2021年我国棉花种植面积达302.8万hm2,其中新疆棉花种植面积250.6万hm2,占全国种植面积82.7%。2021年,新疆棉花产量为512.8万t,棉秆产量约为1 849.2万t[1]。目前,新疆棉花秸秆的利用率仍然较低。棉秆中约含有44.0%纤维素与15.3%木质素,干物质降解率较低且粗蛋白含量较高[2],具有无氮浸出物丰富、适口性差等特点,不易被家畜采食并消化吸收。并且棉秆富含游离棉酚,限制了其在畜牧业上的应用,从而造成资源浪费[3],目前新疆大部分棉秆被直接焚烧或田间放牧。微贮是一种操作简单、成本低廉的加工方式,营养物质损失较小[4]。但因棉秆含糖量低,仅为1.16%,单独发酵不易成功,需外源加入发酵底物,糖蜜与植物乳杆菌是常用的微贮发酵剂。糖蜜是甘蔗、甜菜等制糖后的副产品,含有大量果糖、葡萄糖、蔗糖等,甘蔗糖蜜含糖量在34%~46%[5],弥补了原料可溶性碳水化合物的不足。植物乳杆菌[6]属乳杆菌科,厌氧或兼性厌氧,属同型发酵乳酸菌,具较强的耐酸能力。棉秆经发酵可使发酵产物质地变软,提高其营养价值、适口性以及动物采食量,能够缓解新疆地区(尤其南疆)养殖业饲料短缺的情况。孙新文等[7]研究发现,饲喂石河子大学动物科技学院研制的棉秆裹包微贮技术压制饲料可使多浪羊平均日增重增加134 g/头,湖羊平均日增重增加115 g/头。穆麟等[8]研究表明,糖蜜与乳酸菌发酵稻秸比乳酸菌处理显著增加了青贮后可溶性碳水化合物、粗蛋白、乳酸含量,显著降低pH值、中性洗涤纤维和丁酸含量。周亚强等[9]在玉米秸中添加糖蜜与乳酸菌进行发酵,结果发现,糖蜜与乳酸菌共同添加组的pH值低于纯糖蜜组,感官评分为优良。林语梵[10]研究发现,柠条中添加糖蜜与乳酸菌进行青贮发酵在发酵前期快速降低了pH值,氨态氮、酸性洗涤纤维含量低于单一蜜糖处理组,并改善了青贮的有氧稳定性。目前,关于在棉秆微贮调制时添加糖蜜与乳酸菌对棉秆微贮感官评价、发酵品质、营养品质的影响方面尚未开展系统研究,本试验拟筛选适宜的糖蜜、乳酸菌添加水平对棉秆进行微贮,为棉秆的高效化利用提供参考。1材料与方法1.1试验材料棉秆在玛纳斯县朱家团庄村刈割,运至石河子大学动物科技学院实验站经粉碎机切至1~2 cm。糖蜜购自中粮屯河糖业昌吉糖业分公司;乳酸菌主要成分为植物乳杆菌,由动科院牧草加工与贮藏实验室培养,活性乳酸菌数量为1.0×106 CFU/g;尿素、食盐购自石河子市农资市场;发酵容器为真空密封发酵袋,购自江西旺江南包装厂。排空气采用真空机,购自江西科德沃包装厂。棉秆原料营养组成见表1,所采用原料游离棉酚含量均低于国家饲料标准限量(500 mg/kg[11])。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.17.021.T001表1棉秆原料营养组成项目数值干物质(DM)/%38.56±2.18粗蛋白(CP)/%DM7.13±0.01中性洗涤纤维(NDF)/%DM73.67±0.55酸性洗涤纤维(ADF)/%DM54.34±1.05粗灰分(Ash)/%DM7.10±0.10可溶性碳水化合物(WSC)/%DM1.67±0.23游离棉酚(FG)/(mg/kg DM)279.28±5.32pH值5.96±0.10乳酸(LA)/%FM0.58±0.81乙酸(AA)/%FM0.31±1.21丙酸(PA)/%FM0.02±0.06丁酸(BA)/%FM—氨态氮/总氮(NH3-N/TN)/%FM1.60±5.02注:“—”表示未检出,下表同。1.2试验设计试验采用2×4双因素试验设计,分别添加4%、5%糖蜜及0(L0)、0.1%(L1)、0.2%(L2)、0.3%(L3)植物乳杆菌进行微贮,每个处理定量添加0.2%食盐、0.1%尿素。糖蜜、食盐、尿素以干物质基础添加,植物乳杆菌以鲜样基础添加。在微贮1、7、15、30、60 d取样分析,每个处理各个时间点设6个重复。A、B为添加4%、5%的糖蜜,L0、L1、L2、L3为添加0、0.1%、0.2%、0.3%的植物乳杆菌。