动物营养学报 >

2024 , Vol. 36 >Issue 1: 658 - 671

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2024.059

研究论文

玉米品种和发酵剂对全株玉米青贮营养品质的影响

  • 代友超 ,
  • 马越 ,
  • 徐美玲 ,
  • 房华 ,
  • 王瑛 ,
  • 贾莉 ,
  • 史金平 ,
  • 雷赵民 , *
展开
  • 甘肃农业大学动物科学技术学院,兰州 730070
* 雷赵民,教授,博士生导师,E-mail:

代友超(1998—),男,甘肃张掖人,硕士研究生,研究方向为秸秆饲用化利用技术。E-mail:

Copy editor: 陈鑫

收稿日期: 2023-08-07

  网络出版日期: 2024-01-12

基金资助

省教育科技创新专项(GSSYLXM-02)

甘肃省农业农村厅现代丝路寒早农业“草食畜种养结合循环生产体系建设技术研究与应用”专项(GSSLCSX-2020-1)

甘肃省现代农业(草食畜)产业技术体系专项(GARS-CSX-1)

收起

Effects of Maize Variety and Starter Culture on Nutritional Quality of Whole Maize Silage

  • DAI Youchao ,
  • MA Yue ,
  • XU Meiling ,
  • FANG Hua ,
  • WANG Ying ,
  • JIA Li ,
  • SHI Jinping ,
  • LEI Zhaomin , *
Expand
  • College of Animal Science and Technology, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China
* professor, E-mail:

Received date: 2023-08-07

  Online published: 2024-01-12

Fold

摘要

本试验旨在探究不同玉米品种和发酵剂对全株玉米青贮营养品质的影响,筛选出最优发酵剂和最适合甘肃中东部地区的青贮玉米品种。以“京科627”(H1)、“金穗1915”(H2)、“铁研53”(H3)、“登海3721”(H4)、“大京九26”(H5)、“陇青贮1号”(H6)6个玉米品种为试验材料,在蜡熟期收获,分别添加以植物乳杆菌、乳酸片球菌等为主的饲草青贮剂1(A1)、以布氏乳杆菌9-2和戊糖片球菌为主的饲草青贮剂2(A2)和以植物乳杆菌A1和植物乳杆菌LP-21为主的饲草青贮剂3(A3)3种发酵剂并设置空白对照组(CK),共24个处理,每个处理3个重复。发酵90 d后测定其品质。结果表明:玉米品种对干物质(DM)、粗蛋白质(CP)、中性洗涤纤维(NDF)、乳酸(LA)、乙酸(AA)、丙酸(PA)、氨态氮(NH3-N)含量以及中性洗涤纤维消化率有极显著影响(P<0.01);与空白对照组相比,3种发酵剂显著提高了DM、CP、LA、AA含量(P<0.05),极显著降低了NH3-N含量(P<0.01)。综上所述,3种发酵剂对不同品种全株玉米青贮的品质有不同程度的提升,灰色关联度分析结果表明以“饲草青贮剂3”处理的“登海3721”为最优组合,最适合在临夏地区种植和推广应用。

关键词： 全株玉米青贮; 玉米品种; 发酵剂; 营养品质

本文引用格式

代友超 , 马越 , 徐美玲 , 房华 , 王瑛 , 贾莉 , 史金平 , 雷赵民 . 玉米品种和发酵剂对全株玉米青贮营养品质的影响[J]. 动物营养学报, 2024 , 36(1) : 658 -671 . DOI: 10.12418/CJAN2024.059

Abstract

This study aimed to select the optimal starter cultures and the most suitable central and eastern Gansu Province silage maize varieties by investigating the effects of different maize varieties and starter cultures on the nutritional quality of whole plant maize silage. Maize varieties JingKe627(H1), JinSui1915(H2), TieYan53(H3), DengHai3721(H4), DaJinJiu26(H5) and LongQingZhu No.1(H6), were harvested at wax ripening stage, and three fermentation accelerants, including “forage silage additive 1” (A1) with Lactobacillus plantarum and Pediococcus acidilactici and so on, “forage silage additive 2” (A2) with Lactobacillus buchneri 9-2 and Pediococcus pentosaceus, and “forage silage additive 3” (A3) with Lactobacillus plantarum A1 and Lactobacillus plantarum LP-21, were added and blank control groups were set up. There were 24 treatments with three replicates per treatment. The quality of corn was determined after 90 d of fermentation. The results showed that the variety of maize had a significant impact on the dry matter (DM), crude protein (CP), neutral detergent fiber (NDF), lactic acid (LA), acetic acid (AA), and propionic acid (PA), ammonia nitrogen (NH3-N) contents, neutral detergent fiber digestibility (P<0.01). In comparison with the control group, three kinds of starter cultures significantly increased the contents of DM, CP, LA and AA (P<0.05), and significantly reduced the content of NH3-N (P<0.01). Based on the above results, it can be concluded that three kinds of starter cultures can improve the quality of maize silage of different varieties to different degrees, and the gray correlation results show that “DengHai3721” treated with “forage silage additive 3” is the optimal combination, which is the most suitable for planting and promoting in Linxia area.

