不同肥料和青贮添加剂对苜蓿青贮的影响

王丽学，何 峰，韩 静，陈龙宾，刘景喜，姚大为，牛荇洲，马 毅，霍文娟

（1天津市畜牧兽医研究所，天津300381；2中国农业科学院北京畜牧兽医研究所，北京100193；3天津市农业科学院，天津300192）

0 引言

苜蓿青贮品质受多种因素影响，其中制作青贮前苜蓿的田间管理尤其是施肥管理是影响青贮前苜蓿品质的重要因素之一，有研究报道，木醋液、芽孢杆菌、生物炭等均在改善土壤、促进植物生长方面有直接或间接作用[7～12]。蚯蚓粉是一种蛋白类饲料，富含各种氨基酸、激素和酶类以及某些促生长活性因子，在畜禽饲料领域广泛被应用[13]，但在肥料领域的应用尚未见报道。二铵是目前广泛应用于种植业领域的化肥之一，其作用亦是被广泛接受。但现有研究未能阐明上述各类肥料对苜蓿青贮后营养和发酵品质的影响。

添加青贮添加剂是制作优质苜蓿青贮的重要方法之一[4,6,14-13]，甲酸作为一种化学青贮添加剂可以在短时间内降低苜蓿青贮pH值，提高其青贮发酵品质[15]，木醋液是一种植物酸类混合物[16-18]，可作为复合酸型添加剂应用于苜蓿青贮中。

笔者将对不同肥料种类和青贮添加剂对苜蓿青贮品质的影响进行研究，以期为进一步优化苜蓿青贮工艺、提升苜蓿青贮品质和饲用价值提供理论指导与借鉴。

1 材料与方法

1.1 试验时间、地点

研究田间试验于2016年在天津市农业资源与环境研究所的滨海盐碱地绿化土壤改良科研试验基地进行，室内试验在天津市畜牧兽医研究所进行。试验基地全年平均气温12℃，年降雨量580～695mm，70%集中在6—8月；供试土壤(0～20cm)pH 8.21，全盐含量3.78g/kg，有机质含量11.5 g/kg，速效氮含量71.3 mg/kg，速效磷含量5.39 mg/kg，速效钾含量158.5 mg/kg[19]。

1.2 试验材料与设计

1.2.1 试验材料 试验用苜蓿为丹农种子公司提供的北极熊品种，播种时间为2016年5月9日，播种量18kg/hm2。

试验用有机无机复混肥（以黄腐酸钾为主）由中国农业科学院北京畜牧所提供，木醋液由天津市畜牧兽医研究所提供，蚯蚓粉、芽孢杆菌、生物炭、二铵和甲酸均为市售。

1.2.2 试验设计 试验包括肥料处理和青贮添加剂处理2个部分。

肥料处理共计6组，其中有机无机复混肥3组，分别添加蚯蚓粉（A组）、木醋液（B组）和芽孢杆菌（C组），施用生物炭为D组，施用无机化肥二铵为E组，不施肥作为对照F组，每组3个重复，共计18个小区，小区面积6 m×6 m。小区按随机区组试验设计进行划分，在播种前和每茬刈割后均按照试验设计进行施肥（A、B、C、D组为750 kg/hm2，E组为180 kg/hm2）。

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添加剂处理共计3组，2016年10月份最后一茬营养生长期将各小区苜蓿分别刈割，晾晒24 h后（干物质含量(23.02±0.70)%，数据未在表中显示），用铡草机将苜蓿切割成2～5cm的小段，分别按6 mL/kg的剂量添加木醋液和甲酸作为试验组，对照组使用等量的蒸馏水，将添加物均匀喷洒在切割好的苜蓿上，装入特制聚乙烯塑料袋(25cm×35cm)，每袋300 g，每个处理设置3个重复，用封口机同时进行抽气和封口，室温保存发酵45天后开袋分析苜蓿青贮后的营养指标和发酵指标。

1.3 样品指标测定

样品由CVAS饲料分析中国服务中心通过近红外光谱(near infrared，NIR)进行营养价值评估，指标包括粗蛋白(CP)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、酸性洗涤木质素(ADL)、粗脂肪(EE)、粗灰分(Ash)、淀粉(Starch)、中性洗涤不溶氮(NDIP)和酸性洗涤不溶氮(ADIP)含量等营养指标，以及pH值、乳酸、乙酸、丙酸、丁酸含量和氨态氮占粗蛋白比例等发酵指标。

