无芒雀麦与紫花苜蓿混贮饲料的营养价值和发酵品质分析

刘兴洋, 周君丽, 张家洋

(新乡学院,河南 新乡 453003)

紫花苜蓿(Medicagosativa)作为世界上最主要的饲料作物,被誉为“牧草之王”,其不但能固氮肥田,而且营养成分完全,富含蛋白质(高达20%左右)、微量元素和十种以上维生素[1]。无芒雀麦(BromusinermisLeyss.)叶量丰富,营养生长持续时间长,叶片增长快,干物质积累量多,并且鲜草产量高,适口性好,消化率高,常用于青饲和青贮[2-3]。此外,无芒雀麦的营养价值丰富,尤其水溶性碳水化合物含量较高,可以满足在青贮工艺中对乳酸菌的要求,青贮成功率高[4]。

紫花苜蓿具有“三高一低”的特点(高水分、高蛋白、高缓冲值、低可溶性碳水化合物)[5],单独青贮后天然粘附的乳酸菌较少,使得青贮品质较差,青贮成功率较低[6]。而禾本科牧草无芒雀麦,其可溶性碳水化合物含量较高,因此为了更好地提高紫花苜蓿青贮品质和成功率,可以通过添加无芒雀麦进行混合青贮来提高青贮原料的糖浓度,这样有利于乳酸菌的繁殖和生长,易于获得更加优质的畜禽饲料[7]。已有研究表明,相较于制作成本较高的添加剂青贮,豆/禾牧草混贮具有操作简单、制作成本低、可行性高等优点[8]。本试验以紫花苜蓿单贮和无芒雀麦单贮为对照,探究了紫花苜蓿和无芒雀麦不同混合比例下其感官、营养和发酵品质,并得出最佳混合比例,以期为北方地区混贮饲料的生产与推广提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

无芒雀麦品种为Carlton,由北京正道种业有限公司提供;紫花苜蓿品种为龙威6010,购自于北京猛犸种业有限公司。

1.2 试验设计

紫花苜蓿和无芒雀麦牧草用于青贮品质(单一青贮和混合青贮)评定。青贮品质测定:共分为5组进行处理,分别为A组(100%无芒雀麦)、B组(65%无芒雀麦+35%紫花苜蓿)、C组(50%无芒雀麦+50%紫花苜蓿)、D组(35%无芒雀麦+65%紫花苜蓿)、E组(100%紫花苜蓿)。每组3个重复。

1.3 青贮制作

于2020年9月适时收割无芒雀麦和紫花苜蓿,自然晾晒24～48 h后,用铡草机将含水量降至65%～75%的预干料切成2～3 cm小段,混匀后装入青贮发酵袋内(每袋装 1 000 g),用真空包装机抽真空、密封,于恒温培养箱(20 ℃)中发酵 40 d。发酵结束后,打开青贮袋,随机取样测定相关指标,进行营养、感官和发酵品质的评定。

1.4 测定指标

1.4.1 感官品质 根据德国农业协会(DLG)制定的青贮饲料感官评分标准[9]进行感观评定,具体内容如表1所示。

表1 青贮饲料感官评分标准Table 1 Sensory scoring criteria of silage

1.4.2 营养品质 采用Somogyi法[10]测定可溶性碳水化合物(WSC)含量;采用半微量凯氏定氮法[11]测定粗蛋白(CP)含量;采取范式法[8]测定中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)含量;采取干法灰化法[8]测定粗灰分(Ash)含量;采取索氏抽提法[8]测定粗脂肪(EE)含量。

1.4.3 发酵品质 准确称取30 g青贮样品放入匀浆机中,加入300 mL蒸馏水,间歇匀浆30 s,4层纱布过滤后得到青贮原液,用于各发酵参数的测定。使用酸度计测定提取液的pH;采用苯酚-次氯酸钠比色法测定氨态氮(AN)含量,并计算氨态氮/总氮(AN/TN);使用高效液相色谱仪测定乳酸(LA)含量;使用气相色谱仪并参考Weiss方法[12]测定乙酸(AA)、丙酸(PA)和丁酸(BA)含量。本试验采用V-Score评价体系[13]和Kaiser评价体系[14]评定样品的发酵品质,具体标准详见表2和表3。

表2 V-score评价体系Table 2 V-Score evaluation system

表3 Kaiser评价体系Table 3 Kaiser evaluation system

1.5 数据处理

数据经Excel 2016 整理后,采用 SPSS 20.0 进行方差分析。不同青贮处理间各指标的差异采用单因素方差分析(one-way ANOVA)和Duncan法。当P<0.05时,表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 青贮原料的营养成分含量

