砂仁莖葉和‘熱研4號’王草混合青貯對其營養成分及發酵品質的影響

藺紅玲 周漢林 董榮書 吳群 陳永輝 馬興斌 韓建成

摘 ?要：為有效利用熱區農業廢棄物砂仁莖葉及優質牧草資源，添加不同比例的砂仁莖葉與‘熱研4號’王草混合青貯，研究其對王草營養成分和發酵品質的影響，篩選最佳混合青貯比例，以期提高飼料營養品質。按照完全隨機設計試驗，鮮重基礎條件下，‘熱研4號’王草和砂仁莖葉的混合比例依梯度分為100∶0（對照組）、90∶10（A1組）、80∶20（A2組）、70∶30（A3組），每組均加入10 mg/kg的EM菌，青貯30 d后開封進行檢測分析。結果表明：各試驗組乳酸（LA）/乙酸（AA）比值均大于2，均有少量丙酸（PA）和丁酸（BA）檢出。A2和A3組感官品質為優良;隨著砂仁莖葉比例升高，青貯料pH顯著升高，各處理組的干物質（DM）、粗蛋白（CP）、粗脂肪（EE）和粗灰分（ASH）均呈現上升趨勢;銨態氮/總氮（NH3-N/TN）、LA和AA含量逐漸降低，且A3組NH3-N/TN顯著低于CK和A1組（P<0.05）;各處理組LA和AA含量顯著低于對照組（P<0.05），但各處理組間LA和AA含量差異不顯著（P>0.05）;A3組的DM、CP、EE和ASH含量顯著高于CK（P<0.05），水溶性碳水化合物（WSC）含量顯著低于CK（P<0.05），且A1、A2和A3組間差異不顯著（P>0.05），中性洗滌纖維（NDF）和酸性洗滌纖維（ADF）含量顯著低于CK（P<0.05）;從營養價值和發酵品質考慮，建議砂仁莖葉與‘熱研4號’王草以30∶70比例混合青貯較為適宜。

關鍵詞：砂仁莖葉;‘熱研4號’王草;營養成分;發酵品質

中圖分類號：S816 ? ? ?文獻標識碼：A

Abstract： In order to effectively utilize the agricultural waste in Tropical Zones， the nutritional composition and fer-mentation quality of ‘Reyan No. 4’ silage was studied by adding different proportions of Amomum villosum stem and leaf. The optimum proportion of mixed silage was selected to improve the nutritional quality of feed. According to the random design experiment， fresh stems and leaves of ‘Reyan 4’ Wangcao and A. villosum were mixed with ratios

100∶0 （CK）， 90∶10 （Group A1）， 80∶20 （group A2）， 70∶30 （Group A 3）. Each group was treated with 10 mg/kg EM

bacteria， and the samples were collected after 30 days of silage. LA/AA was greater than 2 in all groups， a small amount

of propionic acid （PA） and butyric acid （BA） were detected. The sensory quality of A2 and A3 groups was excellent， and the dry matter （DM）， crude protein （CP）， crude fat （EE） and crude ash （ASH） of each treatment group increased with the proportion of stem and leaf of A. villosum， the pH of silage increased significantly. The contents of ammonium nitrogen/total nitrogen （NH3-N/TN）， lactic acid （LA） and acetic acid （AA） decreased gradually. The content of NH3-N/TN in A3 were significantly lower than those in CK and A1 Group （P<0.05）， the contents of LA and AA in each treatment group were significantly lower than those in CK （P<0.05）. However， the contents of LA and AA were not sig-nificantly different among the treatments （P>0.05）. The contents of DM， CP， EE and ASH in A3 were significantly higher than those in CK （P<0.05）， and the content of WSC was significantly lower than those in CK （P<0.05）. There was no significant difference among A1， A2 and A3 （P>0.05）. NDF and ADF contents were significantly lower than that of CK （P<0.05）. 30∶70 ratio of A. villosum stem and leaf to ‘Reyan No. 4’ Wangcao is recommended for silage.

Keywords： Amomum villosum Lour. leaf and stem; Pennisetum purpureum Rich. × P. americana cv. ‘Reyan No.4’; nutritional composition; fermentation quality

