賈春旺，原現(xiàn)軍，肖慎華，李君風(fēng)，白晰，聞愛友，郭剛，邵濤*

(1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)飼草調(diào)制加工與貯藏研究所， 江蘇 南京 210095；2.安徽科技學(xué)院動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，安徽

鳳陽233100；3. 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，山西 太谷030801)

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青稞秸稈替代葦狀羊茅對(duì)全混合日糧青貯早期發(fā)酵品質(zhì)及有氧穩(wěn)定性的影響

賈春旺1，原現(xiàn)軍1，肖慎華1，李君風(fēng)1，白晰1，聞愛友2，郭剛3，邵濤1*

(1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)飼草調(diào)制加工與貯藏研究所， 江蘇 南京 210095；2.安徽科技學(xué)院動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，安徽

鳳陽233100；3. 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，山西 太谷030801)

摘要：本試驗(yàn)旨在研究不同比例青稞秸稈替代葦狀羊茅對(duì)全混合日糧青貯早期發(fā)酵品質(zhì)及有氧穩(wěn)定性的影響。試驗(yàn)設(shè)對(duì)照組(TH0)和3個(gè)青稞秸稈不同比例替代組TH5、TH(10)和TH(15)。青貯14 d開窖取樣，分析其發(fā)酵品質(zhì)、化學(xué)成分及微生物數(shù)量，將剩余的發(fā)酵TMR暴露于空氣，用多通道溫度記錄儀記錄溫度變化；并分別在有氧暴露的第2，5和8天取樣評(píng)定其有氧穩(wěn)定性。結(jié)果表明，與對(duì)照組(TH0)相比，TH5的pH、乳酸、乙酸、總揮發(fā)性脂肪酸和乙醇含量無顯著(P>0.05)差異；TH(10)和對(duì)照相比pH差異不顯著(P>0.05)，但乳酸、乙酸、總揮發(fā)性脂肪酸和乙醇含量顯著(P<0.05)低于對(duì)照組；TH(15) pH顯著(P<0.05)高于對(duì)照組，乳酸、乙酸、總揮發(fā)性脂肪酸和乙醇含量顯著(P<0.05)低于對(duì)照組；各組氨態(tài)氮/總氮和乳酸/乙酸無顯著(P>0.05)差異，均以乳酸發(fā)酵為主，發(fā)酵品質(zhì)良好。有氧暴露第2天后各組pH和氨態(tài)氮/總氮持續(xù)上升；乳酸、乙酸和水溶性碳水化合物含量持續(xù)下降；酵母菌和好氧細(xì)菌數(shù)量顯著(P<0.05)升高。除TH(15)外，其他各組溫度在第35 h開始上升，TH(15)溫度上升延遲，并且溫度上升峰值最小。和其他組相比，TH(15)有氧穩(wěn)定性最好。綜合考慮發(fā)酵品質(zhì)、有氧穩(wěn)定性及對(duì)青稞秸稈資源的最大化利用，建議采用TH(15)設(shè)計(jì)配方最為適宜。

關(guān)鍵詞：青稞秸稈；青稞酒糟；全混合日糧；發(fā)酵品質(zhì)；有氧穩(wěn)定性

西藏是我國的五大牧區(qū)之一，奶牛業(yè)是當(dāng)?shù)剞r(nóng)區(qū)畜牧業(yè)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。近年來，隨著奶牛養(yǎng)殖業(yè)向集約化、規(guī)?；D(zhuǎn)型，西藏已從國內(nèi)外引進(jìn)良種奶牛對(duì)當(dāng)?shù)啬膛＿M(jìn)行雜交改良，產(chǎn)奶量得到了一定程度的提高，但西藏奶牛養(yǎng)殖仍采用傳統(tǒng)粗放飼養(yǎng)模式，飼草料種類單一、數(shù)量不足、利用率低，因此充分利用當(dāng)?shù)仫暡萘虾透碑a(chǎn)品資源，是保證奶牛業(yè)健康發(fā)展的重要途徑之一[1]。

