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2種秸稈與全株構(gòu)樹混貯發(fā)酵品質(zhì)及瘤胃體外產(chǎn)氣特性

2024-11-05 00:00:00孫穎超柴雨昕侯國慶陳永成鄭曉凱楊鑒琦張凡凡
草地學(xué)報(bào) 2024年10期

收稿日期:2024-04-03;修回日期:2024-05-16

基金項(xiàng)目:南疆重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2022DB017);財(cái)政部和農(nóng)業(yè)農(nóng)村部-國家牧草體系項(xiàng)目(CARS-34)資助

作者簡介:孫穎超(1999-),男,漢族,河南駐馬店人,碩士研究生,主要從事飼草生產(chǎn)與加工研究,E-mail:321470946@qq.com;*通信作者Author for correspondence,E-mail:zhangfanfan@shzu.edu.cn

摘要:本研究旨在探索新疆地區(qū)主要作物秸稈與全株構(gòu)樹(Broussonetia papyrifera L.)的混合青貯發(fā)酵特性,為提高秸稈資源利用效率、改善構(gòu)樹發(fā)酵品質(zhì)提供理論依據(jù)。試驗(yàn)共設(shè)7個(gè)處理,分別為CK組(100%全株構(gòu)樹青貯),C組[90%全株構(gòu)樹+10%玉米(Zea mays L.)秸稈],C組(70%全株構(gòu)樹+30%玉米秸稈),C組(50%全株構(gòu)樹+50%玉米秸稈),W組[90%全株構(gòu)樹+10%小麥(Triticum aestivum L.)秸稈],W組(70%全株構(gòu)樹+30%小麥秸稈),W組(50%全株構(gòu)樹+50%小麥秸稈)。測(cè)定自然發(fā)酵90天發(fā)酵前后各處理組的營養(yǎng)成分、發(fā)酵品質(zhì)、微生物數(shù)量,并進(jìn)行瘤胃體外產(chǎn)氣試驗(yàn)。結(jié)果表明:與CK組相比,混合發(fā)酵中的粗蛋白含量、pH值、氨態(tài)氮含量和霉菌數(shù)量均顯著降低(P<0.05),乳酸菌數(shù)量、乳酸含量均顯著升高(P<0.05);混合青貯的有機(jī)物消化率、代謝能均顯著低于CK組(P<0.05)。綜上,全株構(gòu)樹與玉米、小麥秸稈混合青貯(1∶1)可顯著改善青貯發(fā)酵品質(zhì)。

關(guān)鍵詞:玉米秸稈;小麥秸稈;全株構(gòu)樹;發(fā)酵品質(zhì);瘤胃體外產(chǎn)氣

中圖分類號(hào):S816.53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0435(2024)10-3297-08

Fermentation Quality and In Vitro Rumen Gas Production of Corn Straw Wheat Straw Mixed with Whole Conformation Tree

SUN Ying-chao1, CHAI Yu-xin1, HOU Guo-qing2, CHEN Yong-cheng1, ZHENG Xiao-kai1, YANG Jian-qi1,3, ZHANG Fan-fan1*

(1.College of Animal Science & Technology, Shihezi University, Shihezi, Xinjiang 833000, China; 2.Xinjiang Production and Construction Corps Seventh Division Institute of Agricultural Sciences, Kuiton, Xinjiang 833200, China; 3. College of Animal Science & Technology, Sichuan Agricultural University, Chengdu, Sichuan Province 610000, China)

