飼用玉米與苧麻不同比例混合青貯料的發酵品質

牟 瓊, 李 娟, 吳佳海, 裴成江, 許岳軍, 冉偉男, 高 翔, 吳 仙

(1.貴州省草業研究所, 貴州 貴陽 550006; 2.貴州省畜牧獸醫研究所, 貴州 貴陽 550005; 3.貴州省旱糧研究所, 貴州 貴陽 550006)

0 引言

【研究意義】隨著我國養殖業規模化迅速發展致使飼料嚴重短缺[1],而改變飼料生產結構及提高其資源利用率已成為我國飼料行業良性發展的必然趨勢。青貯玉米(Zeamays)屬全價飼料,產量高、適口性好,玉米青貯后可達到長期保存青綠多汁且減少營養流失的良好效果[2-5]。青貯玉米在牛羊等反芻家畜的養殖過程中已成為日糧中不可缺少的組成部分[6],大力發展青貯玉米飼料及提高青貯品質是改變飼料結構和有效減緩飼料緊缺壓力的有效途徑[7-8]。探究青貯玉米與苧麻不同比例混合青貯的發酵品質,對畜牧業持續健康發展具有重要意義。【前人研究進展】20世紀60年代我國開始青貯玉米研究,2002年開展青貯玉米區域試驗。青貯飼料生產過程中感官評價是其品質評價的一種簡單快捷方法,主要包括氣味、質地和色澤等指標,評價總分為100分[1];此外,酸性洗滌纖維(ADF)、中性洗滌纖維(NDF)、粗蛋白含量和淀粉含量等營養成分[9]也是品質評價指標。近年來,對于改善混合青貯飼料品質的研究越來越多,如玉米與蕎麥、甜高粱和苜蓿等混合青貯均能改善飼料品質[10]。顧雪瑩等[11]研究表明,白花草木樨單獨青貯的pH、氨態氮占總氮含量、干物質和粗蛋白含量顯著高于其余4個處理〔燕麥單獨青貯、白花草木樨(70%)與燕麥(30%)混貯、白花草木樨(50%)與燕麥(50%)混貯和白花草木樨(30%)與燕麥(70%)混貯〕,燕麥單獨青貯的乳酸、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量均顯著高于白花草木樨單獨青貯,以白花草木樨(30%)與燕麥(70%)混貯的效果最好。甘家付等[12]報道,不同比例的燕麥秸稈混合青貯均可一定程度上改善青貯發酵品質,但由于營養成分損失較多,未達優質青貯飼料標準;添加不同水平的酶制劑均可一定程度上促進青貯發酵,但由于青貯飼料營養損失仍較高,青貯發酵品質無明顯改善;添加糖蜜可促進乳酸菌發酵,加快發酵進程,改善青貯飼料品質,以添加4%糖蜜效果最好。陳繼康等[13]研究發現,苧麻單獨青貯飼料可降低中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維(ADF)含量,顯著提高干物質攝入量(DMI)和相對飼料價值(RFV),但粗蛋白(CP)損失23.6%,且因pH高其飼料質地差,導致發酵品質較低;苧麻與水稻秸稈混貯飼用價值優于與玉米秸稈混貯,苧麻與水稻秸稈或玉米秸稈混合青貯的飼用價值優于苧麻、水稻秸稈和玉米秸稈三者混合青貯。【研究切入點】玉米秸稈產量高,其可溶性碳水化合物含量較高,是生產混合青貯飼料的主要原料之一,目前鮮見青貯玉米與苧麻不同比例混合青貯對其發酵品質影響的研究報道。【擬解決的關鍵問題】探明黔青235玉米與川飼苧1號苧麻不同比例混合青貯特性的影響,并從感官評價、營養成分及飼用價值等方面進行評價,以期為其飼料化開發應用提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 玉米品種 黔青235,由貴州省旱糧研究所于2015年春在貴陽用自選系QR273作母本,T32作父本配單交種,當年冬在海南以該單交種作母本,外引貴州省農業干部管理學院選育的交51作父本雜交獲得三交種組合(黔青3382), 2021年9月通過貴州省農作物品種審定委員會審定。

1.1.2 苧麻品種 川飼苧1號,由達州市農業科學研究所從“大竹線麻×廣西黑皮蔸”雜交后代群體中篩選優良單株系統選育而成的高產雜交苧麻新品種,審定編號為川審苧2012002。