葦狀羊茅(Festucaarundinacea)和紫花苜蓿(Medicagosativa)在西藏被廣泛栽培，但由于特殊的氣候條件，當(dāng)?shù)啬敛萆L期短、產(chǎn)量低，導(dǎo)致牧草供不應(yīng)求。因此，擴(kuò)大粗飼料來源、豐富粗飼料種類、是緩解當(dāng)?shù)啬敛莶蛔愕挠行緩健Ｇ囡俏鞑貜V泛種植的最主要糧食作物之一[2]，當(dāng)?shù)厍囡斩捄途圃阗Y源豐富。青稞秸稈粗纖維含量高、營養(yǎng)價(jià)值低、適口性差[3]，單獨(dú)飼喂影響奶牛的采食量和營養(yǎng)需要；青稞酒糟是釀造青稞酒的副產(chǎn)品，粗蛋白含量高、營養(yǎng)豐富，但水分含量高，難以長期保存[4]，若將它們以適宜的比例與當(dāng)?shù)啬敛莺途险{(diào)制成發(fā)酵全混合日糧(total mixed ration, TMR)，不僅能充分利用當(dāng)?shù)馗碑a(chǎn)品資源補(bǔ)充了奶牛的飼料，緩解牧草資源的短缺，而且可以改善青稞秸稈的適口性和營養(yǎng)價(jià)值，為奶牛提供營養(yǎng)均衡的日糧。發(fā)酵TMR和普通TMR相比，氣味醇香，質(zhì)地柔軟，保存時(shí)間長，適口性好；和普通青貯飼料相比，營養(yǎng)更均衡。因此，給奶牛飼喂發(fā)酵TMR可以提高奶牛的干物質(zhì)采食量和飼料利用率，進(jìn)而改善瘤胃功能，降低奶牛發(fā)病率，促進(jìn)生產(chǎn)性能的發(fā)揮[5]。

西藏由于受地域和經(jīng)濟(jì)條件的制約，建造青貯窖難度大、造價(jià)高，為提高西藏地區(qū)奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)青貯窖的循環(huán)利用效率，TMR短時(shí)間發(fā)酵后開窖飼喂是一種切實(shí)可行的措施，但是否會(huì)影響其發(fā)酵品質(zhì)、營養(yǎng)價(jià)值及有氧穩(wěn)定性，這對(duì)在實(shí)際生產(chǎn)中能否推廣應(yīng)用至關(guān)重要。日本在實(shí)際生產(chǎn)中往往因存放裹包青貯飼料的空間不足，影響大規(guī)模青貯飼料的生產(chǎn)，研究表明，在不影響青貯發(fā)酵品質(zhì)和有氧穩(wěn)定性的情況下，可以通過縮短青貯周期來提高空間和青貯窖的循環(huán)利用效率[6]。因此研究TMR青貯早期對(duì)發(fā)酵品質(zhì)和有氧穩(wěn)定性的影響具有重要意義。

本試驗(yàn)旨在研究不同比例的青稞秸稈替代葦狀羊茅對(duì)TMR青貯早期發(fā)酵品質(zhì)及有氧穩(wěn)定性的影響，進(jìn)而篩選出適宜的替代比例，為發(fā)酵TMR生產(chǎn)和提高青貯窖的利用效率提供科學(xué)的理論依據(jù)，促進(jìn)當(dāng)?shù)啬膛I(yè)持續(xù)健康發(fā)展。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

TMR材料的化學(xué)和微生物成分如表1所示，TMR由青稞(Hordeumvulgare)秸稈、葦狀羊茅、紫花苜蓿、青稞酒糟和精料配制而成。青稞秸稈、葦狀羊茅、紫花苜蓿均取自于西藏日喀則地區(qū)草原工作站試驗(yàn)地；青稞酒糟取自當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶；精料由西藏拉薩新希望飼料有限公司提供。青稞、葦狀羊茅和紫花苜蓿于2014年9月24日刈割，青稞秸稈為脫粒后被壓扁的秸稈，葦狀羊茅處于抽穗初期，紫花苜蓿處于第2茬初花期。

表1　TMR原材料化學(xué)和微生物成分

FW: 鮮重 Fresh weight; DM:干物質(zhì) Dry matter. 下同 The same below.

