不同比例和發(fā)酵時間對燕麥、光葉紫花苕混合青貯品質(zhì)的影響

王子苑， 舒健虹， 陳光吉， 吉玉玉， 王小利

（貴州省草業(yè)研究所，貴州 貴陽 550006）

燕麥（Avena sative）是禾本科一年生牧草，具有耐寒、耐旱、產(chǎn)量高、適口性好、消化率高等優(yōu)點（柳茜等，2019）， 在高寒濕冷的南方地區(qū)廣泛種植， 是反芻家畜優(yōu)質(zhì)的飼草資源。 目前收獲后的燕麥多被用于鮮飼或曬制成干草加以利用， 但貴州秋季雨水充沛， 以自然晾曬的方式調(diào)制優(yōu)質(zhì)干草難度較大。 若將收獲的新鮮牧草調(diào)制成青貯飼料，不僅能有效填補冬季牧草的飼料缺口，同時能最大限度保存青綠飼料的營養(yǎng)成分， 提高家畜利用率。目前，對燕麥青貯的研究多集中于不同品種（張冉等，2022）、發(fā)酵時間（胡煒東等，2022）、生育期（張金霞等，2021）和添加劑（唐曉龍等，2022）等方面， 與燕麥混合的青貯材料也主要是紫花苜蓿（郭金桂等，2018）、黑麥草（郭剛等，2014）和白花草木樨（顧雪瑩等，2011）等。 光葉紫花苕（Vicia villosa var.）莖汁柔軟、蛋白質(zhì)含量高、氨基酸組成較為全面（郭太雷等，2014），屬于一年生或越年生豆科牧草，適應(yīng)性強、生產(chǎn)潛力高，但由于緩沖能高、可溶性碳水化合物含量相對較低，單獨青貯難以成功（陳鵬飛等，2013）。燕麥雖然粗蛋白質(zhì)含量低，但含有豐富的碳水化合物，若將燕麥和光葉紫花苕混合青貯， 既能解決光葉紫花苕不易單貯的問題，同時也實現(xiàn)了青貯原料的養(yǎng)分互補。但是目前關(guān)于燕麥和光葉紫花苕混合青貯的研究較為缺乏， 因此本試驗通過探討不同比例和發(fā)酵時間對燕麥和光葉紫花苕混合青貯的品質(zhì)影響， 對營養(yǎng)成分和發(fā)酵品質(zhì)進(jìn)行綜合分析， 通過隸屬函數(shù)法篩選出最適宜的混合比例， 以期為燕麥和光葉紫花苕在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 試驗所用燕麥和光葉紫花苕種植于貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗基地， 燕麥在灌漿期收割，光葉紫花苕在開花期收割，青貯原料營養(yǎng)成分見表1。 青貯真空袋為19 絲PE 材質(zhì)， 規(guī)格約30 cm×70 cm。

表1 青貯前原料營養(yǎng)成分

1.2 試驗設(shè)計 試驗采用完全隨機(jī)設(shè)計，設(shè)5 個處理組， 分別為40%燕麥和60%光葉紫花苕（Y40G60）、50%燕麥和50%光葉紫花苕（Y50G50）、60%燕麥和40%光葉紫花苕（Y60G40）、70%燕麥和30%光葉紫花苕（Y70G30）、80%燕麥和20%光葉紫花苕（Y80G20），分別在青貯8、16、30 d 和45 d 開袋取樣，每個時間點3 個重復(fù)。

1.3 試驗方法

1.3.1 青貯料制備 將刈割的燕麥和光葉紫花苕萎蔫1 h 后，用切碎機(jī)切至2 ～3 cm，按照試驗設(shè)計混合比例，莖葉充分混勻后分別稱取1 kg 裝入真空袋內(nèi)密封，置于室溫保存。

1.3.2 樣品采集 分別在發(fā)酵8、16、30 d 和45 d開袋取樣，每個真空袋采集青貯樣品共220 g，20 g用于提取濾液測定發(fā)酵品質(zhì)； 另200 g 先105 ℃殺青15 min，再65 ℃烘至恒重，40 目粉碎后裝入自封袋用于測定常規(guī)營養(yǎng)指標(biāo)。

1.4 測定指標(biāo)與方法

1.4.1 感官評價 感官評價參考德國農(nóng)業(yè)協(xié)會（DLG）青貯質(zhì)量感官評分標(biāo)準(zhǔn)，分別從嗅味（0 ～14 分）、結(jié)構(gòu)（0 ～4 分）、色澤（0 ～2 分）3 個方面對青貯料感官打分， 最后綜合3 項分?jǐn)?shù)進(jìn)行等級評定：20 ～16 分為I 級， 優(yōu)良；15 ～10 分為II 級，尚好；9 ～5 分為III 級，中等；4 ～0 分為IV 級，腐敗。

