紫花苜蓿常被作为反刍家畜的蛋白质饲料[1]。目前,苜蓿的利用方式仍以晒制干草为主,养分损失较高,且在收割和晒制过程中易受雨水影响而发生霉变。苜蓿制成青贮饲料可提高苜蓿适口性、改善饲草品质、提高消化率,延长保存期[2-3]。但苜蓿具有较高的缓冲量和较低的可溶性碳水化合物,导致苜蓿不易青贮[4]。适宜的水分是苜蓿青贮的关键因素,乳酸菌可以快速提高苜蓿青贮初期的发酵速度,抑制有害菌繁殖。玉米粉富含苜蓿青贮发酵需要的碳水化合物底物。添加乳酸菌和玉米粉是提高紫花苜蓿青贮饲料品质、适口性和维持有氧稳定性的有效方法[5-8]。裹包青贮饲料是苜蓿青贮饲料的终端产品,在饲草加工企业和养殖企业间的流通量正逐年快速上升。本试验向3个不同水分的紫花苜蓿中添加乳酸菌、玉米粉及二者组合进行裹包青贮,旨在选出裹包青贮发酵最佳条件,为紫花苜蓿生产利用提供参考。1材料与方法1.1试验原料裹包青贮原料购自清水县黄门镇黄湾村绿牧农业农民专业合作社,均为种植两年以上的青贮原料。第一茬为陇东紫花苜蓿。于2021年6月下旬初花期刈割,机械自动切割2~3 cm,留茬长度5~6 cm。乳酸菌剂购自山东宝来利来生物工程股份有限公司,活性乳酸菌含量≥1×109 CFU/g,乳酸菌添加量根据青贮原料中含菌数大于105 CFU/g的要求和菌剂说明书推荐所得;玉米粉由绿牧农业农民专业合作社提供,粉碎,以28 g/kg直接混匀洒在原料中。1.2试验设计与裹包青贮制备试验采用双因素(水分×添加剂)设计,含水量分别为70%、63%和58%,添加剂含量分别为0.01 g/kg乳酸菌、28 g/kg玉米粉、0.01 g/kg+28 g/kg乳酸菌和玉米粉混料,对照组(CK组)不添加添加剂,每组3个重复。试验采用拉伸膜裹包青贮:物料混匀,机械打捆,多层拉伸膜包裹,每个裹包重55~60 kg。裹包置于阴凉厂房,60 d开封取样。1.3测定指标及方法青贮60 d,选取5个不同位置约取100 g样品,混匀,置于真空袋中,-20 ℃保存。样品送至甘肃国研检验检测有限公司测定营养成分、发酵品质等指标。1.3.1感官评定取样时,由5名从事饲草的专业技术人员现场作感官评分,采用德国农业协会评分法,从裹包青贮苜蓿色泽、气味和质地3个方面进行感官评定。评定对应不同等级,即0~2分3个等级、0~14分3个等级、0~4分4个等级,总分20分。得分16~20分为优质青贮苜蓿,10~15分为良好青贮苜蓿,5~9分为中等青贮苜蓿,0~4分为不合格青贮苜蓿。1.3.2营养成分及发酵品质采用凯氏定氮法测定总氮含量和粗蛋白含量;采用烘干法测定干物质含量;采用中(酸)性洗涤过滤法测定中(酸)性洗涤纤维含量;采用索氏提取法测定粗脂肪含量。采用电位法测定pH值;采用高效液相色谱法(紫外检测器)测定乳酸(LA)和乙酸(AA)等有机酸含量;采用分光光度法测定液态氮(AN)。1.4数据统计与分析数据采用Excel 2010整理,SPSS 22.0的一般线性模型进行交互效应方差分析,Duncan's进行多重比较,结果以“平均值±标准差”表示,P0.05表示差异显著。2结果与分析2.1青贮发酵感官评价(见表1)由表1可知,原料含水量为58%,乳酸菌+玉米粉混料青贮得分最高,为17分,评定为1级,乳酸菌组、玉米粉组和CK组得分10~15分,评定为2级;原料含水量为63%,乳酸菌组、乳酸菌+玉米粉混料得分10~15分,评定为2级。玉米粉组和CK组得分均为9分,评定为3级;原料含水量为70%,乳酸菌组和CK组得分均不合格,玉米粉、乳酸菌+玉米粉混料得分为6分、7分,评定为3级。