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

如表2所示，試驗(yàn)采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，根據(jù)青稞秸稈干物質(zhì)所占比例設(shè)對(duì)照組(TH0)和3個(gè)不同比例的替代組(TH5、TH10、TH15)。發(fā)酵TMR均在青貯14 d開窖取樣，測(cè)定其發(fā)酵品質(zhì)、化學(xué)成分及微生物組成，取樣后剩余發(fā)酵TMR用于評(píng)定有氧穩(wěn)定性，分別在有氧暴露的第2，5和8天取樣分析其微生物、有機(jī)酸等指標(biāo)的變化。每個(gè)處理組各個(gè)時(shí)間點(diǎn)5個(gè)重復(fù)。

1.3試驗(yàn)方法

1.3.1發(fā)酵TMR的調(diào)制青貯窖采用實(shí)驗(yàn)室青貯窖，容積為10 L的有內(nèi)外蓋聚乙烯塑料桶。青稞秸稈、葦狀羊茅和紫花苜蓿用鍘刀切成約2 cm，按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)與青稞酒糟、精料充分混勻，壓實(shí)后用膠帶密封，室溫下保存。

1.3.2樣品處理青貯第14天后分別打開實(shí)驗(yàn)室青貯窖，取出全部青貯飼料將其混合均勻，稱取350 g放入1 L的廣口三角瓶，加入700 g的去離子水，4℃浸提24 h，然后通過2層紗布和定性濾紙過濾，所得液體為TMR青貯飼料浸提液，置于-20℃冷凍冰箱保存待測(cè)。濾液用來測(cè)定pH、乳酸(lactic acid，LA)、氨態(tài)氮(ammonia nitrogen，AN)、揮發(fā)性脂肪酸(volatile fatty acids,VFAs)和乙醇(alcohol)，稱取300 g混合均勻的發(fā)酵TMR烘干，用于測(cè)定干物質(zhì)(dry matter，DM)、粗蛋白(crude protein，CP)、水溶性碳水化合物(water soluble carbohydrates，WSC)、中性洗滌纖維(neutral detergent fiber，NDF)、酸性洗滌纖維(acid detergent fiber，ADF)、粗脂肪(ether extract，EE)和粗灰分(crude ash，Ash)等化學(xué)成分。

表2　不同配方TMR原料組成、化學(xué)和微生物成分

注：同行不同小寫字母表示不同處理間差異顯著(P<0.05),下同。

Note: Means followed by different letters within rows, denote significant differences atP<0.05, the same below.

1.3.3測(cè)定項(xiàng)目及分析方法干物質(zhì)、粗蛋白、粗脂肪和粗灰分采用文獻(xiàn)[7]方法測(cè)定；中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維采用范氏纖維法測(cè)定[8]，其中NDF需加入耐高溫α淀粉酶和亞硫酸鈉；pH用HANNA pH 211型pH計(jì)測(cè)定；緩沖能(buffer capacity，BC)用鹽酸、氫氧化鈉滴定法測(cè)定[9]；水溶性碳水化合物(water soluble carbohydrate,WSC)采用蒽酮-硫酸比色法測(cè)定；氨態(tài)氮(ammonia nitrogen，AN)采用苯酚-次氯酸鈉比色法測(cè)定[8]；乳酸(lactic acid，LA)、揮發(fā)性脂肪酸(volatile fatty acids，VFAs)和乙醇(alcohol)采用安捷倫1260高效液相檢測(cè)系統(tǒng)，配備示差檢測(cè)器(Carbomix?H-NP5，55℃，2.5 mmol/L H2SO4，0.5 mL/min)。乳酸菌、好氧細(xì)菌和酵母菌分別采用MRS(de Man，Rogosa，Sharpe)瓊脂培養(yǎng)基、營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基(nutrient agar，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)、馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基(potato dextrose agar，上海盛思生化科技有限公司)。乳酸菌用厭氧培養(yǎng)箱，30℃培養(yǎng)3 d；酵母菌和好氧細(xì)菌用生化培養(yǎng)箱，30℃培養(yǎng)3 d[8]。

