史卉玲,劉 慧,馬春暉
(1.塔里木大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院,新疆 阿拉爾 843300; 2.石河子大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院,新疆 石河子 832000)
紫花苜蓿(Medicagosativa)是優(yōu)質(zhì)的豆科牧草,素有“牧草之王”的美稱,是家畜重要的青綠飼料。為了減少苜蓿在制作干草的過(guò)程中造成的損失[1-2],將其進(jìn)行青貯是解決該問(wèn)題較理想的措施。但有研究認(rèn)為,苜蓿碳水化合物含量較低,緩沖性能高,青貯不易成功[3]。同時(shí),有研究表明,通過(guò)適度的晾曬,添加可溶性碳水化合物和有益微生物等方法,可促進(jìn)乳酸菌的繁殖,更快產(chǎn)生乳酸,降低pH值,提高青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì)[3-6]。
苜蓿青貯過(guò)程中,水分是微生物生命活動(dòng)最為重要的因素之一,水分過(guò)高或過(guò)低均會(huì)影響青貯效果。目前,對(duì)苜蓿半干青貯的適宜含水率意見(jiàn)不一。聶柱山和玉蘭[7]認(rèn)為,低水分苜蓿青貯的理想含水量為60%~68%;郭玉琴等[8]認(rèn)為苜蓿含水率為60%有利于青貯發(fā)酵;崔國(guó)文等[9]認(rèn)為,苜蓿青貯的最適含水量為40%~50%。因此,本研究選用新疆南疆種植較廣的新疆大葉、三得利和阿爾岡金紫花苜蓿進(jìn)行裹包青貯,旨在探討不同含水率對(duì)3個(gè)品種紫花苜蓿青貯品質(zhì)的影響,為高效利用紫花苜蓿青貯提供科學(xué)的理論依據(jù)。
1.1試驗(yàn)地概況 紫花苜蓿采自新疆阿拉爾市塔里木大學(xué)牧草試驗(yàn)地,試驗(yàn)地年均氣溫10.8 ℃,降水量40.1~98.8 mm,日照2 556~2 991 h,無(wú)霜期180~224 d,屬典型的暖溫帶大陸性干旱荒漠氣候。
1.2試驗(yàn)材料 試驗(yàn)材料為人工刈割、留茬3~4 cm的第2茬初花期紫花苜蓿,3個(gè)品種分別為新疆大葉苜蓿、三得利苜蓿和阿爾岡金苜蓿。采集樣品時(shí),試驗(yàn)地氣溫25 ℃,風(fēng)力1級(jí)。3個(gè)苜蓿品種的初始含水率為新疆大葉苜蓿77%、三得利苜蓿85%、阿爾岡金苜蓿85%。
1.3試驗(yàn)方法
1.3.1制作青貯飼料 將新疆大葉、三得利和阿爾岡金紫花苜蓿全株自然晾曬2、4和6 h。各時(shí)間點(diǎn)分別稱取3 kg紫花苜蓿,并將添加劑(蔗糖5 g·kg-1和青寶Ⅱ號(hào)乳酸菌發(fā)酵劑2 mL·kg-1)均勻噴灑在紫花苜蓿青貯原料上,用塑料薄膜進(jìn)行裹包,充分壓實(shí)塑料袋,抽真空后密封,置于室內(nèi)17~23 ℃條件下,青貯180 d。
1.3.2青貯原料取樣與測(cè)定 分別對(duì)3個(gè)品種的苜蓿青貯進(jìn)行取樣,于65 ℃烘干,樣品粉碎后過(guò)0.45 mm篩,裝入自封袋內(nèi),待測(cè)。粉碎后的樣品用烘干法測(cè)干物質(zhì)(DM)含量,用凱氏定氮法測(cè)定粗蛋白(CP)含量,用范式纖維法測(cè)中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維(ADF)[10]。
1.3.3苜蓿青貯取樣與測(cè)定