由表4可知,青贮前无芒雀麦与紫花苜蓿的水分含量分别为66.41%和67.35%,符合青贮原料水分介于65%～75%的要求,可进行青贮。豆科牧草紫花苜蓿粗蛋白含量较高(19.23%),但可溶性碳水化合物含量较低(3.89%)。禾本科牧草无芒雀麦与之相反,其粗蛋白含量较低(14.97%),但可溶性碳水化合物含量较高(5.66%)。

表4 青贮原料的营养成分含量Table 4 The nutrition composition of silage material %

2.2 感官品质

由表5可知,无芒雀麦单独青贮芳香味浓郁,色泽呈浅黄色,茎叶结构清晰,综合评分为19分,等级为一级;65%无芒雀麦与35%紫花苜蓿混合青贮芳香味较弱,色泽呈浅黄色,茎叶结构清晰,综合评分为15分,等级为二级;50%无芒雀麦与50%紫花苜蓿混合青贮芳香味较弱,色泽轻微变色,茎叶结构轻微受损,综合评分为13分,青贮等级为二级;35%无芒雀麦与65%紫花苜蓿混合青贮芳香味较弱,色泽呈褐色,茎叶纹理结构轻微受损,综合评分为12分,青贮等级为二级;紫花苜蓿单独青贮丁酸味强烈,色泽呈墨绿色,茎叶结构已明显受损,综合评分仅为5分,青贮等级为三级。

表5 青贮饲料感官评定结果Table 5 Sensory evaluation results of silage

2.3 营养品质

由图1可知,无芒雀麦单独青贮的CP含量为14.36%,显著低于35%无芒雀麦+65%紫花苜蓿混合青贮和紫花苜蓿单独青贮(P<0.05);WSC含量为2.31%,显著高于紫花苜蓿单独青贮(P<0.05);NDF含量为46.44%,显著高于其余处理组(P<0.05);Ash含量为9.32%,显著低于紫花苜蓿单独青贮(P<0.05)。ADF和EE在各处理组之间无显著性差异(P>0.05)。

图1 青贮饲料的营养品质不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。下同。Fig. 1 Nutritional quality of silageThe different small letter superscripts mean significant difference(P<0.05).The same below.

紫花苜蓿与无芒雀麦混合青贮后,CP、WSC、NDF、ADF、Ash和EE含量在各混贮组之间无显著性差异(P>0.05),其含量介于无芒雀麦单独青贮和紫花苜蓿单独青贮之间,养分更加均衡。

2.4 发酵品质

由表6可知,紫花苜蓿单贮的pH、AA、PA、丁酸(BA)和氨态氮/总氮(AN/TN)含量在所有处理中最高,乳酸(LA)含量最低。3种混贮处理中pH、LA、AA和PA含量遵循互作效应,介于无芒雀麦与紫花苜蓿单贮之间。具体来说,在3种混贮处理中,65%无芒雀麦+35%紫花苜蓿混贮组pH和AA最低,显著低于其余混贮组(P<0.05);LA含量最高,显著高于其余混贮组(P<0.05);BA未检出。从2种评价体系的结果来看(图2),V-Score和Kaiser评分结果尽管不同,但等级基本吻合。就V-Score结果来看,紫花苜蓿单贮的V-Score评分为35(<60),等级为不良;65%无芒雀麦+35%紫花苜蓿混贮处理的V-Score评分为87(>80),等级为良好;其余处理的V-Score评分均介于60～80,等级为中等。就Kaiser评分结果来看,紫花苜蓿单贮的Kaiser评分为60,等级为三级,其余处理的Kaiser评分均为100,等级为一级。

