Study of Nutritional Characteristics and Fermentation Quality of Vegetable Waste and Corn Stalk Mixed Silage

ZHANG Qinqin; ZHANG Yang; WANG Hucheng

doi:10.12418/CJAN2025.341

Chinese Journal of Animal Nutrition >

2025 , Vol. 37 >Issue 6: 4176 - 4187

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2025.341

RESEARCH PAPER

Study of Nutritional Characteristics and Fermentation Quality of Vegetable Waste and Corn Stalk Mixed Silage

ZHANG Qinqin ,
ZHANG Yang ,
WANG Hucheng ^,^*

Expand

State Key Laboratory of Herbage Improvement and Grassland Agro-Ecosystems, College of Pastoral Agriculture Science and Technology, Lanzhou University, Lanzhou 730000, China

* professor, E-mail: wanghuch@lzu.edu.cn

Received date: 2024-10-24

Online published: 2025-06-12

Fold

Abstract

This experiment was conducted to study the nutritional characteristics and fermentation quality of vegetable waste and corn stalk mixed silage. The experiment set 10 groups with 3 replicates in each group. The 4 types of vegetable waste (cauliflower, cabbage, zucchini and celery) along with corn stalk at a ratio of 2∶1 for silage, respectively, labeled as groups H, G, X and Q; meanwhile, the four types of vegetable waste were combined in pairs at a 1∶1 ratio, and the mixtures were mixed with corn stalk at a 2∶1 ratio for silage, respectively, labeled as groups HG, HX, HQ, GX, GQ and XQ. Through a comprehensive assessment of the fermentation characteristics, nutritional composition, main microbial numbers and mycotoxin contents of the silage, the optimal combination was screened out. The results showed as follows: 1) the crude protein (CP) and water soluble carbohydrates (WSC) contents of 4 types of vegetable waste were significantly higher than those of corn stalk (P<0.05), the lactic acid bacteria number of corn stalk was significantly higher than that of 4 types of vegetable waste (P<0.05). 2) The mixed silage sensory evaluation level of all groups reached level Ⅱ good and level Ⅰ excellent. 3) The mixed silage lactic acid (LA) content of group Q was the highest, and the mixed silage CP content of group G was the highest. The Escherichia coli was not detected in all groups. The V-Score score of all groups was above 80 good, in which group Q scored the highest (91.39); meanwhile, group Q had the highest grey correlation degree. To sum up, under the conditions of this experiment, the high-quality silage feed can be obtained by mixing celery vegetable waste with corn stalk at a ratio of 2∶1 for silage.

Key words： vegetable waste; corn stalk; mixed silage; fermentation quality

Cite this article

ZHANG Qinqin , ZHANG Yang , WANG Hucheng . Study of Nutritional Characteristics and Fermentation Quality of Vegetable Waste and Corn Stalk Mixed Silage[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2025 , 37(6) : 4176 -4187 . DOI: 10.12418/CJAN2025.341

开发非常规饲料,不仅可以拓宽饲料来源以缓解饲粮缺口,发展“节粮型”畜牧产业,还能减少资源浪费和环境污染,实现绿色高效养殖。据国家统计局数据显示,2023年我国蔬菜产量达82 868.11万t,占我国主要农作物总产量的21%,而蔬菜在采收、加工、流通和销售等过程中会产生很多根、茎、叶和果等尾菜,若不加以处理,不仅会对环境造成严重污染,还可能滋生大量细菌,威胁人类健康^[1]。尾菜中含有较高的水分、粗蛋白质(crude protein,CP)和可溶性碳水化合物(water soluble carbohydrates,WSC)^[2],其特性决定了它具备被充分利用的潜力,这不仅能够减少资源浪费,还能有效降低环境污染程度。若将尾菜进行饲料化处理,关键在于解决其高水分含量问题。研究表明,我国每天约有130万t蔬菜废弃物产生,而从全球来看,从收获到运送到消费者手中的过程中就有约1/3的蔬菜被丢弃^[3]。玉米秸秆是农业生产中的副产物,其水分含量低,CP和WSC含量也较低,资源化利用率较低,约33%被丢弃或者露天焚烧,约20%作为燃料,约15%被作为饲料,饲料化后仍然难以满足反刍动物营养需求^[4]。

