尿素添加对青贮品质影响的Meta分析研究

2024-12-31 00:00:00胥贵汪雅婷穆麟王青兰魏岚郭阳魏仲珊张志飞
草地学报 2024年8期
关键词:营养成分Meta分析尿素

摘要:本研究通过对尿素添加青贮的中外文文献进行Meta分析,旨在为尿素添加青贮饲料标准化制作和青贮品质提升提供理论依据。通过检索中国知网和Web of Science等文献数据库,依据纳入排除标准,纳入104篇文献,最终得到共349组尿素青贮数据,研究发现尿素添加对青贮饲料的粗蛋白(Crude protein,CP)含量影响显著(Plt;0.05),CP含量提高了38.542%;同时显著提高了体外干物质(Dry matter,DM)、有机质(Organic matter,OM)及中性洗涤纤维(Neutral detergent fiber,NDF)消化率(Plt;0.05),显著降低了青贮饲料的纤维含量和体外甲烷产量(Plt;0.05)。尿素添加一定程度上降低了青贮饲料的发酵品质,但可促进乳酸菌的积累、抑制青贮过程中酵母菌、霉菌等腐败微生物的生长,并且使青贮饲料有氧稳定性时间显著提升46.521%(Plt;0.05)。尿素添加青贮的影响因子亚组分析综合评价确定尿素单独添加适宜的青贮原料种类是水果副产品,适宜的尿素添加量范围为0.9%~1.2%,适宜尿素添加青贮时间是45~60 d或≥60 d。

关键词:Meta分析;尿素;青贮;营养成分;发酵品质

中图分类号:S816.53""" 文献标识码:A"""" 文章编号:1007-0435(2024)08-2607-13

Meta-Analysis Study of the Effects of Adding Urea on Silage Quality

XU Gui1, WANG Ya-ting1, MU Lin1, WANG Qing-lan, WEI Lan1,

GUO Yang1, WEI Zhong-shan2, ZHANG Zhi-fei1*

(1.College of Agronomy, Hunan Agricultural University, Changsha, Hunan Province 410128, China;

2.Hunan Deren husbandry Science and Technology Ltd, Changde, Hunan Province 415921, China)

Abstract:This study conducted a meta-analysis on the domestic and foreign literatures regarding the addition of urea to silage, to provides insights for standardizing production processes and enhancing the quality of urea-added silage. By searching databases such as China National Knowledge Infrastructure and Web of Science,104 articles were incorporated based on inclusion and exclusion criteria,yielding a total of 349 sets of urea-silage data. The results indicated that urea addition had a significant effect on the crude protein (CP) content of silage (Plt;0.05),which increased by 38.542%. It also significantly increased in vitro dry matter (DM),organic matter (OM) and neutral detergent fiber (NDF) digestibility (Plt;0.05),and significantly decreased the fiber content and in vitro methane production (Plt;0.05). The addition of urea marginally reduced the fermentation quality of silage,but promoted the accumulation of lactic acid bacteria,inhibited the growth of spoilage microorganisms such as yeasts and molds during ensiling,and significantly extended the aerobic stability time of silage by 46.521% (Plt;0.05). Subgroup analysis and comprehensive evaluation of influencing factors determine appropriate silage raw material for urea addition as fruit by-products,with suitable urea amounts of 0.9%~1.2% and silage times of 45~60 or ≥60 days.