1.4 数据处理与分析

文中数据分析和图表制作分别由IBM SPSS statistics 20.0和Microsoft Excel 2010完成，数据均以“均值±标准差”表示。通过方差分析(Two-way ANOVA)对不同处理下苜蓿青贮后的营养和发酵品质指标进行分析，并用HSD对各项指标进行多重比较(P<0.05)。

隶属函数计算如式(1)～(2)。

式中，X为苜蓿青贮后某一指标测定值，Xmax和Xmin分别表示某一指标测定值内的最大和最小值。一般而言，苜蓿青贮的上述指标中粗蛋白、粗脂肪、淀粉和乳酸含量与其营养和发酵品质正相关，其隶属函数运用式(1)计算，而其他指标与营养和发酵品质负相关，故其隶属函数运用式(2)计算，上述所有指标的隶属函数之和即可作为苜蓿青贮后营养和发酵品质的综合指数[20-21]。

2 结果与分析

2.1 不同处理对苜蓿青贮后营养品质的影响

从表1可以看出，不同肥料处理苜蓿青贮后粗蛋白含量表现为A组和B组显著低于其他组(P<0.05)，C组显著高于D组(P<0.05)，E组和F组与C组和D组之间差异不显著(P>0.05)；中性洗涤纤维含量A组显著高于其他组(P<0.05)；酸性洗涤纤维含量在各组之间差异不显著(P>0.05)；木质素含量E组和C组显著低于其他组(P<0.05)；粗脂肪含量E组显著低于其他组(P<0.05)，而B组显著高于其他组(P<0.05)，A组、C组、D组和F组之间差异不显著(P>0.05)；粗灰分含量各组之间差异不显著(P>0.05)；淀粉含量在C组显著高于A组、F组和E组(P<0.05)，B组和D组之间差异不显著(P>0.05)；ADIP以A组显著高于其他组(P<0.05)；NDIP在各组间差异未达显著水平(P>0.05)。

表1 不同处理苜蓿青贮营养品质指标差异

不同添加剂处理下苜蓿粗蛋白含量差异不显著(P>0.05)；中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、木质素、粗脂肪、粗灰分和淀粉含量均表现为甲酸处理组显著低于对照组和木醋液组(P<0.05)；但ADIP和NDIP却表现为甲酸处理组显著高于对照组和木醋液组(P<0.05)。

苜蓿青贮中粗脂肪、淀粉、ADIP和NDIP含量在不同肥料处理和添加剂处理存在互作效应（图1），粗脂肪含量以A组无添加剂处理和D组木醋液处理最高，A组甲酸处理最低；淀粉含量以D组无添加剂处理最高，C组、D组和E组甲酸处理最低；ADIP以A组甲酸处理最高而C组木醋液处理最低；NDIP中以D组无添加剂处理最低而甲酸处理各组分最高。

2.2 不同处理对苜蓿青贮发酵品质的影响

在所有样品中均未检测出丙酸和丁酸（数据未在表中显示）。从表2可以看出，不同肥料处理苜蓿青贮pH值表现为D组和F组显著高于其他组(P<0.05)；乳酸含量表现为B组显著高于其他组(P<0.05)，D组和F组显著低于其他组(P<0.05)，A组与C组和E组差异不显著(P>0.05)；乙酸含量以F组最高显著高于其他组(P<0.05)，A组最低，其他各组间差异未达显著水平(P>0.05)；氨态氮占总氮的比例在F组显著高于D组(P<0.05)，两者显著高于A、B、C、E组(P<0.05)。不同添加剂处理中pH值、乳酸、乙酸、氨态氮占总氮的比例均表现为甲酸组显著低于对照组和木醋液组(P<0.05)，pH值在木醋液组显著低于对照组而乳酸含量则相反(P<0.05)，乙酸和氨态氮占总氮的比例在两者之间差异未达显著水平(P>0.05)。

不同肥料和添加剂处理在苜蓿青贮的发酵指标上均存在互作效应（图2），其中pH值表现为D组无添加剂处理显著高于D组和E组甲酸处理组(P<0.05)；乳酸含量表现为B组无添加剂处理和A、B、C、E组木醋液处理最高，各组甲酸处理最低；乙酸含量以F组木醋液处理最高，各组甲酸处理最低；氨态氮占总氮的比例以F组无添加剂处理和木醋液处理组最高，各组甲酸处理最低。

