莊益芬，廖惠珍，陳鑫珠，陳梅芳，洪志勇，張文昌

(1.福建農(nóng)林大學動物科學學院，福建 福州 350002；2.福州金佰慧生物技術(shù)有限公司，福建 福州 350012；

3.華南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院，廣東 廣州 510642)

象草(Pennisetumpurpureum)是熱帶和亞熱帶地區(qū)重要的多年生草本植物[1]。因其具有產(chǎn)草量高、營養(yǎng)價值高、適口性好等優(yōu)點，目前在我國南方被廣泛種植[2]。但全年產(chǎn)草不均衡，在生長旺盛期的夏季往往會有剩余，而冬春季則有120 d斷草期[3]，這不利于全年均衡供應。在供草期加工貯存供全年利用，對于調(diào)節(jié)供應余缺具有重要意義。南方地區(qū)多雨潮濕，象草莖稈又較粗，調(diào)制干草比較困難。調(diào)制青貯幾乎不受天氣變化的影響，是保存和利用象草的最佳方式。我國年產(chǎn)玉米(Zeamays)秸稈達2.4億t[4]，其大部分被隨意堆積，或作為燃料，這樣既浪費又污染環(huán)境[5]。而常規(guī)堆垛貯存進行風干飼喂利用的方式，常因風吹、日曬和雨淋，飼用價值大幅降低。新鮮或短時間預干的玉米秸稈具有多汁、高可溶性糖的特性，恰好適于青貯。如果把大量的玉米秸稈調(diào)制成青貯利用，將會緩解我國多汁飼料短缺的矛盾，從而帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。但玉米秸稈青貯技術(shù)不成熟[6]，制約著玉米秸稈青貯的生產(chǎn)，研究探索多種形式的玉米秸稈青貯技術(shù)意義重大。象草單獨青貯的效果不一致[2-3,7-9]。象草屬暖季型牧草，通常可溶性糖含量較低，緩沖能較高[8]。適當降低象草原料的含水率，能使可溶性糖等養(yǎng)分濃縮[10-11]，促進乳酸發(fā)酵，是調(diào)制優(yōu)質(zhì)青貯的一種有效手段。在象草中混入新鮮或短時間預干的玉米秸稈，能使混合原料的可溶性糖達到較高水平，促進乳酸發(fā)酵，也是調(diào)制優(yōu)質(zhì)青貯的一種有效手段。以上兩種方法并用，能進一步提高混合原料可溶性糖的水平，促進乳酸發(fā)酵，進而提高青貯品質(zhì)，且有望獲得相乘效果。目前有對玉米秸稈與番茄(Solanumlycopersicum)渣混合青貯[12]和玉米秸稈與花生(Arachishypogaea)秧[13]、甘薯(Ipomoeabatatas)藤混合青貯[14]的研究，也有用帶穗玉米與象草混合青貯的報道[15]。本研究以象草和玉米秸稈為原料，在2種含水率條件下分別調(diào)制3種混合比例的混合青貯，分析探討原料含水率和混合比例對青貯品質(zhì)的影響，以期為調(diào)制優(yōu)質(zhì)的象草玉米秸稈混合青貯提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1青貯原料 青貯原料為象草和甜玉米(Z.maysvar.rugosa)秸稈，象草由福建農(nóng)林大學生命科學學院福建農(nóng)林大學菌草研究所提供，玉米秸稈取自福建農(nóng)林大學作物學院實驗基地種植的金菲品種玉米。2種原料均于2010年6月30日人工刈割，利用日光曬制成預干的原料。

1.2試驗設計 用含水率同為71.20%的象草與玉米秸稈調(diào)制含水率為73.86%～73.10%的混合青貯(MC1青貯)，用含水率分別為59.30%與59.10%的象草與玉米秸稈調(diào)制含水率為62.30%～60.91%的混合青貯(MC2青貯)，MC1和MC2青貯均設3種混合比例，以象草與玉米秸稈質(zhì)量比為80∶20、70∶30和60∶40確定(簡稱為MR82、MR73和MR64)。每個處理設3次重復。

