2. 福建省农业科学院生态研究所, 福建 福州 350013
2. Agricultural Ecology Institute, Fujian Academy of Agricultural Sciences, Fuzhou, Fujian 350013, China
我国蛋白质牧草缺乏,特别是南方地区,夏季高温高湿,不适宜苜蓿等北方优质牧草种植,严重限制了南方草食动物养殖业发展。苎麻Boehmerianivea L.是苎麻属宿根性多年生草本植物,抗旱性极强,年鲜草产量约达到30万kg·hm-2,是国家水利部指定的南方水土保持植物[1]。苎麻嫩茎叶营养丰富,粗蛋白含量较高,富含多种维生素、氨基酸以及钙元素,且粗纤维含量较低,可以和苜蓿相媲美,是一种理想的植物性蛋白饲料原料[2]。而且,苎麻的生态适应性强,在南方高温高湿的气候条件下仍能正常生长,且可获得很高的生物产量[3]。因此,在我国南方地区进行苎麻饲料开发利用,具有很强的优势和广阔的市场前景。
杂交狼尾草Pennisetumamericanum× P.purpureum是我国热带、亚热带和温带地区的重要的禾本科牧草,其适应性强、生长速度快和产量高,在南方各省均大面积种植,是草食动物优质的青绿饲料之一[4, 5]。杂交狼尾草茎多叶少,茎秆粗纤维含量较高,影响其适口性和品质[6]。南方夏季由于雨水日照充沛,牧草大量剩余,且杂交狼尾草和苎麻的茎秆含水量高,不易晒制干草。在生长旺盛时期进行青贮保存,不仅可以提高适口性,同时还可解决牧草生产季节性不均衡等问题,特别是冬季牧草供应不足等现状,促进草食畜牧业的快速发展[7]。
青贮饲料是牛、羊等反刍动物最基本的结构饲料,其蛋白质含量的高低直接影响动物的营养状况[8]。青贮饲料是将新鲜的青饲料切短装入隔绝空气的密封容器里,经过以乳酸菌为代表的厌氧微生物的发酵作用而制成的一种多汁饲料。一般情况下,经乳酸菌发酵而形成的优质青贮饲料,会保留大量乳酸和芳香族化合物,使饲料本身具有酸香味,柔软多汁,适口性好,可提高饲料的消化利用率[8, 9, 10]。目前对苎麻青贮的研究报道较少。因此,本试验以苎麻和杂交狼尾草为原料,进行苎麻、杂交狼尾草单独和混合青贮效果研究,为生产提供优质杂交狼尾草、苎麻单独和混合青贮饲料奠定基础。
1 材料与方法 1.1 原料杂交狼尾草,种植于福建省农业科学院畜牧兽医所泉头牧草基地,于2012年11月25日人工刈割。
苎麻,种植于福建省农业科学院作物研究所基地,于2012年11月25日人工刈割。
1.2 试验设计分别用杂交狼尾草(简写P)和苎麻(简写R)按鲜重比100∶0、70∶30、60∶40、50∶50、40∶60、30∶70和0∶100均匀混合,分别简写为P100、PR73、PR64、RP55、PR46、PR37和R100,调制青贮。每个处理设3次重复。
1.3 青贮调制原料杂交狼尾草和苎麻分别切短成2~3 cm长小段,混合均匀,按每个混合比例所需原料的重量(试验设计)分别称重装入贴有标签的塑料盆内,再次混匀并装入聚乙烯青贮袋中,每袋0.8 kg,混合均匀,用抽真空封口机(SINBO Vacuum Sealer)抽真空并密封。常温条件下贮存60 d开封,制备风干样测定化学成分和发酵品质。
