添加剂和水分对光叶紫花苕青贮品质的影响

陈鹏飞，白史且，杨富裕，干友民

（1.四川省草原科学研究院，四川 成都611731；2.四川农业大学草业科学系，四川 雅安625014；3.中国农业大学草地研究所，北京100193）

青贮饲料作为奶牛饲养业不可缺少的重要原料之一［1］，其发酵品质受到原料的含糖量、缓冲度、含水量等多种因素的影响［2］。光叶紫花苕（Vicia villosa var.）是一种越年生或一年生豆科植物，在我国西南地区广泛种植，其叶片含量较高，蛋白质含量高达20%以上，且维生素、氨基酸、矿物质都比较丰富，是一种较好的饲料资源［3］。当地农民习惯将光叶紫花苕晒成干草来利用。然而在晒制干草的过程中，含蛋白质高的花蕾和叶片损失很大，维生素等营养成分损失也多，不能充分发挥光叶紫花苕作为豆科牧草在生产中的优势。而青贮不但可以有效的避免这些损失，还可以增进家畜的消化利用率［4，5］。然而由于光叶紫花苕缓冲能高、可溶性碳水化合物含量相对较低，常规青贮难以获得满意的结果，而通过控制原料的含水量并使用添加剂往往能够获得满意的结果［6］。饲草青贮时原料表面乳酸菌数量有限，远低于每克牧草105cfu的水平［7］，而添加乳酸菌制剂，可大大提高青贮发酵初期乳酸菌基数，加快乳酸菌的繁殖，产生大量的乳酸，使青贮饲料的pH值迅速降低，有效抑制有害微生物的繁殖，并减少干物质的损失［8］；甲酸铵在青贮发酵过程中能够迅速释放出甲酸和氨［9］，降低青贮的pH值，抑制不良微生物的生长［10］，且对青贮容器的腐蚀性低于甲酸；苯甲酸钠、丙酸钠、亚硝酸钠和六亚甲基四胺组成的抗生素被用来抑制青贮发酵过程中有害微生物的生长［11，12］，且这几种盐的抗菌性强于它们的酸化物［13］。3种添加剂均能改善青贮饲料的发酵品质。本实验通过探讨添加剂（甲酸铵、乳酸菌以及由苯甲酸钠、丙酸钠、亚硝酸钠和六亚甲基四胺组成的抗生素）、原料含水率及其交互作用对光叶紫花苕青贮发酵品质的影响，为调制优质光叶紫花苕青贮提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

青贮原料（表1）：2011年4月份采自四川省西昌地区初花期的光叶紫花苕，留茬高度为10～15cm，刈割后，分别用鲜草（高含水量）原料和自然晾晒3h（低含水量）原料剪短成1～2cm长备用。

添加剂：甲酸铵（甲酸640g／kg，NH370g；密度1.18g／mL；AT），同型发酵乳酸菌，以及由苯甲酸钠、丙酸钠、亚硝酸钠和六亚甲基四胺组成的混合抗生素（苯甲酸钠150g／kg、丙酸钠50g／kg、亚硝酸钠120g／kg、六亚甲基四胺80g／kg，密度1.17g／mL；AM）。

1.2 试验设计与青贮方法

2种含水量的光叶紫花苕分别添加对照（CK）、3和6L／t的甲酸铵（ATlo和AThi）、1×106cfu／g的同型发酵乳酸菌（hoLAB）、3和6L／t抗生素（AMlo和AMhi）。实验采用塑料袋真空青贮的方式，均匀喷洒不同的添加剂于青贮原料中，每200g装入规格为240mm×300mm的塑料袋中，每个处理3个重复，使用真空封口机抽气封口。室温下青贮60d后，开封进行相关指标的测定。