1.3青貯調(diào)制 青貯調(diào)制在2010年7月1和2日進行。用鍘刀將2種原料切短成1～2 cm的小段，按試驗設計比例分別稱量并混合均勻后，按每個重復所需質(zhì)量(預試驗測得)分別稱量，裝入貼有標簽的塑料袋內(nèi)，混勻后裝入1 L專用青貯瓶內(nèi)，壓實后蓋上內(nèi)外蓋，用膠帶密封，在常溫條件下貯存60 d后開封、取樣供分析測定。一般情況下，糖分含量較高的玉米、高粱(Sorghumbicolor)等青貯后20～30 d就可進入發(fā)酵的穩(wěn)定階段，而豆科牧草則需要3個月以上[16]?？紤]到本研究的原料含糖量在二者之間，確定發(fā)酵期為60 d以確保發(fā)酵進入穩(wěn)定期。

1.4測定項目與方法 原料與青貯的分析樣本是在65 ℃下干燥48 h、回潮、粉碎制成的。采用常規(guī)法[17]測定水分(Moisture)和粗蛋白質(zhì)(CP)含量，中性洗滌纖維(NDF)含量和酸性洗滌纖維(ADF)含量用Van Soest的方法測定[18]，半纖維素(HC)含量=NDF含量-ADF含量?？扇苄蕴妓衔?WSC)用Anthrone 比色法[18]定量測定。使用青貯新鮮物的純水浸提液測定青貯的有機酸、pH值和氨態(tài)氮(NH3-N)含量。乳酸(LA)、乙酸(AA)、丙酸(PA)和丁酸(BA) 4種有機酸含量用Han等[19]高效液相色譜法(KC-811column，Shodex；Shimadzu；日本；柱溫50 ℃；流速1 mL·min-1；210 nm處SPD檢測器)測定。pH值用pHS-3D型酸度計測定。NH3-N的測定用苯酚-次氯酸鈉比色法[20]。WSC、NDF、ADF、HC和CP以干物質(zhì)基礎的百分比表示，LA、AA、PA和BA用新鮮樣的百分比表示，水分含量為總水分的百分比，NH3-N換算為1 kg新鮮青貯飼料中的mg數(shù)。氣體損失率(GLR)和干物質(zhì)回收率(DMR)通過計算得出，計算方法如下：

1.5數(shù)據(jù)分析 原始數(shù)據(jù)經(jīng)Excel 2003處理后，用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件進行單因素方差分析(ANOVA)，并用鄧肯氏(Duncan)方法進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1原料的化學成分和pH值 由于MC1中象草和玉米秸稈的水分含量相同，MC2中象草和玉米秸稈的水分含量接近，因此，無論以任何比例混合，混合原料的水分含量均接近2種原料水分含量的平均值71.20%和59.20%。象草與玉米秸稈的最大差別則是WSC含量，MC1和MC2中玉米秸稈分別約5和3.5倍于象草(表1)。

與MC1相比，MC2中2種原料的水分均約降低12%，pH值稍有下降，WSC有一定增加，NDF、ADF、HC和CP有一定減少。

2.2青貯的品質(zhì) 在6個處理中均未檢測出BA；在MC1的3種混貯中也未檢測出PA，而在MC2中，除MR64中檢測到少量PA外，其他2種混貯中也未檢測出PA；所有混貯的pH值均降至4.0以下(表2)。

表1 象草和玉米秸稈的化學成分

表2 混合比例對象草玉米秸稈混合青貯品質(zhì)的影響

在MC1青貯中，依照從MR82到MR73再到MR64的順序相比，LA含量和WSC含量極顯著增加(P<0.01)，pH值極顯著降低，水分、AA、NH3-N、NDF和ADF含量極顯著減少，DMR極顯著升高；MR73和MR64的GLR顯著高于MR82(P<0.05)；HC含量MR64極顯著高于MR82和MR73。

在MC2青貯中，混合比例對青貯各項指標的影響及3種混合比例之間的顯著性關(guān)系同MC1青貯呈現(xiàn)的規(guī)律基本一致。與MC1青貯有所不同的是，MR73和MR64WSC含量極顯著高于MR82(P<0.01)；MR73NH3-N含量極顯著低于MR82，MR64顯著低于MR73(P<0.05)；MR64的GLR極顯著高于MR82(表2)。

