何 瑋, 張 健, 高立芳, 黃德均*
(1.重慶市畜牧科學(xué)院,重慶400015;2.國(guó)家牧草產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系云陽(yáng)綜合試驗(yàn)站,重慶404500;3.重慶市草業(yè)工程技術(shù)研究中心,重慶400015)
“桂牧1 號(hào)”雜交狼尾草產(chǎn)量高、品質(zhì)好、質(zhì)地柔軟、適口性好,牛、羊等草食畜禽及草魚(yú)喜食,是一種種植潛力和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益較大的牧草。我國(guó)雜交狼尾草多集中在長(zhǎng)江中下游一帶及以南地區(qū)種植,重慶地區(qū)地處長(zhǎng)江中上游,四季分明,雨量充沛,雜交狼尾草產(chǎn)量極其豐富,很受當(dāng)?shù)仞B(yǎng)殖戶歡迎。 但雜交狼尾草利用期主要集中在夏秋季節(jié)(6 ~10 月),而冬季休眠,導(dǎo)致季節(jié)供應(yīng)不平衡(李文楊等,2016)。 青貯是保存青綠飼料、生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)多汁反芻動(dòng)物飼料的主要途徑之一。 同時(shí),青貯受天氣影響小,不僅可以保留牧草的營(yíng)養(yǎng)成分,還能提高適口性和利用率,是解決飼草生產(chǎn)季節(jié)不均衡的有效手段之一(張英等,2013;王雁等,2012)。
然而狼尾草屬牧草青貯難度較大。 首先,狼尾草屬牧草含水量高(80% ~85%),易引起梭狀芽孢桿菌(Clostridium prazmowski)大量繁殖,其次, 狼尾草屬牧草表面自然附著的微生物復(fù)雜,有害好氧菌數(shù)目遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于乳酸菌,使發(fā)酵方向難以控制,導(dǎo)致發(fā)酵品質(zhì)極不穩(wěn)定,青貯不易成功(李小鈴等,2018)。 而添加劑的使用是改善青貯飼料品質(zhì)的一種有效手段。本研究以“桂牧一號(hào)”雜交狼尾草為青貯原料, 在青貯過(guò)程中添加甲酸、丙酸、植物乳桿菌及布氏乳桿菌,探討其對(duì)雜交狼尾草青貯飼料品質(zhì)的影響,以期提高雜交狼尾草青貯品質(zhì),為雜交狼尾草高水分青貯提供理論依據(jù)。
1.1 試驗(yàn)地概況 試驗(yàn)地位于三峽庫(kù)區(qū)重慶境內(nèi)豐都縣,107o28′55″ E,29°12′39″ N, 屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),氣候溫和、四季分明、雨量充沛,年平均氣溫18.5 ℃,常年日照時(shí)數(shù)1728 h,年無(wú)霜期318 d,年降水量1123.4 mm。
1.2 試驗(yàn)材料 試驗(yàn)用“桂牧1 號(hào)”雜交狼尾草種植于豐都大地牧歌農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)有限公司牧草基地。 植物乳桿菌和布氏乳桿菌(1×109cfu/g),由四川高福記公司提供,每噸原料添加量為5 g。甲酸、丙酸購(gòu)于上海摩貝生物試劑公司, 使用時(shí)將其稀釋到濃度為15%,按3 kg/t 用量進(jìn)行添加。
表1 原料特性 %
1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 采用單因子試驗(yàn)設(shè)計(jì),設(shè)6 個(gè)處理組,分別為對(duì)照組、甲酸組、乙酸組、植物乳桿菌+布氏乳桿菌組、 植物乳桿菌組、 布氏乳桿菌組,每個(gè)試驗(yàn)組設(shè)4 個(gè)重復(fù),用聚酯乙烯袋密封青貯原料,于青貯60 d 后開(kāi)袋取樣。
1.4 試驗(yàn)方法
