倪 旺，王 斌，王騰飛，邱雪峰，李滿有，馮 琴，蘭 劍

（1. 寧夏大學農(nóng)學院, 寧夏 銀川 750021；2. 寧夏草牧業(yè)工程技術(shù)研究中心, 寧夏 銀川 750021；3. 寧夏薈峰農(nóng)副產(chǎn)品有限公司, 寧夏 固原 756000）

寧夏地處西北農(nóng)牧交錯帶，肉牛和灘羊等重點特色產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，對于優(yōu)質(zhì)飼草的需求不斷加大。甜高粱(Sorghum dochna)作為家畜日糧中主要的飼料來源之一，具有莖葉繁茂、含糖量高等特點[1]。為滿足季節(jié)性畜牧業(yè)的需求，通常采用青貯的方式來貯存優(yōu)質(zhì)飼草。然而，甜高粱青貯飼料的粗蛋白含量相對較低，無法滿足家畜對營養(yǎng)的需求[2]，從而制約了甜高粱青貯的高效利用。拉巴豆(Dolichos lablab)為豆科蝶形花亞科扁豆屬，一年生或多年生草本植物，葉片數(shù)量多，維生素和粗蛋白含量豐富[3]。研究表明，混播甜高粱和拉巴豆可提高混合飼草粗蛋白和粗脂肪含量，降低中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量[4]。因此，將二者混播后的混合飼草青貯既解決了甜高粱單獨青貯中粗蛋白低的問題，又增加了拉巴豆青貯所需的可溶性碳水化合物，以滿足青貯發(fā)酵期間乳酸菌繁殖對發(fā)酵底物的需求。

喻佳媛[5]研究了青貯天數(shù)和混合比例對甜高粱與拉巴豆混合青貯的影響，得出青貯時間為30 d，甜高粱與拉巴豆混合比例為7 ∶ 3 時，混合青貯飼料品質(zhì)最高。羅登等[6]認為甜高粱和拉巴豆混合青貯比例為5 ∶ 5 時，青貯飼料品質(zhì)最佳。Parra 等[7]研究了混合比例對大豆(Glycine max)與玉米(Zea mays)混合青貯的影響，結(jié)果表明粗蛋白含量隨混合青貯中大豆比例增加呈線性增加，但發(fā)酵過程中的干物質(zhì)損失也隨之增加。國內(nèi)外對甜高粱與拉巴豆青貯的研究多在于混合比例和青貯天數(shù)等，而不同研究者得出的結(jié)論不盡相同。僅有劉美華[8]綜合評定了混播青貯玉米與拉巴豆的混合飼草青貯發(fā)酵品質(zhì)，表明混播青貯玉米與拉巴豆可降低混合飼草青貯的酸性洗滌纖維含量和中性洗滌纖維含量，提高粗蛋白和干物質(zhì)含量。目前，關于甜高粱與拉巴豆混播后的混合飼草青貯相關研究尚不清楚。因此，研究甜高粱和拉巴豆混播后混合飼草青貯的營養(yǎng)成分和發(fā)酵品質(zhì)具有重要意義。本研究分析不同混播比例的拉巴豆和甜高粱對混合飼草青貯飼料營養(yǎng)成分和發(fā)酵品質(zhì)的影響，為寧夏地區(qū)豆禾混播飼草的青貯飼料提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于固原市隆德縣許溝村(35°21′ N，106°03′ E)，海拔2 021.62 m，試驗當年月均氣溫和降水量如圖1 所示。屬于典型的半干旱雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)，年日照時數(shù)2 330.9 h，年平均氣溫6.2 ℃，無霜期120～150 d，近20 年平均降水量為562.51 mm。試驗地土壤類型為黃棉土，其中0-20 cm 土層pH 8.5，土壤有機質(zhì)含量為8.4 g·kg-1，堿解氮含量為67.5 mg·kg-1，速效磷含量為13.2 mg·kg-1，速效鉀含量為115.6 mg·kg-1。前茬作物為青貯玉米(Zea mays)。

圖1 2019 年試驗區(qū)不同月份降水量和氣溫Figure 1 Precipitation and air temperature in different months of the test area in 2019

