Chinese Journal of Animal Nutrition >

2025 , Vol. 37 >Issue 11: 7657 - 7670

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2025.622

RESEARCH PAPER

Effects of Wheat Bran and Silage Additives on Fermentation Quality of Bamboo Shoot Shell Wrapped Silage and Digestion and Metabolism in Hu Sheep

  • LIU Yuan , 1, 2 ,
  • XU Qian 1, 2 ,
  • CAI Wei 3 ,
  • CHEN Xiang 3 ,
  • QIU Zhenlan 4 ,
  • TANG Zixi 5 ,
  • WU Xianfeng 1, 2 ,
  • LI Wenyang , 1, 2, *
Expand
  • 1 Institute of Animal Husbandry and Veterinary, Fujian Academy of Agricultural Science, Fuzhou 350013, China
  • 2 Fujian Key Laboratory of Animal Genetics and Breeding, Fuzhou 350013, China
  • 3 Fujian Youxi Animal Husbandry Station, Sanming 365100, China
  • 4 Fujian Youxi Veterinary Epidemic Disease Control and Prevention Center, Sanming 365100, China
  • 5 Youxi Xinsheng Animal Husbandry Co., Ltd., Sanming 365100, China
*professor, E-mail:

Received date: 2025-03-25

  Online published: 2025-11-14

Fold

Abstract

In order to provide a reference for improving the utilization of bamboo shoot shells (BSS) as feed, this experiment was conducted to investigate the effects of wheat bran and silage additives on the nutrient content, fermentation quality, aerobic stability of BSS wrapped silage, as well as on the growth performance and digestion and metabolism of Hu sheep, through wrapped silage trial and Hu sheep feeding trial. The BSS wrapped silage trial adopted a two-factor experimental design. Factor A was the wheat bran addition level, with three levels: 0 (A0), 5% (A5), and 10% (A10). Factor B was the silage additives, with four levels: no silage additives control (B0), 0.02% cellulase (B1), 1% composite bacterial solution (B2), and 0.02% cellulase+1% composite bacterial solution (B3). According to the experimental design, 12 groups were established: groups A0B0, A0B1, A0B2, A0B3, A5B0, A5B1, A5B2, A5B3, A10B0, A10B1, A10B2, and A10B3. Twelve bags of BSS wrapped silage were produced for each group. After 45 days of ensiling, three bags were randomly selected from each group for unsealing to determine fermentation quality and aerobic stability. The remaining BSS wrapped silage were used for the Hu sheep feeding trial. A total of 72 healthy Hu sheep aged approximately 5 months were selected and randomly divided into 12 groups, with 6 sheep per group (half male and half female). Each sheep was housed individually in a digestion metabolism cage as a single replicate. During the trial, the sheep were supplemented with 200 g of concentrate daily and allowed ad libitum access to BSS wrapped silage processed differently according to their respective groups. The experiment lasted 25 days, including a 10-day adaptation period and a 15-day formal trial period. During the last 5 days of the formal trial, a digestion and metabolism trial was conducted using the total collection method of feces and urine. The results showed as follows: 1) with the increase of wheat bran addition level, the dry matter (DM) and crude protein (CP) contents of BSS wrapped silage significantly increased (P<0.05), while the neutral detergent fiber (NDF) and acid detergent fiber (ADF) contents significantly decreased (P<0.05). In contrast, silage additives had no significant effects on the above nutrient contents (P>0.05). The dry matter recovery (DMR), crude protein recovery (CPR), and acid detergent fiber recovery (ADFR) of the BSS wrapped silage significantly improved with increasing wheat bran addition level (P<0.05). Silage additives significantly affected DMR, neutral detergent fiber recovery (NDFR), and ADFR (P<0.05), with the addition of 0.02% cellulase showing the optimum effect. 2) With the increase of wheat bran addition level, the pH, ammonia nitrogen (NH3-N) and butyric acid contents of the BSS wrapped silage significantly decreased (P<0.05), while the lactic acid and acetic acid contents significantly increased (P<0.05); however, the aerobic stability time was significantly reduced (P<0.05). Silage additives only significantly affected the ammonia nitrogen and propionic acid content of the BSS wrapped silage (P<0.05). 3) As the wheat bran addition level increased, the average daily feed intake (ADFI) of Hu sheep for the BSS wrapped silage significantly increased (P<0.05), and both nitrogen intake and nitrogen retention also significantly increased (P<0.05). Silage additives significantly affected the ADFI of BSS wrapped silage, nitrogen intake, and nitrogen retention of Hu sheep (P<0.05). The addition of 0.02% cellulase resulted in relatively higher ADFI, nitrogen intake, and nitrogen retention of Hu sheep. In summary, the addition of wheat bran and silage additives during the ensiling of BSS can improve the fermentation quality of the BSS wrapped silage and promote the feed intake of Hu sheep. The improvement in nutritional quality and fermentation quality of the BSS wrapped silage are more pronounced with wheat bran addition than with silage additives. Adding 10% wheat bran can obtain high-quality BSS wrapped silage, and the further addition of 0.02% cellulase can enhance its feeding value for Hu sheep.

