無(wú)芒雀麥與紫花苜?；熨A飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和發(fā)酵品質(zhì)分析

劉興洋, 周君麗, 張家洋

(新鄉(xiāng)學(xué)院,河南 新鄉(xiāng) 453003)

紫花苜蓿(Medicagosativa)作為世界上最主要的飼料作物,被譽(yù)為“牧草之王”,其不但能固氮肥田,而且營(yíng)養(yǎng)成分完全,富含蛋白質(zhì)(高達(dá)20%左右)、微量元素和十種以上維生素[1]。無(wú)芒雀麥(BromusinermisLeyss.)葉量豐富,營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),葉片增長(zhǎng)快,干物質(zhì)積累量多,并且鮮草產(chǎn)量高,適口性好,消化率高,常用于青飼和青貯[2-3]。此外,無(wú)芒雀麥的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富,尤其水溶性碳水化合物含量較高,可以滿足在青貯工藝中對(duì)乳酸菌的要求,青貯成功率高[4]。

紫花苜蓿具有“三高一低”的特點(diǎn)(高水分、高蛋白、高緩沖值、低可溶性碳水化合物)[5],單獨(dú)青貯后天然粘附的乳酸菌較少,使得青貯品質(zhì)較差,青貯成功率較低[6]。而禾本科牧草無(wú)芒雀麥,其可溶性碳水化合物含量較高,因此為了更好地提高紫花苜蓿青貯品質(zhì)和成功率,可以通過(guò)添加無(wú)芒雀麥進(jìn)行混合青貯來(lái)提高青貯原料的糖濃度,這樣有利于乳酸菌的繁殖和生長(zhǎng),易于獲得更加優(yōu)質(zhì)的畜禽飼料[7]。已有研究表明,相較于制作成本較高的添加劑青貯,豆/禾牧草混貯具有操作簡(jiǎn)單、制作成本低、可行性高等優(yōu)點(diǎn)[8]。本試驗(yàn)以紫花苜蓿單貯和無(wú)芒雀麥單貯為對(duì)照,探究了紫花苜蓿和無(wú)芒雀麥不同混合比例下其感官、營(yíng)養(yǎng)和發(fā)酵品質(zhì),并得出最佳混合比例,以期為北方地區(qū)混貯飼料的生產(chǎn)與推廣提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

無(wú)芒雀麥品種為Carlton,由北京正道種業(yè)有限公司提供;紫花苜蓿品種為龍威6010,購(gòu)自于北京猛犸種業(yè)有限公司。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

紫花苜蓿和無(wú)芒雀麥牧草用于青貯品質(zhì)(單一青貯和混合青貯)評(píng)定。青貯品質(zhì)測(cè)定:共分為5組進(jìn)行處理,分別為A組(100%無(wú)芒雀麥)、B組(65%無(wú)芒雀麥+35%紫花苜蓿)、C組(50%無(wú)芒雀麥+50%紫花苜蓿)、D組(35%無(wú)芒雀麥+65%紫花苜蓿)、E組(100%紫花苜蓿)。每組3個(gè)重復(fù)。

1.3 青貯制作

于2020年9月適時(shí)收割無(wú)芒雀麥和紫花苜蓿,自然晾曬24～48 h后,用鍘草機(jī)將含水量降至65%～75%的預(yù)干料切成2～3 cm小段,混勻后裝入青貯發(fā)酵袋內(nèi)(每袋裝 1 000 g),用真空包裝機(jī)抽真空、密封,于恒溫培養(yǎng)箱(20 ℃)中發(fā)酵 40 d。發(fā)酵結(jié)束后,打開(kāi)青貯袋,隨機(jī)取樣測(cè)定相關(guān)指標(biāo),進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)、感官和發(fā)酵品質(zhì)的評(píng)定。

1.4 測(cè)定指標(biāo)

1.4.1 感官品質(zhì) 根據(jù)德國(guó)農(nóng)業(yè)協(xié)會(huì)(DLG)制定的青貯飼料感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)[9]進(jìn)行感觀評(píng)定,具體內(nèi)容如表1所示。

表1 青貯飼料感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory scoring criteria of silage

1.4.2 營(yíng)養(yǎng)品質(zhì) 采用Somogyi法[10]測(cè)定可溶性碳水化合物(WSC)含量;采用半微量凱氏定氮法[11]測(cè)定粗蛋白(CP)含量;采取范式法[8]測(cè)定中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維(ADF)含量;采取干法灰化法[8]測(cè)定粗灰分(Ash)含量;采取索氏抽提法[8]測(cè)定粗脂肪(EE)含量。