1.3测定指标及方法1.3.1微贮调制将刈割的棉秆切割至1~2 cm,将尿素、食盐以及不同水平的糖蜜、植物乳杆菌与棉秆充分混匀,装袋(水分控制在55%~65%),发酵袋规格为35 cm×45 cm,每袋装4 kg,密度约398 kg/m3,以真空包装机抽真空,封口,标记,置于室温进行发酵。1.3.2感官评定依照农业农村部颁发《青贮饲料质量评定标准》[12]对微贮棉秆进行感官评定,依据饲料pH值、水分、气味、色泽、质地等5项指标存在的差异评分,划分为优质、良好、一般、劣质共4个等级。1.3.3营养品质pH值采用雷磁PHS-25酸度计测定;挥发性脂肪酸(VFA)采用高效液相色谱法[13];NH3-N采用苯酚-次氯酸钠比色法[14];WSC采用蒽酮-硫酸比色法[15];DM采用105 ℃烘干法[16];CP采用凯氏定氮仪法[17];NDF与ADF采用范氏(Van Soest)洗涤纤维法[18];Ash采用灰化法(于茂福炉600 ℃灼烧法)[19]。1.4数据统计与分析试验数据采用Excel软件进行初步整理,SPPS 26进行双因素方差分析,Duncan's法进行多重比较。结果以“平均值±标准差”表示,P0.05表示差异显著,P0.01表示差异极显著。2结果与分析2.1棉秆微贮感官评价结果(见表2)由表2可知,添加5%糖蜜水平下L2、L3微贮棉秆感官评定等级为优良,其他处理评定为良好。处理B中L2、L3微贮棉秆的pH值为4.16、4.14,总分为77、78,气味呈甘酸味,具舒适感,色泽显亮棕褐色,质地松散软弱不粘手。处理A中L0、L1微贮棉秆pH值为4.22、4.21,总分为57、59,呈淡酸味,色泽显暗褐色,质地松散,小部分样品有结块。处理B中L2、L3与处理A中L0、L1微贮棉秆得分差异主要表现在气味与色泽。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.17.021.T002表2棉秆微贮感官评价结果项目ABL0L1L2L3L0L1L2L3pH值788899910水分1717182018192020气味1212131618181919色泽1517182019192020质地65677899总分5759637171737778等级良好良好良好良好良好良好优良优良研究表明,随着糖蜜、乳酸菌添加量的增加,棉秆pH值逐渐降低,气味由刺鼻酸味向淡酸和甘酸味变化,色泽由暗褐色向棕褐色转变,质地由略带黏性向松散不粘手转变,各处理棉秆微贮较为成功。2.2不同糖蜜与乳酸菌添加水平对棉秆微贮发酵品质的影响(见表3)由表3可知,发酵15 d,添加5%糖蜜水平下L2、L3棉秆微贮的pH值比发酵前降低了30.81%、30.39%,添加4%糖蜜水平下棉秆微贮的L2、L3的pH值比发酵前下降28.96%、29.16%,发酵后期趋于平缓。发酵60 d,添加5%糖蜜水平下L3、L2、L0棉秆微贮的pH值为4.14、4.16、4.17,L3显著低于L1、L0(P0.05),为各处理中最低;添加4%糖蜜水平下,L2、L3的pH值显著低于L1、L0(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.17.021.T003表3不同糖蜜与乳酸菌添加水平对棉秆微贮发酵品质的影响发酵时间/d糖蜜乳酸菌pH值LA/%AA/%PA/%BA/%NH3-N/TN/%1AL05.99±0.350.73±0.040.42±0.150.028±0.000—1.75±0.03L15.89±0.020.77±0.030.39±0.030.026±0.000—1.91±0.28L25.87±0.050.72±0.010.40±0.020.028±0.010—1.71±2.10L35.95±0.010.74±0.030.38±0.120.026±0.010—1.69±0.57BL05.82±1.210.73±0.040.41±0.010.027±0.000—1.89±0.25L15.98±0.100.75±0.050.37±0.030