稻殼和麥麩對鮮玉米秸稈青貯品質的影響

杜昭昌， 王 紅， 閆艷紅， Muhammad Tahir， 韋 瀟， 曾泰儒， 李洪亮

(四川農業大學草業科技學院， 四川 成都 611130)

我國反芻動物的養殖方式正在從傳統的放牧養殖逐漸轉變為集約規模化養殖，飼料的需求量也隨之激增，但受到產量制約，原料價格上漲，反芻動物飼料的生產受到阻礙[1]。水稻(OryzasativaL.)和小麥(TriticumaestivumL.)是我國的主要糧食作物，每年都會產生大量的副產品，其不合理利用會造成嚴重的資源浪費和環境污染[2]，將這些副產品資源合理用于反芻動物飼養，既可以減少對環境的污染，也有利于我國反芻動物養殖業的發展。稻殼的干物質含量高，但主要成分是粗纖維，適口性差，不宜直接飼喂。麥麩營養豐富，但直接飼喂反芻動物會引起缺鈣、拉稀、消化系統紊亂等癥狀[3]。因此，稻殼和麥麩都需經過適當的加工調制，才有利于其安全飼喂。

青貯發酵是一種常見的飼料加工儲存方式，厭氧發酵可以改善高纖維飼料的飼喂價值[4-5]。王開麗等[6]報道，發酵可以使稻殼中的粗纖維得到有效降解，并經生化轉化形成氨基酸、脂肪酸、菌體蛋白及維生素等，產生酵、酸等特殊風味，改善稻殼的適口性和營養價值。也有研究表明，發酵的稻殼粉可以提升母豬的生產性能，稻殼添加還可提升全混合日糧的適口性[7-8]。發酵是提升稻殼的適口性和飼喂價值的可行途徑，但受原料化學成分影響，發酵后的稻殼營養價值較低，需要添加富含營養成分的物質才能滿足發酵和飼喂需求。麥麩蛋白含量較高，通常作為蛋白來源或水分調節劑用于青貯飼料的生產。Pang等[9]發現麥麩等副產品替代小麥用于制作全混合日糧時，不影響奶牛泌乳性能；GüL等[10]在油菜青貯中添加5%～10%的麥麩，結果顯示油菜青貯的干物質含量和代謝能顯著提升。因此，麥麩或可用于提升發酵稻殼的營養價值。

成功的青貯除需要適宜的環境[11]外，還需要充足的可溶性碳水化合物[12]和適宜的含水量(60%～70%)[13]，稻殼和麥麩的含水量過低，不能滿足青貯發酵的需求。鮮玉米秸稈具有可溶性碳水化合物含量高、含水量適宜等優點，是最常用的青貯原料[14]，將稻殼和麥麩與鮮玉米秸稈混合青貯，可以實現農作物副產品的有效利用。稻殼多被用作青貯的水分調節劑，如在筍殼青貯中添加20%～40%的稻殼[15]，在以王草為主的全混合日糧中添加10%的稻殼調節水分[8]。麥麩可按照5%～10%的比例添加在全混日糧中作為飼料的蛋白來源[16]，來提升飼料營養價值；在一些高水分的青貯中也經常添加10%的麥麩來改善青貯飼料的含水量[17]，進而提升發酵品質；但在一些試驗中，添加10%的麥麩效果并不理想[18]。當稻殼和麥麩的添加比例過低時不利于二者的大規模飼料化利用，而添加比例過高又會導致飼料營養價值或發酵品質下降，且含水量過低不利于乳酸菌發酵。為此，本研究將稻殼和麥麩按不同比例單獨或同時與鮮玉米秸稈混合青貯，通過發酵品質、營養成分的分析來探討稻殼和麥麩添加對鮮玉米秸稈青貯品質的影響，以及確定3者最佳的混合比例，以期為稻殼和麥麩飼料資源的優化利用提供理論依據與技術支撐。