1.4.3 發(fā)酵品質(zhì) 準(zhǔn)確稱取30 g青貯樣品放入勻漿機(jī)中,加入300 mL蒸餾水,間歇?jiǎng)驖{30 s,4層紗布過(guò)濾后得到青貯原液,用于各發(fā)酵參數(shù)的測(cè)定。使用酸度計(jì)測(cè)定提取液的pH;采用苯酚-次氯酸鈉比色法測(cè)定氨態(tài)氮(AN)含量,并計(jì)算氨態(tài)氮/總氮(AN/TN);使用高效液相色譜儀測(cè)定乳酸(LA)含量;使用氣相色譜儀并參考Weiss方法[12]測(cè)定乙酸(AA)、丙酸(PA)和丁酸(BA)含量。本試驗(yàn)采用V-Score評(píng)價(jià)體系[13]和Kaiser評(píng)價(jià)體系[14]評(píng)定樣品的發(fā)酵品質(zhì),具體標(biāo)準(zhǔn)詳見(jiàn)表2和表3。

表2 V-score評(píng)價(jià)體系Table 2 V-Score evaluation system

表3 Kaiser評(píng)價(jià)體系Table 3 Kaiser evaluation system

1.5 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)經(jīng)Excel 2016 整理后,采用 SPSS 20.0 進(jìn)行方差分析。不同青貯處理間各指標(biāo)的差異采用單因素方差分析(one-way ANOVA)和Duncan法。當(dāng)P<0.05時(shí),表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 青貯原料的營(yíng)養(yǎng)成分含量

由表4可知,青貯前無(wú)芒雀麥與紫花苜蓿的水分含量分別為66.41%和67.35%,符合青貯原料水分介于65%～75%的要求,可進(jìn)行青貯。豆科牧草紫花苜蓿粗蛋白含量較高(19.23%),但可溶性碳水化合物含量較低(3.89%)。禾本科牧草無(wú)芒雀麥與之相反,其粗蛋白含量較低(14.97%),但可溶性碳水化合物含量較高(5.66%)。

表4 青貯原料的營(yíng)養(yǎng)成分含量Table 4 The nutrition composition of silage material %

2.2 感官品質(zhì)

由表5可知,無(wú)芒雀麥單獨(dú)青貯芳香味濃郁,色澤呈淺黃色,莖葉結(jié)構(gòu)清晰,綜合評(píng)分為19分,等級(jí)為一級(jí);65%無(wú)芒雀麥與35%紫花苜蓿混合青貯芳香味較弱,色澤呈淺黃色,莖葉結(jié)構(gòu)清晰,綜合評(píng)分為15分,等級(jí)為二級(jí);50%無(wú)芒雀麥與50%紫花苜蓿混合青貯芳香味較弱,色澤輕微變色,莖葉結(jié)構(gòu)輕微受損,綜合評(píng)分為13分,青貯等級(jí)為二級(jí);35%無(wú)芒雀麥與65%紫花苜?；旌锨噘A芳香味較弱,色澤呈褐色,莖葉紋理結(jié)構(gòu)輕微受損,綜合評(píng)分為12分,青貯等級(jí)為二級(jí);紫花苜蓿單獨(dú)青貯丁酸味強(qiáng)烈,色澤呈墨綠色,莖葉結(jié)構(gòu)已明顯受損,綜合評(píng)分僅為5分,青貯等級(jí)為三級(jí)。

表5 青貯飼料感官評(píng)定結(jié)果Table 5 Sensory evaluation results of silage

2.3 營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)

由圖1可知,無(wú)芒雀麥單獨(dú)青貯的CP含量為14.36%,顯著低于35%無(wú)芒雀麥+65%紫花苜?；旌锨噘A和紫花苜蓿單獨(dú)青貯(P<0.05);WSC含量為2.31%,顯著高于紫花苜蓿單獨(dú)青貯(P<0.05);NDF含量為46.44%,顯著高于其余處理組(P<0.05);Ash含量為9.32%,顯著低于紫花苜蓿單獨(dú)青貯(P<0.05)。ADF和EE在各處理組之間無(wú)顯著性差異(P>0.05)。

圖1 青貯飼料的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。下同。Fig. 1 Nutritional quality of silageThe different small letter superscripts mean significant difference(P<0.05).The same below.

