3种豆科植物青贮品质比较

牟 兰，蔡 明,，高月娥，岳信龙，黄必志*

(1.兰州大学 草地农业科技学院，甘肃 兰州 730020； 2.云南省草地动物科学研究院，云南 昆明 650212)

饲草资源紧缺是制约我国畜牧业快速发展的重要因素之一，随着人们对畜产品数量和质量的要求不断提高，中长期内饲料用量的缺口将会日益增大，且优质蛋白质饲料资源更是短缺[1]。豆科植物是蛋白质饲料的主要来源，因此，开发优质豆科植物饲用价值是缓解饲草资源缺乏的有效途径。

目前，在我国南方种植较为广泛的豆科植物有蚕豆(ViciafabaL.)和楚雄南苜蓿(Medicagohispida Gaertn.cv.Chuxiong)等。蚕豆作为典型的豆科作物，产量巨大，其籽实常被食用，也可药用[2]，但蚕豆收获后的秸秆作为剩余物常被丢弃或焚烧，污染环境的同时也浪费资源[3]。楚雄南苜蓿又名金花菜，为1年生或越年生豆科草本植物，在南方栽培范围较广，适应性强；其幼嫩枝尖可食用，根和全草有药用价值[4]，还可作为绿肥植物。蚕豆和楚雄南苜蓿营养物质丰富[5-8]，在南方不仅种植广泛，而且产量大，其种植周期可以有效弥补我国饲草资源冬季短缺的时间差。可见，将其作为新的饲料资源进行开发，潜力巨大。裹包青贮具有投资少、见效快、易于运输和商品化等优势，是目前利用较为普遍的青贮方式之一。加快裹包青贮手段的饲草资源贮存研究已成为目前饲草商品化的研究热点。鉴于此，以优质豆科牧草紫花苜蓿为对照，采用裹包青贮方式，研究楚雄南苜蓿、蚕豆秸秆在不同贮存时间下的青贮品质，以期为开发新的饲草资源、扩大豆科植物饲用转化途径提供技术支撑和理论依据。

1 材料和方法

1.1 供试材料

3份供试材料紫花苜蓿、楚雄南苜蓿、蚕豆秸秆均于2014年2月下旬取自云南省楚雄彝族自治州彩云镇。

1.2 试验方法

材料收获后风干晾晒，将水分含量控制在50%～60%，然后采取3层膜包裹方法进行圆捆式拉伸膜裹包青贮制作。制作完成后，转移至贮存仓库单层竖向放置。记录青贮制作时间，之后30、60、90、120、150、180、210、240 d 各取样1次，每次3个重复。取样后，置于自封袋密封标号待测。若取样过程中发现裹包变形或破损，立即更换裹包取样。

测定样品干物质、粗蛋白、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维[9]、氨态氮含量及pH值[10]；用气相色谱法测定乙酸、丙酸、丁酸含量，用高效液相色谱法测定乳酸含量[11]。

1.3 数据分析

利用SPSS 22.0统计软件One-way ANOVA程序对数据进行单因素方差分析，采用Duncan’s新复极差法进行比较，采用Excel 2007作图。

2 结果与分析

2.1 不同贮存时间3种豆科植物干物质和粗蛋白含量变化

由表1可知，随贮存时间延长，蚕豆秸秆的干物质含量高于紫花苜蓿和楚雄南苜蓿，紫花苜蓿的干物质含量整体上呈下降趋势，楚雄南苜蓿和蚕豆秸秆的干物质含量基本呈上升趋势；在贮存150 d时，蚕豆秸秆的干物质含量达到最高，分别高于紫花苜蓿和楚雄南苜蓿25.24、26.91个百分点。其中，紫花苜蓿的干物质含量在贮存90 d内变化不大，但显著高于其他贮存时间的干物质含量；楚雄南苜蓿在贮存240 d时干物质含量达到最高，显著高于其他贮存时间的干物质含量；蚕豆秸秆的干物质含量在贮存150 d和210 d时较高，显著高于其他贮存时间的干物质含量。

