不同收獲期燕麥青貯品質(zhì)分析

宋 磊，王彥超，張凡凡，王旭哲，張 建，馬春暉

(1.石河子大學(xué)動物科技學(xué)院，新疆石河子 832000；2.石河子大學(xué)食品學(xué)院，新疆石河子 832000)

0 引 言

【研究意義】燕麥(Avenasativa)是禾本科燕麥屬糧飼兼用型作物，具有產(chǎn)草量高，耐旱、抗寒、耐貧瘠，且營養(yǎng)成分含量高、適口性好、消化率高、適宜于青飼或調(diào)制干草[1]。燕麥飼草作為奶牛、肉羊、肉牛的理想飼料[2]。目前飼用燕麥的主要利用形式為調(diào)制干草和加工草粉，而刈割期受降雨影響，晾曬過程中養(yǎng)分損失大，難以調(diào)制優(yōu)質(zhì)干草[3]。青貯不受氣候影響，且燕麥青貯技術(shù)也較為成熟[4]，原料的營養(yǎng)品質(zhì)差異是造成青貯品質(zhì)不同的根本原因[5]。燕麥品種對于當(dāng)?shù)貧夂驐l件的適應(yīng)情況及收獲時期是影響原料營養(yǎng)品質(zhì)的主要因素。西藏[6]、甘肅[7]、青海[8]和吉林[9]等地，對多個品種飼用燕麥的種植栽培技術(shù)、收獲期青干草和青貯飼料調(diào)制[10]研究發(fā)現(xiàn)，不同品種燕麥在不同環(huán)境下表現(xiàn)出不同的差異性，燕麥生育期長短受環(huán)境因素影響，如我國華北和內(nèi)蒙古燕麥生育期90～115 d；甘肅在90～110 d[11]；而青海牧區(qū)多為110～140 d[12]。青引1號(Qingyin NO.1)在吉林[9]與西藏河谷地區(qū)[6]分別種植，營養(yǎng)品質(zhì)存在顯著差異，新疆作為西北地區(qū)重要的畜產(chǎn)業(yè)基地，確定當(dāng)?shù)剡m應(yīng)性最好的品種及其青貯收獲期是青貯技術(shù)精準(zhǔn)改良的關(guān)鍵之一[13-15]。【前人研究進(jìn)展】燕麥品種在不同生育期的青貯營養(yǎng)價值均優(yōu)于青干草[16]，但燕麥的鮮草草產(chǎn)量高峰與營養(yǎng)品質(zhì)高峰不在同一時期[17]，燕麥在抽穗期時有最高的鮮草產(chǎn)量和蛋白含量，此時青貯能夠在保證鮮草產(chǎn)量的前提下，獲得較高的青貯品質(zhì)[18-19]。抽穗期含水量過高，不利于青貯，會引起厭氧雜菌發(fā)酵造成營養(yǎng)物質(zhì)大量流失[20-21]，應(yīng)該控制原料含水量在55%～65%，較容易青貯[22]，燕麥適宜青貯的時期為乳熟期接近蠟熟期[23]。【本研究切入點】燕麥青貯收獲時期上需進(jìn)一步的研究。研究適宜新疆石河子地區(qū)種植的青貯燕麥品種并確定最佳收獲期。【擬解決的關(guān)鍵問題】選取5個早、中熟品種燕麥在抽穗期、乳熟期分別刈割并青貯并分析測定其營養(yǎng)品質(zhì)及發(fā)酵品質(zhì)，篩選出最佳種植的燕麥品種和適宜收獲期，為燕麥品種選育及青貯加工提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗地在新疆石河子147團(tuán)4連牧草實驗站(N 44°20′、E 85°57′)，土壤類型為灰漠土，土壤容重為1.48 g/cm3，田間持水量為24.6%，土壤飽和體積含水量為29.2%，0～20 cm耕層土壤含有機質(zhì)25.3 g/kg，堿解氮72.6 mg/kg，速效磷26.3 mg/kg，全磷0.51 g/kg。年均氣溫7.5～8.2℃，年日照數(shù)為2 721～2 818 h，年降雨量180～270 mm，年蒸發(fā)量1 000～1 500 mm，無霜期147～191 d。1年中的最高氣溫在7月，平均氣溫28～32℃；最低氣溫在1月，平均氣溫-14℃左右[24]。

2018年4月28日播種，參試5個燕麥品種，抽穗期、乳熟期刈割，分別取20個樣方，每個樣方1 m2。采樣時保持草株完整。燕麥?zhǔn)斋@后用粉碎機粉碎，粉碎長度約2～3 cm，待貯。真空袋選用33 cm×48 cm的聚乙烯青貯袋，用真空打包機(SINBO Vacuum Sealer)抽真空后密封。表1

