何 瑋, 張 健, 高立芳, 黃德均*
(1.重慶市畜牧科學院,重慶400015;2.國家牧草產業(yè)技術體系云陽綜合試驗站,重慶404500;3.重慶市草業(yè)工程技術研究中心,重慶400015)
“桂牧1 號”雜交狼尾草產量高、品質好、質地柔軟、適口性好,牛、羊等草食畜禽及草魚喜食,是一種種植潛力和社會經(jīng)濟效益較大的牧草。我國雜交狼尾草多集中在長江中下游一帶及以南地區(qū)種植,重慶地區(qū)地處長江中上游,四季分明,雨量充沛,雜交狼尾草產量極其豐富,很受當?shù)仞B(yǎng)殖戶歡迎。 但雜交狼尾草利用期主要集中在夏秋季節(jié)(6 ~10 月),而冬季休眠,導致季節(jié)供應不平衡(李文楊等,2016)。 青貯是保存青綠飼料、生產優(yōu)質多汁反芻動物飼料的主要途徑之一。 同時,青貯受天氣影響小,不僅可以保留牧草的營養(yǎng)成分,還能提高適口性和利用率,是解決飼草生產季節(jié)不均衡的有效手段之一(張英等,2013;王雁等,2012)。
然而狼尾草屬牧草青貯難度較大。 首先,狼尾草屬牧草含水量高(80% ~85%),易引起梭狀芽孢桿菌(Clostridium prazmowski)大量繁殖,其次, 狼尾草屬牧草表面自然附著的微生物復雜,有害好氧菌數(shù)目遠遠多于乳酸菌,使發(fā)酵方向難以控制,導致發(fā)酵品質極不穩(wěn)定,青貯不易成功(李小鈴等,2018)。 而添加劑的使用是改善青貯飼料品質的一種有效手段。本研究以“桂牧一號”雜交狼尾草為青貯原料, 在青貯過程中添加甲酸、丙酸、植物乳桿菌及布氏乳桿菌,探討其對雜交狼尾草青貯飼料品質的影響,以期提高雜交狼尾草青貯品質,為雜交狼尾草高水分青貯提供理論依據(jù)。
1.1 試驗地概況 試驗地位于三峽庫區(qū)重慶境內豐都縣,107o28′55″ E,29°12′39″ N, 屬亞熱帶季風氣候區(qū),氣候溫和、四季分明、雨量充沛,年平均氣溫18.5 ℃,常年日照時數(shù)1728 h,年無霜期318 d,年降水量1123.4 mm。
1.2 試驗材料 試驗用“桂牧1 號”雜交狼尾草種植于豐都大地牧歌農業(yè)開發(fā)有限公司牧草基地。 植物乳桿菌和布氏乳桿菌(1×109cfu/g),由四川高福記公司提供,每噸原料添加量為5 g。甲酸、丙酸購于上海摩貝生物試劑公司, 使用時將其稀釋到濃度為15%,按3 kg/t 用量進行添加。
表1 原料特性 %
1.3 試驗設計 采用單因子試驗設計,設6 個處理組,分別為對照組、甲酸組、乙酸組、植物乳桿菌+布氏乳桿菌組、 植物乳桿菌組、 布氏乳桿菌組,每個試驗組設4 個重復,用聚酯乙烯袋密封青貯原料,于青貯60 d 后開袋取樣。
1.4 試驗方法
1.4.1 青貯飼料的制作 用大型收割機(新鄉(xiāng)銀豐青儲機)直接在田間收獲,并同時將雜交狼尾草植株切割粉碎成3 ~5 cm 草段,草段由翻斗車裝載運回青貯場地后,隨機選取樣品。按試驗設計將乳桿菌、甲酸、乙酸分別均勻噴灑在雜交狼尾草秸稈上,對照噴曬等量蒸餾水,充分混勻,裝入規(guī)格為30 cm × 40 cm 的青貯袋中, 每袋裝重500 g,壓實抽真空密封后,在室溫避光條件下進行發(fā)酵。
