饲用玉米与苎麻不同比例混合青贮料的发酵品质

牟 琼, 李 娟, 吴佳海, 裴成江, 许岳军, 冉伟男, 高 翔, 吴 仙

(1.贵州省草业研究所, 贵州 贵阳 550006; 2.贵州省畜牧兽医研究所, 贵州 贵阳 550005; 3.贵州省旱粮研究所, 贵州 贵阳 550006)

0 引言

【研究意义】随着我国养殖业规模化迅速发展致使饲料严重短缺[1],而改变饲料生产结构及提高其资源利用率已成为我国饲料行业良性发展的必然趋势。青贮玉米(Zeamays)属全价饲料,产量高、适口性好,玉米青贮后可达到长期保存青绿多汁且减少营养流失的良好效果[2-5]。青贮玉米在牛羊等反刍家畜的养殖过程中已成为日粮中不可缺少的组成部分[6],大力发展青贮玉米饲料及提高青贮品质是改变饲料结构和有效减缓饲料紧缺压力的有效途径[7-8]。探究青贮玉米与苎麻不同比例混合青贮的发酵品质,对畜牧业持续健康发展具有重要意义。【前人研究进展】20世纪60年代我国开始青贮玉米研究,2002年开展青贮玉米区域试验。青贮饲料生产过程中感官评价是其品质评价的一种简单快捷方法,主要包括气味、质地和色泽等指标,评价总分为100分[1];此外,酸性洗涤纤维(ADF)、中性洗涤纤维(NDF)、粗蛋白含量和淀粉含量等营养成分[9]也是品质评价指标。近年来,对于改善混合青贮饲料品质的研究越来越多,如玉米与荞麦、甜高粱和苜蓿等混合青贮均能改善饲料品质[10]。顾雪莹等[11]研究表明,白花草木樨单独青贮的pH、氨态氮占总氮含量、干物质和粗蛋白含量显著高于其余4个处理〔燕麦单独青贮、白花草木樨(70%)与燕麦(30%)混贮、白花草木樨(50%)与燕麦(50%)混贮和白花草木樨(30%)与燕麦(70%)混贮〕,燕麦单独青贮的乳酸、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量均显著高于白花草木樨单独青贮,以白花草木樨(30%)与燕麦(70%)混贮的效果最好。甘家付等[12]报道,不同比例的燕麦秸秆混合青贮均可一定程度上改善青贮发酵品质,但由于营养成分损失较多,未达优质青贮饲料标准;添加不同水平的酶制剂均可一定程度上促进青贮发酵,但由于青贮饲料营养损失仍较高,青贮发酵品质无明显改善;添加糖蜜可促进乳酸菌发酵,加快发酵进程,改善青贮饲料品质,以添加4%糖蜜效果最好。陈继康等[13]研究发现,苎麻单独青贮饲料可降低中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)含量,显著提高干物质摄入量(DMI)和相对饲料价值(RFV),但粗蛋白(CP)损失23.6%,且因pH高其饲料质地差,导致发酵品质较低;苎麻与水稻秸秆混贮饲用价值优于与玉米秸秆混贮,苎麻与水稻秸秆或玉米秸秆混合青贮的饲用价值优于苎麻、水稻秸秆和玉米秸秆三者混合青贮。【研究切入点】玉米秸秆产量高,其可溶性碳水化合物含量较高,是生产混合青贮饲料的主要原料之一,目前鲜见青贮玉米与苎麻不同比例混合青贮对其发酵品质影响的研究报道。【拟解决的关键问题】探明黔青235玉米与川饲苎1号苎麻不同比例混合青贮特性的影响,并从感官评价、营养成分及饲用价值等方面进行评价,以期为其饲料化开发应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 玉米品种 黔青235,由贵州省旱粮研究所于2015年春在贵阳用自选系QR273作母本,T32作父本配单交种,当年冬在海南以该单交种作母本,外引贵州省农业干部管理学院选育的交51作父本杂交获得三交种组合(黔青3382), 2021年9月通过贵州省农作物品种审定委员会审定。

1.1.2 苎麻品种 川饲苎1号,由达州市农业科学研究所从“大竹线麻×广西黑皮蔸”杂交后代群体中筛选优良单株系统选育而成的高产杂交苎麻新品种,审定编号为川审苎2012002。

