添加劑種類和組合對晾曬后全株油菜青貯效果的影響

周迪，楊帥，張欣欣，袁婧，高艷霞，李建國，汪波，周廣生，傅廷棟，葉俊，楊利國，5*，滑國華，5*

（1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，湖北 武漢 430000；2.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，河北 保定 071000；3.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430000；4.湖北省耕地質(zhì)量與肥料工作總站，湖北 武漢 430000；5.湖北省水牛工程中心，湖北 武漢 430000）

發(fā)展草食畜牧業(yè)是建設(shè)現(xiàn)代畜牧業(yè)的重要方面，草食畜牧業(yè)的發(fā)展與壯大，其基本保證是飼料作物尤其是優(yōu)質(zhì)青粗飼料的供給。油菜（Brassica napus）具有生長快，生物產(chǎn)量大，蛋白含量高、低硫苷和低芥酸的特點(diǎn)［1］，其粗蛋白含量、消化能和磷含量接近豆科牧草［2］，是一種營養(yǎng)價值較高的飼草料資源。此外，油菜是國家重點(diǎn)發(fā)展的“糧棉油”中重要的油料作物，2019年我國油菜籽總產(chǎn)量達(dá)1348.47萬t［3］，約占世界總量的1/5，其價格受國際市場和進(jìn)口量的影響很大。因此，做好油菜綜合利用，不僅可以有效緩解我國草食畜牧業(yè)優(yōu)質(zhì)青粗飼料短缺的問題，還可以促進(jìn)“油改飼”工作的推進(jìn)，緩解農(nóng)民豐產(chǎn)不豐收問題。

雖然油菜鮮飼適口性好，但因其水分含量高，不易長期保存，影響了其規(guī)?；茫淮送?，油菜鮮飼會導(dǎo)致動物干物質(zhì)采食量低、拉稀等，影響動物生長和泌乳。因此，不適宜大規(guī)模推廣應(yīng)用。青貯是一種保存青綠飼料的有效方式［4］，在青貯中添加不同發(fā)酵劑能有效提高青貯效果，如青貯乳酸菌能快速發(fā)酵產(chǎn)生大量乳酸，降低p H，有效抑制腐敗菌生長，縮短發(fā)酵時間，減少營養(yǎng)物質(zhì)損失［5］，纖維素酶可以降低纖維素和半纖維素的含量，增加乳酸菌的協(xié)同作用等。雖然有部分文獻(xiàn)報道了油菜單一青貯［6］、混合青貯［7-8］、添加劑青貯［9-12］和全混合日糧青貯［13］等，但其存在不同程度腐敗、青貯感官質(zhì)量較差、營養(yǎng)價值低等問題。

本實(shí)驗(yàn)室前期研究發(fā)現(xiàn)，刈割晾曬全株油菜能快速降低油菜水分含量［14-15］，比較不同生長期油菜生物量和營養(yǎng)特性，終花期油菜營養(yǎng)價值相對較高［16］。因此本研究選擇終花期油菜經(jīng)過機(jī)械刈割就地晾曬，并使用了7種不同青貯添加劑方案進(jìn)行青貯，以期探索一種高效的油菜青貯保存方案，為飼用油菜青貯保存和規(guī)?；\(yùn)用提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

華油雜62號油菜，于2018年9月29日播種于沙洋縣農(nóng)田，在終花期（2019年4月15日）刈割。青貯袋尺寸規(guī)格70 cm×130 cm；青貯菌劑S為固體菌劑，含植物乳桿菌（菌種編號：CGMCC 1.557）、嗜酸乳桿菌（菌種編號：CGMCC 1.12735）、布氏乳桿菌（菌種編號：CGMCC1.3108）、干酪乳桿菌（菌種編號：CGMCC 1.3206）、纖維素酶（酶活為5萬U·g-1），有效活菌≥4×109CFU·g-1；青貯菌劑L為液體菌劑，含植物乳桿菌（菌種編號：CGMCC 1.557）、嗜酸乳桿菌（菌種編號：CGMCC 1.12735）、戊糖片球菌（菌種編號：CGMCC 1.12961）、有機(jī)酸、小分子肽等，有效活菌≥2×109CFU·g-1（山東卓華生物科技有限公司）；紅糖和玉米粉。