1.4 项目测定鲜样刈割后切短,置于烘箱105℃杀青0.5 h,再调至70℃干燥48 h测定样品的干物质(dry matter,DM)含量[11];粗蛋白(crude protein,CP)含量采用凯氏定氮法测定(定氮仪KDN-103 F,上海纤检仪器有限公司)[11];中性洗涤纤维(neutral detergent fiber,NDF)和酸性洗涤纤维(acid detergent fiber,ADF)含量在范氏法(Van Soest)的基础上使用改进的滤袋分析法(ANKOM A200i,北京)测定[12]:半纤维素(hemicellulose,HC)由公式HC=NDF-ADF计算法得出;可溶性碳水化合物(water soluble-carbohydrates,WSC)含量采用蒽酮-硫酸法测定[12];缓冲能(buffer ability,BC)采用盐酸、氢氧化钠滴定法测定[13]。CP、NDF、ADF、WSC和HC测定采用风干样品,pH、BC测定采用鲜样。
青贮袋开封后,青贮饲料化学成分测定方法与原料特性测定方法相同。另称取20 g混匀的青贮料放入聚乙烯塑料封口袋中,加入80 mL蒸馏水,在4℃下浸泡18 h后过滤,用pH计(pHS-3B,上海鹏顺科学仪器有限公司)测定浸提液pH值。氨态氮(NH3-N)含量用凯氏定氮仪直接蒸馏测定。乳酸(lactic acid LA)、乙酸(acetic acid)、丙酸(propionic acid,PA)和丁酸(butyrate acid,BA)含量采用岛津LC-20AT型高效液相色谱仪测定。乳酸菌、细菌、酵母菌和霉菌数量分别采用MRS琼脂培养基(MRS)、营养琼脂培养基(NA,购于广州环凯微生物有限公司)、马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA,购于广州环凯微生物有限公司)培养计数[14]。乳酸菌用厌氧培养箱(YQX-Ⅱ型上海新苗医疗器械制造有限公司),37℃培养2 d;细菌、酵母菌、霉菌在有氧条件下37℃培养2~3 d。
WSC、NDF、ADF、HC和CP以干物质基础的百分比表示,LA、AA、PA和BA用新鲜样的百分比表示。
1.5 数据分析数据经Excel 2007统计软件初步处理后,采用SPSS17.0统计软件进行统计分析。结果用平均数±标准差表示。
2 结果与分析 2.1 原料特性青贮原料特性如表 1所示。2种原料中,杂交狼尾草pH值(5.72)、缓冲能(87.23 mE·kg-1)、WSC(9.24%)和粗蛋白(10.06%)均低于苎麻(7.03、251.13 mE·kg-1,21.34%、18.72%),而干物质(22.52%)、NDF(71.23%)和HC(29.06%)均明显高于苎麻(12.03%、57.56%和14.29%)。
不同混合比例对杂交狼尾草苎麻混合青贮化学成分的影响见表 2。随着苎麻混合比例的提高,青贮料的干物质、中性洗涤纤维和半纤维素含量均呈下降的趋势;除R100处理组外,粗蛋白含量也呈下降的趋势。P100组青贮料的干物质含量最高,其次PR73>PR64>PR55、PR46>PR37>R100;P100组青贮料的可溶性碳水化合物显著(P<0.05)高于其他6个混合比例组,PR73、PR46和R100处理组显著(P<0.05)高于PR64、PR55、PR37 处理组;R100组青贮料的粗蛋白显著(P<0.05)高于其他6个混合比例组,P100组显著(P<0.05)高于PR37组;PR73组青贮料的中性洗涤纤维显著(P<0.05)高于PR46、PR37和R100处理组,P100、PR64和PR55处理组显著(P<0.05)高于R100组;PR55的酸性洗涤纤维最高,显著(P<0.05)高于其他6个处理组,其次依次为PR64、PR37> PR46、R100>PR73>P100;P100组和PR73组青贮料的半纤维素显著高于其他5个处理组,PR64、和PR55和PR46处理组显著高于R100组。
