饲料油菜对发酵全混合日粮品质的影响

杨 洁，冯 帆，高巧仙，王 京，辛国省*

（1.宁夏大学生命科学学院，宁夏饲料工程技术研究中心，西部特色生物资源保护与利用教育部重点实验室，宁夏银川 750021；2.宁夏昊标检测服务研究院，宁夏银川 750021）

近年来，随着我国畜牧产业的快速发展，饲草不足限制了畜牧业的可持续发展。因此，通过加大饲料资源开发、拓展饲草来源、增加饲草供给来缓解草畜矛盾已成为动物营养研究的重要方向。饲料油菜具有高蛋白、低纤维的特点，已成为一种新型的优质饲草。然而，由于油菜自身水分含量较高，难以直接加工调制，影响其饲料资源化利用。发酵全混合日粮（Fermented Total Mixed Ration，FTMR）能够将水分含量高、储存难度大的原料进行有效保存，并改善其发酵品质，已成为高水分饲料资源化利用的重要技术。FTMR生产的关键是要控制原料中的含水量，水分含量过高或过低均会影响其发酵品质。徐晓明等将苜蓿草、青贮玉米、羊草等原料混合，加水调制成水分含量为40%、45%、50%、55%、60%的5种TMR进行发酵，综合感官、营养指标、发酵指标发现FTMR较为合适的含水率为 45%、50%和55%。王晶等将羊草、青贮玉米、秸秆与其他不同的原料混合，调制水分含量为40%、50%、60%的TMR饲料进行裹包发酵，发现裹包TMR较为适宜的水分含量50%。马晓宇等研究认为，新鲜稻草型 FTMR 的含水率以40%和45%为宜。目前主要通过额外添加水来控制的FTMR水分，对于将高含水量的原料作为水分控制因子进行FTMR的调制的报道较少。故本研究在不额外添加水的情况下，以含水量较高的油菜作为FTMR中水分调节因子，将饲料油菜、玉米秸秆、精料补充料按照不同比例混合，调制成不同水分含量的FTMR，对其进行感官评定、营养物质含量和发酵指标分析，探索油菜型FTMR的最佳含水量，为油菜饲料资源化高效利用提供理论依据与技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验时间与地点 试验于2018年10月至2019年5月在宁夏大学饲料工程技术研究中心试验示范基地（贺兰县）进行。

1.2 试验材料与设计 采用盛花期收割的油菜与收获籽实后的玉米秸秆作为粗饲料来源。以较高含水量的油菜作为FTMR中水分调节因子，调制水分含量为40%、45%、50%、55%和60%的5种TMR日粮，日粮精粗比为1:1（干物质基础）。本试验中精料补充料由宁夏大北农科技实业有限公司提供。FTMR的原料营养成分见表1。FTMR配方组成及营养成分见表2。

表1 FTMR的原料营养成分 %

表2 油菜型FTMR配方组成及营养成分（DM基础）

1.3 FTMR的制作 饲料油菜和玉米秸秆铡短至2～4 cm，将饲料油菜、玉米秸秆和精料补充料按照1.2设计方案均匀混合，于发酵瓶装填压实，密封保存。每个试验组各调制35个试验样，共计175瓶，然后进行密封保存，将制作好的FTMR存放在室内干燥地面贮存。

1.4 FTMR样品采集 FTMR在发酵后第3、7、15、23、30、45、60天进行采样，每次采样取5个重复，测定其pH。在第60 天进行发酵品质的感官评价，每瓶取2份样品，其中一份在105℃条件下烘干，粉碎过40目筛，用作常规营养指标测定，另一份存于-20℃冰箱，用于发酵指标测定。

1.5 测定指标与方法

1.5.1 感官评定 FTMR感官评价采用德国农业协会标准进行评价。TMR发酵结束后，分别从物料的气味、结构、色泽和发霉情况等方面进行评价并打分。满分为20分，16～20分为一级优良，10～15分为二级尚好，5～9分为三级中等，0～4分为四级腐败。

