熱研2號柱花草和熱研4號王草混合青貯對其營養成分及發酵品質的影響

韓建成　吳群　藺紅玲　徐志軍　周漢林

關鍵詞：熱研2 號柱花草；熱研4 號王草；混合青貯；營養成分；發酵品質

中圖分類號：S432.2+2 文獻標識碼：A

柱花草（Stylosanthes spp.）是原產于拉丁美洲的熱帶豆科牧草，屬多年生草本植物。熱研2號柱花草是中國熱帶農業科學院熱帶作物品種資源研究所培育的優良飼草品種，具有抗旱、耐高溫、保持水土、適應性強等優點[1-2]，在我國南方地區廣泛種植，也是目前熱帶地區種植面積最廣、應用最為廣泛的熱帶優良牧草品種之一，素有“南有柱花，北有苜蓿”的美稱。柱花草自然株高為0.8～1.5 m，莖粗為0.2～0.3 cm，一般年可刈割4～5次，鮮草產量為30～80 t/hm²；因其干物質含粗蛋白質為16.4%～18.6%、富含維生素和多種氨基酸、牧草適口性好等諸多優點，已經成為發展熱區草食動物養殖業的重要粗飼料來源[3]。柱花草含糖量低、緩沖能高、青貯飼料pH 較高、乳酸含量較低，單獨青貯較難成功[4-5]，且單獨飼喂易引起熱區反芻動物瘤胃臌氣及其他消化性疾病[6]，生產中常與其他牧草配合飼喂。

熱研4 號王草（P. purpureum Rich. × P. americanaKing grass cv. Reyan No. 4）是熱帶地區重要的優良牧草品種之一，年可刈割4～7 次，鮮草產量達120～300 t/hm²；拔節期粗蛋白質含量占干物質重的9.40%，葉軟汁多，粗纖維含量低，是鮮飼、青貯、曬制干草或加工草粉的優質高產牧草，在我國廣東、廣西、云南、貴州、海南等地廣泛種植，在夏季特別是雨季，王草生長迅速，常出現飼草過剩，但冬春季生長緩慢甚至停止，易造成季節性青綠飼料供應不足，嚴重影響了雷州半島畜牧業健康持續發展[7-11]。

混合青貯飼料具有均衡飼草營養、降低青貯原料有害物質含量、提高飼草發酵品質和消化率等優良特性。利用禾本科和豆科類牧草混合青貯，既可以解決豆科類牧草單獨青貯難以成功的難題，也可以彌補單獨青貯而造成的營養物質不均衡的問題，同時可以更好地提高混合青貯飼料的粗蛋白含量，改善青貯飼料的品質[12]。目前，對雷州半島熱研2 號柱花草和熱研4 號王草混合青貯方面的研究尚不明確。本研究通過熱研2 號柱花草與熱研4 號王草混合青貯，分析評價其青貯品質和營養成分，以期尋找適宜的混合青貯比例，為優質牧草資源開發與利用提供理論依據和科學指導，同時為熱區草食動物粗飼料全年供應、提高動物生產繁殖性能提供有力的技術支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料熱研2 號柱花草和熱研4 號王草選自中國熱帶農業科學院湛江實驗站草畜一體化試驗基地，于2019 年5 月10 日刈割。熱研2 號柱花草處于初花期，熱研4 號王草青貯刈割高度為2～2.5 m[13]。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計 采用完全隨機區組設計，分別將熱研4 號王草與熱研2 號柱花草的混合比例設定為100∶0（對照組）、85∶15（A1組）、70∶30（A2 組）、55∶45（A3 組）4 組，均以鮮重計，每組設5 個重復。按照試驗設計，將熱研2 號柱花草和熱研4 號王草按比例進行揉搓混合，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，其含水量為68%左右，青貯30 d后開袋取樣，去掉上、下各10 cm 樣品，將其余青貯飼料混勻，采用四分法取樣分析化學成分及發酵品質[14]。

1.2.2 樣品采集及處理 青貯前，取一定量切碎的柱花草、王草樣品于65 ℃烘干至恒重，保存樣品，用于原料常規養分含量測定；在青貯前和青貯30 d 取混合青貯飼料200 g，65 ℃烘干至恒重，保存樣品，用于青貯飼料常規養分含量的測定；另取20 g 青貯飼料，加入180 mL 去離子水，4 ℃浸提24 h，過濾、留取浸提液置于–20 ℃冷凍保存[15]，用于發酵指標的測定。

1.2.3 青貯飼料原料化學成分分析 粗蛋白（crude protein， CP）的測定按照《飼料中粗蛋白測定方法》（GB/T 6432—94）進行操作，粗脂肪（ether extract， EE）的測定參照《飼料中粗脂肪測定方法》（GB/T 6433—2006），粗灰分（crude ash，Ash）的測定參照《飼料中粗灰分測定方法》（GB/T6438—2007），干物質（DM）的測定采用烘箱烘干法，水溶性碳水化合物（water soluble carbohydrate，WSC）含量的測定采用蒽酮–硫酸比色法，中性洗滌纖維（neutral detergent fiber， NDF）和酸性洗滌纖維（acid detergent fiber， ADF）含量的測定采用范式纖維法。上述指標的測定均以干重計。

