不同添加剂对陇东紫花苜蓿青贮品质的影响

2018-03-09 09:19薛春胜刘瑞生徐建峰张金林
草业科学 2018年2期
关键词:青贮饲料甲酸菌液

薛春胜,刘瑞生,徐建峰,张金林

(1.平凉职业技术学院,甘肃 平凉 744000; 2.甘肃省畜牧兽医研究所,甘肃 平凉 744000;3.兰州大学草地农业科技学院,甘肃 兰州 730000)

紫花苜蓿(Medicagosativa)富含蛋白质、维生素和多种矿物质等营养成分,抗逆性强,适口性好,素有“牧草之王”的美誉。陇东地区属典型的黄土高原丘陵区,自古就有种植紫花苜蓿饲喂牲畜的传统和习惯,是甘肃省紫花苜蓿留存面积最大的地区[1],但在广大农区晾晒干草仍是目前主要的利用方式,极易造成营养成分损失和发霉腐烂[2-3]。随着生物添加剂的逐步开发及其在青贮饲料中的广泛应用,许多研究[4-6]证实了生物添加剂对促进青贮发酵过程中有益菌和酶的活性,提高消化率,改善发酵品质等方面的作用也受到了广大养殖户的认可。

本研究以陇东地区广泛栽培的陇东紫花苜蓿为材料,在平凉市崆峒区采集了初花期刈割的紫花苜蓿草样,分析且比较甲酸、蔗糖、EM菌液、纤维素酶4种添加剂对紫花苜蓿青贮发酵品质的影响,旨在筛选适宜于陇东紫花苜蓿青贮的添加剂,为舍饲条件下牛羊规模化养殖提供优质青贮饲料。

1 材料与方法

1.1 试验材料

草样取自平凉市崆峒区白庙乡农户种植的第3年第1茬的陇东紫花苜蓿,于2016年6月上旬初花期进行刈割,铡至3~5 cm长,在水泥地平铺晾晒至含水量50%左右待用。甲酸(纯度42%)和蔗糖(纯度65%)购自平凉市崆峒区瑞科化学试剂公司,EM菌液(2×109cfu·mL-1)和纤维素酶(20万U·g-1)购自定西市富民科技有限责任公司。

1.2 试验设计

采用单因子试验设计,设甲酸、蔗糖、EM菌液、纤维素酶4种添加剂处理组,设未加添加剂为对照组,共5个处理,每个处理设4个重复,添加剂量分别为5.0 mL·kg-1、1.5%、0.1%、0.1%和0(CK)。

1.3 试验方法

1.3.1青贮方法 参照刘建新等[7]的报道,确定本研究的添加剂量。将4种添加剂溶解于少量蒸馏水后,均匀喷洒到晾晒后的紫花苜蓿原料草上,充分混匀,分层填装到55 cm×100 cm聚丙烯酰胺袋内,包裹压实,每袋装料20 kg,封口贴上标签,置室温下(13~33 ℃)贮藏60 d后开封,取样检测分析。

1.3.2测定指标及方法 将放置60 d的青贮苜蓿开封采样,每个处理组每个重复各取青贮苜蓿样品500 g,在甘肃省畜牧兽医研究所饲料检测实验室进行感官评定,测定发酵品质、营养成分、有氧稳定性等指标。

(1)感官评定

根据文献[8],称取青贮苜蓿样品50 g,现场对气味、质地和色泽进行感官评定。其中,气味设3个等级(0~14分),质地设4个等级(0~4分),色泽设3个等级(0~2分)。最后综合3项得分,依次评定为一等(16~20分)、二等(10~15分)、三等(5~9分)和腐败(0~4分)4个等级。

(2)发酵品质

称取20 g苜蓿青贮饲料样品,加入180 mL蒸馏水搅匀,用4层纱布和滤纸过滤,滤出的浸出液用酸度计测定pH[9]。乳酸、乙酸、丙酸和丁酸采用液相色谱分析仪测定,氨态氮采用苯酚-次氯酸比色法测定[10],并计算氨态氮与总氮的比例。

(3)营养成分

参照张丽英[11]的方法,采用全自动凯氏定氮仪、范式洗涤纤维法、灰化法分别测定青贮苜蓿中粗蛋白质、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维和粗灰分含量。

(4)有氧稳定性

参照刘辉等[12]的方法,测定苜蓿青贮饲料的有氧稳定性,即苜蓿青贮饲料暴露于空气中,当中心温度高于室温(21 ℃左右)2 ℃时,所持续的时间(h)。

1.4 数据处理与分析

试验数据采用Excel 2007进行整理,不同组别苜蓿青贮发酵品质及营养成分数据采用SPSS 19.0软件进行显著性分析,数值用“平均数±标准差”表示。

2 结果与分析

2.1 青贮苜蓿感官评定结果

4种添加剂处理组青贮苜蓿感官评定得分均高于对照组(表1),表现为茎叶结构完整、质地柔软,呈黄绿色或淡黄绿色,具有芳香性气味。综合得分高低依次排序为EM菌液组>纤维素酶组>蔗糖组>甲酸组>对照组,表明EM菌液处理青贮苜蓿,感官评定效果最佳。