Key words： bamboo shoot shell; wheat bran; silage additives; wrapped silage; fermentation quality; aerobic stability; Hu sheep; digestion and metabolism

Cite this article

LIU Yuan , XU Qian , CAI Wei , CHEN Xiang , QIU Zhenlan , TANG Zixi , WU Xianfeng , LI Wenyang . Effects of Wheat Bran and Silage Additives on Fermentation Quality of Bamboo Shoot Shell Wrapped Silage and Digestion and Metabolism in Hu Sheep[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2025 , 37(11) : 7657 -7670 . DOI: 10.12418/CJAN2025.622

笋壳(bamboo shoot shell,BSS)是竹笋(Bambuseae spp.)加工后的副产物,主要包含不可食用的外壳和笋蔸。笋壳中粗蛋白质(CP)含量为8.12%~12.76%,经适当加工处理后可用于饲喂反刍动物,其饲用营养价值高于稻草、玉米秆等秸秆类粗饲料[1]。据估算,我国每年产生超过3 000万t的新鲜笋壳,成为笋竹产区的重要污染源,对生态环境造成威胁[2]。笋壳的饲料化利用对减轻竹笋加工产业环境污染以及降低反刍动物养殖饲料成本具有积极意义[3-4]。笋壳的含水量通常超过85%,极易腐败变质,研究笋壳加工贮存工艺是提高其饲料转化效率的基础[5]。研究表明,在真空袋(1~3 kg)或小容量发酵罐、窖等试验条件下,笋壳与适量的稻草、稻壳、麦麸和玉米粉等物料混合后青贮,可获得品质优良的青贮笋壳[5-8];添加菌制剂、酶制剂、有机酸等青贮添加剂也能显著改善笋壳的青贮品质[9-13]。
在生产中,大容量窖贮和裹包青贮是笋壳饲料化利用的主要加工方式,其中裹包青贮具有取用方便、贮存灵活且易于运输等优势,已成为备受青睐的笋壳保存技术。但目前有关笋壳裹包青贮的研究较少,指导生产实践中笋壳裹包青贮品质改良的参考数据十分有限。鉴于此,本研究以新鲜笋壳为原料,整合现有改良笋壳青贮品质的主要方法,采用生产中的拉伸膜裹包青贮技术制作笋壳裹包青贮,评价麦麸和青贮添加剂对笋壳裹包青贮发酵品质和有氧稳定性的影响,并通过消化代谢试验探究湖羊对不同处理方式所得笋壳裹包青贮的利用效率,旨在为提升笋壳在湖羊生产中的利用效果提供理论依据与数据支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

裹包青贮原料笋壳来源于鲜食型马蹄笋,由宁德市古田县龙林牧业发展有限公司提供,将鲜样粉碎至2~3 cm备用;麦麸为市售产品。笋壳和麦麸的营养物质含量见表1。
表1 笋壳和麦麸的营养物质含量(干物质基础)

Table 1 Nutrient contents of BSS and wheat bran (DM basis)%

项目
Items		 干物质(鲜样基础)
DM (fresh
sample basis)		 可溶性碳
水化合物
WSC		 粗蛋白质
CP		 中性洗
涤纤维
NDF		 酸性洗
涤纤维
ADF		 粗灰分
Ash
笋壳BSS 16.07 5.24 11.37 62.02 37.79 6.33
麦麸Wheat bran 91.14 7.51 17.65 29.46 11.22 5.81
试验所用青贮添加剂包括纤维素酶(10 000 U/g,福州佰泉生物技术有限公司)、黑曲霉菌(1.5×1010 CFU/g,上海颖心实验室设备有限公司)、热带假丝酵母(3.0×109 CFU/g,广州德为生物科技有限公司)、枯草芽孢杆菌(8.0×105 CFU/g,广州德为生物科技有限公司)和植物乳杆菌(1.0×109 CFU/g,山东宝来利来生物工程股份有限公司)。各种菌剂分别进行接种培养基活化后扩大培养,并将菌悬液浓度调为≥109 CFU/mL后备用。在笋壳进行裹包青贮时按照王音等[14]报道的比例将各菌剂配制成复合菌液(黑曲霉菌∶枯草芽孢杆菌∶热带假丝酵母∶植物乳杆菌=5∶1∶2∶2)进行添加。
试验动物为72只5月龄左右健康湖羊[公母各占1/2,体重(23.42±2.72) kg],由福建省农业科学院渔溪肉羊试验基地自繁自养。

1.2 笋壳裹包青贮试验

1.2.1 试验设计

采用双因素试验设计,A因素为麦麸添加量,设置0(A0)、5%(A5)、10%(A10)3个水平;B因素为青贮添加剂,设置无青贮添加剂对照(B0)、0.02%纤维素酶(B1)、1%复合菌液(B2)、0.02%纤维素酶+1%复合菌液(B3)4个水平。按照双因素试验设计,设12个组,分别为A0B0、A0B1、A0B2、A0B3、A5B0、A5B1、A5B2、A5B3、A10B0、A10B1、A10B2和A10B3组。

1.2.2 笋壳裹包青贮制作方法

按照试验设计在各组的青贮原料中添加对应的青贮添加剂(溶于1%灭菌蒸馏水后喷施),经饲料搅拌机(广州百汇农机设备有限公司)充分混合后利用青贮裹包机(曲阜市建达机械设备有限公司,DK5552)制作笋壳裹包青贮。裹包密度600 kg/m3,裹包层数为6层,裹包重量为120~130 kg,每组制作12包。裹包青贮制作完成后放置于室内(25~35 ℃)通风处,青贮45 d后每组随机选择3包开封,采用四分法取样后测定发酵品质和有氧稳定性,剩余的笋壳裹包青贮用于后续湖羊饲养试验和消化代谢试验。

1.3 湖羊饲养试验

本研究使用的试验动物和动物试验方案已通过福建省农业科学院畜牧兽医研究所实验动物伦理委员会审查和批准(202307FJ015)。

1.3.1 试验设计

试验开始前1周对自制消化代谢笼(可实现粪尿自动分离与采集)进行彻底的打扫和消毒。试验羊按统一标准免疫、驱虫后随机分为12个组,每组6只(公母各占1/2),每个重复1只羊,单只单笼饲养于消化代谢笼。试验期25 d,其中预试期10 d,正试期15 d。试验羊采用“定量补饲精料+自由采食粗饲料”模式进行饲喂,自由饮水。试验期内所有试验羊每日08:00补饲200 g自制颗粒精料(精料组成及营养水平见表2)。每天09:00和14:00投喂笋壳裹包青贮(根据各组预期的采食量提前1 d进行分装和封口备用)供羊只自由采食,次日补饲精料前收集剩料用于统计采食量。每日笋壳裹包青贮投喂量根据前1天的采食量进行调整,保证未采食的笋壳裹包青贮约为总投喂量的5%。正试期最后5 d采用全收粪尿法对试验羊进行消化代谢试验。
表2 精料组成及营养水平(干物质基础)

