葛 劍 楊翠軍 楊志敏 白雪梅
(河北北方學(xué)院動(dòng)物科技學(xué)院1,張家口 075131)(河北北方學(xué)院生命科學(xué)研究中心2,張家口 075000)(張家口市農(nóng)科院3,張家口 075131)
萎蔫處理和添加劑對(duì)裸燕麥青貯飼料品質(zhì)的影響
葛 劍1楊翠軍2楊志敏3白雪梅2
(河北北方學(xué)院動(dòng)物科技學(xué)院1,張家口 075131)(河北北方學(xué)院生命科學(xué)研究中心2,張家口 075000)(張家口市農(nóng)科院3,張家口 075131)
研究了萎蔫處理和添加劑對(duì)裸燕麥青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)成分的影響。以灌漿期的全株裸燕麥為青貯原料,分別在新鮮和萎蔫處理?xiàng)l件下,均設(shè)置0.4%甲酸(formic acid,F(xiàn)A)、2%蔗糖(sucrose,S)和EM菌液(0.1%、0.2%和0.4%)3個(gè)處理,制作袋裝青貯飼料。每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù),室溫下貯存60 d,啟封后進(jìn)行青貯飼料品質(zhì)鑒定。結(jié)果表明,萎蔫處理的全株裸燕麥青貯飼料在感官評(píng)分上優(yōu)于鮮貯,添加0.4%甲酸顯著降低裸燕麥青貯飼料的乙酸(acetic acid,AA)、丙酸(propionic acid,PA)和丁酸(butyric acid,BA)含量(P<0.05);添加2%S與0.2%EM菌液對(duì)青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)的影響效果接近,且均能顯著提高粗蛋白質(zhì)(crude protein,CP)含量(P<0.05),其中2%S對(duì)青貯飼料干物質(zhì)保留率的影響效果顯著(P<0.05);在萎蔫處理?xiàng)l件下EM菌液對(duì)青貯飼料中性洗滌纖維(neutral detergent fiber,NDF)、酸性洗滌纖維(acid detergent fiber,ADF)和半纖維素含量(hemicellulose,HC)影響不大(P>0.05),且3種 EM處理組間不存在劑量差異(P>0.05)。同時(shí)兼顧萎蔫處理和添加劑的作用效果能從一定程度上改善裸燕麥青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì)。
裸燕麥 萎蔫 添加劑 營(yíng)養(yǎng)成分 發(fā)酵品質(zhì)
隨著糧食產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和種草養(yǎng)畜政策的實(shí)施,裸燕麥作為優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的糧草兼用型作物,近年來(lái)推廣種植發(fā)展迅速,成為高寒牧區(qū)枯草季節(jié)的重要飼草資源,對(duì)于解決當(dāng)?shù)厣箫暡莨?yīng),緩解畜牧業(yè)快速發(fā)展和生態(tài)保護(hù)之間的矛盾具有重要意義。裸燕麥的飼用價(jià)值主要體現(xiàn)在青飼、收獲籽實(shí)或調(diào)制青干草。直接青飼幼嫩多汁、適口性好,且粗蛋白質(zhì)和可消化纖維含量高,營(yíng)養(yǎng)豐富,但只限于青綠季節(jié)使用。調(diào)制青干草則普遍采用直接晾曬的方式,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)損失率較高,且受雨季影響大。而青貯能有效降低干草加工調(diào)制過(guò)程中的養(yǎng)分損失率,最大程度保持青綠植物的營(yíng)養(yǎng)特性,改善適口性和提高消化率,同時(shí)受雨熱影響小,便于長(zhǎng)期保存和延長(zhǎng)青飼季節(jié)。
