青貯對蘇丹草與甜高粱碳水化合物含量的影響

2017-07-13 15:17:33于景煥宣晶晶畢繼文

安徽農學通報 2017年12期

于景煥　宣晶晶　畢繼文

摘要：目的：研究青貯對蘇丹草與甜高粱碳水化合物的含量的影響，比較蘇丹草與甜高粱的營養價值。結果：試驗結果顯示，青貯前，蘇丹草品系Ⅳ的NDF含量是76.63%，高于蘇丹草及甜高粱其他品系（p<0.05）；甜高粱品系Ⅹ、Ⅺ的NDF含量分別是65.59%和66.20%，低于蘇丹草及甜高粱其他品系（p<0.05），但兩者之間差異不顯著。甜高粱品系Ⅺ的NFC含量是19.66%，高于蘇丹草及甜高粱其他品系（p<0.05）。蘇丹草品系Ⅰ、Ⅱ的NFC含量分別是7.03%、8.52%，低于蘇丹草及甜高粱其他品系（p<0.05），兩者差異不顯著。青貯后，蘇丹草與甜高粱各品系與青貯前相比，蘇丹草品系Ⅴ的NDF變化不顯著，其余分別降低了13.5%、4.42%、4.76%、22.33%、10.21%、22.29%、28.37%、22.98%、36.18%、33.70%、38.04%、51.98%、21.73%、32.29%（p<0.05）。蘇丹草品系Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ的ADF變化不顯著，其余分別降低了16.24%、21.34%、19.29%、26.29%、26.48%、25.01%、31.77%、29.78%、44.61%、47.16%、22.31%、25.73%（p<0.05）。蘇丹草品系Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ、Ⅶ 以及甜高粱品系Ⅰ、Ⅳ的NFC變化不顯著，其余分別提高了71.69%、87.90%、61.53%、47.29%、84.14%、87.17%、24.91%、18.14%、34.23%（p<0.05）。結論：青貯前，蘇丹草品系Ⅳ的NDF含量最高，甜高粱品系Ⅰ的NFC最低；青貯后，甜高粱品系Ⅺ的NDF含量最低，蘇丹草品系Ⅱ的NFC最高。青貯可以降低不同品系的蘇丹草與甜高粱NDF、ADF的含量，提高NFC的含量，有利于蘇丹草和甜高粱營養價值的提高。

關鍵詞：蘇丹草；甜高粱；碳水化合物；青貯

中圖分類號 S816 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2017）12-0139-05

Abstract：The objective of the present study was to investigate the effects of silage time on carbohydrate contents of Sorghum sudanense（Piper）Stapf. （SSPS）and sweet sorghum（SS）. The results showed that for 0 month of silage，the NDF content of SSPS strain Ⅳ was 76.63%，which was higher than that of other strains of SSPS and SS（p<0.05）.The NDF contents of SS strains X and XI was 65.59% and 66.20% respectively，which was lower than that of other strains of SSPS and SS（p<0.05），but no significant difference between X and XI. The content of NFC in the SS strain Ⅺ was 19.66%，which was higher than that of other strains of SSPS and SS（p<0.05）. For strainsⅠandⅡin SSPS，their contents of NFC respectively were 7.03% and 8.52%，which were lower than that of other strains of SSPS and SS（p<0.05），but no significant difference betweenⅠandⅡ.Compared with the o month of silage time，after 12 months silage，the NDF of the SSPS strainⅤwas not significantly changed，but others decreased by 13.5%，4.42%，4.76%，22.33%，10.21%，22.29%，28.37%，22.98%，36.18%，33.70%，38.04%，51.98%，21.73% and 32.29%（p<0.05）.Except strains of Ⅱ，Ⅲ and Ⅴ in SSPS，the ADF of others decreased by 16.24%，21.34%，19.29%，26.29%，26.48%，25.01%，31.77%，29.78%，44.61%，47.16%，22.31% and 25.73%（p<0.05），respectively.The NFC contents among SSPS Ⅱ，Ⅲ，Ⅴand Ⅶ and SSⅠand Ⅳ were no significant different，but the others were improved 71.69%，87.90%，61.53%，47.29%，84.14%，87.17%，24.91%，18.14% and 34.23%（p<0.05），respectively.The experiment indicated that NDF content of SSPS strain Ⅳ was the highest，and the NFC of SS strainⅠwas the lowest.After silage，the NDF content of SS strain XI was the lowest，and NFC ofⅡwas the highest.Silage could reduce the content of NDF and ADF contents of SSPS and SS，but could increase the content of NFC.