Key words： whole maize silage; maize variety; starter culture; nutritional quality

随着我国农业供给侧结构性改革和规模化养殖的逐步发展,优质青贮饲料的需求逐渐增大[1]。全株青贮玉米因耐储藏、适口性好、营养损耗少和营养成分消化率高等特点[2-3],成为反刍动物饲养中不可缺少的粗饲料。青贮玉米相比于传统玉米,单位面积生物产量、营养量、能量都得到大幅度提高,是发展养牛业和奶业的基础饲料之一。生产实践表明,通过青贮饲料的调制技术来解决我国北方寒冷地区整个冬季青绿饲料短缺、中部和南方多雨导致的牧草干草难以保存等问题是最有效和最经济的方式之一。青贮品质的优劣对反刍动物生产性能及健康至关重要[4],一般青贮发酵可分为好氧菌活动、乳酸菌发酵和稳定3个阶段,第1阶段中好氧菌会消耗氧气利用原料中的可溶性碳水化合物大量繁殖,使得原料中的养分流失并产生大量吲哚和气体,如何快速通过第1阶段的有氧腐败进入第2阶段的厌氧发酵是青贮技术的关键所在。由于天然牧草上附着的乳酸菌往往较少,不能快速降低pH抑制好氧菌繁殖,常通过添加乳酸菌制剂来实现这一目的[5]。任昱鑫等[6]研究表明,添加Sila-Max(主要成分是植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌、黑曲霉等)可显著提高黑麦、小黑麦中乳酸(LA)的含量,降低pH和氨态氮(NH3-N)含量。高雪梅等[7]研究表明,添加Sila-Max可显著提高紫花苜蓿青贮的干物质(DM)、水溶性碳水化合物含量。孙向丽等[8]研究表明,添加乳酸菌能增加高粱在青贮过程中的有机酸含量,减少NH3-N含量,提高青贮质量。Kung等[9]研究表明,在紫花苜蓿中添加布氏乳杆菌可以提高青贮质量。同时,还有学者发现乳酸菌制剂可通过提高小麦青贮和玉米青贮中性洗涤纤维(NDF)体外消化率,进而提高青贮质量[10]。目前对“饲草青贮剂1”(主要成分为植物乳杆菌、乳酸片球菌、屎肠球菌、丙酸杆菌、枯草芽孢杆菌、黑曲霉)的研究已有相关报道[11-12],对“饲草青贮剂2”(主要成分为布氏乳杆菌9-2、戊糖片球菌)和“饲草青贮剂3”(主要成分为植物乳杆菌A1、植物乳杆菌LP-21)实际效果的探究相对较少,且实际生产中由于玉米品种、当地气候、土壤肥力、降水等条件的差异,各地区青贮质量有较大差异。为此,本研究通过种植不同品种玉米并在收获后添加不同发酵剂研究青贮玉米营养品质的变化,筛选出适合临夏地区种植的玉米品种和优质的发酵剂,以期为该地区优质青贮玉米的推广种植和青贮生产提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于甘肃省临夏回族自治州临夏县安家坡乡中寨村,海拔1 969 m,年平均气温6.3 ℃,属于温带半干旱气候,年平均降雨量约530 mm,蒸发量1 198~1 745 mm,年日照时数2 572.3 h,无霜期137 d。

1.2 试验材料

试验玉米品种为“京科627”(H1)、“金穗1915(H2)”、“铁研53”(H3)、“登海3721”(H4)、“大京九26”(H5)、“陇青贮1号”(H6),详细信息见表1。试验发酵剂分别为“饲草青贮剂1”(A1)、“饲草青贮剂1”(A2)、“饲草青贮剂1”(A3),详细信息见表2。
表1 玉米品种信息

Table 1 Information of maize variety

序号
No.		 品种
Variety		 审定编号
Validation number		 选育单位
Breeding units
1 京科627 国审玉20210448 北京市农林科学院玉米研究中心
2 金穗1915 甘审玉20200019 白银金穗种业有限公司
3 铁研53 辽审玉2010498 铁岭市农业科学院
4 登海3721 甘审玉2011006 山东登海种业股份有限公司
5 大京九26 国审玉20180176 河南省大京九种业有限公司
6 陇青贮1号 甘审玉20190067 甘肃省农业科学院作物研究所
表2 发酵剂信息

Table 2 Information of starter cultures

序号
No.		 发酵剂
Starter cultures		 主要成分
Main ingredient		 最低活菌数保证值
Guaranteed minimum viable
count of bacteria/(CFU/g)		 添加量
Additive amount/
(g/t青贮料)
1 饲草青贮剂1 植物乳杆菌、乳酸片球菌、屎肠球菌、
丙酸杆菌、枯草芽孢杆菌、黑曲霉、
果寡糖、淀粉		 ≥2.0×1010 2.5
2 饲草青贮剂2 布氏乳杆菌9-2、戊糖片球菌、蔗糖 ≥1.0×1011 1.0
3 饲草青贮剂3 植物乳杆菌A1、植物乳杆菌LP-21、蔗糖 ≥1.0×1011 1.0

1.3 试验方法

试验采用玉米品种和发酵剂双因子交互设计,6个青贮玉米品种(H1、H2、H3、H4、H5、H6)分别添加3种发酵剂(A1、A2、A3),不添加为对照处理(CK),共24个处理,每个处理3个重复。
试验玉米在2021年4月种植,行距40 cm,株距30 cm,9月蜡熟期刈割,留茬高度为15~30 cm,切割长度为0.95~1.90 cm,籽粒破碎为1~3 mm[13-14],试验田随机区域收获足量植株粉碎后以表2所示用量(依据产品说明书推荐)添加发酵剂,将原料在发酵桶中压实密封,暗处发酵90 d后开桶测定各项指标。