表1 不同贮存时间下3种豆科植物干物质含量 %

注：同列数据后不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，下同。

在整个青贮期内，3种豆科植物的粗蛋白含量表现为紫花苜蓿>楚雄南苜蓿>蚕豆秸秆，且3种豆科植物的粗蛋白含量均在贮存30 d时达到最高，贮存60 d时开始显著下降，基本呈现为先下降后平缓的变化趋势(表2)。这可能是由于贮存前期3种豆科植物都有不同程度发酵，导致蛋白质降解，粗蛋白含量降低，随贮存时间延长，受多种因素影响乳酸菌等微生物活动被抑制，使其粗蛋白含量变化较小。

表2 不同贮存时间下3种豆科植物粗蛋白含量 %

2.2 不同贮存时间3种豆科植物酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量变化

由表3可知，在贮存前期(30～120 d)，酸性洗涤纤维含量基本表现为紫花苜蓿<楚雄南苜蓿<蚕豆秸杆，贮存150～240 d，基本表现为紫花苜蓿<蚕豆秸杆<楚雄南苜蓿；紫花苜蓿、楚雄南苜蓿和蚕豆秸秆的酸性洗涤纤维含量基本呈先升高后降低的趋势。其中，紫花苜蓿和蚕豆秸秆的酸性洗涤纤维含量均在贮存210 d时达到最低，分别低于楚雄南苜蓿8.99、7.55个百分点，且显著低于其他贮存时间。在贮存240 d时，蚕豆秸秆的酸性洗涤纤维含量为22.23%，与同贮存时间下紫花苜蓿的酸性洗涤纤维含量相近。楚雄南苜蓿在贮存240 d时最低。可见，适当的贮存时间有助于降低饲草的酸性洗涤纤维含量，提高消化率。

在贮存30～120 d，中性洗涤纤维含量基本表现为紫花苜蓿<楚雄南苜蓿<蚕豆秸杆，贮存150～240 d，则基本表现为紫花苜蓿<蚕豆秸杆<楚雄南苜蓿。在整个青贮过程中，随贮存时间延长，紫花苜蓿的中性洗涤纤维含量整体上呈下降趋势；楚雄南苜蓿和蚕豆秸秆的中性洗涤纤维含量整体上呈先升高后降低的趋势(表4)。其中，紫花苜蓿的中性洗涤纤维含量在贮存240 d时达到最低，显著低于其他贮存时间；楚雄南苜蓿的中性洗涤纤维含量在贮存30 d时最低，蚕豆秸秆的中性洗涤纤维含量在贮存210 d时最低。以上结果表明，对于不同饲草，选择其适宜的贮存时间有助于降低饲草中性洗涤纤维含量，从而有助于提高动物采食量。

表3 不同贮存时间下3种豆科植物酸性洗涤纤维含量 %

表4 不同贮存时间下3种豆科植物中性洗涤纤维含量 %

2.3 不同贮存时间3种豆科植物pH值变化

如表5所示，3种豆科植物的pH值在贮存过程中整体上呈下降趋势，除贮存180、210 d时楚雄南苜蓿的pH值大于紫花苜蓿外，其他贮存时间下，pH值均表现为蚕豆秸秆<楚雄南苜蓿<紫花苜蓿。其中，蚕豆秸秆在贮存180 d和240 d时，其pH值为3.98和3.85，明显低于紫花苜蓿和楚雄南苜蓿，并显著低于其他贮存时间的pH值；紫花苜蓿和楚雄南苜蓿均在贮存240 d时pH值最低，但均高于蚕豆秸秆。