图2 青贮饲料V-Score和Kaiser评分结果Fig. 2 Results of v-score and Kaiser score of silage

表6 青贮饲料发酵品质Table 6 Fermentation quality of silage

3 讨 论

3.1 不同处理下青贮饲料的感官品质

感官评定主要依据青贮饲料的气味、茎叶结构和颜色进行评价,适用于现场评价[15]。目前,感观评定结果主要参考德国农业协会评价方法进行,重点考察青贮饲料茎叶结构及有无霉变等方面,共分为4个级别。本研究中,就感官品质而言,紫花苜蓿单独青贮时色泽呈墨绿色,霉变现象明显,茎叶结构明显破坏,且丁酸味浓郁,综合评分仅5分,青贮等级为三级,品质最差。无芒雀麦单独青贮时芳香味浓郁,色泽呈浅黄色或近原料色,茎叶纹理结构清晰,综合评分19分,青贮等级为一级,品质为优等。3种混贮处理的青贮等级均为二级,品质为良好,其中65%无芒雀麦+35%紫花苜蓿混合青贮组评分最高(15分),50%无芒雀麦+ 50%紫花苜蓿混合青贮组评分居中(13分),而35%无芒雀麦+65%紫花苜蓿混合青贮组评分最低(12分)。由此可见,3种不同比例的无芒雀麦与紫花苜蓿混合青贮组中65%无芒雀麦+35%紫花苜蓿混合青贮组的感官品质最佳,与郭晖[16]和吴羽晨等[17]研究禾本科牧草与紫花苜蓿混合青贮饲料感官评分的结果相似。

3.2 不同处理下青贮饲料的营养品质

研究表明,饲料在青贮发酵过程中营养物质(如粗蛋白)损失较多,尤其见于蛋白比例较高的饲料,这是由于在蛋白酶和酵母菌的作用下,蛋白质降解速度较快[18],从而降低了青贮饲料的营养价值,难易满足牲畜营养的需要[19]。本研究中,与青贮前相比,紫花苜蓿组单一青贮后粗蛋白含量明显降低,而无芒雀麦单一青贮后粗蛋白的含量变化不大,并且混合青贮饲料中粗蛋白的含量随无芒雀麦加入量的减少而增加,碳水化合物的含量则与之相反。总体来看,与单一青贮相比,混合青贮后饲料的营养成分更加均衡,贺文骅等[20]和张站胜等[21]与本文研究结果基本一致。可见,在豆科青贮饲料中加入适量禾本科作物,能更好的丰富饲料的营养,满足畜禽营养多元化的需求[22]。

本研究中,3种不同比例的无芒雀麦与紫花苜蓿混合青贮组中,65%无芒雀麦+35%紫花苜蓿混合青贮组的粗蛋白和粗灰分含量略低于其余混贮组,可溶性碳水化合物、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和粗脂肪含量略高于其余混贮组,但差异均不显著。整体而言,结合原料经济成本,并将感官和营养品质的结果综合来看,无芒雀麦与紫花苜蓿以65∶35的比例进行混合青贮较佳。

3.3 不同处理下青贮饲料的发酵品质

pH、有机酸(乳酸、乙酸、丙酸、丁酸)和氨态氮/总氮是评价青贮饲料发酵品质的重要指标[23]。已有研究表明,pH较低时,不仅可以有效抑制腐败菌的活动,还可抑制乙酸和丁酸等物质产生,有利于良好青贮环境的形成,使青贮饲料长期保存[24]。本研究中,当混贮体系中无芒雀麦的比例含量增加时,青贮饲料的pH开始逐渐下降、而乳酸的含量逐渐上升,且当无芒雀麦与紫花苜蓿的比例为65∶35时,pH最低且乳酸含量最高,张欢等[25]和郭晖[16]在对高丹草和紫花苜蓿混贮的研究中也得出了类似的结论,这可能是因为随着无芒雀麦比例的增加,乳酸菌的增殖加速,乳酸菌数量增加,乳酸发酵进程加快[26],从而导致pH降低和乳酸含量增加。

本研究中,Kaiser和V-Score 这2种评分体系结果显示,当无芒雀麦与紫花苜蓿的比例为65∶35时,其Kaiser评分为100,V-Score评分为87,在所有混合青贮处理中分值最高,分析原因可能是以下两点:首先,由于混合青贮饲料中无芒雀麦比重的增加,赋予了青贮原料更多的糖类等营养物质,而可溶性糖又是乳酸菌发酵的能量来源和基础物质[27],这更有利于青贮饲料中营养物质发酵的正常进行[28];其次,当混合青贮饲料中无芒雀麦的比重增加时,青贮饲料的pH会下降,造就的酸性环境有利于抑制蛋白酶的活性[29],在一定程度上能有效抑制蛋白质的降解。因此,在本研究的3组混贮处理中,当无芒雀麦与紫花苜蓿的比例为65∶35时,其青贮发酵的品质最好,在实际生产中推荐以该比例进行混合青贮,更佳比例还有待于进一步研究。

4 结 论

本研究条件下,无芒雀麦与紫花苜蓿以65∶35的比例进行混合青贮,可达到优良青贮饲料的标准,而且营养成分更加均衡。