不同添加劑對皇竹草青貯品質的影響

寇江濤，雷佳星，張海波，郭冬生，孟佳琪，劉 鑫，李 樂，程 鈺

（宜春學院生命科學與資源環境學院，江西省作物生長發育調控重點實驗室，江西宜春 336000）

皇竹草（Pennisetum sinese）是美洲狼尾草和象草雜交培育的品種，具有高產、營養豐富、適應性強等優點，可作為草食家畜優質飼料來源[1]。皇竹草適宜在南方地區種植，但收獲期多集中在雨季，不利于青草保存和干草調制，難以做到全年均衡供應[2]。青貯能夠最大程度地保留皇竹草的營養價值，延長保存時間，并不受季節性影響，對年度均衡供應草食家畜優質飼料具有重要意義。

皇竹草粗纖維含量較高，水溶性碳水化合物含量較低，導致其直接青貯難以獲得優質的青貯飼料[3]。研究表明，青貯添加劑可以有效改善青貯飼料的營養價值和飼用價值[4]。Ellis 等[5]研究發現，添加植物乳桿菌和布氏乳桿菌可以有效降解粗纖維，提高乳酸含量并有效降低pH，抑制有害菌的生長。張詩等[6]研究發現，添加木聚糖酶能有效破壞植物細胞壁結構，將纖維素分解為可溶性單糖，提高水溶性碳水化合物含量，為青貯發酵提供充足底物，進而提高青貯品質。

目前，青貯添加劑在玉米秸稈、苜蓿等飼草青貯中應用較多。本試驗旨在研究植物乳桿菌、布氏乳桿菌和木聚糖酶對皇竹草青貯品質的影響，篩選出適合皇竹草青貯的添加劑，為皇竹草的高效利用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 皇竹草來自于江西省慶盛農牧有限公司，主要營養成分含量見表1。植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum）和布氏乳桿菌（Lactobacillus buchneri）為固體粉末（臺灣亞芯生物科技有限公司），菌粉采用液態氮冷凍干燥技術生產，鋁箔袋包裝，水分＜6%，活性乳酸菌含量均≥1×1011CFU/g。木聚糖酶（Xylanase）為木霉代謝產生的固體粉末制劑（寧夏和氏璧生物技術有限公司），食用聚乙烯袋包裝，水分＜6%，酶活≥5×104U/g。

表1 皇竹草主要營養成分含量（干物質基礎） %

1.2 試驗設計 試驗設4 個處理，分別為對照、植物乳桿菌（添加1×106CFU/g）、布氏乳桿菌（添加1×106CFU/g）、木聚糖酶（添加250 U/g），3 種添加劑的添加量均按原料重量計算，試驗重復6 次。皇竹草刈割（留茬高度5 cm）后萎蔫3 h，含水量降至65%左右時，將其全株用揉絲鍘草機切碎至1～1.5 cm，試驗組分別根據試驗設計濃度添加對應的添加劑，對照組添加等量蒸餾水，充分混均后，分別裝入1 L 帶塞青貯罐中，裝填密度為650 kg/m3，密封后常溫保存。發酵120 d 后，開封進行感官評定，并取樣測定其青貯品質。

1.3 測定方法

1.3.1 感官評定 參照王杰等[7]評定標準，從色澤、氣味、質地、水分和pH 等5 個方面對皇竹草青貯進行感官評定，其中pH 參照寇江濤等[8]方法測定。

1.3.2 營養品質測定 開封后采用四分法取青貯樣品250 g，65 ℃烘干至恒重，粉碎并過20 目標準篩。DM、CP、EE、粗灰分（CA）、鈣（Ca）、鎂（Mg）、鉀（K）和磷（P）參照張麗英[9]的方法測定，NDF、ADF 和木質素（Lignin）采用Van Soest 纖維法[10]測定，NFC 采用蒽酮-硫酸法測定[11]。

1.3.3 養分消化率測定 利用ANKOM DaisyII 型人工培養箱模擬瘤胃發酵進行體外培養，采用離體兩階段消化法[12]測定皇竹草青貯的干物質消化率（IVTDMD，%of DM）、中性洗滌纖維可消化率（dNDF，% of DM）及體外中性洗滌纖維消化率（NDFD，% of NDF），體外發酵所用緩沖液參照Menke 等[13]的方法配制。

1.3.4 飼用價值計算 干物質采食量（DMI）、總可消化養分（TDN）、可消化干物質（DDM）、相對飼喂價值（RFV）和相對牧草質量（RFQ）參照熊乙等[14]方法計算。

1.4 統計分析 利用Excel 2007 將青貯品質中的百分數（%）作反正弦轉換，然后利用SPSS 19.0 進行One-Way ANOVA 分析，并用Duncan's 進行多重比較，結果表示為平均值±標準誤。