紫花苜蓿與無(wú)芒雀麥混合青貯后,CP、WSC、NDF、ADF、Ash和EE含量在各混貯組之間無(wú)顯著性差異(P>0.05),其含量介于無(wú)芒雀麥單獨(dú)青貯和紫花苜蓿單獨(dú)青貯之間,養(yǎng)分更加均衡。

2.4 發(fā)酵品質(zhì)

由表6可知,紫花苜蓿單貯的pH、AA、PA、丁酸(BA)和氨態(tài)氮/總氮(AN/TN)含量在所有處理中最高,乳酸(LA)含量最低。3種混貯處理中pH、LA、AA和PA含量遵循互作效應(yīng),介于無(wú)芒雀麥與紫花苜蓿單貯之間。具體來(lái)說(shuō),在3種混貯處理中,65%無(wú)芒雀麥+35%紫花苜?；熨A組pH和AA最低,顯著低于其余混貯組(P<0.05);LA含量最高,顯著高于其余混貯組(P<0.05);BA未檢出。從2種評(píng)價(jià)體系的結(jié)果來(lái)看(圖2),V-Score和Kaiser評(píng)分結(jié)果盡管不同,但等級(jí)基本吻合。就V-Score結(jié)果來(lái)看,紫花苜蓿單貯的V-Score評(píng)分為35(<60),等級(jí)為不良;65%無(wú)芒雀麥+35%紫花苜?；熨A處理的V-Score評(píng)分為87(>80),等級(jí)為良好;其余處理的V-Score評(píng)分均介于60～80,等級(jí)為中等。就Kaiser評(píng)分結(jié)果來(lái)看,紫花苜蓿單貯的Kaiser評(píng)分為60,等級(jí)為三級(jí),其余處理的Kaiser評(píng)分均為100,等級(jí)為一級(jí)。

圖2 青貯飼料V-Score和Kaiser評(píng)分結(jié)果Fig. 2 Results of v-score and Kaiser score of silage

表6 青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)Table 6 Fermentation quality of silage

3 討 論

3.1 不同處理下青貯飼料的感官品質(zhì)

感官評(píng)定主要依據(jù)青貯飼料的氣味、莖葉結(jié)構(gòu)和顏色進(jìn)行評(píng)價(jià),適用于現(xiàn)場(chǎng)評(píng)價(jià)[15]。目前,感觀評(píng)定結(jié)果主要參考德國(guó)農(nóng)業(yè)協(xié)會(huì)評(píng)價(jià)方法進(jìn)行,重點(diǎn)考察青貯飼料莖葉結(jié)構(gòu)及有無(wú)霉變等方面,共分為4個(gè)級(jí)別。本研究中,就感官品質(zhì)而言,紫花苜蓿單獨(dú)青貯時(shí)色澤呈墨綠色,霉變現(xiàn)象明顯,莖葉結(jié)構(gòu)明顯破壞,且丁酸味濃郁,綜合評(píng)分僅5分,青貯等級(jí)為三級(jí),品質(zhì)最差。無(wú)芒雀麥單獨(dú)青貯時(shí)芳香味濃郁,色澤呈淺黃色或近原料色,莖葉紋理結(jié)構(gòu)清晰,綜合評(píng)分19分,青貯等級(jí)為一級(jí),品質(zhì)為優(yōu)等。3種混貯處理的青貯等級(jí)均為二級(jí),品質(zhì)為良好,其中65%無(wú)芒雀麥+35%紫花苜?；旌锨噘A組評(píng)分最高(15分),50%無(wú)芒雀麥+ 50%紫花苜?；旌锨噘A組評(píng)分居中(13分),而35%無(wú)芒雀麥+65%紫花苜蓿混合青貯組評(píng)分最低(12分)。由此可見(jiàn),3種不同比例的無(wú)芒雀麥與紫花苜?；旌锨噘A組中65%無(wú)芒雀麥+35%紫花苜?；旌锨噘A組的感官品質(zhì)最佳,與郭暉[16]和吳羽晨等[17]研究禾本科牧草與紫花苜?；旌锨噘A飼料感官評(píng)分的結(jié)果相似。

3.2 不同處理下青貯飼料的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)

