不同添加剂对天然牧草青贮品质的影响

徐生阳，玉 柱

（中国农业大学草业科学与技术学院，北京 100193）

中国是世界第二大草原大国，天然草地中有饲用价值的牧草达6 000 多种[1]，所以天然牧草一直是我国草地畜牧业发展的重要支柱。相较于干草，天然牧草青贮适口性好，气味芳香，可以减少营养物质的损失，提高消化利用率[2]。但真菌的存在不利于优质天然牧草青贮的生产。青贮中的真菌主要是霉菌和酵母菌，酵母菌会造成干物质和糖分的损失，其利用乳酸使得pH 升高，使得其他杂菌生长；霉菌可以分解乳酸和糖，也可以分解纤维素及其他细胞壁成分，是导致青贮腐败变坏的主要微生物[3]。有研究表明，孜然精油中含有具有选择性抗菌作用的枯草醛和香芹醛，可以减少霉菌和酵母菌等有害微生物，是安全的天然添加剂[4]。熊家林等[5]认为富马酸单甲酯的pH 应用范围广、用途广、高效、低毒，而且抑菌能力强，对黄曲霉菌也有很强烈的抑制作用。胡元亮[6]认为，将清热型中草药与化学添加剂相结合可能会取得更好的防霉效果，甘草为清热型的中草药。贾玉山等[7]认为陈皮具有一定的防霉能力。目前，国内外对孜然精油、富马酸单甲酯及其与中草药搭配使用的研究较少。本研究中使用孜然精油、陈皮、富马酸单甲酯及其与中草药的组合，探索适合天然牧草青贮的添加剂，为制作优质的天然牧草青贮提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料 原料为抽穗期羊草为优势种群的天然牧草，于2019 年7 月10 日国家草地生态系统野外科学观测站沽源基地刈割，试验时充分混匀；孜然精油来自河南新罗曼食品配料有限公司；富马酸单甲酯来自江苏瑞多生物工程有限公司；甘草粉来自盐城陈氏食品有限公司；陈皮粉来自亳州市德永堂生物科技有限公司；瘤胃液来自北京中地畜牧科技有限公司的瘘管奶牛。

1.2 试验设计 本试验设置6 个处理，将收获的天然牧草切碎至1 cm 左右，混匀，对照组（CK）不添加任何添加剂，试验组分别加入孜然精油（0.5 g/kg）、富马酸单甲酯（1 g/kg）、陈皮粉（3 g/kg）、富马酸单甲酯（0.5 g/kg）+陈皮粉（2 g/kg）、富马酸单甲酯（0.5 g/kg）+甘草粉（3 g/kg），再次混匀，取500 g 装入1 L 的青贮桶中密封，每个处理设置3 个重复。青贮40 d 后开封，取样分析。

1.3 测定指标及方法 采用田吉鹏[8]的方法进行酵母菌和霉菌计数；采用雷磁PHS-3C 型pH 计测定pH[9]；采用岛津LC-20A 型高效液相色谱仪（色谱柱：KC-811 column，Shimadzu，日本；检测器：SPD-M10AVP；流动相：3 mmol/L 高氯酸，流速1 mL/min，柱温50℃；检测波长210 nm，进样量5 μL）分析乳酸（LA）和乙酸（AA）、丙酸（PA）和丁酸（BA）[10]；采用苯酚-次氯酸钠法测定氨态氮/总氮（AN/TN）[11]；采用张丽英[12]的方法计算干物质（DM）含量；采用凯氏定氮法[13]测定粗蛋白质（CP）含量，采用范氏法测定中性洗涤纤维（NDF）和酸性洗涤纤维（ADF）含量[14]。

干物质消化率（IVDMD）的测定[15]：准确称取1.0 g草样置于经丙酮浸泡后自然晾干的纤维袋，而后放入体外模拟培养箱的消化罐中，每个罐中放入24 个样品和1 个空白对照。然后在罐中加入AB 缓冲液（A 缓冲液1 330 mL：KH2PO410 g/L，MgSO4·7H2O 0.5 g/L，NaCl 0.5 g/L，CaCl2·2H2O 0.1 g/L，Urea 0.5 g/L；B 缓冲液266 mL：Na2CO315 g/L，Na2S·9H2O 1 g/L），再加入400 mL 已经提取的瘤胃液，最后向罐中通CO2直至充满整个罐体，并盖好盖子。随后将消化罐置于体外模拟培养箱内，39℃发酵48 h，样品取出后用蒸馏水冲洗干净，然后放入105℃烘箱中烘干4 h，称重并计算。IVDMD=（样品DM 量-体外培养后DM 量）/样品DM 量