MC1和MC2的相同混合比例青貯相對比，較MC1青貯，MC2青貯的LA 含量、DMR和GLR較高，pH值和AA、NH3-N、NDF、ADF、HC含量較低。

3 討論

pH值和丁酸都是評定青貯品質(zhì)的重要指標。試驗所有青貯中均未檢測到丁酸，且它們的pH值均降至4.0以下。說明所有青貯的發(fā)酵品質(zhì)優(yōu)良。這主要是由于青貯原料中含有較多的可溶性碳水化合物及比較適宜的水分。MC1和MC2各3種混合比例原料干物質(zhì)中的可溶性碳水化合物含量均超過10.56%(計算得出)和13.15%，且所有混合青貯中仍有一定數(shù)量可溶性碳水化合物的殘留[7]；所有青貯的含水率在60.91%～73.86%，處于比較適宜的范圍[16]。足夠數(shù)量的可溶性碳水化合物和適宜的含水量均是調(diào)制優(yōu)良青貯的必備條件[16]。這兩個條件同時具備，并創(chuàng)造厭氧環(huán)境，可促進和確保乳酸菌旺盛繁殖，加快乳酸生成和pH值下降，盡快達到理想的酸性環(huán)境，高效抑制丁酸菌等有害微生物的活性。

2種含水率青貯呈現(xiàn)完全一致的規(guī)律是隨著混貯中玉米秸稈比例的增加，乳酸含量極顯著增加，pH值極顯著降低，水分、乙酸和氨態(tài)氮含量極顯著減少，干物質(zhì)回收率呈升高的趨勢。主要是由于2種含水率玉米秸稈的可溶性碳水化合物含量分別約5和3.5倍于象草，這就決定了隨玉米秸稈比例增加混貯原料中可溶性碳水化合物含量明顯增多的趨勢。由此證實原料可溶性碳水化合物含量越高、乳酸菌繁殖越旺盛、乳酸產(chǎn)量越多，青貯pH值下降速度越快，不良發(fā)酵越少甚至完全被抑制，保留下來的營養(yǎng)物質(zhì)越多[11]。這同陳鑫珠等[21]用甜玉米秸稈與水葫蘆(Eichhorniacrassipes)混合青貯，吳進東[14]用玉米秸稈與花生秧、甘薯藤混合青貯的結(jié)果一致。而青貯中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量，隨玉米秸稈比例增加極顯著減少的趨勢同試驗原料玉米秸稈低于象草的情況相一致。

青貯乳酸發(fā)酵的首要條件是原料應具備相符的理化和生物學特性[22-23]。收割后的植物，由于會受到多種理化和生物學的作用，其本身的理化和生物學特性也會隨風干時間發(fā)生變化，即風干時間不同的原料會產(chǎn)生一定的差異[24]。這必然會影響到青貯的乳酸發(fā)酵。較MC1青貯，MC2青貯的乳酸含量和干物質(zhì)回收率較高，pH值和乙酸、氨態(tài)氮、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、半纖維素含量較低。原料含水率的下降可使可溶性碳水化合物濃縮，提高其相對含量，促進乳酸發(fā)酵[11]，還能在一定程度上抑制不良發(fā)酵、酶的作用和植物細胞的呼吸活動[16,25-26]，從而減少營養(yǎng)物質(zhì)的損失，提高青貯品質(zhì)。說明低水分青貯可保留更多的營養(yǎng)物質(zhì)[27]。

莊益芬等[3]曾報道含水率70.0%的象草青貯的氣體損失率為0.6%[3]，而含水率63.7%～64.5%的4種玉米秸稈青貯的氣體損失率在1.9%～7.9%[26]。本試驗所有混合青貯的氣體損失率在1.46%～2.62%，處于象草[3]和玉米秸稈[26]單獨青貯的數(shù)值之間。象草表現(xiàn)為多莖，且莖稈外皮光滑質(zhì)地堅硬、內(nèi)部松軟的物理結(jié)構(gòu)，具有較高的空氣浸透性，青貯裝填過程中不易壓實，有較多的空氣殘留在青貯容器中，這將導致青貯發(fā)酵初期植物呼吸作用和好氧性微生物活動時間的延長[2,7]。玉米秸稈同象草的物理結(jié)構(gòu)相似，但比象草的葉片少、莖稈多、莖稈的直徑也更大。這是混合青貯氣體損失率隨玉米秸稈比例增加而升高的主要原因。而較MC1青貯，MC2青貯的氣體損失率較高，是由于原料含水率的降低，導致壓實難度增加，青貯容器內(nèi)殘留空氣增多。

4 結(jié)論

綜合各項指標，所有青貯品質(zhì)優(yōu)良；隨混合青貯中玉米秸稈比例的增加青貯品質(zhì)顯著提高；適當降低原料的含水率可明顯改善混合青貯的品質(zhì)。象草與玉米秸稈混合青貯是一種科學、經(jīng)濟的有效方式，具有廣闊的應用前景。

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