Table 2 Composition and nutrient levels of the concentrate (DM basis)%

原料Ingredients 含量Content 营养水平Nutrient levels2) 含量Content
玉米Corn 60.00 代谢能ME/(MJ/kg) 14.04
豆粕Soybean meal 30.00 粗蛋白质CP 18.85
石粉Limestone 2.50 中性洗涤纤维NDF 10.62
食盐NaCl 2.50 酸性洗涤纤维ADF 3.66
磷酸氢钙CaHPO4 2.50 钙Ca 1.74
预混料Premix1) 2.50 磷P 0.91
合计Total 100.00

1)预混料为每千克精料提供The premix provided the following per kg of the concentrate:Cu 20.0 mg,Fe 80.0 mg,Mn 30.0 mg,Zn 80.0 mg,I 1.0 mg,Se 0.3 mg,VA 20 000 IU,VD 5 000 IU,VE 50.0 mg。

2)代谢能为计算值[15],其他均为实测值。ME was a calculated value[15], while the others were measured values.

1.3.2 消化代谢试验

在消化代谢试验期间,收集剩余饲料称重并记录重量后于65 ℃烘箱中烘48 h,回潮24 h后测定初水分含量,粉碎过40目筛后装入自封袋备用;粪便全部收集后称重,按四分法称取约总量的10%,经10%硫酸固氮后于65 ℃烘箱中烘48 h,回潮24 h后测定初水分含量,粉碎过40目筛后装入自封袋备用;尿液收集瓶提前加入200 mL 10%硫酸用于固氮,准确测量每日排尿量并记录,尿液经4层纱布过滤,采用50 mL EP管按尿量的5%取样后-20 ℃保存备用。消化代谢试验结束后,将每只试验羊5 d收集的剩余饲料、粪样和尿样分别进行混合,剩余饲料和粪样采用四分法取样约100 g用于后续营养指标的测定。

1.4 测定指标及方法

1.4.1 笋壳裹包青贮及精料的常规营养物质测定

干物质(DM)含量采用105 ℃烘干法测定;CP含量按照GB/T 6432—2018方法测定;磷(P)含量按照GB/T 6437—2018方法测定;钙(Ca)含量按照GB/T 13885—2017方法测定;中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)含量采用Van Soest[16]的方法测定。

1.4.2 笋壳裹包青贮营养物质回收率测定

采用如下公式计算笋壳裹包青贮的干物质回收率(DMR)、粗蛋白质回收率(CPR)、中性洗涤纤维回收率(NDFR)和酸性洗涤纤维回收率(ADFR)。
某营养物质回收率(%)=[(开封时裹包青贮饲料DM总重×开封时裹包青贮饲料DM中该营养物质含量)/(青贮前裹包原料DM总重×青贮前裹包原料DM中该营养物质含量)]×100[17]。

1.4.3 笋壳裹包青贮发酵品质指标测定

取10 g笋壳裹包青贮鲜样置于三角瓶中,加入90 mL双蒸水,利用封口膜封口后于4 ℃浸提24 h,采用80目涤纶筛网过滤制备浸提液用于pH以及氨态氮、乳酸和挥发性脂肪酸量测定[18]。pH采用便携式酸度计(杭州奥立龙仪器有限公司)直接测定;氨态氮含量是指浸出液中的氨态氮占总氮的百分比,采用苯酚-次氯酸钠比色法测定;乳酸含量采用对羟基联苯比色法测定;挥发性脂肪酸含量采用气相色谱仪(GC-4000A,东西分析仪器有限公司)测定。

1.4.4 笋壳裹包青贮有氧稳定性测定

参考丁良等[19]报道的方法进行样品有氧稳定性分析。将笋壳裹包青贮无压实装填至20 L敞口聚乙烯塑料桶中,桶口用双层纱布包裹,保持桶内空气与外界的自然流通,置于室温(25~30 ℃)保存。将多通道温度记录仪(L93-23,北京赛欧华创科技有限公司)多个探头分别放置于聚乙烯桶的几何中心,同时在环境中放置探头测定环境温度,每隔30 min记录1次温度,连续测定14 d,当样品温度高于环境温度2 ℃则判定裹包青贮笋壳开始腐败变质[20],并记录从样品拿出到样品温度高于环境温度2 ℃所需时间,即为有氧稳定时间。

1.4.5 湖羊生长性能测定

在15 d的正试期内,记录试验羊每日笋壳裹包青贮的投喂量和余料量,计算笋壳裹包青贮的干物质采食量(DMI),并据此计算笋壳裹包青贮的平均日采食量(ADFI);分别于正试期开始和结束时对试验羊进行逐只空腹称重,记录始重(IBW)和末重(FBW),并计算正试期间内试验羊的平均日增重(ADG)。

1.4.6 湖羊消化代谢指标测定

消化代谢试验中剩余饲料以及粪便DM、CP、NDF和ADF含量按1.4.1中所述方法进行测定,剩余饲料、粪氮和尿氮含量采用凯氏定氮法测定。
各营养物质的表观消化率参照Adeola[21]报道的公式计算:
某营养物质的表观消化率(%)=[(食入该营养物质总量-粪中该营养物质总量)/食入该营养物质总量]×100。
氮代谢相关指标计算公式:
沉积氮(g/d)=摄入氮-粪氮-尿氮;
氮沉积率(%)=(沉积氮/摄入氮)×100;
氮生物学价值(%)=[沉积氮/(摄入氮-粪氮)]×100。

