引用本文
阴法庭, 张凤华. 饲料油菜与玉米秸秆混合青贮营养品质. 草业科学, 2018,35(7): 1790-1796
Yin Fa-ting, Zhang Feng-hua. Nutritional quality of silage made with different ratios of forage rape and corn stalks. Pratacultural Science, 2018,35(7): 1790-1796.  
Doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2017-0462
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《草业科学》编辑部
饲料油菜与玉米秸秆混合青贮营养品质
阴法庭1, 张凤华1,2
1.石河子大学农学院,新疆 石河子 832003
2.石河子大学绿洲生态农业重点试验室,新疆 石河子 832003
通讯作者:张凤华(1970-),女,新疆石河子人,博导,教授,博士,主要从事绿洲生态与环境研究。E-mail:[email protected]

第一作者:阴法庭(1991-),男,山东泰安人,在读硕士生,主要从事干旱区作物营养与生理研究。E-mail:[email protected]

收稿日期: 2017-09-14 接受日期: 2018-02-09
资助项目: 公益性行业(农业)科研专项项目“北方一熟区耕地培肥与合理农作制”(201503120); 兵团科技攻关与成果转化项目“绿洲盐渍化土壤生态修复关键技术与示范”(2016AD022); 国家重点研发计划课题“玛纳斯河流域盐碱地治理模式及棉花林果产业示范”(2016YFC0501406)
摘要

以盛花期刈割收获的饲料油菜( Brassica napus)与玉米( Zea mays)秸秆为原料,按不同比例混贮;通过营养品质分析,探讨二者混贮的适宜配比。结果表明:1)饲料油菜不能单独调制青贮饲料;2)混贮处理后的粗蛋白(CP)、粗脂肪(EE)、酸性洗涤纤维(ADF)、中性洗涤纤维(NDF)、粗灰分(Ash)含量均介于饲料油菜与玉米秸秆单贮之间,营养品质均得到显著改善,达到提高青贮品质的目的;3)饲料油菜与玉米秸秆7:3混贮处理的CP、EE含量显著高于玉米秸秆单贮与3:7的混贮处理,而ADF与NDF含量显著低于玉米秸秆单贮与3:7的混贮处理( P<0.05);4)混贮处理的pH较玉米秸秆单贮与饲料油菜单贮处理显著降低( P<0.05),其中7:3混贮处理的pH最低;5)饲料油菜与玉米秸秆7:3混贮处理的V-Score青贮发酵品质得分显著高于玉米秸秆单贮与3:7的混贮处理。综合比较分析发现,以饲料油菜与玉米秸秆7:3的混贮处理较好,可作为较佳的混贮配比模式。

关键词: 饲料油菜; 玉米秸秆; 混贮; 营养品质
中图分类号:S816.15 文献标志码:A 文章编号:1001-0629(2018)07-1790-07
Nutritional quality of silage made with different ratios of forage rape and corn stalks
Yin Fa-ting1, Zhang Feng-hua1,2
1.College of Agronomy, Shihezi University, Xinjiang Province, 832003, Xinjiang, China
2.Key Laboratory of Oasis Ecology Agriculture of Xinjiang, Shihezi University, 832003, Xinjiang, China
Corresponding author: Zhang Feng-hua E-mail:[email protected]
Abstract

In this study, feed rapeseed harvested in the blooming stage and the corn stalk were used as raw materials and mixed-storage at different proportions to find their optimal ratio by analyzing nutrient quality. The results indicate that feed rape cannot be individually prepared for silage. After mixed-storage processing, the content of CP, EE, ADF, NDF, and Ash ranged between those of feed rapeseed and corn stalks for single storage. Nutritional quality was significantly improved and achieved the purpose of improving silage quality. The content of CP and EE in treatment Ⅲ (7:3 rape-corn stalk ratio) was significantly higher than that in treatment Ⅳ (3:7 rape-corn stalk ratio), while the content of ADF and NDF was significantly lower than that of treatment Ⅱ (0:10 rape-corn stalk ratio), and treatment IV ( P<0.05). The pH value of mixed storage was significantly lower than that of individual corn stalk and rape storage ( P<0.05), the lowest pH value was observed in treatment Ⅲ. The score of V-Score in treatment Ⅲ (7:3 rape-corn stalk ratio) was significantly higher than that in treatment Ⅳ (3:7 rape-corn stalk ratio). By comprehensive comparison, we conclude that treatment Ⅲ with 7:3 rape-corn stalk ratio should be the preferable mixing ratio.