.020±0.010—1.71±0.15L25.94±0.310.76±0.080.43±0.030.021±0.010—1.65±0.73L35.89±0.190.75±0.050.41±0.070.025±0.000—1.60±0.097AL04.37±0.23a2.14±1.04b0.76±0.09b0.042±0.020ab0.015±0.0004.89±0.03aL14.31±0.16c2.75±0.21ab0.83±0.16a0.040±0.010ab0.011±0.0004.78±1.40abL24.30±0.05c2.83±0.06ab0.84±0.28a0.038±0.020ab—4.69±0.71bcL34.26±0.14d2.93±0.03ab0.85±0.04a0.036±0.000ab—4.68±0.35bcBL04.35±0.14b2.25±0.21ab0.77±0.03b0.048±0.020a0.018±0.0004.81±0.75abL14.27±0.09d2.90±0.29ab0.84±0.16a0.039±0.010ab—4.52±0.04cdL24.24±0.22e3.13±0.36a0.85±0.12a0.034±0.000ab—4.44±2.66dL34.21±0.17f3.10±0.63a0.86±0.02a0.030±0.020b—4.53±0.33cd15AL04.25±0.23a3.45±0.02d0.91±0.21e0.053±0.010a0.026±0.0105.11±0.16aL14.22±0.09a4.02±0.31b0.95±0.18d0.050±0.000ab0.019±0.0004.81±0.08bL24.17±0.15b4.06±0.73b0.96±0.02cd0.045±0.020bcd—4.72±0.05bL34.13±1.04cd4.11±0.05b0.98±0.70bc0.046±0.010bc—4.61±0.17bcBL04.23±0.04a3.57±0.03c0.92±0.60e0.052±0.010a0.022±0.0105.19±0.38aL14.14±0.06bc4.10±0.31b0.97±0.21bcd0.048±0.020ab—4.69±0.23bcL24.11±0.12cd4.35±0.44a0.99±0.37ab0.040±0.010d—4.41±1.41cL34.10±0.02d4.28±1.14a1.01±0.28a0.042±0.000cd—4.57±1.07bc30AL04.24±0.01c3.69±0.07c1.20±0.03e0.087±0.01a0.031±0.0006.59±0.27aL14.28±1.01ab3.95±0.58b1.28±0.05d0.086±0.020a—6.41±0.19abL24.29±0.04a4.01±0.44b1.49±0.02a0.084±0.010a—6.25±0.24bcdL34.25±0.29bc4.04±0.12b1.31±0.50cd0.073±0.020ab—6.21±1.29bcdeBL04.22±0.10cd3.81±0.05c1.16±0.32f0.086±0.000a0.024±0.0106.32±0.08bcL14.30±0.01a4.06±0.36b1.34±0.12c0.075±0.030ab—6.18±0.06cdeL24.20±0.02de4.32±0.58a1.40±0.08b0.068±0.010b—6.01±0.01eL34.18±0.05e4.23±1.56a1.42±0.29b0.069±0.040b—6.05±0.65de60AL04.22±0.13a3.78±0.06cd1.35±0.32d0.078±0.0100.032±0.000a7.76±0.05aL14.21±0.04ab3.77±0.08d1.34±0.05d0.074±0.0200.028±0.010abc7.81±