图1 苜蓿在不同肥料和添加剂处理交互作用下的营养品质差异

2.3 利用综合隶属函数评价不同处理对苜蓿青贮品质的影响

从表2可以看出，不同肥料处理下综合隶属函数以C组最高，与E组和B组差异未达显著水平(P>0.05)，三者均显著高于A组、D组和F组(P<0.05)，后三者之间差异未达显著水平(P>0.05)；不同添加剂处理下甲酸组综合隶属函数显著高于木醋液组和对照组(P<0.05)，木醋液组虽高于对照组但差异未达显著水平(P>0.05)，综合隶属函数在不同肥料处理和不同添加剂之间互作效应不显著(P>0.05)。

表2 不同处理苜蓿青贮发酵品质和总隶属函数

图2 苜蓿在不同肥料和添加剂处理交互作用下的发酵品质差异

3 结论

苜蓿施用添加芽孢杆菌的有机无机复混肥，可提高苜蓿青贮的粗蛋白含量，降低其木质素含量，效果最佳；添加木醋液的有机无机复混肥，可提高苜蓿青贮的粗脂肪和乳酸含量，降低其pH值，施用化肥二铵可显著降低苜蓿青贮的木质素含量，两者效果次之；三者均不同程度提高了苜蓿青贮综合营养和发酵品质。

苜蓿青贮过程中添加甲酸可以有效抑制苜蓿青贮发酵，降低苜蓿蛋白的水解，有效保存苜蓿营养成分；添加木醋液与对照相比显著提高了苜蓿青贮后乳酸的含量，改善了苜蓿青贮发酵品质。

不同肥料和不同青贮添加剂在苜蓿青贮的综合营养和发酵品质指标上不存在显著的互作效应。

4 讨论

不同的肥料处理下苜蓿青贮综合隶属函数显示C>E>B>D>A>F，说明各肥料组不同程度优于对照组。胶质芽孢杆菌具有活化磷钾矿物的能力[9]，被广泛应用于微生物肥料中[10]，豆科植物施磷肥可促进核糖核酸合成进而促进蛋白质合成，有益于氮同化[10-11]，因此C组具有较高的粗蛋白以及较低的木质素含量；木醋液与肥料配合施用于盐碱土壤中一方面可以调节土壤pH值，另一方面还具有提高肥力延长肥效的作用，故B组具有较高的粗脂肪含量，进而发酵可产生更多的脂肪酸，使其具有较低的pH值和较高的乳酸含量；蚯蚓粉蛋白含量最高可达70%，富含氨基酸、激素和酶类以及某些促生长活性因子[13]，可以看作是一类氨基酸类肥料，具有使植物分蘖增加、叶色转绿、根系健壮和增加产量等效应[22]，但与芽孢杆菌和木醋液相比，其对苜蓿青贮后营养和发酵品质的影响相对较弱，在相同的基肥下，添加芽孢杆菌（C组）和木醋液（B组）处理的苜蓿青贮后营养和发酵的综合品质要显著优于添加蚯蚓粉（A组），这可能是由于蚯蚓粉对苜蓿的作用仅在于增产而非提高营养品质，其增产效果有待于进一步开展研究。氮肥有利于植物的营养生长[23]，以降低其木质化程度，故施用二铵（E组）的苜蓿青贮后具有较低的木质素含量。生物炭是具有较高的比表面积、多孔隙性以及自身含有一定矿质营养元素，可作为土壤改良剂改善土壤肥力，尤其对于盐碱地土壤孔隙度较小的土壤尤为明显，但也有研究表明，生物炭处理后降低了王草的生物产量和营养品质[24]，本研究中生物炭处理对苜蓿青贮后营养和发酵品质的影响仅略优于对照组，但差异未达显著水平。

甲酸作为一种化学类抑制型青贮添加剂，具有抑制苜蓿青贮蛋白水解、增加其青贮品质的作用[4,25]，本研究中甲酸处理组苜蓿中未检测到氨态氮的存在，说明甲酸的添加有效地抑制了苜蓿青贮蛋白的水解，同时综合隶属函数显示甲酸组苜蓿营养和发酵综合品质显著优于木醋液组和对照组。木醋液中的主要成分是乙酸[7-8]，虽然木醋液组在营养指标和综合品质（隶属函数）与对照组差异不显著，但木醋液组具有较低的pH值和较高的乳酸含量，其发酵品质较对照组有明显的优势，对于其在苜蓿青贮中的施用剂量有待于进一步开展研究。乳酸是青贮发酵的主要产物之一，由于木醋液的pH值(pH 3.0)[26]与甲酸存在差异，其在苜蓿青贮过程中对发酵的抑制效应相对较弱，故苜蓿青贮后乳酸含量显著高于甲酸组。

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