，但結(jié)果差異不顯著，可見添加稻草對其營養(yǎng)成分影響較大。由表3 可見，干稻草的添加量影響了pH、乳酸、乙酸、丙酸、丁酸的含量。隨著干稻草添加量的增加，pH 顯著升高（P < 0.001），乳酸含量升高，乙酸、丙酸含量降低，但差異性不顯著。由表4 得， 稻草添加比例對體外培養(yǎng)的各指標無顯著影響。

2.2 糖蜜添加對干稻草和王草混合青貯營養(yǎng)成分及發(fā)酵品質(zhì)的影響 由表2 可知， 與無添加相比， 添加糖蜜處理顯著提高了青貯的NFC 含量（P < 0.001），最高提升了 175%（T3 組）；顯著降低了混合青貯的 NDF 和 Ash 含量，T1 組 ~ T4 組NDF 分別降低了 11%、4%、9%、9%（P < 0.001），Ash 降低了19%、13%、15%、13%。與對照組相比，糖蜜添加組的pH 顯著降低（P < 0.001），乙酸含量顯著升高，T1 組提升最大為73%，其次是T4 組（55%）（P < 0.05），乳酸、丙酸、丁酸含量沒有顯著變化（表3）。 體外消化率方面， 糖蜜添加組的pH顯著降低（P < 0.001），產(chǎn)氣和丙酸含量顯著升高，最大分別為38%和5%（P < 0.001）， 糖蜜添加組的干物質(zhì)消化率、乙酸、丁酸和對照組之間無顯著差異（表 4）。

表2 不同稻草比例混合青貯在糖蜜添加有無條件下對營養(yǎng)成分的影響 %

表3 不同稻草比例混合青貯在糖蜜添加有無條件下對發(fā)酵品質(zhì)的影響

表4 不同稻草比例混合青貯在糖蜜添加有無條件下對體外培養(yǎng)的影響

2.3 糖蜜添加和不同稻草比例的交互影響 糖蜜添加和不同稻草比例對混合青貯料的營養(yǎng)成分沒有顯著影響， 發(fā)酵品質(zhì)的pH 顯著降低 （P <0.001），對體外培養(yǎng)指標無顯著影響。

3 討論

熱帶禾本科牧草中可溶性碳水化合物含量高，緩沖能力強，乳酸菌數(shù)量較低，因此一般青貯情況下， 難以獲得高乳酸青貯產(chǎn)品（Yahaya等，2004）， 王草中糖分含量較高， 易獲得低pH青貯產(chǎn)品，便于長期保存。 糖蜜能為乳酸菌提供發(fā)酵底物， 促進乳酸快速生成 （邱小燕等，2014），可以改善玉米秸稈（李龍興等，2018）、籽粒莧與稻秸混合料（穆麟等，2019）的青貯品質(zhì)。

3.1 不同稻草比例對王草混合青貯營養(yǎng)成分、發(fā)酵品質(zhì)及體外培養(yǎng)的影響 隨著稻草比例的增加，CP（P < 0.001）、EE（P < 0.05）含量顯著降低，這是由于稻草中含有較低的CP、EE 含量。NDF 含量影響動物采食量，ADF 影響動物消化率， 兩者含量越低，其青貯料的采食量和消化率越高（胡海超等，2021）。 本試驗結(jié)果表明，NDF（P < 0.05）和ADF（P < 0.001）均顯著升高，青貯飼用價值降低，可能會減少家畜的采食量，與劉建勇等（2014）和陳功軒等（2019）的研究結(jié)果相同。

pH 體現(xiàn)青貯發(fā)酵品質(zhì)， 高pH 環(huán)境易造成大量蛋白質(zhì)降解（胡海超等，2021），降低青貯料的營養(yǎng)價值。 稻草的添加使得pH 顯著升高（P< 0.001）， 原因是稻草可溶性碳水化合物含量低，附著天然乳酸菌少（趙政等，2010），抑制了乳酸菌發(fā)酵，導致pH 升高。 本試驗中，體外培養(yǎng)的pH、產(chǎn)氣、干物質(zhì)消化率和揮發(fā)性脂肪酸均無顯著變化， 可能是因為稻草的纖維含量和王草相似，其瘤胃消化相似導致的。

