我国畜牧业的快速发展加剧了粮食供需不平衡的严重性,农业部于2011年指出要充分利用牧草、农副产品等非粮饲料资源,尤其是蛋白质或能量含量高的饲料资源,发展节粮型畜牧业,进而缓解我国粮食供求矛盾、保障畜产品有效供给。甘薯蔓、酒糟和稻草作为南方地区代表性的季节性副产物,资源非常丰富,但利用率不高,综合开发利用甚少,有待进一步深入加工利用。甘薯蔓是甘薯的地上部分,其产量与块根相当或略高,资源量非常丰富。其粗蛋白质含量高,必需氨基酸含量丰富,维生素中的胡萝卜素、维生素C以及矿物质中的铁、钙、镁、钠、钾含量也较高,还含有一些活性多糖类物质[1, 2]。然而,由于新鲜甘薯蔓含水量高,且水溶性碳水化合物含量低,单一青贮效果较差[3]。酒糟是酿酒副产品,粗蛋白质和B族维生素含量丰富,但其水分含量高,不宜贮藏,许多报道将湿酒糟与干物质含量较高的材料混贮,以达到长期持续利用酒糟的目的,另外也对青贮发酵品质有所改善[4, 5]。稻草是我国南方农区主要的粗饲料来源,但其营养价值低,适口性差,单一饲喂效果不佳。稻草与高水分饲草料混贮不仅可以提高饲草的青贮品质,减少干物质的损失,还可以提高自身的青贮品质[6]。目前,有关甘薯蔓作为反刍动物粗饲料加工利用方面鲜见报道,将甘薯蔓、酒糟及稻草进行混合青贮的研究还未见报道。本研究旨在探讨不同混合比例对甘薯蔓、酒糟及稻草混合青贮品质的影响,筛选出适宜的混合比例,为后续研究和生产实际提供理论依据和科学指导。 1 材料与方法 1.1 青贮原料
甘薯蔓:2011年11月7日购买于成都市新都区某农户,黄叶比例低于5%。
酒糟:2011年11月7日购买于成都市彭州市某酒厂,为小麦高粱型白酒糟。
稻草:2011年11月7日购买于成都市彭州市某私营收购点,无霉变。
青贮原料化学成分见表1。
![]() | 表1 甘薯蔓、酒糟及稻草化学成分 Table 1 Chemical compositions of sweet potato vines,distilled grains and rice straw |
试验设5个组:对照组(鲜甘薯蔓单一青贮,水分含量为86.68%)、凋萎组(经2 d自然晾晒处理的甘薯蔓,水分含量为73.80%)、40%组(40%鲜甘薯蔓+40%酒糟+20%稻草混贮,水分含量为63.87%)、 55%组(55%鲜甘薯蔓+25%酒糟+20%稻草混贮,水分含量为67.64%)、70%组(70%鲜甘薯蔓+10%酒糟+20%稻草混贮,水分含量为70.30%),每个组10个重复,具体分组情况见表2。
![]() | 表2 试验设计(鲜重基础) Table 2 Experimental design (fresh weight basis) |
甘薯蔓用铡刀切碎至2~4 cm,稻草经揉搓机处理后切至3~5 cm,按试验设计将甘薯蔓、酒糟及稻草混合均匀,装填至贴有标签的1 L专用试验青贮玻璃广口瓶中,混贮组每瓶鲜重约600 g,对照组及凋萎组每瓶鲜重约3 kg,装满压实后盖上瓶盖,在瓶口周围涂上凡士林,并用胶带密封,标明组别和日期,在四川农业大学动物营养研究所试验基地进行室内贮藏,60 d后开封取样,整个贮藏期间,室内温度变化范围为9~17 ℃,平均温度13.52 ℃。 1.3 指标测定及方法 1.3.1 感官评定分析
感官评定参照我国1996年农业部颁发的《青贮饲料质量评定标准》(试行)[7],开封时就不同混合比例青贮饲料的气味、质地、色泽和霉变等感官指标进行现场评定。 1.3.2 常规营养成分分析