1.4 测定指标和测定方法

1.4.1 感官评定

感官评定采用德国农业协会青贮饲料感官评定标准[15],以原料的气味(14分)、质地(4分)和色泽(2分)评分后的总评分来评定等级,此标准共划分4个等级,分别为1级优等(16~20分)、2级尚好(10~15分)、3级中等(5~9分)和4级腐败(0~4分)。

1.4.2 营养成分测定

营养成分送检测公司,用近红外光谱扫描法(FOSS DS 2500F)测定DM、粗蛋白质(CP)、NDF、酸性洗涤纤维(ADF)、酸性洗涤木质素(ADL)、粗脂肪(EE)、淀粉、钙(Ca)、磷(P)含量和预测NDF消化率[16⇓-18]。干物质回收率(DMR)计算公式如下:

DMR(%)=1-[(青贮前桶中样品DM量-青贮后袋桶样品DM量)/(青贮前桶中样品DM量)]×100。

1.4.3 发酵指标测定

用苯酚-次氯酸钠比色法测定NH3-N含量[19]。
用高效液相色谱法(Agilent HPLC 1260)测定LA、乙酸(AA)、丙酸(PA)、丁酸(BA)含量,色谱柱为TC-C18,流动相为甲醇和KH2PO4,配比为10∶90,流速为1.0 mL/min,柱温为30 ℃,检测波长为210 nm[20⇓-22]。

1.5 数据处理

采用Excel 2019软件对数据进行初步处理,用SPSS 26.0完成数据分析,数据均以“平均值±标准误”表示,采用一般线性模型的双因素方差分析法(two-way ANOVA)分析主效应,包括玉米品种、发酵剂以及两者互作效应,采用单因素方差分析法(one-way ANOVA)分析玉米品种、发酵剂对全株青贮营养品质的影响,并用Duncan氏法进行多重比较,P<0.05为差异显著。采用灰色关联度法[23⇓-25]对青贮玉米营养品质进行综合分析。

2 结果与分析

2.1 青贮玉米原料的营养成分

由表3可知,各玉米品种间营养成分存在显著差异(P<0.05)。H1和H2的DM含量最高;H4的NDF、ADF含量最低,EE、淀粉含量最高;H5的CP、Ca含量最高;H6的ADL、Ash含量最低,H5、H6的P含量最高。
表3 青贮玉米原料的营养成分(干物质基础)

Table 3 Nutrient component of silage maize raw materials (DM basis)%

项目
Items		 玉米品种Maize variety
H1 H2 H3 H4 H5 H6
干物质DM 32.26±0.03a 32.23±0.02a 27.01±0.03d 30.85±0.02b 28.28±0.01c 26.32±0.02e
粗蛋白质CP 9.79±0.08a 8.70±0.06d 9.46±0.03b 9.49±0.04b 9.87±0.02a 9.25±0.02c
中性洗涤纤维NDF 40.29±0.13d 42.18±0.01c 43.05±0.02b 38.11±0.37e 44.36±0.04a 43.50±0.03b
酸性洗涤纤维ADF 23.26±0.14c 24.58±0.07b 25.33±0.03a 21.23±0.23d 24.59±0.01b 24.76±0.03b
酸性洗涤木质素ADL 3.37±0.01c 3.58±0.02b 3.69±0.03a 2.85±0.04d 3.22±0.01d 3.24±0.03e
粗灰分Ash 3.92±0.23a 3.77±0.05ab 3.79±0.09ab 3.97±0.06a 4.01±0.01a 3.39±0.07b
粗脂肪EE 2.83±0.04e 3.11±0.01c 3.29±0.03b 3.90±0.04a 2.96±0.01d 3.18±0.00c
淀粉Starch 33.78±0.10c 36.65±0.13b 29.09±0.11f 38.91±0.34a 29.92±0.01e 32.68±0.02d
钙Ca 0.19±0.00b 0.13±0.00e 0.17±0.00c 0.13±0.00e 0.21±0.00a 0.15±0.00d
磷P 0.23±0.00b 0.22±0.00c 0.22±0.00c 0.24±0.00b 0.25±0.00a 0.25±0.00a

同行数据肩标无字母或相同字母表示差异不显著(P>0.05),不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。In the same row, values with no letter or the same letter superscripts mean no significant difference (P>0.05), while with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05).

H1~H6依次表示京科627、金穗1915、铁研53、登海3721、大京九26和陇青贮1号。下表同。H1 to H6 stand for JingKe627, JinSui1915, TieYan53, DengHai3721, DaJinJiu26 and LongQingZhu No.1 in that order. The same as below.