我国农副产物中,尾菜和农作物秸秆的产量巨大,但因为缺乏相关配套技术,其饲料化程度较低,造成了巨大的资源浪费^[5]。由于新鲜的尾菜水分含量很高,无法长期保存^[6],而通过青贮技术将尾菜加工成青贮饲料,则能够实现长期保存的目的。然而,如果将尾菜和玉米秸秆分别单独青贮,效果可能不太理想^[7]。有研究表明,利用晾晒的方法,虽然能降低尾菜水分含量,但同时也导致了一些营养物质的流失^[8]。因此,将尾菜和玉米秸秆混合青贮是一种既能保证尾菜青贮成功又能减少尾菜营养流失的方法。混合青贮不仅大大提高了尾菜和玉米秸秆的开发利用率,同时也是生产非常规饲料的一种可行途径。基于此,利用上述2类潜在饲料资源的营养属性,将尾菜和玉米秸秆进行混合青贮,使其饲料化,既可以解决产业问题,也兼具生态效应。因此,本研究针对尾菜和玉米秸秆利用程度低、青贮加工技术缺乏等现实问题,以常见的尾菜为材料,通过深入研究其自身饲料特性以及与玉米秸秆进行混合青贮后的发酵品质,旨在为尾菜饲料化利用提供科技支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验用尾菜为2023年9月在甘肃省定西市香泉镇采集的花椰菜、甘蓝、西葫芦和芹菜,并在采集过程中进行了除杂处理。玉米秸秆为2023年在甘肃省定西市香泉镇自然风干的秸秆。

1.2 试验设计

试验共设10个组,每组3个重复。将4种尾菜分别以2∶1比例与玉米秸秆混合青贮,分别记为H组、G组、X组、Q组;将4种尾菜按1∶1比例两两混合后,再将混合物分别以2∶1比例与玉米秸秆混合青贮,分别记为HG组、HX组、HQ组、GX组、GQ组、XQ组。试验分组见表1。按照以上方式将尾菜与玉米秸秆以不同的比例混合后,用小麦麸皮将混合物的水分调至65%。将尾菜切碎至1 cm²左右,玉米秸秆长度铡至2~3 cm,将其充分混匀后装入标准高度为7.2 cm,内口径5.8 cm的青贮瓶中,压实,用保鲜膜封口,置于20 ℃环境中发酵60 d后拆封,分析相关指标。

表1 试验分组(鲜样基础)

Table 1 Experimental groups (FM basis)

组别 Groups	原料组合 Raw material combination	混合比例 Mixing ratio
H	花椰菜+玉米秸秆	2∶1
G	甘蓝+玉米秸秆	2∶1
X	西葫芦+玉米秸秆	2∶1
Q	芹菜+玉米秸秆	2∶1
HG	花椰菜+甘蓝+玉米秸秆	1∶1∶1
HX	花椰菜+西葫芦+玉米秸秆	1∶1∶1
HQ	花椰菜+芹菜+玉米秸秆	1∶1∶1
GX	甘蓝+西葫芦+玉米秸秆	1∶1∶1
GQ	甘蓝+芹菜+玉米秸秆	1∶1∶1
XQ	西葫芦+芹菜+玉米秸秆	1∶1∶1

1.3 指标测定

1.3.1 营养成分

原料和混合青贮饲料的营养成分测定:参考GB/T 6435—2014的方法测定干物质(dry matter,DM)含量;参考GB/T 6432—2018的方法测定CP含量,利用凯氏定氮仪测定;分别参考GB/T 20806—2022和NY/T 1459—2007的方法测定中性洗涤纤维(neutral detergent fiber,NDF)和酸性洗涤纤维(acid detergent fiber,ADF)含量,利用纤维分析仪测定;采用蒽酮-硫酸法^[9]测定WSC含量。

1.3.2 主要微生物数量

原料和混合青贮饲料的主要微生物数量测定:采用平板计数法对所有青贮样品中乳酸菌(lactic acid bacteria)、酵母菌(yeast)、霉菌(mold)和大肠杆菌(Escherichia coli)进行计数^[10]。在无菌环境下称取10 g新鲜的混合青贮饲料样品置于灭菌后的锥形瓶中,加入90 mL含0.85%氯化钠(NaCl)的灭菌生理盐水,在IRA0304152D型恒温摇床37 ℃中以250 r/min摇速摇动30 min。将振震荡好的样品从摇床中取出,立即放入超净工作台中,用移液枪移取100 μL菌悬液到含0.9 mL生理盐水的灭菌离心管中,反复吸打几次使菌液充分混匀,此时离心管中为10^-1梯度稀释液;重新更换枪头后从10^-1梯度稀释液中移取100 μL放入含有0.9 mL生理盐水的1.5 mL离心管中,再次反复吸打使菌液混合均匀,即为10^-2梯度稀释液;以此类推,制成10^-3、10^-4、10^-5梯度稀释液备用。取稀释后的稀释液200 μL,滴加于提前制备好的培养基上。乳酸菌用MRS琼脂培养基,置于厌氧培养箱(37 ℃,48 h)倒置培养;酵母菌和霉菌分别用马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)培养基和孟加拉红琼脂(RBA)培养基,置于恒温培养箱(28 ℃,5 d)倒置培养;大肠杆菌用紫红胆盐葡萄糖琼脂培养基,置于恒温培养箱(37 ℃,24 h)倒置培养。经过培养后的微生物在稀释过后产生30~300个菌落的情况下进行计数,并用log₁₀(CFU/g)表示菌落数。