1.3.4有氧穩(wěn)定性分析發(fā)酵TMR青貯14 d后打開全部青貯窖，將每個(gè)青貯窖中所有發(fā)酵TMR取出無壓實(shí)裝填至20 L的敞口聚乙烯塑料桶中，桶口用雙層紗布包裹，防止果蠅等其他雜質(zhì)污染和水分散失，空氣可自由進(jìn)入聚乙烯桶中，置于室溫條件下保存(24～27℃)。將多通道溫度記錄儀(MDL-1048A高精度溫度記錄儀，上海天賀自動(dòng)化儀表有限公司)多個(gè)探頭分別放置于聚乙烯桶的幾何中心，同時(shí)在環(huán)境中放置6個(gè)探頭，用于測(cè)定環(huán)境溫度，每隔30 min記錄1次溫度。如果樣品溫度高于環(huán)境溫度2℃，說明發(fā)酵TMR開始腐敗變質(zhì)[8]。分別在有氧暴露第2，5和8天取樣分析有機(jī)酸、氨態(tài)氮、水溶性碳水化合物和微生物數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化。

1.4數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)

采用SAS 8.2軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析(ANOVA)，其中TMR發(fā)酵品質(zhì)的數(shù)據(jù)采用單因素方差分析，有氧穩(wěn)定性數(shù)據(jù)采用雙因素(處理和暴露時(shí)間)方差分析，并用Tuckey’s方法對(duì)處理間及有氧暴露天數(shù)間數(shù)據(jù)進(jìn)行多重比較(P<0.05)。

2結(jié)果與分析

2.1不同配方TMR緩沖能、化學(xué)和微生物成分

青貯前不同配方TMR緩沖能、化學(xué)和微生物成分如表2所示，隨著青稞秸稈替代比例的增加，干物質(zhì)含量顯著(P<0.05)提高、粗蛋白含量顯著(P<0.05)下降、水溶性碳水化合物含量逐漸下降、中性和酸性洗滌纖維逐漸上升。粗灰分隨著替代比例增加而逐漸降低，但各組之間差異不顯著(P>0.05)。和對(duì)照組相比，TH15組粗脂肪含量顯著(P<0.05)降低，但和其他兩個(gè)處理組之間無顯著(P>0.05)差異，粗脂肪隨著替代比例增加整體呈降低趨勢(shì)。TH10和TH15組緩沖能和對(duì)照組(TH0)相比顯著(P<0.05)下降。各組乳酸菌、好氧細(xì)菌和酵母菌數(shù)量均大于105cfu/g FW，好氧細(xì)菌和酵母菌數(shù)量各組間差異不顯著(P>0.05)，但乳酸菌數(shù)量隨著替代比例的增加顯著(P<0.05)降低。

2.2不同配方TMR對(duì)發(fā)酵品質(zhì)、化學(xué)和微生物成分的影響

不同配方TMR對(duì)發(fā)酵品質(zhì)、化學(xué)和微生物成分的影響如表3所示，青貯14 d后，各處理組pH均在4.8左右，隨著替代比例增加，pH逐漸升高，TH15組顯著(P<0.05)高于對(duì)照組。乳酸和乙酸含量均隨著替代比例增加而逐漸降低，TH10和TH15組顯著(P<0.05)低于對(duì)照組和TH5組，但對(duì)照組和TH5組無顯著(P>0.05)差異；而各組的乳酸/乙酸差異不顯著(P>0.05)，但隨著替代比例的增加呈降低趨勢(shì)。隨著替代比例的增加，丙酸、丁酸和總揮發(fā)性脂肪酸含量逐漸降低(P>0.05)或顯著(P<0.05)降低，各組丁酸含量小于2 g/kg DM，總揮發(fā)性脂肪酸含量低于乳酸含量。氨態(tài)氮/總氮各組間差異不顯著(P>0.05)，均低于54 g/kg TN。隨著替代比例增加，乙醇含量逐漸降低，其中TH10和TH15組顯著(P<0.05)低于對(duì)照組和TH5組。

表3　青貯14 d后不同配方TMR發(fā)酵品質(zhì)、化學(xué)和微生物成分

青貯14 d后，TH10和TH15組的干物質(zhì)含量顯著(P<0.05)高于對(duì)照組和TH5組，而粗蛋白含量卻顯著(P<0.05)低于對(duì)照組和TH5組。各組間的水溶性碳水化合物和粗灰分差異不顯著(P>0.05)；和青貯前相比，水溶性碳水化合物含量均下降，而粗灰分含量均提高。中性和酸性洗滌纖維含量隨著替代比例的增加而提高，其中TH10和TH15組中性洗滌纖維顯著(P<0.05)高于對(duì)照組，酸性洗滌纖維TH15組顯著(P<0.05)高于對(duì)照組和TH5組；青貯前后中性和酸性洗滌纖維變化不大。各處理組粗脂肪含量顯著(P<0.05)低于對(duì)照，其中TH10和TH15組顯著(P<0.05)低于TH5組。乳酸菌、好氧細(xì)菌和酵母菌數(shù)量在各組間差異不顯著(P>0.05)，乳酸菌數(shù)量大于108cfu/g FW，好氧細(xì)菌和酵母菌數(shù)量均在105cfu/g FW以上。