1.1.3 微生物发酵剂 微生物发酵剂为EM菌,以高浓度乳酸菌(300亿/g)为主要原料的加强型专业青贮饲料发酵剂,可喷雾添加到青贮、微贮饲料固料中,市购。

1.2 方法

试验于2019年3月至2021年9月在贵州省草业研究所科研基地进行,玉米和苎麻于2019 年3月26日播种,田间管理同当地大田生产保持一致。

1.2.1 材料预处理 将蜡熟前期的全株玉米和此时的全株苎麻利用揉搓切割机进行揉搓切碎成1～3 cm,采用桶装(25 L)青贮方式,室温遮阴保存,桶装密度为(600±10) g/L,玉米和苎麻各处理6桶,青贮时间 60 d,每个处理随机选3桶采集样品,备用。同时测定青贮前黔青235和川饲苎1号的营养成分。

1.2.2 试验设计 黔青235玉米(C)和川饲苎1号苎麻(R)按原料计设4∶0(CR40)、3∶1(CR31)、2∶2(CR22)、1∶3(CR13)和0∶4(CR04)5个混合比例,每个混合比例设添加微生物发酵剂0.0 mL/kg(CK,即不添加)、0.2 mL/kg和0.4 mL/kg 3个浓度处理,即CR40(T1、T2和T3)、CR31(T4、T5和T6)、CR22(T7、T8和T9)、CR13(T10、T11和T12)和CR04(T13、T14和T15),共计15个处理,每个处理3次重复。

1.2.3 感官评价 采用德国农业协会(Deutche Lan Dwirtschafts Geseutschaft)的标准对各指标进行感官评分[14-15]并定级。

1.2.4 指标测定 采用文献[1]的方法测定pH;采用文献[16]的方法测定粗蛋白(CP)、粗脂肪(EE)、酸性洗涤纤维(ADF)、中性洗涤纤维(NDF)、粗灰分(Ash)和粗纤维(CF)含量,采用高效液相色谱仪测定乳酸含量,采用气相色谱仪测定乙酸、丙酸和丁酸含量,采用苯酚-次氯酸比色法[17]测定氨态氮含量等。

1.2.5 饲用价值指标的计算 饲用价值指标包括粗饲料干物质采食量占动物体重百分数(dry matter intake,DMI,%)、可消化干物质占干物质的百分比(digestible dry matter,DDM,%) 、相对饲用价值(relative feed value,RFV)和有机物质消化率(organic matter digestibility,OMD,%)[18]。

DMI=120/NDF

DDM=88.9-0.779×ADF

RFV=DMI×DDM/1.29

OMD=123.506 8-2.279×CF

式中,常数1.29是盛花期苜蓿的DMI×DDM值。

1.3 数据处理与分析

采用Excel 2010和SPSS 19.0对数据进行处理与分析,采用Duncan法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 黔青235玉米和川饲苎1号苎麻的pH及营养成分含量

从表1可知,川饲苎1号苎麻和黔青235玉米的pH分别为7.03和7.05,其营养成分含量为0.25%～50.76%和0.20%～51.50%,均以中性洗涤性纤维含量最高,磷含量最低。其中,川饲苎1号苎麻的可溶性碳水化合物、粗蛋白、酸性洗涤纤维、钙和磷含量均高于黔青235玉米,其余指标含量则低于黔青235玉米。

表1 黔青235玉米和川饲苎1号苎麻的pH及营养成分含量

2.2 混合青贮料的感官评价

从表2看出,微生物发酵制剂各添加量黔青235玉米与川饲苎1号苎麻不同比例混合青贮不同处理感官评价的气味、质地和色泽分别为3～12分、1～4分和0～2分,合计为4～18分,各处理等级为1～4级。其中,T1、T2、T3、T5、T6、T8和T9混合青贮后色泽接近原料原色,保持清晰可见的茎叶结构,酸香味浓,评价得分分别为16分、18分、18分、16分、18分、16分和18分,评价等级均为1级优等。T4、T11和T12混合青贮后色泽接近原料原色,茎叶结构稍有破坏,有微弱的丁酸臭味,评价得分分别为12分、12分和14分,评价等级均为2级尚好。T7、T10、T14和T15混合青贮后色泽为墨绿色或呈黄色,茎叶结构极差,有轻度霉菌,丁酸味颇重,有刺鼻的霉味,评价得分分别为7分、6分、6分和7分,评价等级均为3级中等。T13混合青贮后色泽为墨绿色,茎叶腐烂或污染严重,有较多丁酸,几乎无酸味,评价得分为4分,评价等级为4级腐败。

