馬冉冉， 袁 潔， 張文潔， 許能祥*， 顧洪如*

(1.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧研究所， 江蘇 南京 210014; 2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部種養(yǎng)結(jié)合重點實驗室， 江蘇 南京 210014；3. 江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所， 江蘇 南京 210014)

西蘭花(BrassicaoleraceaL. var.italicPlanch)的莖葉廢棄物含有豐富的植物蛋白和可溶性糖，飼用價值高[1]。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，我國西蘭花種植總面積約10萬hm2，大約只有15%的尾菜用作飼料以及其他相對科學(xué)化的利用[2-3]。尾菜因含水量高，長時間堆放極易腐爛，給環(huán)境造成巨大壓力；直接還田傳播病蟲害，影響下茬作物，給農(nóng)戶造成嚴(yán)重?fù)p失[4]。目前，尾萊厭氧發(fā)酵后用作青貯飼料，是尾菜資源化利用的重要方式，也是緩解草食性動物飼養(yǎng)中粗飼料短缺的有效手段，國內(nèi)外都有此方面的研究。

Marino等[5]進(jìn)行了多種尾菜的營養(yǎng)成分分析，得出西蘭花尾菜可作為飼料飼喂家畜。Trinidad de Evan等[6]研究得出西蘭花尾菜青貯料可替代奶牛日糧中24%的常規(guī)精料(小麥、豆粕和麥麩),可顯著降低奶牛精料的原料成本。何元翔[7]等將花椰菜尾菜萎焉處理后青貯，得到了感官評分為1級(優(yōu)良)、發(fā)酵弗氏評分為良好的青貯飼料。錢仲倉等[8]將西蘭花莖葉晾曬，含水量控制在75%以內(nèi)青貯，結(jié)果表明尾菜青貯料可較好地提供土豬生長所需營養(yǎng)，節(jié)省了飼料成本。飼喂家畜時，若飼料中硝酸鹽或亞硝酸鹽超標(biāo)，不僅對反芻動物的受胎率、健康狀況等有影響，也會對奶制品、肉制品產(chǎn)生不良影響[9]。在實際生產(chǎn)中，人們大多重視青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì)，卻忽略了其硝酸鹽和亞硝酸鹽等有害成分，而關(guān)于尾菜青貯料質(zhì)量安全相關(guān)的文章也鮮有報道。本試驗通過對西蘭花尾菜在自然堆放過程中飼用品質(zhì)變化、青貯后的發(fā)酵品質(zhì)以及硝酸鹽和亞硝酸鹽含量等開展研究，明確西蘭花尾菜適宜調(diào)制青貯飼料的時間界限，為提高蔬菜產(chǎn)區(qū)尾菜飼料化的利用水平提供一定依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料及青貯調(diào)制

2020年11月5日，西蘭花尾菜(品種為‘炎秀’)取自江蘇丘陵地區(qū)鎮(zhèn)江農(nóng)科所，在自然通風(fēng)條件下分別堆放0 d(T0)，1 d(T1)，2 d(T2)和3 d(T3)。將堆放處理后的尾菜切短至1～2 cm的小段，每個青貯袋裝填300 g左右。按照尾菜堆放天數(shù)的不同，即有4個處理，每個處理12袋，共48袋，在室溫下貯藏，分別于30 d，60 d，90 d后隨機(jī)開袋取樣。測定其飼用品質(zhì)、發(fā)酵品質(zhì)、微生物數(shù)量以及硝酸鹽和亞硝酸鹽含量。

1.2 相關(guān)指標(biāo)測定及方法

將青貯料充分混勻后，取10 g青貯樣品置于封口袋中，加入90 mL，0.91%無菌生理鹽水，用于乳酸菌、好氧細(xì)菌和真菌(霉菌和酵母菌)計數(shù)。同時稱取20 g青貯樣品于封口帶中，加入180 g去離子水，攪拌均勻后置于15℃搖床上，120 rpm搖1 h得到浸提液測定pH，將浸提液置于-20℃冷凍冰箱中保存用于測定氨態(tài)氮(Ammonia nitrogen，AN)含量、乳酸(Lactic acid，LA)含量、乙酸(Acetic acid，AA)含量、丙酸(Propionic acid，PA)含量和丁酸(Butyric acid，BA)含量等。每次稱取100 g左右原料和青貯料，于65℃烘箱中烘72 h以上至恒重，測定并計算干物質(zhì)(Dry matter，DM)含量。并將烘干的樣品用1HP桌上型高速粉碎機(jī)(型號為RT-34，購于泓荃機(jī)械公司)粉碎，過1 mm篩后放入聚乙烯自封袋中密封保存，用于青貯料飼用品質(zhì)的測定。