1.2 試驗材料

供試材料甜高粱品種為‘海牛’，拉巴豆品種為‘海沃’，均由北京百斯特草業(yè)有限公司提供。青貯原料為抽穗期的甜高粱和初花期的拉巴豆同時刈割收獲的混合飼草。

1.3 試驗設計

2019 年4 月27 日采用雙溝三壟覆膜種植方式，播種量為22.5 kg·hm-2的甜高粱進行單播試驗，并分別與播種量為0 (S0)、22.5 kg·hm-2(S1)、45.0 kg·hm-2(S2)、67.5 kg·hm-2(S3)、90.0 kg·hm-2(S4)的拉巴豆混播。甜高粱行距50 cm，株距20 cm，拉巴豆點播在甜高粱穴間。試驗共設5 個處理，每個處理3 次重復，共設15 個小區(qū)。小區(qū)面積為5 m × 10 m，間隔為2 m，周圍設有2 m 保護行。種植前統(tǒng)一施入6 000 kg·hm-2有機肥和150 kg·hm-2尿素(總氮≥46.4%)，整個生長期內(nèi)除草2 次，于甜高粱拔節(jié)期追施300 kg·hm-2尿素(總氮≥ 46.4%)。

青貯發(fā)酵試驗采用單因素完全隨機設計，2019年9 月18 日將刈割后的混合飼草帶回實驗室，待青貯物料水分降至65% 左右后，鍘至2～3 cm，稱取1 kg 青貯物料裝入50 cm × 30 cm 帶有單向排氣閥的青貯袋中，壓實，排真空，封口，室溫避光保存。每個處理3 次重復，于第60 天時進行青貯品質(zhì)測定。

1.4 測定指標及方法

1.4.1 產(chǎn)量測定

在試驗小區(qū)內(nèi)隨機選取1 m 樣段，將樣段內(nèi)甜高粱及混播后的混合飼草在甜高粱抽穗期刈割，每個小區(qū)刈割3 次，立即稱取鮮重。利用樣段鮮重和株、行距計算各處理下飼草鮮草產(chǎn)量；同時將飼草樣品帶回實驗室放入烘箱105 ℃殺青30 min，在65℃烘48 h 直至恒重，計算干草產(chǎn)量。

1.4.2 原料與青貯營養(yǎng)品質(zhì)的測定

青貯原料及剩余青貯飼料各取100 g 分別裝入信封于105 ℃殺青30 min，65 ℃烘箱烘干至恒重，進行干物質(zhì)含量的測定。青貯原料和青貯樣品的粗蛋白(crude protein, CP)、中性洗滌纖維(neutral detergent fiber, NDF)、酸性洗滌纖維(acid detergent fiber, ADF)和可溶性碳水化合物(water soluble carbohydrates,WSC)測定參照《飼料分析及飼料質(zhì)量檢測技術(shù)》[9]。相對飼喂價值(relative feed value, RFV)計算公式如下：

1.4.3 青貯發(fā)酵品質(zhì)的測定

pH 測定采用PHS-3C 精密酸度計；氨態(tài)氮含量利用苯酚-次氯酸鈉比色法測定[10]；乳酸(lactic acid,LA)、乙酸(acetic acid, AA)、丙酸(propionic acid,PA)和丁酸(butyric acid, BA)含量測定利用超快速液相色譜儀(COMOSIL 5C18-PAD 色譜柱；柱溫30 ℃；流速1 mL·min-1；215 nm 波長檢測)[11]。青貯發(fā)酵品質(zhì)采用V-Score 評分體系評定[12]，最終根據(jù)NH3-N/TN、AA、PA 以及BA 含量給出相應得分(表1)。

表1 V-Score 分數(shù)分配計算式Table 1 Calculated V-Score

1.5 數(shù)據(jù)分析

用Excel 2016 處理數(shù)據(jù)，用SPSS 23.0 軟件進行單因素方差分析(one-way ANOVA)和Duncan 氏多重比較，Origin 2021 作圖，P＜ 0.05 表示差異顯著。

2 結(jié)果

2.1 混播比例對甜高粱和拉巴豆的混合飼草產(chǎn)量的影響

如圖2 所示，各處理鮮草產(chǎn)量介于56.93～75.61 t·hm-2，隨著拉巴豆播量增加，混合飼草產(chǎn)量呈先上升后下降趨勢，其中單播甜高粱鮮草產(chǎn)量最高，較S1、S2、S3和S4分別提高了16.29%、9.17%、17.04 和32.81%。各處理干草產(chǎn)量介于16.76～23.04 t·hm-2，其中S0處理干草產(chǎn)量最高，為23.04 t·hm-2，顯著高于S4處理(P＜ 0.05)，但與S1、S2和S3處理差異不顯著(P ＞0.05)。

圖2 不同混播處理下甜高粱和拉巴豆鮮草和干草產(chǎn)量的比較Figure 2 Comparison of fresh and hay yields of Sorghum dochna and Dolichos lablab under different mixed sowing treatments