表2 微生物发酵制剂不同添加量黔青235玉米与川饲苎1号苎麻各比例混合青贮料的感官评价

2.3 混合青贮料的发酵品质

从表3可知,不同比例混合青贮料的pH依次为CR04>CR31>CR22>CR13>CR40,不同处理为3.51～5.74,以T13最高,显著高于除T14外的其余处理;T3最低,显著低于除T1、T2、T6、T8、T10和T12外的其余处理,其余处理间差异显著或不显著。氨态氮占总氮比依次为CR04>CR22>CR31>CR13>CR40,不同处理为1.15%～2.46%,以T13最高,显著高于除T14和T15外的其余处理;T2和T11最低,显著低于除T1、T3～T5、T7～T10和T12外的其余处理,其余处理间差异显著或不显著。乳酸含量依次为CR22>CR31>CR40>CR13>CR04,不同处理为2.44%～6.62%,以T9最高,显著高于其余处理;T13和T15最低,显著低于其余处理,其余处理间差异显著或不显著。乙酸含量依次为CR31>CR04>CR22>CR13>CR40,不同处理为2.62%～3.92%,以T6最高,显著高于除T4、T7、T10、T13和T15外的其余处理;T1最低,显著低于除T2～T3、T5、T8～T9、T11～T12和T14外的其余处理,其余处理间差异显著或不显著。丙酸含量依次为CR13>CR22>CR04>CR31>CR40,不同处理为1.22%～1.98%,以T12最高,显著高于T2、T5和T14;T5最低,与T2和T14差异不显著,其余处理间差异不显著。丁酸含量依次为CR04>CR13>CR31>CR22>CR40,T1～T3、T6和T8～T9未检出,在检出的其余处理中,丁酸含量为0.08%～2.44%,T13最高,显著高于除T7、T10和T14～T15的其余处理;T12最低,显著低于其余处理,其余处理间差异显著。

表3 微生物发酵制剂不同添加量黔青235玉米与川饲苎1号苎麻各比例混合青贮料的发酵品质

2.4 混合青贮料的营养成分

从表4可知,不同比例混合青贮料的干物质含量依次为CR40>CR22>CR31>CR13>CR04,不同处理为19.88%～30.12%,以T3最高,显著高于除T1～T2、T5～T6和T8～T9外的其余处理;T14最低,显著低于除T4、T7、T10～T12、T13和T15外的其余处理,其余处理间差异显著或不显著。可溶性碳水化合物含量依次为CR13=CR04>CR22>CR31>CR40,不同处理为16.55%～21.46%,以T11和T14最高,T1最低,各处理间差异不显著。粗蛋白含量依次为CR04>CR13>CR22>CR31>CR40,不同处理为6.24%～16.40%,以T13最高,显著高于除T12、T14和T15外的其余处理;T2最低,显著低于除T1、T3和T5外的其余处理,其余处理间差异显著或不显著。粗脂肪含量依次为CR40>CR31>CR22>CR13>CR04,不同处理为4.38%～5.83%,以T3最高,显著高于除T1～T2、T4～T6和T9外的其余处理;T14最低,显著低于除T7～T8、T10～T12、T13和T15外的其余处理,其余处理间差异显著或不显著。酸性洗涤纤维含量依次为CR04>CR13>CR22>CR31>CR40,不同处理为28.55%～41.35%,以T14最高,显著高于除T13和T15外的其余处理;T2最低,显著低于除T1、T3～T5外的其余处理,其余处理间差异显著或不显著。中性洗涤纤维含量依次为CR31>CR22>CR04>CR40>CR13,不同处理为49.39%～52.87%,以T6最高,T10最低,各处理间差异不显著。粗灰分含量依次为CR40>CR13>CR04>CR31>CR22,不同处理为6.24%～7.05%,以T3最高,显著高于T6;T9最低,显著低于除T1、T6、T8、T10和T13～T14外的其余处理。钙含量依次为CR04>CR13>CR22>CR31>CR40,不同处理为0.46%～3.49%,以T15最高,显著高于除T13和T14外的其余处理;T2最低,显著低于除T1和T3外的其余处理,其余处理间差异显著或不显著。磷含量依次为CR04>CR13>CR22=CR31=CR40,不同处理为0.20%～0.26%,以T14最高,T3、T7和T9最低,各处理间差异均不显著。