1.4.2 營養(yǎng)成分的測定 參照《飼料分析及飼料質(zhì)量檢測技術(shù)》（張麗英，2007），干物質(zhì)（DM）采用烘干恒重法測定，粗蛋白質(zhì)（CP）采用凱氏定氮法測定，粗脂肪（EE）采用索氏浸提法測定，中性洗滌纖維（NDF）和酸性洗滌纖維（ADF）采用范式洗滌法測定。 相對飼用價值（RFV）計算公式：

RFV=120/NDF×（88.9-0.779×ADF）/1.29。

1.4.3 發(fā)酵指標(biāo)的測定 稱取20 g 青貯樣品加入180 mL 蒸餾水， 搗碎機(jī)攪碎后用4 層紗布和定性濾紙過濾， 所得濾液一部分采用德圖testo 206-pH1 型測量儀測定pH，另一部分采用高效液相色譜法測定濾液中乳酸（LA）、乙酸（AA）、丙酸（PA）和丁酸（BA）含量（王子苑等，2000）。 可溶性碳水化合物 （WSC） 采用蒽酮-硫酸比色法測定（Owens 等，1999）。

費氏評分（FS）計算公式：

FS=220+（2×%DM-15）-（40×pH）（Wang 等，2017）。

1.5 數(shù)據(jù)分析 使用Excel 2007 對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，而后采用SPSS 18.0 進(jìn)行方差分析， 多重比較用Duncan's 法，試驗結(jié)果以“平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。

采用隸屬函數(shù)評價法計算不同處理組青貯料的隸屬函數(shù)值， 根據(jù)數(shù)值大小進(jìn)行發(fā)酵品質(zhì)綜合排序，具體公式為（謝婉等，2017）：

式中：Uin為第n 個樣品第i 個正相關(guān)指標(biāo)的隸屬函數(shù)值；Xin為第n 個樣品第i 個指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)；Ximin、Ximax分別為樣品組中第i 個指標(biāo)的最小值和最大值；U’in為第n 個樣品第i 個負(fù)相關(guān)指標(biāo)的隸屬函數(shù)值。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵時間和混合比例對青貯料感官評價的影響 由表2 可知，隨著燕麥比例的增加，青貯料感官品質(zhì)逐漸提高， 當(dāng)燕麥添加比例大于60%時， 混合青貯料具有明顯的芳香果味和良好的莖葉結(jié)構(gòu)，評價等級均達(dá)“優(yōu)良”。 Y60G40組、Y70G30組和Y80G20組感官評分顯著大于Y40G60組和Y50G50組（P＜0.05），其中Y60G40組分值最高，Y60G40組感官評分分別較Y70G30組、Y80G20組、Y50G50組和Y40G60組提高了3.19%、3.93%、20.04%和21.99%。除Y70G30組在青貯發(fā)酵8、16 d 和30 d 的感官評分顯著大于發(fā)酵45 d 外（P＜0.05），其他處理組在不同發(fā)酵時間點的感官評分差異不顯著 （P＞0.05），Y70G30組在發(fā)酵30 d 的感官評分較發(fā)酵45 d提高了5.71%。

表2 發(fā)酵時間和混合比例對青貯料感官評價的影響

2.2 發(fā)酵時間和混合比例對青貯料營養(yǎng)成分的影響 由表3 可知， 隨著燕麥比例的增加，DM、WSC 和EE 含量顯著升高（P＜0.05），CP 含量顯著下降（P＜0.05），Y80G20組的DM、WSC 和EE 含量分別較Y40G60組升高了26.85%、19.92%和24.62%，而Y80G20組的CP 含量較Y40G60組降低了34.36%；NDF 和ADF 含量隨燕麥比例的增加呈現(xiàn)先下降后升高的趨勢， 當(dāng)燕麥和光葉紫花苕混合比例為60：40 時，NDF 和ADF 含量最低， 分別為51.26%和30.03%；相反地，RFV 隨燕麥添加比例的增加先升高后下降，Y60G40組較Y80G20組RFV 增加了12.61%。 各處理組發(fā)酵30、45 d 的DM 含量顯著低于發(fā)酵8、16 d（P＜0.05），且均在45 d 達(dá)到最低值；各組NDF、ADF 和WSC 含量隨發(fā)酵時間的延長總體呈現(xiàn)下降趨勢，在發(fā)酵30 d獲得最小值， 其中Y60G40組的WSC、NDF 以及ADF 含量均在不同發(fā)酵時間點之間達(dá)差異顯著水平（P＜0.05）；除Y70G30和Y80G20組外，其余3組在發(fā)酵8 d 和16 d 的EE 含量顯著高于發(fā)酵45 d（P＜0.05）；各處理組的CP 含量和RFV 隨發(fā)酵時間的延長出現(xiàn)上下波動，各組在發(fā)酵16 d 的CP 含量顯著低于其他時間點（P＜0.05），除Y40G60組和Y80G20組的RFV 在發(fā)酵30 d 達(dá)到最大值外，其余處理組均在發(fā)酵45 d 達(dá)到最大值。