3頭體況相似的健康的安裝永久性瘤胃瘺管的中國荷斯坦閹公牛（保定宏達(dá)牧業(yè)有限公司），散欄式飼養(yǎng)，自由采食（上午6：00，下午3：00喂料），自由飲水。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本研究在油菜晾曬軋碎后，采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì)7種青貯方案，分別是直接青貯（對照組control group，D）、玉米粉（corn meal，C組，10 kg·t-1）、固體菌劑（solid inoculums，S組，25 g·t-1）或液體菌劑（liquid inoculums，L組，250 mL·t-1）、固體菌劑+液體菌劑（solid inoculum+liquid inoculums，SL組）、固體菌劑+液體菌劑+紅糖（solid inoculum+liquid inoculum+brown sugar，SLB組，紅糖添加量為4 kg·t-1）、固體菌劑+液體菌劑+玉米粉（solid inoculum+liquid inoculum+corn，SLC組）；每個處理6個重復(fù)，每個重復(fù)30 kg袋裝青貯。具體設(shè)計(jì)方案見表1。

表1 油菜青貯試驗(yàn)設(shè)計(jì)Table 1 Exper imental design of rape silage

1.3 青貯油菜的制作

1.3.1收割與切碎 在2019年4月15日，專用油菜收割機(jī)刈割，就地晾曬，當(dāng)監(jiān)測水分含量降至70%時，用鍘草機(jī)切碎，長度在3～5 cm。

1.3.2處理與裝袋 將切碎后的油菜按表1處理均勻噴灑菌劑及處理，青貯袋壓實(shí)并密封。

1.4 青貯油菜的感官評定

分別在青貯30、45、60、75和90 d取樣（每種處理方式3個重復(fù)），對其色澤、氣味、質(zhì)地等指標(biāo)進(jìn)行觀察，參照德國農(nóng)業(yè)協(xié)會制定的標(biāo)準(zhǔn)（表2）進(jìn)行評級。

表2 青貯飼料感官評價標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation standar d for silage

1.5 青貯油菜發(fā)酵品質(zhì)與化學(xué)成分評定

取青貯30、45、60、75、90 d的各處理（3個重復(fù)）油菜青貯樣品，分為兩份，1份10 g，加90 mL去離子水，封口放置于4℃冰箱浸提30 min，處理后的浸提液用4層0.0374 mm尼龍濾布過濾，用p H計(jì)測定青貯料浸出液p H值。對青貯30和60 d的各處理油菜青貯樣用蒽酮-硫酸比色法［17］測定水溶性碳水化合物（water-soluble carbohydrates，WSC）的含量；取一部分樣本于105℃鼓風(fēng)干燥箱中烘干至恒重測定其干物質(zhì)（dry matter，DM）含量（GB/T 6435-2014），剩余的青貯樣混勻后置于65℃鼓風(fēng)干燥箱中烘干48 h，隨后烘干樣品用多功能粉碎機(jī)粉碎后過0.425 mm篩后于-20℃密封保存，用于粗蛋白（crude protein，CP）、中性洗滌纖維（neutral detergent fiber，NDF）和酸性洗滌纖維（acid detergent fiber，ADF）含量的測定。采用凱氏定氮法測定CP含量（GB/T 6432-2018）。用聚酯網(wǎng)袋法測定NDF（GB/T 20806-2006）和ADF（NY/T 1459-2007）含量，NDF測定中加入耐高溫的α-淀粉酶和亞硫酸鈉。

1.6 瘤胃降解率

選擇青貯30和60 d的烘干粉碎樣品，經(jīng)0.425 mm分級篩過篩，分別稱取3.0 g裝入0.061 mm孔徑尼龍布制袋（10 cm×5 cm）中，每個樣本每頭牛2個重復(fù)，3頭?？傆?jì)每個樣本6個重復(fù)，經(jīng)瘺管放入試驗(yàn)牛瘤胃中分別于發(fā)酵12、24和72 h取出，清水緩慢沖洗至清亮，65℃烘干至恒重，分別測定不同發(fā)酵時間時剩余DM、CP、NDF和ADF含量，方法同1.5所述，計(jì)算各組分瘤胃降解率。降解率計(jì)算公式如下：