0.83aL24.19±0.08bc3.82±0.09bcd1.36±0.11cd0.076±0.0000.026±0.000bc7.58±0.15bL34.18±0.55cd3.86±0.04bcd1.38±0.16bc0.074±0.0300.025±0.010bcd7.51±0.12bBL04.17±0.03d3.88±0.12b1.38±0.06bc0.077±0.0200.030±0.020ab6.90±0.11cL14.18±0.03cd3.87±0.08bc1.39±0.03b0.074±0.0000.023±0.000cd6.86±0.02cL24.16±0.11de4.10±0.32a1.43±0.09a0.072±0.0200.020±0.020d6.81±0.04cL34.14±0.93e4.07±0.01a1.42±0.06a0.071±0.0100.021±0.000d6.84±0.11c注:1.同列同一微贮天数数据肩标不同字母表示差异显著(P0.05),相同字母或无字母表示差异不显著(P0.05);下表同。随发酵时间延长,各组棉秆微贮的LA含量总体呈上升趋势,在发酵第15 d达到最大,后期有小幅下降而后趋于稳定。发酵第60 d,5%糖蜜水平下L2、L3棉秆微贮的LA含量比L0增加5.61%、4.89%(P0.05)。添加4%糖蜜水平下L2、L3组棉秆微贮的LA含量高于L0组(P0.05);添加5%糖蜜水平下L2、L3棉秆微贮的LA含量显著高于添加4%糖蜜水平下相应的LA添加组(P0.05);棉秆微贮发酵过程中LA含量受糖蜜因素的影响高于乳酸菌。AA含量在发酵全程呈上升趋势。在发酵第7、15 d的同一糖蜜水平下,L1、L2、L3棉秆微贮的AA含量均显著高于L0(P0.05);发酵60 d,添加5%糖蜜水平下L2、L3棉秆微贮的AA含量均显著高于L0(P0.05);4%糖蜜水平下L0、L1棉秆微贮的AA含量显著低于5%糖蜜水平下L0、L1(P0.05)。各处理PA含量总体呈上升趋势。在发酵30~60 d,PA含量出现小幅下降;在发酵15 d时,4%、5%糖蜜水平下L2、L3棉秆微贮的PA含量均显著低于L0(P0.05)。发酵60 d,5%糖蜜水平下L2、L3棉秆微贮的PA含量低于其余处理(P0.05)。BA在发酵前、中期部分处理因含量低均未检出,发酵60 d时各处理均检出BA,最高值达0.032%。随发酵时间的推进,各处理NH3-N/TN增加。除第1、60 d外,其余发酵时间两个糖蜜添加水平下L2、L3棉秆微贮NH3-N/TN均显著低于L0(P0.05)。同一糖蜜添加处理下,提高LA添加量可降低棉秆微贮的NH3-N/TN。发酵60 d,添加5%糖蜜水平下L2棉秆微贮的NH3-N/TN为各处理中最低,显著低于4%糖蜜水平下L0、L1(P0.05),表明增大糖蜜添加量可降低棉秆微贮NH3-N/TN。2.3不同糖蜜与乳酸菌添加水平对棉秆微贮营养品质的影响(见表4)由表4可知,随发酵时间增加,各处理棉秆微贮的DM含量均出现不同程度的降低。发酵60 d,各处理DM含量比发酵0 d降低了8.19%~19.04%。除发酵第1、7 d外,在添加4%、5%糖蜜水平下,其余发酵时间L2、L3棉秆微贮的DM含量均显著高于L0(P0.05),即在同一糖蜜水平下,增大乳酸菌添加量可提高DM的保存率。发酵60 d,添加5%糖蜜水平下L2、L3棉秆微贮的DM含量为35.76%、36.11%,显著高于其他处理(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.17.021.T004表4不同糖蜜与乳酸菌添加水平对棉秆微贮营养品质的影响发酵时间/d糖蜜乳酸菌DMCPNDFADFAshWSC1AL037.01±0.18b8.09±0.0975.82±0.1054.88±0.207.14±0.155.46±1.05L137.29±0.39b8.10±0.0172.47±0.7155.19±2.137.15±0.195.47±