1.2 方 法

在抽穗期、乳熟期收獲測定鮮草產(chǎn)量(fresh grass yield，F(xiàn)Y)后采用真空袋青貯，每袋2.0 kg，3次重復(fù)，青貯60 d開袋感官評定，同時檢測樣品的干物質(zhì)(dry matter，DM)、中性洗滌纖維(neutral detergent fiber，NDF)、酸性洗滌纖維(acid detergent fiber，ADF)、粗蛋白(crude protein，CP)、可溶性碳水化合物(water soluble carbohydrate，WSC)、pH、乳酸(lactic acid，LA)、乙酸(acetic acid，AA)、丙酸(propionic acid，PA)和氨態(tài)氮(ammonia cal nitrogen，NH3-N)含量。

鮮草產(chǎn)量測定，小區(qū)25 m2(5 m×5 m)樣方，刈割(留茬5 cm)稱鮮重，重復(fù)3次；感官評定采用以嗅覺、結(jié)構(gòu)和色澤為評定指標(biāo)的德國農(nóng)業(yè)協(xié)會(Deutche lan dwirtschafts geseut-schaft)評分法，滿分為20分，16～20分為優(yōu)良，10～15分為尚好，5～9分為中等，0～4分為腐敗[25]。各化學(xué)指標(biāo)均按國標(biāo)法測定[26]，采用烘干法測定DM含量；范式(van soest)洗滌纖維法測定NDF和ADF含量；半微量凱氏定氮法測定CP含量；蒽酮—硫酸比色法測定WSC含量；酸度計(pHS-25，上海雷磁)測定pH值；有機酸含量(LA、AA、PA)用液相色譜法測定，色譜條件為：色譜柱Agilent ZORBAX SB-C18(5 μm，4.6×250 mm)，流動相0.01 mol/L(NH4)2HPO4，用1 mol/L的HPO調(diào)至pH=2.70，臨用前用超聲波脫氣，流速1.0 mL/min，進(jìn)樣20 μL，紫外檢測器波長214 nm；苯酚—次氯酸鈉比色法測NH3-N含量[27]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的初步整理，SPSS 22.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的F檢驗，當(dāng)通過F檢驗后進(jìn)行單因素(One- way ANOVA)方差分析，多重比較方法均采用Duncan法。采用隸屬函數(shù)評價法選取其中DM、NDF、ADF、CP、WSC、NH3-N/TN及LA含量，共計7個指標(biāo)進(jìn)行綜合評價，其中DM、CP、WSC及LA含量呈正相關(guān)隸屬函數(shù)值；NDF、ADF和NH3-N含量呈負(fù)相關(guān)隸屬函數(shù)值，最后根據(jù)各項指標(biāo)得分總和進(jìn)行排序，評價出最佳處理[28]，計算隸屬函數(shù)值的具體公式為：

Ux(+)=(Xij-Ximin)/(Ximax-Ximin);Ux(-)=1-Ux(+).

式中：X為樣品各指標(biāo)測定值；Ux(+)為各指標(biāo)呈正相關(guān)隸屬函數(shù)值；Ux(+)為各指標(biāo)呈負(fù)相關(guān)隸屬函數(shù)值。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種不同收獲期燕麥青貯感官評定

研究表明，不同收獲期的5個品種燕麥在經(jīng)過60 d發(fā)酵后，在抽穗期魅力、隴燕2號感官評價明顯優(yōu)于其他3個品種，有較明顯的芳香味或芳香果味、莖葉結(jié)構(gòu)保持良好，且色澤與原料較為接近，為1級滿分；青引1號和隴燕3號莖葉結(jié)構(gòu)保持良好色澤呈現(xiàn)黃褐色，因芳香味較弱，得分16分；領(lǐng)袖色澤與原料接近，但芳香味較弱且莖葉結(jié)構(gòu)保持較差，得到14分，評級為2級。各品種青貯感官評定乳熟期均優(yōu)于抽穗期，有較明顯的芳香味或芳香果味、莖葉結(jié)構(gòu)保持良好，且色澤與原料較為接近，達(dá)到1級滿分。表2