Key words:Meta-analysis;Urea;Silage;Nutrients;Fermentation quality

青贮是饲草安全贮藏的有效方法,是保证常年均衡供应家畜粗饲料的有效措施[1]。为提高青贮饲料的营养品质常在青贮原料中添加尿素、氨、双缩脲等氮源营养型添加剂,通过利用这类添加剂中的非蛋白氮增加青贮饲料的粗蛋白含量,其中应用最广的是尿素[2]。早在1963年李棻等[3]在玉米青贮中添加0.5%的尿素进行奶牛饲喂试验;1967年德国科学家Budzier[4]研究了尿素添加青贮饲料对家畜肠道微生物的动力学影响。目前,关于尿素青贮研究主要是利用非蛋白氮增加饲料的粗蛋白(Crude protein,CP)含量来提高饲料营养价值[5]。也有研究者发现尿素分解产生的OH-可与秸秆、木本饲料中的木质素结合形成可水解的羟基木质素,提高秸秆、木本饲料的纤维素利用效率,显著提高其消化率[6]。由此可见,青贮过程中合理使用尿素对高效利用非常规饲料,缓解粗饲料供给不足,提高饲料转换效率有重要意义。从近年来的文献分析,有关尿素添加青贮主要以应用性研究为主,研究普遍存在深度不够的问题。此外,尿素添加青贮试验因原料种类、尿素添加量等试验因素不同,还存在一些矛盾性的试验结果。鉴于此,本研究通过对现有尿素添加青贮的中外文文献进行荟萃分析(Meta-analysis),排除异质性,分析整合同质性,对尿素添加青贮的发酵品质、营养品质等进行系统综合评价,并分析影响尿素添加青贮品质的关键因素,为尿素添加青贮饲料的标准化制作和青贮品质提升提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 文献检索

基于中国知网、维普、万方、Pubmed、Web of Science等数据库进行检索,中文检索词包括“青贮”和“尿素”和“品质”或“营养价值”等;英文检索词包括“silage”“urea”“quality”或“nutritive value”等,检索建库至2023年5月5日发表的尿素添加青贮品质及其影响因素的相关研究文献。

1.2 文献纳入与排除标准

文献纳入标准为:(1)研究对象为尿素单一添加剂青贮;(2)试验性研究报道,且有对照处理;(3)文献数据的平均值和标准差直接给出,或可根据已有数据计算获得;(4)试验重复次数不低于2;(5)试验设计和方法明确,明确了尿素添加量、原料种类等主要影响因素;(6)数据单位可统一进行转换。

文献排除标准:(1)非试验性研究;(2)非尿素添加剂青贮或尿素与其他添加剂复配青贮;(3)数据不完整或难以提取的文献;(4)数据单位无法统一转换的文献。

1.3 数据提取

提取所纳入文献的第一作者、发表时间,提取变量青贮品质指标的重复次数、平均值和标准差,未直接给出标准差的文献根据《Meta分析中连续性数据的深度提取方法》[7]计算。

1.4 数据分析

1.4.1 效应量计算 效应量是衡量处理效应大小的指标,本研究采用反应比的自然对数计算效应量lnR[8],即:

lnR=ln(x1/x2)=lnx1-lnx2

式中:R为反应比,x1为添加尿素处理的平均值,x2为不添加尿素处理的平均值。如果lnR大于0,说明尿素对青贮品质有正效应,且lnR值越大说明作用越明显;反之,则表示产生负效应。

为了更加直观地反映尿素添加对青贮品质的提质效应,将效应量lnR转化为提高率Za或降低率Zb[9]:

Za(%)=explnR-1×100

Zb(%)=1-explnR×100

每个样本效应量对应的标准差S(lnR)通过方差v计算获得[10-11],95%的置信区间通过效应量和标准差计算可得,即:

v=S12n1x1-2+S22n2x2-2

95%CI=lnR±1.96S(lnR)

S(lnR)= v

式中:S1和S2分别为添加尿素和不添加尿素的标准差,n1和n2分别为添加尿素和不添加尿素的重复实验次数。

1.4.2 合并效应量、异质性和发表偏倚检验 为分析不同研究结果是否存在统计学意义上的差异,本研究通过Stata 17.0软件中Meta-analysis安装包将数据结果进行检验。针对合并效应量进行假设检验,以检验多个同类研究的合并效应量是否具有统计学意义。本文采用z(u)检验:若P≤0.05,多个研究的合并统计量具有统计学意义[12]。Q检验是基于总变异的检验,假设效应量服从卡方分布,当PQ(Q统计量显著性检验P值)lt;0.05时,表明显著异质,应选用随机效应模型(Random effect model,REM);PQ≥0.05时,选用固定效应模型,并且当Q统计量值越大时,数据异质性越强,结果差异性越大[13-14]。