利用平板培養(yǎng)進(jìn)行微生物計數(shù)[10]；水溶性碳水化合物(Water-soluble carbohydrate，WSC)、淀粉含量的測定采用高氯酸水解-蒽酮-硫酸比色法[11]；中性洗滌纖維(Neutral-detergent fiber，NDF)、酸性洗滌纖維(Acid-detergentfiber，ADF)利用Van-Soest法[12]進(jìn)行測定；使用安捷倫1260型高效液相色譜儀測定分析有機(jī)酸含量[13]；干物質(zhì)體外消化率(In itro dry matter digestibility，IVDMD)的測定采用胃蛋白酶-纖維素酶2步法[14]；粗蛋白(Crude protein，CP)含量的測定采用凱氏定氮法[15]；NH3-N含量用苯酚-次氯酸鈉比色法測定[16]。用水楊酸法[17]測定硝酸鹽含量；用鹽酸-萘乙二胺法[18]測定亞硝酸鹽含量。

青貯飼料的感官評定可根據(jù)德國農(nóng)業(yè)協(xié)會(DLG)編訂的青貯質(zhì)量感官評分標(biāo)準(zhǔn)[19]來評定。將飼料分成一級優(yōu)良(20～16分)、二級尚好(15～10分)、三級中等(9～5分)和四級腐敗(4～0分)。并用Kaiser評價體系[20](表1)和V-Score評分體系[21](表2)對尾菜青貯料進(jìn)行發(fā)酵品質(zhì)評分。

表1 Kaiser評定標(biāo)準(zhǔn)

表2 V-Score評定標(biāo)準(zhǔn)

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2019和SPSS statistics 23進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析，采用鄧肯氏(Duncan)方法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 感官評價

隨著青貯時間的延長，T0，T1，T2處理的尾菜青貯料的顏色由深綠色變?yōu)闇\綠色，莖葉結(jié)構(gòu)保存完好，無明顯丁酸臭味；T3處理青貯90 d后，青貯料明顯變?yōu)辄S褐色且具有酸臭味。根據(jù)德國農(nóng)業(yè)協(xié)會青貯質(zhì)量感官評分標(biāo)準(zhǔn)對各組的青貯料進(jìn)行感官評分，T0，T1，T2組為2級尚好，T3為4級腐敗，見表3。

表3 不同處理青貯飼料感官評定

2.2 堆放時間對尾菜飼用品質(zhì)的影響

西蘭花尾菜在堆放過程中，其飼用品質(zhì)變化見表4。隨著堆放時間的延長，尾菜DM含量呈增加趨勢，差異顯著(P<0.05)；尾菜非結(jié)構(gòu)碳水化合物含量(NSC)隨著堆放時間的延長持續(xù)下降，由10.17%降至3.57%，降幅高達(dá)65%，差異顯著(P<0.05)。CP含量有所降低，但各處理間差異不顯著(P>0.05)；與T0組相比，其他處理的NDF與ADF含量均有所升高，且NDF變化幅度更大。WSC與淀粉的動態(tài)變化具體見圖1，隨著堆放時間的延長，尾菜WSC含量呈“降-升-降”變化趨勢。T3與T0相比，WSC含量下降極顯著，由最初的5.05%降至1.12%，下降幅度多達(dá)77.82%；淀粉含量顯著下降(P<0.05)，由最初的5.12%下降了52.15%，達(dá)到最低值2.45%。

表4 西蘭花尾菜堆放過程中的飼用品質(zhì)性狀

圖1 不同堆放時間下尾菜WSC與淀粉含量的變化

2.3 不同堆放時間的尾菜青貯料飼用品質(zhì)的變化

在青貯的第30,60和90 d分別開袋，西蘭花尾菜青貯后的飼用品質(zhì)見表5。同一青貯時期內(nèi)，隨著堆放時間的延長，各處理的IVDMD，DM和CP含量下降顯著(P<0.05)。隨著青貯時間延長，尾菜青貯料的飼用品質(zhì)下降，具體表現(xiàn)為IVDMD，CP和DM含量下降(P<0.05)；ADF含量顯著增加(P<0.05)。此外，0～90 d，T3處理的NDF含量增加；T2的NDF含量在0～60 d下降，在60～90 d增加(P<0.01)。

