中草药添加剂对不同比例的多花黑麦草与紫花苜蓿混贮品质的影响

舒健虹，王子苑，刘晓霞，罗维，王小利

（1.贵州省草业研究所，贵阳 550006；2贵州大学动物科学学院高原山地动物遗传育种与繁殖教育部重点实验室）

多花黑麦草（Lolium multiflorum）属于禾本科牧草，具有鲜嫩多汁、碳水化合物含量高等特点，紫花苜蓿（Medicago sativa）是典型的豆科牧草，其适口性好，蛋白质含量高，二者在贵州地区均有广泛种植和利用。然而在气温低、湿度大、耕地少、冬季饲草供应不足的贵州山区，相较于将牧草调制成干草，青贮更有利于应对冬季饲料短缺以及牧草养分损失的问题。特别是将黑麦草和苜蓿混合青贮，不仅能解决苜蓿可溶性糖（WSC）含量少，缓冲能值高，不易单独青贮的问题，同时还能提高青贮黑麦草的营养含量，从而使二者可以较好地发挥其各自的营养特点。

中草药应用在我国已有上千年的历史，现代药理学已逐渐验证了中草药及其活性成分在抗炎、抑菌、抗癌及抗病毒等方面的药理作用[1-3]。随着科学的发展，中草药的药用价值也逐渐被应用于农业生产，大量研究表明[4-6]中草药在提高动物生产性能、免疫力和防治多种疾病方面有一定功效。同时我国也是最早将中草药作为防霉、抗霉剂应用于食品、农产品及饲料的国家，许多中草药尤其是挥发油含量较高的中草药具有较强的杀菌抑菌活性[7]。近年来，丁香、肉桂、蒲公英和陈皮在抗霉菌方面的研究均有报道，然而关于中草药添加剂在黑麦草和苜蓿混合青贮的研究较少，因此研究以多花黑麦草和紫花苜蓿为原料，分析不同混合比例和不同添加剂水平对混合青贮营养成分及发酵品质的影响，旨在筛选适宜的混合青贮方案，以期为进一步开发中草药饲料添加剂资源提供技术支持和依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验在贵州省独山县贵州省草业研究所试验基地进行，于2019年4月17日全株刈割青贮原料“钻石T”多花黑麦草（孕穗期）和“维多利亚”紫花苜蓿（开花期），中草药添加剂采用丁香、肉桂、蒲公英和陈皮等比混合。

1.2 试验设计

试验采用两因素交叉试验设计，A因素为多花黑麦草和紫花苜蓿混合比例，设4个混合比例（0∶100、20∶80、80∶20、100∶0），B因素为复方中草药添加剂，设3个添加水平（0.5%、1%、2%），见表1。试验共设12个处理，每个处理设3个时间点和3次重复。

表1 试验设计Table 1 The design of experiment

1.3 青贮调制

将鲜刈青贮原料晾晒2~4 h，使两种牧草的含水率达到65%再用揉丝机切碎至2~3 cm，按设计比例称样混合并分别添加对应比例的中草药，充分混匀后装入真空袋密封保存于干燥的地面。在青贮15、30、45 d后开封采集样品，进行感官评定和理化指标测定。

1.4 测定指标

感官评定参考德国农业协会（DLG）青贮质量感官评分标准[8]，对青贮料的气味、结构和色泽进行综合评分。按照烘干恒重法、索氏提取法和凯氏定氮法分别测定干物质（DM）、和粗蛋白（CP）含量，采用Van Soest法测定酸性洗涤纤维（ADF）和中性洗涤纤维（NDF）；取青贮样品20 g，加入180 mL蒸馏水用组织捣碎机均匀捣碎，先四层纱布过滤再定性滤纸过滤，用pH计测定滤液pH值；液相色谱法测定青贮中的乳酸（LA）、乙酸（AA）、丙酸（PA）和丁酸（BA），色谱条件参考王子苑等[9]方法；采用“苯酚－次氯酸钠”比色法测定氨态氮（NH3－N）。