2.3不同配方TMR對(duì)有氧穩(wěn)定性的影響

不同配方發(fā)酵TMR有氧暴露期間的化學(xué)和微生物成分如表4，表中不同處理及有氧暴露時(shí)間點(diǎn)的差異性用其均值表示，有氧暴露第2天，pH與第0天相比顯著(P<0.05)提高，第5天pH達(dá)到7.72，隨著暴露時(shí)間延長，pH持續(xù)上升，但第8天和第5天相比差異不顯著(P>0.05)；有氧暴露期間，隨著青稞秸稈替代比例的增加，pH呈逐漸降低的趨勢(shì)，但各組之間差異不顯著(P>0.05)。隨著暴露時(shí)間的延長，乳酸含量顯著(P<0.05)降低，有氧暴露第8天降至4.01 g/kg DM；有氧暴露期間，TH10和TH15組乳酸含量顯著(P<0.05)低于對(duì)照和TH5組，但TH5組和對(duì)照組無(P>0.05)顯著差異。乙酸含量變化趨勢(shì)和乳酸相似，隨著暴露時(shí)間延長，乙酸含量顯著(P<0.05)降低；TH5組乙酸含量顯著(P<0.05)高于對(duì)照組，TH10組顯著(P<0.05)低于對(duì)照組，TH15組和對(duì)照組相比無顯著(P>0.05)差異，各處理組間乙酸含量呈波動(dòng)性變化。水溶性碳水化合物含量隨著暴露時(shí)間延長逐漸降低，有氧暴露第2天后水溶性碳水化合物含量顯著(P<0.05)低于第0天；TH5和TH10組與對(duì)照相比無顯著(P>0.05)差異，TH15組顯著(P<0.05)高于對(duì)照組。氨態(tài)氮/總氮隨著有氧暴露時(shí)間增加逐漸上升，第5天和第8天與第0天相比顯著(P<0.05)升高，第8天達(dá)到118.93 g/kg TN； 其中TH10和TH15組氨態(tài)氮/總氮顯著低于(P<0.05)對(duì)照組和TH5。好氧細(xì)菌數(shù)量在有氧暴露期間顯著(P<0.05)升高，第8天數(shù)量達(dá)到109cfu/g FW；不同處理間，除TH15組好氧細(xì)菌數(shù)量顯著(P<0.05)高于對(duì)照組外，其他處理組與對(duì)照差異不顯著(P>0.05)。有氧暴露期間酵母菌數(shù)量呈先升高后降低，暴露第5天酵母菌數(shù)量顯著(P<0.05)高于第0天；各組酵母菌數(shù)量無顯著(P>0.05)差異，均高于107cfu/g FW以上。

有氧暴露期間溫度變化如圖1，從圖可以看出，各組在有氧暴露期間出現(xiàn)了兩個(gè)溫度升高的波峰。在有氧暴露第28 h時(shí)TH5組溫度開始上升，TH0和TH10組在第35 h時(shí)溫度開始上升，TH15組溫度在第50 h時(shí)才開始上升。對(duì)照組在有氧暴露過程中出現(xiàn)最大溫度峰值，TH15溫度峰值最小。在整個(gè)有氧暴露過程中溫度呈現(xiàn)波動(dòng)性變化，呈先升后降再升高的趨勢(shì)。

圖1　不同配方發(fā)酵TMR有氧暴露期間的溫度變化Fig.1　The temperature variation of different formulas of total mixed ration during exposed to air

