不同比例芦苇与甘草茎叶混合青贮效果研究
时间：2023-04-08 22:00:01 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
陈亚飞 郁万瑞 王芳芳 李明洋 蒋 涛，3* 蒋 慧*
(1.塔里木大学动物科学与技术学院，阿拉尔 843300；
2.塔里木畜牧科技兵团重点实验室，阿拉尔 843300；
3.塔里木大学新疆天山金昱牧业有限公司畜牧专家工作站，阿拉尔 843300)
近年来，我国畜牧产业规模迅速扩大，牛、羊等草食家畜产业发展不断提升。据统计，2020年我国仅牛肉、羊肉产量分别为672万和492万t，同比增长5万t；
但与此同时，随着牛、羊等草食家畜产业的不断发展，饲草资源的消耗量也不断增长，饲草资源短缺问题日益突出[1-2]。据报道，2021年我国草产品进口总量为204.5万t，仅苜蓿干草进口就达178万t，同比增长了31%[3]。因此，开发非常规饲料资源尤为重要。
芦苇(Phragmitesaustralis)是一种多年生的禾本科植物，具有很强的环境适应性，且分布广泛，在河流、湖泊、沼泽和荒漠地区均有生长；
同时，我国芦苇资源丰富，拥有14个主要分布区，生长面积达1.3×106hm2左右[4-5]。除此之外，芦苇还是优质的饲草资源，研究表明，芦苇对草食家畜的适口性强，可以增加肉质嫩度，提高羔羊的肉品质，是一种良好的饲料资源[6]。目前，芦苇作为饲料的研究主要集中在芦苇笋或单独青贮等方面[7-8]，与甘草茎叶混合青贮的研究较少。Asano等[9]研究发现，芦苇单独青贮效果不佳，但添加葡萄糖和乳酸菌进行发酵处理，效果较好；
Wang等[10]研究表明，将禾本科的全株玉米与豆科的紫花苜蓿进行混合青贮，能获得优良的青贮品质。因此，禾本科的芦苇与豆科的紫花苜蓿混合青贮也可能获得良好的青贮饲料。
甘草(GlycyrrhizauralensisFisch)是一种抗盐碱、耐干旱的豆科多年生草本植物。我国是甘草资源最丰富的国家，其主要分布在东北、华北和西北等干旱、半干旱地区，尤其在新疆分布最多[11]。据报道，自新疆北疆的额尔齐斯河流域向东及向南、直至青海等地均有大量甘草分布[12]。甘草还是良好的饲料资源，研究表明，甘草茎叶含的粗蛋白质(CP)、粗脂肪(EE)含量较高，粗纤维(CF)含量较低，同时还含有多种微量元素、常量元素等[13]。研究发现，将豆科的紫花苜蓿、豌豆与禾本科的玉米秸秆、高丹草、甜高粱等进行混合青贮后，均能提高发酵品质，改善单一青贮效果较差的问题[14-17]。因此，豆科牧草的甘草茎叶与禾本科牧草的芦苇混合也可能获得优质的青贮饲料。
目前关于禾本科牧草与豆科牧草混合青贮的研究主要集中在玉米秸秆、甜高粱与苜蓿等原料上[14-17]，关于芦苇与甘草茎叶混合青贮的报道较少。鉴于此，本研究旨在探讨芦苇与甘草茎叶混合青贮能否获得优良的青贮饲料及其适宜的混合比例，为芦苇和甘草茎叶资源的合理利用提供理论依据。
1.1 试验材料
本试验的芦苇和甘草茎叶分别处于抽穗期和开花期，均在塔里木大学及周边团场采集。
1.2 试验设计
将采集后的芦苇和甘草茎叶粉碎至2～3 cm，分别按100∶0(L1组)、60∶40(L2组)、50∶50(L3组)、40∶60(L4组)和0∶100(L5组)的重量比例分为5个组进行混合，每组5个重复，分别装填至1 L[(700±50) g]的广口玻璃瓶中压实，使用胶带和医用凡士林进行密封，发酵90 d后测定其营养价值、发酵品质以及有氧暴露下乳酸菌、酵母菌和霉菌的数量。
1.3 测定指标及方法
1.3.1 芦苇与甘草茎叶混合青贮的营养价值测定
将青贮前、后的饲料进行取样，经65 ℃烘干、回潮、恒重、粉碎和过筛(40目)后制成风干样品备用，采用张丽英[18]的方法测定样品中干物质(DM)、CP、EE、粗灰分(Ash)、中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)的含量，采用蒽酮比色法测定样品中可溶性碳水化合物(WSC)的含量[19]。
