不同碳水化合物添加劑對中間錦雞兒青貯品質(zhì)及微生物數(shù)量的影響

張晶龍，陳毅東，黃帥

（寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，寧夏草牧業(yè)工程技術(shù)研究中心，寧夏 銀川 750021）

檸條是豆科錦雞屬（Caragana）栽培種統(tǒng)稱［1］，廣義的檸條包括檸條錦雞兒（Caragana korshinskii）、中間錦雞兒（Caragana intermedia）。中間錦雞兒粗蛋白、粗脂肪含量高，賴氨酸、蘇氨酸和纈氨酸含量豐富，是一種營養(yǎng)價值較高的粗飼料［2-4］。然而中間錦雞兒具有的營養(yǎng)物質(zhì)季節(jié)性差異大、莖稈木質(zhì)化程度高和纖維含量高等特點［5-6］，嚴(yán)重影響其潛在的飼用價值。

青貯可較大程度保存原料營養(yǎng)物質(zhì)，降低纖維含量，緩解飼料季節(jié)性供應(yīng)［7-8］。但是，中間錦雞兒具有高蛋白低碳水化合物特點，不適宜單獨青貯。已有研究發(fā)現(xiàn)，將碳水化合物加入豆科牧草中青貯效果較好［9］。朱慧森等［10］研究表明，添加蔗糖可彌補紫花苜蓿缺乏可溶性碳水化合物的缺點，是苜蓿青貯的首選添加劑。另外，蔗糖體內(nèi)含量較高的糖蜜也可以進(jìn)一步提高紫花苜蓿青貯發(fā)酵品質(zhì)［11-12］。此外，Bautista‐Trujillo等［13］在玉米青貯中添加糖蜜和乳清，提高了青貯飼料中乳酸含量，降低了乙酸含量。Li等［14］研究表明皇草青貯時添加蔗糖、葡萄糖、糖蜜均提高了青貯飼料粗蛋白含量，且降低了中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量，其中糖蜜添加效果最好。目前，關(guān)于中間錦雞兒添加不同碳水化合物進(jìn)行青貯的研究較少。因此，本試驗通過研究添加不同的碳水化合物對孕蕾期和盛花期中間錦雞兒青貯品質(zhì)的影響，篩選適宜的碳水化合物添加劑，從而為調(diào)制優(yōu)質(zhì)中間錦雞兒青貯飼料提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 青貯調(diào)制

試驗材料采自寧夏鹽池縣人工檸條林5年以上的中間錦雞兒，選取枝干粗1 cm以上枝條，用剪刀齊地平茬。分別選取孕蕾期（4月25日）和盛花期（5月4日）樣品，在當(dāng)?shù)毓S揉絲后帶回實驗室加工，稱取適量檸條利用微波爐加熱1~2 min快速測定水分含量，在剩余檸條樣品中加入蒸餾水使水分含量在60%進(jìn)行青貯。試驗共設(shè)3個處理，添加葡萄糖（G）、蔗糖（S）和淀粉（A）處理組，單獨青貯為對照組（CON），所有添加劑添加量為鮮重的1.5%，充分混勻，調(diào)制后的樣品每個處理設(shè)3個重復(fù)，每個重復(fù)稱取500 g的樣品裝入30 cm×20 cm的青貯袋中，用真空包裝機(jī)抽氣密封，室溫下青貯60 d后取樣測定其青貯品質(zhì)、營養(yǎng)品質(zhì)及微生物數(shù)量。

1.2 測定指標(biāo)與方法

1.2.1 中間錦雞兒鮮樣及青貯營養(yǎng)成分的測定 將中間錦雞兒鮮樣及青貯樣品置于烘箱，105 ℃殺青30 min，然后在65 ℃烘箱烘干至恒重，稱干物質(zhì)（Dry ma‐ter，DM）重；采用凱氏定氮法測定粗蛋白（Crude pro‐tein，CP）含量［15］；采用 ANKOM 2000i纖維自動分析儀測定中性洗滌纖維（Neutral detergent fiber，NDF）、酸性洗滌纖維（Acid detergent fiber，ADF）和酸性洗滌木 質(zhì) 素（Acid detergent lignin，ADL）含 量 ；采 用ANKOMX T15i脂肪分析儀測定粗脂肪（Ether extrac‐tion，EE）含量；采用蒽酮-濃硫酸法測定可溶性碳水化合物（Water soluble carbohydrate，WSC）含量［16］；參照《飼料分析及飼料質(zhì)量檢測技術(shù)》測定粗灰分（Crude ash，Ash）含量［17］。

