周曉康 張 潔 張男吉 顧啟超 鄭一民 麻艷群 鄒彩霞

(廣西大學(xué)動物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，南寧 530003)

隨著我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，人們對動物產(chǎn)品的需求日益增長，“人畜爭糧”矛盾日益加劇。反芻動物對粗飼料的適應(yīng)比較廣泛，加快發(fā)展反芻動物“節(jié)糧型”畜牧業(yè)有助于緩解“人畜爭糧”矛盾。優(yōu)質(zhì)粗飼料資源短缺是制約反芻動物高效養(yǎng)殖的主要因素，為促進(jìn)反芻動物生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展，開發(fā)青綠飼料資源的飼料化技術(shù)非常關(guān)鍵，而青貯飼料具有能長期保存、適口性好等優(yōu)點(diǎn)，可作為反芻動物飼料的第一選擇，能有效降低畜牧業(yè)的用糧量。

廣西地區(qū)非常規(guī)飼料資源豐富，如全株甘蔗、甘蔗尾、桑葉等，但這些飼料資源長期未得到合理利用。不能用于榨糖的次品全株甘蔗可以作為粗飼料的替代品，全株甘蔗的特點(diǎn)是可溶性碳水化合物和纖維含量高，直接飼喂會造成較低的攝入量和消化率[1]；甘蔗尾是甘蔗的主要副產(chǎn)品，由甘蔗收獲后遺棄的頂部2～3個枝節(jié)及其附帶的枝葉組成，其蛋白質(zhì)含量低，具有季節(jié)積累性[2]；桑葉的粗蛋白質(zhì)和水分含量高，易腐敗變質(zhì)，難以長期儲存[3]。同時，由于粗蛋白質(zhì)含量較高的青綠飼料緩沖能較高，單獨(dú)青貯效果較差。如果能將廣西地區(qū)的非常規(guī)飼料以青貯方式調(diào)配成質(zhì)地柔軟、營養(yǎng)價值全面、適口性好的優(yōu)質(zhì)青貯飼料，不僅能保證優(yōu)質(zhì)粗飼料的全年供給和提高當(dāng)?shù)胤浅Ｒ?guī)飼料資源的利用率，還能促進(jìn)當(dāng)?shù)亍肮?jié)糧型”畜牧業(yè)的發(fā)展。因此，深入開展廣西地區(qū)非常規(guī)飼料資源的混合青貯研究尤為重要。

研究表明，桑葉表面附著的乳酸菌數(shù)量很低[4]，伴隨其高蛋白質(zhì)和高緩沖能的特性，單獨(dú)青貯難以成功。甘蔗是廣西地區(qū)特種經(jīng)濟(jì)作物，主要用于榨糖行業(yè)，但當(dāng)?shù)貦C(jī)械化程度較低，其收集、運(yùn)輸?shù)冗^程也比較困難，導(dǎo)致次品全株甘蔗和甘蔗尾田間滯留或丟棄，造成資源浪費(fèi)。一般來講，甘蔗在青貯過程中，其高可溶性碳水化合物含量往往導(dǎo)致青貯飼料具有高乙醇含量，增加干物質(zhì)損失并降低其營養(yǎng)價值；甘蔗尾具備可觀的可溶性碳水化合物含量，并且其植株表面附著可觀的乳酸菌數(shù)量，超過5.0 lg(CFU/g FM)[5]。然而，甘蔗和甘蔗尾由于纖維含量高導(dǎo)致適口性差，降低了動物對其的利用率，與桑葉混合青貯可改善其利用效率，并且甘蔗(尾)提供額外的乳酸菌數(shù)量和可溶性碳水化合物，同時降低混合青貯原料的的緩沖能，使pH迅速降低，以抑制蛋白質(zhì)的水解，從而達(dá)到改善飼料整體營養(yǎng)價值和適口性的目的。

由于粗蛋白質(zhì)含量較高的青綠飼料緩沖能較高，單獨(dú)青貯效果較差，能否通過與含糖量較高的青綠飼料混合青貯以調(diào)節(jié)青貯原料中的粗蛋白質(zhì)和糖分含量，進(jìn)而調(diào)制成質(zhì)地柔軟、營養(yǎng)價值全面、適口性好的優(yōu)質(zhì)青貯飼料呢？我們設(shè)想甘蔗(尾)與桑葉混合青貯可能具有潛在的優(yōu)勢：1)甘蔗尾和甘蔗可提供足夠的可溶性碳水化合物來促進(jìn)發(fā)酵；2)桑葉可提供蛋白質(zhì)，增加飼料中粗蛋白質(zhì)含量和平衡飼料營養(yǎng)結(jié)構(gòu)；3)混合青貯可能對發(fā)酵微生物具有協(xié)同作用[6]。甘蔗和甘蔗尾的可溶性碳水化合物、粗纖維、粗蛋白質(zhì)等含量不同，對混合青貯飼料的青貯品質(zhì)和營養(yǎng)結(jié)構(gòu)改善程度可能不同。因此，本試驗(yàn)分別探討甘蔗尾與桑葉、甘蔗與桑葉混合青貯對其青貯品質(zhì)、營養(yǎng)價值和有氧穩(wěn)定性的影響，為當(dāng)?shù)馗收?、甘蔗尾與桑葉混合青貯飼料的實(shí)際應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 試驗(yàn)1：甘蔗尾與桑葉混合青貯對其青貯品質(zhì)的影響

