李夢楚 王定發 周漢林等
摘 要 分析添加尿素和廢糖蜜對青貯菠蘿莖葉營養成分的影響,并測定青貯后菠蘿莖葉養分的瘤胃降解率。為提高菠蘿莖葉的飼料化利用提供理論依據。試驗以直接青貯菠蘿莖葉為對照組,分別添加10 g/kg尿素、20 g/kg廢糖蜜、10 g/kg尿素+20 g/kg廢糖蜜為試驗組,青貯45 d后進行營養成分、養分的瘤胃降解分析。結果表明:與對照組相比,添加10 g/kg尿素青貯菠蘿莖葉可以顯著降低單寧含量,提高粗蛋白(CP)、氨態氮(NH3-N)含量(p<0.05);添加20 g/kg廢糖蜜,CP、單寧含量顯著提高(p<0.05);添加10 g/kg尿素+20 g/kg廢糖蜜,CP、NH3含量提高,乙酸含量降低,差異顯著(p<0.05);3個試驗組中,DM、CP、中性洗滌纖維(NDF)在瘤胃內經72 h后的降解率均顯著高于對照組(p<0.05)。本試驗中,添加10 g/kg尿素+20 g/kg廢糖蜜可以顯著提高青貯菠蘿莖葉的品質,并提高青貯菠蘿莖葉養分的瘤胃降解率。
關鍵詞 菠蘿莖葉;青貯;尿素;廢糖蜜;瘤胃降解
中圖分類號 S668.3,S816.5 文獻標識碼 A
菠蘿[Ananas comosus(Linnaeus)Merrill]即鳳梨,原產巴西,為鳳梨科(Bromeliaceae)鳳梨屬(Ananas Miller)多年生草本植物,是著名的四大熱帶水果作物之一,中國海南、廣東、廣西、云南等地是主要的菠蘿種植區域。菠蘿在收獲后,產生幾乎與果實等量的菠蘿葉廢棄物,經常被丟棄,這不僅造成資源浪費又易造成環境污染。如果通過科學處理轉變為飼料,能有效解決中國冬季牧草、飼料不足的問題,促進畜牧業的發展。青貯是一種保存粗飼料既經濟又簡便的方法,一般青貯后的粗飼料營養價值提高,保存時間長,提高了動物的適口性與消化率。菠蘿莖葉營養成分廣,價格低廉。據李明福[1]報道,菠蘿葉是寶貴的生物資源,新鮮葉片中含有豐富的有機質以及鈣、磷等大量元素,完全具備動物飼料開發的潛力,開發菠蘿葉的飼料轉化技術有很大的意義。連文偉等[2]試驗結果表明,把青貯后的菠蘿葉渣按比例混入常規飼料中飼喂奶牛,其產奶量提高了9.7%,牛乳比重提高到26.8度以上。青貯菠蘿葉飼料對單胃動物的飼養價值也很高,把青貯后的菠蘿葉渣加入豬飼料中飼喂肉豬,胴體每增重1 kg可節約成本0.35元[3],應用前景十分廣闊。但目前對菠蘿莖葉的飼料化利用方法較少,營養品質分析方式較單一。本試驗通過直接青貯、添加青貯添加劑處理來研究提高菠蘿莖葉飼用價值的最佳方法。
1 材料與方法
1.1 材料
1.1.1 植物材料 新鮮的菠蘿莖葉50 kg(臺農11號),于海南省儋州市采集。
1.1.2 動物材料 6頭裝有永久性瘤胃瘺管的海南黑山羊,公母對半,體重在30 kg左右,飼料給量為維持水平,每天早晚2次供料,飼料為全價混合飼糧,自由飲水。
1.2 方法
1.2.1 植物材料預處理 將新鮮的菠蘿莖葉晾曬至水分含量在65%~70%后,切短5~7 cm,按表1[4-7]均勻添加各種成分與原料攪拌后裝罐密封,每個組設3個重復。陰涼處貯存45 d,開罐后烘干粉碎,過1.1 mm篩孔的用作常規養分的測定,過2.5 mm篩孔的用作尼龍袋的瘤胃降解率測定。 1.2.2 青貯品質分析 感官評定:在開罐時,分別從顏色、氣味、質地方面進行感官鑒定,標準參照劉建新(1999)[8];實驗室評定;pH測定:取開罐后的青貯樣品20 g于100 mL容量瓶中,加入30 mL蒸餾水,25 ℃靜置24 h,用pHS-3C精密酸度計測定pH;常規營養成分測定:CP、NDF、酸性洗滌纖維(ADF)、DM、鈣(Ca)、磷(P),參照楊勝主編《飼料分析及飼料質量檢測技術》中的方法測定。WSC、NH3-N、單寧含量,采用分光光度法測定;有機酸含量的測定:采用高效液相色譜(HPLC)進行測定[9]。