表5 不同堆放時長的西蘭花尾菜青貯料的飼用品質(zhì)

各處理青貯前后WSC和淀粉含量變化動態(tài)見圖2。尾菜青貯后，與原料相比，各個處理的WSC含量下降顯著(P<0.05，下同)；在青貯30～60 d，WSC含量下降顯著；青貯60～90 d，WSC含量略微升高。在同一青貯時期，各處理間進(jìn)行比較時，T0的WSC含量最高，T3的最低，即隨著堆放時間的延長，WSC含量顯著降低。關(guān)于淀粉含量的變化，尾菜青貯后，與原料相比，各處理青貯的前30 d，淀粉含量下降顯著；30～90 d期間，總體也呈降低趨勢，且T0的淀粉含量在青貯前后都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他處理。在同一青貯時期，各處理間進(jìn)行比較時，T0的淀粉含量最高，T3的最低。

圖2 各處理青貯前后WSC和淀粉含量變化動態(tài)

2.4 不同堆放時間下的尾菜青貯料的發(fā)酵品質(zhì)

在青貯第30,60,90 d開袋后，青貯料的發(fā)酵品質(zhì)見表6。青貯30～90 d，T0和T1的pH呈先下降后上升的趨勢；T2和T3的pH呈先上升后下降的趨勢；此外，T3處理青貯料在整個青貯期間其pH都大于6。青貯30～90 d，T0和T1處理組的LA含量是呈上升趨勢的；而T2和T3呈下降趨勢。在同一青貯時期內(nèi)，隨著堆放時間的延長，LA含量呈先升高后降低的趨勢，且各個處理間差異極顯著(P<0.01)，T3的AA含量高于其他處理。青貯30～90 d，T0，T1，T2的NH4+-N/TN含量先升高后降低，T3的NH4+-N/TN含量持續(xù)增加；在同一青貯時期內(nèi)，T1的NH4+-N/TN最低，T3的NH4+-N/TN最高，即隨著尾菜堆放時間的延長，NH4+-N/TN含量呈增高趨勢，且各個處理間差異極顯著(P<0.01)。

表6 不同堆放時長的西蘭花尾菜青貯料的發(fā)酵品質(zhì)

由表7可知，本試驗中V-Score和Kaiser的評價結(jié)果基本一致，即隨著青貯時間的延長，各處理發(fā)酵品質(zhì)得分減小。在同一青貯時期內(nèi)，T0組的發(fā)酵品質(zhì)得分最高，T3組最低，可判定其腐敗。由此可得出，隨著堆放時間的延長，尾菜發(fā)酵品質(zhì)下降。

表7 不同處理青貯料發(fā)酵品質(zhì)評分

2.5 不同堆放時間對尾菜青貯料微生物動態(tài)變化的影響

由圖3可看出，青貯30～90 d，各個處理的乳酸菌數(shù)量顯著下降，青貯30 d時，T2處理具有最高的乳酸菌數(shù)量，為8.13 lgcfu·g-1FW，青貯60 d時，T2乳酸菌數(shù)量最低，為7.56 lgcfu·g-1FW。

圖3 不同堆放時間對尾菜青貯料微生物動態(tài)變化的影響

青貯30～90 d，T0處理的好氧細(xì)菌數(shù)量明顯下降，T1，T2處理在30～60 d呈緩慢下降趨勢，60～90 d，數(shù)量回升。較其他處理而言，T3青貯料在整個過程中細(xì)菌數(shù)量均最高。在同一青貯時期內(nèi)，30～60 d，隨著堆放時間的延長，青貯料中細(xì)菌數(shù)量呈先減少后增加的趨勢，青貯90 d，隨著堆放時間的延長，青貯料中細(xì)菌數(shù)量呈增加的趨勢，T0具有最少的細(xì)菌數(shù)量，為3.15 lgcfu·g-1FW。

在整個青貯時期內(nèi)，T3處理的真菌數(shù)量均最高。隨著青貯時間的延長，T1，T2，T3真菌數(shù)量呈減少趨勢。在青貯30 d，隨著堆放時間的延長，酵母菌和霉菌等真菌數(shù)量呈增加的趨勢；60～90 d，隨著堆放時間的延長，真菌數(shù)量呈先減少后增加的趨勢。