研究表明,飼料在青貯發(fā)酵過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(如粗蛋白)損失較多,尤其見(jiàn)于蛋白比例較高的飼料,這是由于在蛋白酶和酵母菌的作用下,蛋白質(zhì)降解速度較快[18],從而降低了青貯飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,難易滿足牲畜營(yíng)養(yǎng)的需要[19]。本研究中,與青貯前相比,紫花苜蓿組單一青貯后粗蛋白含量明顯降低,而無(wú)芒雀麥單一青貯后粗蛋白的含量變化不大,并且混合青貯飼料中粗蛋白的含量隨無(wú)芒雀麥加入量的減少而增加,碳水化合物的含量則與之相反?？傮w來(lái)看,與單一青貯相比,混合青貯后飼料的營(yíng)養(yǎng)成分更加均衡,賀文驊等[20]和張站勝等[21]與本文研究結(jié)果基本一致?？梢?jiàn),在豆科青貯飼料中加入適量禾本科作物,能更好的豐富飼料的營(yíng)養(yǎng),滿足畜禽營(yíng)養(yǎng)多元化的需求[22]。

本研究中,3種不同比例的無(wú)芒雀麥與紫花苜蓿混合青貯組中,65%無(wú)芒雀麥+35%紫花苜?；旌锨噘A組的粗蛋白和粗灰分含量略低于其余混貯組,可溶性碳水化合物、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維和粗脂肪含量略高于其余混貯組,但差異均不顯著。整體而言,結(jié)合原料經(jīng)濟(jì)成本,并將感官和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的結(jié)果綜合來(lái)看,無(wú)芒雀麥與紫花苜蓿以65∶35的比例進(jìn)行混合青貯較佳。

3.3 不同處理下青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì)

pH、有機(jī)酸(乳酸、乙酸、丙酸、丁酸)和氨態(tài)氮/總氮是評(píng)價(jià)青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)的重要指標(biāo)[23]。已有研究表明,pH較低時(shí),不僅可以有效抑制腐敗菌的活動(dòng),還可抑制乙酸和丁酸等物質(zhì)產(chǎn)生,有利于良好青貯環(huán)境的形成,使青貯飼料長(zhǎng)期保存[24]。本研究中,當(dāng)混貯體系中無(wú)芒雀麥的比例含量增加時(shí),青貯飼料的pH開(kāi)始逐漸下降、而乳酸的含量逐漸上升,且當(dāng)無(wú)芒雀麥與紫花苜蓿的比例為65∶35時(shí),pH最低且乳酸含量最高,張歡等[25]和郭暉[16]在對(duì)高丹草和紫花苜蓿混貯的研究中也得出了類似的結(jié)論,這可能是因?yàn)殡S著無(wú)芒雀麥比例的增加,乳酸菌的增殖加速,乳酸菌數(shù)量增加,乳酸發(fā)酵進(jìn)程加快[26],從而導(dǎo)致pH降低和乳酸含量增加。

本研究中,Kaiser和V-Score 這2種評(píng)分體系結(jié)果顯示,當(dāng)無(wú)芒雀麥與紫花苜蓿的比例為65∶35時(shí),其Kaiser評(píng)分為100,V-Score評(píng)分為87,在所有混合青貯處理中分值最高,分析原因可能是以下兩點(diǎn):首先,由于混合青貯飼料中無(wú)芒雀麥比重的增加,賦予了青貯原料更多的糖類等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),而可溶性糖又是乳酸菌發(fā)酵的能量來(lái)源和基礎(chǔ)物質(zhì)[27],這更有利于青貯飼料中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)發(fā)酵的正常進(jìn)行[28];其次,當(dāng)混合青貯飼料中無(wú)芒雀麥的比重增加時(shí),青貯飼料的pH會(huì)下降,造就的酸性環(huán)境有利于抑制蛋白酶的活性[29],在一定程度上能有效抑制蛋白質(zhì)的降解。因此,在本研究的3組混貯處理中,當(dāng)無(wú)芒雀麥與紫花苜蓿的比例為65∶35時(shí),其青貯發(fā)酵的品質(zhì)最好,在實(shí)際生產(chǎn)中推薦以該比例進(jìn)行混合青貯,更佳比例還有待于進(jìn)一步研究。

4 結(jié) 論

本研究條件下,無(wú)芒雀麥與紫花苜蓿以65∶35的比例進(jìn)行混合青貯,可達(dá)到優(yōu)良青貯飼料的標(biāo)準(zhǔn),而且營(yíng)養(yǎng)成分更加均衡。