瘤胃降解率的測定:尼龍袋法測定。取5份5 g左右待測樣品放入分別放入5個尼龍袋中,用橡皮筋扎好依次固定在長20 cm的半軟尼龍管的一端。在晨飼前1 h放入瘤胃中,培養時間為0、12、24、36、48、72 h。取樣3次后,讓羊休息3 d,再繼續放樣,取樣。在規定時間取出尼龍袋,并立即用大量清水沖洗,直至水澄清為止。然后將沖洗干凈后的尼龍袋65 ℃烘干至恒重。樣品保存待測DM、NDF、CP 含量,方法同上。
被測養分某時間點的降解率={[降解前袋內養分含量(g)-降解后袋內養分含量(g)]/降解前袋內養分含量(g)}×100%。
1.3 數據分析
采用SAS 9.0軟件進行單因素多重比較檢驗,數據以平均數±標準誤表示。
2 結果與分析
2.1 不同處理方式對菠蘿莖葉的感官評定
感官分析4個組的青貯效果,除10 g/kg尿素組氣味帶有刺鼻氨味,顏色暗淡,其他3個組氣味均有芳香酸味,結構緊密;所有組的青貯品質均達到優良等級。綜合外觀形狀顯示,尿素處理組的菠蘿莖葉雖然也有青貯料特有的酸香味,但無論從顏色、酸度和質地相比其他組略差。
2.2 不同處理方式對菠蘿莖葉青貯后的pH和有機酸的影響
本試驗4個處理組pH均在4.0以下,符合優質青貯飼料標準[8]。與對照組相比,添加10 g/kg尿素青貯菠蘿莖葉后丙酸和丁酸含量顯著降低(p<0.05);添加20 g/kg廢糖蜜青貯后,乳酸含量提高,乙酸含量降低,但差異不顯著(p<0.05),丙酸和丁酸含量顯著降低(p<0.05);添加10 g/kg尿素+20 g/kg廢糖蜜后的乳酸含量提高,但差異不顯著(p<0.05),乙酸、丁酸含量顯著降低(p<0.05)。
2.3 不同處理方式對菠蘿莖葉常規營養成分的影響
與對照組相比,3個試驗組DM、NDF、ADF含量均沒有顯著差異(p<0.05),CP含量分別比對照組提高了10.75%、7.76%、4.78%,差異顯著(p<0.05)。添加10 g/kg尿素青貯菠蘿莖葉后,單寧含量降低了9.86%,NH3-N含量提高了119.05%,差異顯著(p<0.05)。添加20 g/kg廢糖蜜處理后單寧含量提高了9.86%,差異顯著(p<0.05),NH3-N含量差異不顯著(p<0.05)。添加10 g/kg尿素+20 g/kg廢糖蜜處理后,單寧含量沒有顯著差異(p<0.05),NH3-N含量顯著提高(p<0.05)。3個試驗組WSC含量、Ca含量、P含量較對照組差異均不顯著(p<0.05)。
2.4 不同處理方式對菠蘿莖葉在瘤胃降解率的影響
12 h內10 g/kg尿素+20 g/kg廢糖蜜組DM在瘤胃內的降解率顯著高于其他各組(p<0.05),到72 h內10 g/kg尿素組與10 g/kg尿素+20 g/kg廢糖蜜組DM在瘤胃內的降解率均分別高于對照組10.34%、11.70%,差異顯著(p<0.05),20 g/kg廢糖蜜組DM的降解率與對照組相比在5個時間點差異均不顯著(p<0.05),見表5。10 g/kg尿素組與10 g/kg尿素+20 g/kg廢糖蜜組5個時間點CP在瘤胃的降解率均顯著高于對照組(p<0.05),在72 h,CP的降解率比對照組分別提高了19.88%、17.43%,而20 g/kg廢糖蜜組差異不顯著(p<0.05)。見表6。3個試驗組NDF在瘤胃內的降解率在5個時間點均顯著高于對照組(p<0.05),72 h內,較對照組分別提高了22.35%、23.91%、22.42%。
3 討論與結論
3.1 不同處理對菠蘿莖葉青貯品質的影響
本試驗研究的3種試驗方法對菠蘿莖葉的青貯品質都得到不同程度的改善。在感官方面,除了添加尿素的試驗組稍帶有氨味外,其他試驗組在顏色、味道、質地、結構等方面都較對照組有提高,符合優質飼料標準[8]。尿素青貯菠蘿莖葉會影響其外觀品質, 要求使用時應把握好尿素的用量[4]。本試驗中測得pH均維持在3.7左右,乳酸桿菌已基本發酵完全,說明添加菠蘿莖葉易于青貯。試驗中添加廢糖蜜青貯后的菠蘿莖葉乳酸含量均高于對照組,說明添加廢糖蜜可為發酵過程中提供充足的底物。有研究報道,乙酸過量會降低動物的采食量[10],但降低乙酸含量能提高反芻動物的生產性能還有待進一步研究[11]。
