柳茜,孙启忠,郝虎,刘晓波,何春
(1.四川省凉山州畜牧兽医科学研究所,西昌 615042;2.中国农业科学院草原研究所,呼和浩特 010010)
紫花苜蓿与全株玉米混合青贮研究
柳茜1,孙启忠2,郝虎1,刘晓波1,何春1
(1.四川省凉山州畜牧兽医科学研究所,西昌 615042;2.中国农业科学院草原研究所,呼和浩特 010010)
以全株玉米和紫花苜蓿为原料,设置全株玉米单贮、紫花苜蓿单贮、30%全株玉米+70%紫花苜蓿混贮、50%全株玉米+50%紫花苜蓿混贮、70%全株玉米+30%紫花苜蓿混贮5个处理,研究全株玉米和紫花苜蓿混合青贮的效果和最佳比例。结果表明,混贮处理的粗蛋白、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维含量介于全株玉米单贮、紫花苜蓿单贮之间,且与2组单贮的差异显著(P<0.05),其中30%全株玉米+70%紫花苜蓿混贮的粗蛋白、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维含量最高;各混贮pH值与全株玉米单贮相比差异显著(P<0.05),70%全株玉米+30%紫花苜蓿的pH值最接近全株玉米单贮;各混贮处理乳酸占总酸含量均达到80%以上,无丁酸产生;混贮各处理的氨态氮占总氮的比例低于紫花苜蓿单贮,高于全株玉米单贮,其中70%全株玉米+30%紫花苜蓿的处理氨态氮含量最低,为8.21%。通过V-Score青贮发酵品质评价体系评分,各混贮处理的发酵品质均优于紫花苜蓿单贮,以70%全株玉米+30%紫花苜蓿发酵品质最佳,是攀西地区开展紫花苜蓿与全株玉米混贮的最佳配比。
紫花苜蓿;全株玉米;青贮;混贮
紫花苜蓿(Medicago sativa)是世界上种植面积较大的多年生豆科牧草,具有产草量高、营养丰富、适口性好、易于家畜消化等特点,享有牧草之王的美誉[1~5]。目前紫花苜蓿利用的主要方式是生产干草和青贮。在我国南方地区,苜蓿生长和收获季节往往是降雨较多时节,频繁的降水不利于调制苜蓿干草[6]。在攀西地区,非秋眠级紫花苜蓿每年可刈割6~8次,鲜草产量在103618.45~117598.77kg/hm2,生长的高峰期正处于雨季,此期收获干草比较困难。针对这个问题,本研究探讨了在苜蓿原料中添加富含碳水化合物的青贮玉米来调制优质青贮饲料的方法,分析了苜蓿以不同比例与全株玉米混贮的营养成分及发酵品质,旨在找出合理的混贮配比,为攀西地区苜蓿青贮饲料的生产提供技术依据。
1.1 材料
1.1.1 青贮原料
青贮原料为初花期凉苜1号紫花苜蓿(2013年10月播种)和腊熟期全株玉米(2014年4月18日播种)。
1.1.2 试验地点与时间
两种青贮原料均在凉山州畜科所牧草试验地种植。该地位于北纬27°32′,东经101°46′,海拔1 560m,属南亚热带山地暖温生态区。样品采集于2014年8月28日。
1.2 试验设计
试验设5个处理:全株玉米单贮(Y)、70%全株玉米+30%紫花苜蓿混贮(70%Y+30%Z)、50%全株玉米+50%紫花苜蓿混贮(50%Y+50%Z)、30%全株玉米+70%紫花苜蓿混贮(30%Y+70%Z)、紫花苜蓿单贮(Z)。每个处理3次重复。
1.3 青贮调制
紫花苜蓿于试验前一天刈割后晾晒24h,待全株玉米刈割后与晾晒后的紫花苜蓿一起切短至2cm左右长。单贮时,分别称取全株玉米和紫花苜蓿300g;混贮时,按照不同比例计算全株玉米和紫花苜蓿的添加量(总重300g),分别称取两种青贮原料并混匀后装入聚乙烯真空袋(20cm×28cm),用真空包装机抽真空并封口,于室温条件下放置60d后进行青贮品质的分析。另备500g的原料在室内条件下阴干。
1.4 测定指标与方法
1.4.1 营养成分分析
干物质含量:105℃烘干法[7];粗蛋白质含量:凯氏定氮法[7]。中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量:范氏洗涤纤维法[8]。可溶性糖:蒽酮-硫酸比色法[9]。
1.4.2 发酵品质分析
pH值:测定前准备好180mL去离子水,打开青贮袋,称取20g青贮料湿样加入去离子水中,放入4℃冰箱,24h后将浸提液用四层纱布、滤纸过滤到烧杯中,使用雷磁pHS-3CpH计测定浸提液的pH值。
氨态氮:取1.5mL滤液于离心管中,采用苯酚-次氯酸钠比色法测定氨态氮含量[10,11]。
有机酸测定:另取一份滤液,用0.45μ m滤膜过滤于5mL的离心管中,采用离子色谱法测定青贮稀释液中的乳酸含量;以2-乙基丁酸为内标,采用气相色谱法测定样品中的挥发性酸含量[12~14]。
