Chinese Journal of Animal Nutrition >

2023 , Vol. 35 >Issue 9: 6072 - 6086

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2023.557

RESEARCH PAPER

Effects of Different Silage Additives and Silage Time on Nutritional Value of Whole-Plant Millet Silage

  • WANG Zhiyuan , 1 ,
  • SHEN Yizhao 1, 2, 3 ,
  • BO Yukun 4 ,
  • XU Hongjian 1, 2, 3 ,
  • LI Yan 5, 6 ,
  • ZHAO Xiaojing 7 ,
  • HUO Zihan 1 ,
  • REN Shuai 1 ,
  • WANG Meimei 1, 2 ,
  • SUN Fengli 8 ,
  • ZHAO Yian 9 ,
  • LI Jianguo 1, 2, 3, 6 ,
  • FENG Zhihua , 1, * ,
  • GAO Yanxia , 1, 2, 3, 6, *
Expand
  • 1 College of Animal Science and Technology, Hebei Agricultural University, Baoding 071001, China
  • 2 Key Laboratory of Healthy Breeding in Dairy Cattle (Co-Construction by Ministry and Province), Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Baoding 071001, China
  • 3 Hebei Technology Innovation Center of Cattle and Sheep Embryo, Baoding 071001, China
  • 4 Zhangjiakou Animal Husbandry Workstation, Zhangjiakou 075000, China
  • 5 College of Veterinary Medicine, Hebei Agricultural University, Baoding 071001, China
  • 6 Hebei Dairy Industry Technology Research Institute, Shijiazhuang 050000, China
  • 7 Baoding Vocational and Technical College, Baoding 071001, China
  • 8 Hebei Institute of Animal Sciences and Veterinary Medicine, Baoding 071001, China
  • 9 Zhangjiakou Rural Cooperative Economic Operation and Management Station, Zhangjiakou 075000, China
* FENG Zhihua, associate professor, E-mail: ;
GAO Yanxia, professor, E-mail:

Received date: 2023-03-29

  Online published: 2023-09-13

Fold

Abstract

This experiment was conducted to study the effects of different silage additives and silage time on the nutrient composition, fermentation quality and Cornell net carbohydrate-protein system (CNCPS) components of whole-plant millet silage. The whole-plant grain grass at the filling stage was used as raw material, and four groups were set up, including the control group (CK group), bacterial and enzyme compound preparation group (XL group, including Lactobacillus plantarum, Lactobacillus brucei, Pediococcus pentosaceus and cellulase, living bacteria count ≥ 1.0×1010 CFU/g), bacterial preparation group 1 (BL group, including Lactobacillus brucei, Lactobacillus plantarum and Pediococcus pentosaceus, living bacteria count ≥5.5×1010 CFU/g) and bacterial preparation group 2 (HY group, including Bacillus subtilis, Lactobacillus acidophilus and Candida utilize, living bacteria count ≥1.0×109 CFU/g), with 5 replicates in each group. After 45, 60, 75 and 90 days of silage, the barrels were sampled for nutrient composition, fermentation quality and CNCPS components analysis. The results showed as follows: 1) the pH at each silage time points of XL and BL groups was significantly lower than that of CK and HY groups (P<0.05). At 60, 75 and 90 days of silage, the ammonia nitrogen/total nitrogen (AN/TN) of XL, BL and HY groups was significantly lower than that of CK group (P<0.05). The propionic acid (PA) and acetic acid (AA) contents at each silage time points of BL group were significantly higher than those of other three groups (P<0.05). The pH at 45 days of silage was significantly higher than that at 60, 75 and 90 days of silage (P<0.05), the AN/TN at 45 and 60 days of silage was significantly lower than that at 75 and 90 days of silage (P<0.05), and the lactic acid (LA) content at 60 days of silage was significantly higher than that at 45, 75 and 90 days of silage (P<0.05). 2) At 45 days of silage, the dry matter (DM) content of XL, BL and HY groups was significantly higher than that of CK group (P<0.05); at 75 and 90 days of silage, the DM content of BL group were significantly higher than those of other three groups (P<0.05). The crude protein (CP) content at each silage time points of HY group was significantly higher than that of other three groups (P<0.05). The DM content at 45 days of silage was significantly higher than that at 60, 75 and 90 days of silage (P<0.05); the CP content at 45 days of silage was significantly higher than that at 75 and 90 days of silage (P<0.05), and significantly lower than that at 60 days of silage (P<0.05). 3) Different silage additives changed the CNCPS components of whole-plant millet silage. In summary, each silage additives improve the nutrient composition, fermentation quality of the whole-plant millet silage to a certain extent, the silage additive containing Lactobacillus buchneri, Lactobacillus plantarum and Pediococcus pentosaceus (BL group) has the best effect, and the minimum start-up time of whole-plant millet silage is 60 days.