取待测样品200 g,在65 ℃烘箱中烘干48 h,冷却后恒重,测定干物质(DM)含量,干样粉碎过40目筛后盛于样品袋中备测。按照《饲料分析及饲料质量检测技术》[8]测定样品中粗蛋白质(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)的含量。参照Owens等[9]的蒽酮-硫酸比色法测定样品中的水溶性碳水化合物(WSC)含量。 1.3.3 发酵品质分析
发酵完毕后,去除表面约3 cm厚的青贮饲料,将青贮完好样取出混匀待测各项指标。
pH测定:取新鲜样品25 g,放入250 mL具塞三角瓶中,加入225 mL去离子水,置于4 ℃冰箱中浸提24 h,中间振摇数次,水浸液经快速定量滤纸过滤,用雷磁PHS-3D型pH计测定浸出液的pH。同理制备滤液用于氨态氮(NH3-N)、乳酸(LA)、乙酸(AA)、丙酸(PA)及丁酸(BA)含量的测定。
NH3-N含量测定:测定方法参照Weatherbum等[10]的苯酚-次氯酸钠比色法。
LA含量测定:测定方法参照Madrid等[11]的对苯基苯酚比色法。
AA、PA、BA含量测定:测定方法参照Shao等[12]的气相色谱法,采用瓦里安CP-3800GC气相色谱仪测定。 1.3.4 青贮饲料发酵品质的V-score评分
参照日本《粗饲料品质评价手册》(2001)[13]制定的青贮饲料发酵品质V-score评分标准,以NH3-N/TN和AA、PA及BA含量作为评定指标。各指标因含量不同而分配的计分公式也不同,将所有指标分数累加在一起为总评分,满分为100分,得分越高,发酵品质越好,具体见表3。
![]() | 表3 score分配计算式(鲜重基础) Table 3 V-score distribution formula (fresh weight basis)[13] |
试验数据经Excel 2007初步整理后,采用SPSS 17.0统计软件进行单因素ANOVA模型分析,结合Duncan氏法进行多重比较。统计结果用平均值±标准差表示,以P<0.05(差异显著),P<0.01(差异极显著)作为差异显著性判断标准。 2 结果与分析 2.1 青贮前不同混合比例原料常规营养成分分析
由表4可知,新鲜甘薯蔓DM、WSC含量较低,CP、Ash含量较高。甘薯蔓凋萎处理后,极显著地提高了DM含量(P<0.01),提高了96.70%,极显著地降低了CP、WSC、ADF含量(P<0.01)。与对照组和凋萎组相比,40%组、55%组、70%组原料的DM、NDF、ADF、WSC含量都极显著提高(P<0.01),CP含量极显著降低(P<0.01);混贮组中随着甘薯蔓比例的增加,DM、WSC含量极显著 降低(P<0.01)。
![]() | 表4 青贮前不同混合比例原料常规营养成分 Table 4 General nutrient compositions of different mixed ratios of fresh forage before ensiling |
由表5可知,甘薯蔓与酒糟、稻草混合青贮及凋萎处理后青贮,感官品质均明显提高。对照组呈刺鼻的腐臭味,腐烂发黏,并有轻微霉变,变色 严重,颜色呈暗褐色,瓶底有大量汁液渗出;而凋 萎处理后,汁液明显减少,其感官品质也要相对优于对照组。3个混贮组均有酸香味,颜色呈淡黄色,茎叶结构保持较好,感官评定等级均达到优等。
![]() | 表5 青贮60 d后不同混合比例青贮料感官品质评定 Table 5 Sensory evaluation of different mixed ratios of silage after 60 d of ensiling |