現(xiàn)場(chǎng)評(píng)定:按照農(nóng)業(yè)部1996年頒發(fā)的《青貯飼料質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》[11]和德國(guó)農(nóng)業(yè)協(xié)會(huì)青貯質(zhì)量感官評(píng)分標(biāo)[12],根據(jù)苜蓿青貯飼料的色澤(2分)、氣味(14分)和質(zhì)地(4分)進(jìn)行評(píng)分。其中,優(yōu)等16~20分,良好10~15分,一般5~9分,劣質(zhì)0~4分。
實(shí)驗(yàn)室評(píng)定:青貯開(kāi)封后,采用四分法取一部分青貯樣品置于(105±2) ℃烘箱內(nèi)烘15 min,迅速降溫至65 ℃再烘5~6 h,得風(fēng)干試樣,粉碎后過(guò)0.45 mm篩,放入自封袋保存,用于測(cè)定DM、CP、ADF、NDF(方法同1.3.2)。另取一部分青貯樣品(約200 g)裝入自封袋中置于4 ℃冰箱,待測(cè)pH值、氨態(tài)氮(NH3-N)、可溶性糖(WSC)、乳酸(LA)、乙酸(AA)、丙酸(PA)和丁酸(BA)。
稱取剪碎的青貯料20.0 g于150 mL燒杯中,加入100 mL去離子水,充分?jǐn)嚢杌靹?,靜置30 s,用定量濾紙過(guò)濾,取濾液。用PHS-3C精密酸度計(jì)(上海紅益儀器儀表有限公司)測(cè)定pH值;用苯酚-次氯酸鈉比色法[10]測(cè)定NH3-N含量;用蒽酮-硫酸比色法[13]測(cè)定WSC含量;用氣相色譜法[14]測(cè)定揮發(fā)性脂肪酸(AA、PA、BA)含量;用高效液相色譜法[15]測(cè)定LA含量。
1.3.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) 用Excel處理數(shù)據(jù),用DPS 3.10統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素方差分析和Duncan多重比較。
2.1晾曬時(shí)間對(duì)3個(gè)紫花苜蓿品種青貯含水率的影響 在相同晾曬時(shí)間下,不同品種的紫花苜蓿青貯的含水率有所不同(圖1)。隨晾曬時(shí)間的增加,含水率均呈下降趨勢(shì),在晾曬0、2和4 h后,新疆大葉含水率均低于其他兩個(gè)品種,三得利和阿爾岡金含水率相近;晾曬4~6 h時(shí),阿爾岡金含水率下降最快,晾曬6 h,新疆大葉和阿爾岡金含水率均低于三得利,且新疆大葉和阿爾岡金在含水率相近。
2.2對(duì)不同品種紫花苜蓿青貯感官的評(píng)定 從色澤、質(zhì)地和氣味3個(gè)方面對(duì)紫花苜蓿青貯進(jìn)行了評(píng)定(表1)。晾曬時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短都會(huì)影響新疆大葉苜蓿青貯的感官品質(zhì),晾曬4 h青貯效果最好,等級(jí)為優(yōu)等,晾曬6 h的時(shí)效果優(yōu)于2 h。三得利和阿爾岡金苜蓿的青貯分別晾曬4和6 h時(shí),有芳香果味,莖葉結(jié)構(gòu)保持較好,均為優(yōu)等,且優(yōu)于2 h的青貯。
圖1 不同晾曬時(shí)間對(duì)3個(gè)品種紫花苜蓿青貯含水率的影響Fig.1 Effects of different drying time on moisture content of silage of three Medicage satvia varieties
2.3晾曬時(shí)間對(duì)不同品種紫花苜蓿青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響 晾曬時(shí)間可影響紫花苜蓿青貯的發(fā)酵品質(zhì)(表2)。3個(gè)品種的紫花苜蓿青貯樣品隨晾曬時(shí)間的增加,pH值均呈下降的趨勢(shì),但差異不顯著(P>0.05);晾曬6 h時(shí)NH3-N含量最低(P<0.01),晾曬2、4 h時(shí)NH3-N含量差異不顯著(P>0.05)。晾曬6 h與2 h相比,阿爾岡金、新疆大葉和三得利青貯的NH3-N含量分別降低了66.92%、60.13%和59.79%。