1.7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)利用SPSS 19.0軟件進(jìn)行分析，pH和水分使用One-way ANOVA分析，使用Duncan法進(jìn)行多重比較，以P＜0.05表示差異顯著；各化學(xué)組分含量和降解率采用一般線性模型，Two-way ANOVA分析，分析各因素及其交互作用，使用Duncan法進(jìn)行多重比較，以P＜0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 刈割晾曬全株油菜水分變化規(guī)律

終花期刈割全株油菜，留茬高度25 cm，就地晾曬；氣象監(jiān)測顯示，晾曬期間風(fēng)力小于3級，氣溫在10～30℃波動（圖1）。從晾曬第1天起開始監(jiān)測水分變化情況，結(jié)果表明水分平均每天下降4%，至少需要經(jīng)過3個連續(xù)晴天晾曬，水分降至70%左右（圖1），達(dá)到青貯油菜水分標(biāo)準(zhǔn)。

圖1 晾曬期間溫度與油菜水分含量變化Fig.1 Temperature variation and the moisture content change during drying of rape

2.2 不同處理組青貯油菜的感官評分

將晾曬后水分降至70%以下的油菜軋碎，按試驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行青貯，在青貯后30、45、60、75和90 d采樣，進(jìn)行感官評定。結(jié)果表明，各組綜合評分值均達(dá)到一級優(yōu)等水平（16～20），SLB和SLC處理組在各時期的氣味評分和綜合評分值均高于其他組（表3）。

表3 不同處理組青貯油菜的感官綜合評分Table 3 Comprehensive sensory evaluation of various treated rape silage after ensiling

2.3 不同處理組油菜青貯p H值和水分含量分析

對各組分別在青貯30、45、60、75和90 d采樣，測定pH變化情況，結(jié)果表明從青貯30 d開始，各組pH基本維持在3.9～4.4（圖2），其中SLB、SLC組pH更為穩(wěn)定，始終保持在3.9～4.2，且SLB、SLC兩組平均pH低于其他各組（P＜0.05）（圖2）。

圖2 各處理油菜青貯在不同時期的p H值Fig.2 The p H value of various treated r ape silage in differ ent per iods

檢測各處理組不同青貯時期水分含量變化規(guī)律，結(jié)果表明，從青貯30 d起，各處理組水分維持在65%～70%（圖3），其中SLB、SLC兩組水分波動最小，SLC、C兩組平均水分含量顯著低于其他各組（P＜0.05），其他各組間水分含量差異不顯著（P＞0.05）。

圖3 各處理組油菜在不同青貯時期水分含量Fig.3 The silage moistur e content of different gr oups in different period

2.4 不同處理組青貯油菜的化學(xué)成分分析

參照飼料國家標(biāo)準(zhǔn)方法測定各組油菜青貯樣品的化學(xué)組分，結(jié)果（表4）表明，SLC和C組DM含量顯著高于其他各處理組和對照組（P＜0.05），SLC和C組間DM含量差異不顯著（P＞0.05）；各組間CP含量差異較小，SL組含量最高（P＜0.05）；WSC含量各組之間差異不顯著（P＞0.05）；SLC組的NDF（P＞0.05）和ADF（P＜0.05）含量最低。

表4 不同處理組青貯油菜在不同時期的化學(xué)成分含量Table 4 The dr y matter（DM），cr ude protein（CP），WSC，neutral deter gent fiber（NDF）and acid detergent fiber（ADF）content of various treatment methods of silage rape in different periods

2.5 不同處理組青貯油菜的瘤胃降解效率分析

隨著消化時間延長，各組DM、CP、NDF和ADF瘤胃降解率都顯著上升（P＜0.05）；青貯30 d的各處理組樣品DM和CP降解率無顯著差異（P＞0.05），C和SLB組NDF降解率（72 h）分別為46.59%和46.39%，顯著高于D組39.57%（P＜0.05）；C組和SLB組ADF降解率（72 h）分別為53.01%和52.21%，顯著高于D組45.67%（P＜0.05，表5）。

