袁英良, 唐 丹, 鲁馨檀, 孙兴智, 鲁 英, 郭艳芹, 李 达, 高淑红
(1.吉林省白城市畜牧科学研究院,吉林白城137000;2.吉林农业大学,吉林长春130000;3.吉林省白城市洮北区动物疫病预防控制中心,吉林白城137000)
我国粗饲料资源主要来源于牧草和农业生产废弃物,粗饲料一般都是直接粉碎进行饲喂,营养转化率较低(Yuan,2016)。青贮饲料是将粗饲料发酵后再用于饲喂,可以增强适口性,提高营养品质和利用价值。在青贮饲料生产中,玉米秸秆是我国的主要青贮种类,在实际生产中取得了较好的效果。随着研究的深入及混贮技术的发展,充分利用工业生产废弃物,研发青贮原料新品种,可提升生产废弃物的利用价值,实现废弃资源的可再生利用(Toshiyuki,2016)。赵娜等(2020)研究混合青贮营养搭配发现,发酵后的饲料优于单一的原料青贮品质。饲用油菜干物质含量为15.7%、粗蛋白质25.6%、粗脂肪2.4%、粗纤维16%、粗灰分16.85%、碳氮比2.42%~5.94%,从营养成分组成来看,饲用油菜属于高蛋白型饲草,其粗蛋白质含量接近豆科饲草,与传统的豆科饲草相比,无氮浸出物及钙含量均较高,并具有高脂肪低纤维的特点,是优质饲料来源(刘忠松,2017)。近几年,白城地区引进饲用油菜试行复播技术,以提高土地利用率及进行土壤改良研究,由于饲用油菜水分较高以至于无法直接制作青贮饲料,目前主要是将饲用油菜制成干草用于动物饲喂。同时白城地区是玉米、水稻主要产区,会产生大量的玉米和水稻秸秆,这些秸秆单独青贮需要进行水分调节,青贮后的品质较差。因此,本研究旨在将饲用油菜与秸秆进行混合青贮以提高青贮原料的营养价值,同时综合利用地方农业生产废弃物,提高利用率,促进白城地区农业循环经济快速发展。
1.1 试验原料 试验使用的华油杂62号饲用油菜来源于白城市畜牧科学研究院试验基地,试验地位于经度:122°87′E,纬度:45°56′N。饲用油菜是麦后7月20日种植,9月25日在初花期进行刈割,同时再收割无果实的玉米秸秆和水稻秸秆。原料营养水平见表1。
表1 青贮原料营养水平(风干基础)%
1.2 试验设计 根据油菜和秸秆的营养成分特点,在实际生产中,本试验机械制作的裹包为35~50 kg。设计了油菜玉米秸秆组(FC组)和油菜水稻秸秆组(FR组),分别以水分含量为45%、55%、65%的处理水平进行混合青贮,每个处理水平设6个重复。
1.3 混合青贮的制备 将玉米秸秆和水稻秸秆粉碎至1~2 cm备用,饲用油菜由收割机直接收割粉碎,各原料计算出55%、65%、75%的混合比例,混合均匀后通过裹包机进行打包,放于同等温热条件下厌氧发酵。混合比例见表2。
表2 饲用油菜与秸秆的混合比例%
1.4 测定项目及方法
1.4.1 指标测定方法 青贮饲料浸出液的pH采用PHS-3C型号酸度计测定(黄文明,2019)。粗蛋白质含量是将试样经消化后应用K1160型全自动凯氏定氮仪测定(杨胜,1999)。粗灰分含量采用温度为550℃煅烧法测定。粗脂肪含量采用SOX406型号脂肪测定仪进行测定。粗纤维含量采用酸碱水洗法测定。氨态氮(NH3-N)含量采用Broderick法进行测定(Broderick,1980)。使用岛津高效液相色谱仪Essentia LC-15C测定浸出液的乙酸(AA)、丙酸(PA)和丁酸(BA)含量(许兰娇,2019)。
1.4.2 青贮品质评定 青贮发酵品质评价选用V-Score评分体系。V-Score评分体系是依据青贮饲料中的NH3-N、乙酸、丙酸、丁酸含量进行计算得分,各项得分综合后的分数为最后得分。满分为100分,80分以上为良好,60~80分为中等,60分以下为差评。各指标评分标准如表3所示。