1.5 数据统计与分析

采用Excel 2021对原始数据进行录入和整理,利用SPSS 26.0软件中的一般线性模型下的单变量模块进行双因素方差分析,并对双因素方差分析中存在显著互作效应的指标进行单因素方差分析,采用Duncan氏法进行多重比较检验。P<0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 麦麸和青贮添加剂对笋壳裹包青贮营养物质含量及回收率的影响

如表3所示,经过45 d的裹包青贮后,各组间笋壳裹包青贮的营养物质含量及回收率存在不同程度的差异,DM、CP、NDF和ADF含量分别为13.39%~22.26%、7.88%~11.80%、58.44%~65.16%和35.50%~39.89%,对应的营养物质回收率分别为81.74%~94.27%、56.93%~87.07%、85.59%~95.66%和87.48%~96.77%。经双因素方差分析,麦麸添加量和青贮添加剂及二者的互作效应对笋壳裹包青贮的DM、CP、NDF、ADF含量及回收率均有显著影响(P<0.05),其中A10B3组的DM含量、DMR、NDFR和ADFR均为最高,而NDF含量较低;A0B0组的DM和CP含量以及4种营养物质的回收率均为最低,而NDF和ADF含量最高。
表3 麦麸和青贮添加剂对笋壳裹包青贮营养物质含量、回收率及发酵品质和有氧稳定性的影响

Table 3 Effects of wheat bran and silage additives on contents and recovery rates of nutrients, fermentation quality and aerobic stability of BSS wrapped silage

项目
Items		 组别Groups SEM P值P-value
A0B0 A0B1 A0B2 A0B3 A5B0 A5B1 A5B2 A5B3 A10B0 A10B1 A10B2 A10B3 A B A×B
营养物质含量(干物质基础) Nutrient contents (DM basis)/%
干物质(鲜样基础)
DM (fresh sample
basis)		 13.39i 15.11g 14.54h 14.77h 17.24f 18.54d 17.92e 18.51d 21.01c 22.22a 21.63b 22.26a 3.090 <0.001 <0.001 0.014
粗蛋白质CP 7.88h 9.14ef 8.84g 9.04fg 9.36e 9.85d 9.24ef 9.34e 11.80a 10.96b 9.86d 10.43c 1.012 <0.001 <0.001 <0.001
中性洗涤纤维NDF 65.16a 62.89b 63.41b 63.33b 61.48d 60.84e 62.14c 61.52d 59.79f 59.85f 58.44h 59.20g 1.946 <0.001 <0.001 <0.001
酸性洗涤纤维ADF 39.89a 38.59b 39.44a 38.32b 37.61c 37.12cd 38.33b 37.03cd 36.85d 35.96e 35.50e 35.61e 1.431 <0.001 <0.001 0.002
营养物质回收率Nutrient recovery rates/%
干物质回收率DMR 81.74h 92.20cd 88.45f 90.03e 86.24g 92.91bc 90.15e 93.24abc 88.69f 93.83ab 91.61d 94.27a 3.565 <0.001 <0.001 <0.001
粗蛋白质回收率CPR 56.93h 74.36e 69.58g 72.30f 69.48g 78.51d 72.05f 75.12e 87.07a 85.34b 75.57e 82.19c 7.895 <0.001 <0.001 <0.001
中性洗涤纤维回收率
NDFR		 85.59g 93.49bc 90.88de 92.26cd 87.78f 93.57bc 93.02c 95.14ab 90.48e 95.47a 92.02cde 95.66a 3.082 <0.001 <0.001 0.010
酸性洗涤纤维回收率
ADFR		 87.48e 94.72bc 92.60d 92.25d 89.19e 94.72bc 95.66ab 95.91ab 93.13cd 96.12ab 93.49cd 96.77a 2.880 <0.001 <0.001 <0.001
发酵品质指标Fermentation quality indexes
pH 4.85a 4.39c 4.62b 4.47c 4.24d 4.16d 3.87e 3.94e 3.86e 3.41f 3.44f 3.35f 0.484 <0.001 <0.001 0.001
乳酸Lactic acid/% DM 4.04i 5.98g 4.69h 5.73g 6.48f 7.00e 8.47c 9.05b 7.44d 8.49c 9.14b 9.99a 1.830 <0.001 <0.001 <0.001
氨态氮NH3-N/% TN 18.65a 7.68d 10.22b 8.95c 10.05b 6.56e 8.85c 7.84d 8.98c 5.12f 7.55d 5.99ef 3.382 <0.001 <0.001 <0.001
乙酸Acetic acid/% DM 1.26e 0.98f 1.14ef 0.96f 1.52d 1.64bcd 1.28e 0.96f 1.80b 2.15a 1.73bc 1.55cd 0.381 <0.001 <0.001 <0.001
丙酸
Propionic acid/% DM		 0.98d 0.90de 0.60f 0.55f 1.25ab 1.11c 0.85e 0.33g 1.34a 1.14bc 0.92de 0.19h 0.356 <0.001 <0.001 <0.001
丁酸
Butyric acid/% DM		 0.55a 0.44b 0.30c 0.33c 0.26d 0.13e 0.05f 0.00g 0.11e 0.08f 0.00g 0.00g 0.187 <0.001 <0.001 <0.001
有氧稳定时间
Aerobic stability time/h		 209.0a 162.8d 194.2b 179.5c 149.7e 143.2ef 117.8hi 109.8ij 134.2fg 124.5gh 117.7hi 103.8j 33.83 <0.001 <0.001 <0.001

A表示麦麸添加量;B表示青贮添加剂;A×B表示麦麸添加量与青贮添加剂的互作效应。同行数据肩标无字母或相同字母表示差异不显著(P>0.05),不同字母表示差异显著(P<0.05)。下表同。

A represented the wheat bran addition level; B represented the silage additives; A×B represented the interaction effect between wheat bran addition level and silage additives. In the same row, values with no letter or the same letter superscripts mean no significant difference (P>0.05), while with different letter superscripts mean significant difference (P<0.05). The same as below.

