全株玉米與甘蔗梢不同混合比例青貯效果研究

蔣金娟 王鴻發(fā) 馬向麗 徐 翠 金芝全 王 旭 羅富成

云南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，昆明 650201

在我國(guó)“糧改飼”政策的背景下，著力推進(jìn)以青貯全株玉米為主的優(yōu)質(zhì)飼草產(chǎn)業(yè)[1]，利用飼料發(fā)酵技術(shù)將全株玉米發(fā)酵成青飼料，可以減少糧食飼料的使用量，創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值；此外，全株玉米青貯，通過(guò)養(yǎng)殖糞污施肥還田，不僅不用考慮秸稈的二次收貯問(wèn)題，而且還避免了秸稈焚燒引起的環(huán)境問(wèn)題[2]。在云南開(kāi)展甘蔗飼料化利用具有得天獨(dú)厚的條件，其收獲期一般在11 月至第2 年的4 月[3]，甘蔗梢用作牧草時(shí)，為了與晚播青貯玉米在飼草供應(yīng)的季節(jié)性方面結(jié)合利用，通過(guò)青貯玉米來(lái)調(diào)節(jié)甘蔗梢的利用，從而拓寬了云南飼料來(lái)源渠道，在很大程度上緩解了云南省冬春季粗飼料緊缺的問(wèn)題[4-5]；同時(shí)，飼料混合物具有經(jīng)濟(jì)和環(huán)境2 個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)我國(guó)現(xiàn)代飼料產(chǎn)業(yè)體系發(fā)展，構(gòu)建糧飼兼顧、種養(yǎng)結(jié)合、草畜聯(lián)動(dòng)的現(xiàn)代新畜牧業(yè)發(fā)展模式[6]。

前人對(duì)全株玉米混合青貯進(jìn)行了大量研究，證實(shí)了適宜的全株玉米添加比例，能改善青貯料的品質(zhì)并達(dá)到最佳[7-9]。研究發(fā)現(xiàn)，籽粒莧中加入超過(guò)50%的玉米得到的青貯料品質(zhì)最佳[10]。楊宇為等[11]的試驗(yàn)表明，油菜秸稈中加入40%的玉米養(yǎng)分流失最少，營(yíng)養(yǎng)保存最好。本研究以烤煙后“冬玉米”和甘蔗收獲后的副產(chǎn)物——甘蔗梢為試驗(yàn)材料，研究不同混合比例對(duì)全株玉米與甘蔗梢混合青貯料的影響，確定全株玉米與甘蔗梢混合青貯的最佳比例，以期為我國(guó)熱區(qū)全株玉米與甘蔗梢資源的綜合利用提供一定的參考，以及“糧改飼”工作的良好進(jìn)行帶來(lái)幫助并為其飼料生產(chǎn)提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料分別為秋播蠟熟期收獲的云瑞10 號(hào)全株玉米和閩糖“69421”的副產(chǎn)物——甘蔗梢，均由紅河米勒縣竹園鎮(zhèn)村戶提供（主要營(yíng)養(yǎng)成分含量見(jiàn)表1），試驗(yàn)于2020 年11 月-2021 年3 月完成。

表1 全株玉米與甘蔗梢的原料特性 %

1.2 試驗(yàn)方法

1）試驗(yàn)設(shè)計(jì)。2 種原料收割后，就地用鍘草機(jī)分別鍘短至1～2 cm 長(zhǎng)的碎段，立即運(yùn)回農(nóng)大動(dòng)科院晾曬廠，晾曬至含水率為60%～70%。按全株玉米和甘蔗梢鮮重比例為10∶0、7∶3、5∶5、3∶7 和0∶10 進(jìn)行混合青貯，試驗(yàn)設(shè)置5 個(gè)處理，每個(gè)處理12 kg，拌勻后均勻分為3 等份，分別裝入貼有對(duì)應(yīng)標(biāo)簽的5 kg青貯桶中，壓實(shí)封蓋后用膠帶封口再用保鮮膜密封保存（以保證厭氧條件），在室溫下發(fā)酵60 d 后取樣測(cè)定相關(guān)指標(biāo)。

2）現(xiàn)場(chǎng)感官評(píng)定。青貯60 d 后拆封取樣，參照德國(guó)農(nóng)業(yè)協(xié)會(huì)推薦的評(píng)分法[12]，從嗅覺(jué)、觸覺(jué)及視覺(jué)3 個(gè)感官方面進(jìn)行評(píng)定，16～20 分為1 級(jí)（優(yōu)）、10～15 分為2 級(jí)（良）、5～9 分為3 級(jí)（中）、0～4 分為4 級(jí)（劣）[13]。