1.3.3 霉菌毒素

对青贮前混合原料和部分混合青贮饲料进行黄曲霉毒素B₁(AFB₁)、呕吐毒素(DON)、玉米赤霉烯酮(ZEN)、伏马毒素B₁(FB₁)、赭曲霉毒素(OTA)和T2毒素(T2)含量的检测,用LD-L02型莱恩德霉菌毒素检测仪和莱恩德荧光定量快速检测卡进行测定。

1.3.4 混合青贮饲料感官评定

青贮60 d后,打开密封的青贮瓶,对10组混合青贮饲料进行感官评定。感官评价采用国际通用的德国国家农业协会(DLG)制定的感官评价方法^[11],对饲料进行拆封评定。该方法通过对混合青贮饲料的色泽、气味和质地进行打分,将混合青贮饲料分为一级优良(20~16分)、二级尚好(15~10分)、三级中等(9~5分)和四级腐败(4~0分)4个等级。

1.3.5 混合青贮饲料发酵品质

青贮60 d后,打开密封的青贮瓶,在超净台内采用四分法取样,对10组混合青贮饲料进行pH、氨态氮(ammonia nitrogen,AN)、有机酸等指标测定。

浸提液制备:用电子秤称取20 g混合青贮饲料样品,置于250 mL干净烧杯中,再加入180 mL蒸馏水,充分振荡后放入4 ℃冰箱中浸提24 h,然后经过定性滤纸过滤得到青贮浸提液。立即用pHSJ-3F型pH计测定pH,剩余浸提液保存至4 ℃冰箱内,用于氨态氮和有机酸含量的测定。

乳酸(lactic acid,LA)含量采用对羟基联苯比色法测定^[12],乙酸(acetic acid,AA)、丙酸(propanoic acid,PA)、丁酸(butyric acid,BA)含量参考白杰等^[13]和孙蕊等^[14]的方法,采用气相色谱仪(Agilent公司,美国)测定。氨态氮含量参考Broderick等^[15]的方法,采用苯酚-次氯酸比色法测定,并以氨态氮/总氮(AN/TN)表示。

青贮发酵品质初级评定选用V-Score评价体系^[16],该方法以AN/TN和挥发性脂肪酸(VFA)含量为指标评价发酵品质。青贮发酵品质综合评定参考吴璞^[10]的分析方法,首先对数据进行标准化处理,然后分析权重,在此基础上用Excel 2016计算灰色关联度,对灰色关联度相加后即为发酵品质的综合得分。

1.4 数据分析

采用Excel 2016软件对试验数据进行汇总和整理,使用SPSS 25.0软件对数据进行单因素方差分析(one-way ANOVA),并用Duncan氏法进行多重比较。结果以“平均值±标准差”表示。P<0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 混合青贮原料的营养特性和主要微生物数量

由表2可见,玉米秸秆的DM含量显著高于4种尾菜和麸皮(P<0.05)。花椰菜的CP含量为17.20%,显著低于其他3种尾菜(P<0.05);玉米秸秆和麸皮的CP含量显著低于4种尾菜(P<0.05)。玉米秸秆的NDF和ADF含量显著高于4种尾菜和麸皮(P<0.05)。4种尾菜的WSC含量显著高于玉米秸秆和麸皮(P<0.05)。玉米秸秆的乳酸菌数量显著高于4种尾菜和麸皮(P<0.05)。花椰菜、芹菜、玉米秸秆和麸皮的酵母菌数量分别为3.06、3.06、4.52和3.59 log₁₀(CFU/g),甘蓝和西葫芦中未检出酵母菌。霉菌和大肠杆菌仅在玉米秸秆中检出,其余混合青贮原料中未检出。

表2 混合青贮原料的营养特性主和要微生物数量

Table 2 Nutritional characteristics and main microbial numbers of mixed silage raw materials

