引用格式:,等.添加連翹對紫花苜蓿青貯品質(zhì)的影響[J].草地學報,2025,33(7):2400—2406 SHI Ya-qi,F(xiàn)AN Wen-na,SHIPeng-fei,et al.EfectofForsythia Suspensa Addition on the Qualityof Alfalfa Silage [J].Acta Agrestia Sinica,2025,33(7) :2400-2406
中圖分類號:S816.53 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0435(2025)07-2400-07
Effect of Forsythia Suspensa Addition on the Quality of Alfalfa Silage
SHI Ya-qi1,F(xiàn)AN Wen-nal,SHI Peng-fei2, ZHANG Meng-yaol,YANG Yi-xin1 (1.CollgofAalSieneandcholoenaUiversityieneandchologuangHenanPrinceina; 2.ColegeofFoodandgicalEnginering,HenanUnversityofenceandhnlogyuoangHnanProince4ia)
Abstract:The aim of this experiment was to investigate the efect of adding forsythia(Forsythia suspensa) on alfalfa (Medicago satira L.)silage. Early-flowering alfalfa was used as the raw material,and four treatments were set up,adding 5% ( G1) , 7.5% ( G2) , 10% ( G3) of fresh weight of forsythia and no addition control (CK)with 3 replications for each treatment,and the indices were evaluated after 60d of silage fermentation. The results showed that the organoleptic scores of the treatment groups were allin the second level of good, which was better than the third level of medium in the CK group. The crude fat content of the G1 and G3 groups was significantly higher than that of the CK group Plt;0.01? ,and the crude protein content of the G3 group was significantly higher than that of the CK group ( Plt;0.01 .The contents of acid detergent fibre and neutral detergent fibre were reduced in the treated groups,and the relative feed value scores were higher than those of the CK group. pH was significantly lower in the G1 and G3 groups than in the CK group ( (Plt;0.01) ,and the contents of lactic acid and acetic acid were significantly lower in the G1 group than in the CK group ( Plt;0.01? ) Aerobic