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.03.022.T001表1青贮发酵感官评价含水量组别气味质地颜色评分等级70%CK组丁酸臭味(4)外层有霉斑(0)黄褐色(0)44级乳酸菌组酸带氨味(4)茎叶结构不完整,有干硬结块(0)黄褐色(0)44级玉米粉组酸带氨味(4)茎叶结构基本完整,有黏性,无结块(1)黄绿色(1)63级乳酸菌+玉米粉组淡酸味(5)茎叶结构基本完整,有黏性,无结块(1)黄绿色(1)73级63%CK组酸味(5)茎叶结构较好,松散柔软,无黏性或干硬(3)黄绿色(1)93级乳酸菌组芳香酸味(10)茎叶结构较好,松散柔软,无黏性或干硬(3)黄绿色(1)142级玉米粉组酸味(7)茎叶结构基本完整,包裹外围有部分霉斑(1)黄绿色(1)93级乳酸菌+玉米粉组芳香酸味(10)茎叶结构较好,松散柔软,无黏性或干硬(3)亮黄绿色(2)152级58%CK组酸味(6)茎叶结构较好,松散柔软,无黏性或干硬(3)黄绿色(1)102级乳酸菌组芳香酸味(10)茎叶结构较好,松散柔软,无黏性或干硬(3)亮黄绿色(2)152级玉米粉组酸味(9)茎叶结构较好,松散柔软,无黏性或干硬(3)黄绿色(1)132级乳酸菌+玉米粉组芳香果酸味(12)茎叶结构较好,松散柔软,无黏性或干硬(3)亮黄绿色(2)171级2.2原料含水量和添加剂对苜蓿青贮营养成分的影响(见表2)由表2可知,水分和添加剂的交互作用对苜蓿裹包青贮的粗蛋白、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维均有显著影响(P0.05),添加剂对裹包青贮营养品质均有显著影响(P0.05),含水量仅对粗蛋白和酸性洗涤纤维影响较大(P0.05)。含水量为70%时,与CK组相比,乳酸菌组、玉米粉组、乳酸菌+玉米粉组苜蓿裹包青贮的粗蛋白含量均显著提高(P0.05);玉米粉组和乳酸菌+玉米粉组的中(酸)性洗涤纤维含量显著降低(P0.05),乳酸菌组粗蛋白含量增加最多,乳酸菌和玉米粉组的中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维降幅最大(P0.05)。含水量为63%时,乳酸菌组、乳酸菌+玉米粉组的粗蛋白含量显著高于CK组(P0.05),乳酸菌组、玉米粉组、乳酸菌+玉米粉组的中性性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量均显著低于CK组(P0.05)。含水量为58%时,乳酸菌组、玉米粉组、乳酸菌+玉米粉组的粗蛋白含量显著高于CK组,中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量显著低于CK组(P0.05),且乳酸菌+玉米粉组的粗蛋白含量最高,酸性洗涤纤维含量最低。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.03.022.T002表2原料含水量和添加剂对苜蓿青贮营养成分的影响项目组别干物质粗蛋白粗灰分中性洗涤纤维酸性洗涤纤维70%CK组27.74±0.23c15.63±0.88c9.61±0.32a44.69±0.35a36.72±0.13a乳酸菌组29.94±0.02b17.29±0.26b8.52±0.33b44.51±0.24a34.32±0.53b玉米粉组31.12±0.84a16.44±0.47b8.17±0.13b42.32±0.24c32.98±0.47c乳酸菌+玉米粉组31.38±0.45a18.59±0.54a8.27±0.31b40.45±0.47b32.56±0.23c63%CK组30.74±0.32b17.26±0.28b10.06±0.36a41.73±0.49a34.91±0.71a乳酸菌组28.46±0.41c19.21±0.41a8.43±0.08a40.06±0.42b32.34±0.78b玉米粉组31.07±0.51b17.23±0.45b8.93±0.93a40.27±0.28b32.23±0.41b乳酸菌+玉米粉组33.85±0.54a19.20±0.66a8.94±0.32a41.01±0.93c31.93±0.94b58%CK组31.45±0.28b18.57±0.39c9.1±0.26a42.84±0.29a33.87±0