项目 Items	尾菜Vegetable waste				玉米秸秆 Corn stalk	麸皮 Bran	P值 P-value
项目 Items	花椰菜 Broccoli	甘蓝 Cabbage	西葫芦 Zucchini	芹菜 Celery	玉米秸秆 Corn stalk	麸皮 Bran	P值 P-value
营养特性Nutritional characteristics/%
干物质DM	5.68±0.08^d	8.66±0.05^c	4.67±0.04^e	4.59±0.04^e	86.75±0.75^a	85.67±0.67^b	<0.001
粗蛋白质CP	17.20±0.20^c	26.32±0.32^a	26.06±0.05^a	23.38±0.07^b	4.53±0.01^d	2.86±0.02^e	<0.001
中性洗涤纤维NDF	28.67±2.75^d	31.31±0.23^c	24.40±0.19^e	25.00±0.24^e	68.10±0.01^a	39.51±0.07^b	<0.001
酸性洗涤纤维ADF	20.34±0.12^b	17.13±0.02^c	16.60±0.20^d	14.27±0.07^e	38.56±0.06^a	12.92±0.37^f	<0.001
可溶性碳水化合物 WSC	4.35±0.03^c	9.83±0.02^a	7.57±0.02^b	4.00±0.12^d	1.57±0.19^f	2.06±0.05^e	<0.001
主要微生物数量(鲜样基础) Main microbial numbers (FM basis)/[log₁₀/(CFU/g)]
乳酸菌LAB	4.25±0.05^c	4.04±0.05^d	3.12±0.10^f	3.24±0.08^e	5.19±0.04^a	4.63±0.06^b	<0.001
酵母菌Yeast	3.06±0.10	ND	ND	3.06±0.10	4.52±0.08	3.59±0.36
霉菌Mold	ND	ND	ND	ND	3.34±0.23	ND
大肠杆菌 Escherichia coli	ND	ND	ND	ND	3.06±0.10	ND

	同行数据肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05),相同或无字母表示差异不显著(P>0.05)。In the same row, values with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05), while with the same or no letter superscripts mean no significant difference (P>0.05).
	ND:未检出。表6和表7同。ND: not detected. The same as Table 6 and Table 7.

2.2 尾菜和玉米秸秆混合青贮的感官评价

由表3可见,青贮60 d后,H组、Q组、HX组和HQ组混合青贮的色泽接近原料原色(黄绿色),气味无丁酸臭味,有酸香味,茎叶构保存良好,感官评价等级为一级优良。G组、X组、HG组、GX组、GQ组和XQ组混合青贮的色泽接近原料原色(黄绿色),气味无丁酸臭味,有酸香味或酒香味,茎叶保持保存良好,感官评价等级为二级尚好。

表3 尾菜和玉米秸秆混合青贮的感官评价

Table 3 Sensory evaluation of vegetable waste and corn stalk mixed silage

组别 Groups	色泽评分 Color score	气味评分 Smell score	质地评分 Texture score	总分 Total score	等级 Level
H	黄绿色(2)	酸香味(12)	茎叶结构保存良好(2)	16	一级优良
G	黄绿色(2)	酸香味(12)	茎叶结构保存良好(2)	15	二级尚好
X	黄褐色(1)	酒香味(9)	茎叶结构保存良好(2)	12	二级尚好
Q	黄绿色(2)	酸香味(13)	茎叶结构保存良好(2)	17	一级优良
HG	黄绿色(2)	酒香味(9)	茎叶结构保存良好(2)	13	二级尚好
HX	黄绿色(2)	酸香味(13)	茎叶结构保存良好(2)	17	一级优良
HQ	黄绿色(2)	酸香味(12)	茎叶结构保存良好(2)	16	一级优良
GX	黄绿色(2)	酒香味(10)	茎叶结构保存良好(2)	14	二级尚好
GQ	黄绿色(2)	酸香味(11)	茎叶结构保存良好(2)	14	二级尚好
XQ	黄绿色(2)	酸香味(11)	茎叶结构保存良好(2)	15	二级尚好

2.3 尾菜和玉米秸秆混合青贮的发酵特性

由表4可见,各组之间混合青贮的AN/TN无显著差异(P>0.05),在1.77%~4.34%。Q组、HX组、HQ组和XQ组混合青贮的pH分别为4.06、4.12、4.10和4.04,显著低于其他组(P<0.05)。H组、X组、Q组、HG组、HX组、HQ组、GQ组和XQ组混合青贮的LA含量显著高于其他组(P<0.05)。G组和GX组混合青贮的AA含量高于其他组(P<0.05)。G组混合青贮的PA含量显著高于其他组(P<0.05)。G组和GQ组混合青贮的BA含量分别为0.005%和0.006%,显著高于H组、Q组、HX组、HQ组、XQ组(P<0.05)。

表4 尾菜和玉米秸秆混合青贮的发酵特性(干物质基础)

Table 4 Fermentation characteristics of vegetable waste and corn stalk mixed silage (DM basis)