Abstract:The purpose of this study was to explore the fermentation characteristics of dominant straw and whole-plant Broussonetia papyrifera in Xinjiang province,and to provide a theoretical basis for improving the utilization efficiency of straw resources and the fermentation quality of B. papyrifera. A total of 7 treatments were set up in the experiment,and each treatment had 7 replicates,including CK group (whole-plant B. papyrifera silage),C group (90% whole-plant B. papyrifera and 10% corn straw),C group (70% whole-plant B. papyrifera and 30% corn straw),Cgroup (50% whole-plant B. papyrifera and 50% corn straw),W group (90% whole-plant B. papyrifera and 10% wheat straw),W group (70% whole-plant B. papyrifera and 30% wheat straw),W group (50% whole-plant B. papyrifera and 50% wheat straw). After 90 days of fermentation,the nutritive value,fermentation quality,microbial number and in vitro gas production of rumen were measured. The results showed as follows:1) compared with CK group,the dry matter loss rate,pH value,ammonia nitrogen content and mold number of mixed silage fermentation system decreased significantly (P<0.05) with the increase of the addition ratio of the two straws. The number of lactic acid bacteria and lactic acid content significantly increased ( P<0.05). 2) The organic matter digestibility and metabolic energy of mixed silage of whole plant Broussonetia papyrifera and straw were significantly lower than those of CK group (P<0.05).The mixed silage (1∶1) of whole-plant B. papyrifera with corn straw and wheat straw could significantly improve the fermentation quality of silage.

Key words:Corn straw;Wheat straw;Whole-plant Broussonetia papyrifera;Fermentation quality;In vitro rumen gas production

構(gòu)樹(Broussonetia papyrifera L.)為多年生落葉喬木,是??茦?gòu)樹屬植物,營養(yǎng)價(jià)值高,環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng),在我國各地分布廣泛[1。構(gòu)樹枝葉中含有豐富的粗蛋白、粗脂肪、微量元素,且富含各種氨基酸。此外,它含有豐富的多酚類和黃酮類化合物,具有抗菌、抗病毒、抗氧化等生物活性[2-3,是一種新型優(yōu)質(zhì)飼料資源。大量研究證實(shí),在基礎(chǔ)日糧中添加10%~30%的構(gòu)樹,可改善多種家畜的生長性能、提高畜產(chǎn)品品質(zhì),且對(duì)家畜免疫功能及抗氧化能力產(chǎn)生積極影響[4-6。目前對(duì)于構(gòu)樹的加工方式主要為調(diào)制干草和青貯,其中青貯是在厭氧環(huán)境下乳酸菌利用底物發(fā)酵,產(chǎn)生乳酸、乙酸等多種有機(jī)酸,快速降低pH值,抑制其他不良微生物的生長繁殖,因此被認(rèn)為是保存牧草營養(yǎng)成分的最佳方式[7。由于構(gòu)樹與紫花苜蓿(Medicago sativa L.)類似,蛋白分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜,粗蛋白含量和緩沖能高[2-3,自然青貯條件下青貯效果差,導(dǎo)致飼料營養(yǎng)物質(zhì)損失較大。因此,如何控制發(fā)酵體系以改善構(gòu)樹的青貯發(fā)酵品質(zhì)是當(dāng)前需要解決的問題。

新疆作為我國農(nóng)業(yè)大省,總面積166.49萬km2,耕地面積524.229萬hm2,農(nóng)作物秸稈資源豐富,據(jù)統(tǒng)計(jì)2019年新疆農(nóng)作物秸稈利用量達(dá)2704.14萬t,秸稈綜合利用率由86.48%(2019年)增長到90%以上(2021年),但由于受到多方面因素限制,農(nóng)作物秸稈浪費(fèi)依然嚴(yán)重[8。秸稈由于粗蛋白含量低,且纖維素、半纖維素和木質(zhì)素含量高,經(jīng)干燥處理制成粗飼料后適口性差,導(dǎo)致動(dòng)物對(duì)秸稈的利用效率較低9。利用秸稈與其他牧草混合青貯,既能解決單獨(dú)青貯效果不佳的問題,又可明顯改善青貯發(fā)酵品質(zhì)和營養(yǎng)水平,實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物秸稈的高效利用,現(xiàn)已作為提高牧草飼用價(jià)值的有效手段被廣泛應(yīng)用。有研究表明,利用30%紫花苜蓿與燕麥(Avena sativa)、多年生黑麥草(Lolium perenne L.)和高羊茅(Festuca arundinacea Schreb L.)等秸稈混合青貯,能顯著改善發(fā)酵體系微生物組成及代謝功能,進(jìn)而提高發(fā)酵品質(zhì)和干物質(zhì)消化率[10-12;利用不同比例的紫花苜蓿與玉米(Zea mays L.)、小麥(Triticum aestivum L.)、向日葵(Helianthus annuus L.)、油菜(Brassica napus L.)等秸稈混合青貯,較苜蓿單獨(dú)青貯效果顯著,且干物質(zhì)回收率及乳酸含量較高,pH值和氨態(tài)氮含量較低[13-15。然而,目前關(guān)于全株構(gòu)樹與其他農(nóng)作物秸稈混合青貯后能夠改善發(fā)酵品質(zhì)、營養(yǎng)水平及家畜利用率的研究報(bào)道較少。