1.3.2 芦苇与甘草茎叶混合青贮的感官和发酵品质测定
发酵90 d后，按德国农业协会(DLG)评分法对混合青贮的气味、色泽和质地进行感官品质测定[20]。
称取各组50 g青贮分别放入装有450 mL蒸馏水的三角瓶中，在4 ℃下充分浸提，浸提液过滤，所得滤液分为4份，分别用于pH及氨态氮(NH3-N)、乳酸和挥发性脂肪酸含量的测定。使用pH计(艾沃斯AS-PH8)测定pH；
采用苯酚-次氯酸钠比色法测定NH3-N含量；
将另2份滤液在1 500 r/min下离心，并与25%的偏磷酸溶液按5∶1进行混合，采用Thermo Scientific UltiMate 3000型高效液相色谱仪[UltiMate XB-C18型色谱柱；
柱温：35 ℃；
流动相：0.1 mol/L磷酸二氢钾(KH2PO4)；
流速：1 mL/min]测定乳酸含量；
采用Thermo Scientific TRACE 1310型气相色谱仪(Agilent HP-INNOWax色谱柱；
进样口温度：250 ℃；
载气流速：1 mL/min；
分流比：75∶1；
升温程序：60 ℃，保持时间2 min，然后以10 ℃/min的速率升温至220 ℃，保持时间1 min；
检测器温度250 ℃)测定乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸和异戊酸含量[21]。
1.3.3 芦苇与甘草茎叶混合青贮发酵品质评分
青贮饲料发酵品质的评分按赵小雪等[22]的方法进行，对乳酸/总酸、乙酸/总酸、丁酸/总酸及NH3-N/总氮的值进行综合评价，其中，有机酸的总分为100分，NH3-N占总氮的比值为50分，综合评价得分=(有机酸得分)/2+(NH3-N占总氮的比值得分)。按照综合评价得分将青贮发酵品质等级分为：极差(0～20分)、差(21～40分)、可(41～60分)、良(61～80分)和优(81～100分)5个等级。
1.3.4 芦苇与甘草茎叶混合青贮有氧暴露下微生物数量变化
参照艾琪等[23]的方法，在青贮成功后有氧暴露的第0、1、3、7和15天进行取样并浸提，测定pH，采用倍比稀释法将浸提液稀释至10-6～10-1g/mL，分别取不同稀释倍数的稀释液各1 mL，分别涂布在马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)培养基、高盐察氏培养和MRS培养基上，并分别在28、28和37 ℃的培养箱培养48 h后，进行酵母菌、霉菌和乳酸菌计数，每个稀释倍数3个重复，适宜稀释倍数的菌落计数平均值乘以稀释倍数计为该暴露时间的微生物数量(CFU/g FM)，结果用lg(CFU/g)表示。
1.4 数据统计及分析
试验数据通过Excel 2019进行预处理，然后采用SPSS 24.0软件进行单因素方差分析，并采用Duncan氏法进行多重比较，P<0.05表示差异显著。
2.1 芦苇与甘草茎叶混合青贮的营养价值
从表1可以看出，发酵前，各组之间混合青贮DM含量无显著差异(P>0.05)；
L5组混合青贮CP含量显著高于L1组、L2组和L3组(P<0.05)，各组混合青贮CP含量随着甘草茎叶所占比例的提高而逐渐提高(P<0.05)；
各组混合青贮NDF、ADF和WSC含量随着甘草茎叶所占比例的提高而逐渐降低(P<0.05)；
L1组混合青贮Ash含量显著高于其他4个组(P<0.05)；
各组之间混合青贮EE含量不显著差异(P>0.05)。
表1 芦苇与甘草茎叶混合青贮的营养价值(干物质基础)Table 1 Nutritional value of mixed silage of reed and licorice stems &leaves (DM basis) %
