糖蜜添加對西蘭花莖葉稻秸苜?；旌锨噘A發酵品質的影響

2014-11-12 02:08:02王堅王亞琴聞愛友邵濤

草業學報 2014年3期

王堅，王亞琴，聞愛友，邵濤*

（1.南京農業大學動物科技學院，江蘇南京210095；2.海南大學農學院，海南 ?？?70228；3.寧波市畜牧獸醫局，浙江寧波315102）

飼料資源短缺是制約動物生產發展的重要因素之一，開發高效、經濟、可健康利用的飼料是進一步大力發展動物生產的必要前提。農作物在收獲時會產生相當多的季節性農業副產品，這些農副產品大部分或是當作燃料焚燒，或是作為廢棄物殘留在田間任其腐敗，引起環境污染。若采用有效的技術手段將這些農副產品充分轉化為動物飼料，既可為動物提供充足的飼料來源，又可減輕環境污染［1］，是獲取經濟和生態雙贏的最理想途徑之一。

西蘭花（Brassica oleracea）莖葉為西蘭花收獲后的副產品，粗蛋白含量在20%以上，是一種潛在的植物蛋白飼料資源［2-3］。但西蘭花莖葉含水量高，不宜長時間保存，導致其大量被棄之田間地頭，浪費大，污染嚴重［3］。青貯是高水分農副產品長期保存利用的一種適合方法［4-6］，將高水分的原材料與高干物質的材料如稻秸進行混合青貯，是減少滲出液、避免營養損失的有效途徑［7］。優質牧草紫花苜蓿（Medicago sativa）蛋白質含量高，但其含水量高、含糖量低、緩沖度大，不易青貯，添加劑青貯及混合青貯可改善其青貯效果［8］。糖蜜是甜菜（Beta vulgaris）和甘蔗（Saccharum sinense）工業的副產品，含有豐富的碳水化合物，在青貯中添加可補充發酵所需要的碳水化合物，有研究表明，糖蜜添加可提高青貯發酵品質［9-14］。目前，有關西蘭花莖葉稻秸和苜?；旌锨噘A的報道較少，本研究旨在探討糖蜜對西蘭花莖葉稻秸和紫花苜蓿混合青貯發酵品質的影響，以便為季節性的農副產品利用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2010年4月22日在浙江寧海利豐牧場進行，稻秸、紫花苜蓿、西蘭花莖葉由浙江寧海利豐牧業有限公司提供，各材料成分見表1。添加劑：糖蜜。青貯容器：采用實驗室青貯罐，容積為250 m L的塑料容器。

表1 青貯材料化學成分Table 1 Chemical composition of rice straw，alfalfa and broccoli residues before ensiling

1.2 試驗設計

糖蜜添加量按鮮重的0（對照），2.5%，5.0%添加，在青貯后的第1，3，5，7，14和30天打開青貯罐。每個處理各時間點3個重復，測定青貯飼料的各項指標。

1.3 青貯飼料的制作

將青貯材料切短至1～2 cm后，按西蘭花莖葉∶稻秸∶紫花苜蓿＝40∶50∶10（鮮重）比例充分混勻，按試驗設計將糖蜜添加，再混勻，然后將混勻料裝填到實驗室青貯罐中，壓實后蓋上內外蓋，膠帶密封，室溫條件保存。

1.4 青貯飼料指標測定

在青貯后的第1，3，5，7，14和30天分別打開青貯罐，取出青貯飼料充分混勻，從中取出35 g樣品，放入200 m L的廣口三角瓶中，加入70 m L水，置于4℃冰箱內浸提24 h。然后通過2層紗布和濾紙過濾，將濾液保存于50 m L的塑料瓶置于－20℃冰箱中冷凍保存待測。濾液用來測定p H值、乳酸（lactic acid，LA）、氨態氮（ammonia nitrogen，AN）、揮發性脂肪酸（volatile fatty acids，VFAs）。將剩余部分的青貯飼料收集起來烘干稱重，測定干物質（dry matter，DM）、總氮（total nitrogen，TN）以及水溶性碳水化合物（water soluble carbohydrate，WSC）。其中：干物質（風干重）65℃烘干60 h測定。乳酸采用對羥基聯苯法測定［15］。氨態氮采用苯酚－次氯酸鈉比色法測定［16］。水溶性碳水化合物采用蒽酮－硫酸比色法測定［17］。揮發性脂肪酸采用高效氣相色譜儀（日本島津GC-14B）測定，包括乙酸（acetic acid，AA）、丙酸（propionic acid，PA）與丁酸（butyric acid，BA），測定條件：柱溫140℃，汽化室溫度180℃，氫氣檢測器溫度220℃?？偟坎捎脛P氏定氮法測定［18］。中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維采用Van Soest分析法測定［19］。