3討論

3.1不同配方TMR對(duì)發(fā)酵品質(zhì)和化學(xué)成分的影響

TMR青貯14 d后各組pH值在4.75～4.83之間， 乳酸含量保持在41.63～63.33 g/kg DM，但各組丁酸含量<2 g/kg DM、氨態(tài)氮/總氮<100 g/kg DM，總揮發(fā)性脂肪酸低于乳酸含量，說明各組TMR青貯過程中有效地抑制了丁酸菌和其他有害微生物的活性，降低了丁酸、氨態(tài)氮及揮發(fā)性脂肪酸含量，減少了蛋白質(zhì)和其他營養(yǎng)成分的損失。雖然pH未能達(dá)到常規(guī)成功青貯臨界值(4.2)以下[8]，但乳酸發(fā)酵仍支配著整個(gè)發(fā)酵過程，TMR青貯飼料保持較穩(wěn)定的狀態(tài)，能達(dá)到長期保存的目的[10]。

pH和乳酸含量的高低并不是評(píng)判青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)優(yōu)劣的唯一標(biāo)準(zhǔn)。許多學(xué)者[11-12]研究了幾種干物質(zhì)含量較高的牧草青貯，結(jié)果顯示青貯飼料的pH較高、乳酸含量較低的情況下其發(fā)酵品質(zhì)依然良好，說明青貯材料的干物質(zhì)含量可能是影響pH和乳酸含量的重要因素，干物質(zhì)含量較高的材料青貯時(shí)pH值不必降到4.2以下也可使青貯飼料保存良好。干物質(zhì)含量高的青貯環(huán)境也抑制了梭菌、大腸桿菌等其他有害微生物的生長，減少營養(yǎng)物質(zhì)的損失，進(jìn)而保證青貯飼料穩(wěn)定，使其達(dá)到長期保存的目的。本試驗(yàn)中TMR青貯前各組干物質(zhì)含量高于400 g/kg FW，這可能是導(dǎo)致pH較高、乳酸含量較低的主要因素，但從其他指標(biāo)可知，各組TMR發(fā)酵品質(zhì)均屬良好。

表4　不同配方發(fā)酵TMR有氧暴露期間化學(xué)及微生物成分變化

注：同行不同小寫字母表示不同暴露天數(shù)之間各處理組平均值差異顯著(P<0.05)，同列不同大寫字母表示不同處理組之間所有暴露天數(shù)平均值差異顯著(P<0.05)。

Note: Means followed by different letters within columns and lowercase within rows, denote significant difference atP<0.05.

各組乙醇含量較高，這可能是青貯早期會(huì)有少量O2殘留在青貯窖中，一些酵母菌仍然能夠存活[13]，代謝產(chǎn)生乙醇。青貯14 d后，化學(xué)成分和青貯前相比，各組發(fā)酵TMR干物質(zhì)含量略有變化，保持在400 g/kg FW以上；各組水溶性碳水化合物大幅下降，主要由于TMR發(fā)酵過程中乳酸菌利用可溶性碳水化合物生成有機(jī)酸[14]；各組粗蛋白、粗灰分和粗脂肪含量與發(fā)酵前相比有所上升，這主要由于青貯過程中水溶性碳水化合物等有機(jī)物質(zhì)的損失，導(dǎo)致其他各組分相對(duì)有一定程度升高，這一結(jié)果與王勇等[15 ]研究結(jié)果相似。

3.2不同配方對(duì)發(fā)酵TMR有氧穩(wěn)定性的影響

發(fā)酵TMR開窖后，厭氧環(huán)境被破壞，好氧性微生物開始活動(dòng)，大量繁殖，利用有機(jī)酸、水溶性碳水化合物和蛋白質(zhì)，導(dǎo)致乳酸、水溶性碳水化合物等含量下降，pH值和氨態(tài)氮含量升高，同時(shí)產(chǎn)生熱量導(dǎo)致溫度上升[16]。

各組在有氧暴露期間，TH10和TH15組pH低于(P>0.05)對(duì)照組，但其乳酸和乙酸也低于(P>0.05)或顯著(P<0.05)低于對(duì)照組，這與乳酸等有機(jī)酸含量高時(shí)會(huì)使pH降低的規(guī)律不符；這是因?yàn)榍噘A飼料中的氨態(tài)氮含量也會(huì)影響到pH的變化，原現(xiàn)軍等[4]研究中提到，梭菌活動(dòng)降解蛋白質(zhì)產(chǎn)生氨態(tài)氮往往伴隨較高pH環(huán)境，從氨態(tài)氮/總氮變化可知，TH10和TH15組的氨態(tài)氮/總氮顯著(P<0.05)低于對(duì)照組，這與pH降低的變化趨勢(shì)相一致。雖然TH15組乳酸等有機(jī)酸含量降低，但pH沒有升高反而降低的原因可能是氨態(tài)氮含量較對(duì)照組低所致。