Key words： whole-plant millet silage; silage additives; silage time; CNCPS

Cite this article

WANG Zhiyuan , SHEN Yizhao , BO Yukun , XU Hongjian , LI Yan , ZHAO Xiaojing , HUO Zihan , REN Shuai , WANG Meimei , SUN Fengli , ZHAO Yian , LI Jianguo , FENG Zhihua , GAO Yanxia . Effects of Different Silage Additives and Silage Time on Nutritional Value of Whole-Plant Millet Silage[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2023 , 35(9) : 6072 -6086 . DOI: 10.12418/CJAN2023.557

随着畜牧业快速发展,粗饲料资源短缺问题日益凸显。如何开发利用本地化低成本青粗饲料资源,成为研究热点。目前,玉米仍是动物养殖中的主要饲料原料之一,但在一些干旱和土地贫瘠的地区无法种植玉米作物。而谷草具有耐干旱、耐贫瘠、籽粒耐贮藏、生育期短、适应性广等优点,广泛适应于干旱地区和山区。谷草原产于中国,是最古老的粮食作物之一,有“百谷之长”之称[1]。谷草营养丰富,可以作为食物或者饲料[2]。此外,谷草的收获期具有灵活性,即使成熟度提高的情况下,仍能保持良好的营养价值[3]。研究表明,谷草的营养品质优于羊草,可以作为奶牛的优质饲草[4]。Amer等[5]报道,相对于全株玉米青贮,全株谷草青贮含有较高的粗蛋白质(CP,13.0% vs. 9.4%)、中性洗涤纤维(NDF,66.9% vs. 40.7%)和酸性洗涤纤维(ADF,38.8% vs. 23.9%)含量。动物试验发现,饲喂谷草青贮的奶牛生产的牛奶乳脂率(4.17% vs. 3.78%)高于饲喂玉米青贮的奶牛[5]。而羔羊上的研究发现,饲喂谷草青贮能提高羔羊的营养物质摄入量,对增重和饲料利用效率都有积极影响[6]。
谷草虽然营养价值丰富,但是粗纤维含量高,适口性较差,并且谷草水分含量高,直接作为饲料利用时容易发霉变质,这些因素限制了谷草的饲料化利用[7]。因此,通常将谷草制成干草或者青贮。将谷草制成干草的过程中,营养成分损失较多,适口性大幅下降。而将谷草制成青贮不但可以保留其营养成分,且可以长时间保存。但在青贮时,谷草可能会表现出不良的特征,如干物质(DM)含量降低和适口性变差等[8]。研究表明,禾本科牧草自身富集的乳酸菌数量较少,而酵母菌、霉菌等不利于青贮的微生物数量较多,要想获得优质的青贮饲料,使用乳酸菌青贮添加剂是有必要的[9]。以往人们多用单一的乳酸菌青贮添加剂进行青贮,但是效果不尽相同,单独的添加某一种乳酸菌只能提高青贮品质或者抑制有氧暴露后的腐败,但是二者无法兼顾;近年来,多种乳酸菌混合添加成为研究热点[10]。除了乳酸菌,枯草芽孢杆菌也广泛应用于青贮制作。朱佳文等[11]将枯草芽孢杆菌加入桑青贮中,显著降低了桑青贮的粗纤维含量。综上所述,前人对谷草青贮的研究多是直接饲喂家畜,并且青贮添加剂在谷草青贮上的应用较少,没有系统的对谷草青贮的青贮品质进行评价。因此,本研究使用不同的青贮添加剂,并设置不同的青贮时间,旨在探究不同青贮添加剂和青贮时间对全株谷草青贮营养成分和康奈尔净碳水化合物-蛋白质体系(CNCPS)组分的影响,为谷草资源的合理利用提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

全株谷草(灌浆期)由河北某牧业有限公司提供。试验所用青贮添加剂分别为菌酶复合制剂(山东某生物科技有限公司提供,含植物乳杆菌、布氏乳杆菌、戊糖片球菌和纤维素酶,有效活菌数≥1.0×1010 CFU/g)、菌制剂1(河北某生物科技股份有限公司提供,含布氏乳杆菌、植物乳杆菌和戊糖片球菌,有效活菌数≥5.5×1010 CFU/g)、菌制剂2(北京某生物科技有限公司提供,含枯草芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌和产朊假丝酵母,有效活菌数≥1.0×109 CFU/g)。

1.2 试验设计

全株谷草收割切短2~4 cm,取不同青贮添加剂溶于水,用喷壶将青贮添加剂均匀地喷洒在全株谷草表面。试验设4个组,对照组(CK组)不加任何青贮添加剂,XL组添加5 g/t的菌酶复合制剂,BL组添加10 g/t的菌制剂1,HY组添加10 g/t的菌制剂2。试验分为4个时间点(45、60、75、90 d),每组每个时间点5个重复,混匀后分别装入10 L的塑料桶,每桶6 kg,做好标记,层层压实后密封避光贮存,分别在45、60、75、90 d开桶取样进行测定分析。样品收集后在60 ℃烘箱烘干至恒重,制成风干样品,用粉碎机粉碎,过10和40目筛。青贮前全株谷草营养成分见表1。
表1 青贮前全株谷草营养成分(干物质基础)

Table 1 Nutritional composition of whole-plant millet grass before silage (DM basis)%

项目 Items 含量 Content
有机物 OM 87.16
粗蛋白质 CP 9.28
粗脂肪 EE 1.51
中性洗涤纤维 NDF 65.32
酸性洗涤纤维 ADF 36.58
酸性洗涤木质素 ADL 5.34
半纤维素 Hemicellulose 28.74

1.3 测定指标及方法

1.3.1 青贮指标

分别称取10 g全株谷草青贮于250 mL已标号的烧杯中,加入90 mL蒸馏水,混匀,用保鲜膜密封,于4 ℃冰箱浸提24 h,过滤,将滤液分装于9个10 mL离心管中;其中,3个使用UB-7 pH测定仪(美国)测定滤液pH,3个采用苯酚-次氯酸钠比色法测定滤液氨态氮(AN)含量,另外3个使用美国安捷伦7890A型气相色谱分析仪测定滤液乳酸(lactic acid,LA)、乙酸(acetic acid,AA)、丙酸(propionic acid,PA)、丁酸(butyric acid,BA)含量。