因此,本研究選取新疆主要的作物秸稈資源(玉米秸稈、小麥秸稈)分別與全株構(gòu)樹進(jìn)行不同比例的混合青貯研究,通過分析其營養(yǎng)成分、發(fā)酵品質(zhì)、主要微生物數(shù)量及瘤胃體外消化的特性,為改善構(gòu)樹青貯發(fā)酵品質(zhì),提高新疆地區(qū)秸稈資源的利用效率提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

構(gòu)樹種植于新疆維吾爾自治區(qū)第七師農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所構(gòu)樹種植示范基地(44°20′N,83°51′E,海拔450 m,溫帶大陸性氣候,年平均氣溫7.6℃,極端最高氣溫41.8℃,年平均積溫≥10℃的為3774.3℃;土壤鹽含量為0.38%,前茬作物為小麥)。構(gòu)樹苗購自石河子市牧豐飼草生產(chǎn)服務(wù)中心,種植時(shí)間為2022年4月15日,種植方法采用膜上穴播,種植密度為23 970株·hm-2,株距為60 cm×70 cm,總種植面積為2666.68 m2。水肥供應(yīng)采用淺埋滴灌技術(shù),每7 d澆水一次。待全株構(gòu)樹株高長至1.5 m左右時(shí)全株收割,留茬高度為10~15 cm,收割時(shí)間為2022年8月1日和10月5日。玉米秸稈和小麥秸稈購自精河縣天北牧業(yè)養(yǎng)殖合作社,含水量約為12%~15%。將各類原料分別粉碎、揉絲短切至1~2 cm,待貯。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)置7個(gè)處理,分別為CK組(100% 全株構(gòu)樹青貯),C組(90%全株構(gòu)樹+10%玉米秸稈),C處理(70%全株構(gòu)樹+30%玉米秸稈),C組(50%全株構(gòu)樹+50%玉米秸稈),W組(90%全株構(gòu)樹+10%小麥秸稈),W組(70%全株構(gòu)樹+30%小麥秸稈),W組(50%全株構(gòu)樹+50%小麥秸稈)。按各處理比例混合均勻后,分別稱取1 kg樣品,立即裝入帶有單向呼吸閥的塑料材質(zhì)青貯飼料發(fā)酵袋中,壓實(shí),并進(jìn)行真空密封(真空袋規(guī)格35 cm×45 cm,厚度0.2 mm),每處理設(shè)置3個(gè)重復(fù),共計(jì)調(diào)制21袋。置于18~23℃條件下自然發(fā)酵90 d。分別測(cè)定發(fā)酵前后各組混合青貯產(chǎn)物的營養(yǎng)成分、發(fā)酵指標(biāo)、微生物數(shù)量,并在發(fā)酵后測(cè)定各組混合青貯產(chǎn)物的瘤胃體外產(chǎn)氣量和產(chǎn)氣模型參數(shù)。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.3.1 營養(yǎng)品質(zhì)分析 主要營養(yǎng)品質(zhì):測(cè)定干物質(zhì)(Dry matter,DM)、粗蛋白(Crude protein,CP)、中性洗滌纖維(Neutral detergent fiber,NDF)、酸性洗滌纖維(Acid detergent fiber,ADF)、粗脂肪(Ether extract,EE)和可溶性碳水化合物(Water-soluble carbohydrates,WSC)。其中DM含量測(cè)定采用105℃烘干法(DHG-9620A鼓風(fēng)干燥機(jī),上海合恒儀器設(shè)備有限公司);CP含量測(cè)定采用凱氏定氮法(Buchi K-375全自動(dòng)凱氏定氮儀,美國福斯公司);NDF和ADF含量測(cè)定采用范氏洗滌纖維法(自制多用途無紡纖維袋,專利號(hào):ZL201621382211.7和ZL201621382214.0);EE含量測(cè)定采用索氏提取法(玻璃索氏提取器,上海壘固有限公司);WSC含量測(cè)定采用蒽酮比色法(紫外可見分光光度計(jì),上海精密科學(xué)儀器有限公司)[2,16-17。