.82a乳酸菌组28.63±0.52c19.69±0.72b8.97±0.55a39.26±0.38b32.87±0.98b玉米粉组34.14±0.79a19.70±0.22b8.23±0.71a37.15±0.55c32.83±0.58b乳酸菌+玉米粉组30.95±1.31b21.14±0.13a8.21±0.32a38.59±0.83b31.06±0.83cP值水分0.4530.0010.0610.0650.000添加剂0.0340.0000.0000.0000.000水分×添加剂0.2890.0300.2350.0000.000注:同水分条件下,同列数据肩标不同小写字母表示差异显著(P0.05),相同字母或无字母表示差异不显著(P0.05);下表同。%2.3原料含水量和添加剂对裹包青贮苜蓿发酵品质的影响(见表3)由表3可知,水分、添加剂、水分和添加剂的交互作用对氨态氮/总氮和有机酸含量均具有显著影响(P0.05)。与含水量为63%和58%相比,含水量70%时,各组的乳酸含量最低,氨态氮、丙酸和丁酸含量最高(P0.05);与CK组相比,试验组的pH值均显著降低(P0.05)。含水量为63%时,乳酸菌组、乳酸菌+玉米粉组的pH值、氨态氮、乳酸含量和丁酸值与CK组相比均显著降低(P0.05);含水量为58%时,各组均显著降低了苜蓿裹包青贮饲料中pH值、氨态氮/总氮值和丁酸含量(P0.05),显著提高了乳酸含量(P0.05),且乳酸菌+玉米粉组效果最显著,乳酸含量比对照组增加了19.63%,氨态氮含量比对照组降低了26.81%。乳酸菌+玉米粉组的pH值、氨态氮、丙酸和丁酸含量显著低于其他试验组和CK组(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.03.022.T003表3原料含水量和添加剂对裹包青贮苜蓿发酵品质的影响项目组别pH值氨态氮/总氮/%乳酸/%乙酸/%丙酸/%丁酸/%70%CK组5.14±0.14a35.77±0.88a26.09±1.28c25.32±0.29a26.42±0.36a1.97±0.12a乳酸菌组4.60±0.13b33.38±0.47b32.79±0.13a23.40±0.35b25.29±0.08b1.74±0.14ab玉米粉组4.72±0.14b32.75±0.13b26.59±0.86c24.78±0.88ab24.86±0.63b1.67±0.12b乳酸菌+玉米粉组4.63±0.10b29.27±0.56c30.00±1.04b24.10±0.54b23.63±0.37c1.62±0.46b63%CK组4.96±0.20a31.15±1.17a32.52±0.79c24.99±0.69a24.18±0.74b1.76±0.23b乳酸菌组4.62±0.10ab27.19±1.00b34.53±0.26b24.86±0.57a24.40±0.33b1.29±0.03c玉米粉组4.75±0.78a31.76±0.65a31.65±0.61c23.04±0.53b29.46±0.19a2.46±0.13a乳酸菌+玉米粉组4.58±0.04b26.15±0.61b47.75±0.50a19.23±0.17c20.26±1.03c1.27±0.23c58%CK组4.82±0.08a26.15±0.73a42.07±0.49d25.20±0.50a24.91±0.62a1.55±0.02a乳酸菌组4.48±0.12b20.13±0.23c46.58±1.16b23.34±0.46a22.08±0.23b0.00±0.00b玉米粉组4.58±0.13ab23.09±0.22b43.64±0.58c24.22±0.23a21.75±0.40b1.64±0.11a乳酸菌+玉米粉组4.47±0.21b19.14±0.63c50.33±0.38a23.58±0.27a18.54±0.81c0.00±0.00bP值水分0.0050.0000.0000.0200.0370.003添加剂0.0520.0000.0000.0000.0020.000水分×添加剂0.7710.0000.0000.0010.0010.0003讨论3.1青贮发酵感官评价本试验中,含水量为63%和58%的青贮苜蓿感官评价均优于含水量70%的青贮苜蓿,无霉变和丁酸味,色泽呈黄绿色或亮黄绿色,结构良好,属于优质饲料。