stability was significantly better in the G2 group than in the CK group (Plt;0.05) ,aflatoxin and vomitoxin contents decreased with increasing forsythia addition.In conclusion,the addition of forsythiacan improve silage quality,increase aerobic stability and reduce mycotoxin content,and the addition of 10% forsythia to alfalfa silage has the best effect.
Key Words:Alfalfa silage;Forsythia suspensa;Fermentation quality;Mycotoxin
紫花苜蓿(MedicagosativaL.)是多年生豆科植物,因其營養(yǎng)價值高,在全球范圍內(nèi)被廣泛種植,被譽為“牧草之王”[1-2]。青貯是重要的飼草保存方式之一,不同青貯方式,飼草刈割期和不同飼草等[3-5]均會影響青貯品質(zhì)。苜蓿作為優(yōu)質(zhì)高蛋白青貯料備受關注,但其含糖量較低及高緩沖能力的特性導致苜蓿單獨青貯較難成功[6,而青貯品質(zhì)的好壞將直接影響家畜的生長發(fā)育和生產(chǎn)性能,因此青貯過程中添加劑的選擇至關重要[]。無抗功能性添加劑的研究是目前生態(tài)畜牧業(yè)的發(fā)展方向,營養(yǎng)型添加劑為苜蓿青貯添加劑的主要研究方向,隨著“無抗”時代的發(fā)展,中草藥作為飼料添加劑已在我國逐步成熟且大量地使用。作為純天然物質(zhì),中草藥具有抗菌、消炎、無耐藥性、無殘留等多種優(yōu)勢,應用中草藥替代抗生素預防和治療疾病,成為替代抗生素研究方向之—[8-9]。在以往青貯中添加中草藥的研究表明,中草藥中的多種化學成分對菌群的微生態(tài)調(diào)節(jié)和機體的免疫功能有良好的促進作用[10-11]。連翹 (For- sythiasuspensa)作為中草藥的一種,具有清熱解毒、抗菌消炎的功效,對多種革蘭氏細菌均有抑制效果[12]。將連翹用作青貯添加劑,可以促進植物發(fā)酵、提高飼用價值,同時其生物活性成分還能促進青貯料中益生菌的生長,從而改善青貯品質(zhì)[13],但目前關于添加連翹對紫花苜蓿青貯品質(zhì)的研究未見報道。
本試驗將連翹與紫花苜蓿混合后發(fā)酵制備成青貯飼料,研究連翹對紫花苜蓿青貯營養(yǎng)與發(fā)酵品質(zhì)及有氧穩(wěn)定性與霉菌毒素含量的影響,為苜蓿青貯無抗功能性添加劑的研究提供借鑒。
1 材料與方法
1. 1 試驗材料
紫花苜蓿、連翹均采收于省洛陽市洛陽農(nóng)科院。紫花首蓿于2020年種植,2023年10月5日盛花期收割,用切割機切割成 2~3cm 的小段。原料紫花苜蓿與連翹主要營養(yǎng)水平見表1,連翹主要有效成分見表2。
1.2 青貯試驗設計
對整株連翹和紫花苜蓿劉割后粉碎處理至 1~ 2cm ,按照 )%,5%,7.5% 和 10% 鮮重的連翹加入紫花苜蓿中(總計 200g) ,共4個處理組,每個處理設置3個重復,混合均勻后裝入青貯發(fā)酵袋中在密封、避光的室內(nèi)發(fā)酵,發(fā)酵6Od時取樣分析。
1.3 測定指標及方法
1.3.1感官評定發(fā)酵 60d 時采用德國國家農(nóng)業(yè)協(xié)會制定的感官評定方法對青貯料進行評定[14],根據(jù)氣味、質(zhì)地和色澤進行評定,將青貯料分為優(yōu)良、尚好、中等和劣質(zhì)4個等級。
1.3.2營養(yǎng)指標測定及相對飼用價值計算青貯開袋后于 80°C 烘箱中烘至恒重,計算干物質(zhì)(Drymatter,DM)含量。粗蛋白質(zhì)(Crudeprotein,CP)