Key words: feeding rape; corn stalk; mixed-storage process; nutritional quality

当前, 得益于我国畜产品需求的快速增长, 新疆北疆地区畜牧产业得到快速发展, 成为推动地区经济增长的新亮点, 但是天然牧场因过度放牧导致不断退化, 进入冬季后北疆地区漫雪严寒, 饲料短缺成为制约畜牧业经济发展的重要阻碍。饲料油菜(Brassica napus)又名双低(低芥酸、低硫代葡萄糖甙)油菜, 具有耐寒性强、生长迅速、营养价值高等特点[1, 2]。近年来, 北疆地区麦后复种饲料油菜面积不断增大, 其鲜草产量可达75 000 kg· hm-2。饲料油菜属于高蛋白型饲草, 无氮浸出物和钙含量较高, 具有高脂肪、低纤维的特点, 是一种新型的优质饲草[3] 。玉米(Zea mays)作为北疆地区传统的粮食作物之一, 在粮食生产中占有重要地位, 其秸秆一直作为重要的畜牧饲料[4]。但是玉米秸秆组成结构复杂、坚韧, 纤维含量高, 粗蛋白等营养物质含量低, 适口性较差; 秆茎叶上自然附着的乳酸菌较少, 影响生物可降解性, 直接青贮会引起异常发酵, 甚至造成变质[5]。饲料油菜产草量高, 鲜嫩多汁, 营养丰富, 青贮后不仅能较好地保持其营养特性, 减少养分损失, 而且柔软多汁, 气味酸香, 适口性好, 能够刺激家畜消化液的分泌和胃肠道蠕动, 从而增强了消化功能, 提高了饲草料的利用率[6, 7]。目前饲料油菜的生产利用方式以饲草为主, 青贮利用研究较少; 而玉米秸秆单独作为饲料直接饲喂, 适口性差, 品质低。研究表明, 干玉米秸秆与含湿量高的生物质原料进行混贮能够获得良好的贮存效果[8]。

基于此, 本研究探讨了饲料油菜与玉米秸秆不同混合比例下青贮营养品质, 旨在探究最佳配比, 为调制品质优良的饲料油菜青贮饲料提供理论依据。

1 材料与方法
1.1 试验材料

试验样品采集于2016年9月28日, 在石河子市钟家庄镇七场进行。试验地位于85° 40' E, 44° 45' N。青贮原料分别为盛花期(2016年9月28日)刈割收获后的饲料油菜(华油杂62号)与收获后的玉米(新饲玉11号)秸秆。青贮原料营养成分如表1所列。饲料油菜与玉米秸秆的营养物质差异显著(P< 0.05), 除干物质含量外, 饲料油菜的粗蛋白、粗脂肪和粗灰分含量显著高于玉米秸秆(P< 0.05), 而中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量则显著低于玉米秸秆(P< 0.05)。

表1 青贮原料营养成分(干物质) Table 1 Chemical properties of raw material for ensiling (DM)
1.2 试验设计

为充分发挥饲料油菜高蛋白、高脂肪、低纤维的营养特性, 解决麦后饲料油菜存贮与加工利用的问题, 设计饲料油菜为主、玉米秸秆为辅的青贮方案; 试验共设4个处理, 将饲料油菜和玉米秸秆分别按照10:0(Ⅰ )、0:10(Ⅱ )、7:3(Ⅲ )和3:7(Ⅳ )的百分比混合成青贮饲料, 探究饲料油菜与玉米秸秆单贮及7:3(Ⅲ )与反比例下3:7(Ⅳ )模式下青贮营养品质差异。