1.5 数据处理

用Excel 2007和SPSS 18.0软件对试验数据进行统计分析，结果以“平均数±标准差”表示，多重比较采用Duncan法。

2 结果与分析

2.1 不同处理混合青贮料的感官评定

如表2所示，对3个发酵时间点采集的青贮料进行感官评定。气味方面，除混合比例L0M1的3个处理组在整个发酵过程中有微弱的丁酸嗅味外，其余处理组在不同时间点下的不同处理均有明显的面包香味和浓郁的中草药芳香味。从结构和色泽来看，多花黑麦草和紫花苜蓿混合比例为100∶0和80∶20的处理组色泽与原材料相似，烘干后呈淡黄褐色，茎叶结构保存良好，无发霉腐败现象；而混合比例为0∶100和20∶80的处理组色泽呈现出黄褐色，略有变色，茎叶结构虽保持良好，但用手使劲捏会有少量渗出液往下滴。相同混合比例条件下，青贮饲料的感官评分随中草药添加剂的增加而提高。

表2 不同混合比例和添加剂浓度对青贮感官评定的影响Table 2 Effects of different mixing ratio and additive concentration on sense evaluation of silage

2.2 不同处理混合青贮料的化学成分

由表3可以看出，主效应分析中混合比例因素对青贮饲料不同处理组以及不同时间点DM、CP、NDF和ADF含量的影响达到极显著水平（P＜0.01）；添加剂因素对发酵30 d的DM和45 d的DM和CP含量的影响达到极显著水平（P＜0.01），对发酵15 d的DM、CP和NDF含量的影响达显著水平（P＜0.05），而对其余指标差异不显著（P＞0.05）；交互作用方面，两因素对所测指标均无显著影响，说明在两因素中混合比例是影响青贮饲料化学成分改变的主要原因。

表3 不同混合比例和添加剂浓度对青贮化学成分的影响Table 3 Effects of different mixing ratio and additive concentration on chemical composition of silage

在相同添加剂水平条件下，随着紫花苜蓿比例的升高，青贮饲料中DM、CP、NDF和ADF含量极显著增加（P＜0.01）。相同混合比例条件下，DM和CP含量随着添加剂水平的升高而显著增加（P＜0.05），而NDF和ADF含量呈下降趋势，除在个别发酵时间点NDF含量的组间差异达到显著水平（P＜0.05）。此外，随着发酵时间的推移，青贮饲料DM、CP、NDF和ADF含量显著下降（P＜0.05）。

续表3不同混合比例和添加剂浓度对青贮化学成分的影响Continued table 3 Effects of different mixing ratio and additive concentration on chemical composition of silage

续表3不同混合比例和添加剂浓度对青贮化学成分的影响Continued table 3 Effects of different mixing ratio and additive concentration on chemical composition of silage

2.3 不同处理混合青贮料的发酵指标

由表4可以看出，主效应分析中混合比例因素对青贮饲料不同处理组以及不同时间点pH、LA、AA和PA含量的影响达到极显著水平（P＜0.01）；添加剂因素和两因素间的交互作用仅对少数时间点的发酵指标有显著影响（P＜0.05）；总体来说，影响混合青贮饲料发酵品质的主要因素是混合比例的不同。相同添加剂水平条件下，随着紫花苜蓿比例的升高，处理组pH值、AA和PA含量极显著升高（P＜0.01），而LA含量极显著下降（P＜0.01），其中多花黑麦草和紫花苜蓿混合比例为80∶20时，LA含量较其他混合比例处理组高，而PA含量则相反。在混合比例相同的条件下，添加水平为0.5%和1.0%的处理组pH值、AA和PA含量较2.0%添加水平的处理组显著降低（P＜0.05），相反地，0.5%和1.0%处理组的LA含量与2.0%处理组相比略有上升。随着发酵时间的延长，青贮饲料pH值呈现先下降后升高的动态变化，在发酵30 d获得最低值，而LA含量变化趋势与pH值相反。