1.3.2 常规营养成分的测定

全株谷草青贮烘干后,粉碎,过10和40目筛。分别参照国标GB/T 6435—2006、GB/T 6432—2018、GB/T 6033—2006和GB/T 6038—2007方法,测定DM、CP、粗脂肪(EE)和粗灰分(Ash)含量;参照Van Soest等[12]方法测定NDF、ADF、中性洗涤不溶蛋白(NDFIP)、酸性洗涤不溶蛋白(DFIP)和酸性洗涤木质素(ADL)含量;非蛋白氮(NPN)和可溶性蛋白(SOLP)含量参照Licitra等[13]和Krishnamoorthy等[14]方法测定;淀粉(Starch)含量采用高氯酸水解-蒽酮比色法测定[15];碳水化合物(CHO)和非结构性碳水化合物(NSC)含量通过计算得出[16]。

1.3.3 CNCPS组分测定

CNCPS根据饲料在瘤胃中的降解特性将饲料中蛋白质分为NPN(以下在CNCPS中均称为PA)、真蛋白(PB)、不可利用蛋白(PC),根据降解速率又将PB分为快速降解蛋白(PB1)、中速降解蛋白(PB2)和慢速降解蛋白(PB3);将饲料中的CHO分为快速降解碳水化合物(CA)、中速降解碳水化合物(CB1)、慢速降解碳水化合物(CB2)和不可降解碳水化合物(CC)。各CNCPS组分含量按照Sniffen等[16]的方法进行计算。

1.4 数据统计与分析

试验数据应用SAS 9.4软件进行统计分析。在LSMEANS语句中包含用Tukey方法调整的PIDFF选项,以说明F检验显著时组间的多重比较。试验结果以平均值和均值标准误(SEM)表示,P<0.05表示差异显著。

2 结果

2.1 不同青贮添加剂和青贮时间对全株谷草青贮发酵指标的影响

由表2可知,青贮添加剂和青贮时间的交互作用对全株谷草青贮的pH、AN/TN、BA含量没有显著影响(P>0.05),但是对AA、PA、LA含量有显著影响(P<0.05)。XL、BL组的pH在各个青贮时间点均显著低于CK、HY组(P<0.05)。青贮45 d时,XL、BL组的AN/TN显著低于CK、HY组(P<0.05);青贮60、75、90 d时,XL、BL、HY组的AN/TN均显著低于CK组(P<0.05),其中XL组最低。青贮45、75 d时,BL、HY组的AA含量显著高于CK、XL组(P<0.05);青贮60 d时,CK组的AA含量显著低于其他3组(P<0.05);青贮90 d时,各组之间AA含量无显著差异(P>0.05)。BL组的PA和AA含量在各个青贮时间点均显著高于其他3组(P<0.05)。BA在所有青贮桶内都被检测出来,青贮60和75 d时,XL组的BA含量显著高于其他3组(P<0.05)。
表2 不同青贮添加剂和青贮时间对全株谷草青贮发酵指标的影响

Table 2 Effects of different silage additives and silage time on fermentation indexes of whole-plant millet silage

项目
Items		 组别 Groups 均值
标准误
SEM		 P值 P-value
CK XL BL HY 青贮添加剂
Silage
additive		 青贮时间
Silage
time		 青贮添加剂×
青贮时间
Silage additive×
silage time
pH
45 dA 5.17a 4.73b 4.44c 5.12a 0.07 <0.01
60 dB 4.85a 4.47b 4.28b 4.82a 0.08 <0.01
75 dB 4.91a 4.43b 4.28b 4.86a 0.04 <0.01
90 dB 4.94a 4.46b 4.39b 4.79a 0.06 <0.01
全期 Whole period 4.97a 4.52b 4.35c 4.90a 0.03 <0.01 <0.01 0.73
氨态氮/总氮 AN/TN/%
45 dC 3.42a 2.37b 2.58b 3.10a 0.14 <0.01
60 dB 3.89a 2.69d 2.87c 3.63b 0.04 <0.01
75 dA 4.12a 3.13c 3.21c 3.89b 0.04 <0.01
90 dA 4.18a 3.17d 3.26c 3.90b 0.02 <0.01
全期 Whole period 3.90a 2.84d 2.98c 3.63b 0.03 <0.01 <0.01 0.81
乙酸 AA/%DM
45 dD 0.75c 1.53b 1.68a 1.54a 0.07 <0.01
60 dC 0.86b 1.53a 1.76a 1.56a 0.08 0.02
75 dB 1.01c 1.59b 1.88a 1.81a 0.06 <0.01
90 dA 1.55 1.67 2.08 1.86 0.08 0.19
全期 Whole period 1.04d 1.49c 1.85a 1.69b 0.04 <0.01 <0.01 0.02
丙酸 PA/% DM
45 dB 0.03b 0.03b 0.05a 0.04b 0.00 <0.01
60 dA 0.03b 0.04b 0.10a 0.03b 0.01 <0.01
75 dA 0.03c 0.03c 0.10a 0.04b 0.01 <0.01
90 dA 0.03b 0.03b 0.12a 0.04b 0.01 <0.01
全期 Whole period 0.03b 0.03b 0.09a 0.04b 0.00 <0.01 <0.01 <0.01
丁酸 BA/% DM
45 d 0.03 0.03 0.03 0.03 0.00 0.47
60 d 0.03b 0.04a 0.03b 0.03b 0.00 0.02
75 d 0.03b 0.04a 0.03b 0.03b 0.00 0.04
90 d 0.03 0.03 0.03 0.03 0.00 0.38
全期 Whole period 0.03b 0.04a 0.03b 0.03b 0.00 <0.01 0.17 0.09
乳酸 LA/% DM
45 dB 1.65c 2.93b 4.54a 3.04b 0.04 <0.01
60 dA 1.95c 3.35b 4.94a 3.30b 0.04 <0.01
75 dB 1.84c 3.23b 4.79a 3.19b 0.04 <0.01
90 dB 1.71c 2.88b 4.53a 3.07b 0.03 <0.01
全期 Whole period 1.78c 3.09b 4.70a 3.10b 0.02 <0.01 <0.01 <0.01