发表偏倚是常见的小样本效应,会降低分析结果的精度。现通过上述安装包中的Egger回归以及倒漏斗图对数据进行发表偏倚检验,当倒漏斗图数据呈对称分布,回归检验中Pgt;0.05则表明数据结果不存在发表偏倚,反之存在发表偏倚[15-16]。

1.4.3 亚组分析及综合评价 为了更精细地分析尿素添加对青贮品质效应的主要影响因素,本研究在考虑数据样本量的前提下,将所有处理组按不同的原料种类、尿素添加量、青贮时间3个因素进行亚组分类;并计算每个影响因子的亚组样本数量占总体样本数量的比例,然后通过Stata 17.0软件对这3个影响因子进行亚组分析。

同时为更直观的评价各亚组之间的差异,参照对照组数值,将每个指标的亚组效应量转化成提高率或降低率,并通过秩和比法(Rank-sum ratio,简称RSR法)对每个指标的亚组的提高率或降低率作综合评价,得到各亚组中的最佳处理组。秩和比法中以中性洗涤纤维(Neutral detergent fiber,NDF)、酸性洗涤纤维(Acid detergent fiber,ADF)、pH值、乙酸(Acetic acid,AA)、氨态氮/总氮(Ammonia nitrogen/total nitrogen,Ammonia-N/TN)等为低优指标,以干物质(Dry matter,DM)、CP、可溶性碳水化合物(Water soluble carbohydrate,WSC)、乳酸(Lactic acid,LA)等以高优指标为基础来评价各个亚组的青贮品质。将各处理组按VRSR进行排序,VRSR越小表明综合评价越优,VRSR按照以下公式计算[17]:

VRSRi=∑j=1mRijm×n(i=1,2,…,n; j=1,2…,m)

式中:VRSRi表示第i行的RSR值;Rij为第i行第j列元素的秩;n为n个组别;m为m个评价指标。

1.5 统计分析

使用Excel 2019进行数据合并、分类,使用Stata 17.0软件中的Meta-analysis安装包进行Meta分析,同时利用Excel 2019和Stata 17.0进行图形绘制。

2 结果与分析

2.1 文献筛选流程及结果

初次通过中外文数据库检索以及其他途径获得相关文献共834篇;按照文献纳入与排除标准逐层筛选,首先排除非试验性文献与重复文献共281篇;接着阅读题目和摘要,排除与尿素添加青贮无关以及无法获取全文的文献406篇;最后阅读全文,排除不能获取标准差以及试验条件不明确的文献43篇;最终获得试验严谨、数据准确、实验可重复的研究文献104篇,其中中文文献48篇,外文文献56篇(图1)。

2.2 综合性效应量分析

2.2.1 综合评价指标的选择 通过筛选得到的104篇文献提取349组数据,利用Stata 17.0软件Meta-analysis安装包进行连续性变量Meta分析,选择样本数量(n)大于5且合并效应量检验具有显著差异性(Plt;0.05)的青贮指标30个(表1),包括DM、有机质(Organic matter,OM)、相对饲料价值(Relative feed value,RFV)、CP等;将选择指标的合并效应量转化为提高率或降低率后直观比较尿素添加对青贮品质指标的整体提质效应(图2)。

2.2.2 尿素添加对青贮饲料营养品质及体外产气的影响 与不添加尿素的青贮饲料相比,尿素添加促进青贮饲料的CP含量显著提高38.542%(Plt;0.05)(图2a);显著提高青贮饲料中部分营养物质的体外消化率(Plt;0.05)(图2b),包括:干物质消化率(In vitro dry matter digestibility,IVDMD)、体外有机质消化率(In vitro organic matter digestibility,IVOMD)、体外中性洗涤纤维消化率(In vitro neutral detergent fiber digestibility,IVNDFD),提高率分别为3.355%,10.96%,13.315%。尿素添加显著降低青贮饲料中的纤维含量(Plt;0.05),ADF,NDF、粗纤维(Crude fiber,CF)、半纤维素(Hemicellulose,HC),降低率分别为2.761%,3.921%,5.729%,8.881%(图2a)。除此之外,尿素添加还能显著降低青贮饲料中的OM,DM,WSC和非纤维碳水化合物(Non-fiber carbohydrate,NFC)含量(Plt;0.05),降低率分别为0.499%,1.489%,12.453%,32.565%(图2a)。