1.3 青贮调制

饲料油菜刈割后与玉米秸秆分别进行青贮前粉碎处理(切短至1~2 cm), 单贮时分别称取饲料油菜和玉米秸秆各1.5 kg, 混合时按照不同比例分别称取粉碎后的饲料油菜与玉米秸秆各自所需重量(总重1.5 kg), 将其混合均匀后装入青贮袋内, 并进行真空处理。为保证材料附着乳酸菌的发酵, 将进行试验预处理, 将装袋的试验材料放入恒温箱中发酵前7 d(32 ℃左右), 随后试验室环境(23~30 ℃)下发酵60 d, 期间(发酵后3、7、15、30、60 d)随机开封, 每个处理各3袋。

1.4 测定项目及方法

1.4.1 指标测定方法 pH:取青贮饲料鲜样20 g, 加入180 mL蒸馏水, 制成青贮饲料浸出液, 用酸度计测定浸出液的pH[9]。干物质(DM):用烘箱烘干法测定, 在65 ℃下烘干48 h[9]。粗蛋白(CP):采用凯氏定氮法测定[10]。中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF):采用范氏洗涤纤维法测定[10]。采用索氏提取法测定粗脂肪(EE)含量[11]。采用550 ℃灼烧法测定粗灰分(Ash)含量[12]。氨态氮(NH3-N):采用苯酚-次氯酸比色法进行含量测定[13]。挥发性脂肪酸(VFA):使用HITACHI高效液相色谱测定浸出液的乳酸、乙酸、丙酸和丁酸含量[14]。进样量10 μ L、柱温50 ℃、波长210 nm, 流动相采用0.2%的磷酸, 流速为1 mL· min-1。

1.4.2 青贮品质评定 青贮发酵品质评价选用V-Score评分体系[15], V-Score评分体系是依据青贮饲料中的NH3-N与VFA中的乙酸、丙酸、丁酸含量进行计算得分, 并将各项得分相加获得最终评价分数。一般分为4个标准:其满分为100分, 80分以上为良好, 60~80分为一般, 60分以下为差。各指标评分标准如表2所列。

表2 V-Score评分体系 Table 2 V-Score system
1.5 数据分析

数据处理采用SPSS 17.0软件进行统计分析, 用平均值± 标准差表示测定结果, 同时分别对同一混合比例不同青贮时间处理、同一青贮时间不同混合比例处理进行单因素方差分析, 并用Duncan法对各测定数据进行多重比较; 采用Excel 2016制图。

2 结果分析
2.1 不同混贮处理青贮营养品质分析

4个不同处理的DM含量均随青贮时间变化呈现出下降趋势(P< 0.05)。在整个发酵期, 处理Ⅱ 和Ⅳ 的DM含量显著高于处理Ⅰ 与Ⅲ (P< 0.05); 在发酵期第60天, 处理Ⅱ 的DM含量最高, 为48.35, 处理Ⅰ 的DM含量最低, 为13.57, 处理Ⅲ 与Ⅳ 的DM含量介于处理Ⅰ 与Ⅱ 之间(表3)。

表3 青贮过程中不同混贮处理营养品质变化(干物质) Table 3 Changes of different treatments and silage time on raw material chemical properties(DM)

从整个发酵过程来看, 各处理的CP含量随青贮时间的推移, 均呈现出先缓慢下降, 后趋于稳定; 而不同处理的EE含量随时间变化明显, 在发酵初期(0~7 d)呈现明显的下降趋势, 然后趋于平缓(7~60 d)。在发酵后60 d, 处理Ⅰ 的CP与EE含量最高, 分别为12.98%和3.07%; 而处理Ⅲ 的CP与EE含量显著高于处理Ⅳ (P< 0.05), 较处理Ⅱ 分别提高了3.68%和1.01%。