Key words：Sorghum sudanense（Piper）Stapf；Sweet sorghum；Carbohydrates；Silage

蘇丹草與甜高粱屬禾本科[1]植物。蘇丹草最早產自于非洲，是近幾十年才開始在中國有種植的區域[2]，甜高粱最先是由澳大利亞研究出來的雜交品種，在近40年中國才對甜高粱開始進行研究，是一種新的能源作物[3]。蘇丹草和甜高粱都具有很多優良特點，蘇丹草為一年生的禾本科植物，有生長速度快，品質好，見效高，管理方便的優點。甜高粱頸柱較高，葉寬，含糖量高，每年產量豐富[4]。同時很容易種植，抗逆性強，也不會因為普通的自然災害就影響收獲。作為飼料使用時，轉化率和利用率都很高，是飼養動物時的良好選擇，飼喂的方式多種多樣，可以青飼，干草，還可以青貯[5]，在飼養動物方面使用的都十分廣泛，所以蘇丹草和甜高粱的經濟價值都是相當高的[6]，也是中國現代主要研究的飼草種類。同時蘇丹草與甜高粱還有很多其他潛力，可以有更多的用途，這些還是需要以后慢慢研究發展[7]。

飼草是牛羊養殖的物質基礎，尤其是優質飼草，不僅能夠滿足動物生長的需要，而且能夠提高其生產性能。但是，我國牛羊產業的快速發展的同時，優質飼草緊缺的問題在我國就變得更加明顯。目前，我國每年都要從美洲國家和歐洲等進口大量的燕麥、黑麥草等優質飼草，嚴重影響了我國牛羊產業的發展。因此，本試驗以常用的蘇丹草和甜高粱為材料，研究蘇丹草與甜高粱碳水化合物含量及青貯對其的影響，比較蘇丹草與甜高粱的營養價值并進行分析，為肉羊生產中科學應用蘇丹草和甜高粱提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 材料不同品系的蘇丹草和甜高粱由安徽科技學院農學院提供，運用打包青貯的方法，分別青貯0和12個月，待測。

1.1.2 儀器設備 CAU纖維濾袋（中國農業大學肉牛研究中心研制）；封口機（AIE-200，上海高新電熱器材廠生產）；分析天平（FA2004N，上海菁海儀器有限公司生產）；電熱恒溫鼓風干燥箱（DGG-9240B，上海森信實驗儀器有限公司生產）

1.1.3 試劑無水磷酸氫二鈉（分析純，國藥集團化學試劑有限公司生產）；乙二胺四乙酸二鈉（分析純，國藥集團化學試劑有限公司生產）；乙二醇乙醚（分析純，天津市永大化學試劑有限公司生產）；丙酮（分析純，天津市永大化學試劑有限公司生產）；十二烷基硫酸鈉（分析純，國藥集團化學試劑有限公司生產）；濃硫酸（分析純，上海振企化學試劑有限公司生產）。

1.2 試驗設計采集少量成熟期第一次收割的不同品系的蘇丹草和甜高粱，用鍘刀切短后烘干并測定其干物質，然后利用植物性粉碎機粉碎并過1mm篩，飼料瓶中保存、待測。同時，采集大量成熟期第一次收割的不同品系的蘇丹草和甜高粱，應用粉碎機粉碎后分別打包青貯12個月后，采集樣品，經烘干、粉碎處理后，以干物質形式保存，用于測定和分析其NDF、ADF和NFC含量。