2.2 青贮苜蓿发酵品质

4种添加剂处理组的pH均显著(P<0.05)低于对照组,以纤维素酶组最低(表2)。4种添加剂处理组的乳酸含量均显著(P<0.05)高于对照组,以纤维素酶组最高,蔗糖组次之,且二者均显著(P<0.05)高于甲酸组、EM菌液组;甲酸组和EM菌液组间无显著差异(P>0.05)。4种添加剂处理组的乙酸含量均显著(P<0.05)低于对照组,甲酸组、蔗糖组、EM菌液组组间差异不显著,但均显著(P<0.05)高于纤维素酶组。4种添加剂处理组的氨态氮/总氮含量均显著(P<0.05)低于对照组,但4种添加剂处理组间差异不显著(P>0.05)。此外,除对照组检测到丁酸外,其余各组均未检测到丁酸和丙酸。

括号内数值表示各处理组感官评定得分。

The values within brackets are sensory evaluation scores of the silages in the different treatment groups.

表2 不同添加剂对苜蓿青贮发酵品质的影响Table 2 Effect of different additives on the fermentation quality of alfalfa silage

同列数值后不同字母表示差异显著 (P<0.05)。表3同。

Different lowercase letters within the same column indicate significant difference at the 0.05 level; similarly for Table 3.

2.3 青贮苜蓿营养成分

4种添加剂处理组的粗蛋白含量均显著(P<0.05)高于对照组,甲酸组显著(P<0.05)高于蔗糖组、EM菌液组和纤维素酶组,后3组间差异不显著(P>0.05)(表3)。各组间的粗灰分含量无显著差异。4种添加剂处理组酸性洗涤纤维含量均显著(P<0.05)低于对照组,但4种添加剂处理组之间差异不显著(P>0.05)。蔗糖组、EM菌液组和纤维素酶组的中性洗涤纤维含量显著(P<0.05)低于甲酸组和对照组。

表3 不同添加剂对青贮苜蓿营养成分的影响Table 3 Effect of different additives on the nutrient compositions of alfalfa silage

2.4 青贮苜蓿有氧稳定性

4种添加剂处理组的有氧稳定性时间均显著(P<0.05)高于对照组,其中甲酸组和纤维素酶组显著(P<0.05)高于蔗糖组和EM菌液组,甲酸组和纤维素酶组间无显著差异(P>0.05)(图1)。

图1 不同添加剂对青贮苜蓿有氧稳定性的影响Fig. 1 Effect of different additives on the aerobic stability of alfalfa silage

不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。

Different lowercase letters indicate significant difference at the 0.05 level.

3 讨论

3.1 不同添加剂对青贮苜蓿感官评定结果的影响

青贮饲料的色泽、质地、水分含量等外形特征,在一定程度上可以反映青贮成功与否,也会影响牛羊的适口性。本研究在陇东紫花苜蓿中添加甲酸、蔗糖、EM菌液、纤维素酶4种添加剂发酵处理60 d,结果发现,经过甲酸、蔗糖、EM菌液、纤维素酶处理的青贮苜蓿茎叶结构保存完好,颜色接近黄绿色,呈芳香性气味,未出现霉变现象,综合得分均在16分以上,达到一等等级,表明添加剂可以改善青贮苜蓿的感官品质,这与徐炜等[13]添加麸皮、甲酸、乙酸、乳酸菌制剂青贮夏河县紫花苜蓿,刘贤等[14]利用糖蜜、乳酸菌制剂、酶制剂、乳酸菌+酶制剂和甲酸对两种不同含水率的苜蓿进行青贮调制试验,夏明等[15]使用甲酸、丙酸钙、纤维素酶、乳酸菌、葡萄糖对苜蓿青贮的研究结果一致。

3.2 不同添加剂对青贮苜蓿发酵品质的影响

pH、有机酸和氨态氮含量是衡量青贮饲料品质的重要指标。在苜蓿青贮中添加蔗糖[16]、甲酸和纤维素酶[17],在青贮苜蓿时添加3%的糖蜜,所测定的pH都在4.2以上,与对照组相比呈降低趋势[18]。本研究发现,蔗糖、甲酸和EM菌液、纤维素酶组pH都显著(P<0.05)低于对照组,且前3组pH均高于4.2,这与上述报道相符。表明蔗糖、甲酸和EM菌液3种添加剂都能降低饲料中pH,但纤维素酶组降低青贮苜蓿pH的作用更为明显。