同列数据肩标不同大写字母表示差异显著(P<0.05),相同或无大写字母表示差异不显著(P>0.05)。同行数据肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05),相同小写字母或无字母表示差异不显著(P>0.05)。全期为45~90 d。下表同。

In the same column, values with different capital letter superscripts mean significant difference (P<0.05), while with the same or no capital letter superscripts mean no significant difference (P>0.05). In the same row, values with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05), while with the same letter or no letter superscripts mean no significant difference (P>0.05). The whole period was 45 to 90 days. The same as below.

青贮45 d的pH显著高于青贮60、75、90 d(P<0.05),且青贮60 d后,pH趋于稳定。青贮45、60 d的AN/TN显著低于青贮75、90 d(P<0.05),且青贮75 d后,AN/TN趋于稳定。随着青贮时间的延长,AA含量显著升高(P<0.05)。青贮45 d的PA含量显著低于青贮60、75、90 d(P<0.05)。青贮60 d的LA含量显著高于青贮45、75、90 d(P<0.05)。

2.2 不同青贮添加剂和青贮时间对全株谷草青贮营养成分的影响

由表3可知,青贮添加剂和青贮时间的交互作用对全株谷草青贮的CP含量有显著影响(P<0.05),但对其他营养成分含量没有显著影响(P>0.05)。青贮45 d时,XL、BL、HY组的DM含量显著高于CK组(P<0.05);青贮75、90 d时,BL组的DM含量显著高于其他3组(P<0.05)。HY组的CP含量在各个青贮时间点均显著高于其他3组(P<0.05)。青贮45、60 d时,CK组的EE含量显著高于其他3组(P<0.05)。各组之间NDF、ADF、半纤维素含量在各个青贮时间点均无显著差异(P>0.05);但是从全期来看,XL组的NDF含量显著低于CK组(P<0.05),与BL、HY组无显著差异(P>0.05),CK组的NDF含量与BL、HY组也无显著差异(P>0.05);XL、BL、HY组的半纤维素含量显著低于CK组(P<0.05)。各组之间ADL、NDFIP、ADFIP含量在各个青贮时间点均无显著差异(P>0.05)。青贮45 d时,CK组的Starch含量显著高于其他3组(P<0.05);青贮60 d时,CK组的Starch含量显著高于XL、HY组(P<0.05);青贮90 d时,CK、XL组的Starch含量显著高于BL、HY组(P<0.05)。青贮45、75 d时,CK、HY组的SOLP含量显著高于XL、BL组(P<0.05);青贮60 d时,CK组的SOLP含量显著高于XL、BL组(P<0.05);青贮90 d时,CK组的SOLP含量显著高于XL、HY组(P<0.05)。青贮60 d时,HY组的NPN含量显著低于其他3组(P<0.05)。
表3 不同青贮添加剂和青贮时间对全株谷草青贮营养成分的影响

Table 3 Effects of different silage additives and silage time on nutritional components of whole-plant millet silage