表1 原料的化学成分和缓冲值（DM）Table 1 Chemical composition and buffer value（DM）

1.3 测定项目及其方法

1.3.1 化学成分分析 准确称取10g光叶紫花苕青贮，加入100mL蒸馏水，用多功能搅拌机匀质1min。匀质液用4层纱布过滤，用雷磁PHS－3C精密pH计测定滤液pH值［14］。将得到的滤液用0.45μm孔径的滤膜过滤后，使用SHIMADZE－10A型高效液相色谱仪（KC－811色谱柱；柱温50℃；流速1mL／min；210nm紫外检测）测定乳酸、乙酸、丙酸和丁酸含量［15］。另取一份经过0.45μm孔径滤膜过滤的滤液，用苯酚－次氯酸纳比色法测定氨态氮含量［16］。添加了甲酸铵、亚硝酸钠或六亚甲基四胺的青贮饲料中的氨态氮含量需要按这些添加剂能产生的最大的氨态氮潜能来校正［10］。如果用氨态氮含量占总氮的比例来表示蛋白质水解度［17］，未加校正的氨态氮含量会夸大蛋白质的水解度。测定发酵品质后剩余的光叶紫花苕青贮65℃条件下烘干48h，测定干物质含量。烘干样品过1mm筛粉碎后，用凯氏定氮法测定粗蛋白含量［18］、范氏法测定中性洗涤纤维（NDF）和酸性洗涤纤维（ADF）含量［19］，在测定NDF含量时添加12mL的淀粉酶（ANKOM公司生产）。

1.3.2 V－Score评分 V－Score评分体系［20］是以氨态氮和挥发性脂肪酸（VFA）为评价指标进行青贮发酵评价的。满分为100分，各指标（表2）不同含量分配的分数不同。根据这个评分，将青贮饲料品质分为优（超过80分）、良（60～80分）、差（≤60分）。

表2 V－Score分数分配计算式Table 2 Calculation method of V－Score

1.4 数据分析

用SAS 8.02统计软件对数据进行统计分析。添加剂、含水量及二者间的交互作用对青贮所有项目的影响两因子方差分析；相同含水量青贮中添加剂、相同添加剂青贮中含水率对青贮所有项目的影响用单因子方差分析。结果用平均数±标准差表示。

2 结果与讨论

添加剂、含水量以及两者间的交互作用对光叶紫花苕青贮发酵品质的影响见表3。V－Score评分结果见表4。

表3 两种不同水分含量的光叶紫花苕的青贮发酵品质Table 3 Fermentation quality of the two different moistures content of smooth vetch

表4 不同添加剂处理组青贮饲料的V－Score评分Table 4 V－Score grades of the ensiled forage

2.1 添加剂对青贮发酵品质的影响

选择合理的添加剂能有效的提升青贮饲料的发酵品质。

甲酸铵（AT）是一种常见添加剂，在青贮饲料中被广泛运用［10，12］。AT在发酵过程中能迅速释放甲酸和氨［10］，甲酸有强烈的抗菌作用，是一种发酵抑制剂［21］，且氨也有杀菌作用。AT对青贮发酵的影响主要是抑制微生物的活性，增加乳酸含量［10］。在本试验中，高水分牧草添加AT后，青贮饲料的pH值、NH3－N、乙酸含量降低（P＜0.05），DM 含量升高（P＜0.05）。这与Conaghan等［13］在第二次收获的水分较高的多花黑麦草（Lolium multiflorum）中添加AT的效果一致。但在Conaghan等［13］的实验中，添加AT后，乳酸含量上升，而本试验中乳酸含量则变化不大（P＞0.05）。可能是牧草WSC含量低，提供给乳酸菌的发酵底物不足的缘故。ATlo组CP含量低于对照（P＜0.05），可能是由于加入的AT量少对有害微生物抑制作用有限。V－Score评分结果表明，高水分牧草添加3和6L／t的AT后，青贮饲料得分由60.0分上升到70.3和84.9分，添加6L／t AT的效果最好。低水分牧草中添加AT后，NH3－N、乳酸和丙酸含量降低（P＜0.05），DM含量、乙酸含量上升（P＜0.05）。这与Conaghan等［13］和 Woolford［22］等的研究结果一致。AT 3和6L／t两种添加量V－Score评分分别为89.0和88.5分。

乳酸菌（LAB）作为一种青贮添加剂在牧草青贮过程中被广泛应用。饲草青贮时原料表面乳酸菌数量有限，远低于每克牧草105cfu的水平［7］，而添加乳酸菌制剂，可大大提高青贮发酵初期乳酸菌基数，加快乳酸菌的繁殖，产生大量的乳酸，使青贮饲料的pH值迅速降低，有效抑制有害微生物的繁殖，并减少干物质的损失［23，24］。在本试验中，高水分牧草添加LAB后，青贮饲料的pH值、NH3－N、乙酸和丙酸含量降低（P＜0.05），但是CP以及乳酸含量则变化不显著（P＞0.05），这可能是由于光叶紫花苕的WSC含量低，LAB在同不利于发酵的有害微生物（如羧酸杆菌和肠球菌）竞争的过程中，获得的发酵底物不足的缘故。而在低水分牧草中添加LAB后，青贮饲料的pH值、CP、NH3－N、乳酸、乙酸和丙酸含量均低于对照（P＜0.05）。总体来说，添加LAB后，青贮饲料的发酵品质均优于对照，高低两种含水量的青贮饲料的V－Score评分分别由60.0和80.7分上升为81.6和88.1分，且低水分的牧草添加LAB后发酵品质更优。