青貯前采樣：桑葉(桂桑優(yōu)12號)采自廣西大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院牧場試驗(yàn)基地；甘蔗尾(桂糖11號)采自廣西大學(xué)生命科學(xué)院的試驗(yàn)基地。上述新鮮原料采集時間為2018年12月24日，其營養(yǎng)特性和主要微生物數(shù)量見表1。

表1 新鮮甘蔗尾和桑葉的營養(yǎng)特性和主要微生物數(shù)量Table 1 Nutritional characteristics and microbial counts of fresh sugarcane top and mulberry leaf

1.1.2 試驗(yàn)2：甘蔗與桑葉混合青貯對其青貯品質(zhì)的影響

青貯前采樣：桑葉(桂桑優(yōu)12號)采自廣西大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院桑葉試驗(yàn)基地；甘蔗(桂糖11號)采自廣西大學(xué)生命科學(xué)院的試驗(yàn)基地。上述新鮮原料采集時間為2019年10月19日，其營養(yǎng)特性和主要微生物數(shù)量見表2。

表2 新鮮甘蔗和桑葉的營養(yǎng)特性和主要微生物數(shù)量Table 2 Nutritional characteristics and microbial counts of fresh sugarcane and mulberry leaf

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)1：將甘蔗尾和桑葉切碎至長度2 cm左右，桑葉和甘蔗尾采用5種混合比例，每個混合比例設(shè)5個重復(fù)，甘蔗尾占比vs桑葉占比分別為100∶0(甘蔗尾組)、75∶25(75%甘蔗尾組)、50∶50(50%甘蔗尾組)、25∶75(25%甘蔗尾組)、0∶100(桑葉1組)。將青貯原料充分混勻，裝入2.5 L塑料罐中并壓實(shí)(密度≥616 kg/m3FM)，密封，青貯255 d。有氧暴露采樣時間點(diǎn)分別為有氧暴露第0、1、2、3、4、5、6、7天。

試驗(yàn)2：將甘蔗和桑葉切碎至長度2 cm左右，桑葉和甘蔗采用5種混合比例，每個混合比例設(shè)5個重復(fù)，甘蔗占比vs桑葉占比分別為100∶0(甘蔗組)、75∶25(75%甘蔗組)、50∶50(50%甘蔗組)、25∶75(25%甘蔗組)、0∶100(桑葉2組)。將青貯原料充分混勻，裝入2.5 L塑料罐中并壓實(shí)(密度≥616 kg/m3FM)，密封，青貯255 d。有氧暴露采樣時間點(diǎn)分別為有氧暴露第0、2、4、6、8、10、12、14天。

1.3 指標(biāo)測定

1.3.1 常規(guī)營養(yǎng)成分含量測定

干物質(zhì)(DM)含量參考張麗英[7]的方法測定；粗蛋白質(zhì)含量(CP)采用凱氏定氮儀測定；中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維(ADF)含量參考Van Soest[8]的方法測定；半纖維素(HC)為中性洗滌纖維與酸性洗滌纖維之差；粗纖維(CF)含量參考GB/T 6434—2005仲裁法測定[9]；粗灰分(Ash)含量在馬弗爐中550 ℃燃燒5 h后測定；有機(jī)物(OM)含量為100減去粗灰分百分含量；可溶性碳水化合物(WSC)含量參考Murphy[10]的方法測定；緩沖容量( BC)參考姜軍等[11]的方法測定。青貯損失計(jì)算公式如下：

青貯損失(%)=100×[青貯后罐重(g)-青貯前罐重(g)]/[青貯前罐重(g)-青貯空罐重(g)]。

1.3.2 發(fā)酵參數(shù)測定

pH：參考文獻(xiàn)[12]的方法采用pH計(jì)測定。

氨態(tài)氮(NH3-N)含量：參考Broderick等[13]的方法測定。

乳酸(LA)含量：參考Pryce[14]的方法測定。

乙酸(AA)、丙酸(PA)、丁酸(BA)和乙醇含量：參考Erwin等[15]的方法測定。

1.3.3 主要微生物數(shù)量

乳酸菌、腸桿菌、酵母菌和霉菌數(shù)量：采用平板計(jì)數(shù)法測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

所有數(shù)據(jù)分析在R語言(版本4.1)中進(jìn)行，乳酸菌、腸桿菌、酵母菌和霉菌數(shù)量通過lg (n+1)(CFU/g)進(jìn)行轉(zhuǎn)換(n=菌群形成單位數(shù)量)。數(shù)據(jù)分析過程，首先通過Excel 2020對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，然后導(dǎo)入R語言中，不同處理和不同有氧暴露時間點(diǎn)利用“aov”函數(shù)進(jìn)行方差分析，事后檢驗(yàn)利用“agricolae”軟件包進(jìn)行圖基(Tukey)檢驗(yàn)，新鮮原料對比采用“t-test”函數(shù)進(jìn)行雙樣本t檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 甘蔗尾與桑葉混合青貯對其青貯品質(zhì)的影響