总产气量（Vx）的测定：采用ANKOM RFS 产气测量仪器测定，准确称取1.0 g 草样置于试验模块的模块瓶中，向模块瓶中加入AB 缓冲液（A 缓冲液83.3 mL、B 缓冲液16.7 mL），再加入25 mL 已经提取的瘤胃液，通入CO2直至充满整个模块瓶，随后将模块瓶置于39℃恒温培养箱中，设定仪器配套软件并开始测定，发酵48 h，软件会自动记录各个时间点的压力值。最后通过压力值来计算总产气量。

Vx=Vj×Ppsi×0.068 004 084

其中，Vx 为39℃时的产气体积（mL）；Vj 为模块瓶内液面上部空间的体积（mL）；Ppsi 为软件记录的累积压力（psi）。

1.4 统计分析 采用Excel 2007 计算均值和标准误，采用SPSS 17.0 软件进行统计分析，并用Duncan's 法对各测定数据进行多重比较，测定结果用平均值±标准误表示，使用Sigmaplot 14 绘图。

2 结果与分析

2.1 不同添加剂对天然牧草青贮真菌数量的影响 由表1 可知，添加孜然精油后青贮中酵母菌数量低于对照组（P＜0.05），在其他添加剂处理组中没有发现酵母菌。在各个处理组中均没有发现霉菌。

2.2 不同添加剂对天然牧草青贮发酵品质的影响 由表2 可知，各试验组pH 高于对照组（P＜0.05）。富马酸单甲酯组和陈皮组的pH 低于孜然精油组、富马酸单甲酯+陈皮组、富马酸单甲酯+甘草处理组（P＜0.05）。各处理组中AN/TN 值无显著差异。对照组LA 含量高于除陈皮组之外的其他处理组（P＜0.05），富马酸单甲酯+甘草组中LA 含量最低（P＜0.05）。对照组和陈皮组中AA 含量高于孜然精油组、富马酸单甲酯+陈皮组和富马酸单甲酯+甘草组（P＜0.05）。

2.3 不同添加剂对天然牧草青贮营养成分、干物质消化率和总产气量的影响 由表3 可知，孜然精油组中DM含量较对照组提高了10.15%（P＜0.05），其余处理组中DM 含量与对照组无显著差异。富马酸单甲酯+陈皮组中NDF 含量低于对照组（P＜0.05）。对照组和富马酸单甲酯+陈皮组中ADF 含量最低（P＜0.05）。添加孜然精油、富马酸单甲酯、陈皮、富马酸单甲酯+陈皮和富马酸单甲酯+甘草的CP 含量较对照组分别显著提高了24.97%、17.50%、22.80%、39.62% 和29.04%（P＜0.05），其中富马酸单甲酯+陈皮处理组中CP含量最高。由表3 可知，添加孜然精油、富马酸单甲酯、陈皮、富马酸单甲酯+陈皮和富马酸单甲酯+甘草后IVDMD 较对照组分别提高了10.58%、6.84%、10.65%、9.22% 和12.13%（P＜0.05）。由图1 可知，随着时间的增加，各处理中总产气量不断增加，在发酵0～4 h 时，各处理的产气速率较大；在发酵48 h 后，富马酸单甲酯组中总产气量高于其他处理组，富马酸单甲酯+陈皮组中总产气量最低。

表1 天然牧草青贮的真菌数量 log10CFU/g

表2 不同处理天然牧草青贮的发酵品质

表3 不同处理天然牧草青贮营养成分和 IVDMD

图1 不同处理天然牧草青贮的总产气量

3 讨 论

3.1 不同添加剂对天然牧草青贮真菌数量的影响 霉菌和酵母菌会造成青贮干物质的损失和pH 上升。而青贮的酸性环境可以有效抑制饲料作物上附着的一些有害微生物，pH 上升会引起其他杂菌的生长[16]。霉菌不但可以造成营养物质损失，也会产生霉菌毒素造成家畜霉菌毒素中毒，而且一般无特效药物来治疗霉菌毒素中毒[17]。本研究中，所有处理中均没有发现霉菌，说明各处理中的青贮较为安全。Turan 等[4]认为孜然精油可以抑制酵母菌等有害微生物，本研究的结果也印证了这一点。本研究中，孜然精油处理组中酵母菌数量显著低于对照组；除孜然精油处理组之外，其他添加剂处理组中均没有发现酵母菌。说明孜然精油对酵母菌有一定的抑制作用，但其他添加剂的抑制作用更明显。