含量采用凱氏定氮法進行測定[15]。中性洗滌纖維(Neutraldetergentfiber,NDF)與酸性洗滌纖維(Aciddetergentfiber,ADF)含量通過范氏洗滌纖維法測定[16]。粗灰分(Crudeash,Ash)含量采用干法灰化法測定[17]。粗脂肪(Etherextract,EE)含量采用索氏抽提法測定[18]??扇苄蕴妓衔铮╓atersolublecarbohydrates,WSC)含量通過蒽酮-硫酸比色法進行測定[19]。相對飼用價值(Relative feedvalue,RFV)的計算公式: 0.779ADF) ×120/NDF]/1.29[20] 。RFV分級標準:特級 RFVgt;151 、一級 125?RFV?151, 二級103?RFVlt;125 、三級 87?RFVlt;103, 四級 75? RFVlt;87 、五級 RFVlt;75 □
1.3.3青貯發(fā)酵指標測定及發(fā)酵品質(zhì)評定以1:9(質(zhì)量/體積)的比例添加無菌水置于恒溫震蕩箱,震蕩 ,經(jīng)定量濾紙過濾3次后獲得發(fā)酵浸提液。
pH值用實驗室pH儀(雷磁PHS-25)對發(fā)酵浸提液測定。機酸用高效液相色譜(HighPerformanceLiquidChromatography,HPLC)測定,設定參數(shù)為 10μL 進樣量、 35°C 柱溫和 210nm 波長,以0.2% 濃度的磷酸為流動相,流速設定為 1mL?min-1 。氨態(tài)氮(Ammonianitrogen, NH3-N) 含量采用苯酚-次氯酸鈉比色法測定21],并計算氨態(tài)氮/總氮(Ammoniacal nitrogen/Total nitrogen, NH3-N/TN) 。
本試驗發(fā)酵品質(zhì)采用費氏青貯飼料評定方法[22],以乳酸、乙酸、丁酸占總酸的比例作為評價青貯飼料品質(zhì)的基礎。
1.3.4青貯有氧穩(wěn)定性測定取各處理青貯樣品,開袋后將溫度計插入樣品中央,每隔2h測量1次溫度,并記錄青貯飼料中心溫度超過室溫 2°C 所需時間,評估其有氧穩(wěn)定性。
1.3.5青貯霉菌毒素測定采用ELISA法并按試劑盒提供的方法檢測黃曲霉毒素(Aflatoxin,AFT)、玉米赤霉烯酮(Zearalenone,ZEN)和嘔吐毒素(Deoxynivalenol,DON)含量,試劑盒均購自江蘇晶美生物科技有限公司。
1. 4 數(shù)據(jù)分析
試驗數(shù)據(jù)通過Excel2019初步整理后,采用SPSS21.O軟件進行方差分析,Duncan's法多重比較,Plt;0.05 表示差異顯著 .Plt;0.01 表示差異極顯著。
2 結果與分析
2. 1 青貯感官評價
紫花苜蓿中添加不同比例連翹進行青貯,在發(fā)酵60d時開袋感官評估發(fā)現(xiàn),各處理組間品質(zhì)有所差別,對應結果見表3。CK組出現(xiàn)輕微的霉變現(xiàn)象,并伴有頗重的酸敗氣味及輕微的霉味,顏色呈黃褐色,其莖葉結構保持良好,總評分為9分,對應評價等級為三級中等。3個處理組莖葉結構良好、有微弱酸味、芳香味較弱,均未發(fā)現(xiàn)霉變,但顏色略有差異,其中 G1 組呈現(xiàn)黃褐色, G3 組為中黃、淡褐色, G2 組為黃色、略綠,3組評分等級均為二級尚好。
2.2 青貯營養(yǎng)水平分析
由表4可知,在添加連翹的3個處理組中,DM含量方面 G1,G3 與CK組差異顯著 (Plt;0.05),G2 與CK組差異不顯著; G1 與CK組Ash含量差異極顯著( ?Plt;0.01? , G2 G3 與CK組差異不顯著;CP含量方面 G3 組極顯著高于 G1,G2 和CK組( Plt;0.01) ,且該三組之間差異不顯著; G1 和 G3 組的EE含量極顯著高于CK組 (Plt;0.01) , G2 與CK組差異不顯著;CK組的NDF和ADF含量與 G1,G3 組差異極顯著( Plt; 0.01),與 G2 組差異不顯著;處理組與CK組的WSC含量差異不顯著;在對其相對飼用價值進行計算后將CK與 G2 組評級為2級, G1 與 G3 組評級為1級。
2.3青貯發(fā)酵品質(zhì)分析
