堆放时间对西兰花尾菜青贮品质的影响

马冉冉， 袁 洁， 张文洁， 许能祥*， 顾洪如*

(1.江苏省农业科学院畜牧研究所， 江苏 南京 210014; 2.农业农村部种养结合重点实验室， 江苏 南京 210014；3. 江苏省农业科学院农业资源与环境研究所， 江苏 南京 210014)

西兰花(BrassicaoleraceaL. var.italicPlanch)的茎叶废弃物含有丰富的植物蛋白和可溶性糖，饲用价值高[1]。据相关统计，我国西兰花种植总面积约10万hm2，大约只有15%的尾菜用作饲料以及其他相对科学化的利用[2-3]。尾菜因含水量高，长时间堆放极易腐烂，给环境造成巨大压力；直接还田传播病虫害，影响下茬作物，给农户造成严重损失[4]。目前，尾莱厌氧发酵后用作青贮饲料，是尾菜资源化利用的重要方式，也是缓解草食性动物饲养中粗饲料短缺的有效手段，国内外都有此方面的研究。

Marino等[5]进行了多种尾菜的营养成分分析，得出西兰花尾菜可作为饲料饲喂家畜。Trinidad de Evan等[6]研究得出西兰花尾菜青贮料可替代奶牛日粮中24%的常规精料(小麦、豆粕和麦麸),可显著降低奶牛精料的原料成本。何元翔[7]等将花椰菜尾菜萎焉处理后青贮，得到了感官评分为1级(优良)、发酵弗氏评分为良好的青贮饲料。钱仲仓等[8]将西兰花茎叶晾晒，含水量控制在75%以内青贮，结果表明尾菜青贮料可较好地提供土猪生长所需营养，节省了饲料成本。饲喂家畜时，若饲料中硝酸盐或亚硝酸盐超标，不仅对反刍动物的受胎率、健康状况等有影响，也会对奶制品、肉制品产生不良影响[9]。在实际生产中，人们大多重视青贮饲料的发酵品质，却忽略了其硝酸盐和亚硝酸盐等有害成分，而关于尾菜青贮料质量安全相关的文章也鲜有报道。本试验通过对西兰花尾菜在自然堆放过程中饲用品质变化、青贮后的发酵品质以及硝酸盐和亚硝酸盐含量等开展研究，明确西兰花尾菜适宜调制青贮饲料的时间界限，为提高蔬菜产区尾菜饲料化的利用水平提供一定依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料及青贮调制

2020年11月5日，西兰花尾菜(品种为‘炎秀’)取自江苏丘陵地区镇江农科所，在自然通风条件下分别堆放0 d(T0)，1 d(T1)，2 d(T2)和3 d(T3)。将堆放处理后的尾菜切短至1～2 cm的小段，每个青贮袋装填300 g左右。按照尾菜堆放天数的不同，即有4个处理，每个处理12袋，共48袋，在室温下贮藏，分别于30 d，60 d，90 d后随机开袋取样。测定其饲用品质、发酵品质、微生物数量以及硝酸盐和亚硝酸盐含量。

1.2 相关指标测定及方法

将青贮料充分混匀后，取10 g青贮样品置于封口袋中，加入90 mL，0.91%无菌生理盐水，用于乳酸菌、好氧细菌和真菌(霉菌和酵母菌)计数。同时称取20 g青贮样品于封口带中，加入180 g去离子水，搅拌均匀后置于15℃摇床上，120 rpm摇1 h得到浸提液测定pH，将浸提液置于-20℃冷冻冰箱中保存用于测定氨态氮(Ammonia nitrogen，AN)含量、乳酸(Lactic acid，LA)含量、乙酸(Acetic acid，AA)含量、丙酸(Propionic acid，PA)含量和丁酸(Butyric acid，BA)含量等。每次称取100 g左右原料和青贮料，于65℃烘箱中烘72 h以上至恒重，测定并计算干物质(Dry matter，DM)含量。并将烘干的样品用1HP桌上型高速粉碎机(型号为RT-34，购于泓荃机械公司)粉碎，过1 mm筛后放入聚乙烯自封袋中密封保存，用于青贮料饲用品质的测定。

利用平板培养进行微生物计数[10]；水溶性碳水化合物(Water-soluble carbohydrate，WSC)、淀粉含量的测定采用高氯酸水解-蒽酮-硫酸比色法[11]；中性洗涤纤维(Neutral-detergent fiber，NDF)、酸性洗涤纤维(Acid-detergentfiber，ADF)利用Van-Soest法[12]进行测定；使用安捷伦1260型高效液相色谱仪测定分析有机酸含量[13]；干物质体外消化率(In itro dry matter digestibility，IVDMD)的测定采用胃蛋白酶-纤维素酶2步法[14]；粗蛋白(Crude protein，CP)含量的测定采用凯氏定氮法[15]；NH3-N含量用苯酚-次氯酸钠比色法测定[16]。用水杨酸法[17]测定硝酸盐含量；用盐酸-萘乙二胺法[18]测定亚硝酸盐含量。

