混合比例和添加剂对象草和全株玉米混合青贮品质的影响

胡远彬，梁小玉，易 军，关 皓，张 靓，张俊梅，孟元华，季 杨

（1. 四川省畜牧科学研究院, 四川 成都 610066；2. 西南民族大学 四川 成都 610041；3. 合江县农业农村局,四川 泸州 646200；4. 凉山州农业科教中心, 四川 西昌 615000）

青贮是我国南方多雨地区长期保存青绿饲料并为家畜提供优质饲草料的有效方法之一。象草(Pennisetum purpureum)是热带和亚热带地区普遍栽培的多年生暖季型牧草，具有生长速度快、生物产量高、营养丰富等优点[1]，已在我国南方广泛种植，被用作草食动物尤其是反刍动物的粗饲料及规模化养殖场粪污消纳的先锋草种，对种养结合、循环利用有重要推动作用。象草为保持旺盛生长以获得高产，通常在种植5～6年后重新扦插一次[2]，在四川地区象草年均鲜草产量为150～225 t·hm-2，年可刈割3～5次，在生长旺盛的夏季鲜草产量可达全年50%以上，除鲜饲外还有大量结余，调制青贮料不仅可以提高象草的适口性和利用率[3]，还可缓解春冬季节粗饲料不足，利于饲草周年均衡供给。但生产中新鲜象草水分含量高达80%～85%，可溶性碳水化合物含量低，缓冲能值高[4]，且茎秆具有内部多孔、外皮坚硬等物理特性，青贮制作时不易压实[5]，导致单独青贮效果不佳。研究表明，象草中添加乳酸菌和纤维素酶[6-7]、葡萄糖[8]、尿素[9]等添加剂能提高象草青贮品质；与玉米(Zea mays)秸[10]、花生(Arachis hypogaea)秸[11]、稻(Oryza sativa)秸[12]等含水量低的秸秆或甘蔗(Saccharum officinarum)梢[13]等含糖量高的原料混合青贮可提高象草青贮的成功率，研究发现，象草与玉米秸混合比例为6∶4且添加绿汁发酵液 + 纤维素酶青贮效果最佳[10]。全株玉米是我国制作青贮饲料的主体，因其含水量适中、粗纤维含量较低、淀粉和糖类含量高[14]且自然附着乳酸菌较多而较易青贮成功，其青贮品质优于玉米秸秆，已成为反刍动物优质、高能量粗饲料来源。目前，象草与玉米混合青贮研究仅见与玉米秸秆混贮，而与全株玉米混贮研究极少。生产中，象草与全株玉米收获期一致，象草利用年限长，产草量非常高，单独青贮品质不佳，全株玉米粗蛋白质及糖类等营养物质含量高于象草，二者混合青贮可提高青贮料的营养价值、生物产量及青贮成功率。因此，本研究以象草和全株玉米为原料混合青贮，探讨复合微生物制剂的应用对不同比例象草和全株玉米混合青贮品质的影响，旨在筛选出最宜象草青贮的比例，为生产优质象草青贮饲料及象草的广泛推广利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

‘桂牧1号’杂交象草和‘川单26’杂交玉米均种植于四川省成都市郫都区安德镇四川省畜牧科学研究院牧草试验基地(30°51′ N， 103°47′ E)，‘桂牧1号’杂交象草株高3 m和‘川单26’全株玉米乳熟末期刈割。添加剂为复合微生物制剂(主要成分为植物乳杆菌、屎肠球菌和无水葡萄糖，活菌数5 × 109cfu·g-1，四川高福记生物科技有限公司)。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计

将刈割后的象草和全株玉米，在阴凉处凋萎使青贮原料含水量降到72%～78%时，用铡刀将其切成2 cm左右的小段，象草和全株玉米按质量比为10∶0、8∶2、6∶4、4∶6、2∶8、0∶10进 行 均 匀 混 合。每个混合比例由无添加剂(CK)和0.01 g·kg-1复合微生物制剂(复合制剂，活菌数为5 × 107cfu·kg-1)分别处理，混合后的样品装入聚乙烯真空袋，并用真空密封器(Evox-30，Orved)抽真空密封，平均袋重600 g，每个处理3个重复，室温下发酵40 d后取样分析。