2.1.1 甘蔗尾與桑葉混合青貯對其常規(guī)營養(yǎng)成分含量和青貯損失的影響

由表3可知，甘蔗尾與桑葉混合比例對粗蛋白質(zhì)、可溶性碳水化合物、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、半纖維素、有機(jī)物、粗灰分、粗纖維含量有顯著影響(P<0.05)。粗蛋白質(zhì)含量隨桑葉占比的降低而顯著降低(P<0.05)，最低為57.30 g/kg DM，最高為162.15 g/kg DM。甘蔗尾組的可溶性碳水化合物含量顯著高于其他試驗(yàn)組(P<0.05)，而其他試驗(yàn)組之間無顯著差異(P>0.05)。甘蔗尾組的酸性洗滌纖維、半纖維素和粗纖維含量顯著高于桑葉1組和50%甘蔗尾組(P<0.05)，中性洗滌纖維含量則顯著高于其他試驗(yàn)組(P<0.05)。此外，除甘蔗尾組與75%甘蔗尾組的酸性洗滌纖維含量差異不顯著(P>0.05)外，酸性洗滌纖維含量隨甘蔗尾占比的降低而顯著降低(P<0.05)。甘蔗尾組的有機(jī)物含量顯著高于其他試驗(yàn)組(P<0.05)。此外，桑葉1組的粗灰分含量為167.35 g/kg DM，顯著高于其他試驗(yàn)組(P<0.05)，而甘蔗尾組的粗灰分含量最低，為84.43 g/kg DM，而50%甘蔗尾組和25%甘蔗尾組之間粗灰分含量沒有顯著差異(P>0.05)。

表3 甘蔗尾與桑葉混合青貯對其常規(guī)營養(yǎng)成分含量和青貯損失的影響Table 3 Effects of mixed silage of sugarcane top and mulberry leaf on its conventional nutrient contents and SL

2.1.2 甘蔗尾與桑葉混合青貯對其發(fā)酵參數(shù)和主要微生物數(shù)量的影響

由表4可知，75%甘蔗尾組的pH為5.13，且顯著高于其他試驗(yàn)組(P<0.05)。甘蔗尾組的氨態(tài)氮含量最低，為6.02 g/kg DM，顯著低于其他試驗(yàn)組(P<0.05)，而除25%甘蔗尾組的其他試驗(yàn)組之間差異不顯著(P>0.05)。桑葉1組的乳酸含量顯著高于其他試驗(yàn)組(P<0.05)，甘蔗尾組的乳酸含量最低，為3.88 g/kg DM，然而甘蔗尾組和75%甘蔗尾組之間沒有顯著差異(P>0.05)；相比之下，50%甘蔗尾組的乳酸含量比25%甘蔗尾組更高(P<0.05)，而25%甘蔗尾組與75%甘蔗尾組之間差異不顯著(P>0.05)。甘蔗尾組的乙醇含量最高，為1.96 g/kg DM，顯著高于50%甘蔗尾組、25%甘蔗尾組和桑葉1組(P<0.05)；75%甘蔗尾組的乙醇含量次之，為1.21 g/kg DM，而桑葉1組的乙醇含量最低，為0.26 g/kg DM。桑葉1組具有最高的乙酸含量，為10.71 g/kg DM，而甘蔗尾組的乙酸含量最低，為1.54 g/kg DM，顯著低于其他試驗(yàn)組(P<0.05)。丙酸含量以桑葉1組最高，為3.04 g/kg DM，甘蔗尾組的丙酸含量最低，為0.25 g/kg DM，顯著低于其他試驗(yàn)組(P<0.05)。桑葉1組和25%甘蔗尾組的丁酸含量分別為5.00和4.67 g/kg DM，而甘蔗尾組的丁酸含量為2.97 g/kg DM，顯著低于桑葉1組和25%甘蔗尾組(P<0.05)。

表4 甘蔗尾和桑葉混合青貯對其發(fā)酵參數(shù)和主要微生物數(shù)量的影響Table 4 Effects of mixed silage of sugarcane top and mulberry leaf on its fermentation parameters and main microbial counts

各試驗(yàn)組之間乳酸菌數(shù)量差異不顯著(P>0.05)。75%甘蔗尾組的腸桿菌數(shù)量顯著高于其他試驗(yàn)組(P<0.05)，25%甘蔗尾組的腸桿菌數(shù)量顯著高于桑葉1組(P<0.05)；然而，甘蔗尾組和50%甘蔗尾組腸桿菌數(shù)量均為0。僅75%甘蔗尾組檢測到酵母菌，為0.43 lg(CFU/g FM)，顯著高于其他試驗(yàn)組(P<0.05)。桑葉1組中未檢測到霉菌，75%甘蔗尾組的霉菌數(shù)量最高，為0.72 lg(CFU/g FM)，但與甘蔗組和25%甘蔗尾組沒有顯著差異(P>0.05)。