0.42L237.36±0.32b8.13±0.1072.37±0.8855.43±1.077.16±0.025.50±0.08L337.42±0.12b8.09±0.3275.91±0.3953.14±0.967.10±0.425.45±0.11BL039.61±1.09a8.11±0.0573.27±0.2054.84±0.217.16±0.115.85±0.05L139.39±0.18a8.08±0.0871.94±3.1353.11±1.097.09±0.075.86±0.09L239.41±0.25a8.14±0.1274.82±1.4553.11±0.767.14±0.235.82±0.03L339.80±2.32a8.12±0.2071.86±0.0555.46±1.087.10±0.155.88±0.037AL035.47±0.53d7.93±0.2269.10±0.10ab54.62±0.206.82±0.04c4.42±0.54bL135.14±0.28e7.96±0.2269.81±1.57a54.49±3.016.96±0.02a3.47±0.02cL235.64±2.16cd7.98±0.1368.17±1.12bc53.10±0.836.84±0.36bc3.32±0.02dL335.76±0.31c7.99±0.1867.32±0.67c53.07±2.386.92±0.06ab3.31±0.05d7BL037.82±0.44b8.06±0.2069.38±0.20ab53.62±0.206.77±0.04c4.88±0.11aL137.89±0.18b8.05±0.2066.79±0.91cd52.12±2.297.01±0.02a3.38±0.02cdL238.15±1.85a8.08±0.0665.74±0.81d52.61±0.306.94±0.10a3.29±0.05dL338.30±0.45a8.09±0.0165.31±0.57d52.01±2.016.96±0.05a3.25±0.07d15AL033.25±0.90f7.86±0.12c66.08±0.23a53.66±0.21a6.91±0.05a2.92±0.06bL134.84±0.09d8.05±0.02b66.01±1.26a52.88±1.81ab6.48±0.12b2.60±0.04cL234.36±0.58e8.11±0.11ab65.95±0.09a53.52±0.22a6.26±0.05c2.56±0.11cL334.51±0.76de8.17±0.08ab65.40±0.03b51.55±1.59ab6.41±0.03b2.25±0.05dBL035.68±0.36c8.05±1.05b66.05±0.12a52.45±0.28ab6.35±0.05bc3.15±0.06aL137.68±0.38a8.14±0.04ab65.52±0.08b50.69±2.08b6.38±0.12bc2.26±0.09dL237.16±1.25b8.18±0.02ab65.14±0.06c50.26±2.61b6.42±0.09b2.22±0.02dL337.36±0.68ab8.22±0.13a65.34±0.32b50.36±0.45b6.35±0.22bc2.21±0.01d30AL031.72±0.97d7.88±0.07c62.45±0.12b53.30±0.15a6.98±0.922.22±0.01cL131.98±0.40d8.24±0.04a64.34±0.55a50.13±1.28bc6.51±0.292.23±0.05cL234.34±0.26c8.30±0.05a62.35±0.66bc51.85±0.74ab7.05±0.522.21±0.06cL333.88±0.09c8.34±0.16a62.31±1.78bcd50.17±0.73bc6.49±0.502.32±0.01bBL034.43±0.26c8.10±0.03b63.98±0