表3 發(fā)酵時間和混合比例對青貯料營養(yǎng)成分含量的影響（干物質(zhì)基礎(chǔ)）

2.3 發(fā)酵時間和混合比例對青貯料發(fā)酵指標(biāo)的影響 從表4 可知，F(xiàn)S、LA 和AA 含量隨著燕麥比例的增加逐漸升高， 在Y60G40組達(dá)到峰值后緩慢降低，Y60G40組的FS、LA 和AA 含量分別較Y40G60組顯著升高33.94%、38.46%和28.57%（P＜0.05），；相反地，各處理組的pH 和PA 含量隨燕麥比例的增加呈現(xiàn)“下降-升高”的變化趨勢，均在二者混合比例為60∶40 時獲得最小值，與Y40G60組相比，Y60G40組的pH 顯著下降10.02%（P＜0.05），各組在發(fā)酵30 d 時PA 含量達(dá)差異顯著水平（P＜0.05）。隨著發(fā)酵時間的延長，各處理組pH先降低后在發(fā)酵45 d 升高，Y60G40組pH 在發(fā)酵30 d 下降到3.94，顯著低于其余發(fā)酵時間點（P＜0.05）；各組FS、LA 和AA 含量均隨發(fā)酵時間延長緩慢升高，在發(fā)酵30 d 時達(dá)到最大值，其中Y60G40組發(fā)酵30 d 的FS、LA 和AA 含量分別較發(fā)酵8 d升高了16.75%、7.48%和33.33%；此外，各處理組PA 含量隨發(fā)酵時間延長總體呈現(xiàn)上升趨勢，不同發(fā)酵時間點之間差異不顯著（P＞0.05）。

表4 發(fā)酵時間和混合比例對青貯料發(fā)酵指標(biāo)的影響

2.4 不同處理青貯料發(fā)酵品質(zhì)的綜合價值排序?qū)⒕哂胁町惖?3 項指標(biāo)進(jìn)行模糊數(shù)學(xué)平均隸屬函數(shù)分析， 綜合評價不同處理組青貯料的發(fā)酵品質(zhì)并排序，平均值越大綜合價值越高。 結(jié)果如表5所示， 各組綜合價值排序由高到低依次為：Y60G40組（0.84）＞Y70G30組（0.56）＞Y80G20組（0.49）＞Y50G50組（0.41）＞Y40G60組（0.21）。

表5 隸屬函數(shù)分析及綜合價值排序

3 討論

3.1 混合比例對青貯料營養(yǎng)成分和發(fā)酵品質(zhì)的影響 青貯原料中適宜的含水量是保證乳酸菌正常繁殖的重要條件，通常認(rèn)為原料含水量在65%～75%為宜（王成章等，2003）。青貯原料光葉紫花苕初始含水量高達(dá)84.31%，因此刈割后對光葉紫花苕進(jìn)行晾曬2 h，陳鵬飛等（2013）研究不同含水量（鮮草、晾曬3 h）對光葉紫花苕青貯品質(zhì)的影響， 結(jié)果發(fā)現(xiàn)低水分牧草的青貯效果優(yōu)于高水分牧草。 顧雪瑩等（2011）將燕麥和豆科牧草白花草木樨以70：30 比例混合青貯， 能顯著提高燕麥單貯時的CP 含量，降低NDF 和ADF 含量，在提高單貯燕麥營養(yǎng)成分的同時能改善單貯白花草木樨的發(fā)酵品質(zhì)。葛劍等（2016）研究表明，因豆科牧草紫花苜蓿具有“三高一低”（含水量高、 粗蛋白質(zhì)高、緩沖能高、可溶性碳水化物含量低）的特性，將其與裸燕麥混貯有助于原料間養(yǎng)分互補， 并且隨裸燕麥混合比例的提高， 青貯料發(fā)酵品質(zhì)也隨之提高， 在裸燕麥與紫花苜蓿混合比例為2：1 時青貯效果最佳。 鄭玉龍等（2018）研究燕麥與木本飼料混合青貯的適宜比例，發(fā)現(xiàn)燕麥和構(gòu)樹以1：5、燕麥和飼料桑以1：1 的比例混合時pH 和氨態(tài)氮（NH3-N）最低，青貯效果較為適宜。以上研究結(jié)果與本試驗相類似，由于燕麥本身具有較高的WSC含量， 與光葉紫花苕混合青貯時隨燕麥添加比例的增加，混合青貯料的WSC 含量顯著提高，厭氧條件下乳酸菌利用WSC 作為主要發(fā)酵底物產(chǎn)生大量LA，促使pH 降低，當(dāng)燕麥和光葉紫花苕混合比例為60：40 時， 可獲得最低pH 和較高的LA、AA 含量，從而改善混貯料發(fā)酵品質(zhì)。