1.2.2 中間錦雞兒青貯發(fā)酵品質(zhì)的測定 取5 g青貯樣品放入錐形瓶中，加入45 mL蒸餾水，用植物組織搗碎機(jī)攪碎1 min，過4層紗布及定性濾紙得浸提液，測定濾液pH值；取3 mL濾液過0.45 μm濾膜，濾液使用氣相色譜儀分析乙酸（Acetic acid，AA）和丙酸（Pro‐pionic acid，PA）含量，參照李成云等［18］的方法操作；乳酸（Lactic acid，LA）含量按照南京建成 A019‐2‐1乳酸測定試劑盒進(jìn)行檢測［19］；另一部分濾液采用苯酚—次氯酸鈉比色法測定氨態(tài)氮占總氮含量［20］（Ammonia ni‐trogen/Total nitrogen，AN/TN）。

1.2.3 青貯發(fā)酵品質(zhì)評定 根據(jù)pH值，AN/TN含量和有機(jī)酸含量對發(fā)酵品質(zhì)進(jìn)行綜合評定［21-22］。

1.2.4 微生物數(shù)量測定 采用稀釋平板涂布法對樣品中微生物菌群進(jìn)行提取、計數(shù)。將5 g樣品與45 mL滅菌蒸餾水混合，常溫?fù)u床1 h后在無菌水中連續(xù)稀釋至10-6，選用MRS瓊脂培養(yǎng)基培養(yǎng)乳酸菌（lactic acid bacteria，LAB），選用PDA培養(yǎng)基培養(yǎng)酵母菌（yeast）及霉菌（mold）［23］。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel 2019進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與整理，用SPSS 23.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行單因素方差分析（ANOVA），以及Duncan多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 中間錦雞兒鮮樣的營養(yǎng)成分

中間錦雞兒鮮樣營養(yǎng)成分盛花期CP、ADF、WSC、Ash含量，LAB和酵母菌數(shù)量高于孕蕾期，而DM，EE、NDF、ADL含量和霉菌數(shù)量低于孕蕾期（表1）。

表1 中間錦雞兒鮮樣營養(yǎng)成分Table 1 Nutrition of fresh Caragana intermediatum

2.2 不同碳水化合物添加劑對中間錦雞兒青貯營養(yǎng)成分含量的影響

孕蕾期G和S處理組DM顯著高于對照組（P<0.05），盛花期3個處理組DM均顯著高于對照組（P<0.05），且生育期×處理對DM有極顯著性影響（P<0.01）。盛花期對照組及3個處理組CP含量均極顯著高于孕期（P<0.01），且生育期×處理對CP含量有顯著影響（P<0.05）。生育期和碳水化合物添加劑處理均未對WSC含量產(chǎn)生顯著影響（P>0.05），生育期×處理對其產(chǎn)生極顯著影響（P<0.01）。生育期和碳水化合物添加劑處理均未對EE含量有顯著影響（P>0.05），但生育期×處理對其有顯著影響（P<0.05）。而生育期、碳水化合物添加劑處理和生育期×處理均未對NDF、ADF和Ash含量有顯著差異（P>0.05）（表2）。

表2 不同碳水化合物添加劑下中間錦雞兒青貯營養(yǎng)成分含量Table 2 Effects of different carbohydrate additives on the nutrient content of Caragana intermedia silage