2.2 感官评定

由表4可知,所有处理评分均达到1级优等,色泽与原料相比变化较小,组织结构完整,有青贮特有的芳香味,无结块、霉变等腐败迹象。
表4 不同处理全株玉米青贮感官评定评分

Table 4 Sensory evaluation score of whole maize silage with different treatments

玉米品种
Maize variety		 项目
Items		 发酵剂Starter culture
CK A1 A2 A3
H1 气味Odor 12 13 13 13
质地Texture 1 2 2 2
色泽Color 4 4 4 4
总分Total score 17 19 19 19
H2 气味Odor 12 13 13 13
质地Texture 2 2 2 2
色泽Color 2 3 3 3
总分Total score 16 18 18 18
H3 气味Odor 13 13 13 13
质地Texture 2 2 2 2
色泽Color 3 4 4 4
总分Total score 18 19 19 19
H4 气味Odor 12 13 13 12
质地Texture 2 2 2 2
色泽Color 3 3 3 4
总分Total score 17 18 18 18
H5 气味Odor 13 13 13 13
质地Texture 2 2 2 2
色泽Color 3 4 4 4
总分Total score 18 18 18 18
H6 气味Odor 13 13 13 13
质地Texture 2 2 2 2
色泽Color 4 4 4 4
总分Total score 19 19 19 19

CK,A1,A2,A3依次代表对照、饲草青贮剂1、饲草青贮剂2、饲草青贮剂3。下表同。

CK,A1,A2 and A3 stand for control, forage silage additive 1, forage silage additive 2, forage silage additive 3 in the order. The same as below.

2.3 营养成分

由方差分析结果可知(表5),玉米品种对所有营养成分指标均影响极显著(P<0.01);发酵剂对DM、CP、NDF、ADF、ADL含量均影响极显著(P<0.01),对Ash、EE、Ca、P含量影响不显著(P>0.05),对淀粉含量影响显著(P<0.05);玉米品种和发酵剂交互作用对NDF、ADF含量影响极显著(P<0.01),对其余指标影响不显著(P>0.05)。
表5 玉米品种和发酵剂对全株玉米青贮营养成分的影响(干物质基础)

Table 5 Effects of maize variety and starter culture on nutritional components of whole maize silage (DM basis)%

玉米品种
Maize variety		 发酵剂
Starter culture		 干物质
DM		 粗蛋白质
CP		 中性洗涤纤维
NDF		 酸性洗涤纤维
ADF		 酸性洗涤木质素
ADL		 粗灰分
Ash		 粗脂肪
EE		 淀粉
Starch
H1 CK 31.85±0.11Ba 8.68±0.03Ba 38.86±0.06Ac 23.52±0.26Ad 3.04±0.02Ac 4.34±0.01b 2.72±0.03d 31.86±0.79Bc
A1 32.23±0.12Aa 9.03±0.08Aa 36.25±0.23Be 22.19±0.25Bc 2.98±0.01Ad 4.30±0.09b 2.73±0.02bd 33.37±0.31Abc
A2 32.22±0.13Aa 8.97±0.25Ba 38.85±0.01Ac 23.49±0.05Ad 2.98±0.01Ac 4.28±0.05b 2.72±0.05d 33.78±0.58Ab
A3 32.27±0.05Aa 8.79±0.02Ba 38.83±0.03Ac 23.51±0.06Ad 2.79±0.02Bc 4.33±0.04b 2.73±0.02f 33.44±0.30Ab
H2 CK 31.61±0.52Ba 7.09±0.05Cd 41.67±0.12Ab 22.96±0.01Ae 3.37±0.02Aab 3.78±0.03d 3.16±0.02bc 33.55±0.11ab
A1 32.30±0.03Aa 7.52±0.20Bc 39.78±0.35Bc 22.25±0.36Be 3.36±0.03Aab 3.74±0.02d 3.17±0.02b 34.10±0.47b
A2 32.14±0.16Aa 7.52±0.13Bc 41.66±0.02Ab 22.94±0.31Aa 3.37±0.02Aa 3.78±0.05d 3.21±0.00bc 34.04±0.93ab
A3 32.10±0.05Bb 7.85±0.05Ad 41.66±0.01Ab 22.94±0.03Ae 3.09±0.03Bb 3.79±0.04d 3.16±0.04d 34.53±0.77ab
H3 CK 26.68±0.01Bd 8.16±0.04Bc 41.62±0.12Ab 24.91±0.01Ab 3.43±0.00Aa 3.81±0.04d 3.28±0.10ab 29.36±0.11d
A1 27.15±0.04Ad 8.58±0.09Ab 38.07±0.35Bd 24.40±0.03Bb 3.42±0.02Aa 3.80±0.06cd 3.38±0.07a 29.82±0.40d
A2 27.03±0.02Ad 8.54±0.28Ab 41.54±0.37Ab 24.88±0.02Ab 3.42±0.05Aa 3.81±0.04d 3.32±0.08abc 29.47±0.07c
A3 27.18±0.02Ae 8.42±0.07ABc 41.53±0.14Ab 24.89±0.03Ab 3.29±0.05Ba 3.80±0.02d 3.31±0.01c 29.52±0.42c
H4 CK 29.27±0.04Cb 8.08±0.01Bc 38.84±0.00Ac 21.26±0.05f 2.94±0.15Ac 4.00±0.05c 3.43±0.04a 32.55±0.31bc
A1 30.52±0.10Ab 8.62±0.09Ab 37.59±0.10Cd 21.24±0.08d 2.93±0.05Ad 3.94±0.04c 3.44±0.07a 32.66±0.67c
A2 30.21±0.03Bb 8.47±0.12Ab 38.53±0.05Bc 21.21±0.07f 2.91±0.05Ac 4.01±0.05c 3.54±0.04a 32.56±1.03b
A3 30.27±0.09Bc 8.49±0.14Abc 38.52±0.03Bd 21.09±0.13f 2.64±0.02Bd 4.02±0.04c 3.57±0.02a 34.58±0.93ab
H5 CK 27.57±0.02Cc 8.35±0.00Cb 43.12±0.45a 24.14±0.01Ac 3.24±0.03b 4.48±0.06a 3.03±0.19c 25.38±0.31e
A1 28.26±0.04Ac 8.85±0.09Aab 42.48±0.31a 24.07±0.01Bb 3.24±0.01c 4.49±0.13a 3.05±0.01c 25.52±0.17e
A2 28.18±0.00Bc 8.71±0.07ABab 42.73±0.07a 24.15±0.02Ac 3.23±0.09b 4.47±0.11a 3.06±0.21c 25.48±0.12d
A3 28.13±0.02Bd 8.60±0.01Bb 42.75±0.14a 24.14±0.03Ac 3.14±0.04b 4.48±0.04a 2.94±0.04e 25.50±0.13d
H6 CK 25.41±0.38Be 8.08±0.07Cc 41.57±0.02b 25.39±0.04Aa 3.33±0.05ab 3.85±0.03d 3.45±0.01a 34.52±0.09Ba
A1 26.43±0.09Ae 8.66±0.02Ab 41.10±0.02b 25.18±0.01Ba 3.33±0.03b 3.85±0.05cd 3.45±0.01a 35.75±0.37Aa
A2 26.27±0.07Ae 8.50±0.04Bb 41.52±0.39b 25.38±0.02Aa 3.32±0.00ab 3.85±0.03d 3.44±0.05ab 35.54±0.31Aa
A3 26.15±0.07Af 8.50±0.04Bbc 41.55±0.01b 25.38±0.02Aa 3.24±0.04a 3.86±0.00d 3.44±0.01b 35.55±0.33Aa
玉米品种Maize variety ** ** ** ** ** ** ** **
发酵剂Starter culture ** ** ** ** ** NS NS *
玉米品种×发酵剂
Maize variety×starter culture		 NS NS ** ** NS NS NS NS