3）青貯飼料有機(jī)酸的測(cè)定。感官評(píng)定結(jié)束后即刻取鮮樣，用pH 計(jì)測(cè)量青貯飼料的pH 值。方法：將20 g 青貯樣準(zhǔn)確稱量到榨汁機(jī)（400 mL）中，加入蒸餾水（180 mL），用高速攪拌器打成勻漿，并將萃取液用4 層紗布和定性濾紙過(guò)濾，然后使用酸度計(jì)測(cè)定pH 值[14]；再取濾液測(cè)定氨態(tài)氮（NH3-N）含量，采用苯酚-次氯酸鈉比色法[15]；利用安捷倫GC7890A型色譜儀測(cè)定有機(jī)酸[乳酸（LA）、乙酸（AA）、丙酸（PA）、丁酸（BA）]含量[16]。

4）青貯飼料營(yíng)養(yǎng)成分的測(cè)定。在105 ℃烘箱中，將青貯飼料的分析樣品殺青15 min 后，再降至65℃下直至烘干，然后用植物樣品粉碎機(jī)粉碎制樣。采用烘干法（65 ℃）[17]及凱氏定氮法[18]分別對(duì)干物質(zhì)（DM）和粗蛋白（CP）含量進(jìn)行測(cè)定；高溫灼燒法測(cè)定粗灰分（Ash）含量、索式浸提法測(cè)定粗脂肪（EE）含量[19]；蒽酮比色法[20]測(cè)定水溶性碳水化合物（WSC）含量；范式洗滌纖維法[21]測(cè)定中性洗滌纖維（NDF）和酸性洗滌纖維（ADF）含量。

5）青貯飼料Flieg 評(píng)分。Flieg 氏評(píng)分法以青貯飼料中的3 種主要有機(jī)酸——乳酸、乙酸、丁酸的比例為基礎(chǔ)進(jìn)行評(píng)分，根據(jù)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)可將青貯料品質(zhì)分為5 個(gè)等級(jí)：80～100 分為優(yōu)；60～80 分為良；41～60 分為可；21～40 分為中；0～20 分為劣[22-23]。

1.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)經(jīng)Excel 2010 處理后，采用SPSS 22.0 一般線性模型進(jìn)行單因素差異分析，Duncan’s 法進(jìn)行組間的多重比較，最后采用隸屬函數(shù)綜合排序法[24]。結(jié)果用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示，以P＜0.05 表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 混合比例對(duì)混貯料感官評(píng)定的影響

根據(jù)感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)得出（表2），在全株玉米與甘蔗梢混合青貯中，各配比青貯飼料的感官評(píng)定等級(jí)都在良好以上，其分值介于13～20 分。隨著甘蔗梢添加比例的逐級(jí)增加，青貯飼料感官品質(zhì)的綜合分?jǐn)?shù)出現(xiàn)逐步下降的趨勢(shì)，以10∶0、7∶3 和5∶5 的配比組合評(píng)分最高，獲得滿分，均達(dá)到優(yōu)等等級(jí)；0∶10的總分最低，不僅低于各配比混合青貯料，更低于10∶0 組，說(shuō)明甘蔗梢單貯得到的青貯料較差，而在全株玉米青貯中加入一定比例的甘蔗梢，則可有效改善青貯飼料的品質(zhì)，獲得更好的青貯效果。

表2 混合青貯的感官評(píng)價(jià)

2.2 混合比例對(duì)混貯料發(fā)酵參數(shù)的影響

全株玉米與甘蔗梢混合青貯對(duì)發(fā)酵品質(zhì)的影響如表3 所示，所有混合青貯料的pH 值介于3.71～4.36，其中7∶3、5∶5、3∶7 組混合青貯料的pH 值達(dá)到優(yōu)質(zhì)青貯的范圍。隨著甘蔗梢添加比例的增加，混貯料的NH3-N/TN、AA 和PA 含量均呈先降后升的變化；混合比例為7∶3 時(shí)，NH3-N/TN、AA 和PA 含量降到最低，分別為2.23%、5.20 g/kg 和0.12 g/kg，較10∶0 組分別降低了0.3 個(gè)百分點(diǎn)（P＞0.05）、42.54%和80.00%（P＜0.05），又較0∶10 組分別降低了5.6個(gè)百分點(diǎn)、54.59%和90.08%（P＜0.05）；而LA 含量變化趨勢(shì)與之相反，其中混合比例為7∶3 時(shí)達(dá)到最高（為28.94 g/kg），是10∶0 組的1.13 倍（P＜0.05），是0∶10 組的1.81 倍（P＜0.05）。所有青貯料中均未檢測(cè)出BA，說(shuō)明青貯效果較好。