1.4.3 青贮品质评定:通过V-Score青贮发酵品质评价体系对青贮料发酵品质进行评定。青贮饲料V-Score评分以氨态氮和挥发性脂肪酸(VFA)含量为评定指标[15]。根据这一评分标准将青贮饲料中氨态氮、乙酸、丙酸及丁酸含量确定单项得分,3个单项分数相加得到总分,满分为100分 ,81~100分为良好, 61~80分为尚可,0~60分为不良。
1.5 统计分析
试验数据经Excel处理,采用SPSS13.0软件进行单因素方差分析和多重比较。
2.1 青贮原料的特性
本试验中全株玉米的水分含量为56.49%,紫花苜蓿水分含量为67.80%,均符合青贮处理对原料水分含量的要求,玉米的可溶性糖为6.65%,苜蓿的可溶性糖为3.80%。青贮原料特性见表1。
表1 青贮原料特性
2.2 各处理青贮料的营养成分分析
由表1、表2可知,紫花苜蓿与全株玉米单贮后干物质含量分别较原料提高,粗蛋白、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、可溶性糖含量分别较原料降低。5个处理中,紫花苜蓿单贮的干物质含量最低,粗蛋白含量最高;全株玉米单贮的粗蛋白含量最低,酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维含量和可溶性糖含量最高。两组单贮在5项指标上均差异显著(P<0.05)。三组混贮处理的粗蛋白含量介于两组单贮处理之间,混贮间的粗蛋白含量差异显著(P<0.05),与两组单贮也差异显著(P<0.05)。混贮中,70%全株玉米+30%紫花苜蓿的酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维和可溶性糖含量与50%玉米+50%紫花苜蓿组差异不显著(P>0.05),与30%全株玉米+70%紫花苜蓿组差异显著(P<0.05)。50%全株玉米+50%紫花苜蓿组的中性洗涤纤维和可溶性糖含量与30%全株玉米+70%紫花苜蓿组差异不显著(P>0.05),但是两者的酸性洗涤纤维含量差异显著(P<0.05)。混贮中粗蛋白、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维含量最高的是30%全株玉米+70%紫花苜蓿,分别为14.12%、33.30%、46.54%,表现为30%全株玉米+70%紫花苜蓿>50%全株玉米+50%紫花苜蓿>70%全株玉米+30%紫花苜蓿;可溶性糖含量最高的是70%全株玉米+30%紫花苜蓿,为3.57%,表现为70%全株玉米+30%紫花苜蓿>50%全株玉米+50%紫花苜蓿>30%全株玉米+70%紫花苜蓿。混贮中随着苜蓿比例的增加,粗蛋白、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维含量呈逐渐增加的趋势,可溶性糖含量呈逐渐降低的趋势。
表2 紫花苜蓿与全株玉米单贮和不同比例混贮的营养成分
2.3 各处理青贮料的发酵品质分析
由表3可知,全株玉米单贮的pH值为3.89,紫花苜蓿单贮的pH值为4.33,二者pH值差异显著(P<0.05)。3个混贮处理组的pH值介于4.15~4.40之间,与紫花苜蓿单贮pH值差异不显著(P>0.05),与全株玉米单贮pH值差异显著(P<0.05)。两组单贮的乳酸含量差异显著(P<0.05),三组混贮处理间乳酸含量差异不显著(P>0.05),且与单贮间差异均不显著(P>0.05)。所有处理组间的乙酸、丙酸含量差异均不显著(P>0.05)。所有处理组中乳酸占总酸的百分比均在80%以上,各处理间差异不显著(P>0.05);各处理中乙酸占总酸的百分比均在10%以上,各处理间差异不显著(P>0.05)。各处理中除全株玉米单贮和50%全株玉米+50%紫花苜蓿混贮的丙酸占总酸的百分比差异显著(P<0.05)外,其余处理间差异不显著(P>0.05)。各处理的乳酸与乙酸比值为5.96~8.25,虽有波动,但各处理间差异不显著(P>0.05)。所有处理均未检测到丁酸。
表3 紫花苜蓿与全株玉米单贮和不同比例混贮青贮品质
2.4 各处理青贮料的青贮品质评价
全株玉米青贮的氨态氮占总氮比例最低,为6.28%,紫花苜蓿单贮的氮态氮占总氮比例最高,为12.93%,对于混贮各处理该值为8.21%~9.21%,介于全株玉米单贮和紫花苜蓿单贮之间。三组混贮处理与紫花苜蓿单贮的氨态氮占总氮比例差异不显著(P>0.05),与玉米单贮差异显著(P<0.05)。运用V-Score青贮评价体系对各处理的评分见表4。玉米单贮得分为95.10,为良好;混贮各处理的得分为88.19~91.32,为良好,其中以70%玉米+30%紫花苜蓿的得分最高,为91.32;紫花苜蓿单贮的得分为73.75,为尚可。