2.2 混播比例對甜高粱和拉巴豆的混合飼草營養(yǎng)成分影響

如表2 所列，混播處理組混合飼草的CP 含量顯著高于單播甜高粱處理組(P＜ 0.05)，其中，S2處理組的CP 含量最高，為9.46%，比單播甜高粱提高了35.72%?；旌巷暡軼SC 含量隨拉巴豆播量的增加顯著降低(P＜ 0.05)，其中S0處理組WSC 含量最高，達到14.80%，S4處理組WSC 含量最低，僅有10.17%?；觳ヌ幚淼幕旌巷暡葜蠳DF 和ADF 含量顯著低于單播甜高粱處理組(P＜ 0.05)，且RFV 顯著高于單播甜高粱處理(P＜ 0.05)。

表2 青貯原料營養(yǎng)成分含量和相對飼喂價值Table 2 Nutrient composition and relative feeding value of silage materials

2.3 混播比例對甜高粱和拉巴豆的混合飼草青貯飼料營養(yǎng)成分影響

如表3 所列，發(fā)酵60 d 后，混播處理組的混合飼草青貯飼料的CP 含量顯著高于單播甜高粱青貯飼料(P＜ 0.05)，S2和S3處理組青貯飼料的CP 含量顯著高于S1和S4處理組的青貯飼料?；觳ヌ幚斫M的混合飼草青貯飼料的WSC 含量顯著低于單播甜高粱青貯飼料，且混播處理組的混合飼草青貯飼料中WSC 含量隨拉巴豆播量的增加而顯著降低?；觳ヌ幚斫M的混合飼草青貯飼料的NDF 和ADF 含量顯著低于單播甜高粱青貯飼料處理組，S1、S3和S4處理組青貯飼料的NDF 和ADF含量顯著高于S2處理組。S2處理組NDF 和ADF含量最低，分別為51.45% 和31.16%，而S1、S3和S4處理組間無顯著差異(P＞ 0.05)?；觳ヌ幚斫M的青貯飼料RFV 顯著高于單播甜高粱青貯飼料處理。由此證明一定比例的甜高粱和拉巴豆混播可改善飼草品質(zhì)。

表3 混合飼草青貯飼料營養(yǎng)成分含量和相對飼喂價值Table 3 Nutrient composition and relative feeding value of mixed forage silage

2.4 混播比例對甜高粱和拉巴豆的混合飼草青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)影響

如表4 所列，S2處理青貯飼料的pH 顯著低于其他處理組(P＜ 0.05)。S1、S2處理青貯飼料的NH3-N/TN含量顯著低于其他處理組。隨拉巴豆混播比例的增加，混合飼草青貯飼料中LA 含量呈先升高后降低趨勢，S2處理青貯LA 含量最高，顯著高于其他處理組。S0處理AA 含量顯著高于處理組，各處理組間無顯著差異(P＞ 0.05)。S0、S3和S4處理組青貯飼料PA 含量顯著高于S1和S2處理組。S2處理組青貯飼料BA 含量顯著低于其他處理組。

表4 混合飼草青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)Table 4 Fermentation quality of mixed forage silage

利用氨態(tài)氮、乙酸、丙酸和丁酸對不同混播處理進行V-Score 發(fā)酵品質(zhì)評價(表5)，除S4外，其他4 組處理評分均良好，其中S2處理組V-Score 評分最高，為90.01。各處理按優(yōu)劣排序為S2＞ S1＞ S3＞ S0＞ S4。

表5 不同處理組的V-Score 評分Table 5 V-Score of different treatments

3 討論

3.1 混播比例對混合飼草產(chǎn)量及營養(yǎng)成分的影響

研究表明，豆禾混播可提高牧草產(chǎn)量，改善營養(yǎng)品質(zhì)[13]。本研究發(fā)現(xiàn)草地鮮草產(chǎn)量和干草產(chǎn)量隨拉巴豆播量的增加呈現(xiàn)先上升后下降趨勢，這與王斌等[14]研究結(jié)果相似。這是因為隨著拉巴豆播量的增加，其與甜高粱在生長過程中競爭光和水分等資源的程度進一步加深，植株間相互制約，生長空間不足，導致產(chǎn)量下降[15]。此外，拉巴豆葉片大且多，在生長過程中與甜高粱相互產(chǎn)生遮蔽作用影響有機物積累，造成產(chǎn)量下降[4]。有學者認為豆禾混播提高了飼草NDF 和ADF 含量[16]。本研究表明，隨著拉巴豆播量的增加，混合飼草NDF和ADF 含量減少，CP 含量增加，主要是由于刈割時期不同，飼草不同刈割期的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的水平不同[17]。本研究發(fā)現(xiàn)混播處理組混合飼草的WSC 低于甜高粱單播，這與史志強等[18]研究結(jié)果相似，增加豆科牧草混播比例會降低WSC 含量。試驗當年生育期內(nèi)降水充足，屬于豐水年，較近20 年平均降水量明顯增加，可能引起草產(chǎn)量較往年偏高。