表3 混合比例對(duì)混合青貯料發(fā)酵參數(shù)的影響

2.3 混合比例對(duì)混貯料營(yíng)養(yǎng)成分的影響

全株玉米與甘蔗梢混合青貯對(duì)營(yíng)養(yǎng)成分的影響如表4 所示，隨著甘蔗梢添加比例的增加，混合青貯料的DM、CP、EE 和WSC 含量呈先升后降的變化，混合比例為7∶3 時(shí)達(dá)到最大值，分別為27.81%、8.66%、4.76%和8.46%，較10∶0 組分別提高了0.47、0.06（P＞0.05）、1.91 和3.28 個(gè)百分點(diǎn)（P＜0.05），分別是0∶10 組的1.19、1.33、1.63 和7.76 倍（P＜0.05），而Ash、NDF 和ADF 含量隨甘蔗梢添加量的增加而逐漸升高，混合比例為0∶10 時(shí)達(dá)到最高，分別為5.64%、77.24%和48.77%，較10∶0 組分別升高了0.99、18.6 和19.09 個(gè)百分點(diǎn)（P＜0.05）。

表4 混合比例對(duì)混貯料營(yíng)養(yǎng)成分的影響 %

2.4 青貯發(fā)酵品質(zhì)Flieg 氏評(píng)分分析

全株玉米與甘蔗梢混合青貯料的Flieg 評(píng)分結(jié)果見(jiàn)表5，隨著甘蔗梢添加比例的增加，混貯料的發(fā)酵品質(zhì)呈下降趨勢(shì)，10∶0、7∶3 和5∶5 3 組混貯料的整體評(píng)分分別為91、99 和85 分，達(dá)到優(yōu)等級(jí)，其中7∶3 組總分最高；而3∶7 組和0∶10 組混貯料的等級(jí)為良，總分分別為78 和64 分，青貯品質(zhì)相對(duì)較差；表明在全株玉米青貯中添加少量的甘蔗梢有助于提高混合青貯料的發(fā)酵品質(zhì)。

表5 混合青貯料Flieg 質(zhì)量評(píng)分結(jié)果

2.5 隸屬函數(shù)綜合評(píng)價(jià)混合比例對(duì)青貯品質(zhì)的影響

單一指標(biāo)不能夠準(zhǔn)確評(píng)價(jià)飼料品質(zhì)，采用隸屬函數(shù)更為綜合、科學(xué)的評(píng)價(jià)分析[25-26]方法。利用隸屬函數(shù)對(duì)全株玉米與甘蔗梢混合青貯的各成分指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，函數(shù)值越大，表明全株玉米與甘蔗梢以該比例混合其青貯品質(zhì)為最佳。從表6 可以看出，隨甘蔗梢添加比例的增加，函數(shù)值先增大后減小，全株玉米與甘蔗梢混合比例為7∶3 時(shí)，函數(shù)值達(dá)到最大（為0.951 7），較10∶0 組提高了21.48%，是0∶10 組的54.38 倍；其余各處理組隸屬函數(shù)平均值大小依次排序?yàn)椋海?0∶0）＞（5∶5）＞（3∶7）＞（0∶10）。

表6 隸屬函數(shù)值及綜合排名

3 討 論

pH 和NH3-N/TN 是評(píng)價(jià)青貯料發(fā)酵品質(zhì)的重要指標(biāo)，反映飼料中蛋白質(zhì)的降解程度[27]。品質(zhì)好的青貯料pH 值普遍介于3.8～4.2，NH3-N/TN 應(yīng)小于10%[28-29]，且二者含量越低，說(shuō)明青貯飼料的蛋白質(zhì)分解越少，青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì)越好[30]。本試驗(yàn)中除甘蔗梢單貯，其余各處理均低于該結(jié)果，且隨甘蔗梢添加量的增加，pH 和NH3-N/TN 比值隨之升高，這與Santos 等[31]和Qin 等[32]的研究結(jié)果一致。表明添加適宜的甘蔗梢，可以降低混合青貯料的pH 和NH3-N/TN 的比值，推測(cè)可能是甘蔗梢原料表面附著的優(yōu)勢(shì)菌群數(shù)量相對(duì)全株玉米較少才導(dǎo)致甘蔗梢單貯pH 值較高。