1.3 測定指標及方法

1.3.1 中性洗滌纖維的測定方法在蘇丹草與甜高粱樣品中加入中性洗滌液60～80mL，加熱，微沸時持續1h；然后拿出濾袋，用熱水洗5次以上，直到沒有泡沫再出現，再擠干；把濾袋放進燒杯，添加丙酮，使樣品完全浸入丙酮，5min左右后取出，輕輕按壓讓丙酮全部流出來，再將樣品放在烘箱中干燥4h，溫度在105℃；取出后冷卻，稱得重量就是NDF。

1.3.2 酸性洗滌纖維的測定方法取上述試驗所得樣品，放進燒杯中，加入酸性洗滌劑60～80mL，加熱，微沸時持續1h；然后拿出濾袋，用熱水洗5次以上，直到沒有泡沫再出現，再擠干；將樣品放在箱中干燥4h，溫度在105℃；取出干燥0.5h以上，冷卻，稱得重量就是ADF。

1.3.3 非纖維類碳水化合物的計算方法 NFC=100-CP-EE-NDF-ASH

1.4 數據分析本試驗的數據應用SAS9.2（2014）進行統計，采用線性模型以及鄧肯多重比較分析，研究青貯時間對蘇丹草和甜高粱NDF、ADF和NFC含量的影響。其中，以p<0.05表示差異顯著，p<0.01表示差異極顯著。

2 結果與分析

2.1 青貯前蘇丹草與甜高粱碳水化合物含量比較通過表1可以看出，青貯前，蘇丹草品系Ⅳ與蘇丹草品系Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ、Ⅶ、甜高粱品系Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅹ、Ⅺ相比，NDF含量分別提高了2.73%、4.29%、11.51%、8.54%、6.80%、12.36%、10.34%、12.48%、7.82%、9.00%、9.08%、16.83%、15.76%（p<0.05）；與甜高粱品系Ⅸ相比提高了0.22%（p>0.05）。甜高粱品系Ⅹ與蘇丹草品系Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅶ、甜高粱品系Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅸ相比，分別降低了13.72%、12.03%、4.77%、11.04%、7.64%、7.97%、3.98%、5.89%、3.87%、8.35%、7.18%、7.10%、16.57%，（p<0.05）；與甜高粱品系Ⅺ相比降低了0.93%（p>0.05）。

酸性洗滌過后，蘇丹草品系Ⅶ與蘇丹草品系Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、甜高粱品系Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ相比，ADF含量分別提高了8.24%、18.65&、29.52%、16.09%、18.96%、16.04%、27.37%、27.69%、18.65%、19.21%、15.94%、16.06%、32.13%、36.89%（p<0.05）。甜高粱品系Ⅺ與蘇丹草品系Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅶ、甜高粱品系Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅸ相比，分別降低了16.69%、15.37%、5.69%、17.92%、15.07%、36.89%、17.97%、7.48%、7.21%、15.37%、14.83%、18.06%、17.94%（p<0.05）；與甜高粱品系Ⅹ相對比，降低了3.60%（p>0.05）。

甜高粱品系Ⅺ與蘇丹草品系Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅶ、甜高粱品系Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅸ的NDF含量相比，分別提高了179.66%、130.75%、66.89%、161.44%、69.78%、49.73%、49.17%、19.73%、22.65%、54.32%、49.28%、136.58%（p<0.05）；甜高粱品系Ⅺ與甜高粱品系Ⅰ、Ⅹ相比，提高了12.92%和7.73%（p>0.05）。蘇丹草品系Ⅰ與蘇丹草品系Ⅲ、Ⅴ、Ⅶ、甜高粱品系Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅹ、Ⅺ相比，分別降低了55.75%、60.51%、52.68%、79.06%、35.32%、71.24%、54.81%、35.62%、48.19%、135.02%、69.21%（p<0.05）。蘇丹草品系Ⅰ和蘇丹草品系Ⅱ、Ⅳ、甜高粱品系Ⅸ相對比，降低了21.19%、4.16%、9.72%（p>0.05）。