表3 V-Score评分体系
1.5 数据统计与分析 采用Excel及SPSS 11.2软件进行数据整理与统计分析,采用Duncan’s法进行多重比较,P<0.05表示差异显著。
2.1 青贮中油菜玉米秸秆组的营养变化情况由表4可知,在油菜与玉米秸秆发酵60 d时,75%组和65%组的粗蛋白质含量分别比55%组高出14.49%、16.75%(P<0.05),65%组比75%组高1.96%(P>0.05),在0~60 d发酵期间,3个水分处理组的粗蛋白质含量随青贮时间的推移,呈现出先下降后小幅度升高再趋于稳定的趋势,55%、65%、75%组粗蛋白质含量分别下降15.34%、13.74%、24.76%,65%组下降幅度最小。当发酵60 d时,65%组粗脂肪含量分别比55%组和75%组高26.32%、5.66%(P>0.05),在0~60 d发酵期间,55%、65%、75%组粗脂肪含量分别下降65.63%、63.56%、70.22%,65%组下降幅度最小。在发酵60 d时,65%组和75%组中性洗涤纤维含量比55%组分别低7.03%、9.03%(P<0.05),中性洗涤纤维含量在0~60 d发酵期间内呈明显下降趋势,55%、65%、75%组中性洗涤纤维含量分别下降15.98%、17.86%、15.11%,65%组下降幅度最大。酸性洗涤纤维含量在发酵0~7 d下降明显,7~60 d下降平缓并趋于稳定,在60 d时,75%组和65%组分别比55%组低5.24%、3.97%(P>0.05),在发酵0~60 d,55%、65%、75%组酸性洗涤纤维含量分别下降18.77%、19.15%、17.20%,65%组下降幅度最大。发酵期间,各组粗灰分含量呈增加趋势,55%、65%、75%组粗灰分含量分别增加9.09%、8.04%、9.87%。在发酵0~15 d时,65%组、75%组pH迅速下降之后趋于稳定,55%组pH在0~60 d缓慢下降,在发酵0~60 d期间,各组pH一直处于下降趋势,55%、65%、75%组pH分别下降21.49%、30.94%、20.42%。
表4 青贮中油菜玉米秸秆组的营养变化情况%
2.2 青贮过程中油菜水稻秸秆组的营养变化情况 由表5可知,在油菜与水稻秸秆发酵60 d时,75%组和65%组的粗蛋白质含量分别比55%组高出24.83%、19.82%(P<0.05),75%组比65%组高4.19%(P>0.05),在0~60 d发酵期间,3个水分处理组的粗蛋白质含量随青贮时间的推移,呈现出先下降后有小幅度升高再趋于稳定的趋势,55%、65%、75%组粗蛋白质含量分别下降18.67%、17.17%、24.96%,65%组下降幅度最小。在0~60 d发酵期间,粗脂肪含量呈下降趋势,55%、65%、75%组粗脂肪含量分别下降70.33%、69.56%、73.94%,65%组下降幅度最小。在发酵60 d时,65%组和75%组中性洗涤纤维含量分别比55%组低9.77%、11.73%(P<0.05),在0~60 d发酵期间,55%、65%、75%组分别下降11.79%、12.58%、9.39%,65%组下降幅度最大。在0~60 d发酵期间,55%、65%、75%组酸性洗涤纤维含量分别下降12.47%、14.48%、12.59%,65%组下降幅度最大。在发酵0~60 d期间,粗灰分含量呈现缓慢上升的趋势,55%、65%、75%组粗灰分含量分别升高9.51%、8.57%、12.27%,65%组升高幅度最小。在发酵0~15 d时,65%、75%组pH迅速下降之后趋于稳定,55%组pH在0~60 d缓慢下降,在发酵0~60 d期间,各组pH一直处于下降趋势,55%、65%、75%组pH分 别 下 降23.53%、32.87%、27.63%。