從圖1溫度的變化趨勢(shì)可知，TH15組的有氧穩(wěn)定性最好，但其好氧細(xì)菌和酵母菌顯著高于(P<0.05)或高于(P>0.05)對(duì)照組、氨態(tài)氮/總氮顯著(P<0.05)低于對(duì)照組、水溶性碳水化合物顯著高于(P<0.05)對(duì)照組，這表明雖然好氧細(xì)菌和酵母菌的數(shù)量較高，但對(duì)糖分和蛋白質(zhì)分解利用較少，可能是好氧細(xì)菌和酵母菌的活性不高，沒有過多地消耗水溶性碳水化合物及蛋白質(zhì)。Carvalho等[17]研究接種乳酸菌制劑提高甘蔗有氧穩(wěn)定性中提及，并非所有的酵母菌菌種都可以導(dǎo)致有氧腐敗，酵母菌中只有某些種屬可以引起有氧腐敗，本試驗(yàn)中，有氧暴露期間雖然酵母菌數(shù)量較高，可能是因?yàn)榻湍妇陀醒跫?xì)菌活性的原因，沒有導(dǎo)致TH15組快速腐敗變質(zhì)。

本試驗(yàn)在有氧暴露第48 h，pH顯著(P<0.05)升高，同時(shí)乳酸、乙酸和水溶性碳水化合物含量顯著(P<0.05)降低，氨態(tài)氮/總氮呈上升趨勢(shì)，表明該時(shí)間點(diǎn)已開始有氧腐敗，從圖1可以看出，除了TH15組，對(duì)照組和其他處理組在有氧暴露第48 h發(fā)酵TMR溫度已高于環(huán)境溫度2℃，但TH15組推遲了有氧腐敗的時(shí)間，提高了有氧穩(wěn)定性。Borreani等[18]指出有氧暴露期間溫度升高的最大峰值及從開始升溫到達(dá)到最大峰值所需要的時(shí)間是表示有氧穩(wěn)定性的一個(gè)重要指標(biāo)，峰值越大及所需時(shí)間越短表明青貯飼料有氧穩(wěn)定性越差，越容易腐敗。從圖1可以看出，TH15組溫度峰值最小，并且達(dá)到峰值所需時(shí)間最長，說明其有氧穩(wěn)定性最好；對(duì)照組出現(xiàn)最大峰值時(shí)間最早且峰值高于處理組，表明對(duì)照組有氧穩(wěn)定性最差。表4中，TH15組水溶性碳水化合物顯著(P<0.05)高于對(duì)照和其他處理組；氨態(tài)氮/總氮低于對(duì)照和其他處理組，進(jìn)一步說明TH15有氧穩(wěn)定性最好。

從發(fā)酵產(chǎn)物、化學(xué)成分和溫度變化表明各組發(fā)酵TMR在第50 h各組均已腐敗變質(zhì)。好氧細(xì)菌和酵母菌數(shù)量超過105cfu/g FW，并且隨著暴露時(shí)間延長，好氧細(xì)菌數(shù)量顯著(P<0.05)升高，酵母菌數(shù)量也呈上升趨勢(shì)。好氧細(xì)菌和酵母菌利用有機(jī)酸、水溶性碳水化合物和蛋白質(zhì)，這也是造成本試驗(yàn)中乳酸、乙酸和水溶性碳水化合物隨著有氧暴露時(shí)間延長顯著(P<0.05)降低，氨態(tài)氮/總氮持續(xù)上升的主要原因。因此對(duì)于發(fā)酵時(shí)間較短的TMR (<15 d)，開窖后應(yīng)及時(shí)飼喂，防止青貯飼料腐敗變質(zhì)。

4結(jié)論

綜上所述，TH15處理組發(fā)酵品質(zhì)良好，同時(shí)延遲了有氧腐敗時(shí)間。綜合考慮發(fā)酵品質(zhì)、有氧穩(wěn)定性及對(duì)青稞秸稈資源的最大化利用，建議采用TH15配方設(shè)計(jì)最為適宜。