2.2 青貯后蘇丹草與甜高粱碳水化合物含量比較通過表2可以看出，蘇丹草品系Ⅱ與蘇丹草品系Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅶ、甜高粱品系Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ相比，NDF含量分別提高了6.65%、7.27%、12.34%、6.15%、9.51%、26.18%、30.07%、27.02%、34.83%、33.83%、38.28%、39.87%、30.61%、40.63%（p<0.05）。甜高粱品系Ⅺ與蘇丹草品系Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅵ、Ⅴ、Ⅶ、甜高粱品系Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅹ相比，分別降低了31.85%、40.63%、31.10%、25.18%、32.47%、28.42&、11.45%、8.11%、10.71%、4.30%、5.08%、7.67%（p<0.05），與甜高粱品系Ⅶ、Ⅸ相比，降低了1.70%和0.54%（p>0.05）。

酸性洗滌過后，蘇丹草品系Ⅶ與蘇丹草品系Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、甜高粱品系Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ相對，ADF含量分別提高了14.31%、10.22%、18.08%、4.88%、22.85%、35.04%、33.81%、31.08%、29.70%、40.56%、43.18%、35.47%、44.28%（p<0.05）；與蘇丹草品系Ⅱ相比，提高了0.09%（p>0.05）。甜高粱品系Ⅺ與蘇丹草品系Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅵ、Ⅴ、Ⅶ、甜高粱品系Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅹ相比，分別降低了26.22%、44.16%、30.91%、22.19%、37.57%、44.28%、17.44%、6.84%、7.83%、10.08%、11.25%、6.50%（p<0.05），與甜高粱品系Ⅶ、Ⅸ相比，降低了2.65%和0.77%（p>0.05）。

甜高粱品系Ⅸ與蘇丹草品系Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅶ、甜高粱品系Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅹ、Ⅺ的NDF含量相比，分別提高了123.70%、138.52%、98.24%、91.08%、126.32%、82.80%、31.90%、26.82%、38.39%、14.36%、15.09%、9.53%、25.23%、2.31%（p<0.05）。蘇丹草品系Ⅱ與蘇丹草品系Ⅲ、Ⅳ、Ⅶ、甜高粱品系Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ相比，分別降低了20.32%、24.82%、30.48%、80.83%、88.07%、72.35%、108.57%、107.24%、117.76%、138.52%、90.46%、133.13%（p<0.05）；與蘇丹草品系Ⅰ、Ⅴ相比，降低了6.63%和5.39%（p>0.05）。

2.3 青貯對蘇丹草與甜高粱碳水化合物含量的影響研究通過表3可以看出，蘇丹草品系Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅶ、甜高粱品系Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ青貯前后NDF含量，分別降低了13.5%、4.42%、4.76%、22.33%、10.21%、22.29%、28.37%、22.98%、36.18%、33.70%、38.04%、51.98%、21.73%、32.29%（p<0.05），蘇丹草品系Ⅴ青貯前后NDF含量相比，降低了6.50%（p>0.05）。

ADF青貯前后相對比，蘇丹草品系Ⅰ、Ⅳ、Ⅶ、甜高粱品系Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ青貯前后分別降低了16.24%、21.34%、19.29%、26.29%、26.48%、25.01%、31.77%、29.78%、44.61%、47.16%、22.31%、25.73%（p<0.05），蘇丹草品系Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ青貯前后分別降低了0.62%、1.51%和5.17%（p>0.05）。