.11a51.59±0.15abc6.31±0.452.42±0.03aL136.47±0.06a8.33±0.04a62.02±0.11bcd51.91±0.72ab6.63±0.022.21±0.06cL235.86±0.95b8.37±0.07a61.76±0.08d49.29±1.37c6.60±0.142.18±0.02dL336.82±0.75a8.35±0.07a61.79±7.08cd49.27±4.32c6.46±0.192.18±0.01d60AL031.25±0.11f8.15±0.22d63.43±0.10c50.26±0.25b7.09±0.141.69±0.01cL131.66±0.05ef8.27±0.22bc64.88±1.49a52.74±3.37a7.16±0.271.69±0.02cL234.32±0.49c8.30±0.01ab63.26±0.12cd49.36±0.48b7.13±0.091.73±0.02cL333.32±0.17d8.35±0.08ab62.94±0.12de50.45±0.56b6.99±1.151.81±0.03bBL032.07±0.34e8.19±0.25cd63.91±0.15b49.45±0.35b6.93±0.101.82±0.04bL135.27±0.11b8.33±0.20ab63.08±0.73cd49.71±1.33b7.11±0.061.79±0.01bL235.76±3.21a8.40±0.03a62.56±3.10f46.98±0.36c6.96±0.501.89±0.04aL336.11±1.26a8.38±0.05a62.66±0.88ef47.49±0.11c7.08±0.721.92±0.05a单位:%%棉秆微贮的CP含量在发酵全程变化幅度较小。在发酵第15、30、60 d,添加4%、5%糖蜜水平下,L3水平棉秆微贮的CP含量显著高于L0(P0.05),即添加相同水平糖蜜的条件下,添加较高水平乳酸菌具有较高的CP含量。发酵结束时,5%糖蜜水平下各组棉秆微贮的CP含量高于4%糖蜜水平,表明棉秆微贮发酵过程中CP含量变化受糖蜜因素的影响高于乳酸菌。5%糖蜜水平下L2棉秆微贮的CP含量为8.40%,为各处理中最高。随棉秆微贮发酵时间增加,棉秆微贮的NDF含量逐渐降低。发酵30 d,NDF呈持续下降趋势;第60 d时,棉秆微贮的NDF含量出现小幅升高;发酵结束时,添加4%、5%糖蜜水平下,L1、L2、L3棉秆微贮的NDF含量均显著低于L0(P0.05)。随发酵时间增加,棉秆微贮的ADF含量逐渐降低,发酵60 d,各处理棉秆微贮的ADF含量比发酵0 d均明显降低。除发酵第1 d外,其余发酵时间5%糖蜜水平下各处理ADF含量均低于4%糖蜜水平。发酵60 d,5%糖蜜水平下L2、L3棉秆微贮的ADF含量为46.98%、47.49%,显著低于其余处理(P0.05)。表明糖蜜与乳酸菌在棉秆微贮发酵过程中对NDF、ADF含量的降低产生积极作用。棉秆发酵前后棉秆微贮的Ash含量无明显变化(P0.05)。随发酵进程推进,WSC含量逐渐下降,发酵60 d较微贮前期均明显降低。发酵第7、15 d,添加4%、5%糖蜜水平下L0棉秆微贮的WSC含量均显著高于L1、L2、L3(P0.05),即在发酵前期的同一糖蜜水平下,添加乳酸菌加快了WSC的消耗。发酵60 d,添加5%糖蜜水平下L2、L3棉秆微贮的WSC含量为1.89%、1.92%,均显著高于其余处理(P0.05)。2.4不同糖蜜与乳酸菌添加水平对棉秆微贮品质交互作用(见表5)由表5可知,发酵时间及试验设置不同糖蜜及乳酸菌添加水平均对棉秆微贮营养及发酵品质产生影响。通过双因素方差分析可知,除发酵时间同糖蜜添加水平与乳酸菌添加水平3者间交互作用对Ash含量产生显著影响外(P0.05),其余处理及交互作用影响均不显著(P0.05)。乳酸菌添加水平除对ADF产生显著影响外(P0.05),对上述其余指标均产生极显著影响(P0.01)。