乳酸菌和酵母菌數量分別采用MRS 瓊脂培養基和馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養基培養計數；乳酸菌用厭氧培養箱，37 ℃培養3 d；酵母菌用生化培養箱，25 ℃培養3 d[16]。2 個指標的測定均以鮮重計。

1.2.4 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方法，對青貯飼料的顏色、氣味和質感等進行感官分析評價，可將青貯飼料分為4個等級，即優良、尚好、中等和腐敗，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。

1.2.5 青貯飼料的發酵品質分析 將各組的浸提液用5 mL 的無菌EP 管進行分裝，分別測定浸提液中pH、氨態氮（NH3-N）、乳酸（lactic acid， LA）、乙酸（acetic acid， AA）、丙酸（propionic acid， PA）及丁酸（butyric acid， BA）含量。

pH 用FE320pH 計[梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司]測定；氨態氮含量采用苯酚-次氯酸鈉比色法測定；乳酸、乙酸、丙酸與丁酸含量采用高效液相色譜儀（日本島津SHIMADZU-LC20A）測定，測定條件：色譜柱為Agilent5TC-C18250 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，流速為0.8 mL/min，柱溫為30 ℃；進樣量為10 μL[17-18]。參照日本草地畜產協會（2001）制定的青貯飼料發酵品質V-score 評分標準， 以氨態氮/總氮（NH3-N/TN）、乙酸、丙酸及丁酸含量作為評定指標，根據此評分標準將青貯飼料品質分為優（100～80）、良好（80～60）、不良（<60）3 個評分等級。

1.3 數據處理

用IBM SPSS stastitics 20.0 軟件的ANOVA 程序對所測數據進行統計分析，差異顯著性采用Duncans 法進行比較分析。

2 結果與分析

2.1 熱研2 號柱花草和熱研4 號王草青貯化學成分及pH分析

由表1 可知，熱研2 號的干物質、粗蛋白、粗脂肪和酸性洗滌纖維含量均顯著高于熱研4 號（P<0.05），其中，熱研2 號的粗蛋白含量是熱研4 號的1.32 倍；熱研2 號的pH 高于熱研4 號； 熱研4 號的水溶性碳水化合物、中性洗滌纖維、酵母菌和乳酸菌數量顯著高于熱研2 號（P<0.05），熱研4 號的水溶性碳水化合物含量是熱研2 號的1.61 倍，乳酸菌數量是熱研2 號的1.81 倍，酵母菌數量是熱研2 號的1.5 倍多。

2.2 混合青貯的化學成分分析

由表2 可知，隨著柱花草比例的升高，各處理組的干物質、粗蛋白、粗脂肪和水溶性碳水化合物含量隨之升高；A₁、A₂和A₃ 組粗蛋白和粗脂肪含量顯著高于對照組（P<0.05），各試驗組的水溶性碳水化合物含量差異不顯著；與CK 相比，各處理組的粗灰分含量有所降低，但差異不顯著，其中A₂組的粗灰分含量最低；與CK 相比，A₁、A₂和A₃組的酸性洗滌纖維顯著降低（P<0.05）。與CK 相比，各處理組的中性洗滌纖維呈降低趨勢，但各處理組間差異不顯著。

隨著柱花草比例的升高，乳酸菌和酵母菌的數量逐漸降低，A₁、A₂和A₃組顯著低于對照組（P<0.05），且乳酸菌數量均大于1×10⁴CFU/g。

2.3 混合青貯的感官評價

由表3 可知，混合青貯柱花草和王草可明顯提高青貯飼料的感官品質，隨著柱花草添加比例的增加，青貯飼料品質有所改善。CK 組總分為10 分，評價等級為中等；A₁組總分為13 分，評定等級為尚好；A₂組總分為20 分，評價等級為優良；A₃組總分為9 分，評價等級為中等。

2.4 混合青貯的發酵品質

由圖1 可知，隨著柱花草比例的增加，pH 和NH3-N/TN 值逐漸升高，A₁、A₂、A₃組與CK 組差異顯著（P<0.05），A₂組與A₁、A₃組差異顯著（P<0.05）；LA 含量逐漸降低，A₁、A₂、A₃組顯著低于CK 組（P<0.05）；AA 含量呈增加趨勢，與CK 組相比，A₂、A₃組的AA 含量顯著增加（P<0.05）；各試驗組的LA/AA 含量比值均大于2.6；與CK 組相比，各處理組的PA 含量有所降低，但各處理組間差異不顯著；各試驗組均有BA檢出，且A₂ 組的BA 含量最低。

根據混合青貯有機酸評定標準[19]，由表4 可知，A₃組分值最低（79 分）；CK 組和A₁ 組分別為90 分；A₂組的丁酸含量最低，A₂組的總酸分值最高（94 分），與感官評價和pH 變化一致；綜合有機酸評定標準、pH 變化和感官評價，A₂ 組符合優質青貯飼料的標準。