项目
Items		 组别 Groups 均值
标准误
SEM		 P值 P-value
CK XL BL HY 青贮添加剂
Silage
additive		 青贮时间
Silage
time		 青贮添加剂×
青贮时间
Silage additive×
silage time
干物质 DM/%
45 dA 29.09b 29.69a 30.73a 29.80a 0.36 0.04
60 dB 27.47 27.71 28.36 28.06 0.31 0.22
75 dB 27.57b 27.63b 28.95a 28.01b 0.30 0.01
90 dB 27.30b 28.05b 29.10a 28.20b 0.29 <0.01
全期 Whole period 27.86c 28.27b 29.29a 28.52b 0.16 <0.01 <0.01 0.93
粗蛋白质 CP/% DM
45 dB 9.42c 9.86b 9.73bc 10.67a 0.14 <0.01
60 dA 11.30b 11.07b 11.33b 12.22a 0.11 <0.01
75 dC 11.10b 10.99b 11.02b 12.09a 0.09 <0.01
90 dC 11.31b 11.15b 10.88b 11.68a 0.12 <0.01
全期 Whole period 10.78b 10.77b 10.74b 11.66a 0.05 <0.01 <0.01 <0.01
粗脂肪 EE /% DM
45 dC 2.45a 2.22b 2.18b 2.13b 0.07 0.03
60 dA 3.48a 3.19b 3.19b 3.18b 0.07 0.03
75 dA 3.47 3.04 3.12 2.96 0.13 0.06
90 dB 3.04 3.12 2.99 2.81 0.12 0.35
全期 Whole period 3.11a 2.89b 2.87b 2.77b 0.05 <0.01 <0.01 0.57
中性洗涤纤维 NDF/% DM
45 dB 61.72 61.63 62.10 60.77 0.58 0.43
60 dAB 62.60 62.10 62.55 62.95 0.49 0.66
75 dA 63.94 61.92 62.99 63.89 0.58 0.09
90 dAB 64.31 62.04 61.14 62.25 1.04 0.20
全期 Whole period 63.14a 61.92b 62.19ab 62.47ab 0.35 0.10 0.01 0.23
酸性洗涤纤维 ADF/% DM
45 d 36.43 36.73 36.69 36.22 0.47 0.85
60 d 36.64 36.65 37.14 37.09 0.45 0.77
75 d 37.30 36.06 36.61 38.04 0.62 0.14
90 d 37.18 36.35 35.86 37.96 0.52 0.05
全期 Whole period 36.88 36.45 36.58 37.33 0.26 0.09 0.59 0.23
半纤维素 Hemicellulose/% DM
45 dB 25.29 24.90 25.41 24.69 0.20 0.11
60 dAB 25.96 25.45 25.41 25.86 0.28 0.39
75 dA 26.64 25.86 26.37 25.85 0.29 0.14
90 dAB 27.13 25.69 25.27 24.28 0.78 0.11
全期 Whole period 26.25a 25.47b 25.62b 25.14b 0.22 <0.01 <0.01 0.18
酸性洗涤木质素 ADL/% DM
45 dA 5.58 5.64 5.55 5.58 0.09 0.92
60 dAB 5.60 5.49 5.48 5.34 0.15 0.70
75 dB 5.39 5.13 5.27 5.44 0.16 0.43
90 dB 5.38 5.24 5.14 5.61 0.16 0.25
全期 Whole period 5.49 5.37 5.36 5.49 0.07 0.44 0.06 0.62
中性洗涤不溶蛋白 NDFIP/% DM
45 d 2.34 2.47 2.43 2.49 0.04 0.09
60 d 2.42 2.36 2.47 2.47 0.04 0.18
75 d 2.43 2.38 2.41 2.47 0.02 0.20
90 d 2.42 2.42 2.30 2.37 0.04 0.30
全期 Whole period 2.40 2.41 2.41 2.45 0.02 0.30 0.26 0.09
酸性洗涤不溶蛋白 ADFIP/% DM
45 d 1.80 1.85 1.81 1.87 0.02 0.09
60 d 1.77 1.86 1.88 1.77 0.04 0.20
75 d 1.93 1.87 1.91 1.85 0.03 0.35
90 d 1.87 1.79 1.91 1.84 0.03 0.25
全期 Whole period 1.84 1.84 1.88 1.83 0.01 0.36 0.06 0.10
淀粉 Starch/% DM
45 dA 2.58a 2.18b 2.05c 2.19b 0.04 <0.01
60 dB 2.18a 1.68b 1.95ab 1.88b 0.09 <0.01
75 dC 1.92 1.62 1.67 1.58 0.12 0.21
90 dC 1.95a 1.74a 1.37b 1.38b 0.09 <0.01
全期 Whole period 2.16a 1.80b 1.76b 1.76b 0.04 <0.01 <0.01 0.06
可溶性蛋白 SOLP/% CP
45 dC 61.82a 59.35b 59.62b 63.15a 0.52 <0.01
60 dA 67.76a 64.72b 65.66b 66.21ab 0.66 0.03
75 dB 66.76a 63.03b 63.35b 65.84a 0.78 <0.01
90 dB 66.63a 62.88c 64.32ab 63.73bc 0.80 0.02
全期 Whole period 65.74a 62.50b 63.24b 64.73a 0.35 <0.01 <0.01 0.14
非蛋白氮 NPN/% SOLP
45 dA 98.45 97.40 98.76 97.57 0.45 0.13
60 dB 98.44a 97.54a 98.26a 96.07b 0.46 <0.01
75 dC 93.53 94.78 94.51 94.11 0.67 0.59
90 dC 95.10 94.93 93.94 95.48 0.54 0.26
全期 Whole period 96.38 96.16 96.37 95.81 0.27 0.41 <0.01 0.13
青贮45 d的DM含量显著高于青贮60、75、90 d(P<0.05)。青贮45 d的CP含量显著高于青贮75、90 d(P<0.05),显著低于青贮60 d(P<0.05)。青贮60、75 d的EE含量显著高于青贮45、90 d(P<0.05)。青贮75 d的NDF和半纤维素含量显著高于青贮45 d(P<0.05)。青贮75、90 d的ADL含量显著低于青贮45 d(P<0.05)。青贮60、75、90 d的Starch含量显著低于青贮45 d(P<0.05)。青贮75、90 d的SOLP含量显著高于青贮45 d(P<0.05),显著低于青贮60 d(P<0.05)。青贮60、75、90 d的NPN含量显著低于青贮45 d(P<0.05)。

2.3 不同青贮添加剂和青贮时间对全株谷草青贮CNCPS组分的影响

由表4可知,在蛋白质组分中,青贮添加剂和青贮时间的交互作用对全株谷草青贮的PA、PB2、PB3、PC含量没有显著影响(P>0.05),但对PB1含量有显著影响(P<0.05)。青贮45、75 d时,CK、HY组的PA含量显著高于XL、BL组(P<0.05);青贮60、90 d时,CK组的PA含量显著高于其他3组(P<0.05)。青贮45 d时,XL组的PB1含量显著高于其他3组(P<0.05);青贮60 d时,HY组的PB1含量显著高于CK、BL组(P<0.05)。青贮45、75 d时,XL、BL组的PB2含量显著高于CK、HY组(P<0.05);青贮60、90 d时,XL、BL、HY组的PB2含量显著高于CK组(P<0.05)。青贮90 d时,CK、XL组的PB3含量显著高于BL组(P<0.05)。青贮45、75 d时,HY组的PC含量显著低于其他3组(P<0.05);青贮60 d时,XL、BL组的PC含量显著高于CK、HY组(P<0.05);青贮90 d时,BL组的PC含量显著高于XL、HY组(P<0.05)。
表4 不同青贮添加剂和青贮时间对全株谷草青贮蛋白质组分的影响