青贮饲料的感官评定可根据德国农业协会(DLG)编订的青贮质量感官评分标准[19]来评定。将饲料分成一级优良(20～16分)、二级尚好(15～10分)、三级中等(9～5分)和四级腐败(4～0分)。并用Kaiser评价体系[20](表1)和V-Score评分体系[21](表2)对尾菜青贮料进行发酵品质评分。

表1 Kaiser评定标准

表2 V-Score评定标准

1.3 数据分析

采用Excel 2019和SPSS statistics 23进行数据处理与分析，采用邓肯氏(Duncan)方法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 感官评价

随着青贮时间的延长，T0，T1，T2处理的尾菜青贮料的颜色由深绿色变为浅绿色，茎叶结构保存完好，无明显丁酸臭味；T3处理青贮90 d后，青贮料明显变为黄褐色且具有酸臭味。根据德国农业协会青贮质量感官评分标准对各组的青贮料进行感官评分，T0，T1，T2组为2级尚好，T3为4级腐败，见表3。

表3 不同处理青贮饲料感官评定

2.2 堆放时间对尾菜饲用品质的影响

西兰花尾菜在堆放过程中，其饲用品质变化见表4。随着堆放时间的延长，尾菜DM含量呈增加趋势，差异显著(P<0.05)；尾菜非结构碳水化合物含量(NSC)随着堆放时间的延长持续下降，由10.17%降至3.57%，降幅高达65%，差异显著(P<0.05)。CP含量有所降低，但各处理间差异不显著(P>0.05)；与T0组相比，其他处理的NDF与ADF含量均有所升高，且NDF变化幅度更大。WSC与淀粉的动态变化具体见图1，随着堆放时间的延长，尾菜WSC含量呈“降-升-降”变化趋势。T3与T0相比，WSC含量下降极显著，由最初的5.05%降至1.12%，下降幅度多达77.82%；淀粉含量显著下降(P<0.05)，由最初的5.12%下降了52.15%，达到最低值2.45%。

表4 西兰花尾菜堆放过程中的饲用品质性状

图1 不同堆放时间下尾菜WSC与淀粉含量的变化

2.3 不同堆放时间的尾菜青贮料饲用品质的变化

在青贮的第30,60和90 d分别开袋，西兰花尾菜青贮后的饲用品质见表5。同一青贮时期内，随着堆放时间的延长，各处理的IVDMD，DM和CP含量下降显著(P<0.05)。随着青贮时间延长，尾菜青贮料的饲用品质下降，具体表现为IVDMD，CP和DM含量下降(P<0.05)；ADF含量显著增加(P<0.05)。此外，0～90 d，T3处理的NDF含量增加；T2的NDF含量在0～60 d下降，在60～90 d增加(P<0.01)。

表5 不同堆放时长的西兰花尾菜青贮料的饲用品质

各处理青贮前后WSC和淀粉含量变化动态见图2。尾菜青贮后，与原料相比，各个处理的WSC含量下降显著(P<0.05，下同)；在青贮30～60 d，WSC含量下降显著；青贮60～90 d，WSC含量略微升高。在同一青贮时期，各处理间进行比较时，T0的WSC含量最高，T3的最低，即随着堆放时间的延长，WSC含量显著降低。关于淀粉含量的变化，尾菜青贮后，与原料相比，各处理青贮的前30 d，淀粉含量下降显著；30～90 d期间，总体也呈降低趋势，且T0的淀粉含量在青贮前后都远远大于其他处理。在同一青贮时期，各处理间进行比较时，T0的淀粉含量最高，T3的最低。

图2 各处理青贮前后WSC和淀粉含量变化动态

2.4 不同堆放时间下的尾菜青贮料的发酵品质

在青贮第30,60,90 d开袋后，青贮料的发酵品质见表6。青贮30～90 d，T0和T1的pH呈先下降后上升的趋势；T2和T3的pH呈先上升后下降的趋势；此外，T3处理青贮料在整个青贮期间其pH都大于6。青贮30～90 d，T0和T1处理组的LA含量是呈上升趋势的；而T2和T3呈下降趋势。在同一青贮时期内，随着堆放时间的延长，LA含量呈先升高后降低的趋势，且各个处理间差异极显著(P<0.01)，T3的AA含量高于其他处理。青贮30～90 d，T0，T1，T2的NH4+-N/TN含量先升高后降低，T3的NH4+-N/TN含量持续增加；在同一青贮时期内，T1的NH4+-N/TN最低，T3的NH4+-N/TN最高，即随着尾菜堆放时间的延长，NH4+-N/TN含量呈增高趋势，且各个处理间差异极显著(P<0.01)。