由表5可知, G1 組 pH 值最低且 G1,G2 組與CK組差異極顯著 (Plt;0.01) 。觀察不同處理組的乳酸和乙酸的含量發(fā)現(xiàn) G1 組在四個試驗組中乳酸和乙酸含量均為最高。 G1,G2 組乳酸含量極顯著高于CK組與3個處理組之間乳酸含量差異極顯著( Plt; 0.01)。乙酸含量中 G1 組與其它3組差異極顯著( Plt;0.01? ! G2 G3 與CK組之間差異不顯著。試驗的3個處理組中乳酸和乙酸的含量隨著連翹添加比例的增加均呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢,添加 5% 連翹的處理組含量最高。處理組與CK組的乳酸/乙酸比值介于 1.84~2.33 之間且差異不顯著。處理組與CK組的費氏評分得分介于 76.67~85.33 之間, G3 與CK組之間存在顯著差異 (Plt;0.05) , G3 與G2 組之間差異極顯著( Plt;0.01) ,而 G1,G2 與CK組之間差異不顯著。CK和 G2 組質(zhì)量等級為優(yōu), G1 和G3 組等級為好。
2.4青貯有氧穩(wěn)定性分析
由圖1所示,青貯開袋后,隨著時間推移,3個處理組與CK組的中心溫度均呈現(xiàn)出上升趨勢。對比各組的中心溫度變化,CK組與G2組之間存在顯著差異( Plt;0.05) ,而與 G1 和 G3 組之間差異不顯著。CK, G1 , G2 和 G3 組分別在181.0,185.0,187.0,180.7h 時中心溫度提高 2°C ,其中 G2 組提升 2°C 時間最長,其有氧穩(wěn)定性最佳。
注:數(shù)據(jù)柱形標注不同小寫字母表示差異顯著 .-0.05 )Note:Columnswith different small lettersmean significant differenceat theO.05level
2.5青貯霉菌毒素分析
添加連翹的苜蓿青貯飼料發(fā)酵6Od時各霉菌毒素含量差異情況見表6。黃曲霉毒素隨著連翹添加量的增加呈現(xiàn)下降趨勢,CK與 G2 G3 組黃曲霉毒素含量差異極顯著 (Plt;0.01) ,與 G1 組差異不顯著。處理組與CK組的嘔吐毒素含量差異不顯著,但隨著連翹添加量提高其含量呈下降趨勢。處理組與CK組的玉米赤霉烯酮含量差異不顯著,但 G1 和 G3 組含量均低于CK組。
表6添加連翹對紫花苜蓿青貯霉菌毒素含量的影響
Table6Effects of forsythia suspensa supplementation on mycotoxin content in alfalfa silage
3 討論
天然中草藥及其提取物因其獨特優(yōu)勢,被作為飼料中替代抗生素的優(yōu)良選擇[23],對中草藥添加劑的研究主要集中于將其添加到動物精料中或直接飼喂[24-26],對青貯添加劑的研究也主要集中于能夠?qū)︼暳暇哂辛己妹庖吖δ芨纳频淖魑镏衃27]。本試驗選擇連翹作為首蓿青貯的添加劑,主要原因是連翹作為飼料添加劑具有顯著的雙重功能性,即藥物性和營養(yǎng)性。連翹的藥用價值體現(xiàn)在其是一種清熱解毒的良藥,有消腫散結,疏散風熱的功效,更是預防和治療部分流行性疾病的主要藥物成分[28]。營養(yǎng)性體現(xiàn)于連翹葉中的高含量碳水化合物(約50% )、膳食纖維(約 23% 0以及蛋白質(zhì)(約 16% ,并含有豐富的氨基酸及微量元素[29],使其成為具有提升飼料營養(yǎng)價值的潛在來源。因此,將連翹作為紫花苜蓿青貯的添加劑,不僅有助于提高青貯飼料的營養(yǎng)價值,還可能通過其藥理作用改善動物的健康狀態(tài),從而提升整體的生產(chǎn)性能。連翹的添加量以安琦等[13]試驗所選擇添加量為依據(jù)并增加 10% 梯度,探究不同添加量對苜蓿青貯品質(zhì)的影響。
3.1紫花苜蓿中添加不同比例連翹青貯對感官及營養(yǎng)品質(zhì)的影響