2.6 不同堆放時間的尾菜青貯料的硝酸鹽和亞硝酸鹽含量

由圖4可知，堆放時間對尾菜青貯料的硝酸鹽與亞硝酸鹽含量的顯著影響，隨著堆放時間的延長，硝酸鹽含量先上升后下降；而亞硝酸鹽含量呈上升趨勢；堆放1 d的青貯料的硝酸鹽含量是最高的，達(dá)到192.94 mg·kg-1；堆放3 d的青貯料的亞硝酸鹽含量是最高的，達(dá)到1.68 mg·kg-1。

圖4 尾菜青貯后硝酸鹽與亞硝酸鹽含量變化

3 討論

3.1 堆放時間及青貯時長對西蘭花尾菜飼用品質(zhì)的影響

西蘭花尾菜在堆放過程中，水分、NSC含量都呈下降趨勢。NSC主要包括WSC和淀粉，NSC含量的急劇下降與WSC和淀粉含量的減少密切相關(guān)。這是因為西蘭花采摘時機(jī)械損傷導(dǎo)致的愈傷呼吸使總的呼吸強(qiáng)度在一段時間增強(qiáng),尤其在收割后的兩天內(nèi)，可溶性糖作為植物體內(nèi)最直接的能源物質(zhì)，首先被活細(xì)胞呼吸消耗掉，而淀粉也會發(fā)生水解用于補(bǔ)充細(xì)胞在饑餓代謝過程中需要的能源[22]。WSC含量“降—升—降”的變化趨勢可能是因為尾菜堆放的0～1 d期間，細(xì)胞饑餓代謝消耗大部分WSC，1～2 d期間WSC含量有所回升是因為淀粉發(fā)生水解補(bǔ)充了一部分WSC，但隨著堆放時間的延長，淀粉水解補(bǔ)充的WSC遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于植物細(xì)胞代謝消耗掉的，故堆放2～3 d，WSC含量呈下降趨勢。淀粉因發(fā)生水解補(bǔ)充了被消耗的WSC而導(dǎo)致淀粉含量持續(xù)下降。

WSC可直接用作乳酸菌厭氧呼吸的能源物質(zhì)，而淀粉作為非結(jié)構(gòu)性碳水化合物，其被分解成可溶性糖后也能被乳酸菌利用。雖然堆放時間延長后，水分的散失導(dǎo)致DM的相對增加，卻導(dǎo)致WSC和淀粉大幅度下降，堆放時間延長并不利于青貯發(fā)酵。已有研究表明，青貯原料的可溶性碳水化合物含量應(yīng)大于干質(zhì)量的2%才有利于青貯發(fā)酵[23]。本研究中T3處理的WSC含量低于干質(zhì)量的2%，不適合直接用于青貯。

NDF和ADF的主要組分是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等結(jié)構(gòu)性碳水化合物，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，較難分解[22]。本試驗中，隨著堆放時間的延長，各處理中NDF、ADF含量有所增加，是其組分所占干物質(zhì)百分含量的增加，并不是絕對質(zhì)量的增加，究其原因是NSC，CP和淀粉等的降解而導(dǎo)致NDF，ADF等百分含量的相對增加。

CP含量在西蘭花尾菜堆放過程中整體呈下降趨勢，因為尾菜收割后，營養(yǎng)物質(zhì)由同化作用轉(zhuǎn)向分解作用，部分蛋白質(zhì)被分解成以氨基酸為主的氨化物[24]，故隨堆放時間的延長，CP含量呈降低趨勢。

隨著尾菜青貯時間的延長，其飼用品質(zhì)下降，可能是由于高水分情況下，汁液外滲造成一定營養(yǎng)損失[4]，或堆放時間過長的處理發(fā)酵初期底物不足造成pH降低緩慢，好氧細(xì)菌、梭菌等雜菌增多，好氧微生物活動旺盛分解了一部分蛋白質(zhì)等多方面因素造成的[25]。隨著青貯時間的延長，T3組各項營養(yǎng)指標(biāo)下降的最明顯，主要是因為T3組用于發(fā)酵的WSC含量最少，腐敗細(xì)菌含量最多，這些都不利于青貯發(fā)酵。