1.5 數據統計

采用SPSS 15.0軟件進行單因素方差分析和Duncan多重比較。

2 結果與分析

2.1 糖蜜添加對西蘭花莖葉稻秸紫花苜蓿混合青貯的p H值、乳酸和干物質含量的影響

不同比例糖蜜添加對西蘭花莖葉稻草紫花苜?；旌锨噘A的p H值、乳酸和干物質含量的影響見表2。在青貯的前14 d，對照組和2.5%及5.0%糖蜜添加組的干物質含量變化無顯著差異，但在第30天對照組的干物質含量顯著低于處理組（P＜0.05）。

從青貯的第3天開始對照組p H值顯著降低，第7天時降低趨勢放緩，第14天p H值最低（4.29），但青貯至第30天時，顯著上升到4.96（P＜0.05）。而從第3天開始2.5%和5.0%糖蜜添加組的p H值一直呈顯著性下降，且從第5天開始2.5%和5.0%糖蜜添加組的p H值顯著低于對照組（P＜0.05），但添加2.5%和5.0%糖蜜處理組之間無顯著差異。

從第3天開始，各組乳酸含量顯著增加（P＜0.05），對照組的乳酸含量在青貯至14 d時達到其最高值（50.82 g／kg DM），但在第30天時顯著下降到20.51 g／kg DM（P＜0.05）。在青貯前7 d，2.5%和5.0%糖蜜添加組的乳酸含量一直顯著增加（P＜0.05），在青貯的第14天和第30天，2.5%和5.0%糖蜜添加組乳酸含量分別達到其最高（分別為81.85，86.64 g／kg DM）。30 d青貯后糖蜜添加組乳酸含量略有下降，與第14天相比無顯著差異，但均顯著高于對照組（P＜0.05）。

2.2 糖蜜添加對西蘭花莖葉稻秸苜蓿混合青貯揮發性脂肪酸含量的影響

不同比例糖蜜添加對西蘭花莖葉稻秸苜?；旌锨噘A揮發性脂肪酸含量的影響見表3，對照組和處理組的乙酸含量變化趨勢相似，即隨青貯時間的延長逐漸上升，在第30天乙酸含量均達到最高，分別為39.27，23.89，22.6 g／kg DM，對照組與處理組相比差異顯著（P＜0.05）。對照組的乙酸含量從第14天開始顯著增加，而2.5%和5.0%糖蜜添加組則從第3天開始，一直持續上升到試驗結束。

表2 添加糖蜜對西蘭花莖葉稻秸苜?；旌锨噘Ap H值、乳酸和干物質含量的影響Table 2 Effect of applying molasses on p H，LA and DM contents of broccoli residues，rice straw and alfalfa mixed silage

在青貯發酵的前14 d，對照組和處理組的丙酸含量很低，甚至在第3，5和7天都沒有檢測到，但在第30天所有組的丙酸含量有所增加，且對照組和2.5%糖蜜添加組增加顯著。青貯發酵前14 d對照組的丁酸含量很低或檢測不到，但在第30天含量顯著增加（P＜0.05），而糖蜜處理組在整個青貯試驗中丁酸含量很低甚至沒有檢測到。隨青貯時間延長，對照組和2.5%糖蜜添加組乳酸／乙酸逐漸增加，比值均在第7天達到最高（分別為3.65，4.34），在第30天對照組乳酸／乙酸顯著下降到0.54（P＜0.05）。5.0%糖蜜添加組在前14 d青貯乳酸／乙酸逐漸增加，比值在第14天達最高（4.83），在第30天有所下降。對照組和處理組揮發性脂肪酸含量變化與乙酸相似，在第30天均達到最高（分別為44.91，24.98，22.89 g／kg DM），對照組與糖蜜處理組之間差異顯著（P＜0.05）。

2.3 糖蜜添加對西蘭花莖葉稻秸苜蓿混合青貯氨態氮／總氮和水溶性碳水化合物的影響

不同比例糖蜜添加對西蘭花莖葉稻秸苜?；旌锨噘A氨態氮／總氮和水溶性碳水化合物的影響見表4。從表4可以看出，添加糖蜜組的氨態氮／總氮的值均顯著低于對照組（P＜0.05），在第30天對照組的氨態氮／總氮值幾乎是糖蜜添加組的15倍。