3.2 不同添加剂对天然牧草青贮发酵品质的影响 pH和AN/TN 是评价青贮发酵品质的重要指标。通常情况下认为青贮成功的青贮饲料其pH 应该在4.2 以下，AN/TN 应该在10%以下[18-19]。本研究中所有处理均符合以上标准，属于发酵成功的青贮饲料。本研究中添加了富马酸单甲酯及其组合添加剂后pH 有所升高，可能是由于富马酸单甲酯具有较强的抑菌作用，抑制了乳酸菌数量[5]。而添加孜然精油和陈皮后天然牧草青贮中pH 显著高于对照组，也可能是由其抗菌性能造成[4,20]。AN/TN 主要反映青贮中氨基酸和蛋白质分解的程度，分解程度越大则比值越大，说明青贮饲料的发酵品质就越差[21]。本研究中，所有处理AN/TN 均小于10%，说明其氨基酸和蛋白质保存较好。LA 是青贮饲料发酵过程中产生的有益酸，也是饲料中碳水化合物在瘤胃中被瘤胃微生物发酵产生AA、PA 等挥发酸的中间代谢产物[22]。本研究中除陈皮组外，添加其他添加剂后LA 含量均低于对照组。LA 是青贮饲料中最主要的酸性物质，青贮饲料中有机酸含量的直观反映是pH，所以LA 含量低的原因可能与pH 高有关。

3.3 不同添加剂对天然牧草青贮营养成分、IVDMD 和总产气量的影响 植物性饲料经过中性洗涤剂和酸性洗涤剂分解后的剩余物是NDF 和ADF，中性洗涤剂洗去的部分为中性洗涤可溶物，主要有糖、脂肪、蛋白质、淀粉，还包括部分可溶性纤维素和矿物盐，这些营养成分易被消化吸收且具有较高的营养价值，NDF 和ADF还与饲料的适口性和消化率有关，NDF 和ADF 含量越多，可以被牲畜吸收的营养成分就越少[20,23]。本研究中，添加富马酸单甲酯+陈皮后NDF 含量显著低于对照组，ADF 含量与对照组无显著差异，说明添加富马酸单甲酯+陈皮有利于营养物质的保存。在天然牧草中，CP 是评价牧草营养价值的重要指标，CP 含量越高牧草的营养价值就越高[15]。本研究中，添加富马酸单甲酯+陈皮后牧草青贮中CP 含量较对照组显著提高了39.62%，说明富马酸单甲酯+陈皮有利于CP 的保存。添加孜然精油后，天然牧草青贮中DM 和CP 含量较对照组分别显著提高了10.15% 和24.97%，ADF 和NDF与对照组无显著差异，说明添加孜然精油有利于天然牧草青贮营养成分的保存。

IVDMD 是评价反刍动物饲料的营养价值和可消化性能的重要指标之一[23-25]，主要是指脂肪、蛋白质、纤维素等营养物质的降解，IVDMD 越高，说明动物越易于消化饲料，饲料的营养价值也就越高[1]。王莹[15]研究了13 种有代表性的牧草，发现其体外消化率的范围为25.88%～76.62%。本研究中，各处理的消化率均在该范围中。本试验所有添加剂均显著提高了天然牧草青贮的IVDMD，添加孜然精油、富马酸单甲酯、陈皮、富马酸单甲酯+陈皮和富马酸单甲酯+甘草后IVDMD 分别提高了10.58%、6.84%、10.65%、9.22%和12.13%，说明添加剂有利于提高天然牧草青贮的可消化性能和营养价值。

目前，体外产气法是评价反刍动物饲料饲用价值的重要手段，其主要通过不同发酵时间的产气量来判断饲料的消化性能[26]。本研究中，各处理的产气速率在发酵12～24 h 时具有较高的产气速率，这与王莹[15]的研究结果相类似。在发酵48 h 之后，富马酸单甲酯处理组的产气量达到最高，说明添加富马酸单甲酯后有利于提高天然牧草青贮中的可发酵的碳水化合物和易发酵成分。

4 结 论

本研究表明，添加剂均有利于抑制酵母菌，利于蛋白质的保存和IVDMD 的提高，其中添加孜然精油后牧草青贮的DM、CP 和IVDMD 分别较对照组提高了10.15%、24.97%和10.58%，添加富马酸单甲酯+陈皮后CP 和IVDMD 分别较对照组提高了39.62%和9.22%，添加孜然精油和富马酸单甲酯+陈皮后天然牧草青贮的营养品质和IVDMD 最好。