2.3 不同碳水化合物添加劑對中間錦雞兒青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響

孕蕾期3個處理組pH值均極顯著低于對照組（P<0.01），而盛花期3個處理組pH值則極顯著高于對照組（P<0.01），且生育期和生育期×處理對pH值均有極顯著影響（P<0.01）。孕蕾期和盛花期期3個處理組AN/TN含量均極顯著高于對照組（P<0.01），盛花期期3個處理組AN/TN含量均極顯著高于孕蕾期（P<0.01），且生育期×處理對其均有極顯著影響（P<0.01）。孕蕾期和盛花期S組LA含量最高，且顯著高于對照組（P<0.05）。孕蕾期和盛花期3個處理組AA均極顯著低于對照組（P<0.01），盛花期AA含量極顯著低于孕蕾期（P<0.01），且生育期×處理對其有顯著性影響（P<0.05）。孕蕾期和盛花期3個處理組對PA含量未產(chǎn)生顯著差異（P>0.05）。

2.4 不同碳水化合物添加劑對中間錦雞兒微生物數(shù)量的影響

孕蕾期和盛花期3個處理組LAB數(shù)量均極顯著高于對照組（P<0.01）。孕蕾期和盛花期3個處理組對酵母菌數(shù)量未產(chǎn)生顯著差異（P>0.05），且均未檢測到霉菌（表4）。

表4 不同碳水化合物添加劑下中間錦雞兒微生物數(shù)量Table 4 The effect of different carbohydrate additives on the microbial quantity of Caragana intermedia

依據(jù)不同處理青貯樣品檢測結(jié)果對中間錦雞兒青貯發(fā)酵品質(zhì)進(jìn)行評分。孕蕾期和盛花期中間錦雞兒單獨青貯得分別為60分和68分，不同處理組得分均高于對照組，盛花期蔗糖處理組得分最高，為76.54分（表5）。

表5 不同碳水化合物添加劑下中間錦雞兒青貯發(fā)酵品質(zhì)的評分Table 5 Evaluation of the effect of different carbohydrate additives on the fermentation quality of Caraganaintermedia

3 討論

3.1 不同碳水化合物添加劑對中間錦雞兒營養(yǎng)成分含量的影響

青貯飼料是牛、羊等反芻動物最基本的結(jié)構(gòu)飼料，其CP含量的高低直接影響動物的營養(yǎng)狀況，通常CP含量越高品質(zhì)越好［24］。本試驗盛花期各處理CP含量皆高于孕蕾期，說明盛花期中間錦雞兒營養(yǎng)物質(zhì)含量高于孕蕾期，而不同碳水化合物添加劑對CP含量無顯著性影響，這與王保平［25］研究結(jié)果相似。

表3 不同碳水化合物添加劑對中間錦雞兒青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響Table 3 Effects of different carbohydrate additives on fermentation quality of Caragana intermedia silage

WSC含量是青貯飼料發(fā)酵成功的關(guān)鍵因素，青貯飼料中只有足夠數(shù)量的WSC，才可能使LAB形成LA，抑制或殺死有害微生物，達(dá)到保存青貯飼料的目的［26］。本試驗中孕蕾期和盛花期WSC含量都較低，說明中間錦雞兒單獨青貯效果較差，且添加不同碳水化合物青貯后WSC含量變化并不顯著，這與王保平［25］糖蜜添加組（除12%）與對照組無顯著差異結(jié)果相似，推斷WSC含量與添加劑和添加量均有關(guān)。同時，WSC可以為青貯飼料提供發(fā)酵底物，促進(jìn)LAB生成LA，從而降低pH值［27］。說明碳水化合物添加劑為LAB的生成提供了充足的底物，這與郭睿等［28］研究結(jié)果基本一致。

青貯飼料中NDF和ADF含量可以反映纖維品質(zhì)好壞，ADF含量與動物消化率呈負(fù)相關(guān)，其含量越低，飼用的價值越高［29-30］。本試驗中，2個生育期所有處理對NDF和ADF含量影響均不顯著，可能由于青貯過程中可溶性成分被大量消耗，導(dǎo)致纖維成分相對增加，這和Ni等［8］糖蜜添加劑對大豆青貯中ADF含量無顯著影響研究結(jié)果相似。

3.2 不同碳水化合物添加劑對中間錦雞兒青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響

pH值是反映青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)的重要指標(biāo)［31］。本試驗中，孕蕾期處理組pH值極顯著低于對照組，雖然盛花期處理組的pH值極顯著高于對照組，但各組pH值都較低，尤其是葡萄糖和蔗糖處理組均低于4.20，這與黎英華［32］研究中間錦雞兒單獨青貯和添加劑青貯后pH值差異較大的結(jié)果相似。青貯后較低的pH值表明3種碳水化合物添加劑均可為中間錦雞兒青貯過程中乳酸菌發(fā)酵提供充足的底物。