2.1.3 有氧暴露對甘蔗尾與桑葉混合青貯發(fā)酵參數(shù)的影響

由表5可知，有氧暴露后，甘蔗尾組和75%甘蔗尾組的pH先小幅度增加而后降低。有氧暴露前4 d內(nèi)，桑葉1組、50%甘蔗尾組和25%甘蔗尾組的pH增長幅度不大，有氧暴露4 d之后pH急速增加，其中桑葉1組的增長速率最高，25%甘蔗尾組增長速率最低。盡管75%甘蔗尾組初始pH最高，但甘蔗尾組和75%甘蔗尾組的pH變化最穩(wěn)定，桑葉1組和50%甘蔗尾組的pH變化最不穩(wěn)定，尤其是有氧暴露第4～7天。此外，有氧暴露前4 d內(nèi)，75%甘蔗尾組的pH均顯著高于其他試驗(yàn)組(P<0.05)；有氧暴露前6 d內(nèi)，甘蔗尾組的pH顯著低于其他試驗(yàn)組(P<0.05)。此外，在有氧暴露階段，甘蔗尾組的氨態(tài)氮含量變化較小且低于其他試驗(yàn)組。25%甘蔗尾組的氨態(tài)氮含量波動較大。隨著有氧暴露時間增加，桑葉1組的氨態(tài)氮含量整體呈現(xiàn)上升趨勢，且在有氧暴露第7天達(dá)到最大值。相比之下，75%甘蔗尾組和50%甘蔗尾組的氨態(tài)氮含量在有氧暴露第2天達(dá)到最低值。此外，隨著有氧暴露時間增加，桑葉1組的乳酸含量整體呈現(xiàn)下降趨勢。在有氧暴露階段，50%甘蔗尾組、25%甘蔗尾組和桑葉1組的乳酸含量整體高于75%甘蔗尾組和甘蔗尾組，其中25%甘蔗尾組的乳酸含量先增加后降低再增加且波動較大。在有氧暴露第3天，甘蔗尾組的乳酸含量達(dá)到最高值，整體呈現(xiàn)先增加后降低。相比之下，在有氧暴露第3天75%甘蔗尾組的乳酸含量達(dá)到最低值。

表5 有氧暴露對甘蔗尾與桑葉混合青貯pH、氨態(tài)氮和乳酸含量的影響Table 5 Effects of aerobic exposure on pH, NH3-N and LA contents in mixed silage of sugarcane top and mulberry leaf g/kg DM

由表6可知，在有氧暴露3 d內(nèi)，75%甘蔗尾組的乙醇含量逐漸增加，然后降低至有氧暴露第5天，之后又逐漸增加；此外，甘蔗尾組的乙醇含量在有氧暴露第1～2天急劇下降(P<0.05)，隨后略微升高，但在整個有氧暴露時期整體呈現(xiàn)降低趨勢。在有氧暴露前6 d內(nèi)，甘蔗尾組的乙酸含量變化不大，而在有氧暴露第7天則顯著增加(P<0.05)。此外，在有氧暴露前3 d內(nèi)，75%甘蔗尾組的乙酸含量顯著增加(P<0.05)，隨后顯著降低至有氧暴露第5天(P<0.05)，然后呈現(xiàn)增長趨勢，而桑葉1組的乙酸含量變化趨勢和75%甘蔗尾組類似。類似地，有氧暴露前4 d內(nèi)，50%甘蔗尾組和25%甘蔗尾組的乙酸含量顯著增加(P<0.05)，隨后降低。盡管甘蔗尾組的丙酸含量在有氧暴露期間有顯著性波動(P<0.05)，但其波動范圍很小。相比之下，在有氧暴露前4 d內(nèi)，50%甘蔗尾組和25%甘蔗尾組的丙酸含量呈現(xiàn)增加趨勢，而75%甘蔗尾組更是增加至有氧暴露第6天。此外，在有氧暴露前2 d內(nèi)，桑葉1組的丙酸含量持續(xù)增加，隨后降低至有氧暴露第4天，然后逐漸升高。在有氧暴露3 d內(nèi)，桑葉1組和50%甘蔗尾組的丁酸含量持續(xù)增加，隨后逐漸降低至有氧暴露第5天。相比之下，在有氧暴露階段75%甘蔗尾組的丁酸含量一直呈現(xiàn)增加趨勢。

表6 有氧暴露對甘蔗尾和桑葉混合青貯乙醇和短鏈脂肪酸含量的影響Table 6 Effects of aerobic exposure on ethanol and short-chain fatty acid contents in mixed silage of sugarcane top and mulberry leaf g/kg DM

2.1.4 有氧暴露對甘蔗尾與桑葉混合青貯主要微生物數(shù)量的影響

由表7可知，在有氧暴露階段，50%甘蔗尾組的乳酸菌數(shù)量呈現(xiàn)增長趨勢，而甘蔗尾組和桑葉1組的乳酸菌數(shù)量呈現(xiàn)下降趨勢；此外，觀測到75%甘蔗尾組和25%甘蔗尾組的乳酸菌數(shù)量整體呈現(xiàn)增長趨勢；與其他試驗(yàn)組相比，桑葉1組和50%甘蔗尾組的乳酸菌數(shù)量波動最明顯。甘蔗尾組僅在有氧暴露第6天檢測到腸桿菌，而25%甘蔗尾組僅在有氧暴露第1天檢測到腸桿菌。在有氧暴露3 d后，桑葉1組、75%甘蔗尾組和50%甘蔗尾組的腸桿菌數(shù)量呈現(xiàn)快速增長趨勢。相反，在有氧暴露前3 d內(nèi)，25%甘蔗尾組和75%甘蔗尾組的腸桿菌數(shù)量快速降低。在有氧暴露第1～3天，75%甘蔗尾組酵母數(shù)量從0顯著增加到1.55 lg(CFU/g FM)(P<0.05)；在有氧暴露階段，甘蔗尾組的酵母菌數(shù)量均為0。在有氧暴露階段，50%甘蔗尾組和25%甘蔗尾組的霉菌數(shù)量呈現(xiàn)增長趨勢。在有氧暴露第3天，桑葉1組的霉菌數(shù)量達(dá)到最低點(diǎn)，隨后一直增加。