项目 Items	pH	氨态氮/总氮 AN/TN/%	乳酸 LA/%	乙酸 AA/%	丙酸 PA/%	丁酸 BA/%
组别Groups
H	4.36±0.21^b	4.34±1.48	7.77±3.84^cd	2.03±0.91^b	0.01±0.00^b	0.001±0.000^c
G	4.74±0.10^a	2.77±1.13	2.53±0.04^e	4.06±2.02^a	0.08±0.03^a	0.005±0.000^ab
X	4.23±0.10^b	2.52±0.16	12.22±0.97^abc	2.37±0.37^b	0.01±0.00^b	0.002±0.000^bc
Q	4.06±0.12^c	3.23±1.28	16.52±1.38^a	1.31±0.08^b	0.01±0.00^b	0.001±0.000^c
HG	4.61±0.09^a	2.46±1.46	12.23±6.02^abc	2.12±0.65^b	0.03±0.02^b	0.002±0.000^bc
HX	4.12±0.15^c	3.68±0.81	12.32±3.11^abc	2.32±0.33^b	0.02±0.02^b	0.002±0.000^c
HQ	4.10±0.07^c	2.53±0.04	13.20±1.37^abc	2.13±0.24^b	0.03±0.03^b	0.001±0.000^c
GX	4.77±0.20^a	1.77±0.83	3.03±0.06^e	4.00±1.16^a	0.01±0.00^b	0.002±0.000^bc
GQ	4.75±0.06^a	3.40±0.68	10.29±3.97^bc	2.42±1.14^b	0.01±0.01^b	0.006±0.000^ab
XQ	4.04±0.10^c	2.20±1.32	13.85±1.94^ab	1.41±0.03^b	0.01±0.00^b	0.001±0.000^c
P值P-value	<0.001	0.172	<0.001	0.016	<0.001	0.032

	同列数据肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05),相同或无字母表示差异不显著(P>0.05)。下表同。
	In the same column, values with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05), while with the same or no letter superscripts mean no significant difference (P>0.05). The same as below.

2.4 尾菜和玉米秸秆混合青贮的营养成分

由表5可见,各组之间混合青贮的DM含量无显著差异(P>0.05)。H组混合青贮的CP含量显著低于其他组(P<0.05);G组混合青贮的CP含量最高,为10.98%,这与原料特性中花椰菜尾菜CP含量最低、甘蓝尾菜CP含量最高的结果一致。GX组混合青贮的NDF含量最高,为60.06%,显著高于X组、Q组、GQ组、XQ组(P<0.05)。XQ组混合青贮的ADF含量最高,为41.91%,显著高于X组、Q组、HG组、HX组、GQ组(P<0.05)。Q组和HQ组混合青贮的WSC含量显著高于其他组(P<0.05)。

表5 尾菜和玉米秸秆混合青贮的营养成分

Table 5 Nutrients of vegetable waste and corn stalk mixed silage %

项目 Items	干物质 DM	粗蛋白质 CP	中性洗涤纤维 NDF	酸性洗涤纤维 ADF	可溶性碳水化合物 WSC
组别Groups
H	38.78±0.80	6.52±0.34^d	58.72±2.26^abc	38.81±2.36^abc	0.32±0.02^d
G	39.98±0.36	10.98±0.86^a	58.31±0.39^abc	41.74±0.48^a	0.42±0.03^c
X	39.66±0.37	9.31±0.65^bc	54.35±1.02^de	33.75±1.11^d	0.68±0.01^b
Q	39.48±1.27	9.13±0.09^c	52.47±0.14^e	34.91±1.72^cd	0.87±0.06^a
HG	39.31±0.57	10.82±0.62^ab	57.53±1.87^abc	34.83±0.34^cd	0.25±0.02^e
HX	38.75±1.30	9.17±1.67^c	57.39±2.14^abc	34.75±0.15^cd	0.65±0.05^b
HQ	38.52±0.99	9.42±1.42^bc	59.62±1.72^ab	40.33±2.67^ab	0.85±0.06^a
GX	39.72±0.85	10.16±0.08^abc	60.06±0.49^a	39.20±0.47^ab	0.39±0.02^c
GQ	37.83±0.86	10.31±0.53^abc	56.30±1.60^cd	37.75±1.13^bc	0.45±0.02^c
XQ	39.43±0.30	9.13±0.10^c	56.67±1.24^bcd	41.91±2.44^a	0.66±0.01^b
P值P-value	0.121	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001

	除干物质外,其余营养成分含量均为干物质基础。
	Except for dry matter, the contents of other nutrients were based on dry matter.