尿素添加还可促进青贮饲料体外产气,抑制甲烷等有害气体的产生。尿素添加使青贮饲料的气体产量(Gas production,GP)显著提高15.604%(Plt;0.05),甲烷(Methane)产量显著降低9.063%(Plt;0.05)(图2b)。

2.2.3 尿素添加对青贮饲料发酵品质、微生物及有氧稳定性的影响 尿素添加一定程度上降低了青贮饲料的发酵品质。尿素添加能显著提高青贮饲料的pH值以及AA、丁酸(Butyric acid,BA)、挥发性脂肪酸(Volatile fatty acid,VFA)、Ammonia-N/TN和氨态氮(Ammonia nitrogen,Ammonia-N)的含量(Plt;0.05),提高率分别为12.637%,26.491%,56.049%,95.424%,110.855%,161.431%。除此之外,尿素添加还能显著降低LA含量以及LA/AA值(Plt;0.05),降低率分别为22.276%,87.718%(图2c)。

尿素添加使青贮饲料中乳酸菌数量显著增加8.736%(Plt;0.05),并且显著降低霉菌、好氧细菌和酵母菌的数量(Plt;0.05),降低率分别为1.98%,16.054%,16.473%(图2d)。另外,尿素添加使青贮饲料的有氧稳定性时间显著提升46.521%(Plt;0.05),温度显著降低4.687%(Plt;0.05),二氧化碳(Carbon dioxide,CO2)产量显著降低19.346%(Plt;0.05)(图2d)。

2.2.4 发表偏倚性 由表1可得,30个青贮指标异质性检验均显示Plt;0.05,说明不同实验结果存在明显的异质性,应选择REM。在30个青贮指标中,只有DM,WSC,HC,pH,VFA,Ammonia-N,Carbondioxide-24 h的漏斗图数据不成对称分布(图3),且这些指标经Egger回归检验,均为Plt;0.05(表1),因此这7个指标存在显著的发表偏移(Plt;0.05),其余指标不存在显著发表偏移。

2.3 亚组分析及综合评价

2.3.1 RSR评价指标的选择 以2.2.1筛选的30个合并效应量指标为基础,再依据青贮饲料发酵品质、营养品质等测定指标的样本数量(n)gt;100的原则初步筛选出:DM,BA等10个RSR评价指标,但由于BA含量在苜蓿种类亚组中未提供数据,因此删除;而DM,WSC,pH指标虽存在一定的显著发表偏倚(Plt;0.05),但依据这些指标的漏斗图数据分布情况,其大量数据聚集在对称线附近,只有个别极端数据偏离对称线(图3),对分析结果的准确性不会产生较大影响。因此最终选择DM,CP等9个指标数据,利用Stata 17.0软件进行亚组RSR综合评价,VRSR越小表明综合评价越优,青贮效果越好。

2.3.2 原料种类综合评价 根据原料种类将所有处理组划分为7个亚组:作物秸秆类、混合原料类、全株禾本科类、水果副产品类、木本植物副产品类、苜蓿类和其他类等。亚组中作物秸秆类试验数据组最多,占比为28.653%(表2)。

将9个青贮指标按原料种类进行亚组分析综合评价结果表明,原料种类亚组RSR值由小到大依次排序为水果副产品lt;木本植物副产品lt;全株禾本科lt;作物秸秆类=其他lt;混合原料lt;苜蓿(表3)。可见,最适宜尿素添加青贮的原料种类是水果副产品。