不同混合比例对杂交狼尾草苎麻混合青贮发酵品质的影响见表 3。随着苎麻的混合比例提高,青贮料的pH值、乙酸、丁酸和氨态氮呈上升的趋势,乳酸呈下降的趋势。R100组青贮料的pH值显著(P<0.05)高于P100、PR73、RP64和PR55处理组;P100组青贮料的乳酸含量显著(P<0.05)高于其他6个处理组;R100组青贮料的乙酸含量最高,显著(P<0.05)高于除PR46组外的其他5个处理组,依次为PR46>PR37、PR64>PR55、P100、PR73;7个处理组青贮料的丙酸含量无显著(P>0.05)差异;PR55、PR37和R100处理组青贮料的丁酸含量显著(P<0.05)高于P100组;R100组青贮料的氨态氮含量显著(P<0.05)高于其他6个处理组,顺序为R100>PR46、PR37>PR55、PR64>PR73>P100。
青贮的关键因素是乳酸菌。青贮发酵进程中,乳酸菌的生长繁殖需要底物,苎麻中可溶性碳水化合物含量较高,但缓冲能也高,通过普通青贮的方法不易降低青贮中的pH值,无法抑制不良菌的发酵,蛋白质等营养物质被大量分解,产生氨态氮、腐臭味的丁酸等,严重影响青贮发酵品质。也正是这个原因导致本试验苎麻单独青贮,青贮料的pH值、乙酸、丁酸和氨态氮含量最高,干物质和乳酸含量最低,发酵品质最差。通常豆科牧草缓冲能较高,禾本科牧草缓冲能较低,为了促进乳酸菌快速生长繁殖,获得较好的青贮品质,在牧草青贮时豆科牧草通常可以与一些含糖量较高的禾本科牧草或饲料作物等,例如苜蓿玉米秸秆混合青贮、红三叶鸭矛混合青贮等,也可添加甘蔗渣、甜菜渣等[15]。
张英俊等[16]采用葛藤玉米自然混合青贮、葛藤单贮,结果发现混合青贮料品质优良,pH值显著低于葛藤单贮。王生华[17]研究报道,绿萝卜秧与玉米秸秆混合青贮,既提高了青贮料的适口性、饲料利用率又补充了营养。黄俊等[18]报道,统糠和啤酒糟混合青贮,显著提高青贮料的发酵品质。吴进东[19]报道,乳酸菌用量、原料组成比例和纤维素酶用量对混合青贮料发酵品质的影响均显著,影响大小依次是乳酸菌用量>原料组成比例>纤维素酶用量。这些结果与本试验结果相似。本试验杂交狼尾草在苎麻中的混合比例提高,青贮料的品质升高,具体表现为青贮料的干物质、可溶性碳水化合物、中性洗涤纤维、半纤维素、粗蛋白和乳酸含量升高,pH值、乙酸、丁酸和氨态氮降低。
本试验杂交狼尾草单独青贮,青贮料的pH值最低,降到5.32,相比优质青贮pH值3.8~4.2的标准,青贮料的pH值偏高。王雁等[20]、刘经纬等[21]、郑丹等[22]研究杂交狼尾草青贮,无添加组pH值均未达到4.2以下,添加丙酸、纤维素酶、乳酸菌等添加剂青贮pH显著降低。说明在没有其他任何处理的条件下,杂交狼尾草单独青贮或与苎麻混合青贮,均无法获得优质青贮料,需进一步采用特种青贮法,即添加剂青贮进行研究。本试验未采用苎麻与玉米秸秆进行混合青贮研究,是因为青贮调制时,玉米秸秆已经枯黄,没有可利用的原料,而当时杂交狼尾草还正常生长。
苎麻与杂交狼尾草混合青贮中,随着杂交狼尾草混合比例的升高,混合青贮料的品质明显提高。本试验PR73混合比例青贮效果最佳,但依然没有达到优质青贮品质的标准,因此需采用特种青贮的方法,即添加剂青贮。
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