表7 有氧暴露對甘蔗尾和桑葉混合青貯主要微生物數(shù)量的影響Table 7 Effects of aerobic exposure on main microbial counts in mixed silage of sugarcane top and mulberry leaf lg(CFU/g FM)

2.2 甘蔗與桑葉混合青貯對其青貯品質(zhì)的影響

2.2.1 甘蔗與桑葉混合青貯對其常規(guī)營養(yǎng)成分含量的影響

由表8可知，除粗纖維之外，甘蔗與桑葉混合比例對其他常規(guī)營養(yǎng)成分含量以及青貯損失均有顯著影響(P<0.05)。桑葉2組的干物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)和粗灰分含量顯著高于甘蔗組(P<0.05)，除此之外的其他試驗(yàn)組的干物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)和粗灰分含量隨著桑葉占比的增加而增加，但50%甘蔗組和25%甘蔗組的干物質(zhì)含量差異不顯著(P>0.05)。甘蔗組的可溶性碳水化合物、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、半纖維素和有機(jī)物含量顯著高于桑葉2組(P<0.05)。對于酸性洗滌纖維含量，75%甘蔗組、50%甘蔗組和25%甘蔗組之間均沒有顯著差異(P>0.05)。中性洗滌纖維含量隨著桑葉占比的增加而降低。半纖維素和可溶性碳水化合物含量在50%甘蔗組和25%甘蔗組之間沒有顯著差異(P>0.05)。甘蔗組的青貯損失顯著高于除25%甘蔗組之外的其他試驗(yàn)組(P<0.05)，以50%甘蔗組的青貯損失最低，為3.29%。各試驗(yàn)組之間粗纖維含量沒有顯著差異(P>0.05)。

表8 甘蔗與桑葉混合青貯對其常規(guī)營養(yǎng)成分含量和青貯損失的影響Table 8 Effects of mixed silage of sugarcane and mulberry leaf on its conventional nutrient contents and SL

2.2.2 甘蔗與桑葉混合青貯對其發(fā)酵參數(shù)和主要微生物數(shù)量的影響

由表9可知，甘蔗組、75%甘蔗組和25%甘蔗組的pH均低于4，桑葉2組的pH為4.91，并顯著高于其他試驗(yàn)組(P<0.05)，而甘蔗組的pH最低，為3.39。桑葉2組的氨態(tài)氮含量高達(dá)30.11 g/kg DM，顯著高于其他試驗(yàn)組(P<0.05)，而甘蔗組的氨態(tài)氮含量最低。50%甘蔗組和25%甘蔗組的乳酸含量分別為24.37和23.3 g/kg DM，且顯著高于桑葉2組(P<0.05)。僅有甘蔗組的乙醇含量超過9 g/kg DM，桑葉2組和25%甘蔗組的乙醇含量較低，分別為1.92和2.29 g/kg DM，而75%甘蔗組的乙醇含量為4.72 g/kg DM。50%甘蔗組的乙酸含量為14.30 g/kg DM，顯著高于其他試驗(yàn)組(P<0.05)，桑葉2組的乙酸含量最低，為7.64 g/kg DM。桑葉2組的丙酸含量為5.10 g/kg DM，顯著高于其他試驗(yàn)組(P<0.05)，而甘蔗組的丙酸含量最低，未超過0.5 g/kg DM。25%甘蔗組和50%甘蔗組的丁酸含量較高，均超過10 g/kg DM，且均顯著高于甘蔗組、75%甘蔗組和桑葉2組(P<0.05)。

表9 甘蔗和桑葉混合青貯對其發(fā)酵參數(shù)和主要微生物數(shù)量的影響Table 9 Effects of mixed silage of sugarcane and mulberry leaf on its fermentation parameters and main microbial counts

75%甘蔗組乳酸菌數(shù)量為1.52 lg(CFU/g FM)，顯著低于其他試驗(yàn)組(P<0.05)。相比之下，桑葉2組、50%甘蔗組和25%甘蔗組之間乳酸菌數(shù)量沒有顯著差異(P>0.05)，并均顯著高于甘蔗組和75%甘蔗組(P<0.05)。僅在桑葉2組中檢測到腸桿菌。在甘蔗組和桑葉2組中未檢測出酵母菌，25%甘蔗組的酵母菌數(shù)量為2.95 lg(CFU/g FM)，顯著高于其他試驗(yàn)組(P<0.05)，同時50%甘蔗組酵母菌數(shù)量顯著低于75%甘蔗組(P<0.05)。甘蔗組的霉菌數(shù)量顯著高于75%甘蔗組和50%甘蔗組(P<0.05)，但與桑葉2組和25%甘蔗組差異不顯著(P>0.05)。75%甘蔗組的霉菌數(shù)量為0.10 lg(CFU/g FM)，顯著低于桑葉2組(P<0.05)，但與50%甘蔗組和25%甘蔗組差異不顯著(P>0.05)。

