不同收獲期燕麥青貯品質分析

宋 磊，王彥超，張凡凡，王旭哲，張 建，馬春暉

(1.石河子大學動物科技學院，新疆石河子 832000；2.石河子大學食品學院，新疆石河子 832000)

0 引 言

【研究意義】燕麥(Avenasativa)是禾本科燕麥屬糧飼兼用型作物，具有產草量高，耐旱、抗寒、耐貧瘠，且營養成分含量高、適口性好、消化率高、適宜于青飼或調制干草[1]。燕麥飼草作為奶牛、肉羊、肉牛的理想飼料[2]。目前飼用燕麥的主要利用形式為調制干草和加工草粉，而刈割期受降雨影響，晾曬過程中養分損失大，難以調制優質干草[3]。青貯不受氣候影響，且燕麥青貯技術也較為成熟[4]，原料的營養品質差異是造成青貯品質不同的根本原因[5]。燕麥品種對于當地氣候條件的適應情況及收獲時期是影響原料營養品質的主要因素。西藏[6]、甘肅[7]、青海[8]和吉林[9]等地，對多個品種飼用燕麥的種植栽培技術、收獲期青干草和青貯飼料調制[10]研究發現，不同品種燕麥在不同環境下表現出不同的差異性，燕麥生育期長短受環境因素影響，如我國華北和內蒙古燕麥生育期90～115 d；甘肅在90～110 d[11]；而青海牧區多為110～140 d[12]。青引1號(Qingyin NO.1)在吉林[9]與西藏河谷地區[6]分別種植，營養品質存在顯著差異，新疆作為西北地區重要的畜產業基地，確定當地適應性最好的品種及其青貯收獲期是青貯技術精準改良的關鍵之一[13-15]。【前人研究進展】燕麥品種在不同生育期的青貯營養價值均優于青干草[16]，但燕麥的鮮草草產量高峰與營養品質高峰不在同一時期[17]，燕麥在抽穗期時有最高的鮮草產量和蛋白含量，此時青貯能夠在保證鮮草產量的前提下，獲得較高的青貯品質[18-19]。抽穗期含水量過高，不利于青貯，會引起厭氧雜菌發酵造成營養物質大量流失[20-21]，應該控制原料含水量在55%～65%，較容易青貯[22]，燕麥適宜青貯的時期為乳熟期接近蠟熟期[23]。【本研究切入點】燕麥青貯收獲時期上需進一步的研究。研究適宜新疆石河子地區種植的青貯燕麥品種并確定最佳收獲期。【擬解決的關鍵問題】選取5個早、中熟品種燕麥在抽穗期、乳熟期分別刈割并青貯并分析測定其營養品質及發酵品質，篩選出最佳種植的燕麥品種和適宜收獲期，為燕麥品種選育及青貯加工提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗地在新疆石河子147團4連牧草實驗站(N 44°20′、E 85°57′)，土壤類型為灰漠土，土壤容重為1.48 g/cm3，田間持水量為24.6%，土壤飽和體積含水量為29.2%，0～20 cm耕層土壤含有機質25.3 g/kg，堿解氮72.6 mg/kg，速效磷26.3 mg/kg，全磷0.51 g/kg。年均氣溫7.5～8.2℃，年日照數為2 721～2 818 h，年降雨量180～270 mm，年蒸發量1 000～1 500 mm，無霜期147～191 d。1年中的最高氣溫在7月，平均氣溫28～32℃；最低氣溫在1月，平均氣溫-14℃左右[24]。

2018年4月28日播種，參試5個燕麥品種，抽穗期、乳熟期刈割，分別取20個樣方，每個樣方1 m2。采樣時保持草株完整。燕麥收獲后用粉碎機粉碎，粉碎長度約2～3 cm，待貯。真空袋選用33 cm×48 cm的聚乙烯青貯袋，用真空打包機(SINBO Vacuum Sealer)抽真空后密封。表1