燕麥可溶性碳水化合物含量較低,不易青貯,但也有研究表明,燕麥青貯飼料的常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分顯著優(yōu)于青干草[1],且干物質(zhì)含量越高,青貯效果越好[2]。隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展及青貯工藝的進(jìn)步,通過(guò)添加劑或特殊調(diào)制工藝調(diào)制優(yōu)質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高的青貯飼料受到了日益關(guān)注。Shao等[3-4]在燕麥青貯中添加葡萄糖能顯著增加乳酸和乙酸含量,顯著降低青貯飼料的pH值、氨態(tài)氮及揮發(fā)性脂肪酸含量,獲得良好的發(fā)酵效果。研究發(fā)現(xiàn),在燕麥青貯中添加葡萄糖能獲得良好的青貯效果。但在實(shí)際青貯過(guò)程中,由于添加劑的選擇及原料水分的控制等多種因素,直接影響青貯品質(zhì)。甲酸是青貯飼料中常用的不良發(fā)酵抑制劑,可阻止腐生菌等不利于青貯的微生物生長(zhǎng);蔗糖和EM菌液屬于乳酸發(fā)酵促進(jìn)劑,可迅速產(chǎn)生大量乳酸,降低青貯飼料的pH值。因此,本試驗(yàn)選取甲酸、蔗糖和EM菌液3種青貯添加劑,探討萎蔫處理和添加劑及二者的交互作用對(duì)全株裸燕麥青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)成分的影響,為大力推廣裸燕麥青貯技術(shù),合理開(kāi)發(fā)和利用裸燕麥,發(fā)展節(jié)糧型畜牧業(yè)提供數(shù)據(jù)參考。
1.1.1 青貯原料
裸燕麥(壩莜三號(hào))種植于張家口市農(nóng)科院牧草基地,2012年7月14日灌漿期全株刈割后制作青貯飼料,一部分不經(jīng)晾曬直接鮮貯,一部分經(jīng)自然晾曬24 h后制作萎蔫處理的青貯飼料。
1.1.2 青貯添加劑
甲酸(FA≥88.0%)、蔗糖(分析純):國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑北京有限公司;EM菌劑(活菌含量≥2×109CFU/mL):北京鄉(xiāng)云中天科技有限公司。
1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
采用兩因子六處理試驗(yàn)設(shè)計(jì)。一個(gè)因子為原料含水量,分別為新鮮及萎蔫處理;另一因子為青貯添加劑,分別為對(duì)照(C)、0.4%甲酸(FA)、2%蔗糖(S)、0.1%EM、0.2%EM及 0.4%EM組 6個(gè)處理,每個(gè)處理設(shè)3個(gè)重復(fù),添加量均以青貯原料質(zhì)量計(jì)。
1.2.2 青貯調(diào)制
利用鍘草機(jī)將裸燕麥青貯原料適度切短后,與添加劑充分混勻后裝入聚乙烯袋,每袋900 g,用真空封口機(jī)抽真空和密封,室溫條件下貯存60 d。
1.3.1 全株裸燕麥營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定
選取有代表性的全株裸燕麥原料樣品,65℃烘干48 h后進(jìn)行干物質(zhì)(dry matter,DM)含量測(cè)定。烘干后的樣品粉碎后過(guò)40目篩,高溫灼燒法測(cè)定粗灰分(Ash)含量,Hanon K9850凱氏定氮儀測(cè)定粗蛋白質(zhì)(CP)含量,蒽酮-硫酸比色法測(cè)定可溶性碳水化合物(water soluble carbohydrate,WSC)含量[5],采用ANKOM A200i纖維測(cè)定儀和范氏纖維法測(cè)定中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維(ADF)含量,并計(jì)算半纖維素(HC)含量,HC=NDF-ADF。采用酸堿滴定法測(cè)定原料的緩沖能值(buffering capacity,BC)[6]。
1.3.2 裸燕麥青貯飼料現(xiàn)場(chǎng)感官評(píng)定
按照農(nóng)業(yè)部《青貯飼料質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》[7]和德國(guó)農(nóng)業(yè)協(xié)會(huì)青貯質(zhì)量感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)[8]進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)感官評(píng)定。其中,青貯飼料的色澤15分、氣味15分,質(zhì)地10分。等級(jí)劃分為:優(yōu)等(40~31分),良好(30~21分),一般(20~11分),劣質(zhì)(10分以下)。