麦麸添加量和青贮添加剂对笋壳裹包青贮营养物质含量及回收率的单因素方差分析结果(表4)显示,麦麸添加量对笋壳裹包青贮的DM、CP、NDF和ADF含量以及DMR、CPR和ADFR产生了显著影响(P<0.05),DM、CP含量以及DMR、CPR和ADFR随着麦麸添加量的增加而显著增加(P<0.05),NDF和ADF含量随着麦麸添加量的增加而显著下降(P<0.05);青贮添加剂对笋壳裹包青贮的DM、CP、NDF和ADF含量均无显著影响(P>0.05),但显著影响了笋壳裹包青贮的DMR、NDFR和ADFR(P<0.05),具体表现为B1和B3的上述3种营养物质回收率显著高于B2和B0(P<0.05),B2则显著高于B0(P<0.05),B1和B3差异不显著(P>0.05)。
表4 麦麸添加量和青贮添加剂的单因素方差分析结果

Table 4 Results of one-way ANOVA for wheat bran addition level and silage additives

项目
Items		 麦麸添加量Wheat bran addition level P值
P-value		 青贮添加剂Silage additives P值
P-value
A0 A5 A10 B0 B1 B2 B3
营养物质含量(干物质基础) Nutrient contents (DM basis)/%
干物质(鲜样基础)
DM (fresh sample basis)		 14.45±0.67c 18.05±0.56b 21.78±0.55a <0.001 17.21±3.30 18.62±3.08 18.03±3.07 18.51±3.25 0.778
粗蛋白质CP 8.73±0.54c 9.45±0.27b 10.76±0.75a <0.001 9.68±1.72 9.98±0.80 9.31±0.45 9.61±0.64 0.591
中性洗涤纤维NDF 63.70±0.95a 61.50±0.51b 59.32±0.65c <0.001 62.15±2.40 61.19±1.36 61.33±2.25 61.35±1.80 0.736
酸性洗涤纤维ADF 39.06±0.80a 37.52±0.56b 35.98±0.62c <0.001 38.12±1.46 37.22±1.16 37.76±1.79 36.99±1.19 0.340
营养物质回收率Nutrient recovery rates/%
干物质回收率DMR 88.10±4.15c 90.64±2.96b 92.10±2.36a 0.016 85.56±3.13c 92.98±0.87a 90.07±1.50b 92.51±1.97a <0.001
粗蛋白质回收率CPR 68.29±7.14c 73.79±3.62b 82.54±4.65a <0.001 71.16±13.16 79.40±4.87 72.40±2.72 76.54±4.44 0.095
中性洗涤纤维回收率NDFR 90.56±3.35 92.38±2.92 93.41±2.43 0.068 87.95±2.38c 94.18±1.14a 91.97±1.02b 94.35±1.90a <0.001
酸性洗涤纤维回收率ADFR 91.76±3.04c 93.87±2.93b 94.88±1.76a 0.021 89.94±2.65c 95.19±1.09a 93.91±1.60b 94.98±2.32a <0.001
发酵品质指标Fermentation quality indexes
pH 4.58±0.19a 4.05±0.17b 3.51±0.23c <0.001 4.32±0.44 3.98±0.45 3.98±0.53 3.92±0.49 0.294
乳酸Lactic acid/% DM 5.11±0.83c 7.75±1.12b 8.76±0.99a <0.001 5.99±1.53 7.16±1.10 7.43±2.09 8.26±1.94 0.061
氨态氮NH3-N/% TN 11.38±4.53a 8.32±1.42b 6.91±1.58c 0.002 12.56±4.67a 6.45±1.15d 8.87±1.19b 7.59±1.33c <0.001
乙酸Acetic acid/% DM 1.09±0.16c 1.35±0.29b 1.81±0.25a <0.001 1.52±0.27 1.59±0.51 1.38±0.28 1.16±0.31 0.073
丙酸Propionic acid/% DM 0.76±0.20 0.89±0.37 0.90±0.46 0.585 1.19±0.18a 1.05±0.12b 0.79±0.15c 0.36±0.17d <0.001
丁酸Butyric acid/% DM 0.41±0.11a 0.11±0.10b 0.03±0.05c <0.001 0.31±0.20 0.19±0.20 0.12±0.14 0.11±0.17 0.088
有氧稳定时间
Aerobic stability time/h		 186.38±18.40a 130.13±19.29b 120.04±12.00c <0.001 164.28±34.56 143.50±18.69 143.22±38.45 131.06±36.66 0.216
动物试验指标Animal test indexes/(g/d)
笋壳裹包青贮的平均日采食量
ADFI of BSS wrapped silage		 485.15±22.58c 607.33±20.02b 732.57±19.62a <0.001 579.32±105.20d 626.85±97.70a 604.70±98.98c 622.54±104.31b 0.009
摄入氮N intake 12.37±0.71c 14.83±0.45b 18.37±0.76a <0.001 14.89±3.28c 15.81±2.42a 14.74±1.94d 15.32±2.27b 0.021
沉积氮N retention 3.71±1.90c 4.43±1.98b 6.38±2.15a <0.001 4.90±2.41a 5.13±2.47a 4.23±1.96b 5.10±2.26a 0.030