甲酸钠、丙酸钠、亚硝酸钠和六亚甲基四胺组成的混合添加剂（AM）被用来抑制青贮发酵过程中LAB、梭状芽孢杆菌和真菌的活性［11，12］，且几种盐的抗菌性强于它们的酸化物。在本试验中，高水分的牧草添加3和6L／t AM 后，牧草发酵后的pH值、NH3－N、乙酸和丙酸含量都低于对照（P＜0.05），DM 含量升高（P＜0.05），这与L－ttem－e和Lingvall［25］的研究结果一致。添加6L／t AM 后牧草的CP、NH3－N要高于添加3L／t AM 的牧草。高水分牧草添加3和6L／t AM 后，V－Score评分由60.0分上升为85.7和78.3分，添加3L／t AM 的牧草的发酵效果更好。在低水分牧草中分别添加3和6L／t AM后，牧草发酵后的NH3－N含量降低（P＜0.05），乙酸含量上升（P＜0.05），这与 McEniry等［26］的研究结果相同。在 McEniry等［26］的试验中，添加AM后，青贮饲料的乳酸含量降低，本实验中乳酸含量则升高（P＜0.05），具体原因还有待进一步研究。低水分牧草添加3和6L／t AM 后，两者的发酵品质相近，V－Score评分由80.7分上升为89.2和90.0分。

2.2 含水量对光叶紫花苕青贮发酵品质的影响

水分是影响青贮发酵品质的重要因素，青贮原料的含水量在60%～70%为宜［27］，原料水分过高，可溶性营养物质容易随渗出液流失并导致梭菌发酵；水分过低则青贮制作时不易压实，使得营养物质大量损失且容易发霉变质［28］。含水量降低，CK组的pH值、NH3－N、乙酸和丙酸含量降低（P＜0.05），而CP、乳酸含量以及乳酸／总酸的值升高（P＜0.05），青贮饲料由乙酸发酵变为乳酸发酵，这与Panditharatne等［29］的研究结果一致，而刘泰华等［30］的报道则认为高水分条件下象草（Pennisetum purpureum）以乳酸发酵为主。这可能是由于光叶紫花苕的WSC含量低，缓冲值较高，高水分条件不利于同型发酵乳酸菌的繁殖，导致青贮以异型发酵为主。添加甲酸铵后，水分的降低，牧草的CP含量和乳酸含量上升（P＜0.05），pH 值、NH3－N、乙酸和丙酸含量降低（P＜0.05），牧草的发酵品质上升。添加hoLAB后，低水分牧草的pH、DM、CP、乙酸含量和乳酸／总酸的值显著高于高水分的牧草（P＜0.05），NH3－N含量降低（P＜0.05）。在添加AM的牧草中，高水分条件下AMlo对青贮饲料发酵品质的影响高于AMhi，而低水分条件下则相反。V－Score评分结果表明，低水分牧草的发酵品质均优于高水分牧草的发酵品质，可能是与水分降低，牧草的WSC含量升高有关。

2.3 添加剂和含水量对青贮饲料发酵品质的交互作用

一般来说，适当的降低原料的含水量可以使原料的可溶性碳水化合物等养分浓缩，促进乳酸菌发酵，改善青贮的发酵品质［31］，而选择合适的添加剂可显著改善青贮的发酵品质［23］。在本试验的所有处理中，牧草青贮发酵后均没有产生丙酸。添加剂对光叶紫花苕青贮发酵的所有项目都有极显著影响（P＜0.01）；含水量除对光叶紫花苕青贮发酵的pH值影响不显著（P＞0.05）外，对其他所有项目都有极其显著的影响（P＜0.01）；添加剂和含水量对青贮发酵除乳酸含量外的所有项目都有极其显著的影响（P＜0.01）。

3 结论

光叶紫花苕经晾晒3h后，牧草的青贮发酵品质高于其直接青贮的发酵品质。

在高水分牧草中添加添加剂后牧草的发酵品质均得到明显的改善，添加6L／t AT和3L／t AM后牧草的发酵品质最高，但由于AM价格高于AT，建议生产者使用6L／t的AT。

在低水分牧草中添加添加剂后牧草的青贮发酵品质得到改善，但各个处理间差异不显著。

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