随青贮时间的变化, 4个不同处理的NDF含量较发酵初期明显下降, 且差异显著(P< 0.05); ADF含量在整个发酵过程中除处理Ⅰ 与处理Ⅱ 外, 均呈现出先下降后趋于平缓的趋势; 处理Ⅰ 与处理Ⅱ 在发酵后60 d的ADF含量较第30天上升。在发酵后60 d时, 处理Ⅱ 的NDF与ADF含量最高, 分别为66.40%和40.70%, 处理Ⅰ 的含量最低, 分别为36.24%和26.87%; 混贮处理中, 处理Ⅲ 的ADF含量与NDF含量显著低于处理Ⅳ (P< 0.05)。

在发酵初期(0~3 d), 各处理的Ash含量差异显著(P< 0.05)。随着青贮过程的进行, 各处理之间的Ash含量差异性越来越小, 在发酵期第60 d时, 处理Ⅰ 、 Ⅲ 、 Ⅳ 的Ash含量差异不显著(P> 0.05)。青贮结束后, 处理Ⅰ 的Ash的含量最高, 为12.34%, 处理Ⅱ 的含量最低, 为10.73%, 处理Ⅲ 与Ⅳ 的含量介于处理Ⅰ 与Ⅱ 之间。

综上, 由整个青贮过程中不同处理的营养品质变化可以得出, 处理Ⅲ 的DM含量较处理Ⅰ 显著增加(P< 0.05), 同时CP与EE含量显著高于处理Ⅱ 与Ⅳ (P< 0.05), 而NDF与ADF含量显著低于处理Ⅱ 与Ⅳ (P< 0.05), 在各处理中最优。

2.2 不同处理青贮饲料的发酵品质分析

随着青贮时间的变化, 各处理的pH均呈现下降趋势(表 3)。在发酵期第60天时, 各处理的pH均降到4.2以下, 其中处理Ⅰ 、Ⅳ 之间pH差异不显著(P> 0.05); 处理Ⅲ 在青贮时间60 d时出现pH最低值(3.56); 处理Ⅱ 的pH为4.19, 显著高于其他处理(P< 0.05)。

青贮60 d时, 各处理的青贮质量评分均在80以上, 表现良好, 其中饲料油菜单贮(处理Ⅰ )的质量评分最高, 为89.88; 混贮处理中以处理Ⅲ 得分较高, 为87.16(表4)。

表4 不同处理组的V-Score青贮质量评价 Table 4 V-Score of alfalfa/maize silage
3 讨论
3.1 不同混贮处理对青贮料营养成分的影响

青贮原料是决定青贮能否成功的基础[16]。在本研究中, 处理Ⅰ 、Ⅲ 、Ⅳ 随青贮时间的变化, DM含量明显下降; 这是由于本研究所用青贮原料是在饲料油菜盛花期刈割收获调制的, 其含水量较高, 随发酵过程中微生物代谢消耗, 导致其最后DM含量损失相对较高[17]。在整个发酵过程中处理Ⅲ 的含水率一直处于65%~75%之间, DM含量较处理Ⅰ 得到显著提升(P< 0.05), 而适宜的含水率也是保证发酵成功的重要条件[18]。刘建新等[19]研究证明, 白菜(Brassica rapa)、油菜等含水量较高的青贮料宜采用与玉米秸秆混合青贮, 以提高DM含量。

NDF与ADF是作为常规评价纤维品质优良的重要指标。一般认为, ADF含量越高, 其动物消化率越低; ADF含量越低, 动物择食消化吸收越好, 饲草的喂养价值越高[20]。本研究中随着混贮料中饲料油菜比例的增加, 各混贮处理的NDF与ADF含量都呈现下降趋势, 混贮处理中以处理Ⅲ 的ADF和NDF含量最低。有研究[21, 22]报道, 青贮料中若NDF和ADF含量较高, 一般选择添加适量纤维素酶通过降解来降低其含量。