2.2 麦麸和青贮添加剂对笋壳裹包青贮发酵品质和有氧稳定性的影响

对笋壳裹包青贮的各项发酵品质指标和有氧稳定时间进行双因素方差分析,结果(表3)显示,麦麸添加量、青贮添加剂及二者的互作效应均显著影响笋壳裹包青贮的pH,氨态氮、乳酸、乙酸、丙酸、丁酸含量及有氧稳定时间(P<0.05)。与笋壳直接进行裹包青贮(A0B0组)相比,不同水平麦麸和不同青贮添加剂的添加均能显著降低笋壳裹包青贮的pH、氨态氮和丁酸含量(P<0.05),显著提高乳酸含量(P<0.05),显著减少有氧稳定时间(P<0.05),说明有效改良了发酵品质,但降低了有氧稳定性。在不添加麦麸的4个组中,与不添加青贮添加剂相比,添加青贮添加剂虽显著降低了笋壳裹包青贮的pH(P<0.05),但pH仍较高,处于4.39~4.62。
麦麸添加量和青贮添加剂对笋壳裹包青贮发酵品质指标和有氧稳定时间的单因素方差分析结果见表4。麦麸添加量显著影响笋壳裹包青贮的pH,氨态氮、乳酸、乙酸、丁酸含量及有氧稳定时间(P<0.05);随着麦麸添加量的增加,pH、氨态氮和丁酸含量显著下降(P<0.05),乳酸和乙酸含量显著升高(P<0.05),但是同时有氧稳定时间显著降低(P<0.05);青贮添加剂显著影响笋壳裹包青贮的氨态氮和丙酸含量(P<0.05),其中氨态氮含量表现为B0>B2>B3>B1,丙酸含量表现为B0>B1>B2>B3,且不同青贮添加剂处理间差异显著(P<0.05)。然而,青贮添加剂对笋壳裹包青贮的pH、乳酸含量和有氧稳定时间无显著影响(P>0.05)。因此,麦麸添加量对笋壳裹包青贮发酵品质的影响程度大于青贮添加剂。

2.3 不同加工方式的笋壳裹包青贮对湖羊生长性能和营养物质消化代谢的影响

不同加工方式的笋壳裹包青贮对湖羊生长性能和营养物质消化代谢指标的双因素方差分析结果见表5。动物试验期间,各组试验羊在预试期适应笋壳裹包青贮后,正试期内均能正常自由采食笋壳裹包青贮,由于试验周期较短,各组间试验羊的始重和末重均差异不显著(P>0.05),但麦麸添加量显著影响试验羊的ADG(P<0.05)。麦麸添加量、青贮添加剂及二者的互作效应显著影响湖羊对笋壳裹包青贮的ADFI以及摄入氮和沉积氮(P<0.05),而对DM、NDF和ADF表观消化率无显著影响(P>0.05)。麦麸添加量显著影响粪氮、尿氮、沉积氮、氮沉积率和氮生物学价值(P<0.05)。青贮添加剂显著影响CP表观消化率和尿氮(P<0.05)。上述结果说明不同加工方式的笋壳裹包青贮主要影响湖羊的笋壳裹包青贮的ADFI和氮代谢相关指标。
表5 不同加工方式的笋壳裹包青贮对湖羊生长性能和营养物质消化代谢指标的影响

Table 5 Effects of BSS wrapped silage processed by different methods on growth performance and nutrient digestion and metabolism indexes of Hu sheep

项目
Items		 组别Groups SEM P值P-value
A0B0 A0B1 A0B2 A0B3 A5B0 A5B1 A5B2 A5B3 A10B0 A10B1 A10B2 A10B3 A B A×B
生长性能Growth performance
始重IBW/kg 23.05 23.30 23.33 23.50 23.21 22.99 22.73 23.82 24.04 23.11 24.40 23.54 2.716 0.761 0.965 0.987
末重FBW/kg 23.93 24.34 24.23 24.66 25.13 24.75 24.45 25.43 26.43 25.49 26.54 26.03 2.796 0.093 0.962 0.992
平均日增重
ADG/(g/d)		 58.33d 69.44d 60.00d 77.22d 127.78bc 117.22bc 114.44bc 107.22c 159.44a 158.89a 142.78ab 166.11a 43.938 <0.001 0.488 0.491
笋壳裹包青贮的
平均日采食量
ADFI of BSS wrapped
silage/(g/d)		 450.88j 509.13g 485.53i 495.04h 579.70f 624.34d 601.97e 623.33d 707.37c 747.06a 726.60b 749.25a 103.171 <0.001 <0.001 <0.001
营养物质表观消化率Apparent digestibility of nutrients/%
干物质DM 57.32 58.74 58.33 58.32 55.59 56.84 57.42 56.93 55.37 56.13 54.97 59.13 7.230 0.125 0.302 0.660
粗蛋白质CP 59.79 63.46 61.50 63.31 59.12 62.28 59.34 61.48 61.30 63.29 58.95 63.10 7.192 0.253 0.003 0.850
中性洗涤纤维NDF 47.44 46.95 46.18 47.09 42.48 46.27 47.73 47.56 45.75 49.55 46.56 50.43 9.610 0.247 0.154 0.136
酸性洗涤纤维ADF 33.91 40.84 39.12 38.05 38.47 36.71 39.21 35.77 33.65 39.00 31.63 37.70 12.039 0.229 0.264 0.107
氮代谢Nitrogen metabolism
摄入氮N intake/(g/d) 11.20l 13.04i 12.47k 12.76j 14.33h 15.49e 14.55g 14.95f 19.13a 18.90b 17.18d 18.25c 2.549 <0.001 <0.001 <0.001
粪氮Fecal N/(g/d) 4.50d 4.77d 4.80d 4.68d 5.86c 5.84c 5.92c 5.76c 7.40a 6.94ab 7.06ab 6.73b 1.429 <0.001 0.555 0.431
尿氮Urine N/(g/d) 3.48d 4.50abc 3.89cd 4.01bcd 4.21abcd 4.92ab 4.72abc 4.39abcd 4.50abc 5.08a 5.13a 5.09a 1.708 <0.001 0.018 0.922
沉积氮
N retention/(g/d)		 3.22d 3.78cd 3.78cd 4.07bcd 4.26bcd 4.73bc 3.92bcd 4.80bc 7.23a 6.88a 5.00b 6.42a 2.304 <0.001 0.007 0.009
氮沉积率
N retention rate/%		 28.74bc 29.00bc 30.29abc 31.90abc 29.71bc 30.51abc 26.89c 32.13abc 37.79a 36.37ab 29.10bc 35.18ab 13.464 0.007 0.149 0.467
氮生物学价值NVB/% 47.04bc 44.45c 49.16bc 49.46bc 49.94bc 48.17bc 44.42c 51.93abc 61.65a 57.06ab 48.35bc 55.30abc 19.598 0.002 0.202 0.371
对双因素方差分析中存在显著互作效应的指标(笋壳裹包青贮的ADFI、摄入氮和沉积氮)进行单因素方差分析,结果见表4。麦麸添加量显著影响笋壳裹包青贮的ADFI、摄入氮和沉积氮(P<0.05),随着麦麸添加量的增加,试验羊对笋壳裹包青贮的ADFI显著增加(P<0.05),相应的摄入氮和沉积氮也显著增加(P<0.05),说明添加麦麸能提高湖羊对笋壳裹包青贮中氮的利用效率;青贮添加剂显著影响笋壳裹包青贮的ADFI、摄入氮和沉积氮(P<0.05),笋壳裹包青贮的ADFI和摄入氮均表现为B1和B3显著高于B2和B0(P<0.05),而B2的沉积氮则显著低于B0、B1和B3(P<0.05)。