1.2.2 测定指标和方法

感官评价：本研究依据德国农业协会(deutche Landwirtschafts Gesellschaft, DLG)方法进行评估[15]。感官评分：如闻气味时有芳香味、无丁酸臭味则为14分；如茎叶结构保持良好、颜色和原料相似，且烘干后呈淡褐色则均为2分。营养成分分析：原料及青贮饲料的干物质(dry matter, DM)含量采用烘干法测定[16]，粗蛋白质(crude protein, CP)含量采用FOSS 8400型全自动凯氏定氮仪测定[16]，中性洗涤纤维(neutral detergent fiber, NDF)与酸性洗涤纤维(acid detergent fiber, ADF)采用范氏洗涤纤维法测定[5]，可溶 性 碳 水 化 合 物(water soluble carbohydrate, WSC)用蒽酮-硫酸比色法测定[17]。发酵品质分析：青贮料浸出液pH用pH计测定，有机酸中乳酸(lactic acid, LA)、乙酸(acetic acid, AA)、丙酸(propionic acid, PA)和丁酸(butyric acid, BA)含量采用Agilent 1100型高效液相色谱仪测定[18]，氨态氮(ammonia nitrogen, AN)含量用苯酚-次氯酸纳比色法测定[17]。

1.3 数据分析

采用Excel 2010进行数据整理，SPSS 17.0软件对营养成分和发酵品质数据进行方差分析和多重比较。结果用平均数 ± 标准差表示。

2 结果与分析

2.1 青贮原料营养成分

青贮原料中象草的DM、CP和WSC含量分别为22.01%、8.92%和8.12%，均低于全株玉米(DM、CP、WSC分别为27.94%、11.8%和15.06%)；NDF和ADF含量分别为68.76%和40.31%，均高于全株玉米(NDF和ADF分别为57.6%和31.2%)，即全株玉米营养价值高于象草且完全满足青贮条件，而象草水分含量稍高一些，故将二者混合青贮以获得高质量的青贮料。

2.2 青贮饲料感观评定

经过40 d青贮后，从气味、结构、色泽3个方面对青贮饲料进行感观评价(表1)，无添加剂CK象草单独青贮处理组的芳香味弱、茎叶结构保持良好、色泽呈现淡褐色或淡黄色、等级为2级尚好，其余11个处理组均有较强的芳香味、色泽为黄绿色，等级均为1级优良，其中添加剂处理组的感观评分要高于CK组，象草与全株玉米混合青贮要优于象草单独青贮。

表1 不同处理对青贮饲料感官评定的影响Table 1 Effects of different treatments on sensory evaluation of silage

2.3 青贮饲料营养成分

同一混合比例下，大部分添加剂组青贮料的DM、NDF和ADF含量较CK组低(表2)，CP和WSC均较CK组高，DM和WSC无显著差异(P＞ 0.05)，CP、NDF和ADF为部分混合比例下差异显著(P＜0.05)。在相同添加剂组，随着全株玉米混合比例的增加，青贮料DM、CP和WSC含量为增加趋势，NDF和ADF含量为降低趋势，其中混合比例6∶4、4∶6和2∶8时在相同添加剂处理下的5个营养成分指标与象草单独青贮10∶0之间差异显著，混合比例8∶2、6∶4和4∶6在相同添加剂处理下的DM、CP、NDF和ADF与全株玉米单贮0∶10之间差异显著，混合比例2∶8与0∶10之间仅CP和ADF差异显著。主效应分析发现，混合比例对青贮饲料各营养成分指标均存在极显著影响(P＜ 0.01)；添加剂对青贮饲料CP、NDF、ADF有极显著影响(P＜ 0.01)，对WSC有显著影响(P＜ 0.05)，对DM无显著影响(P＞ 0.05)；双因素间的交互作用对除DM外其他4个营养指标均达到极显著水平(P＜ 0.01)。在混合比例与添加剂两个因素中，混合比例是影响混合青贮饲料营养成分的主要因素。

表2 不同处理对青贮饲料营养成分的影响(干物质基础)Table 2 Effects of different treatments on nutritional components of silage (DM basis)