同列数据肩标不同大写字母表示相同玉米品种不同发酵剂之间差异显著(P<0.05),不同小写字母表示相同发酵剂不同玉米品种之间差异显著(P<0.05);*表示差异显著(P<0.05);**表示差异极显著(P<0.01);NS表示差异不显著(P>0.05)。下表同。

Different capital letter superscripts within the same column for the same maize variety indicate significant difference between different starter cultures (P<0.05), different lowercase letter superscripts for the same starter culture indicate significant difference between different maize varieties (P<0.05); * indicates significant difference(P<0.05),** indicates significant difference(P<0.01),NS indicates no significant difference(P>0.05). The same as below.

对于H1,A1、A2、A3处理的DM和淀粉含量显著高于CK(P<0.05),A1处理的NDF和ADF含量显著低于其他处理(P<0.05),CP含量显著高于其他处理(P<0.05),A3处理的ADL含量显著低于其他处理(P<0.05);对于H2,A1、A2处理的DM含量显著高于其他处理(P<0.05),A1处理的NDF和ADF含量显著低于其他处理(P<0.05),A3处理的ADL含量显著低于其他处理(P<0.05),CP含量显著高于其他处理(P<0.05);对于H3,A1、A2、A3处理的DM含量显著高于CK(P<0.05),A1、A2处理的CP含量显著高于CK(P<0.05),A1处理的DNF、ADF含量显著低于其他处理(P<0.05);A3处理的ADL含量显著低于CK(P<0.05);对于H4,A1处理的DM含量显著高于其他处理(P<0.05),NDF含量显著低于其他处理(P<0.05),A1、A2、A3处理的CP含量显著高于CK(P<0.05),A3处理的ADL含量显著低于其他处理(P<0.05);对于H5,A1处理的DM含量显著高于其他处理(P<0.05),CP含量显著高于CK和A3处理(P<0.05),ADF含量显著低于其他处理(P<0.05);对于H6,A1、A2、A3处理的DM、淀粉含量显著高于CK(P<0.05),A1处理的CP含量显著高于其他处理(P<0.05),ADF含量显著低于其他处理(P<0.05)。

2.4 发酵指标

由方差分析结果可知(表6),玉米品种对所有发酵指标影响极显著(P<0.01);发酵剂对pH影响不显著(P>0.05),对其余指标影响极显著(P<0.01);玉米品种和发酵剂的交互作用对pH、DMR影响不显著(P>0.05),对AA含量影响显著(P<0.05),对其余指标影响极显著(P<0.01)。
表6 玉米品种和发酵剂对全株玉米青贮发酵品质的影响(干物质基础)

Table 6 Effects of maize variety and starter culture on fermentation quality of whole maize silage (DM basis)