1.2 方 法

在抽穗期、乳熟期收獲測定鮮草產量(fresh grass yield，FY)后采用真空袋青貯，每袋2.0 kg，3次重復，青貯60 d開袋感官評定，同時檢測樣品的干物質(dry matter，DM)、中性洗滌纖維(neutral detergent fiber，NDF)、酸性洗滌纖維(acid detergent fiber，ADF)、粗蛋白(crude protein，CP)、可溶性碳水化合物(water soluble carbohydrate，WSC)、pH、乳酸(lactic acid，LA)、乙酸(acetic acid，AA)、丙酸(propionic acid，PA)和氨態氮(ammonia cal nitrogen，NH3-N)含量。

鮮草產量測定，小區25 m2(5 m×5 m)樣方，刈割(留茬5 cm)稱鮮重，重復3次；感官評定采用以嗅覺、結構和色澤為評定指標的德國農業協會(Deutche lan dwirtschafts geseut-schaft)評分法，滿分為20分，16～20分為優良，10～15分為尚好，5～9分為中等，0～4分為腐敗[25]。各化學指標均按國標法測定[26]，采用烘干法測定DM含量；范式(van soest)洗滌纖維法測定NDF和ADF含量；半微量凱氏定氮法測定CP含量；蒽酮—硫酸比色法測定WSC含量；酸度計(pHS-25，上海雷磁)測定pH值；有機酸含量(LA、AA、PA)用液相色譜法測定，色譜條件為：色譜柱Agilent ZORBAX SB-C18(5 μm，4.6×250 mm)，流動相0.01 mol/L(NH4)2HPO4，用1 mol/L的HPO調至pH=2.70，臨用前用超聲波脫氣，流速1.0 mL/min，進樣20 μL，紫外檢測器波長214 nm；苯酚—次氯酸鈉比色法測NH3-N含量[27]。

1.3 數據處理

采用Excel 2007軟件進行數據的初步整理，SPSS 22.0軟件進行數據的F檢驗，當通過F檢驗后進行單因素(One- way ANOVA)方差分析，多重比較方法均采用Duncan法。采用隸屬函數評價法選取其中DM、NDF、ADF、CP、WSC、NH3-N/TN及LA含量，共計7個指標進行綜合評價，其中DM、CP、WSC及LA含量呈正相關隸屬函數值；NDF、ADF和NH3-N含量呈負相關隸屬函數值，最后根據各項指標得分總和進行排序，評價出最佳處理[28]，計算隸屬函數值的具體公式為：

Ux(+)=(Xij-Ximin)/(Ximax-Ximin);Ux(-)=1-Ux(+).

式中：X為樣品各指標測定值；Ux(+)為各指標呈正相關隸屬函數值；Ux(+)為各指標呈負相關隸屬函數值。

2 結果與分析

2.1 不同品種不同收獲期燕麥青貯感官評定

研究表明，不同收獲期的5個品種燕麥在經過60 d發酵后，在抽穗期魅力、隴燕2號感官評價明顯優于其他3個品種，有較明顯的芳香味或芳香果味、莖葉結構保持良好，且色澤與原料較為接近，為1級滿分；青引1號和隴燕3號莖葉結構保持良好色澤呈現黃褐色，因芳香味較弱，得分16分；領袖色澤與原料接近，但芳香味較弱且莖葉結構保持較差，得到14分，評級為2級。各品種青貯感官評定乳熟期均優于抽穗期，有較明顯的芳香味或芳香果味、莖葉結構保持良好，且色澤與原料較為接近，達到1級滿分。表2

表2 不同品種燕麥青貯感官變化Table 2 Sensory analysis of different varieties of oat silage

2.2 不同燕麥品種原料品質對比

研究表明，不同燕麥品種之間各項指標均存在顯著差異(P<0.05)，且不同收獲期間差異顯著(P<0.05)。品種對燕麥原料各項營養指標影響均達到顯著(P<0.05)水平；品種間收獲期對于各項指標的影響均達到顯著(P<0.05)水平；對各項發酵品質指標影響均達到顯著(P<0.05)水平；品種間收獲期對于各項發酵品質指標的影響均達到顯著(P<0.05)水平。