1.3.2 發(fā)酵指標(biāo)分析 發(fā)酵特性指標(biāo)主要測(cè)定pH值、氨態(tài)氮(Ammonium nitrogen,NH-N)、乳酸(Lactic acid,LA)、乙酸(Acetic acid,AA)、丙酸(Propanoic acid,PA)、丁酸(Butyric acid,BA)含量。其中pH值采用PHSJ3F酸度計(jì)測(cè)定;NH-N含量采用苯酚-次氯酸鈉比色法測(cè)定2,18;LA,AA,PA,BA含量測(cè)定采用液相色譜法(Agilent1260高效液相色譜儀HPLC,美國安捷倫科技公司)[2,18。

1.3.3 微生物數(shù)量分析 微生物主要測(cè)定乳酸菌(Lactic acid bacteria,LAB)、霉菌(Mold)數(shù)量、酵母菌(Yeast)和好氧細(xì)菌(Aerobic bacteria,AB)。LAB,AB分別采用MRS、營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基28℃培養(yǎng)24 h;霉菌和酵母菌分別采用高鹽察氏、麥芽糖浸粉瓊脂培養(yǎng)基37℃培養(yǎng)72 h,待培養(yǎng)結(jié)束后對(duì)各培養(yǎng)基進(jìn)行平板計(jì)數(shù),并對(duì)微生物數(shù)量進(jìn)行計(jì)算[19。所有培養(yǎng)基均購自北京世紀(jì)沃德生物科技有限公司。

1.3.4 哈薩克羊瘤胃體外產(chǎn)氣分析 試驗(yàn)動(dòng)物選擇石河子大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)站的3只體重相近、健康狀況良好的哈薩克羊,于晨飼前采集瘤胃液,裝于提前充滿CO氣體并預(yù)溫的保溫瓶中,迅速帶回實(shí)驗(yàn)室。將采集的瘤胃液用4層紗布過濾,預(yù)熱,并事先在39℃的密閉容器中持續(xù)通CO氣體5 min,待用。參照盧德勛的方法進(jìn)行體外產(chǎn)氣分析[20,人工瘤胃液采用Menke等[21的方法配制,瘤胃液與人工液以1∶2的比例配制。以100 mL玻璃注射器為發(fā)酵容器(標(biāo)號(hào)并檢查密閉性),提前用39℃的水?。ㄗ灾坪銣卣鹗幩″仯┨幚?。稱取烘干后各組全株構(gòu)樹和秸稈混合青貯發(fā)酵產(chǎn)物樣品0.5 g,加入到100 mL玻璃注射器內(nèi),每組樣品重復(fù)3次。取30 mL配制好的培養(yǎng)溶液注入裝好發(fā)酵底物的體外產(chǎn)氣培養(yǎng)管底部,將玻璃注射器內(nèi)空氣排盡,管塞涂抹凡士林保證玻璃注射器的密閉性和潤滑性,于39℃恒溫震蕩水浴鍋中培養(yǎng),讀取0,2,4,6,8,10,12,18,24,30,36,42,48 h產(chǎn)氣量[22。待產(chǎn)氣發(fā)酵結(jié)束后,同時(shí)分析有機(jī)物消化率(Organic matter digestibility,OMD)、代謝能(Metabolizable energy,ME)和產(chǎn)氣參數(shù)模型,產(chǎn)氣參數(shù)模型采用DPSV7.05軟件中一元非線性回歸模型(Gompertz模型)計(jì)算。計(jì)算公式[22-23

OMD=0.986×GP+0.0606×CP+11.03

ME=0.1639×GP+0.0079×CP+0.0239×EE+0.04

X=C×exp[-C×exp(-C×X)]