NDF 和ADF 是衡量粗飼料適口性和消化率的重要指標(biāo)， 其含量高低與動物消化降解粗纖維的能力呈負(fù)相關(guān)；RFV 是基于NDF 和ADF 計算出的一個指標(biāo)，RFV 值大于100 的粗飼料整體質(zhì)量較好，營養(yǎng)價值高（孫迷平等，2021；賈存輝等，2017）。本研究中，混合青貯改善了燕麥原料較高的ADF 含量， 各處理組RFV 值均高于100， 其中Y60G40組獲得最低ADF 含量以及最高的RFV 值，出現(xiàn)這一結(jié)果的原因是燕麥的添加提高了青貯原料的WSC 含量，為乳酸菌發(fā)酵提供了充足的底物，當(dāng)燕麥和光葉紫花苕混合比例為60：40 時乳酸得到大量積累，有效促進(jìn)了有機(jī)酸對細(xì)胞壁可消化組分的降解（毛翠等，2020）， 從而導(dǎo)致ADF 含量下降。FS 作為評估青貯料發(fā)酵品質(zhì)優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)之一，由pH 和DM 計算得出，優(yōu)質(zhì)青貯料分值需高于80分（姜富貴等，2019）。本試驗中，當(dāng)燕麥添加比例為60%～80%時FS 值均大于80，說明燕麥混合比例的提高能明顯改善青貯料的發(fā)酵品質(zhì)。

3.2 發(fā)酵時間對青貯料營養(yǎng)成分和發(fā)酵品質(zhì)的影響 隨發(fā)酵時間的延長， 各組的DM 和CP 含量顯著下降， 這是由于兼性厭氧的假單胞菌和腸桿菌等雜菌在生長繁殖中消耗營養(yǎng)物質(zhì)所致，這與魏曉斌等（2019）、盧強等（2021）研究結(jié)果一致。本試驗中， 各處理組的pH 隨著發(fā)酵時間的延長逐漸下降，在發(fā)酵30 d pH 降至最低，其中Y60G40組和Y70G30組分別降至3.94 和4.16，隨后在發(fā)酵45 d 緩慢升高，總體呈現(xiàn)“下降-升高”的動態(tài)變化， 其原因是發(fā)酵初期乳酸菌需要消耗碳水化合物得以大量繁殖，有機(jī)酸含量增加，當(dāng)pH 下降到4.2以下時進(jìn)入發(fā)酵穩(wěn)定期，此時同型乳酸菌不再占主導(dǎo)地位，異型乳酸菌開始生成乙醇、乙酸和二氧化碳等（馬曉宇等，2019），產(chǎn)酸能力有所降低，導(dǎo)致pH 略微升高；NDF 和ADF 含量的變化規(guī)律與pH 一致，在發(fā)酵30 d 時含量最低，而LA 含量以及RFV、FS 在發(fā)酵30 d 能獲得最大值，這說明乳酸菌的增殖在提高發(fā)酵品質(zhì)的同時， 還能改善牧草木質(zhì)纖維組分（張志恒等，2022），并且在發(fā)酵30 d 燕麥和光葉紫花苕混合青貯效果最優(yōu)。

4 結(jié)論

燕麥和光葉紫花苕混合青貯的營養(yǎng)成分和發(fā)酵品質(zhì)， 隨燕麥比例的增加有不同程度的提升，通過隸屬函數(shù)分析綜合評價，燕麥與光葉紫花苕混合比例為60：40 青貯效果最佳，所有處理組中Y60G40組得分最高，生產(chǎn)中建議添加60%燕麥混貯30 d。