发酵时间与糖蜜添加水平、糖蜜添加水平与乳酸菌添加水平两两交互作用除对NH3-N/TN、CP产生显著影响外(P0.05),对其余指标产生极显著影响(P0.01)。发酵时间与乳酸菌添加水平的交互作用除对NH3-N/TN、CP、NDF、ADF产生显著影响外(P0.05),对上述其余指标产生极显著影响(P0.01)。发酵时间同糖蜜添加水平与乳酸菌添加水平的交互作用除对NH3-N/TN、Ash产生显著影响外(P0.05),对其余指标均产生极显著影响(P0.01)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.17.021.T005表5不同糖蜜与乳酸菌添加水平对棉秆微贮品质交互作用指标发酵时间糖蜜添加水平乳酸菌添加水平发酵时间×糖蜜添加水平发酵时间×乳酸菌添加水平糖蜜添加水平×乳酸菌添加水平发酵时间×糖蜜添加水平×乳酸菌添加水平pH值**************LA**************AA**************PA**************NH3-N/TN**********DM**************CP***********AshNSNSNSNSNSNS*NDF*************ADF************WSC**************注:“**”表示影响极显著(P0.01),“*”表示影响显著(P0.05),“NS”表示影响不显著(P0.05)。3讨论3.1秸秆微贮的感官评定感官评定是发酵饲料中最基础的鉴定指标,本试验依据《青贮饲料质量评定标准》[12],通过微贮饲料的pH值、水分、气味、色泽、质地等指标进行感官评定,划分优质、良好、一般、劣质共4个等级。本试验发酵品质较好,各处理感官评定划分为良好、优良两个等级,引起差异的主要指标是气味与色泽。原因主要是添加较高糖蜜与乳酸菌补充了发酵底物和微生物浓度,促进了发酵,导致pH值降低,抑制腐败菌的生长,使发酵体系更加稳定;气味由酒酸刺鼻味慢慢转变为甘甜味,色泽由暗褐色转变为棕褐色。阳建华[20]的研究中添加不同水平的甜菜渣与棉秆进行发酵也得出相似的结论。3.2不同糖蜜及乳酸菌添加水平对棉秆微贮发酵品质的影响适宜制作微贮饲料的秸秆饲料作物必须含有适当水平的WSC含量(≥10%DM)[21]。本试验中,发酵原料棉秆的WSC含量为1.67%DM,且本身附着乳酸菌数量少,活性不强,产酸能力较弱,决定了其单独很难发酵成功。有研究表明,植物表面附着的乳酸菌大多数为球菌,80%为明串珠菌属,乳酸杆菌占比很少[22]。本试验添加富含碳水化合物的糖蜜及植物乳杆菌(同型发酵乳酸菌)进行发酵。pH值是衡量饲料发酵品质的重要指标,品质优良的青贮饲料pH值在3.5~4.1,发酵时pH值越低,饲料越容易保存[23]。本试验发酵60 d,随着糖蜜与乳酸菌添加水平提高,秸秆pH值逐渐降低,原因是增加了发酵底物与乳酸菌导致发酵更彻底。在微贮过程中,与AA、PA等其他有机酸相比,乳酸菌发酵生产的LA通常是微贮饲料中含量最高的酸。本试验LA含量在添加乳酸菌处理15 d达到最大,后期有小幅降低。未添加乳酸菌处理的LA含量一直增加。主要是因为添加外源植物乳杆菌能够迅速帮助乳酸菌建立菌群优势,利用微贮中的底物较早产生LA。董志浩等[24]添加糖蜜与乳酸菌对桑叶进行青贮发酵,结果表明,糖蜜与乳酸菌组合添加加速了LA产生,快速降低了pH值,获得良好的发酵品质。AA是微贮饲料中含量第二高的有机酸,通常含量为1%~3%。本试验中AA含量呈逐渐增加的趋势,且添加乳酸菌处理高于L0,主要因为植物乳杆菌属兼性异型发酵乳酸菌[25]。Avila等[26]研究表明,接种的乳酸菌可通过调节自身代谢途径适应不同的发酵环境,兼性异型发酵乳酸菌在糖量相对充足的厌氧环境下,通过糖酵解途径以丙酮酸和果糖为中间产物最终生成LA,而在糖量相对短缺的厌氧环境下,以戊糖磷酸化途径经脱氢和脱羧作用,最终生成CO2、AA或乙醇等终产物。AA是常用的微贮发酵抑制剂,能够有效抑制腐败微生物生长,提高微贮饲料有氧稳定性[27]。