式中:GP為24 h的產(chǎn)氣量(mL);CP為粗蛋白質(zhì)含量(%);EE為粗脂肪含量(%)。X為產(chǎn)氣量(mL);C為理論最大產(chǎn)氣量(mL);C為產(chǎn)氣速率(mL·h-1);C為產(chǎn)氣延滯時(shí)間(h);X為體外培養(yǎng)時(shí)間(h)。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel 2021整理試驗(yàn)數(shù)據(jù),采用IBM SPSS Statistics 26軟件進(jìn)行單因素方差分析,當(dāng)P<0.05時(shí),通過Tukey(圖基)檢驗(yàn)確定每個(gè)處理之間的顯著差異。采用Origin 2017軟件進(jìn)行繪圖。瘤胃體外產(chǎn)氣模型參數(shù)采用DPS V7.05軟件進(jìn)行計(jì)算。

2 結(jié)果與分析

2.1 兩種秸稈與全株構(gòu)樹混合青貯營養(yǎng)品質(zhì)的影響

本研究中全株構(gòu)樹與玉米秸稈和小麥秸稈本身營養(yǎng)品質(zhì)差距較大,所以不同比例處理間均有差異。發(fā)酵初始時(shí)(表1、表2),各混合青貯處理DM,NDF,ADF含量和酵母菌數(shù)量均顯著高于CK組(P<0.05),其中C,W處理最高。CK組的pH值,CP,EE,WSC,LA含量和LAB數(shù)量均顯著高于各混合青貯處理(P<0.05),其中C,W最低。所有處理均未檢測(cè)到PA,BA。除C組外,各混合青貯處理的AB數(shù)量顯著高于CK組(P<0.05)。

玉米秸稈與全株構(gòu)樹混合青貯90 d時(shí)的營養(yǎng)品質(zhì)、發(fā)酵品質(zhì)及其微生物數(shù)量變化情況表明(表1),各玉米混合青貯處理的DM,NDF,ADF,LA含量和LAB數(shù)量顯著高于CK組(P<0.05),其中C組最高;而CP,EE含量、霉菌數(shù)量和pH值顯著低于CK組(P<0.05),其中C組最低,各處理之間差異顯著(P<0.05)。C,C組的WSC含量顯著高于CK處理(P<0.05),其中C組最高;而NH-N含量顯著低于CK處理(P<0.05),其中C組最低。各混合青貯處理在整個(gè)發(fā)酵過程中均未檢測(cè)到BA,只在CK,C組發(fā)酵90 d中檢測(cè)到PA。C組的AB數(shù)量最低,且顯著低于其他處理組(P<0.05)。

小麥秸稈與全株構(gòu)樹混合青貯發(fā)酵情況與玉米秸稈類似(表2),各小麥混合青貯處理的DM,NDF,ADF和LAB數(shù)量顯著高于CK組(P<0.05),其中W組最高;而CP,EE、霉菌含量和pH值顯著低于CK組(P<0.05),其中W組最低。W,W組的WSC含量顯著高于CK組(P<0.05);而NH-N,AA含量顯著低于CK組(P<0.05)。各處理均未檢測(cè)到BA,且只在CK,W組檢測(cè)到PA。CK組的霉菌、酵母菌數(shù)量均最高,且顯著高于其他處理(除W組酵母菌數(shù)量)(P<0.05)。

2.2 兩種秸稈與全株構(gòu)樹混合青貯產(chǎn)氣量、有機(jī)物消化率代謝能和產(chǎn)氣模型參數(shù)的影響

發(fā)酵90 d時(shí)玉米、小麥秸稈與全株構(gòu)樹混合青貯產(chǎn)氣量如圖1所示,隨著體外產(chǎn)氣時(shí)間的延長,各處理產(chǎn)氣量逐漸升高,在48 h達(dá)到頂峰不再產(chǎn)氣。在發(fā)酵2 h時(shí),C,C,W處理的產(chǎn)氣量顯著高于CK處理;在發(fā)酵6,8,30,36,42,48 h時(shí),C,W處理產(chǎn)氣量顯著低于CK處理(P<0.05)。

玉米秸稈、小麥秸稈與全株構(gòu)樹混合青貯對(duì)有機(jī)物降解率、代謝能和產(chǎn)氣模型參數(shù)的結(jié)果表明(表3、表4),C,C,W,W組的OMD,ME,C均顯著低于CK組(P<0.05),其中CK組最高。