1.1.3 微生物發酵劑 微生物發酵劑為EM菌,以高濃度乳酸菌(300億/g)為主要原料的加強型專業青貯飼料發酵劑,可噴霧添加到青貯、微貯飼料固料中,市購。

1.2 方法

試驗于2019年3月至2021年9月在貴州省草業研究所科研基地進行,玉米和苧麻于2019 年3月26日播種,田間管理同當地大田生產保持一致。

1.2.1 材料預處理 將蠟熟前期的全株玉米和此時的全株苧麻利用揉搓切割機進行揉搓切碎成1～3 cm,采用桶裝(25 L)青貯方式,室溫遮陰保存,桶裝密度為(600±10) g/L,玉米和苧麻各處理6桶,青貯時間 60 d,每個處理隨機選3桶采集樣品,備用。同時測定青貯前黔青235和川飼苧1號的營養成分。

1.2.2 試驗設計 黔青235玉米(C)和川飼苧1號苧麻(R)按原料計設4∶0(CR40)、3∶1(CR31)、2∶2(CR22)、1∶3(CR13)和0∶4(CR04)5個混合比例,每個混合比例設添加微生物發酵劑0.0 mL/kg(CK,即不添加)、0.2 mL/kg和0.4 mL/kg 3個濃度處理,即CR40(T1、T2和T3)、CR31(T4、T5和T6)、CR22(T7、T8和T9)、CR13(T10、T11和T12)和CR04(T13、T14和T15),共計15個處理,每個處理3次重復。

1.2.3 感官評價 采用德國農業協會(Deutche Lan Dwirtschafts Geseutschaft)的標準對各指標進行感官評分[14-15]并定級。

1.2.4 指標測定 采用文獻[1]的方法測定pH;采用文獻[16]的方法測定粗蛋白(CP)、粗脂肪(EE)、酸性洗滌纖維(ADF)、中性洗滌纖維(NDF)、粗灰分(Ash)和粗纖維(CF)含量,采用高效液相色譜儀測定乳酸含量,采用氣相色譜儀測定乙酸、丙酸和丁酸含量,采用苯酚-次氯酸比色法[17]測定氨態氮含量等。

1.2.5 飼用價值指標的計算 飼用價值指標包括粗飼料干物質采食量占動物體重百分數(dry matter intake,DMI,%)、可消化干物質占干物質的百分比(digestible dry matter,DDM,%) 、相對飼用價值(relative feed value,RFV)和有機物質消化率(organic matter digestibility,OMD,%)[18]。

DMI=120/NDF

DDM=88.9-0.779×ADF

RFV=DMI×DDM/1.29

OMD=123.506 8-2.279×CF

式中,常數1.29是盛花期苜蓿的DMI×DDM值。

1.3 數據處理與分析

采用Excel 2010和SPSS 19.0對數據進行處理與分析,采用Duncan法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 黔青235玉米和川飼苧1號苧麻的pH及營養成分含量

從表1可知,川飼苧1號苧麻和黔青235玉米的pH分別為7.03和7.05,其營養成分含量為0.25%～50.76%和0.20%～51.50%,均以中性洗滌性纖維含量最高,磷含量最低。其中,川飼苧1號苧麻的可溶性碳水化合物、粗蛋白、酸性洗滌纖維、鈣和磷含量均高于黔青235玉米,其余指標含量則低于黔青235玉米。

表1 黔青235玉米和川飼苧1號苧麻的pH及營養成分含量

2.2 混合青貯料的感官評價

從表2看出,微生物發酵制劑各添加量黔青235玉米與川飼苧1號苧麻不同比例混合青貯不同處理感官評價的氣味、質地和色澤分別為3～12分、1～4分和0～2分,合計為4～18分,各處理等級為1～4級。其中,T1、T2、T3、T5、T6、T8和T9混合青貯后色澤接近原料原色,保持清晰可見的莖葉結構,酸香味濃,評價得分分別為16分、18分、18分、16分、18分、16分和18分,評價等級均為1級優等。T4、T11和T12混合青貯后色澤接近原料原色,莖葉結構稍有破壞,有微弱的丁酸臭味,評價得分分別為12分、12分和14分,評價等級均為2級尚好。T7、T10、T14和T15混合青貯后色澤為墨綠色或呈黃色,莖葉結構極差,有輕度霉菌,丁酸味頗重,有刺鼻的霉味,評價得分分別為7分、6分、6分和7分,評價等級均為3級中等。T13混合青貯后色澤為墨綠色,莖葉腐爛或污染嚴重,有較多丁酸,幾乎無酸味,評價得分為4分,評價等級為4級腐敗。