2.2.3 有氧暴露對甘蔗與桑葉混合青貯發(fā)酵參數(shù)的影響

由表10可知，有氧暴露階段，甘蔗組和75%甘蔗組的pH整體呈現(xiàn)增長趨勢，而在有氧暴露前4 d內(nèi)，25%甘蔗組的pH增長最快。在有氧暴露階段，桑葉2組的pH均顯著高于50%甘蔗組(P<0.05)，且它們的pH隨著有氧暴露時間增加趨于穩(wěn)定。桑葉2組、50%甘蔗組和25%甘蔗組的氨態(tài)氮含量隨著有氧暴露時間增加而增加，且桑葉占比越高氨態(tài)氮含量越高；相反，甘蔗組和75%甘蔗組的氨態(tài)氮含量則隨有氧暴露時間的增加而降低。

表10 有氧暴露對甘蔗和桑葉混合青貯pH、氨態(tài)氮和乳酸含量的影響Table 10 Effects of aerobic exposure on pH, NH3-N and LA contents in mixed silage of sugarcane and mulberry leaf

由表11可知，在有氧暴露前4 d內(nèi)，75%甘蔗組的乙醇含量略微增加，然后隨著有氧暴露時間的增加而顯著下降(P<0.05)，而50%甘蔗組和25%甘蔗組的乙醇含量變化趨勢與之類似；在有氧暴露階段，甘蔗組的乙醇含量隨著有氧暴露時間的增加整體呈下降趨勢；在有氧暴露8 d后，桑葉2組的乙醇含量顯著增加(P<0.05)。甘蔗組的乙酸含量在有氧暴露第8天降低至1.0 g/kg DM以下，而在有氧暴露階段，桑葉2組的乙酸含量隨著有氧暴露時間的增加持續(xù)增加。在有氧暴露第6天，75%甘蔗組的乙酸含量達(dá)到最高值，隨后顯著下降(P<0.05)。盡管甘蔗組和75%甘蔗組的丙酸含量在有氧暴露期間有顯著性波動(P<0.05)，但其波動范圍很小。在有氧暴露前8 d內(nèi)，75%甘蔗組和甘蔗組的丁酸含量沒有顯著變化(P>0.05)，而在有氧暴露8 d后，甘蔗組的丁酸含量顯著減少(P<0.05)。除第2和6天，在整個有氧暴露階段，桑葉2組的丁酸含量顯著增加(P<0.05)。

表11 有氧暴露對甘蔗和桑葉混合青貯乙醇和短鏈脂肪酸含量的影響Table 11 Effects of aerobic exposure on ethanol and short-chain fatty acid contents in mixed silage of sugarcane and mulberry leaf g/kg DM

2.2.4 有氧暴露對甘蔗與桑葉混合青貯主要微生物數(shù)量的影響

由表12可知，有氧暴露第0～6天，甘蔗組和75%甘蔗組的乳酸菌數(shù)量顯示增長趨勢，然后隨有氧暴露時間的增加而降低。桑葉2組和25%甘蔗組乳酸菌數(shù)量變化類似，在有氧暴露前2 d小幅度降低，然后隨著有氧暴露時間的增加而增加。相比之下，在有氧暴露階段，50%甘蔗組的乳酸菌數(shù)量呈現(xiàn)小幅降低趨勢。桑葉2組的腸桿菌數(shù)量在有氧暴露第2天降低至0，而其他試驗(yàn)組在整個有氧暴露階段均為0。此外，在有氧暴露第4 天，甘蔗組、桑葉2組和75%甘蔗組的酵母菌數(shù)量顯著增加(P<0.05)，甘蔗組和75%甘蔗組的酵母菌數(shù)量隨著有氧暴露時間的增加而趨于穩(wěn)定，相比之下，在有氧暴露第4天，桑葉2組的酵母菌數(shù)量降低至1.5 lg(CFU/g FM)左右。在有氧暴露4 d后，各試驗(yàn)組的霉菌數(shù)量開始呈現(xiàn)增加趨勢，且甘蔗組和75%甘蔗組增加最快。此外，在有氧暴露第4天，各試驗(yàn)組均未檢測到霉菌；在有氧暴露第8天，甘蔗組和75%甘蔗組的霉菌數(shù)量顯著高于其他試驗(yàn)組(P<0.05)。

表12 有氧暴露對甘蔗和桑葉混合青貯主要微生物數(shù)量的影響Table 12 Effects of aerobic exposure on main microbial counts in mixed silage of sugarcane and mulberry leaf lg(CFU/g FM)