表4 微生物发酵制剂不同添加量黔青235玉米与川饲苎1号苎麻各比例混合青贮料的营养成分含量

2.5 混合青贮料的饲用价值

从表5 看出,不同比例混合青贮干物质采食量依次为CR13>CR40>CR04>CR22>CR31,不同处理为2.27%～2.43%,以T10最高,T4最低,各处理间差异均不显著。可消化干物质依次为CR40>CR31>CR22>CR13>CR04,不同处理为56.69%～66.66%,以T2最高,显著高于除T1和T3～T6外的其余处理;T14最低,显著低于除T13和T15外的其余处理,其余处理间差异显著或不显著。相对饲用价值依次为CR40>CR31>CR22>CR13>CR04,不同处理为101.29～122.23,以T2最高,显著高于除T1、T3、T4和T6外的其余处理;T14最低,显著低于除T11～T13和T15外的其余处理,其余处理间差异显著或不显著。有机物质消化率依次为CR40>CR13>CR22>CR31>CR04,不同处理为45.79%～59.13%,以T1最高,显著高于除T2和T3外的其余处理;T13最低,显著低于除T4～T6和T14～T15外的其余处理,其余处理间差异显著或不显著。

表5 微生物发酵制剂不同添加量黔青235玉米与川饲苎1号苎麻各比例混合青贮料的饲用价值

3 讨论

研究结果表明,黔青235青贮玉米和川饲苎1号苎麻混合青贮,随着玉米占比增大,乳酸、干物质(DM)和中性洗涤纤维(NDF)含量呈上升趋势,pH和氨态氮含量呈下降趋势。可见,混合青贮可提高青贮料的整体品质。混合青贮的DM含量随着全株玉米的比例增加而升高,粗蛋白(CP)含量随苎麻比例的增加而增加,是由于全株玉米中DM含量高于苎麻,而CP含量远低于苎麻所致。青贮过程中水分是影响品质的重要因素之一,水分的高和低都会影响青贮材料的品质,如果水分含量过低,难以压实,造成空气较多,致使大量细菌繁殖而引起饲料发生霉变[19-20];水分含量过高,压实过程中细胞液被挤出,使营养物质流失。因此,青贮含水量以60%～70%为宜[21]。随着全株玉米的比例增加DM含量也随之增加,发酵品质随着DM含量增加而提高。pH、氨态氮和有机酸(乳酸、乙酸、丙酸和丁酸)是评价青贮料品质的重要指标,当 pH越低、氨态氮含量越少和有机酸含量越多时,青贮饲料越容易保存,青贮品质也越好[22]。MCENIRY等[23]报道,切碎处理可降低pH和氨态氮含量,增加乳酸含量,从而提升青贮发酵料的品质。

相对饲用价值(RFV)是评价粗饲料的重要指标,是酸性洗涤纤维(ADF)和NDF的综合反映[24],RFV越大表明该饲料的营养价值越高,RFV大于100时,则说明饲料营养价值整体较好。但有报道指出,RFV仅能判断饲料营养价值,并没有考虑其品质,具有一定的局限性[25]。饲料中有机物质消化率(OMD)越高,消化率越高,被利用特性就越好。余汝华等[26]研究不同玉米品种青贮饲料发现,科多4号和辽原1号青贮饲料的OMD极显著高于其他品种。研究结果表明,不同处理组RFV均大于100,说明各处理饲料营养价值整体较好,且营养价值和消化利用特性均以T2(CR40,微生物发酵剂0.2 mL/kg)最高。

可溶性碳水化合物(WSC)是指饲料中所含的各种糖类和果胶等,饲料中有足够的WSC就能保证乳酸菌快速形成乳酸,使pH迅速下降,提高青贮品质及成功率[27]。pH也是反映青贮饲料品质的重要指标之一,青贮饲料pH<4.0或pH>4.4时,腐败菌、酪酸菌等活动较强,对青贮饲料品质有一定的影响[28]。郭旭生等[29]报道,青贮饲料pH受不同牧草化学成分及本身含水量等各种因素影响,因此作为不同牧草青贮评价的统一标准较为粗略。研究结果表明,随着黔青235玉米占比升高,青贮饲料的pH和氨态氮含量呈下降趋势,乳酸和DM含量呈上升趋势。说明,黔青235玉米和川饲苎1号苎麻混合青贮能够提高苎麻的青贮品质,而随着苎麻比例升高,青贮料的CP含量呈上升趋势,说明苎麻能够提高青贮料中粗蛋白含量;但随着苎麻比例升高,pH、氨态氮含量和丁酸含量升高,说明在青贮玉米与苎麻混合青贮中,苎麻比例太高不能获得高品质青贮饲料,可能是由于混合青贮的WSC含量低,无法保证乳酸菌快速形成乳酸所致。

4 结论

黔青235玉米与川饲苎1号苎麻不同比例混合青贮可提高青贮料的营养品质,添加微生物发酵剂能够有效改善青贮料品质,综合发酵效果、营养成分和饲用价值以50%黔青235玉米与50%川饲苎1号苎麻添加微生物发酵剂0.2 mL/kg混合青贮料的生产应用价值较高。