表6 不同堆放时长的西兰花尾菜青贮料的发酵品质

由表7可知，本试验中V-Score和Kaiser的评价结果基本一致，即随着青贮时间的延长，各处理发酵品质得分减小。在同一青贮时期内，T0组的发酵品质得分最高，T3组最低，可判定其腐败。由此可得出，随着堆放时间的延长，尾菜发酵品质下降。

表7 不同处理青贮料发酵品质评分

2.5 不同堆放时间对尾菜青贮料微生物动态变化的影响

由图3可看出，青贮30～90 d，各个处理的乳酸菌数量显著下降，青贮30 d时，T2处理具有最高的乳酸菌数量，为8.13 lgcfu·g-1FW，青贮60 d时，T2乳酸菌数量最低，为7.56 lgcfu·g-1FW。

图3 不同堆放时间对尾菜青贮料微生物动态变化的影响

青贮30～90 d，T0处理的好氧细菌数量明显下降，T1，T2处理在30～60 d呈缓慢下降趋势，60～90 d，数量回升。较其他处理而言，T3青贮料在整个过程中细菌数量均最高。在同一青贮时期内，30～60 d，随着堆放时间的延长，青贮料中细菌数量呈先减少后增加的趋势，青贮90 d，随着堆放时间的延长，青贮料中细菌数量呈增加的趋势，T0具有最少的细菌数量，为3.15 lgcfu·g-1FW。

在整个青贮时期内，T3处理的真菌数量均最高。随着青贮时间的延长，T1，T2，T3真菌数量呈减少趋势。在青贮30 d，随着堆放时间的延长，酵母菌和霉菌等真菌数量呈增加的趋势；60～90 d，随着堆放时间的延长，真菌数量呈先减少后增加的趋势。

2.6 不同堆放时间的尾菜青贮料的硝酸盐和亚硝酸盐含量

由图4可知，堆放时间对尾菜青贮料的硝酸盐与亚硝酸盐含量的显著影响，随着堆放时间的延长，硝酸盐含量先上升后下降；而亚硝酸盐含量呈上升趋势；堆放1 d的青贮料的硝酸盐含量是最高的，达到192.94 mg·kg-1；堆放3 d的青贮料的亚硝酸盐含量是最高的，达到1.68 mg·kg-1。

图4 尾菜青贮后硝酸盐与亚硝酸盐含量变化

3 讨论

3.1 堆放时间及青贮时长对西兰花尾菜饲用品质的影响

西兰花尾菜在堆放过程中，水分、NSC含量都呈下降趋势。NSC主要包括WSC和淀粉，NSC含量的急剧下降与WSC和淀粉含量的减少密切相关。这是因为西兰花采摘时机械损伤导致的愈伤呼吸使总的呼吸强度在一段时间增强,尤其在收割后的两天内，可溶性糖作为植物体内最直接的能源物质，首先被活细胞呼吸消耗掉，而淀粉也会发生水解用于补充细胞在饥饿代谢过程中需要的能源[22]。WSC含量“降—升—降”的变化趋势可能是因为尾菜堆放的0～1 d期间，细胞饥饿代谢消耗大部分WSC，1～2 d期间WSC含量有所回升是因为淀粉发生水解补充了一部分WSC，但随着堆放时间的延长，淀粉水解补充的WSC远远小于植物细胞代谢消耗掉的，故堆放2～3 d，WSC含量呈下降趋势。淀粉因发生水解补充了被消耗的WSC而导致淀粉含量持续下降。

WSC可直接用作乳酸菌厌氧呼吸的能源物质，而淀粉作为非结构性碳水化合物，其被分解成可溶性糖后也能被乳酸菌利用。虽然堆放时间延长后，水分的散失导致DM的相对增加，却导致WSC和淀粉大幅度下降，堆放时间延长并不利于青贮发酵。已有研究表明，青贮原料的可溶性碳水化合物含量应大于干质量的2%才有利于青贮发酵[23]。本研究中T3处理的WSC含量低于干质量的2%，不适合直接用于青贮。

NDF和ADF的主要组分是纤维素、半纤维素和木质素等结构性碳水化合物，其结构稳定，较难分解[22]。本试验中，随着堆放时间的延长，各处理中NDF、ADF含量有所增加，是其组分所占干物质百分含量的增加，并不是绝对质量的增加，究其原因是NSC，CP和淀粉等的降解而导致NDF，ADF等百分含量的相对增加。

CP含量在西兰花尾菜堆放过程中整体呈下降趋势，因为尾菜收割后，营养物质由同化作用转向分解作用，部分蛋白质被分解成以氨基酸为主的氨化物[24]，故随堆放时间的延长，CP含量呈降低趋势。