发酵后，L5组混合青贮DM含量显著低于其他4个组(P<0.05)，且其他4个组之间差异不显著(P>0.05)；
随着甘草茎叶所占比例的提高，各组混合青贮CP含量逐渐提高(P<0.05)，NDF、ADF和Ash含量逐渐降低(P<0.05)，且L5组NDF含量显著低于其他组(P<0.05)，L4组和L5组ADF含量显著低于L1组、L2组和L3组(P<0.05)；
各组混合青贮EE含量差异不显著(P>0.05)；
各组混合青贮WSC含量较青贮前明显降低，其中，L4组WSC含量最低，显著低于其他组(P<0.05)。
2.2 芦苇与甘草茎叶混合青贮的感官品质
从表2可以看出，将芦苇与甘草茎叶混合青贮后，各组混合青贮感官品质较好，其中L2组、L3组和L4组感官评分较高，等级评为优；
单一的甘草茎叶青贮(L5组)感官评分较低，等级评为尚可。
表2 芦苇与甘草茎叶混合青贮的感官品质Table 2 Sensory quality of mixed silage of reed and licorice stems &leaves
2.3 芦苇与甘草茎叶混合青贮的发酵品质及评分
从表3可以看出，L1组和L5组混合青贮pH和丁酸含量显著高于L2组、L3组和L4组(P<0.05)，且L4组pH和丁酸含量最低，显著低于其他组(P<0.05)；
L4组和L5组异丁酸含量最低，显著低于其他组(P<0.05)；
L2组、L3组和L4组乳酸和乙酸含量显著高于L1组和L5组(P<0.05)，L2组和L3组丙酸含量显著高于L1组(P<0.05)，且L2组乳酸含量最高，L4组乙酸含量最高，L3组丙酸含量最高；
各组之间戊酸和异戊酸含量差异不显著(P>0.05)；
混合青贮NH3-N/总氮值随甘草茎叶所占比例的提高而逐渐降低(P<0.05)，且L4组NH3-N/总氮值显著低于其他组(P<0.05)。
表3 芦苇与甘草茎叶混合青贮的发酵品质及评分Table 3 Fermentation quality and score of mixed silage of reed and licorice stems &leaves
综合评分后发现，L2组、L3组和L4组混合青贮的总评分分别为83、82和81分，等级为优；
L1组和L5组混合青贮的总评分较低，分别为73和74分，等级评为良。
2.4 芦苇与甘草茎叶混合青贮有氧暴露下pH和微生物数量变化
从图1可以看出，随着有氧暴露天数的增加，各组混合青贮中酵母菌和霉菌的数量及pH不断提高；
第15天时，L1组和L5组酵母菌和霉菌数量及pH显著高于其他组(P<0.05)，且L4组酵母菌和霉菌数量及pH最低，并显著低于其他组(P<0.05)。各组混合青贮中乳酸菌的数量随着有氧暴露天数的增加而逐渐减少；
第15天时，L4组乳酸菌数量最高，显著高于其他组(P<0.05)。
图中标注不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。Different small letters in the figure indicated significant differences (P<0.05).图1 芦苇与甘草茎叶混合青贮有氧暴露下pH和微生物数量变化Fig.1 Changes in pH and microbial population of mixed silage of reed and licorice stems &leaves under aerobic exposure
3.1 不同比例芦苇与甘草茎叶混合青贮对营养价值的影响
青贮发酵过程中，原料中的DM和WSC含量是影响青贮品质的关键指标。WSC是青贮饲料发酵的底物，乳酸菌通过发酵原料中的WSC产生乳酸、乙酸和丙酸等其他有机酸，降低pH，抑制其他腐败菌的生长，从而减少营养价值损失，使饲料能够长期保存；