2.4 不同贮存时间3种豆科植物氨态氮含量变化

贮存30～120 d，3种豆科植物的氨态氮/总氮基本表现为紫花苜蓿<蚕豆秸秆<楚雄南苜蓿，贮存150～240 d，3种豆科植物的氨态氮/总氮则表现为蚕豆秸秆<楚雄南苜蓿<紫花苜蓿(图1)。其中，紫花苜蓿的氨态氮/总氮基本呈现上升趋势，楚雄南苜蓿和蚕豆秸秆的氨态氮/总氮基本呈现先升高后下降至平缓的趋势。3种豆科植物的氨态氮含量均在贮存30 d时最低；楚雄南苜蓿的氨态氮/总氮在贮存60 d时最高，显著高于紫花苜蓿和蚕豆秸秆；紫花苜蓿的氨态氮含量在240 d时最高，显著高于楚雄南苜蓿和蚕豆秸秆。这可能是由于不同贮存时间下微生物活动程度不同导致蛋白质降解存在变化。

表5 不同贮存时间下3种豆科植物pH值 %

同一贮存时间标不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，下同图1 不同贮存时间下3种豆科植物氨态氮含量

2.5 不同贮存时间3种豆科植物乳酸含量变化

从图2可以看出，紫花苜蓿的乳酸含量整体呈上升趋势，楚雄南苜蓿和蚕豆秸秆整体呈先上升后下降的趋势；其中，贮存60～180 d，楚雄南苜蓿的乳酸含量高于紫花苜蓿和蚕豆秸秆；贮存210～240 d，紫花苜蓿的乳酸含量显著高于蚕豆秸秆和楚雄南苜蓿。紫花苜蓿的乳酸含量在贮存210 d时最高，达到4.25%，蚕豆秸秆的乳酸含量在贮存60 d达到最高，楚雄南苜蓿的乳酸含量在贮存150 d时最高，为4.22%；而紫花苜蓿和蚕豆秸秆的乳酸含量均在贮存180 d时最低，楚雄南苜蓿在贮存30 d时乳酸含量最低。这可能是由于不同植物可溶性碳水化合物含量不同，导致其在不同贮存时间下乳酸菌发酵程度不同，乳酸含量存在差异性。

2.6 不同贮存时间3种豆科植物乙酸含量变化

除贮存90 d外，在整个青贮时期，蚕豆秸秆的乙酸含量均显著低于紫花苜蓿和楚雄南苜蓿(图3)，且紫花苜蓿和楚雄南苜蓿的乙酸含量基本表现为先下降后上升趋势，蚕豆秸秆的乙酸含量基本呈下降趋势。其中，蚕豆秸秆在贮存120 d和240 d时乙酸含量较低，分别仅为0.13%和0.10%。紫花苜蓿在贮存90 d时乙酸含量最低，贮存210 d和240 d时最高；楚雄南苜蓿的乙酸含量在整个青贮时期均较高，在贮存90、120 d时相对较低，但仍显著高于蚕豆秸秆。

图2 不同贮存时间下3种豆科植物乳酸含量

图3 不同贮存时间下3种豆科植物乙酸含量

2.7 不同贮存时间3种豆科植物丙酸含量变化

从图4可以看出，整个青贮时期，蚕豆秸秆的丙酸含量均显著低于紫花苜蓿和楚雄南苜蓿。其中，蚕豆秸秆除在贮存210 d丙酸含量较高外，其他贮存时间均较低。在贮存120 d时，分别显著低于楚雄南苜蓿和紫花苜蓿0.70个百分点和0.49个百分点。紫花苜蓿在贮存90 d和180 d时，丙酸含量较低，在贮存210 d和240 d时最高，显著高于蚕豆秸秆；楚雄南苜蓿的丙酸含量在贮存30～90 d时较低，其他贮存时间则一直维持较高水平，显著高于蚕豆秸秆和紫花苜蓿(210 d除外)。

2.8 不同贮存时间3种豆科植物丁酸含量变化

从图5可以看出，蚕豆秸秆除在贮存210 d时有少量丁酸产生外，其他贮存时间均无丁酸产生。紫花苜蓿在贮存30～90 d无丁酸产生，贮存120～240 d均有丁酸产生，在贮存150 d时丁酸含量最高，达到0.23%。而楚雄南苜蓿除在贮存180 d和240 d外，其他贮存时间下均有丁酸产生，且在贮存60 d时，其丁酸含量较高。