1.4.2 樣品預處理 實驗室青貯袋打開后,取出全部青貯飼料將其混合均勻,稱取200 g 放入1 L 的廣口三角瓶中,加入600 mL 去離子水,4 ℃條件下浸提24 h, 然后通過2 層紗布和定性濾紙過濾,得到的濾液即為青貯飼料的浸提液,-20 ℃冷凍冰箱保存待測(劉金偉,2014)。 浸提液用于測定pH 和氨態(tài)氮、總氮、乳酸、乙酸、丙酸、丁酸含量。 將剩余青貯飼料收集烘干,測定干物質、粗蛋白質、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、可溶性碳水化合物。
1.4.3 測定指標及分析方法 將原料和青貯飼料于65 ℃烘箱中烘60 h 以上至恒質量, 測定干物質 (DM) 含量, 使用凱氏定氮儀測定粗蛋白質(CP)含量;采用半自動分析儀測定中性洗滌纖維(NDF)、 酸性洗滌纖維 (ADF) 含量 (張麗英,2003)。 半纖維素含量由NDF 減去ADF 計算得出(劉金偉等,2014)。pH 用pH 計測定。水溶性碳水化合物含量采用硫酸-蒽酮比色法測定(Han 等,2004)。 用高效液相色譜儀測定乳酸、乙酸、丙酸、丁酸含量(榮輝等,2013)。采用次氯酸鈉比色法測定氨態(tài)氮含量(Shao 等,2007)。
1.5 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計 采用SAS 8.1 軟件對試驗數(shù)據(jù)進行單因子方差分析和多重比較。
2.1 原料特性 “桂牧一號”雜交狼尾草特性見表1。雜交狼尾草水分含量較高(83.26%),總糖含量偏低(0.64%),纖維素含量高(39.88%),蛋白質含量偏低(4.42%)。
2.2 青貯發(fā)酵品質分析 添加劑對雜交狼尾草青貯品質的影響見表2。 添加有機酸的處理組pH 高于對照組和乳桿菌組,差異極顯著(P <0.01),乳桿菌組和對照組及乳桿菌組間差異不顯著 (P >0.05)。 青貯料乳酸(LA)含量,甲酸組含量最低,為12.03%,極顯著低于對照組,其次為乙酸組,與對照組間差異不顯著。 青貯料乙酸(AA)含量,乙酸組含量最高,與對照組間差異顯著(P <0.05),植物乳桿菌組含量最低。 青貯料丙酸(PA)及丁酸(BA)含量最高的為乙酸組,含量最低的均為乳桿菌組。 NH3-N 各處理間差異不顯著(P >0.05)。
表2 雜交狼尾草青貯發(fā)酵品質
2.3 青貯化學成分分析 添加劑對青貯化學成分的影響見表3。 有機酸和乳桿菌對青貯料的WSC、CP、NDF、ADF 和HC 影響不顯著(P >0.05)。 各處理中,DM 含量以乙酸組最高, 與植物乳桿菌差異顯著(P <0.05),與其他組差異不顯著(P >0.05)。WSC 含量以植物乳桿菌組最高,為0.71%,其次為布氏乳桿菌組, 為0.61%, 乙酸組的WSC 含量最低。 CP 含量以植物乳桿菌組最高,為7.77%。 NDF含量以乙酸組最高,為67.5%,布氏乳桿菌組含量最低, 為63.4%。 ADF 含量以對照組最高,為45.2%,以植物乳桿菌組最低,為42.3%。HC 含量以乙酸組最高,為24.0%,對照組最低,為20.2%。
表3 雜交狼尾草青貯化學成分 %