1.5.2 常规营养指标 CP含量参照《饲料中粗蛋白的测定 凯氏定氮法》（GB/T 6432-2018）进行测定；Ash含量测定参照《饲料中粗灰分的测定》（GB/T 6438-2007）；NDF含量测定参照《饲料中中性洗涤纤维（NDF）的测定》（GB/T 20806-2006）；ADF含量测定参照《饲料中酸性洗涤纤维的测定》（NY/T 1459-2007）。

1.5.3 发酵指标 将FTMR冷冻样品拿出解冻后并混合均匀，每份称取25 g样品于150 mL三角瓶，加入100 mL去离子水放在4℃的冰箱中24 h后过滤，得到FTMR提取液，用pH计测定滤液的pH，用苯酚-次氯酸钠比色法测定样品中氨态氮含量，结果用氨态氮占总氮的比例（NH-N/TN）来表示。乳酸（LA）含量的测定参照《饲料酸化剂中柠檬酸、富马酸和乳酸的测定 高效液相色谱法测定》（GB/T 23877-2009）；乙酸（AA）、丙酸（PA）和丁酸（BS）含量参照郝建祥的方法采用安捷伦7820A气相色谱仪进行测定。

1.6 统计分析 采用Excel 2016进行数据整理后，利用SPSS 25.0统计软件进行单因素方差分析和显著性检验，采用One-Way ANOVA中的Duncan′s法进行统计分析，显著性水平为＜0.05。结果用平均值±标准差表示。

2 结果与分析

2.1 油菜型FTMR感官品质的影响 由表3可见，发酵60 d后，各试验组的感官评分均高于10分，等级为尚好及以上。40%水分组FTMR出现轻微发霉变质现象，其余组均未出现。40%水分组和45%水分组芳香味较弱但无臭味，质地较为松软，茎叶保持较好，色泽均为黄褐色，等级达到尚好；50%水分组和55%水分组的芳香味逐渐增强，色泽为黄褐色，等级优良。60%水分组芳香味最浓，茎叶保持良好，质地柔软松散，颜色为黄绿色，等级达到优良。随着油菜比例的增加及含水率的增高，FTMR的颜色逐渐加深，且酸味逐渐变浓。

表3 油菜型FTMR感官品质的影响

2.2 油菜对FTMR常规营养指标的影响 由表4可见，与发酵前相比，各试验组FTMR的CP含量组均有所下降；40%水分组的Ash有所上升，其余组均有所下降。各试验组的NDF和ADF含量均出现不同程度下降。发酵结束后，各FTMR组的CP含量差异不显著，以40%水分组CP含量最低（14.04%），60%水分组CP含量最高（15.02%）。Ash含量组间差异显著，40%水分组Ash含量最高（17.82%），50%水分组最低（11.21%）。NDF和ADF含量分析发现，以40%水分组含量最高（44.61%和28.42%），60%水分组含量最低（40.11%和24.18%），存在显著的组间差异。

表4 油菜对FTMR发酵前后常规营养指标的影响（DM基础） %

2.3 油菜对FTMR发酵参数的影响 由图1可见，随着发酵的进行，各试验组FTMR的pH均呈下降变化（＜0.05），以7 d前下降最快，在第7天，除40%水分组，其他各组pH均下降至4.5以下。从第7天至第60天，pH下降明显变缓，第60天，除40%水分组外，其他各组pH均下降至4.4以下。组间差异性分析发现，40%水分组从第3天到第60天 pH均高于其他组（＜0.05），45%水分组在第15、23、45、60天pH均高于50%、55%、60%水分组（＜0.05），50%、55%、60%水分组组间差异不显著，但pH表现出随油菜添加量增加、水分含量的升高而呈下降的趋势。