2 結果

2.1 不同添加劑對皇竹草青貯感官評定的影響 由表2可知，皇竹草青貯發酵120 d 后，植物乳桿菌、布氏乳桿菌和木聚糖酶組的色澤評分均高于對照組（P＜0.05），氣味評分、質地評分和水分評分均低于對照組（P＜0.05）；植物乳桿菌、布氏乳桿菌和木聚糖酶組的pH 均低于對照組（P＜0.05），pH 評分均高于對照組（P＜0.05），且木聚糖酶組的pH 低于植物乳桿菌和布氏乳桿菌組（P＜0.05），pH 評分高于植物乳桿菌和布氏乳桿菌組（P＜0.05）。木聚糖酶組的綜合評分高于對照組（P＜0.05），感官評定等級為良好，植物乳桿菌和布氏乳桿菌組的綜合評分與對照組差異不顯著，感官評定等級均為一般。

表2 不同添加劑對皇竹草青貯感官評定的影響

2.2 不同添加劑對皇竹草青貯營養成分的影響 由表3可知，植物乳桿菌、木聚糖酶組的DM、EE 含量高于對照組（P＜0.05），CP 含量與對照組無顯著差異，布氏乳桿菌組的CP 含量高于對照組（P＜0.05），DM、EE 含量與對照組無顯著差異；木聚糖酶組的Lignin、ADF 含量低于對照組（P＜0.05），NFC 含量高于對照組（P＜0.05），植物乳桿菌、布氏乳桿菌組的Lignin、ADF 和NFC 含量均與對照組無顯著差異，植物乳桿菌、布氏乳桿菌和木聚糖酶組的NDF 含量均與對照組無顯著差異；布氏乳桿菌組的P 含量高于對照組（P＜0.05），植物乳桿菌、木聚糖酶組的K 含量高于對照組（P＜0.05），木聚糖酶組的Mg 含量高于對照組（P＜0.05），植物乳桿菌、布氏乳桿菌和木聚糖酶組的CA、Ca 含量均與對照組無顯著差異。

2.3 不同添加劑對皇竹草青貯養分消化率的影響 由表4 可知，植物乳桿菌、木聚糖酶組的dNDF30、IVTDMD30 和NDFD30 均高于對照組（P＜0.05），布氏乳桿菌組的dNDF30 和NDFD30 與對照組無顯著差異，IVTDMD30 低于對照組（P＜0.05）；木聚糖酶組的dNDF48、NDFD48 低于對照組（P＜0.05），布氏乳桿菌組的dNDF48 高于對照組（P＜0.05），植物乳桿菌組的dNDF48 與對照組無顯著差異，植物乳桿菌、布氏乳桿菌組的NDFD48 均高于對照組（P＜0.05），植物乳桿菌、布氏乳桿菌和木聚糖酶組的IVTDMD48 均與對照組無顯著差異。

2.4 不同添加劑對皇竹草青貯飼用價值的影響 由表5可知，木聚糖酶組的DDM、TDN 高于對照組（P＜0.05），植物乳桿菌、布氏乳桿菌組的DDM、TDN 與對照組無顯著差異，植物乳桿菌、布氏乳桿菌和木聚糖酶組的DMI、RFV 和RFQ 均與對照組無顯著差異。

表5 不同添加劑對皇竹草青貯飼用價值的影響

3 討 論

3.1 不同添加劑對皇竹草青貯感官評定的影響 感官評定能夠直觀反映青貯飼料品質的優劣。本試驗中，添加植物乳桿菌和布氏乳桿菌對皇竹草青貯的感官評定無明顯影響，感官評定等級為一般，但添加木聚糖酶顯著降低了皇竹草青貯的pH，使得pH 評分顯著提高，從而提高了皇竹草青貯的感官評定等級。在青貯發酵過程中，木聚糖酶能破壞細胞壁結構，降解部分半纖維素，促進乳酸菌發酵大量產生乳酸，從而降低pH[15]。張適等[16]研究表明，添加木聚糖酶顯著降低了全株玉米青貯的pH，進而改善青貯品質。在厭氧條件下，植物乳桿菌和布氏乳桿菌能夠快速生長并大量產生乳酸，加速發酵進程，進而降低青貯飼料pH[17]。Oliveira 等[18]研究表明，在苜蓿青貯中添加同型乳桿菌和異型乳桿菌均能提高乳酸含量，降低pH。本試驗結果亦表明，同質型乳酸菌（植物乳桿菌）、異質型乳酸菌（布氏乳桿菌）和木聚糖酶均顯著提高了皇竹草青貯的色澤評分，但同時也降低了氣味評分、質地評分和水分評分，其原因可能是乳酸菌和木聚糖酶破壞了皇竹草細胞壁結構，導致細胞內容物大量外流，使得皇竹草青貯發酵過程中的氣味、質地和水分含量發生了變化。