2.5 尾菜和玉米秸秆混合青贮的主要微生物数量

由表6可见,HQ组混合青贮的乳酸菌数量显著高于其他组(P<0.05)。H组混合青贮的酵母菌数量最低,为4.56 log₁₀(CFU/g);HX组混合青贮的酵母菌数量最高,为5.93 log₁₀(CFU/g)。H组、X组、Q组、HQ组和GQ组混合青贮中检出了霉菌,各组中均未检出大肠杆菌。

表6 尾菜和玉米秸秆混合青贮的主要微生物数量(鲜样基础)

Table 6 Main microbial numbers of vegetable waste and corn stalk mixed silage (FM basis) log₁₀(CFU/g)

项目 Items	乳酸菌 Lactic acid bacteria	酵母菌 Yeast	霉菌 Mold	大肠杆菌 Escherichia coli
组别Groups
H	4.06±0.08^fg	4.56±0.05^e	1.00±1.73	ND
G	3.74±0.14^h	4.89±0.02^de	ND	ND
X	3.90±0.05^gh	4.87±0.11^de	2.00±1.76	ND
Q	4.61±0.02^c	5.07±0.04^cde	1.38±2.38	ND
HG	4.23±0.06^ef	5.61±0.60^abc	ND	ND
HX	4.11±0.19^f	5.93±0.38^a	ND	ND
HQ	6.15±0.10^a	5.76±0.64^ab	1.00±1.73	ND
GX	5.08±0.05^b	5.13±0.44^bcde	ND	ND
GQ	4.46±0.09^cd	5.36±0.44^abcd	0.90±1.56	ND
XQ	4.30±0.14^de	5.88±0.04^a	ND	ND
P值P-value	<0.001	<0.001

2.6 尾菜和玉米秸秆混合青贮的霉菌毒素含量

由表7可见,发酵前,所有混合青贮的AFB₁、DON、ZEN、FB1、OTA和T2含量均未超标。X组、Q组、HG组、HQ组和GQ组混合青贮中未检出AFB₁。H组、G组、HG组、HQ组、GX组和XQ组混合青贮中均未检出DON。Q组混合青贮中ZEN含量最高,为197.13 μg/kg;HG组混合青贮中ZEN含量最低,为25.18 μg/kg。H组、Q组和HQ组混合青贮中未检出FB₁。各组混合青贮中均未检出OTA和T2。

表7 发酵前、后尾菜和玉米秸秆混合青贮的霉菌毒素含量

Table 7 Contents of mycotoxins in vegetable waste and corn stalk mixed silage before and after fermentation μg/kg

项目 Items	黄曲霉毒素B₁ AFB₁		呕吐毒素DON		玉米赤霉烯酮ZEN		伏马毒素B₁ FB₁		赭曲霉毒素OTA		T2毒素T2
项目 Items	发酵前 Before fermentation	发酵后 After fermentation	发酵前 Before fermentation	发酵后 After fermentation	发酵前 Before fermentation	发酵后 After fermentation	发酵前 Before fermentation	发酵后 After fermentation	发酵前 Before fermentation	发酵后 After fermentation	发酵前 Before fermentation	发酵后 After fermentation
组别Groups
H	4.80	<4.00	<100.00	114.37	58.03^f	43.18	<100.00	<100.00	<4.00	<4.00	<10.00	<10.00
G	7.30	ND	<100.00	ND	74.02^e	ND	0.17	ND	<4.00	ND	<10.00	ND
X	<4.00	<4.00	134.03	390.66	110.14^d	25.51	117.99	<100.00	<4.00	<4.00	<10.00	<10.00
Q	<4.00	4.74	111.78	142.89	197.13^a	93.50	<100.00	<100.00	<4.00	<4.00	<10.00	<10.00
HG	<4.00	ND	<100.00	ND	25.18^h	ND	0.18	ND	<4.00	ND	<10.00	ND
HX	8.16	ND	687.18	ND	184.88^b	ND	0.22	ND	<4.00	ND	<10.00	ND
HQ	<4.00	<4.00	<100.00	<100.00	174.58^c	68.24	<100.00	715.76	<4.00	<4.00	<10.00	<10.00
GX	5.82	ND	<100.00	ND	52.81^fg	ND	0.21	ND	<4.00	ND	<10.00	ND
GQ	<4.00	<4.00	123.27	119.88	52.41^g	58.56	164.49	712.17	<4.00	<4.00	<10.00	<10.00
XQ	7.40	ND	<100.00	ND	74.60^e	ND	1.44	ND	<4.00	ND	<10.00	ND
P值P-value					<0.001

	<4.00、<100.00、<10.00代表仪器检测最低限分别为4.00、100.00、10.00 μg/kg,即未检出。
	<4.00, <100.00 and <10.00 indicated that the instrument detection minimums were 4.00, 100.00 μg/kg and 10.00 μg/kg, respectively, that was not detection.