随着尾菜青贮时间的延长，其饲用品质下降，可能是由于高水分情况下，汁液外渗造成一定营养损失[4]，或堆放时间过长的处理发酵初期底物不足造成pH降低缓慢，好氧细菌、梭菌等杂菌增多，好氧微生物活动旺盛分解了一部分蛋白质等多方面因素造成的[25]。随着青贮时间的延长，T3组各项营养指标下降的最明显，主要是因为T3组用于发酵的WSC含量最少，腐败细菌含量最多，这些都不利于青贮发酵。

3.2 不同堆放时间对西兰花尾菜的发酵品质的影响

pH快速降低后有助于限制植物酶活性，减少蛋白质降解损失，抑制产生高水平乙酸、丁酸的有害微生物数量[26]。因此也有用pH值来评价青贮饲料发酵品质的，认为pH值4.2以下在玉米或其他禾本科牧草的青贮中是适宜的[27]。本试验中青贮90 d时，T0，T1的pH值(pH值分别为4.30，4.34)虽略高于优良青贮饲料的标准(pH值为4.2)，但乳酸占总酸的百分比较高，氨态氮与总氮的比值也最低，这点由V-Score和Kaiser评价得分中也可看出。青贮饲料的发酵评价标准应因不同青贮材料而异，这与刘瑞香等[28]报道的黄蒿的青贮特性以及何元翔等[7]报道的花椰菜尾菜青贮特性的研究结果一致。综合感官性状和发酵品质评分，高水分的西兰花尾菜可以进行青贮，但堆放时间0～2 d为宜，因为堆放时间越久，用于发酵的底物越少、蛋白质被分解的越多且腐败细菌等会增加，这些不利于乳酸发酵。

3.3 不同堆放时间的西兰花尾菜青贮微生物动态

本试验未添加额外的乳酸菌制剂，尾菜青贮过程中用于发酵的乳酸菌皆为尾菜自身携带，因T3的发酵底物不充足,pH值一直处于一个比较高的状态(pH>6),故T3的各种微生物数量相对比较高。青贮30～90 d，各个处理的乳酸菌数量呈显著下降趋势；青贮30 d时，T2乳酸菌数量充足，发酵初期DM和WSC相对充足，其率先降到了一个比较低的pH值(pH值为4.22)，然而较低的pH值也会抑制乳酸菌的繁殖，故其青贮60 d时乳酸菌数量较少[29]。青贮30～90 d，T1的好氧细菌数量持续下降，是因为其发酵效果较佳，pH一直处于比较低的状态(pH值在4.0～4.4之间)，对杂菌抑制作用较强。真菌主要包括酵母菌和霉菌，真菌数量的多少影响开袋后的有氧稳定性[30]。青贮30 d时，堆放时间越长的青贮料，含水量越低，其真菌数量越多；青贮料的乳酸菌数量越低，其真菌数量越高。可见尾菜青贮料真菌数量与含水量、乳酸菌数量呈负相关，这点与牟林林等[31]和许能祥等[32]研究结果一致。

3.4 不同堆放时间的西兰花尾菜青贮料的硝酸盐和亚硝酸盐含量

西兰花茎叶本身含有一定量的硝酸盐、亚硝酸盐，收割后呼吸强度增加，尤其在收割后前两天，由于机械损伤导致的愈伤呼吸增强，植物体细胞内酶活性增加，会加速亚硝酸盐的生成。堆放时间延长后，由于细菌繁殖活跃，细菌的硝基还原酶可将植物体内的硝酸盐转变为亚硝酸盐，且随着蔬菜腐烂程度的增加，亚硝酸盐的含量逐步升高[33-34]。尾菜青贮后，堆放时间最久的(T3)所含有的细菌数目最多，经细菌的硝基酶还原的硝酸盐也就最多，故T3组的亚硝酸盐含量最高，达到1.68 mg·kg-1。

参照于炎湖等[35]的研究以及国家饲料卫生标准[36]，硝酸盐的允许量(以NO3-计)为≤880 mg·kg-1，亚硝酸盐的允许量(以NaNO2计)为≤10 mg·kg-1，各处理的尾菜青贮料的硝酸盐最大值为192.94 mg·kg-1，亚硝酸盐含量最高，达1.68 mg·kg-1，均未超标。

4 结论

西兰花尾菜在堆放的3 d内，随着时间的延长，WSC和淀粉含量下降，其中堆放3 d(T3)的尾菜WSC含量仅为1.12%，不适合直接青贮，可知堆放时间越长越不利于青贮。随着青贮时间的延长，各处理的发酵品质得分降低，尾菜太高的含水量并不利于其青贮料长期保存。为了更多的保留尾菜营养价值，改善发酵品质，应选择的尾菜青贮原料堆放时间为0～2 d。