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Effect of substituting hulless barley straw for tall fescue on early fermentation quality and aerobic stability of mixed-ration silage in Tibet

JIA Chun-Wang1, YUAN Xian-Jun1, XIAO Shen-Hua1, LI Jun-Feng1, BAI Xi1, WEN Ai-You2, GUO Gang3, SHAO Tao1*

1.InstituteofEnsilingandProcessingofGrass,NanjingAgriculturalUniversity,Nanjing210095,China; 2.CollegeofAnimalScience,AnhuiScienceandTechnologyUniversity,Fengyang233100,China; 3.CollegeofAnimalScienceandVeterinaryMedicine,ShanxiAgriculturalUniversity,Taigu030801,China

Abstract:The objective of this study was to evaluate the effects of substituting hulless barley straw for tall fescue at different ratios on the early fermentation quality and aerobic stability of total mixed ration silage in Tibet. The experiment consisted of the control (TH0) and three treatments (TH5, TH(10), and TH(15)). The silos containing these treatments were opened at 14 days after the start of ensiling and the fermentation quality, chemical composition, and microbial communities were analyzed. The aerobic stability of silage samples on the 2nd, 5th, and 8th day of exposure to air was evaluated using an online multi-channel data logger temperature recorder. The results showed that the pH, and the contents of lactic acid, acetic acid, total volatile fatty acids (TVFA), and alcohol did not differ significantly between TH5 and TH0 (P>0.05). The pH of TH(10) was similar to that of TH0 (P>0.05), but the lactic acid, acetic acid, TVFA, and alcohol contents differed significantly between TH(10) and TH0 (P<0.05). The lactic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, TVFA, and alcohol contents were significantly lower in TH(15) than in TH0 (P<0.05), while the pH of TH(15) was markedly higher (P<0.05) than that of TH0. The ammonia nitrogen/total nitrogen and lactic acid/acetic acid ratios did not differ significantly (P>0.05) between all treatments and the control. Lactic acid fermentation was dominant in all silages and they all had good fermentation quality. During exposure to air, pH and the ammonia nitrogen/total nitrogen increased in all treatments and the control continued to increase after the 2nd day of exposure to air. However, the contents of lactic acid, acetic acid, and water soluble carbohydrates decreased during exposure to air, and the numbers of yeasts and aerobic bacteria increased. The temperatures in TH5 and TH(10) silages began to increase at 35 h after opening the silos, while the temperature increase was delayed, and was smaller, in TH(15). Together, these results showed that TH(15) had the best aerobic stability. Taking into account the fermentation quality, aerobic stability, and maximum use of hulless barley straw, the TH(15) treatment was the most suitable choice for silage production.

Key words:hulless barley straw; wet hulless barley distillers’ grains; total mixed ration; fermentation quality; aerobic stability

*通信作者

Corresponding author. E-mail: taoshaolan@163.com

作者簡(jiǎn)介：賈春旺(1990-)，男，甘肅慶陽人，在讀碩士。E-mail: 15150566112@163.com

基金項(xiàng)目：中國科學(xué)院科技服務(wù)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃(STS)(KFJ-EW-STS-071)，國家星火計(jì)劃項(xiàng)目(2013GA840003)，農(nóng)業(yè)部成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目(2013GB2F40046)和“十二五”國家科技支撐計(jì)劃(2011BAC09B03)資助。

*收稿日期：2015-06-29；改回日期：2015-09-08

DOI：10.11686/cyxb2015325

http://cyxb.lzu.edu.cn

賈春旺, 原現(xiàn)軍, 肖慎華, 李君風(fēng), 白晰, 聞愛友, 郭剛, 邵濤. 青稞秸稈替代葦狀羊茅對(duì)全混合日糧青貯早期發(fā)酵品質(zhì)及有氧穩(wěn)定性的影響. 草業(yè)學(xué)報(bào), 2016, 25(4): 179-187.

JIA Chun-Wang, YUAN Xian-Jun, XIAO Shen-Hua, LI Jun-Feng, BAI Xi, WEN Ai-You, GUO Gang, SHAO Tao. Effect of substituting hulless barley straw for tall fescue on early fermentation quality and aerobic stability of mixed-ration silage in Tibet. Acta Prataculturae Sinica, 2016, 25(4): 179-187.