图1 不同水分FTMR发酵过程中pH变化

由表5可见，发酵60 d后，FTMR中NH-N/TN存在显著的组间差异，以60%水分组含量最低（4.12%），以40%水分组含量最高（7.64%）。LA含量以60%水分组最高（8.47%），45%水分组最低（6.83%），存在显著的组间差异。挥发性脂肪酸组成分析发现，各试验组AA含量最高，其次为PA，而BA均未检出。FTMR中AA、PA含量均存在显著的组间差异，其中以45%水分组的AA和PA含量最高（13.20 g/kg 和1.01 g/kg），50%水分组的AA含量最低（8.47 g/kg），40%水分组的PA含量最低（0.62 g/kg）。

表5 油菜对FTMR发酵后主要发酵指标的影响（DM基础）

3 讨 论

3.1 油菜对FTMR感官品质的影响 本研究发现，随着油菜水平增加及水分含量升高，FTMR的感官品质均一定程度提升，各试验组的感官评分均高于10分，达到了尚好及以上等级；其中50%、55%、60%水分组品质最佳。40%水分组出现发霉变质现象，可能是由于该油菜型FTMR中的水分含量较低，物料难以压实，瓶内残留了较多空气，利于有害微生物和霉菌的繁殖，从而使发酵饲料发霉变质。已有大量研究表明，饲料水分含量过低，会使得饲料容易发霉变质，影响FTMR的发酵品质。本研究中，随着油菜添加水平的增加，FTMR水分含量相应增加，各物料易于压实，可为乳酸菌的正常繁殖提供有利的环境条件，这可能是高水平水分组发酵感官品质较好的主要原因。徐晓明等研究发现，FTMR较为适宜含水量为45%、50%和55%。王晶等的研究发现，TMR的含水率为50%时较为适宜贮存。本试验发现，水分含量为50%～60%时有利于油菜型提高FTMR感官品质。

3.2 油菜对FTMR常规营养指标的影响 CP是饲料中含氮物质的总称，对于评价发酵饲料的饲用价值至关重要。本试验发现，相较于发酵前，发酵后各组CP含量均有所下降，这是因为在发酵过程中，各类微生物活动较为频繁，需要消耗蛋白质来获取营养。发酵后，各组FTMR中CP含量无显著差异。马晓宇等用新鲜稻草为原料调制不同水分的FTMR，结果表明发酵对CP含量影响不显著，发酵只是把一部分CP分解为氨基酸，氮总量并未有所改变。

饲料中的NDF和ADF含量水平是评价发酵饲料品质的重要指标，其中ADF含量越低，其饲料的饲用价值也越高。本试验发现，与发酵前相比，各试验组的NDF、ADF含量均降低，且发酵后NDF和ADF含量随着FTMR中水分含量的升高而降低，这是因为油菜中NDF和ADF含量远低于玉米秸秆，油菜与秸秆营养组成的差异直接影响FTMR中NDF和ADF含量。阴法庭等研究表明，油菜中NDF和ADF含量较低，仅为42.59%和33.21%，玉米秸秆中NDF和ADF含量高达67.70%和43.50%。还可能因为FTMR的含水量不同所致。马东升等研究表明，不同含水量的FTMR，其微生物的类别和数量也不相同，半纤维素的降解也有所不同。宁婷婷认为，FTMR中水分含量越高，其半纤维素含量降低幅度越大，NDF含量下降幅度也越大。

本研究中，与发酵前相比，只有A组Ash含量上升，其余组均有所下降；发酵结束后，随着油菜比例的增加，FTMR中Ash含量呈下降趋势。可能与玉米秸秆中Ash含量较高有关，以及通过搂草打捆的玉米秸秆的Ash含量相对更高。