表5 青贮过程中油菜水稻秸秆组的营养变化情况%
2.3 青贮过程中饲用油菜玉米秸秆组青贮品质分析 由表6可以看出,青贮60 d时,65%组氨态氮含量分别比55%组和75%组低27.71%(P<0.05)、22.53%(P<0.05),55%组 比75%组 高7.16%(P>0.05)。65%组乳酸含量分别比55%组和75%组 高25.74%(P<0.05)、99.57%(P<0.05),55%组比75%组高58.72%(P<0.05)。65%组乙酸含量比55%组和75%组分别低8.11%(P>0.05)、58.02%(P<0.05),55%组 比75%组 低54.32%(P<0.05)。65%组丙酸含量分别比55%组、75%组 低29.03%(P>0.05)、53.19%(P<0.05),55%组比75%组低34.04%(P>0.05)。75%组丁酸含量分别比55%组和65%组高73.33%(P<0.05)、93.33%(P<0.05),55%组 比65%组 高75.00%(P<0.05)。三组中55%组和65%组发酵品质等级为良好,75%组发酵品质为中等。65%组V-Score评分最高,65%组V-Score评分分别比55%组和75%组高10.96%(P<0.05)、29.93%(P<0.05),55%组比75%高17.09%(P<0.05)。
表6 不同水分含量对饲用油菜玉米秸秆混贮发酵品质影响
2.4 青贮过程中饲用油菜水稻秸秆组青贮品质分析 由表7可以看出,青贮60 d时,65%组氨态氮含量分别比55%组和75%组低26.14%(P<0.05)、16.53%(P<0.05),55%组 比75%组 高13.01%(P>0.05)。65%组乳酸含量分别比55%组和75%组 高63.79%(P<0.05)、80.01%(P<0.05),55%组比75%组高9.96%(P>0.05)。65%组乙酸含量比55%组和75%组分别低4.25%(P>0.05)、52.13%(P<0.05),55%组 比75%组 低50.00%(P<0.05)。65%组丙酸含量分别比55%组和75%组低6.06%(P<0.05)、38.00%(P<0.05),55%组比75%组高34.00%(P<0.05)。75%组丁酸含量分别比55%组和65%组高66.67%(P<0.05)、80.95%(P<0.05),55%组 比65%组 高42.86%(P<0.05)。三组中55%组和65%组发酵品质等级为良好,75%组发酵品质为中等。65%组V-Score评分最高,65%组V-Score评分分别比55%组和75%组高10.73%(P<0.05)、32.51%(P<0.05),55%组比75%高19.67%(P<0.05)。
表7 不同水分含量对饲用油菜水稻秸秆混贮发酵品质影响