添加劑作為能夠改善青貯料青貯品質的有效手段而被廣泛使用。 根據(jù)功能可將其分為發(fā)酵促進劑、發(fā)酵抑制劑、營養(yǎng)性添加劑和好氣腐敗菌抑制劑4 類。
甲酸作為發(fā)酵抑制劑被廣泛使用(Ragnar 等,2017), 可在青貯初期快速降低青貯原料的pH,同時,抑制不良微生物的發(fā)酵,防止青貯原料的腐敗變質, 降低蛋白質及可溶性碳水化合物的分解,保證發(fā)酵的成功(Zheng 等,2018)。 甲酸在豆科、禾本科牧草高水分青貯中發(fā)揮了積極的作用。 鐘敏等(2013)、于浩然等(2020)研究表明,紫花苜蓿青貯時,加入甲酸,可顯著提高乳酸含量,降低乙酸、丙酸、氨態(tài)氮含量,不產生任何丁酸。 Zhang 等(2017)研究發(fā)現(xiàn),添加甲酸顯著降低了垂穗披堿草青貯的pH。 但是本試驗中甲酸組青貯料pH 偏高,而乳酸的含量較低, 這可能是雜交狼尾草的水分含量偏高,而甲酸添加濃度偏低所致,甲酸添加原理是使原料pH 快速降低到4.0 及以下, 甲酸添加量不足時,不能使青貯飼料的pH 充分下降,無法抑制不良發(fā)酵微生物的活動(陳勇等,2018)。 乙酸和甲酸同為發(fā)酵抑制劑,但與甲酸相比,研究報道較少,本試驗中,乙酸組發(fā)酵品質也較低,pH 比對照組高的同時,乙酸、丁酸、氨態(tài)氮含量最高。
布氏乳桿菌屬于異型發(fā)酵乳酸菌,其對青貯飼料發(fā)酵的影響主要是降低乳酸的含量,增加乙酸的生成量, 最終使青貯飼料的pH 相對較低(高洪梅等,2011)。 布氏乳桿菌將乳酸降解成乙酸的過程中伴有丙二醇的生成(Oude 等,2001),其通過某些有機物被轉化成丙酸, 而乙酸和丙酸都是很好的抗真菌物質。這些結論與本試驗結果一致,布氏桿菌組有較高的乙酸和最高含量的丙酸, 混合菌組乙酸含量較高, 但是丙酸含量相對較低。 而Kleinschmi 和Kung(2006)的研究發(fā)現(xiàn),布氏乳桿菌對青貯玉米中丙酸的含量并無影響, 但是卻增加了青貯小谷物和青貯牧草中丙酸的含量。研究表明,布氏乳桿菌在影響青貯品質的同時,也會對青貯化學成分產生影響。Kleinschmi 和Kung(2006)用布氏乳桿菌處理后,青貯小谷物飼料中的乙醇含量和碳水化合物的含量都有所增加, 但是青貯玉米中二者的含量變化卻不顯著。 本試驗結果和青貯玉米中添加布氏乳桿菌結果一致,布氏桿菌組和其他處理間差異不顯著。
植物乳桿菌和布氏乳桿菌同為乳酸菌發(fā)酵益生菌,但前者為同型發(fā)酵乳酸菌。 有研究表明,青貯飼料中添加同型發(fā)酵乳酸菌能夠降低青貯發(fā)酵后氨態(tài)氮含量,提高青貯飼料的品質,而有氧穩(wěn)定性較低。 添加異型發(fā)酵乳酸菌盡管會增加青貯飼料干物質的損失,但提高了有氧穩(wěn)定性(張濤等,2005)。 熬曉琳等(2014)研究結果表明,在飼料稻青貯中添加植物乳桿菌,乳酸含量明顯增加。本試驗結果和其他研究不同, 雜交狼尾草青貯料中添加植物乳桿菌,降低了青貯料pH,乳酸含量比布氏乳桿菌組高,但和對照組間差異不顯著。
雜交狼尾草高水分青貯中添加有機酸和乳桿菌均不能提高其營養(yǎng)成分, 但添加乳桿菌能夠有效改善青貯品質,其中,添加布氏乳桿菌能有效提高青貯料中的乙酸和丙酸含量,防止青貯料霉變。