青贮过程中对发酵品质影响最大的是乳酸、乙酸和丁酸,且丁酸含量越少越好,因为丁酸具有腐臭味,会直接影响青贮品质[19]。乳酸含量,4种添加剂处理组和对照组都大于3%(DM),且组间存在显著差异(P<0.05),以纤维素酶组最高(5.83%)、蔗糖组次之(5.47%)、对照组最低(3.27%),与王莹和玉柱[17]研究结果相同,也切合玉柱和孙启忠[20]提出的“当青贮饲料发酵品质优良时,乳酸含量为3%~13%”的观点。事实上,蔗糖作为发酵促进剂,可以促进乳酸菌的大量增加,从而产生更多的乳酸[21];纤维素酶能将植物细胞壁的多糖降解为单糖,促进乳酸发酵[22];EM菌液能够提高青贮原料的可溶性糖含量,为乳酸菌发酵提供更多的发酵底物[9]。本研究除对照组检测到丁酸外,其余各组均未发现丁酸和丙酸,刘辉等[12]、邓海军和杨富裕[16]也发现了这一现象,可能是因为加入添加剂后会使苜蓿青贮较快进入乳酸发酵阶段,从而抑制蛋白水解作用,导致丁酸和丙酸浓度降低,也可能与发酵时间长短有关。乙酸含量,蔗糖、甲酸、纤维素酶、EM菌液4种添加剂处理组都显著低于对照组(P<0.05),王莹和玉柱[17]也证实了蔗糖、甲酸和纤维素酶作为青贮添加剂,可以降低乙酸产量。马春晖等[23]研究表明,添加EM菌液的苜蓿青贮的乙酸含量显著(P<0.05)低于对照组。研究表明[24-26],添加EM菌剂、甲酸、糖类、乳酸菌、纤维素酶等,都可以降低青贮饲料中氨态氮/总氮含量,本研究也印证了上述观点,蔗糖、甲酸、纤维素酶、EM菌液4种添加剂处理组氨态氮/总氮含量都显著低于对照组(P<0.05),且均小于3%,处于品质优良的苜蓿青贮的范围(NH3-N/TN<10%)[20]。此外,纤维素酶组氨态氮/总氮含量最低,这有利于保存青贮饲料中碳水化合物的含量,从而抑制细菌的增殖,以乳酸菌发酵占优势,改善发酵质量[27]。

3.3 不同添加剂对青贮苜蓿营养成分的影响

王莹和玉柱[17]研究了甲酸、蔗糖和纤维素酶3种添加剂对紫花苜蓿青贮营养品质的影响,发现甲酸组粗蛋白含量显著高于纤维素酶组、蔗糖组和对照组(P<0.05),而各组间粗灰分含量差异不显著。本研究也得出了类似结果,粗蛋白含量,各组间存在显著差异(P<0.05),且以甲酸组最高,说明甲酸作为青贮发酵抑制剂,与其他添加剂相比在贮藏过程中蛋白质分解较少,可以提高蛋白质的利用率[24]。此外,4种添加剂对青贮苜蓿粗灰分含量无显著影响,与徐炜等[13]、夏明等[15]研究结果一致。酸性洗涤纤维,4种添加剂处理组均显著低于对照组(P<0.05);中性洗涤纤维,蔗糖组、EM菌液组和纤维素酶组均显著低于对照组和甲酸组(P<0.05),表明甲酸、蔗糖、EM菌液和纤维素酶4种添加剂具有增加酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维降解的趋势,与Colombatto等[28]、薛艳林等[29]研究结果相同。

3.4 不同添加剂对青贮苜蓿有氧稳定性的影响

乳酸菌、脱氧乙酸和乳酸菌+糖蜜作为添加剂,都能提高紫花苜蓿青贮的有氧稳定性,且以乳酸菌的效果最佳,能使有氧稳定性时间延长到210 h[12]。乙酸可以有效抑制酵母和真菌等好氧微生物的生长,提高燕麦(Avenasativa)和紫花苜蓿混合青贮饲料的有氧稳定性[30]。本研究表明,在紫花苜蓿中分别添加甲酸、蔗糖、EM菌液和纤维素酶进行青贮,都可以提高其有氧稳定性,且以纤维素酶效果最佳、甲酸次之。

4 结论

添加甲酸、蔗糖、EM菌液和纤维素酶对陇东紫花苜蓿进行青贮后,对陇东紫花苜蓿感官品质、发酵品质、营养品质及有氧稳定性均有一定程度的改善。综合青贮苜蓿各项指标分析,以纤维素酶青贮陇东紫花苜蓿效果最佳,pH、乙酸、NH3-N/TN含量最低,乳酸含量最高,营养品质好,改善有氧稳定性效果最好。

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