图4 不同贮存时间下3种豆科植物丙酸含量

图5 不同贮存时间下3种豆科植物丁酸含量

3 结论与讨论

纤维中含有大量不能被草食动物消化利用的物质，本研究中,3种豆科植物的酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量较低，这是由于在裹包青贮的厌氧环境下，发酵微生物有效降解了纤维含量。pH值是反映青贮饲料发酵品质的重要指标，pH值低说明青贮饲料发酵效果好，优质青贮料pH值应在4.20以下[12]。本研究中，蚕豆秸秆的pH值在贮存过程中基本达到优质青贮饲料的标准，优于紫花苜蓿和楚雄南苜蓿，这与阿依丁等[13]的研究结果一致，反映了其良好的发酵品质。乳酸含量方面，本研究中3种豆科植物的乳酸含量在贮存120 d时达到3.50%～3.90%，这与荀桂荣等[14]的研究结果一致。乳酸菌发酵产生乳酸，能够在短时间内抑制有害微生物的繁殖并阻止有害物质产生，从而进一步提高青贮料的品质。氨态氮含量的高低直接反映青贮原料的蛋白质降解程度，氨态氮含量越高，说明青贮原料中蛋白质降解越多，青贮品质越差。本研究中3种豆科植物在贮存60 d和120 d时，氨态氮含量与顾拥建等[6]和荀桂荣等[14]的研究结果不尽一致，本研究中的氨态氮含量偏低，这可能是由于3种豆科植物的蛋白质含量较高，而可溶性碳水化合物含量较低，导致贮存过程中微生物发酵不完全而造成的。丁酸的产生不仅会加重家畜病害，还会影响家畜的新陈代谢和生长性能，丁酸含量高低反映青贮饲料的品质好坏，丁酸含量越多，青贮品质越差。本研究中，紫花苜蓿和楚雄南苜蓿有部分丁酸产生，但蚕豆秸秆在在贮存过程中几乎无丁酸产生，这可能是由于三者在青贮过程中水分存在差异，导致有害微生物发酵所致。此外，青贮品质还受裹包层数等因素的影响。白春生等[15]、Keller等[16]和Mceniry等[17]通过采用不同层数拉伸膜裹包青贮发现，2层包裹的青贮原料与其他包裹层数的青贮原料相比，不仅发霉严重，发酵品质总体上也都较差。崔国文等[18]研究发现，拉伸膜裹包青贮选择4层裹包较为适宜。含水量过高或过低都会影响青贮原料的发酵品质[19-21]。适宜的青贮原料含水量应维持在50%～65%，适宜的含水量可使青贮原料pH值在发酵过程中迅速下降以抑制有害菌群活动，并保证有机酸发酵处于适当环境，从而减少蛋白质降解。因此，豆科植物类进行拉伸膜裹包青贮制作，应尽量选择4层以上的包裹，避免由于包裹不严而导致霉烂、影响发酵品质的问题。保证干物质含量维持在恰当范围，并可考虑加入合适的添加剂或和禾本科类易青贮的牧草以合适比例混合青贮，以保证发酵的基本条件，提高饲草原料的青贮品质[22-29]。

对于不同豆科植物而言，适当的青贮时间有助于改善青贮品质。短时间贮存(30～90 d)，紫花苜蓿表现出较强的优势，其次是楚雄南苜蓿，蚕豆秸秆较差；随贮存时间延长(120～240 d)，蚕豆秸秆优势逐渐显现，表现出优于紫花苜蓿和楚雄南苜蓿的趋势。因此，长期贮存的条件下，蚕豆秸秆具有更好的饲用优势，未来可考虑作为蛋白质饲料替代部分豆科牧草，其作为饲料推广和发展应用前景十分广阔。

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