Table 4 Effects of different silage additives and silage time on protein components of whole-plant millet silage

项目
Items		 组别 Groups 均值
标准误
SEM		 P值 P-value
CK XL BL HY 青贮添加剂
Silage
additive		 青贮时间
Silage
time		 青贮添加剂×
青贮时间
Silage additive×
silage time
非蛋白氮 PA/% CP
45 dC 60.86a 57.81b 58.88b 61.61a 0.56 <0.01
60 dA 66.70a 63.12b 64.52b 63.59b 0.52 <0.01
75 dB 62.42a 59.75b 59.87b 61.96a 0.70 0.02
90 dB 63.36a 59.70b 60.43b 60.84b 0.81 0.03
全期 Whole period 63.34a 60.09c 60.92c 62.00b 0.33 <0.01 <0.01 0.11
快速降解蛋白 PB1/% CP
45 dC 0.96b 1.55a 0.74b 1.04b 0.11 <0.01
60 dB 1.06b 1.60ab 1.14b 2.19a 0.22 0.01
75 dA 3.73 3.29 3.48 3.78 0.30 0.56
90 dA 3.28 3.18 3.61 2.89 0.30 0.41
全期 Whole period 2.26 2.40 2.25 2.47 0.12 0.50 <0.01 0.02
中速降解蛋白 PB2/% CP
45 dA 13.31b 15.60a 15.36a 13.95b 0.50 <0.01
60 dB 10.80b 14.01a 12.53a 14.00a 0.64 <0.01
75 dA 11.97b 14.93a 14.76a 13.33b 0.68 0.02
90 dA 11.90b 15.45a 14.82a 15.93a 0.06 <0.01
全期 Whole period 12.00b 15.00a 14.37a 14.30a 0.33 <0.01 <0.01 0.16
慢速降解蛋白 PB3/% CP
45 dA 5.74 6.28 6.41 5.83 0.52 0.73
60 dB 5.75 4.46 5.20 5.74 0.50 0.25
75 dB 4.48 5.01 3.94 5.62 0.39 0.06
90 dB 4.94a 5.61a 3.64b 4.56ab 0.43 0.02
全期 Whole period 5.23 5.34 4.80 5.44 0.23 0.23 <0.01 0.06
不可利用蛋白 PC/% CP
45 dA 19.13a 18.77a 18.61a 17.57b 0.35 0.03
60 dC 15.69b 16.82a 16.62a 14.49b 0.44 <0.01
75 dB 17.40a 17.02a 17.95a 15.31b 0.21 <0.01
90 dB 16.53ab 16.07b 17.51a 15.77b 0.43 0.06
全期 Whole period 17.19a 17.17a 17.67a 15.79b 0.11 <0.01 <0.01 0.06
青贮75、90 d的PA含量显著高于青贮45 d(P<0.05),显著低于青贮60 d(P<0.05)。青贮60 d的PB1含量显著高于青贮45 d(P<0.05),显著低于青贮75、90 d(P<0.05)。青贮60 d的PB2含量显著低于青贮45、75、90 d(P<0.05)。青贮45 d的PB3含量显著低于青贮60、75、90 d(P<0.05)。青贮75、90 d的PC含量显著低于青贮45 d(P<0.05),显著高于青贮60 d(P<0.05)。
由表5可知,在CHO组分中,青贮添加剂和青贮时间的交互作用对全株谷草青贮的CHO、NSC、CA、CB1、CB2、CC含量均没有显著影响(P>0.05)。青贮45、60 d时,CK组的CHO含量显著高于其他3组(P<0.05)。青贮45 d时,BL组的CB1含量显著高于XL、HY组(P<0.05),显著低于CK组(P<0.05);青贮60 d时,CK组的CB1含量显著高于XL、HY组(P<0.05);青贮90 d时,CK、XL组的CB1含量显著高于BL、HY组(P<0.05)。各组之间NSC、CA、CB2、CC含量在各个青贮时间点均没有显著差异(P>0.05)。
表5 不同青贮添加剂和青贮时间对全株谷草青贮碳水化合物组分的影响

Table 5 Effects of different silage additives and silage time on carbohydrate components of whole-plant millet silage