3 討論

3.1 兩種秸稈與全株構(gòu)樹混合青貯發(fā)酵品質(zhì)及微生物數(shù)量的影響

青貯飼料營養(yǎng)物質(zhì)的損失主要是各種微生物在厭氧發(fā)酵環(huán)境下利用底物營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行生物活動(dòng)[24。本研究中,由于發(fā)酵前各處理的底物營養(yǎng)水平存在顯著差異,所以不能用單一標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)發(fā)酵結(jié)束時(shí)的營養(yǎng)品質(zhì)。其中,DM含量能夠反映青貯的營養(yǎng)價(jià)值;DM損失主要是由于青貯發(fā)酵體系中微生物生長消耗了大量底物營養(yǎng)物質(zhì)。在發(fā)酵90 d時(shí),各處理的DM含量均有顯著下降,其中不添加秸稈的全株構(gòu)樹青貯組DM損失程度較大,這可能是由于添加秸稈能夠促進(jìn)LAB產(chǎn)生更多LA,從而抑制其他有害菌的生長;此外C組和W組的WSC損失率較低,進(jìn)一步揭示了該比例有效地抑制了多種微生物的生長,以減少了DM的損失。添加小麥秸稈也表現(xiàn)出相同規(guī)律。WSC含量和LAB活性對(duì)青貯發(fā)酵早期pH值下降速率起決定性作用[3,7。在厭氧環(huán)境下,LAB對(duì)WSC等碳源進(jìn)行同型或異型發(fā)酵時(shí),產(chǎn)生大量LA,AA和少量PA,BA等有機(jī)酸,這些酸性代謝產(chǎn)物是乳酸菌抑菌的主要成分[7。本研究發(fā)酵結(jié)束時(shí),CK組WSC含量消耗最大,且LAB數(shù)量最低。這主要是由于在單獨(dú)構(gòu)樹青貯發(fā)酵過程中,LAB未能建立優(yōu)勢(shì)地位,從而導(dǎo)致多種微生物對(duì)底物營養(yǎng)進(jìn)行了消耗。較低的酸性環(huán)境可以促進(jìn)細(xì)胞壁的酸解作用[25,本研究中各處理ADF,NDF含量較發(fā)酵開始時(shí)均有所下降,這可能是青貯過程中,細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)中的纖維、半纖維素等物質(zhì)被降解生成單糖[26。此外,隨著添加2種秸稈比例增加,ADF,NDF含量均顯著降低;但降低率范圍基本在0.62%~2.73%之間,且降幅不明顯,這與前人研究結(jié)果一致[27

pH值和有機(jī)酸含量是評(píng)判青貯發(fā)酵品質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo),優(yōu)質(zhì)青貯pH值應(yīng)控制在3.8~4.2之間[28。較低的pH值能夠有效抑制有害微生物生長,如梭菌、霉菌、腐敗細(xì)菌等,以減少對(duì)底物營養(yǎng)物質(zhì)的消耗[3,28。本研究中,雖所有處理的pH值均在4.5以上,但pH的下降與秸稈添加量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,說明隨著添加秸稈比例的增加,混貯體系緩沖能值下降,對(duì)發(fā)酵體系有一定的促進(jìn)作用。此外,在構(gòu)樹發(fā)酵體系中,添加秸稈比例與LA含量呈正相關(guān),促使了pH的下降,這與前人研究一致[3。AA是由異型LAB發(fā)酵產(chǎn)生,具有極強(qiáng)的抗真菌特性的能力,能夠抑制酵母、細(xì)菌和有害微生物的生長繁殖,從而確保青貯體系的穩(wěn)定性[29。通常以LA與AA的比值作為發(fā)酵的定性指標(biāo),良好的青貯發(fā)酵體系比值約為2.5~3[29。本研究中,各處理AA含量較發(fā)酵前均顯著增多,其中CK組的LA/AA<2.5,這進(jìn)一步印證了混合青貯體系能夠不同程度地改善有氧穩(wěn)定性。PA在優(yōu)質(zhì)青貯發(fā)酵過程中產(chǎn)量很少,它也對(duì)酵母菌和真菌有很強(qiáng)的抑制作用。BA主要由梭菌的代謝活動(dòng)產(chǎn)生,會(huì)嚴(yán)重危害青貯品質(zhì)[30。本研究中,僅玉米、小麥秸稈添加10%以下能檢測(cè)出PA,且各處理均未檢測(cè)到丁酸。其主要原因可能與構(gòu)樹中富含的抑菌性黃酮類物質(zhì)有關(guān)[3,31,具體原因有待進(jìn)一步分析。