1.4.1 青貯飼料的制作 用大型收割機(jī)(新鄉(xiāng)銀豐青儲(chǔ)機(jī))直接在田間收獲,并同時(shí)將雜交狼尾草植株切割粉碎成3 ~5 cm 草段,草段由翻斗車(chē)裝載運(yùn)回青貯場(chǎng)地后,隨機(jī)選取樣品。按試驗(yàn)設(shè)計(jì)將乳桿菌、甲酸、乙酸分別均勻噴灑在雜交狼尾草秸稈上,對(duì)照噴曬等量蒸餾水,充分混勻,裝入規(guī)格為30 cm × 40 cm 的青貯袋中, 每袋裝重500 g,壓實(shí)抽真空密封后,在室溫避光條件下進(jìn)行發(fā)酵。
1.4.2 樣品預(yù)處理 實(shí)驗(yàn)室青貯袋打開(kāi)后,取出全部青貯飼料將其混合均勻,稱(chēng)取200 g 放入1 L 的廣口三角瓶中,加入600 mL 去離子水,4 ℃條件下浸提24 h, 然后通過(guò)2 層紗布和定性濾紙過(guò)濾,得到的濾液即為青貯飼料的浸提液,-20 ℃冷凍冰箱保存待測(cè)(劉金偉,2014)。 浸提液用于測(cè)定pH 和氨態(tài)氮、總氮、乳酸、乙酸、丙酸、丁酸含量。 將剩余青貯飼料收集烘干,測(cè)定干物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、可溶性碳水化合物。
1.4.3 測(cè)定指標(biāo)及分析方法 將原料和青貯飼料于65 ℃烘箱中烘60 h 以上至恒質(zhì)量, 測(cè)定干物質(zhì) (DM) 含量, 使用凱氏定氮儀測(cè)定粗蛋白質(zhì)(CP)含量;采用半自動(dòng)分析儀測(cè)定中性洗滌纖維(NDF)、 酸性洗滌纖維 (ADF) 含量 (張麗英,2003)。 半纖維素含量由NDF 減去ADF 計(jì)算得出(劉金偉等,2014)。pH 用pH 計(jì)測(cè)定。水溶性碳水化合物含量采用硫酸-蒽酮比色法測(cè)定(Han 等,2004)。 用高效液相色譜儀測(cè)定乳酸、乙酸、丙酸、丁酸含量(榮輝等,2013)。采用次氯酸鈉比色法測(cè)定氨態(tài)氮含量(Shao 等,2007)。
1.5 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì) 采用SAS 8.1 軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因子方差分析和多重比較。
2.1 原料特性 “桂牧一號(hào)”雜交狼尾草特性見(jiàn)表1。雜交狼尾草水分含量較高(83.26%),總糖含量偏低(0.64%),纖維素含量高(39.88%),蛋白質(zhì)含量偏低(4.42%)。
2.2 青貯發(fā)酵品質(zhì)分析 添加劑對(duì)雜交狼尾草青貯品質(zhì)的影響見(jiàn)表2。 添加有機(jī)酸的處理組pH 高于對(duì)照組和乳桿菌組,差異極顯著(P <0.01),乳桿菌組和對(duì)照組及乳桿菌組間差異不顯著 (P >0.05)。 青貯料乳酸(LA)含量,甲酸組含量最低,為12.03%,極顯著低于對(duì)照組,其次為乙酸組,與對(duì)照組間差異不顯著。 青貯料乙酸(AA)含量,乙酸組含量最高,與對(duì)照組間差異顯著(P <0.05),植物乳桿菌組含量最低。 青貯料丙酸(PA)及丁酸(BA)含量最高的為乙酸組,含量最低的均為乳桿菌組。 NH3-N 各處理間差異不顯著(P >0.05)。
表2 雜交狼尾草青貯發(fā)酵品質(zhì)
2.3 青貯化學(xué)成分分析 添加劑對(duì)青貯化學(xué)成分的影響見(jiàn)表3。 有機(jī)酸和乳桿菌對(duì)青貯料的WSC、CP、NDF、ADF 和HC 影響不顯著(P >0.05)。 各處理中,DM 含量以乙酸組最高, 與植物乳桿菌差異顯著(P <0.05),與其他組差異不顯著(P >0.05)。WSC 含量以植物乳桿菌組最高,為0.71%,其次為布氏乳桿菌組, 為0.61%, 乙酸組的WSC 含量最低。 CP 含量以植物乳桿菌組最高,為7.77%。 NDF含量以乙酸組最高,為67.5%,布氏乳桿菌組含量最低, 為63.4%。 ADF 含量以對(duì)照組最高,為45.2%,以植物乳桿菌組最低,為42.3%。HC 含量以乙酸組最高,為24.0%,對(duì)照組最低,為20.2%。