玉米品种
Maize variety		 发酵剂
Starter culture		 乳酸
LA/%		 乙酸
AA/%		 丙酸
PA/%		 氨态氮
NH3-N/%		 pH 干物质回收率
DMR/%
H1 CK 7.39±0.17Cb 1.84±0.01Cbc 2.81±0.26a 0.30±0.00Aa 3.76±0.04a 95.67±0.02B
A1 8.38±0.31ABb 2.84±0.09Aa 2.74±0.07b 0.20±0.00Cab 3.73±0.06a 96.92±0.06Aa
A2 8.07±0.19Bb 2.68±0.09Aa 2.62±0.07c 0.26±0.01Ba 3.75±0.05a 96.50±0.43Aab
A3 8.73±0.34Ab 2.35±0.14Bab 2.49±0.07d 0.25±0.01Ba 3.70±0.04 96.72±0.39Aa
H2 CK 6.76±0.89Bb 2.09±0.12a 2.49±0.28ab 0.22±0.02Ac 3.69±0.03b 91.63±5.38
A1 8.17±0.52Abc 2.36±0.12b 2.53±0.02b 0.16±0.02Bb 3.68±0.05ab 96.99±0.27a
A2 7.39±0.27ABbc 2.25±0.20b 2.34±0.08c 0.19±0.00ABc 3.67±0.02b 96.68±0.24a
A3 7.11±0.13ABc 2.25±0.02b 2.18±0.22e 0.19±0.01ABb 3.70±0.01 96.72±0.06d
H3 CK 5.16±0.06Cc 1.73±0.05bc 1.90±0.10Ab 0.28±0.00Aab 3.65±0.03b 94.58±0.02D
A1 5.88±0.14Bc 1.68±0.11c 1.84±0.04ABc 0.18±0.02Bab 3.64±0.02b 96.00±0.01Bb
A2 6.29±0.22Ac 1.76±0.05c 1.85±0.05ABd 0.18±0.01Bc 3.65±0.04b 95.49±0.12Cc
A3 5.49±0.19Cd 1.74±0.05c 1.71±0.03Bf 0.17±0.02Bb 3.64±0.03 96.19±0.00Abc
H4 CK 9.73±0.12Ca 1.38±0.02Bd 3.06±0.59a 0.30±0.01Aa 3.68±0.02b 90.86±0.22C
A1 12.86±0.50Aa 1.70±0.12Ac 3.04±0.25b 0.22±0.01Ba 3.66±0.01ab 94.97±0.07Ac
A2 11.19±0.48Ba 1.75±0.12Ac 3.17±0.15b 0.23±0.01Bb 3.68±0.03b 93.84±0.22Bd
A3 11.44±0.63Ba 1.61±0.13ABc 3.28±0.07b 0.24±0.01Ba 3.68±0.00 94.09±0.06Bc
H5 CK 7.26±0.84Bb 1.90±0.04Bab 1.88±0.16Bb 0.26±0.01Ab 3.64±0.03b 94.65±0.05C
A1 10.84±2.12ABa 2.42±0.02Ab 3.84±0.51Aa 0.17±0.02Bb 3.64±0.02b 96.94±0.21Aa
A2 10.23±1.28ABa 2.45±0.14Aab 3.83±0.35Aa 0.19±0.00Bc 3.64±0.00b 96.40±0.13Bab
A3 11.80±0.36Aa 2.54±0.03Aa 3.90±0.17Aa 0.19±0.00Bb 3.64±0.03 96.45±0.07Bab
H6 CK 6.55±0.08Bb 1.66±0.17Bc 2.60±0.20Bab 0.27±0.02Aab 3.68±0.04b 93.35±0.01C
A1 7.39±0.28Abc 2.80±0.11Aa 2.95±0.03Ab 0.19±0.01Bab 3.69±0.02ab 97.25±0.06Aa
A2 6.83±0.01Bbc 2.65±0.03Aa 3.05±0.14Ab 0.22±0.01Bb 3.66±0.02b 95.84±0.61Bbc
A3 7.62±0.26Ac 1.80±0.10Bc 2.98±0.06Ac 0.19±0.00Bb 3.69±0.04 96.30±0.01Ba
玉米品种Maize variety ** ** ** ** ** **
发酵剂Starter culture ** ** ** ** NS **
玉米品种×发酵剂
Maize variety×starter culture		 ** * ** ** NS NS
对于H1,A1处理的LA含量显著高于CK和A2处理(P<0.05),A1、A2处理的AA含量显著高于其他处理(P<0.05),A1处理NH3-N含量显著低于其他处理(P<0.05),A1、A2、A3处理DMR显著高于CK(P<0.05);对于H2,A1处理的LA含量显著高于CK(P<0.05),NH3-N含量显著低于CK(P<0.05);对于H3,A2处理的LA含量显著高于其他处理(P<0.05),A1、A2、A3处理的NH3-N含量显著低于CK(P<0.05),A3处理的DMR显著高于其他处理(P<0.05);对于H4组,A1处理的LA含量和DMR显著高于其他处理(P<0.05),A1、A2处理的AA含量显著高于CK(P<0.05),A1、A2、A3处理的NH3-N含量显著低于CK(P<0.05);对于H5,A3处理的LA含量显著高于CK(P<0.05),A1、A2、A3处理的AA、PA含量显著高于CK(P<0.05),NH3-N含量显著低于CK(P<0.05),A1处理的DMR显著高于其他处理(P<0.05);对于H6,A1、A3处理的LA含量显著高于其他处理(P<0.05),A1、A2处理的AA含量显著高于其他处理(P<0.05),A1、A2、A3处理的PA含量显著高于CK(P<0.05),NH3-N含量显著低于CK(P<0.05),A1处理的DMR显著高于其他处理(P<0.05)。本试验中所有处理均未检出BA。