发酵后,所有混合青贮的AFB₁、DON、ZEN、FB₁、OTA和T2含量也均未超标。H组、X组、HQ组和GQ组混合青贮中均未检出AFB₁。HQ组混合青贮中未检出DON。Q组混合青贮中ZEN最高,为93.50 μg/kg;X组混合青贮中ZEN最低,为25.51 μg/kg。H组、X组和Q组混合青贮中未检出FB₁。各组混合青贮中均未检出OTA和T2。

2.7 尾菜和玉米秸秆混合青贮的发酵品质评定

由表8可见,各组混合青贮的V-Score评分无显著差异(P>0.05),V-Score评分从高到低依次为Q组>H组>XQ组>GQ组>HQ组>HX组>GX组>HG组>X组>G组。混合青贮的青贮品质综合评价中,本试验将4种尾菜分别以2∶1比例以及4种尾菜1∶1比例两两组合后再以2∶1比例与玉米秸秆混合青贮的青贮样品作为一个灰色系统,以pH、AN/TNA、LA、AA、PA、BA、乳酸菌、酵母菌、霉菌、大肠杆菌、DM、CP、ADF、NDF、WSC为该灰色系统中的各因素。根据实际生产情况,把所有样品的发酵参数和营养成分的最优值结合构成一个理想的参考样本,将原始数据无量纲化处理后,求出其与理想参考样本之间的灰色关联度。各组中,青贮品质的灰色关联度及排序从高到低依次为Q组>X组>HQ组>XQ组>HX组>HG组>H组>GX组>GQ组>G组,从发酵品质看,Q组为最佳组合,X组次之。

表8 尾菜和玉米秸秆混合青贮的发酵品质评定

Table 8 Fermentation quality evaluation of vegetable waste and corn stalk mixed silage

项目Items	V-Score评分V-Score score	灰色关联度Grey correlation degree	排序Rank
组别Groups
H	90.94±2.17	1.16	7
G	89.60±0.12	0.85	10
X	89.80±0.16	1.73	2
Q	91.39±0.65	2.09	1
HG	89.84±0.08	1.34	6
HX	89.87±0.09	1.47	5
HQ	89.89±0.10	1.62	3
GX	89.85±0.06	1.12	8
GQ	90.47±1.93	1.04	9
XQ	90.57±0.27	1.57	4
P值P-value	0.370

3 讨论

3.1 尾菜和玉米秸秆混合青贮对发酵特性的影响

青贮饲料的pH和有机酸含量是评价青贮品质的关键性指标^[17-20],有研究指出,优质的青贮pH应低于4.0,品质良好的青贮pH在4.1~4.3,一般品质的青贮pH在4.4~5.0,而品质较差的青贮pH则高于5.0^[8,21]。在本研究中,H组、Q组、HX组和HQ组混合青贮的感官评价等级为一级优良,而G组、X组、HG组、GX组、GQ组和XQ组混合青贮的感官评价等级为二级尚好,所有组的pH均未达到优质青贮的标准(pH低于4.0)。

这可能是由于尾菜的CP含量较高,增强了尾菜青贮的缓冲能力,导致pH下降速度慢,与梁小玉等^[21]研究相似。优质青贮饲料的AN/TN应小于10%,LA/AA应高于2∶1,BA含量应低于0.1%^[22]。本研究中,各组混合青贮的AN/T均小于10%,与戚如鑫^[8]、万学瑞等^[20]的结果一致;除G组和GX组外,其他组的LA/AA均高于2∶1,这可能是因为G组和GX组的发酵类型为异型发酵,异型发酵是异型发酵乳酸菌,如布氏乳杆菌,在发酵时能将LA分解成丙二醇和AA;各组的BA含量均低于0.1%,符合优质青贮的标准。

3.2 尾菜和玉米秸秆混合青贮对营养成分的影响

水分含量是决定青贮成功与否的关键因素之一,通常,青贮原料的适宜水分含量应保持在65%~75%^[23]。本研究中,4种尾菜的水分含量较高,而玉米秸秆和麸皮的水分含量较低,因此,将尾菜与玉米秸秆和麸皮混合青贮,能够有效降低尾菜过高的水分含量,从而保证青贮发酵的顺利进行。此外,在青贮发酵过程中,WSC含量也至关重要。通常,WSC的适宜含量为2.5%~3.5%^[6]。本研究中,玉米秸秆和麸皮的WSC含量较低,分别为1.57%和2.06%,而4种尾菜的WSC含量相对较高,分别为4.35%、9.83%、7.57%和4.00%。由此推测,将尾菜与玉米秸秆及麸皮混合青贮,既能降低尾菜的水分含量,又能提供充足的发酵底物,可能达到理想的青贮发酵效果。

在青贮饲料的营养价值评定中,CP、ADF和NDF是重要指标。较高的CP含量有利于提升青贮品质,而NDF和ADF的含量越高,则越不利于饲料的消化,可能会降低动物的采食量^[8]。本研究中,各组混合青贮的CP含量在6.52~10.98%,NDF含量在55.35%~63.25%,ADF含量在35.53%~44.15%。这与杨道兰等^[24]研究结果有所不同,本研究中CP含量相对较低,NDF和ADF含量相对较高,可能是由于本研究是在鲜样基础上将原料进行混合,尾菜水分含量很高,DM含量很低,而玉米秸秆则相反,将营养成分换算至DM基础,就会导致混合青贮的CP含量较低,NDF和ADF含量较高。