CP是饲料营养价值的重要评价指标。饲料中CP含量高, 则表明该饲料的品质优良, 含量越低, 品质越差[23, 24]。本研究中, 随着青贮时间的推移, 各处理CP含量均较青贮原料有所降低, 这是因为蛋白质是微生物获取能量的基础, 发酵初期, 青贮料中各类微生物活动频繁, 消耗了大量能量。发酵期结束后, 处理Ⅲ 的CP与EE含量显著高于其他混贮处理(P< 0.05), 较处理Ⅱ 分别提高了3.68%和1.01%, 这表明不同饲草混贮后可以达到优劣互补, 营养平衡; 王林等[25]的研究也证明, 将不同饲草混贮后, 各处理的营养品质均得到改善, 可以达到优质青贮的目的。

3.2 不同混贮处理对青贮料发酵品质的影响

pH是评价青贮发酵好坏的重要指标, 青贮饲料的pH值越低, 发酵品质越好[26]。pH< 4.2时青贮饲料质量为优等, 4.2~4.5为良好, 4.6~5.0为一般, pH> 5.0为劣等[27]。本研究发现, 随着整个青贮发酵过程的进行, 不同处理pH均呈现出逐渐降低趋势, 在发酵期第60天时均低于4.20。这是因为青贮初期各类微生物活动活跃, 微生物代谢消耗了青贮原料中的碳水化合物, 从而产生大量的酸, 导致pH快速下降。这一点在杨云贵等[28]的研究中得到证实。Kaiser等[29]指出, 牧草青贮饲料中pH因不同牧草的不同化学成分而受到影响, 同时还与青贮时牧草本身的含水量和植物的缓冲能有关。适宜水平的可溶性碳水化合物含量是克服高缓冲能、确保青贮发酵品质的前提条件[30]。本研究中处理Ⅲ 的pH显著低于其他处理(P< 0.05), 这是由于处理Ⅰ 的可溶性碳水化合物与CP含量较高, 缓冲能高, 而玉米秸秆可溶性碳水化合物与CP含量较低, 缓冲能低两个处理都不易形成最佳的pH状态, 而随着饲料油菜在混贮中所占比例的增加, 有效降低了pH。

一般品质优等的青贮饲料的丁酸含量应低于0.1%, 而氨态氮占总氮的比例应低于10%[31], 青贮过程中, 各类微生物活动消耗降解蛋白质产生氨态氮, 青贮料中的NH3-N/TN含量越高, 说明蛋白质降解越多[32]; 而蛋白质是动物获取植物能量的重要来源, 蛋白质被大量降解直接影响了动物的采食量和饲草利用率[33]。在V-Score青贮发酵品质评价体系中, 本研究各处理的NH3-N/TN的比例均低于10%, 丁酸含量均低于0.1%, 评分等级均在良好以上, 混贮处理中以处理Ⅲ 得分最高, 为87.16。V-Score青贮发酵品质评价体系采用了NH3-N/TN及有机酸含量的指标, 能较为准确地反映青贮饲料的发酵品质, 这与孙小龙等[34]的研究相一致。

4 结论

饲料油菜与玉米秸秆混合青贮能够显著提高营养价值和发酵品质, 较好地解决了饲料油菜单贮干物质含量低及玉米秸秆直接饲喂营养价值低的问题。通过综合考虑青贮营养品质及V-Score评分, 当饲料油菜与玉米秸秆7:3混贮时, CP与EE含量显著提高, NDF、ADF含量与pH显著降低, V-Score评分较高, 青贮效果最佳, 可作为北疆地区饲料油菜与玉米秸秆混合青贮方案。

(责任编辑 王芳)

The authors have declared that no competing interests exist.

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