由表6可知,甘薯蔓凋萎处理后DM、CP含量极显著增加(P<0.01),WSC含量显著增加(P<0.05),Ash含量极显著降低(P<0.01)。与对照组、凋萎组相比,40%组、55%组、70%组3个混贮组DM、NDF、ADF含量都极显著提高(P<0.01),CP、Ash含量极显著降低(P<0.01)。混贮组中以40%组DM、WSC含量最高,极显著地高于55%组和70%组(P<0.01);NDF含量最低,显著低于55%组、70%组(P<0.05)。与青贮前各组原料相比,各组DM含量分别减少了23.72%、19.69%、5.45%、6.24%、10.88%;CP含量分别减少了33.23%、27.61%、7.94%、10.07%、17.06%。以对照组DM、CP损失最多,凋萎组次之,40%组损失相对最少。
![]() | 表6 青贮60 d后不同混合比例青贮料的常规营养成分 Table 6 General nutrient compositions of different mixed ratios of silage after 60 d of ensiling |
由表7可知,甘薯蔓与酒糟、稻草混合青贮及凋萎处理后青贮均改善了其发酵品质。与对照组相比,凋萎组和40%组、55%组、70%组PH、NH3-N/TN极显著降低(P<0.01),TN、LA含量极显著提高(P<0.01);凋萎组PA、BA含量极显著 低于对照组(P<0.01),AA含量显著低于对照组 (P<0.05)。3个混贮组NH3-N、AA、PA及BA含量均极显著低于对照组(P<0.01)。混贮组中以40%组pH、NH3-N/TN、AA、BA含量最低,其中NH3-N/TN、AA、BA含量极显著低于55%组、70%组(P<0.01),但pH差异不显著(P>0.05)。40%组LA含量最高,极显著高于70%组(P<0.01)。
![]() | 表7 青贮60 d后不同混合比例青贮料的发酵品质(鲜重基础) Table 7 Fermentation quality of different mixed ratios of silage after 60 d of ensiling(Fresh weight basis) |
由表8可知,与对照组相比,凋萎组和40%组、55%组、70%组青贮料发酵品质V-score评分均明显提高。混贮组中以40%组得分最高,随着甘薯蔓比例的增加,评分降低。 3 讨 论 3.1 甘薯蔓单一青贮的饲料品质
在本试验中,甘薯蔓直接单一青贮感官评定腐败,发酵品质较差,青贮后营养成分损失也较大,青贮难以获得成功。侯治平[14]研究表明:高水分的新鲜甘薯蔓(水分含量约91%)单一青贮效果较差。詹湉湉等[15]对高水分的香蕉茎青贮研究也表明:香蕉茎直接单一青贮不能获得发酵品质优良的青贮饲料。青贮原料的适宜水分含量应该在80%以下,WSC含量应该占鲜样的2%~3%以上[16]。新鲜甘薯蔓水分含量接近87%,鲜样中WSC含量不足1%,这种生物学特性决定了甘薯蔓直接单一青贮难以成功。pH、NH3-N/TN和有机酸含量及组成是评定青贮料品质优劣的重要指标,品质较好的青贮饲料一般pH和NH3-N/TN较低,有机酸特别是LA含量以及LA占总有机酸的比例较高[17]。新鲜甘薯蔓单一青贮,pH较高,LA含量低,同时PA和BA含量也较高,说明甘薯蔓单一青贮产生了BA发酵,这主要可能是由于甘薯蔓原料含水率过高,在发酵初期,好氧微生物占了主导作用,抑制了乳酸菌的繁殖,致使青贮品质不良。
![]() | 表8 不同混合比例青贮料的发酵品质V-score评分 Table 8 V-score evaluations of different mixed ratios of silage on fermentation quality after 60 d of ensiling |