3 讨论

3.1 麦麸对笋壳裹包青贮营养品质、发酵品质和有氧稳定性的影响

在青贮发酵体系中,控制合适的可溶性碳水化合物(WSC)和水分含量是确保发酵品质的关键,新鲜笋壳的WSC含量较低且含水量过高,这是限制其单独青贮成功的主要因素[22]。研究表明,笋壳与麦麸复合青贮可以在DM、WSC和NDF上相互补充,获得营养价值和发酵品质高于单一笋壳青贮的复合青贮饲料[23],且麦麸对笋壳青贮的改善效果优于稻草[5]、稻壳[8]和草粉[23],是改良笋壳青贮的理想原料之一。
本研究结果进一步证实了添加麦麸对笋壳裹包青贮营养品质的改良作用,主要表现为营养物质回收率的显著增加,乳酸含量增加,pH降低和氨态氮含量下降。为了筛选出笋壳与麦麸混合的适宜比例,柳俊超等[7]将笋壳与麦麸按照4个梯度混合进行青贮发酵,证实混合青贮的品质随着原料中麦麸比例的提高而提升,主要体现在乳酸含量升高,pH降低和丁酸含量减少,与本研究结果一致。值得注意的是,在本试验条件下,若混合青贮原料中麦麸的比例超过15%,则麦麸的DM总量将超过笋壳,这不利于笋壳资源的最大化利用。综合饲料成本和青贮品质因素,在实际生产中添加10%的麦麸可获得质优价廉的笋壳裹包青贮。
有氧稳定性是指当青贮饲料暴露在空气中时,饲料中的霉菌和酵母菌等好氧菌利用青贮饲料中的WSC和乳酸快速繁殖,产生水和二氧化碳并释放热的情况,通过有氧稳定时间来评价[24]。较长的有氧稳定时间可在有氧暴露的短期内维持青贮饲料的营养品质,减少二次发酵损失[25]。本研究证实笋壳裹包青贮的有氧稳定性随麦麸添加量的增加而显著降低,这可能是由于麦麸中过多的WSC为好氧菌提供了快速生长繁殖的条件,导致笋壳裹包青贮的有氧稳定性降低。丁良等[18]研究表明,利用笋壳替代全株玉米可显著提高全混合日粮(TMR)发酵饲料的有氧稳定时间,这与笋壳较低的WSC含量有关,与本研究结果一致。然而,有研究表明,高DM青贮开窖后的有氧稳定性要优于低DM青贮[26],而乙酸可有效抑制腐败微生物的生长,提高有氧稳定性,防止青贮饲料腐败变质[27],这与本研究中添加麦麸降低青贮含水量和提高乙酸含量对有氧稳定时间的影响结果不一致。这可能是由于笋壳单独青贮过程中基本消耗了自身的WSC,但产生的乳酸量又不足以维持好氧菌快速繁殖的能量需求,增加了有氧稳定时间;与笋壳混合后,麦麸吸收笋壳中的水分,为好氧菌提供了快速增殖的条件,降低了青贮饲料的有氧稳定性。