表5 不同處理方式青貯油菜在青貯30 d時的瘤胃體內(nèi)12、24和72 h的營養(yǎng)成分降解率Table 5 Degr adation rate of nutrient components in rumen for 12，24 and 72 hour s of silage r ape under different tr eatments for 30 days

青貯60 d各油菜處理組瘤胃降解率見表6。隨著消化時間的延長，DM、CP、NDF和ADF降解率都顯著上升（P＜0.05）；青貯60 d油菜不同處理方式青貯DM，CP，NDF和ADF降解率差異顯著（P＜0.05）。SLC組的DM降解率（72 h）為75.45%，顯著高于其他各組（P＜0.05）；SLC和SLB組的CP降解率（72 h）均為83.40%，顯著高于D組（74.36%）（P＜0.05）；SLC和SLB組的NDF降解率（72 h）分別為56.95%和56.21%，顯著高于其他各組（P＜0.05）；SLC和SLB組的ADF降解率（72 h）分別為62.27%和61.15%，顯著高于D組（49.77%）（P＜0.05）。

表6 不同處理方式青貯油菜在青貯60 d時的瘤胃體內(nèi)12、24和72 h的營養(yǎng)成分降解率Table 6 Degr adation rate of nutrient components in rumen for 12，24 and 72 hour s of silage r ape under different tr eatments for 60 days

3 討論

不同生長期油菜營養(yǎng)成分差異很大，隨著油菜繼續(xù)生長成熟，CP含量逐漸下降，NDF和ADF逐漸升高［2，6，16，18-19］。從營養(yǎng)價值來看，盛花期前油菜粗蛋白含量達(dá)到豆科飼草水平，之后蛋白含量下降，但仍介于禾本科牧草與豆科牧草之間。終花期飼用油菜CP含量大于10%，WSC含量低，生物產(chǎn)量大，其全株油菜有機(jī)物含量略低于玉米秸稈，但鈣和磷含量高于玉米秸稈，營養(yǎng)價值高，是一種優(yōu)良的粗飼料資源［1］。

水分控制是青貯成功的關(guān)鍵，終花期全株油菜水分含量高（大于80%），高于青貯合理水分范圍（一般青貯水分范圍為65%～75%），不降低水分直接青貯會發(fā)生腐?。?］。目前針對高水分含量青綠飼料保存的方法，一種是通過風(fēng)干晾曬，如牧草刈割晾曬風(fēng)干制作青干草［20］，第2種就是混合干物質(zhì)原料進(jìn)行青貯，如玉米秸稈或者干稻草與油菜混合青貯［7，15］。已有研究表明油菜刈割晾曬能降低水分含量，并且營養(yǎng)損失較少［15，21］，本研究通過油菜專用收割機(jī)刈割油菜并就地晾曬，快速降低了油菜水分，同時沒有腐爛情況發(fā)生，經(jīng)過連續(xù)3 d在地里晾曬，水分降低到合理青貯范圍，并且晾曬后油菜未添加青貯添加劑直接進(jìn)行青貯，品質(zhì)依然優(yōu)良，無腐敗發(fā)生，能較好地保存。