整个发酵过程中检出微量PA;而BA含量低于最低检出限,前期部分处理未被检出,仅在60 d有极微量存在,L0的PA及BA含量均高于添加乳酸菌处理。可能是添加外源植物乳杆菌导致发酵产生LA含量较大,使pH值降低,有效抑制了产PA及BA微生物的生长繁殖[28]。NH3-N/TN值可反映饲料发酵过程中蛋白质与氨基酸的降解程度,一般认为优质的微贮饲料NH3-N/TN小于10%DM[29]。本试验中,NH3-N/TN前期增加迅速,在发酵60 d最高值为7.81%,且5%糖蜜水平低于4%,主要是由pH值的下降所引起。微贮饲料中氨态氮由两部分产生,一部分是植物蛋白酶对蛋白质、氨基酸的降解生成,蛋白酶受氧的影响较小,但pH值的下降会很快抑制其活性。另一部分是梭菌分解利用蛋白质和氨基酸生成,梭菌可在厌氧和高水分环境下生存,但不耐酸,即氨态氮的产生伴随较高的pH值[30]。3.3不同糖蜜及乳酸菌添加水平对棉秆微贮营养品质的影响试验采用袋装发酵,无汁液流失,但DM含量总体呈小幅下降;微贮结束时,5%糖蜜组DM含量高于4%糖蜜组。原因是糖蜜含65%DM[31],添加较多糖蜜可提高DM含量;且添加较多糖蜜与乳酸菌提高了发酵底物与乳酸菌起始浓度,使pH值更低,有效抑制有害微生物活性,保存了营养物质。在发酵结束60 d,CP含量较前期有小幅上升;随着糖蜜与乳酸菌添加水平提高,CP含量升高,糖蜜与乳酸菌的交互作用对CP变化产生显著影响。原因主要是较低的pH值有效抑制了腐败菌与植物蛋白酶的活性,使蛋白分解减弱;也可能是微贮过程中DM含量有一定损失,但CP发酵前后变化不大,使微贮后CP含量相对增加。付锦涛等[32]向全株构树和稻草混合物中添加乳酸菌与糖蜜进行青贮,发现糖蜜与乳酸菌组合处理pH值最低,CP含量最高。本研究表明,添加适宜糖蜜与植物乳杆菌有助于降低CP损失。ADF、NDF属于木质纤维组分,是影响饲料消化降解的重要因素,与饲料瘤胃降解率呈一定的负相关[33]。本试验中,棉秆NDF、ADF含量经发酵后出现小幅降低,且NDF降解幅度大于ADF,原因是添加糖蜜为棉秆发酵提供底物,添加植物乳杆菌可加速利用底物,能够快速产生具有溶解纤维活性的微生物酶,降解棉秆中NDF、ADF;ADF降解较少是由于其含有大量的木质素,短时间内较难被微生物降解。李萍[34]对甜高粱青贮后取样进行微观结构(电镜扫描)分析,可直观反映发酵对木质素结构的破坏程度,发现与原料相比,不同处理表面出现大小不一的孔洞与裂纹,表明青贮发酵利于破坏木质纤维结构。李龙兴等[35]添加糖蜜与乳酸菌对玉米秸秆青贮发酵,结果表明,NDF、ADF均降低。Ash中含大量矿物质,是构成动物体组织的重要原料,也是评价饲料质量的重要指标[36]。本试验Ash在微贮前后变化不大,0 d时棉秆Ash含量不同可能是制作发酵袋时与土壤接触而产生的差异。WSC是微贮过程中可提供的主要底物来源,存在于微贮饲料和微贮饲料的有氧代谢阶段[37]。本试验中,随着发酵进程的推进,WSC含量逐渐降低,在60 d趋于稳定,且5%糖蜜水平下L2、L3最高。WSC降低是因为微生物在发酵期间的代谢增加造成底物损失。本试验发酵结束时部分处理相对含较多的WSC含量,原因可能是微生物能够发酵提供充足底物,增加了原始乳酸菌浓度,并在发酵前、中期迅速降低pH值,抑制有害微生物(如梭菌、霉菌)与乳酸菌竞争发酵底物,从而节省可溶性糖。添加较多糖蜜也会有部分WSC剩余。李宇宇等[38]添加糖蜜和乳酸菌对天然牧草进行发酵,结果显示,糖蜜与乳酸菌组合处理WSC含量显著高于纯糖蜜处理。4结论单独添加糖蜜或与植物乳杆菌组合均对棉秆微贮的感官评价、营养及发酵品质影响显著。本试验结果表明,各处理保留了较高的CP含量,LA含量增加,pH值降低,同时相比对照组降低了NH3-N/TN及ADF、NDF的含量,保留了较高WSC含量,提高了棉秆的发酵品质。在实际生产中,从发酵品质和节约成本考虑,5%糖蜜、0.2%植物乳杆菌添加量较为适宜。
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