1.3.3 青貯飼料取樣及測(cè)定
青貯飼料經(jīng)感官評(píng)定后,取20 g混合均勻的青貯料放入榨汁機(jī)中,加入180 mL蒸餾水,勻漿2 min,用4層紗布過(guò)濾制備青貯粗提液,再用雙層濾紙過(guò)濾后靜置0.5 h,用pH計(jì)測(cè)定浸提液的pH值;用SHI-MADZE-10A型高效液相色譜分析浸提液的乳酸(LA)、乙酸(AA)、丙酸(PA)、丁酸(BA)含量。分析條件:色譜柱(Shodex Rspak KC-811),檢測(cè)器(SPD-M10Avp),流動(dòng)相:3 mmol/L高氯酸溶液,流速1 mL/min,柱溫50℃,檢測(cè)波長(zhǎng)210 nm,進(jìn)樣量5μL[9]。采用苯酚 -次氯酸鈉比色法測(cè)定氨態(tài)氮(NH3-N)含 量[10],計(jì) 算氨 態(tài)氮/總氮 (NH3-N/TN)。剩余青貯飼料烘干粉碎后,測(cè)定青貯飼料的營(yíng)養(yǎng)成分,方法同全株裸燕麥營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定一致。
利用SPSS 17.0軟件的One-Way ANOVA程序進(jìn)行單因素方差分析和多重比較,以及GLM程序進(jìn)行兩因子方差分析和交互作用研究。
由表1可知,灌漿期新鮮裸燕麥全株飼草的水分含量高達(dá)79.73%,經(jīng)24 h萎蔫處理后含水量降至54.35%,DM含量較新鮮處理提高125.21%,NDF、ADF、HC、WSC和Ash等營(yíng)養(yǎng)成分含量均略有下降。
表1 全株裸燕麥常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分(干物質(zhì)基礎(chǔ))
按照青貯飼料感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)鮮貯及萎蔫裸燕麥青貯飼料樣品從色澤、氣味和質(zhì)地等方面進(jìn)行感官評(píng)分。結(jié)果顯示,鮮貯及萎蔫之后的裸燕麥青貯飼料顏色基本保持青綠或黃綠色,帶有酸甜味,且莖葉結(jié)構(gòu)良好,無(wú)發(fā)黏、發(fā)霉和變質(zhì)現(xiàn)象。由感官評(píng)分(表2)可知,只有鮮貯對(duì)照組感官評(píng)級(jí)未達(dá)到優(yōu)等,其他各組均為優(yōu)等;不論鮮貯或萎蔫處理,添加劑各試驗(yàn)組在色澤、氣味和質(zhì)地等指標(biāo)評(píng)分方面與對(duì)照組相比均有提高,2%S和0.1%EM處理組感官評(píng)分相近,均優(yōu)于0.4%FA、0.2%EM和0.4%EM處理組。
由表3可知,萎蔫極顯著影響裸燕麥青貯飼料的LA、AA和NH3-N/TN含量(P<0.01),添加劑對(duì)青貯飼料全部發(fā)酵指標(biāo)均有極顯著影響(P<0.01),二者的交互作用對(duì)AA含量有顯著影響(P<0.05),對(duì)其他發(fā)酵指標(biāo)影響不顯著。
裸燕麥鮮貯,各添加劑組pH值和NH3-N/TN均顯著低于對(duì)照組(P<0.05),LA含量均顯著高于對(duì)照組(P<0.05);0.4%FA、2%S和 0.1%EM組的AA含量均顯著低于對(duì)照組(P<0.05),0.2%EM和0.4%EM組與對(duì)照組相比差異不顯著,0.4%FA組的AA含量最低,顯著低于其他各組(P<0.05);PA含量,除0.4%EM組外,其他各試驗(yàn)組均顯著低于對(duì)照組(P<0.05);BA含量各添加劑組均有不同程度降低。
表2 青貯飼料的感官評(píng)定
表3 裸燕麥青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì)(干物質(zhì)基礎(chǔ))
萎蔫處理后各添加劑組pH值均有所下降,其中2%S和0.1%EM組差異顯著(P<0.05);LA含量各添加劑組與對(duì)照組相比無(wú)顯著差異;0.4%FA組的AA含量顯著低于對(duì)照組(P<0.05),其他各組與對(duì)照組無(wú)顯著差異;0.4%FA和0.1%EM組的PA含量顯著低于對(duì)照組(P<0.05),萎蔫處理的對(duì)照組、0.4%FA、0.1%EM和0.2%EM組均未檢出BA含量,NH3-N/TN含量各添加劑組與對(duì)照組相比均有不同程度的下降。