表2 不同品種燕麥青貯感官變化Table 2 Sensory analysis of different varieties of oat silage

2.2 不同燕麥品種原料品質(zhì)對比

研究表明，不同燕麥品種之間各項指標(biāo)均存在顯著差異(P<0.05)，且不同收獲期間差異顯著(P<0.05)。品種對燕麥原料各項營養(yǎng)指標(biāo)影響均達(dá)到顯著(P<0.05)水平；品種間收獲期對于各項指標(biāo)的影響均達(dá)到顯著(P<0.05)水平；對各項發(fā)酵品質(zhì)指標(biāo)影響均達(dá)到顯著(P<0.05)水平；品種間收獲期對于各項發(fā)酵品質(zhì)指標(biāo)的影響均達(dá)到顯著(P<0.05)水平。

同品種不同收獲期間對比，乳熟期各品種燕麥的YF、DM、WSC均顯著(P<0.05)高于抽穗期；2個收獲期NDF和ADF含量除青引1號NDF含量無顯著差異外(P>0.05)，其余均差異顯著(P<0.05)；抽穗期各品種CP含量顯著高于乳熟期(P<0.05)。青引1號、隴燕2號和隴燕3號2收獲期間pH值存在顯著差異；領(lǐng)袖、隴燕3號和魅力2收獲期間LA含量存在顯著差異(P<0.05)；同品種2個收獲期間NH3-N含量均存在顯著差異(P<0.05)。表3

2.3 不同收獲期燕麥青貯營養(yǎng)品質(zhì)及發(fā)酵品質(zhì)對比

研究表明，品種對燕麥青貯各項營養(yǎng)指標(biāo)影響均達(dá)到顯著(P<0.05)水平；收獲期對于各品種間的各項指標(biāo)的影響達(dá)到顯著水平(P<0.05)，發(fā)酵時間對于燕麥營養(yǎng)品質(zhì)的影響同樣達(dá)到顯著水平(P<0.05)。

經(jīng)過60 d青貯發(fā)酵，供試燕麥的DM、NDF、ADF及WSC含量均顯著下降(P<0.05)，CP含量顯著上升(P<0.05)。乳熟期各品種燕麥青貯DM含量顯著高于抽穗期(P<0.05)；抽穗期燕麥青貯的NDF、ADF及CP含量均顯著高于乳熟期燕麥青貯(P<0.05)；2個收獲期的試樣經(jīng)過60 d青貯發(fā)酵后WSC含量大幅下降，從之前的乳熟期顯著(P<0.05)高于抽穗期，變成2個收獲期間WSC雖有顯著差異(P<0.05)，但無明顯趨勢。

抽穗期中，隴燕2號、隴燕3號和魅力DM顯著高于其余品種(P<0.05)，青引1號、隴燕2號NDF顯著低于其余品種(P<0.05)而pH顯著高于其余品種(P<0.05)，隴燕2號的ADF含量顯著高于其余品種(P<0.05)，青引1號和隴燕3號的CP、WSC均顯著高于其他品種(P<0.05)，領(lǐng)袖的LA顯著高于其余品種(P<0.05)，青引1號和魅力AA、NH3-N顯著高于其余品種(P<0.05)，領(lǐng)袖和魅力的PA顯著低于其余品種(P<0.05)。

乳熟期中青引1號和隴燕3號DM顯著低于其余品種(P<0.05)，領(lǐng)袖與隴燕3號的NDF和WSC顯著高于其余品種，青引1號與魅力的ADF含量顯著高于其余品種(P<0.05)，隴燕2號CP、PA含量顯著高于其余品種(P<0.05)而LA含量與隴燕3號一起顯著低于其余品種(P<0.05)，領(lǐng)袖AA含量顯著高于其余品種(P<0.05)，隴燕2號PA顯著高于其余品種(P<0.05)，隴燕3號和魅力的NH3-N顯著高于其余品種(P<0.05)。表4

2.4 不同收獲期處理青貯燕麥各指標(biāo)綜合價值評價

研究表明，乳熟期領(lǐng)袖(0.65)>乳熟期隴燕3號(0.53)>乳熟期隴燕2號(0.52)>乳熟期青引1號(0.50)>乳熟期魅力(0.45)>抽穗期領(lǐng)袖(0.41)>抽穗期隴燕3號(0.40)>抽穗期青引1號(0.33)>抽穗期魅力(0.27)>抽穗期隴燕2號(0.26)。表5

表5 不同收獲期燕麥青貯發(fā)酵60 d隸屬函數(shù)變化Table 5 Subjection function analysis of oat silage in different growth period for 60 days

3 討 論

3.1 不同收獲期對燕麥原料及青貯的影響

收獲期對燕麥青貯品質(zhì)有顯著影響，不同收獲期對不同燕麥品種的YF、DM、CP、NDF、ADF及WSC含量均有顯著影響[29]。試驗中，乳熟期YF均高于抽穗期，乳熟期刈割的領(lǐng)袖YF最高，產(chǎn)量達(dá)46.29 t/hm2，抽穗期各品種燕麥原料DM含量為22.08%～25.09%，乳熟期DM含量在31.06%～37.74%，隨著收獲期的推遲，DM含量呈升高的趨勢，與豐明等[30]的研究結(jié)果一致。