DOI： 10.3969/j.issn.1000-2561.2021.12.033

近年來，隨著我國熱區養殖業快速發展和對畜產品需求量的急劇增加，綠色、健康和可持續的現代化生態養殖模式已成為當前的研究熱點。積極研究推廣優質牧草種植與加工技術，充分利用牧草、農業廢棄物秸稈、農副產品等飼料資源，發展綠色、環保、低獸藥殘留的青貯飼料，減少因農業廢棄物造成的環境污染，消除獸藥對畜產品安全造成的不利影響[1]，市場對新型功能性飼草提出了新的需求。砂仁（Amomum villosum Lour.）是中國重要傳統藥用植物之一，具有利脾止瀉、健胃消食、安胎補氣、抑菌等功效，但采摘砂仁果實后產生了大量的砂仁莖葉，被遺棄田間而腐敗，造成了嚴重的資源浪費和環境污染。據報道，砂仁莖葉含有與砂仁果實類似的藥效成分，其中，砂仁葉油具有良好的抗炎、鎮痛，且對胃腸功能具有雙向調節作用等[2-4];本課題組在前期的研究中發現，在黑山羊日糧中添加新鮮的砂仁莖葉能夠顯著提高黑山羊的生長性能，降低胃腸道疾病的發生，是一種良好的中草藥飼料添加劑[5];除此之外，砂仁莖葉含有較高的粗脂肪、粗蛋白和較低的粗纖維，是一種適口性和消化率較高的優質藥食同源粗飼料[6]，合理添加砂仁莖葉作為草食動物的優質飼料具有很重要的應用前景。

‘熱研4號’王草（Pennisetum purpureum Rich.× P. americana cv. ‘Reyan No. 4’）以下簡稱王草，具有高產、營養豐富及適口性好的特點，是熱帶草食畜禽喜食的優質青綠草料。在熱帶地區夏季雨水充足，王草生長迅速，可以將其加工制作成優質青貯飼料，用來緩解冬春季節牛羊飼草料的季節性短缺問題[7-9]。青貯飼料在畜牧業生產中對平衡青綠飼料全年供給，提高青綠飼料利用率起到了重要作用[10-12]，適宜的混合青貯可提高飼料的營養價值、適口性、消化率、飼喂效果等，且便于長期保存等。目前，有關砂仁莖葉與王草混合青貯的研究尚未見報道，將二者結合，不但可以解決農業廢棄物污染問題，而且可以增加青貯飼料產量。本研究擬通過砂仁莖葉與王草混合青貯，對其營養價值和青貯品質進行系統評價，尋找適宜的混合青貯比例，將為砂仁莖葉的飼料化開發利用和王草的高效利用提供理論依據和科學指導，同時也可為有效地緩解熱帶地區飼草料的季節性短缺問題提供新途徑。

1 ?材料與方法

1.1 ?材料

王草來自于中國熱帶農業科學院湛江實驗站草畜一體化試驗基地，砂仁莖葉采集于橡膠林下砂仁種植基地;其中，王草青貯刈割高度為2～ 2.2 m[13]。

甲醇、乙腈、氯仿等分析檢測試劑，北京百匯佳新化工有限公司;超純水，采用微孔Milli-Q凈水系統（Milli孔隙，美國Bedford）制備;熱電生化培養箱，美國Thermo;SHIMADZU-LC 20A高效液相色譜儀，日本島津;FE320 pH計，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司。

1.2 ?方法

1.2.1 ?試驗設計 ?采用完全隨機設計，試驗分為 4 組，每組5個重復，將王草與砂仁莖葉的混合比例分別設定為100∶0（對照組）、90∶10（A1 組）、80∶20（A2組）、70∶30（A3組）（鮮重基礎），每組中加入5 mg/kg的EM菌（乳酸菌含量≥1×1010 CFU/g）。將砂仁莖葉和王草按設計比例進行揉搓混合，并利用綜合試驗基地IS-18型全自動牧草青貯機進行裝袋密封發酵，飼草含水量大約為60%～70%。青貯30 d后開袋取樣，去掉上、下各10 cm的青貯飼料，將剩下的混勻，采用四分法取樣，并對其進行化學成分及發酵品質的評價分析[14]，各項指標結果均以鮮重計。

1.2.2 ?青貯飼料的感官評價 ?根據德國農業協會（Deutche Lan Dwirtschafts Geseutschaft）青貯飼料的感官評價要求，按照青貯飼料的氣味、質地和顏色進行感官分析，可將青貯飼料分為4個等級，綜合得分16～20分為優良，10～15分為尚可，5～9分為中等，0～4分為腐敗。其中，氣味0～14 分，質地0～4分，色澤0～2分[15]。

1.2.3 ?青貯飼料化學成分分析 ?粗蛋白（crude protein， CP）的測定按照GB/T 6432—1994《飼料中粗蛋白測定方法》進行操作。粗脂肪（ether extract， EE）參照GB/T 6433—2006《飼料中粗脂肪測定方法》進行測定。粗灰分（crude ash， ASH）參照GB/T 6438-2007《飼料中粗灰分測定方法》進行測定。干物質（dry matter， DM）：烘箱烘干法。水溶性碳水化合物（water soluble carbohydrate， WSC）含量采用蒽酮-硫酸比色法測定;中性洗滌纖維（neutral detergent fiber， NDF）和酸性洗滌纖維（acid detergent fiber， ADF）含量采用范式纖維法測定。乳酸菌采用MRS瓊脂培養基，37 ℃厭氧培養箱培養36 h;酵母菌采用馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養基，生化培養箱25 ℃培養36 h [15-16]。