表4 紫花苜蓿与全株玉米单贮和不同比例混贮的V-Score青贮质量评分
3.1 混贮比例对青贮营养成分的影响
青贮原料中适宜的可溶性糖含量是克服高缓冲能,确保青贮发酵品质的前提条件,而苜蓿中可溶性碳水化合物含量低,蛋白质含量高,缓冲能高,通过青贮发酵不易形成低pH状态,因此紫花苜蓿青贮时通常添加一些糖分含量高的禾本科牧草、饲料作物等[16,17]。本试验中,紫花苜蓿添加全株玉米的混贮与单一的紫花苜蓿单贮相比,提高了可溶性糖含量,更易调制青贮饲料,与单一的全株玉米青贮相比,提高了青贮料营养价值。混贮处理的粗蛋白含量、可溶性糖含量均介于苜蓿单贮与玉米单贮之间,这与孙小龙等[17]的研究结果相一致,表现出随着紫花苜蓿的增加,粗蛋白含量呈增加、可溶性糖含量呈降低趋势,将二者混贮,优劣互补,营养均衡。中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的含量可以作为估测奶牛日粮粗精比是否合适的重要指标,酸性洗涤纤维是指示饲草能量的关键,与动物消化率呈负相关,其含量越低,饲草的消化率越高,饲用价值越大[18]。本试验三组混贮处理与全株玉米单贮相比,酸性洗涤纤维下降20.47%、32.51%和36.80%,中性洗涤纤维下降6.83%、17.34%和22.64%,更利于奶牛消化。混贮处理中以70%全株玉米+30%紫花苜蓿的酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量最低,饲用价值最大。
3.2 混贮比例对青贮发酵品质的影响
pH值是反映青贮饲料发酵好坏的重要指标之一[19]。本试验中紫花苜蓿单贮pH为4.33,随着玉米在混贮比例中的增加,降低了混贮的pH值,70%全株玉米+30%紫花苜蓿的pH值为4.15,说明添加玉米可改善苜蓿的发酵品质,这与孙小龙[17]、王林等[20]的研究相一致。
有机酸总量及其构成可以反映青贮发酵过程的好坏,其中最重要的是乳酸、乙酸和丁酸,乳酸所占比例越大越好,丁酸所占比例则越小越好[21]。试验中所有处理的乳酸含量均超过80%,乳酸含量占绝对优势,因此可初步认为是以同型乳酸发酵为主。随着紫花苜蓿在混贮比例中的增加,乙酸含量呈逐渐增加的趋势。本试验中苜蓿原料的可溶性糖含量虽较低(3.80%),但含水量(67.80%)较适宜,有效抑制了不良微生物的活动,没有丁酸产生。而玉米原料的可溶性糖含量较高(6.65%),发酵底物充足,促使pH值下降,有效抑制了梭菌繁殖。由于苜蓿和玉米的互作效应,混贮处理丙酸产生较少,没有丁酸产生。
氨态氮与总氮的比值可反映青贮饲料中蛋白质及氨基酸分解的程度,比值越大,说明蛋白质分解越多,也意味着青贮质量不佳[19,21]。青贮中氨态氮含量不仅与青贮发酵过程有关,还受不同种类牧草中化学成分含量的影响[22]。由于苜蓿蛋白质含量高,蛋白降解程度严重,故氨态氮含量对苜蓿青贮发酵品质影响较大。本试验中紫花苜蓿单贮氨态氮占总氮百分比最高,为12.93%,混贮中70%全株玉米+30%紫花苜蓿组最低,为8.21%,较紫花苜蓿单贮降低36.50%。说明向紫花苜蓿中添加全株玉米能降低氨态氮的生成量。
3.3 青贮品质的评价
pH值是评定青贮品质的重要指标。品质好的鲜草青贮料pH低于4.2,低于4.5则为中等,高于4.8则说明发酵品质差[23]。本试验中70%全株玉米+30%紫花苜蓿的pH值为4.15,低于4.2。品质好的青贮料氨态氮占总氮的比例应低于10%[23],丁酸含量应低于0.1%[23],本试验中除紫花苜蓿单贮氨态氮占总氮比例超过10%外,其他处理均低于10%,所有处理均没有丁酸产生。因此,通过V-Score评价体系可知,紫花苜蓿发酵品质等级为尚可,其他处理发酵品质等级为良好,混合青贮相对于紫花苜蓿单贮品质好。
综合发酵品质和营养成分考虑,在攀西地区开展紫花苜蓿青贮以70%全株玉米+30%紫花苜蓿青贮效果最优。
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S823.4
A
1004-4264(2017)01-0059-04
10.19305/j.cnki.11-3009/s.2017.01.015
2016-07-22
国家现代农业(牧草)产业技术体系(CARS-35)。
柳茜(1977-),女,汉族,四川西昌人,高级畜牧师,主要从事牧草栽培技术研究与推广工作。
通迅作者:孙启忠(1959-),男,汉族,内蒙古五原人,研究员,主要从事牧草生产技术研究工作。