2.5 NDF消化率

由方差分析结果可知(表7),玉米品种对3个时间段NDF消化率影响极显著(P<0.01),发酵剂和二者交互作用对3个时间段NDF消化率影响不显著(P>0.05)。
表7 玉米品种和发酵剂对全株玉米青贮NDF消化率的影响(干物质基础)

Table 7 Effects of maize variety and starter culture on NDF digestibility of whole maize silage (DM basis)%

玉米品种
Maize variety		 发酵剂
Starter culture		 12 h NDF消化率
12 h NDF digestibility		 24 h NDF消化率
24 h NDF digestibility		 48 h NDF消化率
48 h NDF digestibility
H1 CK 31.54±0.12d 48.86±0.01d 57.55±0.02d
A1 31.54±0.08d 48.87±0.07c 57.57±0.05d
A2 31.54±0.29c 48.85±0.06bc 57.58±0.03c
A3 31.55±0.17e 48.86±0.04bc 57.52±0.01b
H2 CK 31.51±0.11cd 48.43±0.17cd 58.64±0.00cd
A1 31.52±0.02cd 48.47±0.19c 58.65±0.03bc
A2 31.53±0.04bc 48.43±0.06cd 58.64±0.02bc
A3 31.53±0.04d 48.45±0.18cd 58.65±0.00bc
H3 CK 32.56±0.02bc 47.27±0.01d 58.54±0.01cd
A1 32.57±0.02bc 47.27±0.01d 58.54±0.02bc
A2 32.57±0.01bc 47.27±0.11d 58.54±0.01bc
A3 32.56±0.01cd 47.29±0.03d 58.55±0.05bc
H4 CK 34.62±0.13a 52.82±1.12a 62.92±0.77a
A1 34.58±0.04a 52.83±0.36a 62.91±0.48a
A2 34.56±0.61a 52.83±0.94a 62.96±0.66a
A3 34.60±0.11a 52.82±0.93a 62.94±1.08a
H5 CK 33.34±0.62b 49.94±0.33b 61.32±1.11ab
A1 33.35±0.72b 49.93±0.29b 61.30±1.45a
A2 33.35±0.06ab 49.93±0.73b 61.31±1.11a
A3 33.34±0.05b 49.94±0.59b 61.31±1.29a
H6 CK 33.07±0.51bc 47.09±0.48bc 59.44±0.52bc
A1 33.04±0.46bc 47.09±0.69d 59.46±0.84b
A2 33.06±0.51ab 47.11±0.73d 59.41±0.05b
A3 33.08±0.15bc 47.10±0.76d 59.41±0.77b
玉米品种Maize variety ** ** **
发酵剂Starter culture NS NS NS
玉米品种×发酵剂
Maize variety×starter culture		 NS NS NS

2.6 灰色关联度分析

灰色关联度分析(表8)表明,最适宜的发酵剂和玉米品种的组合是“饲草青贮剂3”(A3)处理的登海3721(H4)。
表8 各营养品质灰色关联度分析

Table 8 Gray correlation analysis of each nutritional quality

玉米品种
Maize variety		 发酵剂
Starter culture		 加权关联值
Weighted correlation		 排序
Sort
H1 CK 0.049 5 20
A1 0.056 8 3
A2 0.053 3 9
A3 0.052 8 12
H2 CK 0.049 9 18
A1 0.055 9 4
A2 0.052 6 13
A3 0.053 0 11
CK 0.046 5 23
H3 A1 0.050 5 17
A2 0.049 2 21
A3 0.049 7 19
H4 CK 0.052 0 16
A1 0.057 6 2
A2 0.055 6 5
A3 0.057 9 1
H5 CK 0.045 2 24
A1 0.053 9 7
A2 0.052 4 14
A3 0.053 7 8
H6 CK 0.048 5 22
A1 0.055 1 6
A2 0.053 2 10
A3 0.052 1 15

3 讨论

3.1 玉米品种和发酵剂对全株玉米青贮感官评定的影响

感官评定通过色泽、气味、质地等方面判定青贮是否腐败变质,对青贮成功与否或品质优劣做出初步判断。发酵良好的青贮不应该有强烈的特殊气味,最主要的气味应该是AA挥发产生的酸味[26]。本试验中,所有同品种玉米的4个处理的青贮感官评定结果均达到1级优等,表明一般全株玉米青贮不添加发酵剂也能得到较高的感官评定等级。这与李发杰等[11]、万学瑞等[27]、范凯利等[28]研究结果一致。原因是全株青贮玉米本身含有相对较高的可溶性糖,为其本身附带的乳酸菌繁殖提供了条件,发酵产生的LA、AA等迅速降低pH,使乳酸菌成为优势菌群,抑制其他菌繁殖,保证青贮质量。

3.2 玉米品种对全株玉米青贮发酵品质的影响

适宜当地环境的品种在生物产量和营养成分上往往有更优良的表现。蒋丛泽等[29]比较了陇东地区8个品种的青贮玉米品质,发现品种间不同营养成分有较大差异。李想等[30]对比了青海地区50个青贮玉米品种的青贮性能和营养品质,发现参试品种间农艺性状和主成分间差异明显。何振富等[31]研究了甘肃临夏地区的10种青贮玉米品种,结果表明不同品种间DM、CP、ADF、NDF含量等指标在各品种间差异明显。王国栋等[32]研究了10个饲用玉米品种在甘肃中部的营养价值评定,结果表明其主成分间存在不同程度的差异。本试验中,玉米品种间营养成分和发酵品质均有不同程度差异,与上述研究结果相同。品种间遗传差异可能影响玉米的生长水平、养分合成效率、抗病虫害能力等,从而影响其营养品质,这进一步说明筛选出适宜当地种植的青贮玉米品种的必要性。