3.2 混播比例對混合飼草青貯飼料營養(yǎng)成分的影響

WSC 被認為是乳酸菌生長所必需的底物，在青貯飼料厭氧發(fā)酵過程中起重要作用[19]。在本研究中，混播處理組混合飼草青貯的WSC 含量低于單播甜高粱青貯，一方面拉巴豆自身WSC 含量低于甜高粱，另一方面，隨拉巴豆混播比例增加，緩沖能升高，使發(fā)酵時間延長，對WSC 的利用率變高[20]。此外，甜高粱與拉巴豆混播提高了混合飼草上附生乳酸菌豐度[21]，乳酸菌利用WSC 進行大量增殖，因而降低了青貯飼料殘余的WSC 含量。鄺肖等[22]通過研究紫花苜蓿(Medicago sativa)與無芒雀麥(Bromus inermis)混播后的混合飼草青貯，發(fā)現(xiàn)粗蛋白含量隨苜?；觳ケ壤黾佣?。本研究中，青貯飼料粗蛋白含量隨拉巴豆播量的增加呈先增加后降低趨勢，在拉巴豆播量為90.0 kg·hm-2時粗蛋白含量相比原料明顯降低，主要是因為較高的pH 下，梭菌等腐敗菌活動，將氨基酸分解為NH3-N，造成蛋白質(zhì)損失。飼草纖維含量對反芻動物干物質(zhì)采食量和消化率具有重要影響[23]。本研究發(fā)現(xiàn)，S2處理組青貯飼料NDF 和ADF 較青貯前有所下降，原因是S2處理組青貯后產(chǎn)乳酸較多，酸性條件下有利于細胞壁的水解，從而在一定程度上降低了NDF 和ADF 含量[24]。

3.3 混播比例對混合飼草青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)影響

pH 是評定青貯發(fā)酵品質(zhì)的重要指標[25]。Ferreira等[16]研究表明，當青貯飼料的pH 小于4.2 時，有害細菌能夠被抑制以確保青貯飼料良好發(fā)酵。本研究發(fā)現(xiàn)拉巴豆和甜高粱混播后的混合飼草青貯飼料pH 隨拉巴豆播量增加，呈先減小后升高的趨勢。主要是因為甜高粱與拉巴豆混播提高了附著乳酸菌的豐度[21]，乳酸菌在厭氧條件下迅速增殖，利用WSC 產(chǎn)生大量乳酸，降低pH 而拉巴豆占混合飼草的比例超過一定量后，混合飼草緩沖能較高，不利于乳酸菌的增殖，這與前人報道一致[26]。NH3-N/TN含量是評價青貯發(fā)酵的重要指標，比值越高，蛋白質(zhì)分解就越多[27]。Baghdadi 等[20]將甜高粱與大豆混合青貯，NH3-N/TN 含量較單獨青貯甜高粱提高了33.4%。本研究中，NH3-N/TN 含量隨拉巴豆播量增加呈上升趨勢，主要原因是拉巴豆為高蛋白牧草，蛋白水解活性更高，青貯時氨氣的釋放速率增加，導致NH3-N/TN 含量升高。較高含量的NH3-N/TN意味著腸桿菌或梭狀芽孢桿菌活性較高[28]，在本研究中，S3和S4處理組丁酸含量明顯高于其他處理組可以證明這一假設。張歡等[29]研究發(fā)現(xiàn)，紫花苜蓿與高丹草混貯后乳酸含量顯著高于單獨青貯。本研究中，混播處理后的混合飼草青貯飼料乳酸含量高于單播甜高粱青貯飼料，這與Ni 等[30]研究結(jié)果相似，混播處理的混合飼草附生乳酸菌數(shù)多于單播甜高粱，乳酸菌利用WSC 產(chǎn)生大量乳酸[21]。以上分析表明甜高粱與一定播量拉巴豆混播后的混合飼草青貯有利于提高青貯發(fā)酵品質(zhì)。

4 結(jié)論

本研究表明，一定混播比例下甜高粱與拉巴豆的混合飼草青貯，可改善青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì)。綜合飼草產(chǎn)量、營養(yǎng)成分和青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)，播量為45.0 kg·hm-2的拉巴豆與播量為22.5 kg·hm-2甜高粱混播的混合飼草調(diào)制青貯飼料最為適宜。