含水量70%的青贮,各处理组酸味中带有浓烈的氨味,对照组有丁酸臭味,乳酸菌处理组和对照组质地有黏性、硬块或霉斑,为不合格青贮苜蓿。因此,高水分条件下即使添加了乳酸菌和玉米粉,青贮苜蓿发酵过程中各类有害菌还是大量繁殖,对苜蓿蛋白质造成破坏,过量的氨态氮、丙酸和丁酸含量导致乳酸菌组和对照组裹包青贮苜蓿腐败,玉米粉组、乳酸菌+玉米粉组青贮效果也不理想。3.2原料含水量和添加剂对苜蓿青贮营养成分的影响本研究中,添加剂对裹包青贮干物质、粗蛋白等营养成分的含量均有显著影响,水分含量对粗蛋白和酸性洗涤纤维含量具有显著影响,对干物质、粗灰分和中性洗涤纤维含量影响不显著,与程方方等[9]研究一致。本试验中,含水量和添加剂的交互作用对中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的含量有显著影响,与杨玉玺等[10]分析含水量和添加剂的交互作用对中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的影响不显著结果不一致。不同水分条件下,乳酸菌+玉米粉组的粗蛋白含量明显高于其他组和CK组,中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量明显低于乳酸菌组和CK组,且含水量58%条件下乳酸菌+玉米粉组的粗蛋白含量最高,中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量最低,苜蓿发酵品质最优,与候鑫狄等[11]、魏晓斌等[12]研究结论一致。3.3原料含水量和添加剂对裹包青贮发酵品质的影响裹包青贮原料水分含量过高或过低,均会使发酵不充足或生成的产物不稳定[13]。适宜含水量的裹包青贮原料在发酵过程中能够迅速降低pH值,低pH值不仅能够抑制发酵过程中有害微生物的大量繁殖,还能够通过降低苜蓿自身蛋白酶活性对蛋白质起保护作用,使发酵达最佳水平[14-15]。本研究发现,原料水分为58%的裹包青贮pH值显著低于原料水分63%和70%的裹包青贮pH值,且乳酸菌+玉米粉组pH值最低。Woodford等[16]和郭玉琴等[17]研究表明,含水量和添加剂均会影响苜蓿青贮发酵品质。王星凌等[18]研究发现,含水量与菌剂互作不会影响pH值,与本试验研究结果一致。程方方等[9]研究显示,苜蓿青贮中添加蔗糖、甲酸和蔗糖与甲酸组合液,二者交互作用能够显著影响pH值。存在差异的原因可能是青贮原料或添加剂种类的不同。本试验中,原料含水量和添加剂及其交互作用对苜蓿氨态氮和有机酸含量的影响均较大。苜蓿青贮中添加同一种添加剂,含水量为58%的乳酸含量最高,63%次之,70%最低,氨态氮占总氮值含水量58%条件下最低,63%次之,70%最高,与程方方等[9]、陈喜梅等[19]研究结果一致,说明适宜的低水分原料更有利于苜蓿青贮发酵。在3个含水量苜蓿原料中使用不同添加剂均提高了青贮饲料粗蛋白和乳酸含量,降低了pH值、氨态氮/总氮值以及有机酸含量,与李静等[20]研究一致,但与丁武蓉等[21]研究乳酸菌和玉米粉对二色胡枝子青贮品质的影响结果不一致,原因可能是青贮原料的不同导致结果不同。4结论原料含水量和添加剂对裹包青贮效果有明显交互作用。含水量为63%和58%时,各组的苜蓿裹包青贮效果均很好,且含水量为58%时乳酸菌(0.01 g/kg)+玉米粉(28 g/kg)组的青贮效果最好,值得在生产中大力推广。
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