3.2 不同堆放時間對西蘭花尾菜的發(fā)酵品質(zhì)的影響

pH快速降低后有助于限制植物酶活性，減少蛋白質(zhì)降解損失，抑制產(chǎn)生高水平乙酸、丁酸的有害微生物數(shù)量[26]。因此也有用pH值來評價青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)的，認(rèn)為pH值4.2以下在玉米或其他禾本科牧草的青貯中是適宜的[27]。本試驗中青貯90 d時，T0，T1的pH值(pH值分別為4.30，4.34)雖略高于優(yōu)良青貯飼料的標(biāo)準(zhǔn)(pH值為4.2)，但乳酸占總酸的百分比較高，氨態(tài)氮與總氮的比值也最低，這點由V-Score和Kaiser評價得分中也可看出。青貯飼料的發(fā)酵評價標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)因不同青貯材料而異，這與劉瑞香等[28]報道的黃蒿的青貯特性以及何元翔等[7]報道的花椰菜尾菜青貯特性的研究結(jié)果一致。綜合感官性狀和發(fā)酵品質(zhì)評分，高水分的西蘭花尾菜可以進(jìn)行青貯，但堆放時間0～2 d為宜，因為堆放時間越久，用于發(fā)酵的底物越少、蛋白質(zhì)被分解的越多且腐敗細(xì)菌等會增加，這些不利于乳酸發(fā)酵。

3.3 不同堆放時間的西蘭花尾菜青貯微生物動態(tài)

本試驗未添加額外的乳酸菌制劑，尾菜青貯過程中用于發(fā)酵的乳酸菌皆為尾菜自身攜帶，因T3的發(fā)酵底物不充足,pH值一直處于一個比較高的狀態(tài)(pH>6),故T3的各種微生物數(shù)量相對比較高。青貯30～90 d，各個處理的乳酸菌數(shù)量呈顯著下降趨勢；青貯30 d時，T2乳酸菌數(shù)量充足，發(fā)酵初期DM和WSC相對充足，其率先降到了一個比較低的pH值(pH值為4.22)，然而較低的pH值也會抑制乳酸菌的繁殖，故其青貯60 d時乳酸菌數(shù)量較少[29]。青貯30～90 d，T1的好氧細(xì)菌數(shù)量持續(xù)下降，是因為其發(fā)酵效果較佳，pH一直處于比較低的狀態(tài)(pH值在4.0～4.4之間)，對雜菌抑制作用較強(qiáng)。真菌主要包括酵母菌和霉菌，真菌數(shù)量的多少影響開袋后的有氧穩(wěn)定性[30]。青貯30 d時，堆放時間越長的青貯料，含水量越低，其真菌數(shù)量越多；青貯料的乳酸菌數(shù)量越低，其真菌數(shù)量越高?？梢娢膊饲噘A料真菌數(shù)量與含水量、乳酸菌數(shù)量呈負(fù)相關(guān)，這點與牟林林等[31]和許能祥等[32]研究結(jié)果一致。

3.4 不同堆放時間的西蘭花尾菜青貯料的硝酸鹽和亞硝酸鹽含量

西蘭花莖葉本身含有一定量的硝酸鹽、亞硝酸鹽，收割后呼吸強(qiáng)度增加，尤其在收割后前兩天，由于機(jī)械損傷導(dǎo)致的愈傷呼吸增強(qiáng)，植物體細(xì)胞內(nèi)酶活性增加，會加速亞硝酸鹽的生成。堆放時間延長后，由于細(xì)菌繁殖活躍，細(xì)菌的硝基還原酶可將植物體內(nèi)的硝酸鹽轉(zhuǎn)變?yōu)閬喯跛猁}，且隨著蔬菜腐爛程度的增加，亞硝酸鹽的含量逐步升高[33-34]。尾菜青貯后，堆放時間最久的(T3)所含有的細(xì)菌數(shù)目最多，經(jīng)細(xì)菌的硝基酶還原的硝酸鹽也就最多，故T3組的亞硝酸鹽含量最高，達(dá)到1.68 mg·kg-1。

參照于炎湖等[35]的研究以及國家飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)[36]，硝酸鹽的允許量(以NO3-計)為≤880 mg·kg-1，亞硝酸鹽的允許量(以NaNO2計)為≤10 mg·kg-1，各處理的尾菜青貯料的硝酸鹽最大值為192.94 mg·kg-1，亞硝酸鹽含量最高，達(dá)1.68 mg·kg-1，均未超標(biāo)。

4 結(jié)論

西蘭花尾菜在堆放的3 d內(nèi)，隨著時間的延長，WSC和淀粉含量下降，其中堆放3 d(T3)的尾菜WSC含量僅為1.12%，不適合直接青貯，可知堆放時間越長越不利于青貯。隨著青貯時間的延長，各處理的發(fā)酵品質(zhì)得分降低，尾菜太高的含水量并不利于其青貯料長期保存。為了更多的保留尾菜營養(yǎng)價值，改善發(fā)酵品質(zhì)，應(yīng)選擇的尾菜青貯原料堆放時間為0～2 d。