研究表明，豆科牧草中原料的水分在60%～70%为宜，WSC含量占DM的6%～7%以上才容易青贮成功[24-25]。在本试验中，除甘草茎叶单独青贮处理的WSC含量为5.37%以外，其他处理均在6%以上，将芦苇与甘草茎叶混合青贮后，显著提升了甘草的DM和WSC含量，增加了青贮饲料发酵的底物，这可能是二者混合青贮成功的原因，这与胡远彬等[24]的研究结果相似。
青贮饲料中的CP、NDF和ADF含量是影响青贮营养价值和草食家畜消化、吸收情况的关键性指标[15]。本研究中，随着甘草所占比例的提高，混合青贮CP含量显著提高，NDF和ADF含量显著降低，这表明芦苇与甘草茎叶二者混合青贮可以提高营养价值。在混合青贮的L2组、L3组和L4组中，L3组和L4组CP含量较高，NDF和ADF含量较低，表明在芦苇和甘草茎叶混贮中，当甘草所占比例达到50%～60%时，混合青贮饲料的营养价值较高。
3.2 不同比例芦苇与甘草茎叶混合青贮对感官品质的影响
感官品质评定方便快捷，能直观反映饲料品质的优劣[26]。本试验中，混合青贮处理的感官评分均高于单一青贮处理，其中混合青贮的L4组感官评分最高，表明将芦苇与甘草茎叶进行混合青贮后，提高了甘草茎叶的感官评分，这与胡远彬等[24]的研究结果相似。
3.3 不同比例芦苇与甘草茎叶混合青贮对发酵品质的影响
青贮饲料的pH越低，说明发酵品质越好[27]。本试验中，混合青贮处理的pH低于单一青贮处理，表明混合青贮能改善青贮品质，发酵后品质好，这与Chen等[28]的研究结果一致。
NH3-N是微生物和植物蛋白酶分解蛋白质的产物，NH3-N/总氮值越高，说明被分解的氨基酸和蛋白质就越多，青贮品质就越差[29-30]。本研究中，随着甘草茎叶占比的提高，各组NH3-N/总氮值逐渐降低，这说明混合青贮改善了青贮品质。
有机酸是发酵过程中微生物的代谢产物，其含量能反映微生物发酵类型及发酵品质的好坏[31]。其中，乳酸含量越高，发酵物的pH越低，营养物质损失越少，发酵效果越好[32]。本试验中，随着甘草茎叶所占比例的提高，混合青贮的乳酸含量逐渐降低，这可能是由于甘草茎叶中WSC含量较少引起的，这也与段艳珍等[15]关于豌豆与玉米秸秆混合青贮的研究结果一致。乙酸和丙酸能抑制好氧型微生物的活性，防止青贮饲料腐败，提高青贮饲料的有氧稳定性[33-34]。在本试验中，L4组乙酸含量最高，L3组丙酸含量最高，说明当甘草茎叶所占比例为50%～60%时，能获有氧稳定性较好的青贮饲料。丁酸是腐败菌分解蛋白质、糖类和乳酸的产物，丁酸含量越高青贮品质越差[35]。本试验中，混合青贮处理的丁酸含量显著低于单一青贮，且L4组的丁酸含量最低，说明芦苇与甘草茎叶混合青贮能提高青贮品质，且甘草茎叶占比在60%时青贮品质较好。此外，混合青贮的L2组、L3组和L4组的综合评分等级均为优，表明甘草茎叶所占比例在40%～60%时青贮效果较好。
3.4 不同比例芦苇与甘草茎叶混合青贮对有氧暴露下pH及微生物数量的影响
青贮饲料在有氧暴露后，乳酸及WSC能增强酵母菌和霉菌等有害微生物的活动，引起二次发酵，使青贮饲料败坏[36-37]。本试验中，有氧暴露后，混合青贮3个组的乳酸菌数量下降的速度以及酵母菌、霉菌数量和pH上升的速度均较慢，表明将禾本科牧草的芦苇与豆科牧草甘草茎叶混合青贮能延长腐败时间，有较好的有氧稳定性；
同时，第15天时，L4组乳酸菌数量最多，霉菌数量最少，表明L4组的有氧稳定性更高，表明甘草茎叶所占比例为60%时青贮效果较好。
① 芦苇与甘草茎叶混合青贮处理的发酵效果优于单一青贮处理，混合青贮能获得优良的青贮品质。
② 芦苇与甘草茎叶混贮比例为40∶60时青贮效果较好。
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