本試驗中,不同處理組間的DM含量差異不顯著,3個試驗組的CP含量顯著高于對照組,這與鄧衛東等[5]添加尿素青貯甘蔗梢試驗結果一致。這是因為所添加的尿素和廢糖蜜降低了將粗蛋白降解成非蛋白氮的植物酶和有害微生物的活性,在青貯過程中促進了乳酸菌的快速繁殖,減少了蛋白質的分解和有害微生物利用,進而減少蛋白質的降解損失。另外在青貯原料里被其他微生物分解而來的多種氨基酸被乳酸菌利用后合成了菌體蛋白質[12],從而增加飼料中蛋白質的含量,所以粗蛋白含量較高[13]。同時尿素能利用的氮回收率較高,提高了動物的生產性能[14]。
纖維素是植物細胞壁的主要成分,本試驗中不同處理組之間ADF、NDF含量差異不顯著,但10 g/kg尿素+20 g/kg廢糖蜜組的ADF、NDF含量低于其他試驗組。這與黃曉亮等[15]添加氨水青貯香蕉莖葉試驗結果一致。說明,添加尿素不能顯著降低菠蘿莖葉的纖維含量。過多的單寧可以抑制動物體內多種酶的活性,影響動物的適口性和采食量。本試驗中添加10 g/kg尿素青貯菠蘿莖葉,單寧含量顯著降低,這與梁芳芳等[6]試驗結果一致。而添加20 g/kg廢糖蜜青貯菠蘿莖葉,單寧含量顯著高于對照組,這與陳靜等[16]在添加糖蜜青貯香蕉莖桿實驗結果不一致,可能是因為糖蜜的添加量和青貯原料不同有關。也可能與在青貯原料加工過程中,造成一些水解單寧的流失有關。NH3-N反應青貯飼料中蛋白質和氨基酸分解情況,其含量越高,說明蛋白質和氨基酸分解越多,意味著青貯飼料的品質就越差[17]。本實驗添加尿素處理后的甘蔗尾葉NH3-N含量顯著提高,說明過多添加尿素造成了飼料中氨態氮的增多,影響飼料的青貯品質。不同處理組之間WSC、Ca、P含量差異不顯著。
3.2 不同處理菠蘿莖葉瘤胃降解率的影響
尼龍袋內飼料的消失速率反映試驗動物瘤胃中的消化生理試驗情況,與動物的消化率以及自由采食量有一定的相關性。反芻動物瘤胃CP的降解率反映了飼料營養損失的多少,而DM與NDF的降解率反映了飼料消化的難易程度。
飼料DM的降解率與飼料在瘤胃內停留時間的長短成正相關[18],所以動物的日糧中更高DM的降解率也代表其在瘤胃中利用程度更高。本試驗中不同處理組DM的降解基本上都發生在36 h之后,24 h內的降解率較低。說明在開始的24 h內,瘤胃內的微生物不能完全有效地對飼料中的DM進行吸收降解。到36 h后,瘤胃內的微生物達到足夠的數量,微生物的活性也是最強的,從而提高了降解速度。本試驗中3個試驗組在72 h的DM降解率顯著高于對照組,說明添加尿素、廢糖蜜青貯后的菠蘿莖葉更易于反芻動物消化,其中10 g/kg尿素+20 g/kg廢糖蜜組DM的降解率高于其他試驗組。
飼料在瘤胃內停留時間短,可溶性和非可溶性蛋白分解少,反之則分解多。本試驗中不同處理組CP的瘤胃降解率在36 h內達到80%左右。添加10 g/kg尿素組與添加10 g/kg尿素+20 g/kg廢糖蜜組在每個時間點CP的降解率顯著高于其他組,說明添加10 g/kg尿素或添加10 g/kg尿素+20 g/kg廢糖蜜青貯菠蘿莖葉對提高反芻動物對CP的消化率優于直接青貯或添加20 g/kg廢糖蜜青貯。
NDF的瘤胃降解率是代表飼料營養水平的一個重要指標,Mertens[19]建議,NDF可作為評定DM采食量的最高和最低標準。Dado[20]報道,當日糧NDF含量超過35%時,會限制DM采食量。本試驗中3個試驗組瘤胃NDF的降解率在72 h均顯著高于對照組,說明添加尿素等成分可以提高反芻動物瘤胃對粗飼料中DNF的降解率,也即提高對DM的消化率。
3.3 結論
添加10 g/kg尿素、20 g/kg廢糖蜜、10 g/kg尿素+20 g/kg廢糖蜜分別青貯菠蘿莖葉均可改善其青貯飼料品質。
青貯菠蘿莖葉能改善反芻動物瘤胃對其利用程度。
從提高菠蘿莖葉青貯飼料品質、乳酸、CP等營養成分含量、DM等體外消化率方面綜合考慮,添加10 g/kg尿素+20 g/kg廢糖蜜青貯菠蘿莖葉效果最好,其次是10 g/kg尿素組,添加20 g/kg廢糖蜜和對照組效果最差。
參考文獻
[1] 李福明, 何俊燕, 連文偉. 菠蘿葉飼料化利用研究現狀及發展方向[J]. 熱帶農業工程, 2011, 35(4): 9-11.