在青貯發酵的前5 d，對照組和糖蜜處理組的WSC含量下降速度較快，第5天的水溶性碳水化合物含量顯著低于第1天的水溶性碳水化合物含量（P＜0.05），對照組、2.5%和5.0%糖蜜添加組可溶性碳水化合物含量降幅分別為44.40%，48.82%和40.12%。隨后各處理的水溶性碳水化合物含量下降較為緩慢，在第30天時各處理水溶性碳水化合物含量均達到最低，分別為11.04，13.72，22.04 g／kg DM。

表3 添加糖蜜對西蘭花莖葉稻秸苜蓿混合青貯揮發性脂肪酸含量的影響Table 3 Effect of applying molasses on VFAs contents of broccoli residues，rice straw and alfalfa mixed silage

表4 添加糖蜜對西蘭花莖葉稻秸苜?；旌锨噘A氨態氮／總氮和水溶性碳水化合物的影響Table 4 Effect of applying molasses on AN／TN and WSC contents of broccoli residues，rice straw and alfalfa mixed silage

3 討論

牧草飼料作物適宜于制作青貯飼料必須含有適當水平的并以水溶性碳水化合物（WSC）形式存在的發酵底物（≥10%DM）［20］，本試驗所有材料的水溶性碳水化合物含量均很低（分別為84.95，42.96，50.97 g／kg DM），決定其青貯很難成功，因此本試驗添加了富含發酵底物的糖蜜進行青貯。

根據Catchpoole和Henzell［21］的評價標準，好的青貯飼料應該具有的特點：p H值≤4.2，乳酸含量3%～13%DM，丁酸含量＜0.2%DM，氨態氮／總氮＜11%DM。在青貯第30天，2.5%和5.0%糖蜜組p H值都在4.0以下，乳酸含量分別為81.85和83.81 g／kg DM，氨態氮／總氮分別為16.1和15.75 g／kg TN，微量的丙酸和丁酸，本試驗結果表明糖蜜的添加對提高青貯的發酵品質是有效的。

與對照組相比，添加糖蜜后，乳酸含量增加，且增加量隨糖蜜水平的增加而增大，該結果與一些學者對其他原料青貯的研究結果相一致［22-24］。在青貯的第5天，糖蜜添加組的p H值快速降到4.2以下，主要是添加糖蜜后，乳酸菌有充足的發酵底物，從而迅速大量產生乳酸，降低p H［20］。30 d青貯后對照組干物質含量顯著降低，而糖蜜添加組干物質含量無顯著變化，這是因為糖蜜添加促進了發酵降低了p H值，抑制了有害微生物的活性，從而減少 DM 的損失［25-26］。

青貯過程中，有2個主要途徑生成乙酸［27-29］，隨著青貯發酵的進行，p H逐漸降低，乙酸含量逐漸增加，表明發酵由同型發酵轉向異型發酵，與對照組相比糖蜜添加減少了乙酸產生的含量，與Donmez等［30］，Van Niekerk等［24］的結果相一致，但與Alli等［31］的結果相反，Chase［32］認為糖蜜處理后青貯飼料含有較高的乙酸是因為異型乳酸菌將乳酸轉化為乙酸，在酸性條件和低p H下異質型乳酸菌比同質型乳酸菌更具有耐受性［33］。在第30天對照組的丁酸含量顯著增多，氨態氮／總氮值顯著升高，而糖蜜處理組的丁酸含量未檢測到，氨態氮／總氮值遠遠低于對照組，說明添加糖蜜后梭狀芽孢桿菌的活性已被有效抑制。梭狀芽孢桿菌能夠分解糖分和蛋白質，產生丁酸和氨，青貯飼料高含量的氨和高含量的丁酸相聯系，丁酸含量高表明丁酸發酵已經發生［34］。

2.5 %與5.0%糖蜜添加后，除殘留的水溶性碳水化合物有顯著差異外，其余各項指標均無明顯差異，表明2.5%糖蜜添加量就已經很好改善青貯發酵品質。Weinberg等［35］也認為青貯時糖蜜的添加量最好在3%（鮮重）以內，糖蜜添加量越高，越促進酵母發酵和青貯發酵損失的增加。