優(yōu)良的青貯飼料主要取決于青貯底物原料和合適的發(fā)酵程序，其中可利用的糖源以及乳酸菌是關(guān)鍵。青貯期間乳酸菌能利用青貯原料中的WSC將其轉(zhuǎn)化為乳酸，降低p H，從而抑制有害菌的生命代謝活動，降低有氧損耗［5］。有研究表明，將蛋白含量高的青飼料和碳水化合物高的青飼料混合青貯可以取得不錯的青貯效果［22-24］，乳酸菌和纖維素酶已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于改善青綠飼料青貯的發(fā)酵品質(zhì)并增強(qiáng)青貯飼料的消化率［25-26］。研究表明纖維素酶在玉米秸稈，小麥秸稈等原料發(fā)揮積極的作用［27-28］；添加糖原料可以改善青貯的品質(zhì)［9-10］，有機(jī)酸也通過降低p H形成適于乳酸菌生活的環(huán)境，抑制霉菌等有害微生物的活動［29-32］。本研究使用固體菌劑S、液體菌劑L以及添加紅糖或玉米粉進(jìn)行油菜青貯，其中兼性厭氧菌（植物乳桿菌和戊糖片球菌）能在氧氣被消耗前配合嗜酸乳桿菌利用打碎油菜原料溶出物中的蛋白和少量糖以及添加的糖原料進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)生乳酸，降低pH值，快速抑制病原菌和霉菌，防止發(fā)霉發(fā)熱，而干酪乳桿菌可以產(chǎn)生豐富的蛋白酶，將油菜原料中的蛋白質(zhì)分解為小肽和氨基酸、為植物乳桿菌、嗜酸乳桿菌、布氏乳桿菌提供充足氮源，利于乳桿菌快速生長、繁殖和代謝，產(chǎn)生大量乳酸和乙酸，當(dāng)p H值降至4.5以下，只有嗜酸乳桿菌仍能繼續(xù)發(fā)酵產(chǎn)酸，直到p H降至4.0～4.2以下，達(dá)到穩(wěn)定。

青貯過程會消耗青綠飼料養(yǎng)分，導(dǎo)致DM部分被消耗降解［33］，一般認(rèn)為ADF含量越低，飼草適口性越好，營養(yǎng)價值越高［34］，蛋白質(zhì)含量越高，代表營養(yǎng)價值越高，蛋白含量越低，說明營養(yǎng)價值越低［35］。感官結(jié)果顯示各組青貯顏色均為黃綠色，莖葉結(jié)構(gòu)明顯，氣味略有酸味，帶著淡淡的芳香味，綜合評分均為優(yōu)等，隨著青貯時間延長，青貯質(zhì)量略有下降，但是仍然維持在優(yōu)等，評分維持在17.6～19.4，不同青貯時間點(diǎn)p H和水分穩(wěn)定性可得出SLB、SLC兩組明顯好于其他各組，說明通過晾曬后直接青貯終花期油菜可以較好地保存，但額外添加糖源以及添加復(fù)合菌劑，使油菜快速發(fā)酵產(chǎn)生大量乳酸并降低p H，抑制了有害菌的生命活動，有效減少了飼用油菜的損耗，保持了原料的特性并具有芳香味。通過化學(xué)組分分析結(jié)果可知SLC組的DM含量最高，NDF和ADF含量最低，原因可能是添加糖、纖維素酶和乳酸菌有助于發(fā)酵的深度進(jìn)行，并對NDF和ADF的降解發(fā)揮作用［36-37］。

干物質(zhì)采食量（dry matter intake，DMI）決定著維持動物健康和生產(chǎn)所需的養(yǎng)分。消化率較低的飼料限制DMI，因?yàn)樗鼈冊诹鑫钢斜磺宄乃俣群屯ㄟ^消化道的速度慢［38］，而瘤胃降解率反映飼料通過瘤胃的消化情況［39］。本研究不同青貯處理組油菜DM、CP、NDF和ADF的實(shí)時降解率隨時間的延長而升高。青貯30 d各處理組DM和CP的72 h降解率差異不顯著，但是青貯60 d各處理組DM和CP的72 h降解率中SLC和SLB較優(yōu)于其他各組；青貯30 d各處理組NDF和ADF的72 h實(shí)時降解率中SLB和C較高于其他組，但是青貯60 d中NDF和ADF 72 h實(shí)時降解率中SLC和SLB最高。說明隨著發(fā)酵時間的延長，添加的乳酸菌復(fù)合菌、纖維素酶以及糖原增加了發(fā)酵的程度，部分ADF和NDF變得可被動物利用。

4 結(jié)論

終花期全株油菜經(jīng)刈割晾曬后青貯可以很好地保存其營養(yǎng)價值，刈割后，需根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀笄闆r，連續(xù)晾曬3～4 d（平均每天水分降低4%～5%），在青貯過程中添加固體菌劑+液體菌劑+玉米粉組合（SLC）能最有效地保存青綠油菜，不僅提高其適口性，還可提高DM、CP、NDF和ADF的降解率，并降低ADF含量，是一種較為理想的油菜青貯方案。