3.2 糖蜜添加對青貯營養(yǎng)成分、 發(fā)酵品質(zhì)及體外培養(yǎng)的影響 NDF 包括纖維素和半纖維素等，能全面體現(xiàn)飼糧中纖維物質(zhì)含量（劉潔等，2012），本試驗中，添加糖蜜顯著降低了青貯的NDF（P < 0.001），與 Metha Wanapat 等（2013）研究結(jié)果一致，可能是由于乳酸發(fā)酵降低pH，使細胞壁碳水化合物發(fā)生酸水解（Yuan 等，2016），從而降低了NDF 含量， 增加了水溶性碳水化合物（Zhang 等，2020）。 NFC 體現(xiàn)可發(fā)酵碳水化合物的含量（劉潔等，2012），也有研究測量可溶性糖含量、水溶性碳水化合物來估計可發(fā)酵碳水化合物含量（余汝華等，2003）。 NFC 含量顯著提高，因為添加糖蜜有助于提高體系中可溶性碳水化合物的含量，促進乳酸發(fā)酵，提高發(fā)酵質(zhì)量（潘藝偉等，2020），與 Li 等（2014）研究結(jié)果一致。

添加糖蜜pH 顯著降低（P < 0.001），均在4.2以下， 達到優(yōu)質(zhì)青貯的 pH 標準 （Catchpoole 等，1971）。原因是添加糖蜜能促進乳酸菌生長產(chǎn)生乳酸，快速降低pH，從而抑制梭狀芽孢桿菌或其他有害細菌的活性（Nishino 等，2012），與李龍興等（2018）、穆麟等（2019）結(jié)果一致。乙酸主要來源于乙酸菌或異型發(fā)酵乳酸菌， 乳酸和乙酸的含量提高，添加糖蜜組的乙酸含量顯著高于無添加組（P< 0.01），說明青貯過程中含有較多的異型發(fā)酵乳酸菌， 使得乙酸含量和乳酸含量呈相同的變化趨勢，提高了青貯有氧穩(wěn)定性，與Danner 等（2003）、Alli 等（1984）研究結(jié)果一致。

添加糖蜜使體外培養(yǎng)pH （P < 0.001） 顯著降低，產(chǎn)氣、丙酸含量顯著升高（P < 0.001）。 正常瘤胃 pH 為 5.5 ~ 7.5（黃秋連等，2021），本研究在正常范圍內(nèi)波動。 體外產(chǎn)氣反映了飼料的發(fā)酵程度 （Getachew 等，1998），并能估計其代謝能（Li 等，2014）。 飼料與體外緩沖瘤胃液反應，碳水化合物發(fā)酵生成揮發(fā)性脂肪酸、 氣體和微生物細胞。 產(chǎn)生的氣體主要為二氧化碳和甲烷（Getachew 等，1998）。 由于糖蜜增加了其碳水化合物的含量， 所以體外產(chǎn)氣量顯著提高 （P <0.001）。研究表明，飼料中的纖維素含量較高，瘤胃中發(fā)酵產(chǎn)生的乙酸比例較高， 由于添加糖蜜降低了纖維含量，所以乙酸含量下降，同時可溶性碳水化合物的增加， 會提高以丙酸為主的揮發(fā)性脂肪酸的產(chǎn)生，所以丙酸含量顯著升高，乙酸/丙酸比例降低，與 Sutton 等（2003）研究結(jié)果一致。

4 結(jié)論

干稻草與王草混合青貯后，隨著稻草比例升高，發(fā)酵品質(zhì)逐漸降低，但在適量添加糖蜜后，能顯著改善發(fā)酵品質(zhì)。 本研究結(jié)果表明，用30%干稻草與70%新鮮王草混合并添加2%糖蜜青貯后，能得到較高品質(zhì)的混合青貯料，并且有較好的干物質(zhì)消化率。