表2 微生物發酵制劑不同添加量黔青235玉米與川飼苧1號苧麻各比例混合青貯料的感官評價

2.3 混合青貯料的發酵品質

從表3可知,不同比例混合青貯料的pH依次為CR04>CR31>CR22>CR13>CR40,不同處理為3.51～5.74,以T13最高,顯著高于除T14外的其余處理;T3最低,顯著低于除T1、T2、T6、T8、T10和T12外的其余處理,其余處理間差異顯著或不顯著。氨態氮占總氮比依次為CR04>CR22>CR31>CR13>CR40,不同處理為1.15%～2.46%,以T13最高,顯著高于除T14和T15外的其余處理;T2和T11最低,顯著低于除T1、T3～T5、T7～T10和T12外的其余處理,其余處理間差異顯著或不顯著。乳酸含量依次為CR22>CR31>CR40>CR13>CR04,不同處理為2.44%～6.62%,以T9最高,顯著高于其余處理;T13和T15最低,顯著低于其余處理,其余處理間差異顯著或不顯著。乙酸含量依次為CR31>CR04>CR22>CR13>CR40,不同處理為2.62%～3.92%,以T6最高,顯著高于除T4、T7、T10、T13和T15外的其余處理;T1最低,顯著低于除T2～T3、T5、T8～T9、T11～T12和T14外的其余處理,其余處理間差異顯著或不顯著。丙酸含量依次為CR13>CR22>CR04>CR31>CR40,不同處理為1.22%～1.98%,以T12最高,顯著高于T2、T5和T14;T5最低,與T2和T14差異不顯著,其余處理間差異不顯著。丁酸含量依次為CR04>CR13>CR31>CR22>CR40,T1～T3、T6和T8～T9未檢出,在檢出的其余處理中,丁酸含量為0.08%～2.44%,T13最高,顯著高于除T7、T10和T14～T15的其余處理;T12最低,顯著低于其余處理,其余處理間差異顯著。

表3 微生物發酵制劑不同添加量黔青235玉米與川飼苧1號苧麻各比例混合青貯料的發酵品質

2.4 混合青貯料的營養成分

從表4可知,不同比例混合青貯料的干物質含量依次為CR40>CR22>CR31>CR13>CR04,不同處理為19.88%～30.12%,以T3最高,顯著高于除T1～T2、T5～T6和T8～T9外的其余處理;T14最低,顯著低于除T4、T7、T10～T12、T13和T15外的其余處理,其余處理間差異顯著或不顯著。可溶性碳水化合物含量依次為CR13=CR04>CR22>CR31>CR40,不同處理為16.55%～21.46%,以T11和T14最高,T1最低,各處理間差異不顯著。粗蛋白含量依次為CR04>CR13>CR22>CR31>CR40,不同處理為6.24%～16.40%,以T13最高,顯著高于除T12、T14和T15外的其余處理;T2最低,顯著低于除T1、T3和T5外的其余處理,其余處理間差異顯著或不顯著。粗脂肪含量依次為CR40>CR31>CR22>CR13>CR04,不同處理為4.38%～5.83%,以T3最高,顯著高于除T1～T2、T4～T6和T9外的其余處理;T14最低,顯著低于除T7～T8、T10～T12、T13和T15外的其余處理,其余處理間差異顯著或不顯著。酸性洗滌纖維含量依次為CR04>CR13>CR22>CR31>CR40,不同處理為28.55%～41.35%,以T14最高,顯著高于除T13和T15外的其余處理;T2最低,顯著低于除T1、T3～T5外的其余處理,其余處理間差異顯著或不顯著。中性洗滌纖維含量依次為CR31>CR22>CR04>CR40>CR13,不同處理為49.39%～52.87%,以T6最高,T10最低,各處理間差異不顯著。粗灰分含量依次為CR40>CR13>CR04>CR31>CR22,不同處理為6.24%～7.05%,以T3最高,顯著高于T6;T9最低,顯著低于除T1、T6、T8、T10和T13～T14外的其余處理。鈣含量依次為CR04>CR13>CR22>CR31>CR40,不同處理為0.46%～3.49%,以T15最高,顯著高于除T13和T14外的其余處理;T2最低,顯著低于除T1和T3外的其余處理,其余處理間差異顯著或不顯著。磷含量依次為CR04>CR13>CR22=CR31=CR40,不同處理為0.20%～0.26%,以T14最高,T3、T7和T9最低,各處理間差異均不顯著。