3.2 青贮添加剂对笋壳裹包青贮营养品质、发酵品质和有氧稳定性的影响

青贮添加剂可以通过抑制或促进青贮原料发酵,弥补青贮原料的不利因素对青贮饲料发酵品质的影响,加快青贮过程中乳酸的生成和pH下降,减少青贮原料中营养物质的分解流失,获得优质青贮饲料[28]。青贮饲料中的乳酸是乳酸菌的主要代谢产物,乳酸含量是反映青贮饲料发酵品质的主要指标,也是影响pH的重要因素,青贮饲料质量的优劣取决于乳酸菌的作用。在青贮过程中,枯草芽孢杆菌能发挥降解木质纤维素的作用,可降低NDF和ADF含量,并增加乳酸杆菌和芽孢杆菌的丰度,提高青贮过程中乳酸和乙酸含量,进一步降低青贮饲料的pH[29];黑曲霉菌为好氧型微生物,在青贮发酵初期大量繁殖,利用其高效木质纤维素降解能力降低青贮原料的NDF和ADF含量,加快青贮进入无氧环境的进程,为乳酸菌的快速繁殖创造有利条件,抑制其他腐败菌繁殖[30-31];纤维素酶可以直接利用笋壳中丰富的纤维素和半纤维素产生葡萄糖[32],促进乳酸菌发酵,使青贮原料中NDF和ADF含量下降[33],获得发酵品质优良的青贮饲料。大量研究表明,青贮菌剂、纤维素降解酶以及复合菌酶等青贮添加剂均能有效改善笋壳青贮的发酵品质[4,9-12]。然而,笋壳含水量过高且WSC不足,添加常规的青贮添加剂并不足以弥补这些缺陷[9]。在本研究中,青贮添加剂对单一笋壳裹包青贮营养品质的改善主要体现在增加营养物质回收率、乳酸含量以及降低氨态氮含量,但是由于pH高于4.2,仍未达到优质青贮饲料标准[34]。
由于青贮加工方式、笋壳材料、发酵菌株等差异,不同研究者筛选出的笋壳青贮最优青贮添加剂组合结果不尽相同。贾燕芳等[13]研究发现,乳酸菌能改善笋壳青贮的发酵品质,而添加酶制剂时发酵效果较差。党浩千等[2]研究发现,笋壳中添加一定比例的甲酸、纤维素酶和复合发酵菌剂时发酵品质最优。Li等[35]研究表明,乳酸菌和那他霉素对笋壳全混合日粮青贮发酵品质的改善效果最好。本研究结果则证实纤维素酶对笋壳裹包青贮发酵品质的改善效果要优于复合菌剂以及酶菌复合剂。王音等[14]采用分阶段加入不同菌剂的方法筛选笋壳的最佳发酵工艺,结果表明将具有纤维素分解能力的霉菌和芽孢杆菌以一定的比例接种到笋壳发酵24 h后,再接入乳酸菌和酵母菌发酵48 h能获得最优品质的发酵笋壳,推测其机理是,在笋壳发酵过程中,纤维素优先降解,为乳酸菌提供发酵底物,促进乳酸菌繁殖产生乳酸、降低pH。在本研究中,虽然添加了黑曲霉菌和枯草芽孢杆菌等具备纤维素降解能力的菌剂,但这些菌剂为好氧菌,可能裹包方式造成了青贮空间的氧气极少,不利于好氧菌的快速繁殖,使得其对笋壳裹包青贮的纤维素降解能力受到限制。

3.3 麦麸和青贮添加剂互作对笋壳裹包青贮营养品质和发酵品质的影响

笋壳的细胞壁在青贮过程中被菌、酶降解,其表面物理结构发生变化,造成青贮后营养品质和发酵品质的改变。研究表明,未经过乳酸菌等菌剂处理的笋壳裹包青贮表面结构紧密规整,添加乳酸菌后笋壳表面出现锯齿蚀痕,而添加麦麸和乳酸菌后笋壳的表面结构被破坏,存在很多裂隙和孔洞;青贮添加剂中的微生物能松散笋壳的紧密结构并代谢产生具有芬芳香味的有机酸,获得色泽、气味和质地柔软的笋壳青贮[12]。同时,WSC是青贮饲料发酵过程中乳酸菌繁殖、发酵的基质,原料中足够的WSC可确保乳酸菌快速繁殖并产生大量乳酸,促使pH迅速下降,有效地抑制不良发酵,提高青贮饲料的品质[36]。在本研究中,添加麦麸弥补了笋壳WSC不足的缺点,促进了青贮添加剂中乳酸菌的繁殖和代谢,从而提升笋壳裹包青贮的发酵品质,这是麦麸和青贮添加剂互作对笋壳裹包青贮发酵品质产生显著影响的主要原因。

3.4 不同加工方式的笋壳裹包青贮对湖羊生长性能和营养物质消化代谢的影响

试验动物的自由采食量是反映饲料品质优劣的直接指标,饲料中各营养物质的表观消化率则是反映饲料饲用价值的重要指标。湖羊具备较强的耐粗饲性,已有研究表明,即使饲喂具有腐败味和发黑的劣质笋壳青贮,短期内湖羊仍然能保持较高的自由采食量并维持正常的生长和增重[5,37],而且对瘤胃微生物的多样性未产生显著影响[10]。但上述研究结果仅限于育肥期湖羊的短期饲喂试验,长期饲喂劣质笋壳青贮对湖羊肉质、繁殖性状等其他经济性状的影响需要进一步的研究和评估。研究发现,添加纤维素酶可以减少青贮笋壳中有毒成分氰甙的含量[38],优质的笋壳青贮能显著提高湖羊对笋壳青贮的自由采食量[5],与本研究结果一致,而采食量的提高能加快湖羊的生长,提升经济效益[39]。由于本次试验的饲喂期较短,样本量较少,不同加工方式的笋壳裹包青贮对湖羊生长性能的影响还需要在大群体中进一步验证。
一般情况下,粗饲料中高NDF和ADF含量会降低反刍动物的采食量以及DM、有机物质(OM)、CP和NDF等主要营养物质的表观消化率。Liu等[5]研究表明,添加10%稻草、5%稻草+5%麦麸和10%麦麸均提高了湖羊对青贮笋壳的自由采食量,其中10%麦麸组的提高幅度最大,可能与10%麦麸组的发酵品质更优而NDF和ADF含量更低有关,从而促进了湖羊采食,与本研究结果一致。本研究设计的动物试验与部分湖羊生产中笋壳利用的方式较接近,即补饲定量的精料满足试验羊的生长需要,笋壳裹包青贮作为粗饲料供羊群自由采食。在本试验条件下,湖羊对饲粮中各营养物质的表观消化率不受麦麸添加量的影响,表明添加麦麸的笋壳裹包青贮可能通过提高湖羊的采食量而促进其生长,且增加麦麸添加量提高了笋壳裹包青贮的CP含量、降低了ADF含量,使饲粮的精粗比例更适合湖羊生长,且添加10%麦麸有利于提高湖羊对饲粮中氮的利用效率,与黄小云等[40]的研究结果一致。

4 结论

综上所述,在本试验条件下,笋壳裹包青贮中添加麦麸和青贮添加剂均能提高其主要营养物质的回收率,改善发酵品质,促进湖羊采食,但对营养物质表观消化率的影响较小;添加麦麸对改良笋壳裹包青贮的营养品质和发酵品质的效果优于青贮添加剂,添加10%的麦麸可获得优质的笋壳裹包青贮,在此基础上添加0.02%纤维素酶可进一步提升笋壳裹包青贮在湖羊上的饲用价值。

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