项目
Items		 组别 Groups 均值
标准误
SEM		 P值 P-value
CK XL BL HY 青贮添加剂
Silage
additive		 青贮时间
Silage
time		 青贮添加剂×
青贮时间
Silage additive×
silage time
碳水化合物 CHO/% DM
45 dA 75.88a 74.69b 74.98b 74.43b 0.28 0.01
60 dB 73.93a 72.81b 72.43b 72.22b 0.32 0.01
75 dB 73.55 73.10 72.99 72.13 0.37 0.08
90 dC 72.82 72.19 71.94 72.19 0.41 0.38
全期 Whole period 74.05a 73.20b 73.08b 72.74b 0.19 <0.01 <0.01 0.75
非结构性碳水化合物 NSC/% CHO
45 dA 27.34 26.92 26.35 27.88 0.82 0.65
60 dB 25.01 24.70 23.94 23.07 0.78 0.33
75 dB 22.67 24.80 23.41 21.93 0.80 0.11
90 dB 21.69 24.06 24.90 24.27 1.39 0.40
全期 Whole period 24.18 25.12 24.65 24.29 0.37 0.53 <0.01 0.24
快速降解碳水化合物 CA/% CHO
45 dA 24.76 24.74 24.29 25.68 0.88 0.72
60 dB 22.83 23.02 21.98 21.20 0.78 0.35
75 dB 20.75 23.18 21.74 20.34 0.81 0.10
90 dB 19.74 22.33 23.52 22.89 1.38 0.27
全期 Whole period 22.02 23.32 22.89 22.53 0.49 0.30 <0.01 0.20
中速降解碳水化合物 CB1/% CHO
45 dA 2.58a 2.17c 2.05b 2.19c 0.04 <0.01
60 dB 2.18a 1.68b 1.95ab 1.88b 0.09 0.01
75 dC 1.92 1.62 1.67 1.58 0.12 0.22
90 dC 1.95a 1.74a 1.37b 1.38b 0.09 <0.01
全期 Whole period 2.16a 1.80b 1.76b 1.76b 0.04 <0.01 <0.01 0.06
慢速降解碳水化合物 CB2/% CHO
45 dB 55.02 54.97 55.88 54.12 0.96 0.65
60 dA 56.79 57.19 57.92 59.17 1.08 0.45
75 dA 59.74 58.36 59.24 59.97 0.76 0.47
90 dA 60.57 58.52 57.95 57.07 1.67 0.51
全期 Whole period 58.03 57.26 57.75 57.58 0.65 0.82 <0.01 0.48
不可降解碳水化合物 CC/% CHO
45 d 17.64 18.11 17.77 18.00 0.31 0.71
60 d 18.19 18.11 18.14 17.75 0.52 0.93
75 d 17.59 16.84 17.35 18.11 0.56 0.28
90 d 17.74 17.42 17.15 18.66 0.58 0.31
全期 Whole period 17.79 17.62 17.60 18.13 0.25 0.43 0.43 0.69
青贮60、75 d的CHO含量显著低于青贮45 d(P<0.05),显著高于青贮90 d(P<0.05)。青贮45 d的NSC和CA含量显著高于青贮60、75、90 d(P<0.05)。青贮60 d的CB1含量显著高于青贮75、90 d(P<0.05),显著低于青贮45 d(P<0.05)。青贮45 d的CB2含量显著低于青贮60、75、90 d(P<0.05)。

3 讨论

3.1 不同青贮添加剂和青贮时间对全株谷草青贮发酵指标的影响

青贮pH、有机酸含量、AN/TN是衡量青贮品质的重要指标,青贮过程中产生大量的有机酸,使pH迅速降低,抑制有害菌生长,将饲料的营养成分保存下来[17-18]。杨劲松等[19]在残次枣青贮中加入乳酸菌,研究发现随着青贮时间的增加,pH逐渐降低,在青贮60 d后基本保持稳定。本试验与上述结果一致,XL、BL组在各个青贮时间点的pH显著低于CK、HY组,可能的原因是额外添加乳酸菌的产酸效率更高,降低pH的能力更强。AA主要由异质型乳酸菌产生,能够抑制真菌活性,有效提高青贮有氧稳定性[20]。而LA主要是同质型乳酸菌发酵的产物,LA含量越高,说明青贮品质越优质[20]。吴征敏等[21]研究表明,在菠萝渣青贮中加入乳酸菌青贮添加剂在产酸方面要优于添加乳酸菌和纤维素酶复合制剂。这与本试验结果相一致,本试验BL组的AA和LA含量在各个青贮时间点均高于XL组,可能的原因是乳酸菌和纤维素酶竞争发酵底物导致。也有研究表明菌酶复合制剂提高青贮品质的能力强于菌制剂,这可能与菌酶制剂的配比和青贮底物的不同有关[22]。还有一种观点认为乳酸菌和纤维素酶存在一种拮抗作用,且浓度越高,拮抗作用越明显,但是这种拮抗作用的机制尚不明确[23]。沈雯[24]研究表明,枯草芽孢杆菌可以产生乳酸脱氢酶,将LA代谢成丙酮酸,造成LA含量下降,本试验与其结果一致。青贮在发酵过程中,一部分微生物繁殖时会消耗蛋白质,或者通过其他途径产生AN,AN含量越高,说明蛋白质被分解的越多[25-26]。付薇等[27]研究表明,复合乳酸菌能显著降低AN含量,与本试验结果一致,可能的原因是较低的pH营造的酸性环境抑制了有害菌的生长,并且降低了蛋白分解酶的活性,因此能够将蛋白质养分很好地保留下来。通过对发酵指标地分析,BL组青贮的pH降低得更快,AA和LA含量升高,并且AN/TN降低,发酵效果较好。刘彦斌[22]研究表明,青贮AA含量越高,有氧稳定性越好,因此综合考虑,可以适当延长青贮时间来保证青贮质量。