甘薯蔓凋萎处理后,DM和CP含量显著高于对照组,Han等[18]报道凋萎可降低牧草中水分含量,提高DM和CP含量。余汝华等[19]、郑丹等[20]在相应的研究中也有类似报道。这主要是凋萎处理提高了青贮料DM和营养成分保存率[21, 22]。甘薯蔓凋萎处理后,NDF、ADF、ADL含量与对照组差异不显著,Ash含量极显著降低。这与李希铭等[23]对沙打旺和刘玲等[24]对高冰草的青贮研究结果一致,说明其有机物含量的损失相对较小,改善了青贮饲料的质量。甘薯蔓凋萎处理后,WSC含量显著提高,郭天龙等[25]对甜菜茎叶进行凋萎处理,结果发现与新鲜甜菜茎叶直接青贮相比,显著地提高了剩余WSC的含量。可能的原因是高水分饲草料经过凋萎处理后,减少了有害菌对原料的腐败作用,有效地保留了青贮原料中的WSC含量。甘薯蔓凋萎处理后,虽然pH、NH3-N/TN极显著降低,LA含量极显著增加,但NH3-N/TN仍较高,PA及BA含量也较高,青贮品质仍未改善。这可能主要是因为凋萎处理后,虽然降低了原料水分,但同时也减少了青贮原料中的WSC含量,使乳酸菌可利用的WSC减少,LA产量减少,pH下降较慢,不能很好地保持原料的营养成分,另外也可能是凋萎在一定程度上抑制了乳酸菌的活性,导致较低的LA产量[26]。 3.3 不同混合比例对甘薯蔓、酒糟及稻草混合青贮品质的影响
甘薯蔓与酒糟、稻草混合青贮后,DM、NDF、ADF、ADL、WSC含量极显著地高于对照组,CP含量极显著地低于对照组,这主要与青贮原料间的差异有关。虽然甘薯蔓与酒糟、稻草混合后,降低了其粗蛋白质含量,但与对照组相比,干物质和营养成分损失大大降低,更好地保存了原料中的营养价值。混贮组中,以40%组的DM、CP含量降低幅度最小,且随着酒糟比例的下降,DM、CP损失也逐渐增多。这可能是由于酒糟本身酸度低,在发酵初期有效地抑制蛋白酶活性,降低蛋白质的分解,更好地保存了青贮料的蛋白质。混贮组中,随着酒糟比例的下降,NDF、ADF、ADL含量呈增加趋势,可能与其DM含量逐渐降低有关[27]。甘薯蔓与酒糟、稻草混合青贮后,极显著地降低了pH和NH3-N/TN,极显著地增加了LA含量,同时PA和BA含量也极显著地降低。原现军等[28, 29]先后在西藏地区箭筈豌豆和苇状羊茅、青稞秸秆和高羊茅混合青贮中添加青稞酒糟,结果也发现酒糟处理极显著降低了青贮饲料的pH、NH3-N/TN及PA和BA含量,极显著提高了LA含量。夏坤[30]也在相应的研究中得到类似结果。本试验与前人研究结果一致,主要原因可能是一方面甘薯蔓与酒糟、稻草混合后,降低了青贮原料的水分,抑制了发酵初期好氧微生物的活动;另一方面混贮也增加了原料中的WSC含量(且随着酒糟比例的增加,WSC含量增加),增加了乳酸菌的发酵底物,促进了乳酸菌快速地利用青贮料中的WSC,从而使pH迅速下降,抑制了有害菌的生长,降低了其对蛋白质和氨基酸的降解,更好地保存了青贮原料的营养价值。混贮组中,随着酒糟的比例的增加,青贮料pH更低,LA含量更高,且PA、BA含量降低。张磊[31]在不同比例酒糟与多花黑麦草混合青贮研究中也得到类似结果。推测这与酒糟本身作为发酵底物有关,在发酵初期抑制了好氧微生物的活性,降低了AA、BA的产生[32]。3个混贮组中均有少量BA产生,以40%组产生的BA最少。一般来说,优质的青贮饲料中应该含有较多的LA,少量的AA,不含BA,说明甘薯蔓、酒糟及稻草混合青贮料发酵品质还有待改善。 4 结 论
甘薯蔓与酒糟、稻草混合青贮后,较好地保存了青贮料的营养成分,提高了青贮料的发酵品质,以鲜甘薯蔓、酒糟及稻草混合比例为40 ∶ 40 ∶ 20青贮品质最优。
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