隨晾曬時(shí)間增加,青貯紫花苜蓿的WSC含量逐漸增加,晾曬2、4和6 h時(shí)WSC含量差異極顯著(P<0.01),其中晾曬6 h時(shí)WSC含量極顯著高于晾曬4和2 h(P<0.01);晾曬6 h與2 h相比,三得利、阿爾岡金和新疆大葉青貯的WSC含量分別提高了142.67%、35.56%和22.73%。
2.4晾曬時(shí)間對(duì)不同品種紫花苜蓿青貯有機(jī)酸的影響 晾曬時(shí)間對(duì)紫花苜蓿青貯有機(jī)酸含量有一定影響(表3)。新疆大葉青貯晾曬2、6 h時(shí)乳酸含量極顯著高于晾曬4 h(P<0.01),晾曬2 h顯著大于6 h(P<0.05);三得利青貯晾曬2 h時(shí)乳酸最高,與其它晾曬時(shí)間差異極顯著,晾曬6 h顯著大于4 h;阿爾岡金青貯晾曬4 h時(shí)乳酸含量最高,與2、6 h之間差異極顯著。3個(gè)品種紫花苜蓿青貯晾曬4 h時(shí)乙酸含量最高,與其它晾曬時(shí)間差異極顯著,晾曬6 h的乙酸含量高于晾曬2 h。丙酸含量隨著晾曬時(shí)間的增加呈降低趨勢(shì)。隨晾曬時(shí)間的增加丁酸的含量降低,晾曬6 h的苜蓿青貯丁酸含量最低。
表1 晾曬時(shí)間對(duì)不同品種苜蓿青貯飼料感官的評(píng)定Table 1 The sensible evaluation of silage of different Medicago sativa varieties
表2 晾曬時(shí)間對(duì)不同品種苜蓿青貯pH值、NH3-N和WSC值的影響Table 2 Effects of drying time on pH、NH3-N and WSC of silage of different Medicago sativa varieties
2.5晾曬時(shí)間對(duì)不同品種紫花苜蓿青貯營(yíng)養(yǎng)成分的影響 青貯后紫花苜蓿所含的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)會(huì)發(fā)生變化(表4)。新疆大葉、三得利、阿爾岡金隨著晾曬時(shí)間的增加,DM呈增加趨勢(shì),晾曬6 h比青貯原料分別增加了108.90%、118.26%和79.01%。3個(gè)品種的苜蓿青貯CP與青貯原料相比均降低,晾曬4 h的青貯CP與青貯原料相比損失最少(P>0.05),新疆大葉、三得利、阿爾岡金分別下降了10.51%、5.54%和8.99%。3個(gè)紫花苜蓿品種晾曬6 h的紫花苜蓿青貯的NDF含量與青貯原料差異不顯著(P>0.05),其它晾曬時(shí)間的NDF含量低于青貯原料;新疆大葉和阿爾岡金晾曬6 h的青貯ADF與青貯原料的ADF差異不顯著(P>0.05),三得利晾曬2、4和6 h的青貯ADF均低于青貯原料(P<0.01)。
表3 晾曬時(shí)間含水率對(duì)不同品種紫花苜蓿青貯飼料有機(jī)酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響Table 3 Effects of drying time on quality fraction of organic acid of different Medicago sativa silages
表4 晾曬時(shí)間含水率對(duì)不同品種紫花苜蓿青貯營(yíng)養(yǎng)成分的影響Table 4 Effects of drying time on nutrient content of different Medicago sativa silages