3.2 不同青贮添加剂和青贮时间对全株谷草青贮营养成分的影响

适宜的DM含量是获得优质青贮饲料的重要因素,一般来说,青贮中DM损失主要是有害微生物活动频繁,消耗了营养物质。苗芳等[28]在全株玉米青贮中加入乳酸菌添加剂,显著提高了青贮的DM含量,本试验结果与其研究结果一致。本试验中,BL组在各个青贮时间点的DM含量高于其他3组,其原因可能是全株谷草发酵底物充足,乳酸菌促进了底物发酵,加速了青贮酸化,抑制了有害微生物生长,减少了DM损失。随着青贮时间的延长,DM含量逐渐降低,在60 d后逐渐稳定,这与王志敬等[29]的研究结果一致,可能的原因是后期pH的下降,发酵微生物的活动受到限制,所以DM含量逐渐稳定。CP含量是评价粗饲料品质的关键指标。张洋[30]用产朊假丝酵母发酵稻草,发现能够显著提高其CP含量。本试验与上述结果一致,HY组的CP含量在各个青贮时间点均显著高于其他3组,可能的原因是微生物在繁殖过程中消耗了一部分可溶性糖等营养物质,导致CP含量上升[29]。饲料中的EE含量也是一个重要指标,青贮45、60 d时,XL、BL和HY组的EE含量均显著低于CK组。李菲菲等[31]研究发现,添加植物乳杆菌会降低青贮中的EE含量;而黄媛等[20]也发现,随着植物乳杆菌添加水平的增加,青贮中EE含量呈下降趋势,说明植物乳杆菌可利用EE。这与本试验中XL、BL组的EE含量变化趋势相同。而朱佳文等[11]和Yang等[32]的研究发现,枯草芽孢杆菌能够产生脂肪酶分解EE。本试验中HY组EE含量的减少可能是此原因导致的。杨红等[33]将干酪乳杆菌、干酪乳杆菌+纤维素酶加入羊草青贮中,结果发现羊草青贮的NDF、ADF含量显著降低。本试验研究结果与上述结果不符,可能是原料的分子结构和木质化程度有所不同。SOLP可以在瘤胃中被迅速降解,并且SOLP中主要成分是NPN[34]。本试验中,HY组的SOLP含量高的原因可能是枯草芽孢杆菌会产生蛋白酶,使一部分的蛋白质结构发生改变,增加SOLP含量[30]。从营养指标来看,随着青贮时间增加,BL组全株谷草青贮的DM含量升高,HY组的CP含量升高,青贮60 d后各营养指标基本稳定。本试验中,全株谷草在青贮60 d后营养成分和发酵指标均能达到良好状态,使得全株谷草青贮可以像玉米青贮一样成为优质粗饲料资源。

3.3 不同青贮添加剂和青贮时间对全株谷草青贮CNCPS组分的影响

CNCPS是将植物细胞成分和饲料营养成分与牛瘤胃降解特性结合在一起,可以动态反映蛋白质、CHO含量变化,从而科学地评价饲料营养价值[35]。PA可以被瘤胃中的微生物所利用合成微生物蛋白。赖玉娇等[36]研究发现,在紫花苜蓿中加入乳酸菌会降低PA占蛋白质的比例,说明乳酸菌可以降低青贮中蛋白质的降解,提高氮的利用率。本试验结果与上述结果相似,含有乳酸菌的XL、BL组在各个青贮时间点的PA含量显著低于CK组。从青贮时间上来看,PA含量呈先升后降的趋势,其原因可能与菌种的活跃程度有关。PB1是合成菌体蛋白的重要氮源之一。侯建建等[37]在苜蓿青贮中加入乳酸菌可以显著提高PB1含量。这与本试验结果略有不同,本试验只在青贮45、60 d时,XL组的PB1含量略有升高,其原因可能是乳酸菌种类和青贮底物不同所导致。PB2、PB3可以部分进入小肠,形成过瘤胃蛋白质,本试验加入乳酸菌后,显著提高了全株谷草青贮的PB2含量,对PB3含量几乎没有影响,与侯红雁等[38]研究结果一致,可能的原因是全株谷草青贮含水量较低,降低了PB2的分解。PC中有结合蛋白质,在瘤胃中不能被降解,其含量越少,利用性越高。侯红雁等[38]在半干苜蓿青贮中加入乳酸菌,显著降低了PC含量。本试验中,加入乳酸菌对PC含量的影响很小,但是HY组青贮45、75 d时的PC含量显著低于其他3组,原因可能是枯草芽孢杆菌产生的蛋白酶分解了一部分结合蛋白质,降低了PC含量[30]。公美玲[39]研究表明,青贮的蛋白质组分从60 d后保持稳定。本试验与上述结果不符,青贮蛋白质组分在75 d后才基本保持稳定,导致这种结果的原因还不明确,需要进一步的研究。
CHO是反刍动物重要的能量来源,饲料中CHO的营养价值取决于NSC含量[40]。CA组分主要是水溶性的CHO,可以在瘤胃中快速降解,CC为不可利用纤维,不能被反刍动物利用。赖玉娇等[36]在苜蓿青贮中加入乳酸菌,提高了CA含量,降低了CB2和CC含量。本试验结果与上述结果有部分不同,青贮添加剂只轻微改变了CHO和CB1含量,可能的原因是菌种不同和青贮底物不同导致。从青贮时间上来看,CHO组分在青贮60 d时即可达到稳定状态,可能的原因是青贮60 d以后pH不再变化,青贮内微生物活动达到稳定状态。

4 结论

① 青贮60 d时,全株谷草青贮的pH及LA、CHO含量达到稳定状态,而AA含量要到青贮90 d才达到峰值,因此建议全株谷草青贮最短启用时间为60 d。
② 各青贮添加剂都在一定程度上改善了全株谷草青贮的营养成分和发酵品质,降低了青贮期间的DM损失,综合来看,添加含有布氏乳杆菌、植物乳杆菌和戊糖片球菌的青贮添加剂(BL组)效果最佳。

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