鄧薈芬,趙文河,龍 平,劉 哲
(1.湖南省生物機電職業(yè)技術學院,湖南 長沙 410127;2.山東省德州市農產品質量檢測中心(德州市畜牧獸藥檢測中心),山東 德州 253015;3.平江縣農業(yè)農村局,湖南 平江 414500;4.韶山市畜牧獸醫(yī)水產服務中心,韶山 411300)
苧麻(Boehmeria nivea)是蕁麻科苧麻屬多年生作物[1],起源于中國中西部地區(qū)。在我國南方,高蛋白飼草缺乏,嚴重制約著畜牧業(yè)的發(fā)展。苧麻的生物產量大,蛋白質含量高,維生素含量豐富,年生物產量大,具有發(fā)展成為植物蛋白質飼料的優(yōu)勢[2]。但是,苧麻是一種傳統(tǒng)的纖維作物,含有大量的木質纖維素,不利于動物消化吸收。有效降低苧麻體內的木質纖維素成為苧麻飼用的關鍵。苧麻可在青貯過程中得到安全保存,并且在發(fā)酵過程可有效降低木質纖維素。但是,苧麻含有大量木質纖維素,工業(yè)化加工困難,動物消化吸收困難,尋求能高效降解苧麻木質纖維素的方法至關重要。青貯是對苧麻安全保存的有效方法,并且在發(fā)酵過程中可以進行木質纖維素的生物降解。青貯過程中添加纖維素酶制劑,可以降解木質纖維素含量,提高家畜利用效率[3]。
李文楊[4]等人研究發(fā)現,纖維素酶可顯著提高青貯中的可溶性碳水化合物(WSC)、粗蛋白(CP)、乙酸(LA)以及干物質(DM)的含量。張雪蕾[5]等研究表明,纖維素酶可顯著降低苧麻青貯pH 值和中性洗滌纖維(NDF)含量,使其飼用價值得到改善。李莉等添加纖維素酶對象草進行青貯,發(fā)現添加纖維素酶后顯著提高了WSC,顯著降低了NDF、ADF 和pH值[6]。甄霆等利用不同添加劑對黑麥草青貯品質進行研究,發(fā)現添加纖維素酶能夠顯著降低NDF 和ADF的含量[7]。本試驗將飼用苧麻與麥麩進行混合,使原料的含水量達到青貯要求,擬通過添加不同量的外源纖維素酶,降解混合青貯的中的粗纖維,提高苧麻青貯品質,為苧麻飼用推廣提供一定的理論依據。
本試驗選用苧麻品種湘飼纖兼用1 號,在湖南農業(yè)大學耘園基地栽培。2018 年5 月2 日收獲,株高60 cm 左右,全株切碎至1~2 cm 備用。
麥麩由臨泉縣金禾面粉有限公司生產,蔗糖購自湖北惠林食品有限公司。
纖維素酶(10 000 U·g-1)由湖南尤特爾生化有限公司生產。
本試驗采用單因素完全隨機設計,分為4 個處理組,分別為添加蒸餾水10 mL 作為對照(Ⅰ),添加纖維素酶1g/kg(Ⅱ),添加纖維素酶2g/kg(Ⅲ),添加纖維素酶3g/kg(Ⅳ),每組6 個重復,纖維素酶溶解于10 mL 蒸餾水中后進行添加。
1.3.1 試驗設計
將苧麻與麥麩按比例(80%苧麻+18%麥麩+2%蔗糖)混合后,按照試驗方案,將不同添加量的纖維素酶分別溶于蒸餾水,均勻噴灑在青貯料上,攪拌均勻。用聚乙烯真空袋進行青貯,每袋300 g,6 個重復,青貯在室溫條件下進行,于發(fā)酵30 d 后開包檢測。
1.3.2 感官評定
試驗30 d 后將青貯開封,用四分法取出樣品,對樣品顏色、莖葉結構狀態(tài)、氣味進行觀察并記錄。青貯飼料的發(fā)酵品質依據德國農業(yè)協(xié)會青貯感官評分法進行評價,評分標準見表1[8]。
表1 青貯飼料感官評定標準
1.3.3 營養(yǎng)成分及青貯品質測定
參照《飼料分析及飼料質量檢測技術(第4 版)》方法進行干物質(Dry matter,DM)、粗脂肪(Ether extract,EE)、粗蛋白(Crude protein,CP)含量檢測[9]。可溶性碳水化合物(Water-soluble carbohydrates,WSC)利用蒽酮比色法[10]進行測定。酸性洗滌纖維(Acid detergent fiber,ADF)、中性洗滌纖維(Neutral detergent fiber, NDF)、酸性洗滌木質素(Acid detergent lignin,ADL)含量利用范氏洗滌纖維法[11]進行測定。