萎蔫和添加劑極顯著影響裸燕麥青貯飼料的DM、CP、WSC、NDF和 ADF含量(P<0.01),萎蔫對(duì)青貯飼料的Ash含量也有極顯著影響(P<0.01),二者的交互作用對(duì)DM含量有極顯著影響(P<0.01),對(duì)WSC和NDF的含量有顯著影響(P<0.05),對(duì)CP、ADF、HC和 Ash的含量無(wú)顯著影響(表4)。
裸燕麥鮮貯,各添加劑處理組的DM含量較對(duì)照組均顯著降低(P<0.05);CP含量2%S和0.1%EM組較對(duì)照組顯著提高(P<0.05);除0.4%FA組外,其他各添加劑處理組的WSC含量均較對(duì)照組顯著降低(P<0.05);0.4%FA組的NDF和ADF含量顯著高于對(duì)照組(P<0.05),2%S組的NDF和ADF含量顯著低于對(duì)照組(P<0.05);HC含量各添加劑處理組與對(duì)照組相比差異均不顯著,Ash的含量2%S和0.2%EM組顯著低于對(duì)照組(P<0.05)。萎蔫處理后各添加劑組與對(duì)照組相比,其DM、NDF、ADF、HC和Ash含量無(wú)顯著差異;CP含量各添加劑處理組均顯著高于對(duì)照組(P<0.05);WSC含量只有2%S組顯著高于對(duì)照組(P<0.05),其余各添加劑組較對(duì)照組顯著降低(P<0.05)。
表4 裸燕麥青貯飼料的營(yíng)養(yǎng)成分(干物質(zhì)基礎(chǔ)/%)
燕麥不同生長(zhǎng)階段的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量差異較大,其中CP含量隨生長(zhǎng)期的延長(zhǎng)呈急劇下降的趨勢(shì),DM、NDF和ADF含量隨生長(zhǎng)期的推移而增加[11-12]。Ashbell等[13]報(bào)道,燕麥乳熟期刈割青貯,不僅植株幼嫩,且營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量較高。本試驗(yàn)刈割時(shí)間為裸燕麥的灌漿后期,與乳熟期基本一致,接近臘熟期,處于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的積累階段,這與馬春暉等[14]的研究觀點(diǎn)一致。由青貯感官評(píng)分來(lái)看,萎蔫處理的裸燕麥青貯效果較好,這與楊云貴等[15]和Rezende等[16]報(bào)道結(jié)果一致,即干物質(zhì)含量越高越有利于青貯。鮮貯對(duì)照的裸燕麥青貯效果一般,這可能與裸燕麥可溶性碳水化合物含量低[17]不宜青貯,且莖稈中空,常規(guī)青貯難以達(dá)到乳酸菌發(fā)酵的厭氧條件有關(guān)[18]。
本試驗(yàn)萎蔫處理的裸燕麥青貯飼料LA和AA含量極顯著降低,BA含量極低或檢測(cè)不到,但pH值較高,說(shuō)明低水分青貯的主要作用是造成微生物的生理干燥,抑制不良發(fā)酵,而低水分對(duì)酵母菌、霉菌等的抑制作用可能要強(qiáng)于對(duì)乳酸菌的抑制作用[19]。氨態(tài)氮含量與青貯飼料中蛋白質(zhì)與氨基酸的分解程度相關(guān),氨態(tài)氮占總氮的比例越高說(shuō)明蛋白質(zhì)與氨基酸的分解越多,青貯飼料品質(zhì)不佳[20]。本試驗(yàn)萎蔫處理后青貯飼料氨態(tài)氮生成顯著降低,提高了青貯品質(zhì)。方永安[17]認(rèn)為,燕麥屬于不易青貯的飼草,因其可溶性糖含量偏低。一般認(rèn)為在不使用添加物的情況下要使青貯成功,青貯原料中糖分含量不宜低于鮮重的1.0%~1.5%[21]。本試驗(yàn)中新鮮裸燕麥(壩莜三號(hào))可溶性碳水化合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)在8.28%(DM),滿足青貯原料糖分含量的最低標(biāo)準(zhǔn)。而萎蔫處理使原料的含水率下降,進(jìn)一步提高了可溶性碳水化合物的相對(duì)含量,促進(jìn)了乳酸發(fā)酵。