3.2 不同添加劑對皇竹草青貯營養成分的影響 青貯發酵過程中，營養物質損失是影響青貯品質的主要原因。植物乳桿菌作為同質型乳酸菌，在厭氧環境下生長良好，并可抑制有害菌的生長，降低有害菌生長對細胞產生的有氧消耗，從而減少青貯原料的養分損失[19]。本試驗中植物乳桿菌顯著提高了皇竹草青貯的DM 和CP 含量。Oliveira 等[20]研究也表明，同型乳桿菌接種可以減少青貯飼料的DM 損失。青貯發酵過程中的蛋白質損失是導致青貯品質不佳的主要原因。布氏乳桿菌作為異質型乳酸菌，在厭氧環境下將乳酸轉化為乙酸，酸性環境能夠抑制蛋白水解酶的活性，進而減少CP 損失[21]。塔娜等[22]在無芒雀麥青貯試驗中也得到了相同的結果。

青貯原料中的纖維素和Lignin 含量高、水溶性碳水化合物（WSC）含量低是影響皇竹草青貯發酵品質的另一主要原因。木聚糖酶能夠破壞植物細胞壁中復合纖維素結構，充分釋放細胞內容物，產生大量的WSC被乳酸菌利用，為青貯發酵提供更多底物，并降低pH抑制有害菌的生長，減少其對養分的消耗，從而提高青貯發酵品質[23]。本試驗中，木聚糖酶顯著降低了皇竹草青貯的ADF、Lignin 含量，顯著提高了DM、EE 和NFC 含量。Li 等[24]研究結果也表明，在苜蓿青貯中添加纖維復合酶可有效降低ADF 含量、提高DM 含量；Hou 等[25]在牧草青貯中添加纖維復合酶顯著提高了EE和WSC 含量；Desta 等[26]在象草青貯中添加纖維素酶顯著降低了Lignin 含量，提高了WSC 含量，說明添加木聚糖酶能夠有效降低青貯過程中的養分損失，提高皇竹草青貯的營養品質。

3.3 不同添加劑對皇竹草青貯養分消化率的影響 養分消化率能夠反映動物對于青貯飼料的可消化性和消化力，是間接判斷飼料品質好壞的重要指標。Romero 等[27]研究表明，添加木聚糖酶后，玉米和紫花苜蓿的青貯品質顯著改善，NDFD 和IVTDMD 顯著提高。Lara 等[28]研究表明，植物乳桿菌可顯著提高玉米青貯的表觀有機物消化率。本試驗中，植物乳桿菌和木聚糖酶均顯著提高了皇竹草青貯30 h 的dNDF、IVTDMD 和NDFD，可能是因為添加植物乳桿菌后，乳酸菌大量繁殖并產生乳酸，抑制有害菌的生長，減少有害菌對營養物質的消耗，進而通過乳酸作用降解細胞壁中木質素和纖維素，木聚糖酶也能破壞皇竹草中的纖維結構，并為乳酸菌提供發酵底物，從而提高了皇竹草青貯的養分消化率，改善其青貯品質。Rabelo 等[29]研究表明，玉米青貯中添加布氏乳桿菌后，瘤胃發酵9 h 養分消化率與對照無明顯差異，但瘤胃發酵48 h 養分消化率顯著提高，可能是由于布氏乳桿菌能夠產生細菌素，進而影響纖維素的體外降解能力，直到48 h，青貯飼料中的NDF 才被降解，這與本試驗中布氏乳桿菌顯著提高皇竹草青貯48 h的dNDF 和NDFD 相一致。

3.4 不同添加劑對皇竹草青貯飼用價值的影響 飼用價值是青貯飼料品質的綜合評定指標，其數值大小能夠反映營養價值的高低[14]。DDM 和TDN 的大小取決于ADF 含量高低，而NDFD 直接影響DMI，進而影響青貯飼料的RFQ 和RFV[30]。本試驗中，木聚糖酶顯著降低了皇竹草青貯的ADF 含量，提高NDFD，因此DDM和TDN 顯著提高；而植物乳桿菌和布氏乳桿菌對皇竹草青貯飼用價值沒有顯著影響，這與NDF、ADF 含量無明顯變化的結果相一致。陳亮等[31]研究也表明，添加植物乳桿菌后，玉米秸稈、水稻秸稈青貯的NDFD、干物質降解率沒有顯著變化，說明植物乳桿菌和布氏乳桿菌能夠提高皇竹草青貯的營養品質和養分利用率，但對其飼用價值的影響較小。

4 結 論

本研究結果表明，3 種添加劑中以木聚糖酶的青貯效果最佳，添加木聚糖酶后，皇竹草青貯的感官評定等級為良好，木聚糖酶能有效改善皇竹草青貯的感官品質，還能提高其營養品質、養分消化率和飼用價值。