1.2.4 ?發酵品質分析 ?稱取青貯飼料40 g，放入500 mL廣口三角瓶中，加入360 g去離子水，4 ℃浸提24 h，然后經4層紗布和定性濾紙過濾，并將浸提液置于?20 ℃冷凍保存待測[17]。pH用pH計測定;氨態氮含量采用苯酚-次氯酸鈉比色法測定。

乳酸（lactic acid， LA）、乙酸（acetic acid，

AA）、丙酸（propionic acid， PA）與丁酸（butyric acid， BA）含量采用高效液相色譜儀測定，色譜柱為Agilent 5TC-C18 250 mm×4.6 mm;紫外檢測器，檢測波長為210 nm;流動相為3 mmol/L高氯酸溶液，流速0.8 mL/min;柱溫30 ℃;進樣量10 μL[18-19]。

1.2.5 ?V-score評分 ?按照青貯飼料的合理調制與質量評定標準（續）的要求，依據V-score評分體系青貯飼料中有機酸和NH3-N/TN含量，來綜合評定青貯飼料品質的優劣，滿分為100分，其中有機酸和NH3-N/TN各50分。根據這個評定要求，將青貯飼料品質分為優良（>80分）、尚好（60～80分）、不良（60分以下）3個等級[20]。

1.3 ?數據處理

對所測定的試驗數據用SPSS 20.0軟件的ANOVA程序進行方差分析;各組數據的結果差異顯著性用Duncan法分析比較，以P>0.05為差異不顯著，P<0.05為差異顯著作為判斷標準。

2 ?結果與分析

2.1 ?王草與砂仁莖葉混合青貯感官評價

按照德國農業協會（Deutche Lan Dwirts-chafts Geseutschaft）評分法，由表1可知，混合青貯砂仁莖葉和王草可顯著提高青貯飼料的感官品質。隨著砂仁莖葉比例的增加，青貯飼料感官品質顯著改善，其中A1、A2和A3組顏色均呈黃褐色;A1、A2和A3組的質地顯著優于CK組;A2和A3組的氣味為芳香味，顯著優于A1和CK組;綜合各組的感官評分結果，A3組評分最高，感官評價優良。

2.2 ?王草和砂仁莖葉化學成分及pH

由表2可知，王草的干物質、粗蛋白、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維量均顯著高于砂仁莖葉（P<0.05），王草的水溶性碳水化合物略高于砂仁莖葉;其中，王草的中性洗滌纖維是砂仁莖葉的1.28倍，酸性洗滌纖維是砂仁莖葉的1.6倍之多，而砂仁莖葉的粗脂肪、粗灰分、pH顯著高于王草（P<0.05），其中，粗脂肪是王草的1.8倍，而王草的酵母菌和乳酸菌數量顯著高于砂仁莖葉（P<0.05）。

2.3 ?青貯飼料的化學成分及pH

由表3可知，隨著混合青貯飼料中砂仁莖葉比例的增加，各處理組的干物質、粗蛋白、粗脂肪和粗脂肪均呈現上升趨勢。其中，A3組的粗蛋白含量顯著高于CK組，且A1、A2與CK之間差異不顯著（P>0.05）;與CK相比，各處理組粗脂肪含量顯著升高（P<0.05）;A3組干物質含量顯著高于CK（P<0.05）;與CK相比，A3組粗灰分含量顯著升高（P<0.05）;與CK相比，各處理組的水溶性碳水化合物含量顯著下降（P<0.05），且A1、A2和A3組間差異不顯著（P>0.05）;各處理組的中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量顯著低于對照組（P<0.05）;與CK相比，各處理組的乳酸菌和酵母菌數量有所下降，其中，A3組的酵母菌和乳酸菌數量低于CK組（P<0.05）;各處理組的pH顯著高于CK組（P<0.05），且各處理組的pH均小于4。各處理組及空白組的SE（standard error of mean，標準誤）值較小，說明各處理組及空白組與總體參數的值越接近，各試驗組對總體試驗具有代表性，用樣本統計量推斷總體參數的可靠性接近，試驗所獲得數據可靠。