[2] 連文偉, 張 勁, 李明福,等. 菠蘿葉渣青貯飼料飼喂奶牛對比試驗[J]. 熱帶農業工程, 2003(4): 23-25.
[3] 連文偉, 張 勁, 李明福,等. 菠蘿葉渣青貯飼料養豬試驗初探[J]. 廣西熱帶農業, 2002(4): 6-7.
[4] 劉建勇, 余 梅,王安奎,等. 添加尿素對甘蔗梢青貯的影響[J]. 中國牛業科學, 2010, 36(4): 22-25.
[5] 鄧衛東, 席冬梅, 劉 勇,等. 不同添加劑對甘蔗梢青貯營養價值的影響[J]. 中國畜牧雜志, 2002, 38(2): 27-28.
[6] 梁方方, 賈存靈, 鄒隆樹. 不同添加劑青貯香蕉莖葉的效果[J]. 飼料廣角, 2004(9): 23-24.
[7] 張 良, 健 岳, 玉 昌. 廢糖蜜的綜合利用[J]. 中國甜菜糖業, 1996, 2: 49-51.
[8] 劉建新, 楊振海,葉均安. 青貯飼料的合理調制與飼料評定標準(續)[J]. 飼料工業, 1999, 20(4): 3-5.
[9] 洪 鋒, 賀稚非, 李洪軍,等. 高效液相色譜法測定發酵辣椒中的有機酸[J]. 食品科學, 2008, 29(03): 374-379.
[10] Yang C M J, Huang S C, Chang T, et al. Fermentation acids, aerobic fungal growth, and intake of napiergrass ensiled with nonfiber carbohydrates[J]. Journal of Dairy Science, 2004, 87: 630-636.
[11] 臧艷運, 王 雁, 顧雪瑩,等. 添加丙酸和尿素對玉米青貯品質的影響[J]. 草業科學, 2012, 29(1): 156-159.
[12] 余伯良. 微生物飼料生產技術[M]. 北京:中國輕工業出版社,1993.
[13] 韓立英, 玉 柱,周 禾. 乳酸菌和纖維素酶對直穗鵝觀草青貯的改善效果[J]. 草葉科學, 2013, 30(9): 1 439-1 444.
[14] 吳進東, 陳云波,孫 武. 添加尿素對青貯玉米秸稈品質的影響[J]. 皖西學院學報, 2007, 10(5): 87-89.
[15] 黃曉亮,黃銀姬. 不同處理方式對青貯香蕉莖葉營養成分的影響[J]. 飼料博覽(技術版), 2007(10): 53-55.
[16] 陳 靜, 潘健存, 趙 鵬,等. 香蕉莖葉青貯營養成分以單寧含量變化的實驗研究[J]. 飼料工業, 2005, 26(13): 19-20.
[17] 鄭曉靈, 劉艷芬, 劉 鈾,等. 纖維素酶對甘蔗梢青貯質量品質的影響[J]. 飼料工業, 2007, 28(12): 39-41.
[18] Mehrez A Z, фrskov E R. A Study of artificial fiber bag technique for determining the dig estibility of feeds in the rumen[J]. The Journal of Agricultural Science, 1977, 88(3): 645-650.
[19] Mertens D R. Regulation of forage intake. //Fahey G C. Forage Quality, Evaluation and Utilization[G]. Madison, Wisconsin, USA: American Society of Agronomy, Crop Science Society of America, Soil Science Society of America, 1994: 450-493.
[20] Dado R G, Allen M S. Intake limitations, feeding behavior, and rumen function of cows challenged with rumen fill from dietary fiber of inert bulk[J]. Journal of Dairy Science, 1995, 78(1): 118-133.
責任編輯:張海東