3.3 油菜对FTMR主要发酵参数的影响 pH是评价发酵饲料品质的重要指标之一，适宜的pH环境可有效抑制有害微生物的活动，也可降低挥发性脂肪酸含量，减少发酵饲料中营养物质的分解，实现发酵饲料的长期保存。微生物的发酵过程具有一定的规律性变化。发酵刚开始时，发酵底物中含有少量氧气，细胞可进行有氧呼吸，一定程度上可分解部分可溶性碳水化合物。3 d左右时由于细胞呼吸耗尽发酵瓶内的氧气，形成无氧环境，对乳酸菌的活动较为有利，与此同时会产生乙醇、二氧化碳以及一些有机酸，温度也会有所降低，当达到有利于乳酸菌生长繁殖的温度时，各类乳酸菌利用碳水化合物开始迅速增殖并产生大量LA，降低青贮饲料pH，抑制PA、芽孢杆菌和肠细菌等耐酸性低的厌氧菌。本试验中，在发酵第3天至第7天，各试验组的pH均显著下降，说明该发酵过程处于无氧阶段，pH迅速降低；从第7天至第60天，pH下降明显变缓至平稳，此时进入了稳定期，整个发酵过程FTMR中的含水量对pH的影响较为显著。马晓宇等的研究结果也表明，FTMR中的pH随发酵时间的增加先下降后保持稳定，且含水量对pH的影响显著。

NH-N/TN比值反映饲料中蛋白质及氨基酸被分解的程度，比值越大，说明蛋白质被分解越多，动物可吸收利用的蛋白质减少，其发酵质量不佳。一般品质良好的发酵饲料NH-N/TN的比值应低于10%。本试验中，NH-N/TN随着含水率的增加而下降，且均低于10%。此外，本试验发现，40%水分组FTMR的NH-N/TN显著高于其他组，这可能是由于该组的水分含量相应较低，乳酸菌在此水分条件下繁殖和生长受到限制，产生的LA较少，蛋白质被分解较多，所以其NH-N/TN较高，而其余组的水分含量可能适于乳酸菌的生长繁殖，产生的LA抑制了蛋白质的分解，提升了发酵品质。李蕾蕾等研究发现，高含水量的燕麦-箭筈豌豆/毛苕子混播青贮的NH-N/TN较低含水量青贮显著降低。

有机酸的含量在评价发酵饲料品质方面起至关重要的作用，其中LA是最重要的有机酸，其含量的多少在很大程度上决定了发酵品质，含量越高，品质越好。有研究表明，饲料发酵过程中，发酵品质较好的饲料LA含量通常占干物质的3%以上。本试验中，各组LA含量均在6.83%～8.47%。有研究表明，在低水分发酵条件下饲料中酶的活性和产酸菌的增殖都会下降，乳酸菌发酵过程受到抑制，LA含量较低，pH相对较高，饲料的品质较差。本试验中，40%水分组和45%水分组的LA含量较低，与pH 的变化相吻合；50%、55%、60%水分组的LA较高，表明油菜型FTMR水分含量为50%～60%时，适宜于LA的生成。郝薇及宁婷婷的研究结果也表明，TMR中适宜的含水量有利于LA的生成；马晓宇等的研究发现，稻草型FTMR的含水率为50%～55%时，LA含量达到最高。阴法庭等对油菜与玉米秸秆混合青贮发现，LA含量随着油菜的增加而降低，与本试验的结果不一致，其可能原因是2个试验所用原料不同，本试验研究的是FTMR，所用玉米秸秆为干样状态下，水分含量较低，且加入了肉羊精料补充料。发酵饲料中的丙酸菌发酵LA会产生AA和PA，二者含量较少时，可降低酵母菌和霉菌的活性，抑制其生长繁殖，降低好氧发酵时间，延长青贮饲料的保存时间。本试验中，AA与PA含量虽然较低，但仍然存在显著的组间差异，以45%水分组含量较高，可能是因为该组的油菜型FTMR在发酵过程中，丙酸菌发酵LA产生AA和PA，所以该组LA含量较低，AA和PA含量较高。饲料中BA是梭酸菌发酵的产物，其含量与青贮品质呈负相关，BA含量越高，品质越低。本试验中各组均未检出BA，可能是由于发酵过程中乳酸菌等一些优势菌的大量增加，梭菌等有害菌的生长繁殖被抑制所致，与王晶等研究发现乳酸菌增殖抑制梭菌的结果相一致。

4 结 论

本研究结果表明，饲料油菜可完全作为FTMR中的水分来源，可简化FTMR调制过程中额外添加水分的工艺，其中油菜型FTMR的水分含量为50%～60%时，可获得较高的发酵品质。