表4 不同混合比例和添加剂浓度对青贮发酵指标的影响Table 4 Effects of different mixing ratio and additive concentration on fermentation index of silage

续表4不同混合比例和添加剂浓度对青贮发酵指标的影响Continued table 4 Effects of different mixing ratio and additive concentration on fermentation index of silage

2.4 不同处理混合青贮料的氨态氮/总氮和RFV值

从表5主效应分析中可以看出，混合比例和添加剂两因素交互作用对NH3－N/TN和RFV值无显著影响（P＞0.05），而混合比例因素对不同处理组和时间点的NH3－N/TN和RFV值影响达差异极显著水平（P＜0.01），添加剂因素仅对少数指标有显著影响（P＜0.05）。相同添加剂比例条件下，随着紫花苜蓿含量的增加，NH3－N/TN线性升高，相反地RFV值逐渐下降；相同混合比例下，NH3－N/TN随着添加剂水平的增加而下降，以1.0%和2.0%添加组最低，RFV值在添加水平为0.5%和1.0%处理组较2.0%处理组稍高。此外，所有处理组的青贮饲料随着发酵时间的延长，NH3－N/TN和RFV值逐渐上升，均在发酵45 d达到最大值。

表5 不同混合比例和添加剂浓度对青贮NH3－N/TN和RFV值的影响Table 5 Effects of different mixing ratio and additive concentration on NH3-N/TN and RFV of silage

3 讨论

3.1 多花黑麦草和紫花苜蓿营养特性对青贮饲料品质的影响

试验中，除了单独青贮紫花苜蓿的处理组感官评分较低外，其余混合比例的处理组感官评定均为优良等级，特别是多花黑麦草和紫花苜蓿混合比例为80∶20能获得较优的感官评定，这与刘秦华等[10]研究结果类似。多花黑麦草和紫花苜蓿分别作为典型的禾本科和豆科牧草，二者表现出截然不同的营养特性，多花黑麦草具有低蛋白、高WSC、高水分的特点，紫花苜蓿具有高蛋白、低WSC、低水分的特点，因此总体分析来看，二者混合要以多花黑麦草的占比稍高为主，不仅能提高混贮饲料WSC含量促进乳酸生成，使pH值快速下降以达到青贮饲料发酵的理想状态，同时紫花苜蓿CP含量是多花黑麦草的2~3倍，二者混合青贮有利于饲草营养结构的优化。

3.2 混合比例和中草药添加剂对混合青贮饲料化学成分的影响

适宜的水分是保证乳酸菌正常活动的重要条件，CP含量是衡量饲草营养价值高低的重要指标。试验中，青贮饲料的DM、CP含量随着紫花苜蓿含量的增加而升高，这与牧草原料的营养特性有关，多花黑麦草和紫花苜蓿的添加比例为80∶20可获得较高的营养价值。相同混合比例条件下，随着中草药添加剂水平的升高，混贮饲料中DM和CP含量有上升的趋势，分析原因可能是中草药添加剂具有营养性和药物性双重功效[11]，其通常含有蛋白质、脂肪、糖类、矿物质等营养成分，虽然添加到青贮饲料中水平较低，但可起到一定的营养作用以提升青贮饲料中DM和CP含量；同时中草药含有的挥发油具有较强抑制梭菌、腐败菌和霉菌等有害微生物繁殖的作用，少量添加能有效降低微生物对营养物质的消耗，有研究发现，单独使用丁香和肉桂精油能有效抑制霉菌的生成，若二者联合使用对枯草杆菌、黑曲霉表现出协同增效作用[12]。