AN/TN的比例反映出青貯過程中蛋白質(zhì)分解狀況，一般認(rèn)為，優(yōu)質(zhì)青貯飼料AN/TN的比值越大，青貯質(zhì)量越差［21，33］。本試驗中，孕蕾期和盛花期處理組的AN/TN含量均高于對照組，這與張歡等［34］研究紫花苜蓿混貯時高丹草處理組AN/TN含量低于對照組結(jié)果不同。可能是因為中間錦雞兒本身蛋白質(zhì)含量較高，青貯過程中蛋白質(zhì)分解嚴(yán)重，氨氣釋放速率增加，以致AN/TN含量升高，但各處理達(dá)到優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

有機(jī)酸含量的構(gòu)成是評價青貯飼料質(zhì)量的重要依據(jù)，其中LA所占的比例越高，乙酸、丁酸所占的比例越低，青貯發(fā)酵品質(zhì)越好。本試驗結(jié)果顯示，孕蕾期蔗糖處理組和淀粉處理組LA含量顯著高于對照組，而盛花期只有蔗糖處理組略高于對照組，其他處理組均低于對照組。這與Nkosi等［36］研究全株玉米青貯中添加糖蜜可以增加LA含量和王保平等［36］研究添加玉米粉可以提高檸條嫩枝葉青貯乳酸含量和降低乙酸含量相似，但與其降低丙酸含量結(jié)果不一致，說明添加碳水化合物可以促進(jìn)中間錦雞兒青貯飼料中LAB發(fā)酵提高青貯發(fā)酵品質(zhì)，但可能與青貯原料有一定關(guān)系，不同碳水化合物添加劑會影響青貯營養(yǎng)成分。依據(jù)不同處理青貯樣品檢測結(jié)果對中間錦雞兒青貯發(fā)酵品質(zhì)進(jìn)行評分發(fā)現(xiàn)，處理組得分均高于對照組，盛花期蔗糖處理組得分最高。由此證明，不同碳水化合物添加劑均可不同程度提高中間錦雞兒青貯發(fā)酵品質(zhì)。

3.3 不同碳水化合物添加劑對中間錦雞兒微生物數(shù)量的影響

LAB屬革蘭氏陽性菌，是一類能夠利用碳水化合物代謝產(chǎn)生LA的細(xì)菌，它具有降低pH值、抑制微生物活動、減少干物質(zhì)損失等作用［37］，是青貯成敗的關(guān)鍵。本試驗各處理下LAB數(shù)量增加，霉菌消失，而酵母菌數(shù)量變化較小。LAB數(shù)量增加說明3種添加劑可以為LAB生成提供充足底物，并在青貯過程中LAB產(chǎn)生LA抑制了有害微生物生理活動，降低了pH值，提高了青貯營養(yǎng)品質(zhì)。酵母菌數(shù)量變化較小的原因可能是由于酵母菌兼性厭氧，可以在厭氧條件下生成乙醇，增加酒香味，并在厭氧條件下厭氧種類代替好氧種類，且酵母菌耐酸性較強，所以青貯環(huán)境并未抑制其生長［38］。這與陶雅等［39］研究籽粒莧與青貯玉米混貯后，LAB數(shù)量增加，霉菌消失，酵母菌數(shù)量變化較小結(jié)果相似。

4 結(jié)論

1） 盛花期中間錦雞兒發(fā)酵品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)高于孕蕾期。

2） 不同碳水化合物添加劑均可提高中間錦雞兒青貯品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)。

3） 生育期和碳水化合物添加劑處理及其交互效應(yīng)對pH值、AN/TN含量和AA含量有顯著影響，但對PA含量、酵母菌數(shù)量、EE、NDF、ADF和Ash含量無顯著影響。

4）在盛花期中間錦雞兒中添加1.5%蔗糖進(jìn)行青貯，發(fā)酵品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)最佳。