CP含量是青貯飼料最重要的指標(biāo),CP含量的變化與pH值高低密切相關(guān),pH值的高低直接影響牧草中蛋白分解酶的活性[32。NH-N是由梭菌等有害細(xì)菌利用蛋白質(zhì)為營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行增殖和蛋白酶分解蛋白質(zhì)產(chǎn)生,NH-N的含量反映了青貯飼料中CP的降解程度[33。本研究中,構(gòu)樹自身CP含量遠(yuǎn)高于2種秸稈,發(fā)酵結(jié)束時(shí),添加秸稈量越多,CP含量也越低;隨著玉米、小麥秸稈添加量增多NH-N的含量減少;當(dāng)玉米、小麥秸稈添加50%時(shí),混貯體系中NH-N含量最低。這說明混貯可有效形成酸性環(huán)境,進(jìn)而抑制青貯飼料中蛋白酶和有害微生物的活性,促使發(fā)酵體系中游離氨含量下降,最大程度保留CP含量,降低NH-N的含量[34。

青貯發(fā)酵過程LAB是起決定性作用的一類細(xì)菌[24,29。本研究中,發(fā)酵初始秸稈添加量與LAB數(shù)量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,而結(jié)束時(shí)表現(xiàn)相反。霉菌在發(fā)酵結(jié)束時(shí)數(shù)量與秸稈添加量呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系,進(jìn)一步說明添加2種秸稈均對(duì)發(fā)酵體系微生物環(huán)境有積極的促進(jìn)作用。

3.2 兩種秸稈與全株構(gòu)樹混合青貯瘤胃體外產(chǎn)氣的影響

瘤胃體外產(chǎn)氣法可以根據(jù)飼料在瘤胃內(nèi)分解時(shí)產(chǎn)生的氣體量的多少來較為準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)飼料在動(dòng)物體內(nèi)的消化情況[35。在本研究中,秸稈與全株構(gòu)樹混合青貯的瘤胃體外產(chǎn)氣效果不如全株構(gòu)樹青貯,原因是秸稈中含有大量的粗纖維,而粗纖維中的木質(zhì)素降低了動(dòng)物瘤胃消化率,從而影響了反芻動(dòng)物的消化能力[2,9。本研究中氣體的來源主要是飼料中的WSC,NDF,EE,CP等有機(jī)物在瘤胃體中發(fā)酵產(chǎn)生的,這些有機(jī)物在瘤胃內(nèi)被分解代謝,從而產(chǎn)生CH,CO等氣體[36。秸稈與全株構(gòu)樹混合青貯的WSC,CP,EE含量較低,而NDF含量較高。因此在本研究中,隨著發(fā)酵時(shí)間的延長,各處理的產(chǎn)氣量逐漸增加;而兩種秸稈與全株構(gòu)樹混合青貯因粗纖維含量高,各項(xiàng)數(shù)值均低于全株構(gòu)樹單獨(dú)青貯,反映出了發(fā)酵底物中營養(yǎng)物質(zhì)的消化和瘤胃微生物的代謝情況。

4 結(jié)論

相較于全株構(gòu)樹單獨(dú)青貯,玉米秸稈和小麥秸稈與全株構(gòu)樹混合青貯能夠最大程度減少蛋白質(zhì)的降解,提高乳酸菌數(shù)量及乳酸含量,降低pH值,抑制好氧細(xì)菌繁殖,但降低了有機(jī)物的消化率和代謝能。因此,使用小麥和玉米秸稈與全株構(gòu)樹混合青貯(1∶1)可以有效改善青貯發(fā)酵品質(zhì)。

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(責(zé)任編輯 閔芝智)

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