同品種不同收獲期間對比，乳熟期各品種燕麥的YF、DM、WSC均顯著(P<0.05)高于抽穗期；2個收獲期NDF和ADF含量除青引1號NDF含量無顯著差異外(P>0.05)，其余均差異顯著(P<0.05)；抽穗期各品種CP含量顯著高于乳熟期(P<0.05)。青引1號、隴燕2號和隴燕3號2收獲期間pH值存在顯著差異；領袖、隴燕3號和魅力2收獲期間LA含量存在顯著差異(P<0.05)；同品種2個收獲期間NH3-N含量均存在顯著差異(P<0.05)。表3

2.3 不同收獲期燕麥青貯營養品質及發酵品質對比

研究表明，品種對燕麥青貯各項營養指標影響均達到顯著(P<0.05)水平；收獲期對于各品種間的各項指標的影響達到顯著水平(P<0.05)，發酵時間對于燕麥營養品質的影響同樣達到顯著水平(P<0.05)。

經過60 d青貯發酵，供試燕麥的DM、NDF、ADF及WSC含量均顯著下降(P<0.05)，CP含量顯著上升(P<0.05)。乳熟期各品種燕麥青貯DM含量顯著高于抽穗期(P<0.05)；抽穗期燕麥青貯的NDF、ADF及CP含量均顯著高于乳熟期燕麥青貯(P<0.05)；2個收獲期的試樣經過60 d青貯發酵后WSC含量大幅下降，從之前的乳熟期顯著(P<0.05)高于抽穗期，變成2個收獲期間WSC雖有顯著差異(P<0.05)，但無明顯趨勢。

抽穗期中，隴燕2號、隴燕3號和魅力DM顯著高于其余品種(P<0.05)，青引1號、隴燕2號NDF顯著低于其余品種(P<0.05)而pH顯著高于其余品種(P<0.05)，隴燕2號的ADF含量顯著高于其余品種(P<0.05)，青引1號和隴燕3號的CP、WSC均顯著高于其他品種(P<0.05)，領袖的LA顯著高于其余品種(P<0.05)，青引1號和魅力AA、NH3-N顯著高于其余品種(P<0.05)，領袖和魅力的PA顯著低于其余品種(P<0.05)。

乳熟期中青引1號和隴燕3號DM顯著低于其余品種(P<0.05)，領袖與隴燕3號的NDF和WSC顯著高于其余品種，青引1號與魅力的ADF含量顯著高于其余品種(P<0.05)，隴燕2號CP、PA含量顯著高于其余品種(P<0.05)而LA含量與隴燕3號一起顯著低于其余品種(P<0.05)，領袖AA含量顯著高于其余品種(P<0.05)，隴燕2號PA顯著高于其余品種(P<0.05)，隴燕3號和魅力的NH3-N顯著高于其余品種(P<0.05)。表4

2.4 不同收獲期處理青貯燕麥各指標綜合價值評價

研究表明，乳熟期領袖(0.65)>乳熟期隴燕3號(0.53)>乳熟期隴燕2號(0.52)>乳熟期青引1號(0.50)>乳熟期魅力(0.45)>抽穗期領袖(0.41)>抽穗期隴燕3號(0.40)>抽穗期青引1號(0.33)>抽穗期魅力(0.27)>抽穗期隴燕2號(0.26)。表5

表5 不同收獲期燕麥青貯發酵60 d隸屬函數變化Table 5 Subjection function analysis of oat silage in different growth period for 60 days