Cao 等[33]認(rèn)為高品質(zhì)的青貯飼料應(yīng)含有較高含量的乳酸和較低含量的丁酸。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，隨著甘蔗梢添加比例的增加，相應(yīng)的乳酸含量呈先升后降的變化趨勢(shì)，在厭氧條件下乳酸菌繁殖占主導(dǎo)，產(chǎn)生大量乳酸，使得青貯飼料的值迅速下降，厭氧條件和較低的pH 值有效抑制腐敗菌的發(fā)酵，提高青貯發(fā)酵品質(zhì)，這與張潔等[34]的研究結(jié)果一致。這是由于玉米植株上的乳酸桿菌數(shù)量變化很大[35]，有害菌的生殖活動(dòng)受到抑制，附生的活菌群促進(jìn)青貯飼料的發(fā)酵，產(chǎn)生更多的乳酸，而隨甘蔗梢添加量的增多乳酸含量降低可能是同型乳酸菌發(fā)酵逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楫愋腿樗峋l(fā)酵[36]，將乳酸分解為乙酸，使得乙酸含量隨之升高，導(dǎo)致混合飼料中的可溶性糖含量下降；但未檢測(cè)到丁酸，說(shuō)明飼料均未有腐敗變質(zhì)的現(xiàn)象發(fā)生，這可能是由于在裝填青貯料時(shí)密封性較好，殘留空氣較少，無(wú)氧條件更有利于發(fā)酵的進(jìn)行。

全株玉米柔軟多汁，有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，是很容易青貯成功的粗飼料[37]，又通過(guò)與含糖量較高的甘蔗梢混合青貯，不僅提高甘蔗梢的利用率，還得到了更優(yōu)質(zhì)的青貯飼料。本試驗(yàn)證實(shí)，與甘蔗梢單貯相比，混合青貯使2 種飼料的營(yíng)養(yǎng)成分很好的保存下來(lái)，青貯后的飼料營(yíng)養(yǎng)更加均衡。結(jié)果表明，隨著甘蔗梢添加比例的增加，混合青貯料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值逐級(jí)降低，其中混合配比在7∶3 時(shí)營(yíng)養(yǎng)成分處于最高，既高于甘蔗梢單貯又高于全株玉米單貯，Tao 等[6]研究苜蓿與玉米混合青貯時(shí)得出相似的結(jié)果，這可能是由于甘蔗梢原料中WSC 含量高于全株玉米，在青貯過(guò)程中為微生物活動(dòng)提供了更多的底物，促進(jìn)飼料發(fā)酵并抑制有害菌的生長(zhǎng)。除此之外，隨著青貯的進(jìn)行，添加甘蔗梢提高了碳水化合物的利用效率，使pH 值降低，乳酸含量升高，降低了其蛋白質(zhì)的降解，混貯料的營(yíng)養(yǎng)成分流失較少就被有效地保存下來(lái)，提高了青貯料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，商振達(dá)等[38]研究蕎麥和全株玉米混合青貯時(shí)發(fā)現(xiàn)類似情況；同樣，王林等[39]進(jìn)行苜蓿與玉米混貯時(shí)發(fā)現(xiàn)，與玉米單貯相比混貯顯著提高了CP 含量、降低了NDF 和ADF 含量。甘蔗梢原料本身的粗蛋白含量低，相對(duì)來(lái)說(shuō)全株玉米粗蛋白含量較高，而在青貯過(guò)程中加入適量的甘蔗梢，可緩解蛋白質(zhì)降解的速率，再是二者的營(yíng)養(yǎng)成分產(chǎn)生了疊加效應(yīng)，盡管有較少一部分營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)流失，最終得到的混貯料營(yíng)養(yǎng)均衡分配，其青貯品質(zhì)有所提高。

4 結(jié) 論

全株玉米與甘蔗梢的混合青貯更有利于保存飼料的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。本試驗(yàn)結(jié)果表明，與單獨(dú)青貯相比，在全株玉米青貯中加入適量的甘蔗梢可有效改善混貯料發(fā)酵品質(zhì)，提高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值；這也佐證了選擇合適的混合比例對(duì)青貯成敗具有重要意義。建議全株玉米與甘蔗梢以7∶3 的優(yōu)質(zhì)比例混合，并作為下一步的研究基礎(chǔ)。