2.3.3 尿素添加量综合评价 根据尿素添加量将所有处理组划分为8个亚组,分别为lt;0.3%,0.3%~0.6%,0.6%~0.9%,0.9%~1.2%,1.2%~1.5%,1.5%~1.8%,1.8%~2.1%,≥2.1%。其中0.3%~0.6%是最常见的尿素青贮添加量,占比39.255%,其次是0.9%~1.2%,占比19.198%(表2)。将9个青贮指标按尿素添加量进行亚组分析综合评价结果表明,RSR值从小到大依次为(0.9%~1.2%)lt;(1.5%~1.8%) lt;(1.8%~2.1%)lt;(≥2.1%)lt;(lt;0.3%)lt;(0.6%~0.9%)lt;(1.2%~1.5%)=(0.3%~0.6%)(表4)。可见,0.9%~1.2%是最适宜的尿素添加量范围。

2.3.4 青贮时间综合评价 根据青贮时间将所有处理组划分为5个亚组,分别为lt;15 d,15~30 d,30~45 d,45~60 d,≥60 d。其中≥60 d是最常见的尿素青贮时间,占比40.401%(表2)。将上述9个青贮指标按青贮时间进行亚组分析综合评价结果表明,RSR值依次为(45~60 d)=(≥60 d)lt;(15~30 d)lt;(lt;15 d)lt;(30~45 d)。可见,尿素添加青贮适宜时间是青贮时间45~60 d或≥60 d(表5)。

3 讨论

3.1 尿素添加对青贮品质的影响

尿素是酰胺肽类的弱碱性有机化合物,可以经过瘤胃微生物作用被反刍动物利用,是常见的非蛋白氮(Non protein nitrogen,NPN)营养元素[18]。尿素添加青贮饲料中以Ammonia-N为主的NPN主要来自尿素在脲酶的水解作用[19]以及好氧细菌对游离氨基酸的脱氨作用[20]。李玲[21]研究表明狼尾草加尿素青贮后,NPN含量显著高于普通青贮(Plt;0.05),NPN增加有利于瘤胃微生物的生长,有利于改善家畜的蛋白质营养。饲喂添加玉米粒和尿素的甘蔗青贮饲料可增加瘤胃中淀粉和可降解氮含量[22],以满足瘤胃微生物的需求,从而提高干物质的摄入量[23]。CP含量是评价饲料营养价值的重要指标,通常CP含量越高,饲料的营养价值越高[24]。本研究表明,尿素添加使青贮饲料的CP含量平均增加38.542%;Ammonia-N/TN含量平均增加110.855%,Ammonia-N平均增加161.431%。0.5%或1%的尿素与0.4%的混合酸(45%硫酸,20%甲酸,10%甲醛)复配添加可使全株玉米青贮饲料的CP含量显著高于单独添加混合酸或未添加处理组(Plt;0.05)[25];相较于0.5%尿素处理组,0.5%尿素+0.4%的混合酸处理组的Ammonia-N和可溶性氮含量均显著降低(Plt;0.05);但1%尿素+0.4%的混合酸处理组的Ammonia-N和可溶性氮含量均极显著高于0.5%尿素+0.4%的混合酸处理组(Plt;0.01);青贮饲料中Ammonia-N和可溶性氮的含量与尿素添加量密切正相关,但混合酸类可以一定程度上降低青贮饲料中Ammonia-N和可溶性氮的含量。也有研究学者[26]认为,尿素能限制植物酶的活性,抑制粗蛋白质降解成非蛋白氮,也可抑制乙酸、丁酸等发酵来减少粗蛋白的分解,但是对真蛋白含量的提高无显著影响。马亚伟等[26]发现,玉米秸秆青贮中添加0.5%尿素可以提高饲料的可利用真蛋白含量,但添加尿素的增加效果没有添加甲酸和甲醛的效果好。并且A.Gómez-Vázquez等[27]发现,添加10%玉米粉碎料、1.5%尿素和0.5%矿物预混料的甘蔗青贮饲料,随青贮时间的增长,CP含量线性增加,真蛋白含量线性减少。真蛋白减少一方面可能是由于青贮原料活体细胞中蛋白酶水解造成,另一方面可能是青贮发酵品质不佳,梭菌或者其他蛋白质降解菌分解蛋白质造成[6]。如何提高尿素添加青贮中真蛋白的含量,降低Ammonia-N等NPN含量是尿素添加青贮研究的重点;解析尿素对青贮发酵过程中蛋白质降解相关菌群的作用机制,调控利用反刍家畜消化利用的粗蛋白组分的转化对于开发尿素添加青贮饲料尤为关键。