3.3 发酵剂对全株玉米青贮发酵品质的影响

添加发酵剂能不同程度地改善青贮的营养价值,不同成分的发酵剂对青贮各营养成分的影响效果不同。饲料DM、CP含量是衡量饲料营养价值的重要指标,其含量越高,饲用价值越高。ADF、NDF、ADL含量一定程度能反映饲料适口性,一般其含量越低,单位重量可供动物消化的物质越多,适口性越好,饲草消化率越高,饲用价值越大。在玉米青贮中添加发酵剂可以显著降低NDF、ADF含量,提高DM、CP含量[33-34]。王莹等[35]研究表明,乳酸杆菌和乳酸片球菌处理组青贮的DM和CP含量显著高于未添加组,NDF和ADF含量显著低于未添加组。LA、AA、PA是确保青贮维持较低pH的关键,优质的青贮通常有较高的LA含量和较低的pH[33]。BA通常由一些腐败菌产生,其含量可作为评价青贮质量的依据之一,在优质青贮中一般含量很低,AA由异型发酵乳酸菌产生,AA和PA可以提高青贮有氧稳定性[36-37]。任海伟等[38]研究表明,植物乳杆菌、纤维素复合酶、二者复合制剂处理后的甜高粱青贮LA、PA含量显著高于未添加组。NH3-N含量可以反映青贮中CP被消耗程度,其含量越低,说明青贮质量越好。凌文卿等[36]研究表明,添加布氏乳杆菌提高了紫花苜蓿青贮的DM、CP含量,降低了pH及ADF、LA、AA、NH3-N含量。Yan等[39]研究表明,添加植物乳杆菌可以显著提高青贮中LA含量,降低BA含量,提高青贮品质。本试验中,3个处理的DM、CP、LA、AA、PA含量及DMR显著高于CK,NH3-N含量和pH低于CK,说明3种发酵剂中的乳酸菌发酵产生LA与AA,快速降低pH,抑制有害微生物繁殖,减少营养物质的损耗,有效提高青贮品质。但LA和AA含量相比于CK的变化和凌文卿等[36]研究结果中单用布氏乳杆菌处理不同,与布氏乳杆菌和2%葡萄糖联用处理结果相似,这可能是原料玉米和苜蓿本身可溶性糖含量差异造成,也可能是菌种差异和添加量不同造成的。A3出来的植物乳杆菌属于同型发酵乳酸菌,理论上产LA效率应高于A1、A2处理,但本试验中只有H4、H5、H6 3个品种上略高于A1和A2处理,这可能是本试验中发酵时间为90 d,布氏乳杆菌等异型发酵乳酸菌作为优势菌群发挥作用的时间更长。3个处理的淀粉、EE含量与CK差异不显著,但均高于CK,说明3种发酵剂对提高淀粉和EE含量有一定效果。A1处理的淀粉含量低于A2、A3处理,这可能是其中的枯草芽孢杆菌含α淀粉酶,将淀粉水解成低聚糖或单糖等导致。3个处理的NDF和ADF含量均低于CK,LA含量均高于CK,说明酸解作用分解了一部分纤维素[40],A1处理的NDF含量显著低于其他处理,说明A1处理中黑曲霉产生的纤维素酶,分解纤维素能力优于A2和A3处理。A3处理ADL含量低于其他处理,这与Li等[41]研究中的结果一致,可能是其中的植物乳杆菌A1产阿魏酸酯酶,阿魏酸酯酶可以破坏细胞壁的结构,使青贮中木质素更容易被降解。A1、A2处理的AA含量高于A3处理,是因为A3中的植物乳杆菌是同型发酵乳酸菌,产物主要是LA,而A1、A2处理中的异型发酵乳酸菌到青贮后期,在糖类发酵底物减少,LA含量逐渐增多时会以LA为底物,发酵产生AA和醇类等其他产物。NDF消化率和饲草本身组成有很大关系,本研究中,添加发酵剂对全株玉米青贮NDF消化率无显著影响,这与Duvnjak等[42]报道结果相似,与吴涛等[43]研究结果有异,这可能是青贮原料不同、乳酸菌种类不同和发酵时间差异综合所致。

3.4 灰色关联度分析

灰色关联法可以对系统中多个要素进行分析,得到参考数列与各比较数列之间的灰色关联度,比较数列与参考数列的相关性越大,与参考数列的关系越密切,说明整体效果越好[28]。灰色关联度分析法评价全株青贮玉米品质的优点在于兼顾客观和全面的同时有效降低了工作量[25,44]。由灰色关联度分析可知,本研究中“登海3721”在“饲草青贮剂3”处理下的发酵效果最优。

4 结论

玉米品种和发酵剂对全株玉米青贮感官评定结果无显著影响,感官评定等级均达到1级优等;玉米品种对全株玉米青贮的营养成分和发酵品质有显著影响;发酵剂对全株玉米青贮营养成分影响较小,能显著提高发酵品质。灰色关联度分析得出,“饲草青贮剂3”处理的“登海3721”为最优组合,推荐在临夏地区推广应用。

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