1 材料與方法

1.1 青貯原料

新鮮玉米秸稈(‘正紅505’，糧飼兼用型，完熟前期[19]收獲)、麥麩和稻殼的化學成分見表1。

表1 鮮玉米秸稈、麥麩和稻殼的化學成分

1.2 試驗設計

試驗共設6個處理，分別為M0F0(CK)：0%稻殼+0%麥麩+100%鮮玉米秸稈；M0F1：0%稻殼+5%麥麩+95%鮮玉米秸稈；M0F2：0%稻殼+10%麥麩+90%鮮玉米秸稈；M1F0：10%稻殼+0%麥麩+90%鮮玉米秸稈；M1F1：10%稻殼+5%麥麩+85%鮮玉米秸稈；M1F2：10%稻殼+10%麥麩+80%鮮玉米秸稈。各處理的干物質含量依次為34.8%，37.50%，40.21%，40.45%，43.16%，45.86%。

1.3 青貯調制

將收獲的新鮮玉米秸稈切成2～3 cm長小段，按照試驗設計比例將稻殼和麥麩與鮮玉米秸稈充分混勻后，稱取300 g，裝入聚乙烯口袋中用小型真空機抽真空密封青貯，每個處理設計3個重復。青貯袋封口后置于室溫下避光保存，60 d后開袋，進行青貯飼料發酵品質和營養價值分析。

1.4 測定項目及方法

開封聚乙烯袋后，取青貯材料20 g，加入180 mL去離子水，封口放置于4℃冰箱浸提過夜(>24 h)，處理后的浸提液用4層紗布過濾，得到的濾液放入—20℃冰箱中保存，用于測定pH值,氨態氮/總氮(Ammonia nitrogen/total nitrogen,AN/TN)，乳酸(Lactic acid,LA),乙酸(Acetic acid,AA),丙酸(Propionic acid,PA)和丁酸(Butyric acid,BA)含量。pH值用雷磁PHS-3C精密pH計測定；AN含量的測定采用苯酚-次氯酸鈉法[20]；有機酸含量的測量參考許慶方等[21]的方法，用SHIMADZE-10A型高效液相色譜儀分析，色譜柱：ShodexRspak KC-811S-DVB gel Column 300×8 mm;檢測器：SPD-M10AVP;流動相：3 mmol·L-1高氯酸;流速：1 mL·min-1;進樣量：5 μL;柱溫：50℃，檢測波長：210 nm。

青貯原料以及開袋后的青貯飼料稱取200 g，在65℃烘箱中干燥72 h，于干燥器中冷卻至室溫后稱重計算干物質(Dry matter,DM)含量[22]，稱重后粉碎過篩，用凱氏定氮法[23]測定粗蛋白(Crude protein,CP)、蒽酮比色法[24]測定可溶性碳水化合物(Water soluble carbohydrate,WSC)、范式纖維法[25]測定中性洗滌纖維(Neutral detergent fiber,NDF)和酸性洗滌纖維(Acid detergent fiber,ADF)的含量。

1.5 統計分析

應用Kaiser評分法(表2)[26]對各處理的發酵品質進行綜合評價，利用Excel 2010和SPSS 20.0軟件對數據進行處理和分析。

表2 Kaiser法青貯飼料發酵品質評分

2 結果與分析

2.1 稻殼和麥麩添加對鮮玉米秸稈發酵品質的影響

由表3可知，各處理pH均低于4.2，處于穩定狀態。與對照相比，M0F1，M0F2的BA含量相較CK分別顯著升高51%和53%(P<0.05)，且含量超過1%，發酵品質較差。M1F0的AA含量以及AN/TN顯著下降(P<0.05)，其中AN/TN下降了29%，顯著低于其他處理(P<0.05)；M1F1和M1F2處理的AA含量顯著低于對照(P<0.05)，BA含量和AN/TN與對照無顯著差異。由Kaiser法評價可知，M1F1為2級青貯得分最高，其余處理均為3級青貯。

表3 稻殼、麥麩添加對鮮玉米秸稈發酵品質的影響

2.2 稻殼和麥麩添加對鮮玉米秸稈青貯飼料營養成分的影響

由圖1可知，稻殼和麥麩添加顯著提高了干物質含量(P<0.05)(M0F1除外)。M0F1處理的CP含量達10.14%，較CK處理高16.09%，差異顯著(P<0.05)；M0F2處理的CP,WSC含量分別較CK處理高39.66%和31.54%，差異顯著(P<0.05)；M1F0的CP,WSC含量則顯著低于CK處理(P<0.05)。M1F1和M1F2處理的WSC含量與CK處理均無顯著性差異，但M1F2處理的CP含量顯著高于CK處理(P<0.05)。M0F2處理的NDF，ADF含量顯著低于CK處理(P<0.05)，而M1F0，M1F1處理的NDF和ADF含量顯著高于CK處理(P<0.05)。