本研究还表明尿素添加可显著降低青贮饲料的NDF,ADF,CF及HC含量(Plt;0.05),显著提高青贮饲料中DM,OM及NDF的体外消化率(Plt;0.05)。单位时间内的IVDMD,IVOMD,IVNDFD的大小都可反映反刍动物中的瘤胃微生物活动强度,值越高,说明饲料越易消化、吸收[28-29],尿素添加青贮饲料更易于反刍动物消化利用。这可能与青贮初期环境pH维持在7左右有关,由于尿素水解释放的OH-短暂的升高,中性偏弱碱的环境促进了原料细胞壁中的纤维素的皂化作用,部分纤维素内部的氢键体系被打破,增加了纤维素酶对纤维素的利用[6];另外,木质素碳水化合物之间的酯键、醚键也能通过碱性皂化水解断裂,半纤维素皂化水解成乙酰基和糖醛酸等基团等[30-31];体外消化率提高可能主要是由于皂化作用细胞壁的结构发生了松散[6]。青贮过程中中性偏碱性的环境维持的过程非常短暂,会因为乳酸菌大量繁殖产生的LA,AA等而迅速转化为酸性环境,因此Meta数据显示NDF和ADF含量有所降低,但下降幅度远低于氨化处理饲料。也有研究认为,木质纤维素降解率提高是因为尿素促进了玉米秸秆青贮过程中纤维微杆菌属(Cellulosimicrobium)的增值[32]。Noordar等[33]研究发现添加10%糖蜜能使预干燥马铃薯茎叶青贮饲料的NDF含量降低5.135%,ADF含量降低3.237%,添加10%糖蜜+4%尿素能使其NDF含量降低7.297%,ADF含量降低7.194%。Rowghani等[34]研究发现,与未处理的油橄榄饼青贮饲料相比,只添加8%糖蜜+0.4%甲酸不能提高青贮饲料IVNDFD,但添加8%糖蜜+0.4%甲酸+0.5%尿素可使青贮饲料的IVNDFD提高6.514%。可见,相较于糖或者酸类添加剂,尿素添加青贮对纤维成分的影响更为突出。

另外,本研究表明尿素添加可显著降低青贮饲料甲烷产量以及CO2产量(Plt;0.05)。尿素处理后的油棕叶青贮饲料对瘤胃甲烷产生的抑制作用随着瘤胃氨浓度的升高而增强,瘤胃液氨浓度的升高可抑制产甲烷菌的生长,从而降低瘤胃产甲烷量[35-36]。但Cui等[37]研究发现在玉米秸秆中添加10%(DM)的蔗糖,再添加1.7%和3.9%(DM)尿素的青贮饲料处理的甲烷产率显著高于未添加尿素处理组(Plt;0.05)。这种通过C/N比值调控青贮饲料甲烷产量的作用效果好于其他微生物或酶的调控效果[38]。此外,本研究表明尿素抑制青贮发酵过程中有害微生物的生长,提高青贮饲料的有氧稳定性。酵母菌、霉菌及其他好氧细菌是青贮品质腐败的重要来源[39],一般来说,酵母菌是暴露于空气中对青贮饲料有害的第一微生物,可提高青贮饲料温度和CO2产量[40],但由于酵母菌是一种营养缺陷型微生物,严格依赖于碳源和氮源之间特定组合,尿素添加青贮可能限制了酵母菌氮源的需求[41],阻碍酵母菌的新陈代谢,减少了酵母的产热反应[42]。早有研究表明,尿素对酵母和霉菌的毒性作用可以减少发酵损失[43-44]。