3 討 論

3.1 不同收獲期對燕麥原料及青貯的影響

收獲期對燕麥青貯品質有顯著影響，不同收獲期對不同燕麥品種的YF、DM、CP、NDF、ADF及WSC含量均有顯著影響[29]。試驗中，乳熟期YF均高于抽穗期，乳熟期刈割的領袖YF最高，產量達46.29 t/hm2，抽穗期各品種燕麥原料DM含量為22.08%～25.09%，乳熟期DM含量在31.06%～37.74%，隨著收獲期的推遲，DM含量呈升高的趨勢，與豐明等[30]的研究結果一致。

NDF和ADF是反映飼草纖維品質最主要的指標，ADF與動物消化率呈負相關，是指示飼草能量的關鍵，其含量越低，飼草的消化率越高，飼用價值越高[31]，研究認為，CP、NDF和ADF等營養品質，隨著燕麥生長呈降低趨勢，而WSC含量呈上升趨勢[32]，研究中，抽穗期收獲的各品種燕麥NDF和ADF含量顯著高于乳熟期，而乳熟期燕麥WSC含量顯著高于抽穗期，印證了這一觀點。以往研究認為青貯要求的最低WSC含量為2.5%～3.5%[33]，研究中各試樣抽穗期WSC含量為11.75%～13.22%，乳熟期WSC含量為17.42%～19.20%，即使DM含量較少的抽穗期領袖，也在感官評價環節有著較高的評分，可能是因為試樣中充足的WSC含量為乳酸菌的生長繁殖提供充足的底物，加快了產酸速率，使得pH值迅速降低，發酵時間縮短，保留了原料的營養物質[34]。

優質青貯飼料的pH值應小于4.2[33]，且NH3-N/TN的比值不高于10% TN，NH3-N/TN的比值越高，CP分解率越高，青貯品質差[35]。試驗中，抽穗期各品種pH值處于3.95～5.29，均值為4.60，LA含量在4.19%～6.29%，NH3-N/TN比值在6.12%～8.64%，乳熟期pH值處于3.95～4.71，均值為4.25，LA含量在4.77%～6.89%，氨態氮/總氮比值在6.07%～8.90%，所有供試品種NH3-N/TN的比值均低于10%，在發酵品質上乳熟期刈割優于抽穗期，對比青貯前后營養品質變化情況，乳熟期刈割并青貯，使營養品質保存更為完整，且CP含量上升1%左右，這與以往青貯飼料出現CP含量下降的情況有所不同，結合營養指標及發酵指標情況，可能是由于青貯前后蛋白損失較少，且NDF、ADF和WSC的總體下降，且導致CP在DM中的比例上升。參考營養品質變化情況及發酵指標及其隸屬函數分析結果均印證了這一觀點。

3.2 燕麥青貯隸屬綜合評價

研究運用隸屬函數分析法較為客觀的評價了不同收獲期各品種燕麥的鮮草產量、營養指標及發酵指標并得出結論。通過綜合評價分析方法能客觀、綜合地反映品種間的綜合青貯品質的差異，可為篩選適合青貯的優良牧草及該牧草的最佳收獲期提供重要科學依據。乳熟期領袖的綜合評價數值最高。

4 結 論

對比2收獲期燕麥原料品質，乳熟期YF、DM和WSC均顯著高于抽穗期(P<0.05)，CP顯著低于抽穗期(P<0.05)；NDF和ADF除青引1號NDF無顯著差異外，其余品種均存在顯著差異(P<0.05)，對比2個收獲期燕麥青貯品質，乳熟期DM顯著高于抽穗期(P<0.05)；抽穗期NDF、ADF及CP均顯著高于乳熟期(P<0.05)。收獲期差異是影響燕麥青貯品質變化的主要因素，各品種燕麥青貯品質乳熟期均優于抽穗期。較其它幾個品種燕麥，領袖無論在抽穗期或乳熟期收獲，青貯品質均最優。石河子地區燕麥青貯種植品種為領袖，以該品種乳熟期收獲為燕麥青貯生產的主要方式。