pH 值利用pH 計(雷磁PHS-3C型)進行測定[12];采用苯酚-次氯酸比色法對氨態(tài)氮(Ammoniacal nitrogen,NH3-N)進行測定[13];氣相色譜法測定揮發(fā)性脂肪酸(Volatile FattyAcid,VFA)[14];各處理評分參照VScore 評分體系及V- Score 分數分配計算標準[15]。
由表2 可知,對照組得分15 分,處理Ⅰ組得分18 分,處理Ⅱ組和處理Ⅲ組得分均為19 分。3 個處理組青貯飼料等級為優(yōu),對照組為良;與對照組相比較,在氣味上來看,3 個處理組苧麻青貯飼料都有較重的香味;從結構上來看,對照組及處理組的青貯苧麻莖葉結構完整,無黏結成塊現象;從顏色上來看,3 個處理組青貯飼料顏色和青貯前的顏色較為接近,優(yōu)于對照組。
表2 各處理苧麻青貯飼料感官評分差異比較
由表3 可知,與對照組相比,處理Ⅰ組、Ⅱ組、Ⅲ組三個處理組的DM含量、WSC 含量和CP 含量比對照組顯著升高(P<0.05);處理Ⅰ組、Ⅱ組、Ⅲ組三個組的NDF 和ADF 含量比對照組顯著降低(P<0.05),處理Ⅱ組和處理Ⅲ組兩個處理組的NDF和ADF 含量比處理Ⅰ組顯著降低(P<0.05);與對照相比,處理Ⅰ組、Ⅱ組、Ⅲ組三個組的ADL 含量顯著降低(P<0.05);與對照相比,處理Ⅰ組、Ⅱ組、Ⅲ組三個組的CF 含量顯著降低(P<0.05)。
表3 各處理青貯飼料營養(yǎng)成分含量
由表4 可知,對照組及各處理組pH 值都小于4.2,符合優(yōu)良青貯的要求;處理Ⅰ組、Ⅱ組、Ⅲ組三個組的LA 含量比對照組顯著增加(P<0.05);三個處理組的AA 含量比對照組顯著降低(P<0.05);三個處理組與對照組的PA 含量無顯著差異;對照組及各處理組中均未檢測到BA;處理Ⅰ組、Ⅱ組、Ⅲ組三個處理組的NH3-N/TN 值比對照組顯著降低(P<0.05);三個處理組AA+PA 含量均低于0.6%,NH3-N/TN 值低于6%,且沒有檢測到BA,通過計算V-Score 評分都高于95 分,其中處理Ⅱ組得分最高,青貯品質最好。
表4 各處理青貯飼料發(fā)酵品質比較
人們通常以青貯中營養(yǎng)成分含量作為衡量其品質的重要指標。我們的研究發(fā)現,與對照組相比較,添加纖維素酶三個處理組的DM含量有了顯著提高。這與馬慧[16]等的研究結果一致。三個處理組的WSC 含量比對照組顯著提高,說明青貯中添加纖維素酶可以增加WSC 的含量。鄭曉靈等[17]研究也表明纖維素酶可顯著提高甘蔗梢青貯中的WSC含量。與對照組相比較,三個處理組的CP 含量都有了顯著的提高,這與花梅[18]等的研究結果一致。李莉[6]等研究發(fā)現添加0.05%纖維素酶對象草進行青貯可以降低ADF 和NDF 的含量,但是效果不顯著,推測與添加量較少有關。
纖維素酶有降解NDF 和ADF 的作用,可以把植物細胞壁的纖維素分解為單糖和雙糖[19],促進了木質纖維素的分解,為青貯發(fā)酵提供了更多的底物。我們的研究表明,與對照組相比,3 個處理組LA 含量顯著升高,AA 和NH3-N/TN 值顯著降低。魏曉斌[20]等利用纖維素酶對苜蓿進行青貯,研究發(fā)現纖維素酶苜對苜蓿原料可溶性糖不足有很好的彌補作用,顯著提高LA 含量,顯著降低AA 含量。王玉榮[21]等研究表明,在稻秸青貯發(fā)酵過程中添加纖維素酶可以顯著降低NH3-N/TN 值,與我們的研究結果基本一致。
我們還發(fā)現,與處理組Ⅰ相比較,處理組Ⅱ和處理組Ⅲ的ADF 和NDF 含量顯著降低,但是處理組Ⅱ與處理組Ⅲ之間無顯著差異。推測纖維素添加量在一定范圍內對ADF 和NDF 的降解呈正相關,但超過一定值后無顯著影響。
添加纖維素酶可降解木質纖維素,提高LA 含量,降低AA 含量和NH3-N/TN 值,從而提高苧麻青貯的發(fā)酵品質、營養(yǎng)品質。從木質纖維素的降解效果和經濟效益角度出發(fā),纖維素酶試驗的添加量以2 g/kg 為最佳處理。