3 討 論

3.1 甘蔗(尾)和桑葉新鮮材料的特性

本試驗(yàn)對新鮮甘蔗、甘蔗尾和桑葉的營養(yǎng)特性和主要微生物數(shù)量進(jìn)行了測定，結(jié)果顯示試驗(yàn)2中新鮮桑葉的粗蛋白質(zhì)含量為234.4 g/kg DM，與黃傳書等[16]報(bào)道的數(shù)據(jù)相當(dāng)，但試驗(yàn)1中新鮮桑葉的粗蛋白質(zhì)和可溶性碳水化合物含量低于該報(bào)道，因?yàn)樵囼?yàn)1的桑葉在冬季(1月份)采集，表現(xiàn)部分桑褐斑，進(jìn)而影響其營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，可溶性碳水化合物含量對青貯飼料的發(fā)酵非常重要，大于50 g/kg DM的可溶性碳水化合物含量是達(dá)到青貯飼料的最低需要。但試驗(yàn)1在1月份采集的新鮮桑葉的可溶性碳水化合物含量低于15 g/kg DM，因此不足以滿足青貯過程所需的可溶性碳水化合物。

總體而言，新鮮甘蔗、甘蔗尾和桑葉的乳酸菌數(shù)量在1～5 lg(CFU/g FM)，而酵母菌數(shù)量在3～5 lg(CFU/g FM)。Oliveira等[17]的薈萃分析顯示，乳酸菌數(shù)量超過5 lg(CFU/g FM)有利于改善青貯品質(zhì)，而低于4 lg(CFU/g FM)可能會降低干物質(zhì)回收率，增加氨態(tài)氮含量。在本研究中，新鮮甘蔗尾和甘蔗乳酸菌數(shù)量分別為4.95和5.78 lg(CFU/g FM)，該數(shù)值接近或超過最低適度值5 lg(CFU/g FM)；試驗(yàn)1和試驗(yàn)2新鮮桑葉的乳酸菌數(shù)量分別為1.59和2.64 lg(CFU/g FM)，上述數(shù)值均低于最低適度值5 lg(CFU/g FM)。

3.2 甘蔗或甘蔗尾與桑葉混合青貯對其常規(guī)營養(yǎng)成分含量的影響

與新鮮原料相比，除甘蔗組之外，其他試驗(yàn)組的中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量降低，這可以用產(chǎn)生的有機(jī)酸在青貯過程中水解更易消化的部分細(xì)胞壁組織來解釋[18]。相比之下，各試驗(yàn)組的粗纖維含量比新鮮原料高，可能是青貯過程中粗纖維相比其他底物更難被消耗。

眾所周知，飼糧蛋白質(zhì)水平不足時需要額外補(bǔ)充蛋白質(zhì)飼料，盡管可以利用尿素和其他非蛋白氮給反芻動物提供蛋白質(zhì)合成所需氮，但飼糧蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)補(bǔ)充劑是不等價的，它們之間的營養(yǎng)價值各有不同[19-20]。因此，飼料的粗蛋白質(zhì)含量直接反映其營養(yǎng)價值。在試驗(yàn)2中，桑葉2組粗蛋白質(zhì)含量在160 g/kg DM以上，而其他試驗(yàn)組的粗蛋白質(zhì)含量隨著桑葉占比的增加而增加，但當(dāng)桑葉占比超過50%時，氨態(tài)氮含量超過10 g/kg DM，嚴(yán)重影響青貯品質(zhì)。因此，25%或50%桑葉與甘蔗混合青貯，可使青貯飼料不僅保持良好的發(fā)酵質(zhì)量，也兼顧合理的營養(yǎng)組成。

3.3 甘蔗或甘蔗尾與桑葉混合青貯對其發(fā)酵參數(shù)的影響

一般而言，蛋白質(zhì)類作物的有機(jī)酸鹽含量比草類高，但由于有機(jī)酸引起更高的緩沖能，其青貯飼料傾向于高的值[21]。此外，保存良好的青貯飼料，其pH通常低于4.2[22]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，桑葉與甘蔗尾混合青貯的結(jié)果顯示各試驗(yàn)組的pH均超過4.2，但甘蔗尾與桑葉混合青貯的pH高于甘蔗尾單獨(dú)青貯，這與桑葉低可溶性碳水化合物含量和高緩沖能有關(guān)，因?yàn)榛旌细收嵛舶l(fā)酵提供額外可溶性碳水化合物所產(chǎn)生的乳酸含量，不夠抵消高緩沖能對pH的滯后影響。相比之下，桑葉與甘蔗混合青貯的結(jié)果表明，除桑葉2組的外，其他試驗(yàn)組的pH均低于4.2，桑葉2組的pH則高達(dá)4.9以上，這是因?yàn)樯Ｈ~的可溶性碳水化合物較低而緩沖能較高。桑葉與足夠的甘蔗混合青貯，可溶性碳水化合物得到補(bǔ)充，為乳酸菌繁殖提供了足夠的發(fā)酵底物，進(jìn)而持續(xù)快速降低發(fā)酵初期的pH，這與曾黎等[23]的研究結(jié)果類似，其發(fā)現(xiàn)與蘆葦混合青貯比苜蓿單獨(dú)青貯的pH更低。此外，混合甘蔗尾或甘蔗組的乳酸含量均高于桑葉組。隨著甘蔗或甘蔗尾占比的增加，乙酸含量逐漸增加，這是有利于提高青貯飼料有氧穩(wěn)定性的主要有機(jī)酸。這進(jìn)一步證明了，與富含可溶性碳水化合物的甘蔗混合青貯是增加青貯飼料乳酸含量進(jìn)而提高青貯品質(zhì)的潛在策略。然而，在桑葉單獨(dú)青貯中也發(fā)現(xiàn)了較高的乙酸含量，這可能和桑葉的原料特性有關(guān)，董志浩等[24]也報(bào)道了類似的結(jié)果。