3.1 饲用油菜与玉米秸秆、水稻秸秆混合青贮营养成分的影响分析 水分含量是青贮品质的主要限制性因素(Borreani,2018;Grant,2018)。因此本试验研究了不同水分含量对饲用油菜与玉米秸秆、饲用油菜与水稻秸秆混合青贮的影响状况。粗蛋白质含量越高意味着青贮品质更加优质。本试验的两种混合方案中,在发酵前期,粗蛋白质的含量都有所下降,这可能是由于微生物的作用,使饲料蛋白质迅速降解,随着pH的下降,微生物降解能力减弱,微生物利用氨合成蛋白质,使蛋白质含量有小幅度上升。在三个水分处理中,65%组粗蛋白质含量、粗脂肪含量在发酵期间下降幅度最小。表明65%水分含量能够保留更多的青贮饲料蛋白质及脂肪含量。高海娟(2020)研究表明,高水分含量的青贮饲料易导致蛋白质等营养成分的流失。饲用油菜玉米秸秆混合青贮后的蛋白质与脂肪含量高于饲用油菜水稻秸秆混合青贮,下降幅度也较饲用油菜水稻秸秆混合青贮低,表明油菜玉米秸秆混贮的品质优于油菜水稻秸秆混贮。陈景瑞等(2019)研究发现,油菜水稻秸秆青贮后,水稻秸秆不能较好地吸收油菜中的水分,导致青贮品质较差,与本试验结果相似。
NDF和ADF是对饲料概略养分分析中重要的评价指标。饲草中NDF含量高、ADF含量低表明动物对饲草具有较好的消化吸收能力,饲草的喂养价值较高(王春梅,2020;郑美,2020;杨世帆,2019)。研究表明,青贮的水分含量控制在60%~67%时会有较好的青贮品质(王荣蛟,2020;Shao,2005)。赵娜等(2020)研究表明,饲用油菜在相对较低的水分含量时,NDF和ADF含量均较低。本试验中,65%组NDF和ADF含量最少,表明适宜的水分含量,有利于NDF和ADF的分解,减少纤维素含量。朱昌友(2019)研究发现,适度降低青贮油菜的水分含量可提高青贮品质。本试验中FC组NDF和ADF的含量较FR组低,表明油菜玉米秸秆混合青贮的品质优于油菜水稻秸秆混贮。
3.2饲用油菜与玉米秸秆、水稻秸秆混合青贮品质的影响分析pH影响着饲料的发酵品质,当pH小于4.2时是优等发 酵饲 料(Borreani,2018;Khan,2015)。本试验中,两种混合方案的pH均随着发酵时间增加呈逐渐降低的趋势,55%组与65%、75%组相比,pH下降缓慢,表明55%水分含量不利于乳酸菌生存,繁殖速度缓慢,在发酵60 d时,65%组比75%组pH低,可能是因为75%水分含量更适宜梭菌等好氧菌繁殖,抑制了乳酸菌的活性,致使乳酸发酵受到限制,pH降低缓慢(张一为,2020;Niu,2018)。饲用油菜玉米秸秆混贮后的pH略低于饲用油菜水稻秸秆混贮,可能是玉米秸秆中可溶性碳水化合物含量较多,满足了乳酸菌繁殖发酵对发酵底物的要求。
本试验显示,65%组的乳酸含量显著高于55%组及75%组,表明65%水分含量适宜乳酸菌发酵,抑制其他菌群的繁殖,最终形成厌氧环境,进入饲料青贮稳定阶段 (王飞,2019;苗芳,2017)。55%组氨态氮含量较高,可能是因为水分含量少,不能有效控制发酵温度,促使营养物质腐败水解,减少了微生物的发酵底物和有机酸的生成(刘凯丽,2019;Muck,2018)。75%组丁酸含量较高,可能是由于水分含量高,利于有害菌繁殖,致使进入丁酸发酵阶段,最终青贮品质变差。在本试验中,65%组V-Score评分最高,油菜玉米秸秆青贮品质好于油菜水稻秸秆青贮品质。阴法庭等(2018)研究也得出相似结论。
使用玉米秸秆和水稻秸秆与饲用油菜进行混合青贮,可以解决油菜单独青贮水分过高、秸秆单独青贮营养价值低的问题。饲用油菜与玉米秸秆、水稻秸秆进行混合时,水分为65%时,粗蛋白质和粗脂肪含量最高,V-Score评分最高,青贮效果最好。综合比较分析,饲用油菜分别与玉米秸秆和水稻秸秆混合青贮时,均以控制水分含量为65%时品质最佳,并且饲用油菜与玉米秸秆混合青贮品质优于饲用油菜与水稻秸秆混合青贮。