3.3 尾菜和玉米秸秆混合青贮对主要微生物数量的影响

有研究表明,青贮饲料的成功发酵至少需要5.0 log₁₀(CFU/g)的乳酸菌数量^[6]。本研究中,4种尾菜自身附生的乳酸菌数量均低于这一标准,而玉米秸秆自身附生的乳酸菌数量为5.19 log₁₀(CFU/g)。因此,将尾菜和玉米秸秆混合青贮,不仅有助于提高原料中的乳酸菌数量,也能进一步确保尾菜和玉米秸秆混合青贮的发酵质量。本研究中的玉米秸秆原料表面附生霉菌,H组、X组、Q组、HQ组和GQ组中检测到了霉菌,但其他组未检测到霉菌,这可能与青贮调制过程中的青贮条件、压实度和密封性有关,良好的青贮条件会导致青贮饲料青贮过程中乳酸菌占主导地位,使得pH迅速降低,进而抑制霉菌产生;而较差的压实度和密封性,则会导致霉菌的产生^[25]。青贮饲料中的有害菌,如大肠杆菌,会分解饲料中的蛋白质,导致其营养品质下降,从而降低饲料适口性^[26]。本研究所有组中均未检出大肠杆菌,表明饲料蛋白质在青贮过程中得到了有效保存。

3.4 尾菜和玉米秸秆混合青贮对霉菌毒素含量的影响

饲料安全指的是饲料中不含有害物质,能够避免对动物的生理健康造成危害,并且不会在畜产品中残留有毒有害物质^[27-28]。在青贮饲料生产过程中,原料的安全性是其能否在实际生产中应用的基础。因此,本研究对青贮前混合原料进行了AFB₁、DON、ZEN、FB₁、OTA和T2的检测,结果表明,各组混合青贮在发酵前AFB1含量均不超过30 μg/kg,DON含量均不超过5 mg/kg,ZEN含量均不超过1 mg/kg,FB₁含量均不超过60 mg/kg,OTA含量均不超过100 μg/kg,T2含量均不超过0.5 mg/kg,这些霉菌毒素的含量均符合我国《饲料卫生标准》(GB 13078—2017)。霉菌毒素是某些霉菌在青贮过程中生长繁殖而产生的有毒二次代谢产物,这些霉菌毒素对家畜危害很大^[29]。为进一步确保饲料安全,本研究还检测了有霉菌的各组中以上霉菌毒素含量,结果显示,这些霉菌毒素含量依然未超标,进一步表明本研究各组的青贮饲料均对动物健康有一定的保障。

3.5 尾菜和玉米秸秆混合青贮对发酵品质的影响

对青贮饲料进行发酵品质评定的方法有很多,许多研究通过发酵指标,例如LA、AA、BA、AN/TN等,来评定青贮饲料发酵品质。然而,这种评定方法只通过发酵指标评定,未考虑到青贮原料自身营养成分的变化^[30]。也有人通过V-Score、隶属函数等方法对青贮饲料进行综合评定^[31-32],但是这些方法同样存在一定局限性,均未能全面考虑所有相关因素。在青贮饲料发酵品质评价的过程中,每个指标对发酵品质的重要性均不同,各指标的权重分配也会影响最终的评价结果。本研究对青贮饲料发酵品质的初级评定采用V-Score方法,同时,为解决这些不足,本研究又采用了灰色关联度分析方法,对青贮饲料发酵品质进行综合评定,这可以使评价结果更加客观和全面。

初级评定结果显示,所有组的V-Score评分均在80分以上,达到良好等级,表明发酵品质较佳。灰色关联度分析综合评定得分,可以准确反映青贮饲料的整体发酵品质,得分越高,说明发酵品质越好,反之则越差。在本研究中,4种尾菜以不同比例与玉米秸秆混合青贮的样品视为一个灰色系统,并将pH、AN/TNA、LA、AA、PA、BA、乳酸菌、酵母菌、霉菌、大肠杆菌、DM、CP、NDF、ADF、WSC等作为该灰色系统中的各个因素,综合评定结果显示,Q组发酵品质最佳,其次为X组。

4 结论

在本试验条件下,将尾菜与玉米秸秆混合青贮可以有效地保存原料的营养成分,其中将芹菜尾菜和玉米秸秆以2∶1混合青贮组的混合青贮色泽呈黄绿色,有酸香味,茎叶结构保存良好,LA含量最高,pH低,青贮效果较为理想,同时霉菌毒素含量符合国家标准。

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