圖1 稻殼、麥麩添加對鮮玉米秸稈青貯飼料化學成分的影響

3 討論

pH是反映青貯飼料品質優劣的一個重要指標，常規青貯要求的pH應低于4.2[27]。在本試驗中，所有處理的pH均低于4.2，說明稻殼和麥麩可以通過與鮮玉米秸稈混合青貯的方式發酵成功。稻殼與鮮玉米秸稈混合青貯的AA和LA含量顯著低于其他處理，這與柳俊超[28]的研究結果一致，這可能是稻殼所含的WSC較低造成的。

AN/TN可反映腐敗微生物對青貯飼料中蛋白質的分解程度，比值越大表明不良發酵越多，青貯品質越差[29]；BA是丁酸菌代謝的產物，BA含量的變化與丁酸菌的活動息息相關[30]。本研究中5%麥麩單獨添加處理的AN/TN和BA含量均高于CK，與Qin等人[17]和GüL等人[10]在玉米秸稈和花生藤混合青貯及油菜青貯中的研究結果相反，但和呂建敏等人[31]在稻草上所做的研究結果一致。這是由于在Qin等[17]的研究中，玉米秸稈和花生藤的WSC含量僅為3.07%和1.26%，遠低于麥麩的14.9%，因此麥麩的添加為LBA發酵提供了充足的底物，提升了發酵品質；而在GüL等[10]的研究中，油菜含水量為78.21%，麥麩添加通過調節青貯水分提高了發酵品質。同時，本研究還發現10%麥麩和90%鮮玉米秸稈混合青貯的丁酸含量也顯著上升(P<0.05)，與詹湉湉等[18]在香蕉莖青貯上的研究結果一致。這可能是由于麥麩添加后，原料中蛋白質含量升高，青貯系統中的緩沖能上升，pH下降較慢，為丁酸菌活動提供了適宜的環境[32]，進而導致丁酸含量增加；而稻殼的添加導致青貯中蛋白質含量下降，飼料緩沖能降低，pH下降較快，丁酸菌活動時間少，丁酸含量也隨之下降。

WSC和CP是青貯飼料中重要的營養物質，本研究發現稻殼添加導致WSC和CP含量下降，這是由于稻殼的WSC和CP含量均低于鮮玉米秸稈，與柳俊超等[28]的研究結果一致。稻殼的纖維素含量極高，其添加會導致青貯前NDF和ADF含量的升高，但經過微生物的發酵后飼料的NDF含量有所下降，可能是因為發酵過程中LAB除了可以產生LA以外，一些纖維素酶還可以對原料的纖維素進行降解，與Dewar等[33]的研究結果一致。麥麩作為蛋白來源，其添加顯著提高了青貯飼料的CP含量，與呂建敏等[31]和GüL等[10]的研究結果一致。稻殼和麥麩的添加都顯著地提高了青貯飼料的干物質含量，可能是因為稻殼和麥麩本身含水量低。5%麥麩、10%稻殼和85%鮮玉米秸稈混貯組合的CP和WSC的干重含量與CK相比無顯著變化，但干物質含量顯著提升，說明相同質量的新鮮飼料中，可利用WSC和CP的量更多。可見，與鮮玉米秸稈單獨青貯相比，5%麥麩、10%稻殼和85%鮮玉米秸稈混貯可以改善青貯飼料的營養成分。

4 結論

綜上，稻殼單獨添加降低了青貯飼料的營養成分，麥麩單獨添加降低了青貯飼料的發酵品質，兩者同時添加時青貯發酵品質和營養成分與鮮玉米秸稈單獨青貯相當，其中5%麥麩+10%稻殼+85%鮮玉米秸稈混合青貯處理的Kaiser法評分最高，達到了2級，且干物質含量相較CK顯著升高(P<0.05)。因此，用5%麥麩、10%稻殼和85%鮮玉米秸稈混合青貯可以更好地利用農作物副產品資源。