青貯過程中梭菌利用氨基酸產(chǎn)生氨態(tài)氮伴隨丁酸的產(chǎn)生，其含量代表蛋白質(zhì)分解情況，尤其是在高蛋白質(zhì)青貯飼料中占比更高。通常，可接受的青貯發(fā)酵氨態(tài)氮占總氮比例應(yīng)不超過10%[25]。總體而言，在本研究中，試驗(yàn)1和試驗(yàn)2的桑葉組的氨態(tài)氮含量均超過1.5 g/kg DM，丁酸含量不低于5.0 g/kg DM，并且氨態(tài)氮占總氮比例不低于10%，遠(yuǎn)高于其他試驗(yàn)組，表明桑葉青貯單獨(dú)很容易引起梭菌發(fā)酵。與高蛋白質(zhì)飼料單獨(dú)發(fā)酵相比，混合青貯飼料中氨態(tài)氮和丁酸含量更低可能是其發(fā)酵效果相對較好的原因。尤其是75%甘蔗組，其氨態(tài)氮含量與甘蔗尾組和甘蔗組類似，不高于8.0 g/kg DM，并且還具有極低的丁酸含量和氨態(tài)氮/總氮(3.24%)。盡管50%甘蔗組與甘蔗組的氨態(tài)氮含量沒有顯著差異，但其較高的丁酸含量表明其可能存在較為活躍的梭菌代謝。此外，和多數(shù)的青貯研究相同，本試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，pH大于4.8的青貯飼料中丙酸含量更高，其原因可能是丙酸細(xì)菌在pH低于4.8時耐受性相對較低而受到抑制引起[26]。此外，Kung等[27]研究發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)的青貯飼料不同，乙醇是甘蔗青貯飼料的主要發(fā)酵終產(chǎn)物，造成干物質(zhì)的大量損失。同樣，本研究中也發(fā)現(xiàn)類似結(jié)果，甘蔗組的乙醇含量遠(yuǎn)高于其他試驗(yàn)組，但乙醇含量隨桑葉占比的增加顯著降低。因此，綜合考慮，25%桑葉與75%甘蔗混合青貯的發(fā)酵效果最好。

3.4 有氧暴露對甘蔗或甘蔗尾與桑葉混合青貯主要微生物數(shù)量的影響

青貯飼料有氧暴露后，發(fā)酵產(chǎn)物(如乳酸)成為微生物生長的底物時，就會發(fā)生有氧降解[28]。微生物(尤其是乳酸同化酵母)將有機(jī)酸和可溶性碳水化合物氧化，導(dǎo)致筒倉溫度升高。當(dāng)前甘蔗尾與桑葉混合青貯試驗(yàn)表明，在有氧暴露3 d內(nèi)，混合桑葉試驗(yàn)組的酵母菌數(shù)量增加趨勢明顯，因?yàn)樗鼈兊目衫萌樗岷慷己芨?，尤其是桑葉單獨(dú)時。反觀低乳酸含量底物的甘蔗尾組，在整個有氧暴露階段酵母菌數(shù)量基本不變。伴隨有氧暴露增加到4 d后，混合桑葉的甘蔗尾試驗(yàn)組的pH和氨態(tài)氮含量增加，因?yàn)閜H升高與有機(jī)酸的代謝有關(guān)，這有助于梭狀芽孢桿菌的繁殖，進(jìn)而產(chǎn)生可觀的氨態(tài)氮和丁酸[29]。對于在有氧暴露前期甘蔗與桑葉混合青貯中的甘蔗組和75%甘蔗組的酵母菌數(shù)量大量升高，可以用其更豐富的發(fā)酵底物來解釋。此外，與Wilkinson等[30]發(fā)現(xiàn)玉米青貯飼料在有氧暴露后霉菌快速發(fā)展時間(大約8 d后)不同，本試驗(yàn)觀測到霉菌的大量爆發(fā)在有氧暴露約3 d之后，這與乙酸含量開始降低有關(guān)，因?yàn)橐宜崮芤种朴泻姆敝场?/p>

4 結(jié) 論

甘蔗或甘蔗尾與桑葉混合青貯能不同程度改善青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì)：與甘蔗尾混合青貯傾向于改善青貯飼料的有氧穩(wěn)定性，而與甘蔗混合青貯大幅降低了青貯飼料的氨態(tài)氮含量和pH(小于4.2)。綜合來看，與甘蔗尾混合青貯相比，桑葉與甘蔗混合青貯的青貯品質(zhì)更好，其中25%桑葉與75%甘蔗混合青貯時青貯品質(zhì)最好。

致謝：

感謝廣西大學(xué)生命科學(xué)院溫榮輝老師提供本次試驗(yàn)所用甘蔗材料。