NDF和ADF是反映飼草纖維品質(zhì)最主要的指標(biāo)，ADF與動物消化率呈負(fù)相關(guān)，是指示飼草能量的關(guān)鍵，其含量越低，飼草的消化率越高，飼用價值越高[31]，研究認(rèn)為，CP、NDF和ADF等營養(yǎng)品質(zhì)，隨著燕麥生長呈降低趨勢，而WSC含量呈上升趨勢[32]，研究中，抽穗期收獲的各品種燕麥NDF和ADF含量顯著高于乳熟期，而乳熟期燕麥WSC含量顯著高于抽穗期，印證了這一觀點。以往研究認(rèn)為青貯要求的最低WSC含量為2.5%～3.5%[33]，研究中各試樣抽穗期WSC含量為11.75%～13.22%，乳熟期WSC含量為17.42%～19.20%，即使DM含量較少的抽穗期領(lǐng)袖，也在感官評價環(huán)節(jié)有著較高的評分，可能是因為試樣中充足的WSC含量為乳酸菌的生長繁殖提供充足的底物，加快了產(chǎn)酸速率，使得pH值迅速降低，發(fā)酵時間縮短，保留了原料的營養(yǎng)物質(zhì)[34]。

優(yōu)質(zhì)青貯飼料的pH值應(yīng)小于4.2[33]，且NH3-N/TN的比值不高于10% TN，NH3-N/TN的比值越高，CP分解率越高，青貯品質(zhì)差[35]。試驗中，抽穗期各品種pH值處于3.95～5.29，均值為4.60，LA含量在4.19%～6.29%，NH3-N/TN比值在6.12%～8.64%，乳熟期pH值處于3.95～4.71，均值為4.25，LA含量在4.77%～6.89%，氨態(tài)氮/總氮比值在6.07%～8.90%，所有供試品種NH3-N/TN的比值均低于10%，在發(fā)酵品質(zhì)上乳熟期刈割優(yōu)于抽穗期，對比青貯前后營養(yǎng)品質(zhì)變化情況，乳熟期刈割并青貯，使?fàn)I養(yǎng)品質(zhì)保存更為完整，且CP含量上升1%左右，這與以往青貯飼料出現(xiàn)CP含量下降的情況有所不同，結(jié)合營養(yǎng)指標(biāo)及發(fā)酵指標(biāo)情況，可能是由于青貯前后蛋白損失較少，且NDF、ADF和WSC的總體下降，且導(dǎo)致CP在DM中的比例上升。參考營養(yǎng)品質(zhì)變化情況及發(fā)酵指標(biāo)及其隸屬函數(shù)分析結(jié)果均印證了這一觀點。

3.2 燕麥青貯隸屬綜合評價

研究運用隸屬函數(shù)分析法較為客觀的評價了不同收獲期各品種燕麥的鮮草產(chǎn)量、營養(yǎng)指標(biāo)及發(fā)酵指標(biāo)并得出結(jié)論。通過綜合評價分析方法能客觀、綜合地反映品種間的綜合青貯品質(zhì)的差異，可為篩選適合青貯的優(yōu)良牧草及該牧草的最佳收獲期提供重要科學(xué)依據(jù)。乳熟期領(lǐng)袖的綜合評價數(shù)值最高。

4 結(jié) 論

對比2收獲期燕麥原料品質(zhì)，乳熟期YF、DM和WSC均顯著高于抽穗期(P<0.05)，CP顯著低于抽穗期(P<0.05)；NDF和ADF除青引1號NDF無顯著差異外，其余品種均存在顯著差異(P<0.05)，對比2個收獲期燕麥青貯品質(zhì)，乳熟期DM顯著高于抽穗期(P<0.05)；抽穗期NDF、ADF及CP均顯著高于乳熟期(P<0.05)。收獲期差異是影響燕麥青貯品質(zhì)變化的主要因素，各品種燕麥青貯品質(zhì)乳熟期均優(yōu)于抽穗期。較其它幾個品種燕麥，領(lǐng)袖無論在抽穗期或乳熟期收獲，青貯品質(zhì)均最優(yōu)。石河子地區(qū)燕麥青貯種植品種為領(lǐng)袖，以該品種乳熟期收獲為燕麥青貯生產(chǎn)的主要方式。