NFC青貯前后相對比，蘇丹草品系Ⅰ、Ⅳ、甜高粱品系Ⅲ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ青貯前后分別提高了71.69%、87.90%、61.53%、47.29%、84.14%、87.17%、24.91%、18.14%、34.23%（p<0.05），蘇丹草品系Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ、Ⅶ、甜高粱品系Ⅰ、Ⅳ青貯前后分別提高了32.86%、15.62%、3.02%、12.49%、17.58%和18.82%（p>0.05）。

3 結論與討論

3.1 結論青貯前，蘇丹草品系Ⅳ的NDF含量最高，其次是甜高粱品系Ⅸ、蘇丹草品系Ⅰ、蘇丹草品系Ⅱ、甜高粱品系Ⅴ、蘇丹草品系Ⅶ、蘇丹草品系Ⅴ、甜高粱品系Ⅵ、Ⅶ、Ⅲ，蘇丹草品系Ⅲ、甜高粱品系Ⅰ、Ⅳ、Ⅺ和Ⅹ。甜高粱品系Ⅺ的NFC含量最高，其次是甜高粱品系Ⅹ、Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅶ、Ⅲ，蘇丹草品系Ⅶ、甜高粱各品系Ⅵ、蘇丹草品系Ⅲ、Ⅴ、Ⅱ，甜高粱各品系Ⅸ、蘇丹草品系Ⅳ和甜高粱品系Ⅰ。青貯后，不同品系的蘇丹草與甜高粱NDF與ADF的含量降低，NFC的含量提高。本試驗研究表明，通過青貯能夠改善蘇丹草和甜高粱的碳水化合物品質。

3.2 討論青貯飼草是在封閉的環境下，通過乳酸菌繁殖并發酵形成的飼草。避免了傳統方法因為天氣等因素對飼草造成的影響，增加了飼草的產量，而且可以增加飼草的保存時間。同時提高飼草的轉化率，提高了非纖維類碳水化合物的含量，降低酸性洗滌纖維含量，使營養成分更加豐富[8]。改善飼草的適口性的同時也保障了牧畜全年飼草的平衡供應[9]。

在本試驗中，青貯可以使NDF、ADF含量下降，這可能跟青貯過程中，飼草本身在厭氧狀態下將含有的纖維類碳水化合物轉化為乳酸等微生物有關。一些厭氧細菌如芽孢梭狀菌等，會通過分泌β-葡聚糖酶、木聚糖酶等纖維素降解酶，對纖維素、半纖維素進行降解，從而獲得自身所需要的營養。同時飼草本身含有的礦物質也可以為纖維素分解酶和半纖維素分解酶提供輔助的作用，加快對細胞壁中纖維素、半纖維素的分解[10]。青貯初期，飼草會進行呼吸作用，也會消耗纖維素。賴玉嬌（2014）研究表明乳酸菌的生長發酵會加快半纖維素的降解[11]。ADF主要包括纖維素、木質素和果膠，NDF主要包括半纖維素、纖維素、木質素和果膠。在本試驗中，通過青貯，可能會降低蘇丹草和甜高粱的半纖維素、纖維素含量，因而NDF、ADF含量也會降低。

厭氧條件下，乳酸菌轉化為乳酸，發酵環境中的pH會下降。渠暉（2011）等研究表明，當pH下降到4.2以后，就會抑制其他微生物的活動[12]。余興蓮等（2007）指出，纖維素降解酶最適pH4.0～5.5[13]。因此在酸性條件下，纖維素降解酶依舊可以將以纖維素作為骨架的飼草細胞壁破壞[14]，不僅使其內容物外流，增加乳酸菌發酵所需要的底物，同時能夠降解纖維素、木聚糖等多糖，提高葡萄糖、果糖等單糖的含量。

此外，通過青貯可以抑制梭菌等有害微生物的活動，促進乳酸菌、酵母菌等有益微生物的生長繁殖，進而提高乳酸、乙酸、琥珀酸等有機酸產量，有利于改善飼料的品質，提高反芻動物對飼草的利用效率。

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