2.4 青贮饲料发酵品质

同一添加剂水平下，青贮料的pH、AN/TN、AA和BA随着全株玉米混合比例的增加而降低(表3)，LA则显著增加(P＜ 0.05)，未检测到PA，无添加剂时，混合比例8∶2、6∶4、4∶6 和2∶8的pH、AN/TN、AA和LA与 单 贮10∶0和0∶10均 差 异 显著；有添加剂时，混合比例8∶2、6∶4和4∶6 的pH、AN/TN、AA和LA与单贮10∶0和0∶10均差异显著，2∶8和0∶10之间仅LA和AA差异显著。在相同混合 比 例 下，添 加 剂 组 的LA除4∶6外 其 他 组 较CK组显著增加，AA含量则显著降低，大部分处理pH、AN/TN 和BA也较CK组低，且部分处理达到显著水平，其中除10∶0的CK组外，其余处理的pH均在4.0以下，AN/TN均小于2.5%，BA均小于0.1%。综合分析发现，象草与全株玉米混合比例小于8∶2时，各处理发酵品质相对较好，且添加剂组的发酵品质较对照组好，尤其是2∶8的添加剂组发酵品质最好，AN/TN最低，LA含量较高，AA和BA含量均较低，且未检测到PA。主效应分析发现，混合比例因素对青贮饲料各发酵品质指标的影响均达到极显著水平(P＜ 0.01)，添加剂因素及双因素的交互作用对除AA外其他指标的影响均达到极显著水平。

表3 不同处理对青贮饲料发酵品质的影响Table 3 Effects of different treatments on fermentation quality of silage

3 讨论与结论

乳酸菌是降低青贮料pH和保存青贮材料的主要菌种[19]。目前，青贮的乳酸菌添加剂一般都是植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)和其他菌剂混合添加，本研究添加剂为植物乳杆菌和屎肠球菌(Eterococcus faecium)复合微生物制剂，其中植物乳杆菌为同型发酵乳酸菌，可作为后期发酵的优势菌种[20]，在多花黑麦草(Lolium multiflorum)[21]、青贮大麦(Hordeum vulgare)[22]、杂交构树(Broussonetia papyrifera)[23]等饲(草)料青贮中添加能改善青贮品质；屎肠球菌有利于青贮饲料的初期发酵[24]，抑制青贮饲料有害菌，提高青贮饲料的青贮品质[25]。在全株玉米青贮中添加屎肠球菌可以显著减少好氧细菌、酵母菌和霉菌数量，增加有氧稳定性[26]。Li等[27]将西藏牦牛瘤胃中分离的分解纤维素的屎肠球菌接种到狼尾草(Pennisetum alopecuroides)青贮饲料中发现，青贮饲料中乳酸和糖含量提高，木质纤维素含量和pH降低，狼尾草青贮饲料品质有效改善。本研究中从感官评价、营养品质和发酵品质的结果显示，复合微生物制剂的应用在一定程度上提高了混合青贮饲料的青贮品质。

3.1 混合比例和添加剂对混合青贮料的感官评价分析

利用《德国DLG 青贮饲料感官评分标准》对混合青贮饲料进行快速、直观判断的结果显示，无添加剂象草单贮组的等级为2级(尚好)，其余11个处理组等级均为1级，其中添加剂组感观评分高于对照组，混合青贮优于象草单贮。李孟伟等[9]研究也得到类似结果，单独青贮象草感观品质不高，添加玉米粉等物料后明显提高青贮料感观品质。刘德玉和黄卫红[28]研究表明，象草与带穗玉米混合青贮比例为1.85∶1和1∶1.11时，青贮品质均达到优良等级。可见，象草与其他糖分更高更适合青贮的优良牧草混贮或者青贮过程中使用添加剂可以有效改善饲料的质地，感官评价更好。

3.2 混合比例和添加剂对混合青贮料营养品质的影响

青贮原料是制作青贮饲料的基础，其中原料的DM与WSC含量是影响青贮饲料品质的关键因素。理论上，原料WSC含量(占干物质)最低为6%～7%、水分为65%～75%时有利于制成优质青贮饲料[15，29]。 WSC是直接被乳酸利用的发酵底物，其含量越多产生的乳酸越多、醋酸越低，青贮发酵品质越好[30]。CP含量高低是衡量牧草饲用品质的主要指标，直接影响动物的营养状况；ADF和NDF是评价纤维质量最有效的指标，其含量与家畜消化率呈负相关[31]。本研究中象草和全株玉米两种青贮原料均为禾本科植物，二者的营养特性类似，但全株玉米的DM、WSC和CP含量均高于象草且符合制作优质青贮料的条件，也是生产上应用较普遍的青贮原料。庄益芬等[32]研究发现，象草与玉米秸秆混合青贮时，随玉米秸秆比例的升高，青贮料的水分、NDF和ADF含量极显著减少(P＜ 0.01)。赵苗苗和玉柱[6]研究发现，添加乳酸菌后象草青贮料的DM、NDF、WSC与对照差异不显著(P＞ 0.05)，CP有不同程度提高，ADF显著低于对照(P＜ 0.05)。本研究发现，随着全株玉米混合比例的增加，青贮料的DM、CP和WSC含量呈总体升高趋势，NDF和ADF含量呈总体降低趋势，其中ADF显著降低(P＜ 0.05)；添加剂组的CP和WSC含量高于对照组，DM、NDF和ADF含量低于对照组，其中DM和WSC含量与对照差异不显著(P＞ 0.05)，部分添加剂组的CP、NDF和ADF含量与对照差异显著(P＜ 0.05)，这与前述研究[6,32]结果有类似之处。