3.1晾曬時(shí)間對(duì)不同品種紫花苜蓿青貯的發(fā)酵品質(zhì)影響 青貯飼料的pH值是評(píng)價(jià)發(fā)酵品質(zhì)的重要指標(biāo)之一[16]。本研究中,晾曬2、4、6 h的3個(gè)品種紫花苜蓿青貯pH值隨晾曬時(shí)間的增加而降低,可能是由于紫花苜蓿原料含水率的降低抑制了部分有害微生物的生長(zhǎng),提高了紫花苜蓿中碳水化合物的含量,促進(jìn)了乳酸菌的發(fā)酵,降低了pH值,這一結(jié)果與Fraser和Fychan[17]、Owens等[18]的試驗(yàn)結(jié)果一致。
3個(gè)品種紫花苜蓿青貯晾曬6 h的NH3-N含量均極顯著低于晾曬2、4 h(P<0.01),晾曬6 h的青貯WSC含量極顯著高于晾曬2、4 h(P<0.01)。紫花苜蓿在晾曬6 h時(shí),含水率為42.0%~51.0%,此時(shí)進(jìn)行青貯有效保存了蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),這與Fairbairn等[19]和Owens等[18]的研究結(jié)果一致。本試驗(yàn)針對(duì)晾曬時(shí)間對(duì)3個(gè)紫花苜蓿品種青貯發(fā)酵的影響進(jìn)行了研究,但品種特性之間的差異對(duì)青貯發(fā)酵品質(zhì)造成的影響還需進(jìn)一步探討。
3.2晾曬時(shí)間對(duì)不同品種紫花苜蓿青貯的有機(jī)酸的影響 在厭氧條件下,紫花苜蓿的半干青貯對(duì)微生物有生理干燥的影響,可限制其生長(zhǎng)繁殖,抑制有害菌的發(fā)酵作用,降低青貯料中的丁酸。紫花苜蓿晾曬4、6 h的青貯乙酸含量比晾曬2 h的高,丙酸和丁酸含量較低,適當(dāng)?shù)暮屎吞砑尤樗峋鷱?fù)合添加劑可提高乳酸或乙酸含量,降低丁酸含量[20-21],提高青貯發(fā)酵品質(zhì)。Naoki和Senji[22]發(fā)現(xiàn),添加綠汁發(fā)酵劑和可溶性糖可降低青貯料的pH值和氨氮含量,也能抑制丁酸濃度。Muck[23]、Kung和Ranjit[24]發(fā)現(xiàn),將乳酸菌作為添加劑進(jìn)行青貯,可提高乙酸的濃度,增加青貯產(chǎn)物對(duì)氧氣的穩(wěn)定性。
3.3晾曬時(shí)間對(duì)不同品種紫花苜蓿青貯營(yíng)養(yǎng)成分的變化 過(guò)高水分的青貯容易發(fā)生滲液而造成養(yǎng)分損失,過(guò)低水分的青貯不易壓實(shí),耗氧階段長(zhǎng),利于雜菌的生長(zhǎng),從而造成粗蛋白及干物質(zhì)的損失[8]。在發(fā)酵前期,pH值不會(huì)迅速降低,而晾曬2 h含水率過(guò)高(72%~80%),增加了水的活性,不利于充分抑制有害微生物的生長(zhǎng),造成部分青貯有腐敗現(xiàn)象。晾曬4、6 h時(shí),紫花苜蓿青貯的含水率下降到適宜范圍,此時(shí)的青貯效果優(yōu)于晾曬2 h。3個(gè)品種的紫花苜蓿青貯CP均低于青貯原料,有可能是隨著晾曬時(shí)間的增加,部分紫花苜蓿葉片干燥脫落,也有可能是在發(fā)酵過(guò)程中被微生物所利用,但青貯原料含水率的降低能減少青貯中蛋白的損失[25]。3個(gè)品種的紫花苜蓿晾曬不同時(shí)間后青貯,其青貯料的NDF有所下降,可能在青貯發(fā)酵過(guò)程中微生物分解了部分NDF。
本試驗(yàn)中3個(gè)品種的紫花苜蓿經(jīng)晾曬2、4和6 h后青貯,其中晾曬4和6 h的青貯效果優(yōu)于晾曬2 h的,其中新疆大葉含水率為43%~60%,三得利含水率為72%~51%,阿爾岡金含水率為42%~74%的青貯效果較好;而晾曬4和6 h的紫花苜蓿青貯,三得利和阿爾岡金的青貯效果優(yōu)于新疆大葉。
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