2.4 ?青貯飼料品質評價

如表4所示，隨著砂仁莖葉比例升高，NH3-N/TN、乳酸和乙酸含量逐漸降低，且A3組NH3-N/TN顯著低于CK和A1組（P<0.05）;各處理組乳酸和乙酸含量顯著低于對照組（P<0.05）;但各處理組間乳酸和乙酸含量差異并不顯著（P> 0.05）;各處理組乳酸/乙酸均大于2。各處理組均有少量丙酸和丁酸檢出。

根據青貯飼料質量評定標準，綜合NH3-N/TN和有機酸含量進行評定發現，隨著砂仁莖葉比例的升高，各處理組的青貯V-score也相應的升高，青貯品質也逐漸的提高。A2和A3組的評定結果為優良（84.5分和86.5分）。與CK組相比，各處理組的青貯品質變化顯著，與青貯感官評價結果相一致。

3 ?討論

不同比例的砂仁莖葉和王草混合青貯，對其營養成分有顯著的影響。經過30 d的發酵，與青貯原料相比，隨著砂仁莖葉比例的升高，A1、A2和A3組干物質、粗蛋白、粗脂肪和粗脂肪含量隨之升高，且A3組顯著高于CK（P<0.05），說明砂仁莖葉和王草混合青貯有助于提高飼料的營養價值。混合青貯飼料的粗蛋白含量相對升高，這可能是王草和砂仁莖葉混合青貯后含有乳酸，從而抑制了蛋白酶和有害微生物對蛋白質的降解，這也可從該青貯飼料中含有較低銨態氮得以驗證。中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維 是反映飼料中纖維品質好壞最有效的指標，飼料中的中性洗滌纖維含量越低，被動物利用的程度越高，動物采食量越高;酸性洗滌纖維是指示飼草能量的關鍵，其含量越低，飼草的消化率越高，飼用價值越大[21]，本研究發現，在混合青貯飼料中，隨著砂仁莖葉比例的升高，中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維顯著降低，說明王草和砂仁莖葉混合青貯，可提高動物的采食量和飼料的消化率，改善了飼料的飼用價值。

有機酸是評價青貯飼料品質的重要指標，一定量的有機酸可以保證混合青貯飼料的品質[22]。本研究發現，各處理組中乳酸含量較高，說明乳酸菌為發酵體系中的優勢菌種，這也與所測得較多數量的乳酸菌保持一致。良好的青貯飼料銨態氮/總氮值應小于100 g/kg，乳酸/乙酸值大于2[23]。在本研究中，A2和A3組的銨態氮/總氮值均小于100 g/kg，而乳酸/乙酸值均大于2.1，符合良好青貯飼料的標準。隨著砂仁莖葉比例的增加，水溶性碳水化合物含量和NH3-N/TN值逐漸降低，且各處理組間差異不顯著（P>0.05），這可能與砂仁莖葉原料中含有較低數量的乳酸菌有關，從而導致乳酸含量隨之降低，pH隨之增加，但各處理組的pH均小于4，符合優良青貯飼料的要求。本研究發現隨著砂仁莖葉比例的增加，NH3-N/TN值逐漸降低，這與鄭玉龍等[24]的研究結果一致，木本科牧草和禾本科牧草混合青貯，銨態氮的含量隨著木本科牧草的增加而降低。李茂等[25]研究發現在木薯葉中添加0.2%的丙酸可以顯著提高木薯葉的青貯發酵品質。張紅梅等[11]和Mills等[26]發現在青貯飼料制作過程中，添加一定量的丙酸，可以增加飼料的有氧穩定性，防止飼料發生霉變，從而提高青貯飼料的發酵品質。本研究中各處理組中均有一定量的丙酸檢出，也可能有助于提高發酵品質;各處理組均有少量丁酸檢出，這可能與混合青貯飼料中含有一定量的梭菌有關，加之，乳酸的量可能不足以完全抑制梭菌的活動，從而導致梭菌利用乳酸和糖類而產生了少量的丁酸[27]。在研究過程中發現，添加了砂仁莖葉組的發酵過程較為緩慢，是否是由于砂仁莖葉中的某種藥用成分具有抑制乳酸菌等有益微生物的作用還有待于進一步探究。

綜上所述，砂仁莖葉和王草混合青貯可以提高飼料的營養價值和發酵品質。隨著砂仁莖葉比例的增加，混合青貯飼料的粗蛋白和粗脂肪含量顯著提高，且中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維的含量顯著降低，說明砂仁莖葉和王草混合青貯可提高飼料的營養價值、適口性和消化率。當砂仁莖葉比例達到30%時，pH較低，乳酸含量較高，丁酸含量較低，感官評價優良，發酵品質最佳，但要完全消除丁酸的產生，還需進一步增加產酸能力更強的乳酸菌。從發酵品質和營養價值的角度考慮，建議以30%的砂仁莖葉和70%王草混合青貯較為合理。

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責任編輯：崔麗虹