3.3 混合比例和添加剂对混合青贮料发酵品质的影响

本研究中，混合比例对青贮饲料发酵品质各指标的影响达到极显著水平(P＜ 0.01)，添加剂及双因素的交互作用对除DM和AA外其他指标的影响均达到极显著水平(P＜ 0.01)，这与梁小玉等[33]研究结果类似。Filya[34]指出优质的青贮饲料应具有较高含量的LA和较低的BA、AN含量以及pH。pH是评估青贮质量的一个关键指标，当pH低于4.2时大部分微生物生长受到抑制[35]，可达到优质青贮饲料的标准；当pH为4.2～4.5时为中等，若高于4.5则说明青贮饲料品质较差[36-37]。研究发现，添加乳酸菌后象草青贮料pH显著低于对照(pH为4.45)[6]。本研究中除象草单独青贮pH为4.65外，其余11个处理组pH均在3.6～4.0，均达到优质青贮饲料的标准，说明象草与全株玉米混合青贮可降低青贮料pH，且添加剂组pH低于对照组，当混合比例小于6∶4时差异不显著(P＞ 0.05)。这可能是随着全株玉米混合比例的增加，全株玉米自然附着乳酸菌就能满足青贮发酵的需要。李小铃等[38]研究表明，‘桂牧1号’杂交象草鲜草乳酸菌数目只有0.18 lg cfu·g-1，而玉米自然附着乳酸菌数目较多且以植物乳杆菌为主，生长迅速，且产酸能力强，易成为优势菌株，青贮较易成功[39]。

AN/TN是衡量青贮饲料蛋白质降解的主要指标，AN/TN值越低，青贮品质越好。一般认为优质青 贮 饲 料AN/TN值 应 小 于100 g·kg-1[40]。本 研 究中，所有处理的AN/TN均低于10%，其中除象草单贮无添加剂和添加剂组稍高外，其他10个处理AN/TN均低于2%，且多数处理随着全株玉米混合比例增加AN/TN显著降低(P＜ 0.05)，以添加剂组低于对照组，说明添加全株玉米或添加剂可显著降低或降低象草青贮的AN/TN。

有机酸含量及其构成可以反映青贮发酵过程的好坏，其中最重要的LA、AA和BA，优质青贮饲料LA比例应较高，BA比例应低于0.1%[36，41]。象草与玉米秸秆混合青贮时，随玉米秸秆比例的升高，LA含量极显著增加(P＜ 0.01)、AA含量极显著减少(P＜ 0.01)[32]。Cai等[7]和谢华德等[42]研究表明，添加乳酸菌可改善象草发酵品质。本研究中，LA基本随着全株玉米混合比例的增加而显著增加(P＜ 0.05)，其中添加剂组基本上显著高于对照组，而AA则随着全株玉米混合比例的增加而显著降低，添加剂组显著低于对照组；BA含量较低(小于0.1%)，其变化趋势同AA，以单贮象草的BA含量显著高于其他各处理组，未检测到PA。说明随着全株玉米混合比例增加，同型发酵的程度越高，利于pH的迅速下降及营养物质的保存，这可能是由于全株玉米WSC含量较高。

综上，象草单独青贮效果不佳，与全株玉米混合青贮品质优良，且随全株玉米混合比例的增加青贮品质随之提高，使用添加剂在一定程度上可改善青贮料的发酵品质，当象草与全株玉米混合比例2∶8辅施复合微生物制剂时混贮效果最佳，DM含量最高，NDF和ADF含量最低，其余营养成分指标及各发酵指标均与全株玉米单贮较接近。