本研究表明尿素添加能显著增加青贮饲料中的乳酸菌数量和pH值、Ammonia-N/TN、AA、BA等含量(Plt;0.05),并显著降低LA/AA值以及LA含量(Plt;0.05)。这可能与尿素添加使青贮环境维持在相对较高的pH范围,限制了青贮饲料发酵初期同型乳酸菌的增长[45]有关,而AA含量的增加主要来源于异性发酵乳酸菌发酵。Cui等[37]证明尿素添加玉米秸秆青贮促进了异型发酵乳酸菌—魏斯氏菌(Weissella)的增殖。因此,青贮中尿素添加量不可过高,否则过量的尿素释放的NH+4的碱性作用会抑制青贮中同型乳酸菌的繁殖,从而影响青贮饲料快速下降到酸性环境[6]。另外,除考虑尿素添加量外,还可适当增加酸或糖类添加剂或同型乳酸菌制剂,以促进同型乳酸菌发酵,提高LA含量,快速降低pH值。但目前,不同类型乳酸菌对尿素的耐受性、尿素对不同类型乳酸菌群体感应(Quorum sensing,QS)系统的控机制尚不明确。

3.2 尿素添加青贮存在的问题及展望

原料种类是影响青贮品质的重要因素。本研究表明,尿素添加青贮最适宜的原料是水果副产品;尿素添加青贮水果副产品不仅营养价值高,而且其发酵指标的RSR排名明显优于其他原料。这可能与水果副产品的含糖量高,为乳酸菌繁殖提供充足的碳源,促进了乳酸菌发酵,提高了发酵品质有关[46-49]。但目前尿素添加青贮常用原料以作物秸秆类(占比28.653%)以及混合原料类(占比23.209%)为主。亚组分析表明尿素添加青贮,能显著改善作物秸秆类青贮饲料的营养品质,CP含量显著增加,NDF和ADF含量显著降低。但作物秸秆类青贮饲料的LA、Ammonia-N/TN含量等发酵指标排序靠后,拉低了综合评价排名,这可能与作物秸秆含糖量较低且表面附生乳酸菌数量较少[50-52]有关。由于作物秸秆类饲料比水果副产品更易获得,尤其我国农作物秸秆资源丰富,每年可收集秸秆资源量为7.37亿吨[53],在调制尿素添加秸秆青贮过程中应考虑青贮原料的C/N,选择添加可溶性糖含量高的添加物或同型乳酸菌等发酵促进剂,以提高青贮发酵品质。尿素添加青贮是秸秆饲料化高效利用的有效途径。

尿素添加量直接关系到青贮品质,尿素添加量亚组分析发现,尿素适宜的添加量范围为0.9%~1.2%。但在实验中尿素添加青贮常用量为0.3%~0.6%。其原因可能是与尿素添加量在0.3%~0.6%范围内的青贮原料以混合原料为主,而在0.9%~1.2%范围内的青贮原料以水果副产品为主有关,依据原料亚组综合评价结果混合原料青贮品质较差,而水果副产品青贮品质较优。因此,尿素添加量要依据不同原料种类的含糖量及含水量而定,并应考虑尿素与其他添加剂的复配效应[54-58],综合考虑选择最适宜的尿素添加量,以获得营养品质和发酵品质都较好的青贮饲料。

另外,根据青贮时间亚组分析的综合评价结果:尿素添加青贮适宜时间为45~60 d或gt;60 d。这可能适当延长青贮发酵时间有利于尿素渗透、扩散到原料中[59],发挥降解纤维的作用;另外,尿素延缓了乳酸菌的繁殖速度,而异型发酵乳酸菌生长较慢[60-61],故而延长发酵时间提升了青贮综合品质。

4 结论

尿素添加青贮显著提高了青贮饲料的CP含量和体外消化率,显著降低了青贮饲料的纤维含量和甲烷产量,抑制了青贮过程中酵母菌等腐败微生物的生长,使青贮饲料有氧稳定性时间显著提升。但尿素添加对pH、Ammonia-N/TN等青贮发酵指标有一定负面影响。尿素单独添加青贮原料建议为含糖量较多的水果副产品,尿素添加量建议根据原料含糖量及含水量确定,青贮发酵时间建议在45 d及以上。

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(责任编辑 彭露茜)

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