本試驗結果發(fā)現(xiàn),添加連翹的苜蓿青貯的感官品質(zhì)要優(yōu)于苜蓿單獨青貯。苜蓿單貯品質(zhì)達到了三級中等水平,但相對于添加連翹的苜蓿青貯而言,其出現(xiàn)了霉變現(xiàn)象,影響了青貯的風味與品質(zhì),不適合飼喂家畜。推測紫花苜蓿中水溶性碳水化合物含量低,乳酸菌發(fā)酵進程緩慢,難以在短時間內(nèi)形成酸性環(huán)境,不能有效地抑制有害菌繁殖,導致部分青貯飼料出現(xiàn)變質(zhì)和發(fā)霉現(xiàn)象。丁霞等在苜蓿青貯過程中也出現(xiàn)了類似現(xiàn)象,可加入羊草提高水溶性碳水化合物比例,改善發(fā)霉現(xiàn)象。本試驗中添加連翹同樣提高了水溶性碳水化合物的比例[29,對苜蓿青貯的霉變現(xiàn)象有所改善。在發(fā)酵過程中苜蓿發(fā)酵的酸香味也對連翹的苦味進行了中和,提高其飼料風味,有利于連翹在動物生產(chǎn)中的應用推廣。
青貯營養(yǎng)品質(zhì)的好壞直接決定了青貯飼料的優(yōu)劣。研究表明在青貯發(fā)酵過程中飼料的營養(yǎng)物質(zhì)會損失較多,多見于蛋白含量較高的飼料[30]。本試驗中的首蓿單貯與該研究結論一致,粗蛋白質(zhì)含量相對于青貯前稍有降低,而添加連翹的苜蓿青貯粗蛋白質(zhì)含量升高,但 G2 組粗蛋白質(zhì)含量與CK組無顯著差異,可能是由于葉片粗蛋白含量高于根莖含量[28],而在裝袋時根莖與葉片比例未達到一致所導致。張曉艷[31]在研究飼料中不同粗纖維含量對豬的影響中發(fā)現(xiàn),高水平的粗纖維含量會使豬對能量和蛋白質(zhì)的攝取下降,降低飼料的消化率。當飼草中NDF含量較高時會降低飼料適口性,導致動物的采食率降低,ADF含量的增加會減緩動物對飼料的消化和吸收速率[32]。本試驗中,由于整株連翹的NDF和ADF含量較低,添加連翹的處理組與CK組相比,NDF和ADF含量均有所下降,這與李龍興等[33]在苜蓿青貯中添加適量玉米秸稈的結果相似,表明添加連翹可以有效改善青貯飼料的粗纖維品質(zhì)。苜蓿青貯中3個處理組的RFV評分均優(yōu)于CK組,說明連翹的加入能夠提高苜蓿青貯的營養(yǎng)品質(zhì)。
3.2紫花苜蓿中添加不同比例連翹青貯對發(fā)酵品質(zhì)的影響
pH值是反映青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)好壞最簡單直接的指標[34-35],一般將 pH 值分為四個等級: pHlt; 4.0質(zhì)量為優(yōu)等、pH為 4.1~4.3 質(zhì)量良好、pH為4.4~5.0 質(zhì)量一般 Φ,pH 值 gt;5.0 質(zhì)量為劣等[36]。本試驗中 G1,G3 組均達到了良好品質(zhì),而CK與 G2 組質(zhì)量不佳。說明添加適量連翹可促使苜蓿青貯發(fā)酵過程中乳酸菌繁衍產(chǎn)生乳酸,降低pH值。pH值受諸多因素的影響,Muck[3在研究中指出青貯飼料的pH值會受牧草干物質(zhì)含量的影響,本試驗也呈現(xiàn)出相似的規(guī)律,CK與 G2 組 pH 值因干物質(zhì)含量較高而高于其他兩組。
青貯中乳酸、乙酸、丁酸是影響青貯品質(zhì)的主要因素[38],丁酸具有腐敗氣味,并直接影響青貯品質(zhì)的好壞,因此丁酸含量越少越好。本試驗樣品中未檢測到丁酸,且乳酸隨連翹添加含量提高有所降低。推測產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因可能是少量添加連翹可以一定程度促進乳酸菌的發(fā)酵,改善發(fā)酵環(huán)境的同時提高乳酸菌的活力,使乳酸含量提高,與云穎等[39]在苜蓿青貯中添加中草藥的結論一致。隨著連翹添加量的提高,乳酸與乙酸含量反而呈現(xiàn)下降趨勢,我們推測大量的連翹添加在抑制有害菌生長的同時對乳酸菌的生長也產(chǎn)生了影響[40],但處理組的乳酸與乙酸含量仍優(yōu)于CK組。青貯中的丁酸主要來源于梭菌,且連翹中的連翹酯昔具有極強的抗菌性[41],因此我們推測添加連翹處理組中未檢測到丁酸可能與此相關。此外我們利用真空機,使各試驗組在短時間內(nèi)進入?yún)捬鯛顟B(tài),能夠有效地抑制有害菌的生長。通過費氏評分可以看到,青貯中處理組的評分未優(yōu)于CK組,是隨著乳酸含量的提升乙酸含量也呈升高趨勢,而費氏評分是以各酸所占比例作為評定標準。