NDF和ADF是用来反映纤维质量的有效指标，有研究表明NDF含量与家畜采食量呈负相关，而ADF含量与饲草消化率呈负相关[13-15]。试验在混合比例相同的条件下，处理组NDF和ADF含量随中草药添加水平的升高有下降趋势，尤其是发酵15 d的2.0% L0M1处理组，NDF和ADF含量较0.5%添加组分别下降7.19%和2.68%，这可能是中草药型添加剂能更好促进细胞壁的酶解和酸解，从而降解原料中的木质素、纤维素和半纤维素[16]，其中机理需要进一步研究阐明。此外，各处理组的化学成分随青贮时间呈现出下降趋势，该结果与闻爱友等[17]、许兰娇等[18]基本一致。

3.3 混合比例和中草药添加剂对混合青贮饲料发酵品质的影响

试验结果可见，多花黑麦草和紫花苜蓿混合比例为80∶20时，不同时间点的LA含量以及LA/AA值分别高于3%和2∶1，PA含量则低于0.4%，满足优质青贮饲料的评定要求[19]。随着中草药添加剂水平的升高，处理组pH值、AA和PA含量明显下降，LA含量逐渐升高，添加水平在1.0%能获得较低的pH值和较高的LA含量，从而提高了青贮饲料的发酵品质。王雁[20]研究中草药型添加剂对紫花苜蓿青贮品质的影响，发现复合中草药添加剂可以促进苜蓿青贮中乳酸菌的生长，显著提高LA含量和LA/AA比值，降低了pH值和AA含量，这与研究结果一致。众多研究发现，大部分温补类中草药中的活性物质有促进乳酸菌生长的作用，而大多数清热解毒类中草药则有抑制乳酸菌生长的作用[21-23]。试验采用的丁香和肉桂属于温补类，有效成分以多糖、有机酸为主，可以为乳酸菌的生长提供营养物质，在短时间内使乳酸菌占据了发酵的主导地位从而降低pH值；蒲公英和陈皮属于清热解毒类，主要活性成分是黄酮类和植物甾醇类化合物，能够清除自由基、抗氧化，可以起到抗菌抑菌等生物作用[24-25]。因此，研究中4味中草药的相互作用不仅促进了乳酸发酵，同时还抑制有害微生物的活动，然而，添加2.0%中草药的处理组pH值较其他添加水平的高，LA含量则相反较低，其原因可能是添加水平过高抑制了乳酸菌发酵，并且中草药的活性成分极其复杂，复合种类和浓度的不同都将影响着整个青贮发酵过程，故其作用机制还需进一步探讨。

NH3－N/TN是反应青贮饲料中蛋白质降解程度的指标，其值越大说明蛋白质降解得越多，间接影响动物采食量的下降[26]。试验中，随紫花苜蓿混合比例的增加NH3－N/TN明显升高，发酵30 d L0M1处理组的NH3－N/TN显著高于L4M1处理组52.76%~78.11%，说明紫花苜蓿单独青贮时乳酸菌不能正常大量繁殖，导致pH值不能降到4.2左右，促使腐败菌、酪酸菌等生成，青贮饲料发酵品质降低，这与葛剑等[27]研究结果类似，因此通常使用添加剂来克服紫花苜蓿在青贮过程中WSC较低、缓冲能值高的问题[28]。RFV值是运用ADF和NDF来衡量牧草采食量和能量价值的一个指数[29]，RFV值的高低与牧草营养价值呈正比。研究中，中草药0.5%和1.0%添加组RFV值较2.0%组高，并且随着发酵时间的延长，各处理组RFV值逐渐升高均达100%以上，说明添加中草药青贮饲料的相对饲用价值有所提高。

4 结论

试验条件下，多花黑麦草和紫花苜蓿的混合均能获得品质较优的青贮饲料，添加中草药能不同程度改善混合青贮的品质。多花黑麦草与紫花苜蓿混合比例为80∶20，中草药添加水平在0.5%~1.0%时，营养成分较高，发酵品质优良，青贮效果最佳。