表3 雜交狼尾草青貯化學(xué)成分 %
添加劑作為能夠改善青貯料青貯品質(zhì)的有效手段而被廣泛使用。 根據(jù)功能可將其分為發(fā)酵促進(jìn)劑、發(fā)酵抑制劑、營(yíng)養(yǎng)性添加劑和好氣腐敗菌抑制劑4 類(lèi)。
甲酸作為發(fā)酵抑制劑被廣泛使用(Ragnar 等,2017), 可在青貯初期快速降低青貯原料的pH,同時(shí),抑制不良微生物的發(fā)酵,防止青貯原料的腐敗變質(zhì), 降低蛋白質(zhì)及可溶性碳水化合物的分解,保證發(fā)酵的成功(Zheng 等,2018)。 甲酸在豆科、禾本科牧草高水分青貯中發(fā)揮了積極的作用。 鐘敏等(2013)、于浩然等(2020)研究表明,紫花苜蓿青貯時(shí),加入甲酸,可顯著提高乳酸含量,降低乙酸、丙酸、氨態(tài)氮含量,不產(chǎn)生任何丁酸。 Zhang 等(2017)研究發(fā)現(xiàn),添加甲酸顯著降低了垂穗披堿草青貯的pH。 但是本試驗(yàn)中甲酸組青貯料pH 偏高,而乳酸的含量較低, 這可能是雜交狼尾草的水分含量偏高,而甲酸添加濃度偏低所致,甲酸添加原理是使原料pH 快速降低到4.0 及以下, 甲酸添加量不足時(shí),不能使青貯飼料的pH 充分下降,無(wú)法抑制不良發(fā)酵微生物的活動(dòng)(陳勇等,2018)。 乙酸和甲酸同為發(fā)酵抑制劑,但與甲酸相比,研究報(bào)道較少,本試驗(yàn)中,乙酸組發(fā)酵品質(zhì)也較低,pH 比對(duì)照組高的同時(shí),乙酸、丁酸、氨態(tài)氮含量最高。
布氏乳桿菌屬于異型發(fā)酵乳酸菌,其對(duì)青貯飼料發(fā)酵的影響主要是降低乳酸的含量,增加乙酸的生成量, 最終使青貯飼料的pH 相對(duì)較低(高洪梅等,2011)。 布氏乳桿菌將乳酸降解成乙酸的過(guò)程中伴有丙二醇的生成(Oude 等,2001),其通過(guò)某些有機(jī)物被轉(zhuǎn)化成丙酸, 而乙酸和丙酸都是很好的抗真菌物質(zhì)。這些結(jié)論與本試驗(yàn)結(jié)果一致,布氏桿菌組有較高的乙酸和最高含量的丙酸, 混合菌組乙酸含量較高, 但是丙酸含量相對(duì)較低。 而Kleinschmi 和Kung(2006)的研究發(fā)現(xiàn),布氏乳桿菌對(duì)青貯玉米中丙酸的含量并無(wú)影響, 但是卻增加了青貯小谷物和青貯牧草中丙酸的含量。研究表明,布氏乳桿菌在影響青貯品質(zhì)的同時(shí),也會(huì)對(duì)青貯化學(xué)成分產(chǎn)生影響。Kleinschmi 和Kung(2006)用布氏乳桿菌處理后,青貯小谷物飼料中的乙醇含量和碳水化合物的含量都有所增加, 但是青貯玉米中二者的含量變化卻不顯著。 本試驗(yàn)結(jié)果和青貯玉米中添加布氏乳桿菌結(jié)果一致,布氏桿菌組和其他處理間差異不顯著。
植物乳桿菌和布氏乳桿菌同為乳酸菌發(fā)酵益生菌,但前者為同型發(fā)酵乳酸菌。 有研究表明,青貯飼料中添加同型發(fā)酵乳酸菌能夠降低青貯發(fā)酵后氨態(tài)氮含量,提高青貯飼料的品質(zhì),而有氧穩(wěn)定性較低。 添加異型發(fā)酵乳酸菌盡管會(huì)增加青貯飼料干物質(zhì)的損失,但提高了有氧穩(wěn)定性(張濤等,2005)。 熬曉琳等(2014)研究結(jié)果表明,在飼料稻青貯中添加植物乳桿菌,乳酸含量明顯增加。本試驗(yàn)結(jié)果和其他研究不同, 雜交狼尾草青貯料中添加植物乳桿菌,降低了青貯料pH,乳酸含量比布氏乳桿菌組高,但和對(duì)照組間差異不顯著。
雜交狼尾草高水分青貯中添加有機(jī)酸和乳桿菌均不能提高其營(yíng)養(yǎng)成分, 但添加乳桿菌能夠有效改善青貯品質(zhì),其中,添加布氏乳桿菌能有效提高青貯料中的乙酸和丙酸含量,防止青貯料霉變。