雖然乙酸是有利于提高青貯料有氧穩(wěn)定性的主要有機酸,但是優(yōu)質(zhì)苜蓿青貯料中乙酸含量應 ?20%[42] ,過高乙酸含量會影響青貯整體的發(fā)酵品質(zhì)。 NH3-N/TN 反映了青貯飼料中蛋白質(zhì)及氨基酸的分解程度,蛋白質(zhì)分解越多其比值越大,意味著青貯飼料的品質(zhì)就越差[43],優(yōu)良的青貯飼料中其含量不超過 7% 。那彬彬[45]在添加不同茶渣后發(fā)現(xiàn)與對照組相比10個處理組中有7組的 ΔNH3-N/TN 含量有所升高,本試驗在添加連翹后ΔNH3-N/TN 含量也有所升高,但均不超過 7% ,仍屬于優(yōu)質(zhì)飼料。
3.3紫花苜蓿中添加不同比例連翹青貯對有氧穩(wěn)定性及霉菌毒素含量的影響
青貯飼料在有氧暴露期間,與空氣發(fā)生接觸,部分有害微生物會加速繁殖,導致青貯飼料開始腐敗[46],因此開袋后的有氧穩(wěn)定性是評價青貯飼料品質(zhì)的重要因素之一。Danner等47通過研究證實乙酸能夠提高青貯飼料的有氧穩(wěn)定性并有效抑制好氧菌的生長。本試驗在有氧暴露期間,添加連翹的處理組中 G1 和 G2 組乙酸含量顯著均高于CK組而G3 組與CK組乙酸含量差異不顯著,且有氧穩(wěn)定性數(shù)據(jù)顯示 G1 和 G2 組有氧穩(wěn)定性均高于CK組, G3 與CK組有氧穩(wěn)定性差異不顯著,說明乙酸含量與首蓿青貯的有氧穩(wěn)定性呈現(xiàn)相關性且添加合適比例的連翹能夠提高苜蓿青貯的有氧穩(wěn)定性。
霉菌毒素是一類毒性較強,由青貯過程中生成的有毒次級代謝產(chǎn)物,可經(jīng)過飼料進入動物體內(nèi),降低動物生產(chǎn)性能及產(chǎn)品品質(zhì),嚴重時甚至導致動物中毒死亡[48],被認為是影響飼料和食品安全中的最大危害。本試驗中不同處理的青貯飼料經(jīng)感官評定,結果顯示,僅有CK組存在輕微的霉變現(xiàn)象,而處理組均未觀察到明顯霉變現(xiàn)象,但在檢測中均檢測到了3種霉菌毒素的存在,與王晶晶等[49]研究結論一致。黃曲霉毒素是生產(chǎn)中最常見的毒素種類[50,能夠?qū)Ψ雌c動物的免疫機能產(chǎn)生強烈的抑制作用,在生產(chǎn)中黃曲霉毒素B1含量應 ?30μg?kg-1[51] 。在本試驗中處理組與對照組均達到該要求,且隨著連翹添加量的提高黃曲霉毒素含量降低,推測與連翹苷能夠吸附黃曲霉毒素這一機制相關[52]。嘔吐毒素是一種真菌毒素,能夠?qū)е聞游锍霈F(xiàn)嘔吐和食欲下降等癥狀。長期接觸高濃度的嘔吐毒素會引起動物免疫力下降、生長遲緩、及器官損傷,并具有致癌、致畸和致突變的風險[53]。本試驗中3個處理組與對照組的嘔吐毒素含量雖無顯著差異,但含量均有所降低,說明添加連翹能夠?qū)I吐毒素有一定的抑制效果,且吳貝等[54在組方中添加中草藥顯著提高了嘔吐毒素的降解率。動物攝入玉米赤霉烯酮污染的飼料會引起食欲下降、飼料利用率減低,并可能導致中毒癥狀[55]。我國對玉米赤霉烯酮含量在植物性飼料原料中的限額為 ?1 )[51]。在本試驗中各試驗組均達到該要求,且G1和G3組的含量均低于對照組。這三種毒素均為霉菌產(chǎn)生的次級代謝產(chǎn)物,各自通過不同的作用機制影響動物生理狀況,在動物體內(nèi)的作用機制各不相同。添加連翹后,這些毒素含量均有不同程度的降低,該現(xiàn)象與連翹極強的抗菌特性相關[56],也可能與其顯著的抗氧化作用能夠有效抑制青貯發(fā)酵過程中霉菌的生長相關[57]。
4結論
紫花苜蓿添加連翹青貯后,其感官品質(zhì)、發(fā)酵品質(zhì)、營養(yǎng)品質(zhì)和有氧穩(wěn)定性均有改善,霉菌毒素含量顯著降低。當連翹添加量為 10% 時,可顯著提高苜蓿青貯的粗蛋白質(zhì)和乳酸含量,有效降低pH值,NDF,ADF與霉菌毒素含量。
綜上,苜蓿青貯可使用連翹作為添加劑在生產(chǎn)中應用,最精準的添加量或與其他中草藥添加組合有待于進一步研究。
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(責任編輯劉婷婷)