3 討論

3.1 混合青貯對飼料營養成分的影響

經過30 d 的發酵，各處理組營養成分均有所改善，隨著柱花草比例的升高，DM 逐漸升高，而Ash 降低，表明在柱花草和王草混合青貯過程中營養物質流失較少。A₁、A₂和A₃組中的DM、CP 和EE 含量隨著柱花草添加比例的增加而升高，且顯著高于CK 組（P<0.05），說明混合青貯飼料的營養價值有所提高。與CK 組相比，各處理組的NDF 均顯著下降，說明混合青貯有利于改善飼料的適口性， 提高飼料的利用度， 這與MUSTTAFA 等[20]的研究結果一致。ADF 是評價飼料能量高低的關鍵指標，ADF 降低與發酵過程中青貯飼料纖維素、半纖維素、木質素的部分降解有關[21-22]，各處理組的ADF 含量有所越低，表明柱花草與王草混合青貯有利于提高飼料的消化率和飼用價值，這也與崔鑫等[23]的研究結果一致。

3.2 混合青貯對飼料發酵品質的影響

良好的青貯飼料品質，與牧草的種類、含水量、WSC、附著的乳酸菌和酵母菌數量以及壓實程度等均有關。在本研究中，柱花草和王草混合青貯經過30 d 發酵，CK 組與各處理組均表現出了較好的發酵品質，這可能與青貯前原料水分含量在60%～70%之間，附著乳酸菌數量超過1×10⁴CFU/g，酵母菌數量超過1×10² CFU/g，發酵溫度30 ℃左右等有關。隨著混合青貯飼料中柱花草比例的上升，A₁、A₂組感官品質有所改善，其中A₂組感官評價品質最佳，評定為優良。

青貯后飼料pH 的大小是決定青貯是否成功的重要指標，優良的青貯飼料pH 應小于4.0，低pH 有利于青貯飼料的保存[24]。本研究隨著混合青貯飼料中柱花草比例的升高，各處理組pH 逐漸升高，其中，A₁組和A₂組pH 均降到3.6 以下，符合良好青貯飼料的要求；CK 組具有較低的pH和較高的乳酸含量，這與CK 組發酵原料具有較高的WSC 含量和較多的乳酸菌數量有關，大量的WSC 為乳酸菌的生長提供了足夠的發酵底物，有利于乳酸的產生，從而更有利于降低發酵飼料的pH。

有機酸含量是評估青貯飼料品質的主要參數。各試驗組中乳酸含量較高，說明青貯過程中，乳酸菌是優勢菌，這也與研究中所測乳酸菌數量較高的結果一致。良好的青貯飼料乳酸/乙酸值應大于2[25]，在本研究中，各試驗組乳酸/乙酸值均大于2.6，且CK 組乳酸含量最高，這與CK 組中測得較低的pH 和數量較多的乳酸菌結果一致。在各試驗組中僅發現有少量的丙酸和丁酸，這可能是由于較低的pH 抑制了有害微生物的繁殖，從而降低了丙酸和丁酸的含量；A₂ 組與其他處理組相比，其丁酸含量最少，表明其有害微生物繁殖少，飼料中有害物質少，這可能與飼料中含有一定數量的梭菌有關，研究發現梭菌可利用乳酸和糖類產生丁酸[26]，也可能是由于A₂組的高濃度乳酸菌抑制了丁酸的產生，這與王奇等[27]和賈春旺等[28]的研究報道一致。

青貯飼料中NH3-N/TN 值可反映蛋白質和氨基酸的分解程度，比值越大，說明蛋白質和氨基酸分解越多，青貯品質越差[29]。良好的青貯飼NH3-N/TN 值應小于100 g/kg。在本研究中，各試驗組的NH3-N/TN 值均小于100 g/kg，符合良好青貯飼料的標準。隨著柱花草添加比例的增加，NH_3-N/TN 值逐漸升高，這與豆科類牧草中WSC含量低，單獨青貯會產生大量的氨態氮和丁酸有關，該結果與JACOBS 等[30]的研究結果一致。但張丁華等[31]研究多花黑麥草與紫花苜?；旌锨噘A，結果發現隨著紫花苜蓿含量增加，NH_3-N/TN值卻逐漸降低。在本研究中，A₂組的NH_3-N/TN值與各處理組差異顯著，A₃組最高，說明A₃組蛋白質或者氨基酸分解程度最高，青貯飼料含氮類物質營養流失最多。隨著柱花草比例的增加，混合青貯飼料的WSC 含量逐漸升高，這可能與豆科類牧草較低的水分活度抑制了發酵飼料中乳酸菌的活性，降低了乳酸的含量，從而導致WSC消耗減少有關。

4 結論

綜上所述，熱研2 號柱花草和熱研4 號王草混合青貯可提高飼料的營養價值和發酵品質。隨著柱花草比例的增加，混合青貯飼料的粗蛋白和粗脂肪含量顯著提高，當混合青貯中熱研2 號柱花草比例達到30%時，pH 較低，乳酸含量較高，丁酸含量最低，感官評價優良，發酵品質最佳，符合優質青貯飼料的標準，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%熱研2 號柱花草和70%熱研4 號王草混合青貯較為適宜。