表4 微生物發酵制劑不同添加量黔青235玉米與川飼苧1號苧麻各比例混合青貯料的營養成分含量

2.5 混合青貯料的飼用價值

從表5 看出,不同比例混合青貯干物質采食量依次為CR13>CR40>CR04>CR22>CR31,不同處理為2.27%～2.43%,以T10最高,T4最低,各處理間差異均不顯著。可消化干物質依次為CR40>CR31>CR22>CR13>CR04,不同處理為56.69%～66.66%,以T2最高,顯著高于除T1和T3～T6外的其余處理;T14最低,顯著低于除T13和T15外的其余處理,其余處理間差異顯著或不顯著。相對飼用價值依次為CR40>CR31>CR22>CR13>CR04,不同處理為101.29～122.23,以T2最高,顯著高于除T1、T3、T4和T6外的其余處理;T14最低,顯著低于除T11～T13和T15外的其余處理,其余處理間差異顯著或不顯著。有機物質消化率依次為CR40>CR13>CR22>CR31>CR04,不同處理為45.79%～59.13%,以T1最高,顯著高于除T2和T3外的其余處理;T13最低,顯著低于除T4～T6和T14～T15外的其余處理,其余處理間差異顯著或不顯著。

表5 微生物發酵制劑不同添加量黔青235玉米與川飼苧1號苧麻各比例混合青貯料的飼用價值

3 討論

研究結果表明,黔青235青貯玉米和川飼苧1號苧麻混合青貯,隨著玉米占比增大,乳酸、干物質(DM)和中性洗滌纖維(NDF)含量呈上升趨勢,pH和氨態氮含量呈下降趨勢。可見,混合青貯可提高青貯料的整體品質。混合青貯的DM含量隨著全株玉米的比例增加而升高,粗蛋白(CP)含量隨苧麻比例的增加而增加,是由于全株玉米中DM含量高于苧麻,而CP含量遠低于苧麻所致。青貯過程中水分是影響品質的重要因素之一,水分的高和低都會影響青貯材料的品質,如果水分含量過低,難以壓實,造成空氣較多,致使大量細菌繁殖而引起飼料發生霉變[19-20];水分含量過高,壓實過程中細胞液被擠出,使營養物質流失。因此,青貯含水量以60%～70%為宜[21]。隨著全株玉米的比例增加DM含量也隨之增加,發酵品質隨著DM含量增加而提高。pH、氨態氮和有機酸(乳酸、乙酸、丙酸和丁酸)是評價青貯料品質的重要指標,當 pH越低、氨態氮含量越少和有機酸含量越多時,青貯飼料越容易保存,青貯品質也越好[22]。MCENIRY等[23]報道,切碎處理可降低pH和氨態氮含量,增加乳酸含量,從而提升青貯發酵料的品質。

相對飼用價值(RFV)是評價粗飼料的重要指標,是酸性洗滌纖維(ADF)和NDF的綜合反映[24],RFV越大表明該飼料的營養價值越高,RFV大于100時,則說明飼料營養價值整體較好。但有報道指出,RFV僅能判斷飼料營養價值,并沒有考慮其品質,具有一定的局限性[25]。飼料中有機物質消化率(OMD)越高,消化率越高,被利用特性就越好。余汝華等[26]研究不同玉米品種青貯飼料發現,科多4號和遼原1號青貯飼料的OMD極顯著高于其他品種。研究結果表明,不同處理組RFV均大于100,說明各處理飼料營養價值整體較好,且營養價值和消化利用特性均以T2(CR40,微生物發酵劑0.2 mL/kg)最高。

可溶性碳水化合物(WSC)是指飼料中所含的各種糖類和果膠等,飼料中有足夠的WSC就能保證乳酸菌快速形成乳酸,使pH迅速下降,提高青貯品質及成功率[27]。pH也是反映青貯飼料品質的重要指標之一,青貯飼料pH<4.0或pH>4.4時,腐敗菌、酪酸菌等活動較強,對青貯飼料品質有一定的影響[28]。郭旭生等[29]報道,青貯飼料pH受不同牧草化學成分及本身含水量等各種因素影響,因此作為不同牧草青貯評價的統一標準較為粗略。研究結果表明,隨著黔青235玉米占比升高,青貯飼料的pH和氨態氮含量呈下降趨勢,乳酸和DM含量呈上升趨勢。說明,黔青235玉米和川飼苧1號苧麻混合青貯能夠提高苧麻的青貯品質,而隨著苧麻比例升高,青貯料的CP含量呈上升趨勢,說明苧麻能夠提高青貯料中粗蛋白含量;但隨著苧麻比例升高,pH、氨態氮含量和丁酸含量升高,說明在青貯玉米與苧麻混合青貯中,苧麻比例太高不能獲得高品質青貯飼料,可能是由于混合青貯的WSC含量低,無法保證乳酸菌快速形成乳酸所致。

4 結論

黔青235玉米與川飼苧1號苧麻不同比例混合青貯可提高青貯料的營養品質,添加微生物發酵劑能夠有效改善青貯料品質,綜合發酵效果、營養成分和飼用價值以50%黔青235玉米與50%川飼苧1號苧麻添加微生物發酵劑0.2 mL/kg混合青貯料的生產應用價值較高。