添加劑青貯是目前青貯領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一,趙亮亮等[12]報(bào)道,燕麥066在含水量70%左右青貯時(shí),添加2%的糖蜜能取得良好的青貯效果,與Shao等[3-4]報(bào)道在燕麥中添加1%葡萄糖的結(jié)果一致。本試驗(yàn)應(yīng)用甲酸、蔗糖及EM菌液,均能顯著影響裸燕麥青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì),這與余國(guó)輝等[22]和蔡繼琨等[23]的研究結(jié)論一致。此外,甲酸對(duì)全株裸燕麥青貯發(fā)酵品質(zhì)的提升在本試驗(yàn)中要優(yōu)于蔗糖及EM菌液。
含水率過(guò)高不僅影響發(fā)酵品質(zhì),甚而造成汁液滲出及養(yǎng)分的損失[24]。本試驗(yàn)經(jīng)萎蔫處理后各試驗(yàn)組干物質(zhì)含量顯著提高,粗蛋白質(zhì)含量較各自的新鮮處理組略有提高,說(shuō)明青貯原料含水率的降低能減少青貯中蛋白的損失,相對(duì)提高養(yǎng)分含量[25],有效增加家畜采食時(shí)干物質(zhì)的攝取量,這對(duì)提高養(yǎng)殖效益具有積極意義[26]。同時(shí),萎蔫處理后裸燕麥青貯飼料細(xì)胞壁的纖維組分(NDF和ADF)顯著降低,而NDF和ADF是反映纖維品質(zhì)好壞的最有效的指標(biāo)[27],酸性洗滌纖維與動(dòng)物消化率呈負(fù)相關(guān),是指示飼草能量的關(guān)鍵,其含量越低,飼草的消化率越高,飼用價(jià)值越大[28]。
本試驗(yàn)中,添加劑處理顯著影響裸燕麥青貯飼料的DM、CP、WSC、NDF和ADF含量。其中,添加劑對(duì)裸燕麥鮮貯各試驗(yàn)組中DM、NDF和ADF含量的影響顯著高于對(duì)萎蔫處理的各試驗(yàn)組。0.4%甲酸處理的裸燕麥鮮貯DM含量最低,可能的原因是甲酸的添加使裸燕麥在青貯發(fā)酵過(guò)程中纖維物質(zhì)的有效降解率提高,從而CP等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量相對(duì)提高。與對(duì)照組相比,甲酸處理組的WSC含量略有提高,說(shuō)明甲酸能有效保存青貯原料本身的可溶性糖和由多糖轉(zhuǎn)化而來(lái)的可溶性糖,有助于提高青貯飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。含水量較高條件下的新鮮青貯,加入蔗糖可使裸燕麥青貯飼料的WSC急劇消耗;而萎蔫青貯加入蔗糖所起的效果正好相反,這可能是由于高含水量條件下,蔗糖的添加能有效促進(jìn)糖發(fā)酵,從而加大WSC的消耗;但萎蔫處理后加入蔗糖更有利于養(yǎng)分的保留。因此,總體來(lái)看,新鮮的裸燕麥進(jìn)行添加劑青貯有利于發(fā)酵進(jìn)程,但營(yíng)養(yǎng)價(jià)值要低于萎蔫處理后的低水分青貯。EM菌液顯著影響裸燕麥鮮貯中DM、CP和WSC含量,但對(duì)纖維組分的降解效果不大。萎蔫處理的裸燕麥加入EM菌液顯著提高CP含量,降低WSC含量,但對(duì)其他營(yíng)養(yǎng)成分的影響不大,且不存在劑量間的差異。
本試驗(yàn)中萎蔫處理和添加劑的交互作用顯著降低裸燕麥青貯飼料的AA含量,對(duì)其他發(fā)酵指標(biāo)影響不大;但綜合考慮二者的共同作用可有效提高青貯飼料的干物質(zhì)含量,對(duì)青貯飼料的飼用價(jià)值具有一定的改善作用。
經(jīng)萎蔫處理的全株裸燕麥青貯飼料感官評(píng)價(jià)優(yōu)于鮮貯,能顯著抑制不良發(fā)酵,提高青貯飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值;甲酸、蔗糖和EM菌液對(duì)裸燕麥青貯的發(fā)酵品質(zhì)和飼用價(jià)值均有改善效果,其中,0.4%甲酸對(duì)青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)的提升較明顯;2%蔗糖對(duì)青貯飼料干物質(zhì)保留率和粗蛋白質(zhì)含量的提升效果較好;0.2%EM菌液在鮮貯條件下對(duì)青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)的影響效果與蔗糖相近,且在一定程度上提高粗蛋白質(zhì)含量;在萎蔫處理?xiàng)l件下3種EM處理組間不存在劑量差異。同時(shí)兼顧萎蔫處理和添加劑的作用效果能從一定程度上改善裸燕麥青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì)。
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The Effects of Wilting and Additives on Silage Quality of Naked Oats(Avena nuda)
Ge Jian1Yang Cuijun2Yang Zhimin3Bai Xuemei2
(College of Animal Science and Technology,Hebei North University1,Zhangjiakou 075131)(Life Science Research Center,Hebei North University2,Zhangjiakou 075000)(Agricultural Institute of Zhangjiakou3,Zhangjiakou 075131)
The experiment in the paper was aimed to analyze the effect of wilting and additives on silage quality of naked oats(Avenanuda).The fresh and wilting of whole naked oats in watery stage were prepared to silages with formic acid(0.4%),sucrose(2%)and EM(0.1%,0.2%or 0.4%).Each treatment was departed into 3 groups with 3 replicates.Silages were fermented at normal atmospheric temperature for 60 d,and then the silage quality was evaluated after unsealing.The results indicated that the sensory score of wilting naked oats silage were superior to that of the fresh silage.The content of acetic acid(AA),propionic acid(PA)and butyric acid(BA)were significantly decreased(P<0.05)in the group with 0.4%formic acid.The group with 2%sucrose's effect on fermentation quality was similar to 0.2%EM group;the contents of crude protein were significantly increased in both groups(P<0.05).The effect of 2%sucrose group on DM retention rate was significant(P<0.05),while the effect of EM groups with wilting treatments on the content of neutral detergent fiber(NDF),acid detergent fiber(ADF)and hemicellulose(HC)were not significant(P>0.05).The difference of these 3 groups of EM treatment was not significant(P>0.05).For the effects of wilting and additives simultaneously,the consideration of results may improve the fermentation quality of alfalfa silage.
naked oats(Avenanuda),wilting,additives,nutrition composition,fermentation quality
S816.6
A
1003-0174(2015)09-0018-06
河北省教育廳青年基金(2011231)
2014-04-19
葛劍,男,1979年出生,講師,動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料科學(xué)