随着我国畜牧业的快速发展,食草动物(尤其是奶牛、肉牛)养殖呈现集中化、规模化趋势[1-2],对粗饲料质量和产量的需求逐年增长。青贮饲料可极大地提高秸秆饲料的营养价值和饲料利用率,能够满足全年粗饲料的均衡供给,成为反刍动物重要的优质粗饲料来源。据统计,青贮饲料在反刍动物日粮配方中的占比达20%以上[3-4]。全株玉米青贮具有产量高、能值高、适口性好、纤维含量低等特点,广泛应用于奶牛生产[5]。但在实际生产中,玉米种植也面临成本高、需水量较大、对自然条件有较高要求等问题。因此,全株玉米青贮的推广使用受到了一定限制。而高粱具有抗逆、抗旱、耐贫瘠等特点,地理适应性较强。高粱的光合作用强,单位面积的生物产量高于青贮玉米[6],且具有可溶性糖(WSC)含量高、叶片柔软,在青贮初期能够快速引起无氧发酵的生物学特性[7]。但高粱也存在淀粉、蛋白质含量不足的问题,故在生产加工中将高粱与蛋白含量较高的苜蓿、全株玉米等饲草进行混合青贮,可中和玉米产量较低且高粱中淀粉及蛋白质含量不足的缺陷[8],从而改善青贮饲料的发酵品质。本研究通过对不同比例全株玉米与高粱混合青贮的发酵品质、营养价值进行比较分析,进而确定全株玉米与高粱混贮的适宜比例。1材料与方法1.1试验方法1.1.1试验设计试验采用单因素设计,设置5组,其中3个为玉米(蜡熟期)与高粱(乳熟期)的混合青贮组,全株玉米与全株高粱按3∶1(YG31)、1∶1(YG11)、1∶3(YG13)的质量比例分别混合,制作青贮,并单独制作全株青贮玉米(YG10)和全株高粱青贮(YG01),每组3个重复。1.1.2青贮制作方法将2种原料分别粉碎、混合均匀,按试验设计的混合比例及每个重复所需重量分别称重,混匀后装入30 L发酵桶内,压实密封。常温条件下贮存60 d开封,开桶取出上层5 cm的样品,之后将桶中青贮样品混匀,四分法采样,供分析测定。1.2测定指标及方法1.2.1感官评价参照《德国DLG青贮饲料感官评分标准》,从气味、质地和色泽等3个方面进行感官评价[9]。1.2.2发酵品质按照《青贮饲料质量评定标准(试行)》制取浸提液[10],测定青贮饲料pH值、氨态氮(NH3-N)含量以及乳酸(LA)、乙酸(AA)及丙酸(PA)含量[11]。1.2.3营养品质参照《饲料分析及饲料质量检测技术》[12],测定青贮中干物质(DM)、粗蛋白质(CP)、粗脂肪(EE)、粗灰分(Ash)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、淀粉和可溶性碳水化合物(WSC)含量。1.2.4有氧稳定性青贮60 d,打开青贮桶,取2 kg青贮样品置于容积为5 L的聚乙烯青贮罐中,罐口使用两层纱布覆盖,防止青贮水分挥发过快和异物落入,置于室温条件,使用USB数据温湿度记录仪实时记录青贮饲料中心处温度。在室内另设两处温度观测点,记录室内温度,每30 min自动记录1次,6 d后取出温度计,当青贮温度比外界温度高2 ℃时,即认为青贮开始变质发酵[13]。1.2.5相对饲喂质量(RFQ)参考文献[14]计算RFQ。RFQ=82.38-(0.751 5×ADF)×120/NDF/1.23(1)1.3数据统计与分析采用Excel 2010软件进行数据统计,SPSS 25.0软件进行单因素方差分析。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不同比例玉米与高粱混贮对感官评定结果的影响(见表1)由表1可知,YG10青贮综合感官品质低于其他4组,且总分以YG31最高。与YG31组相比,YG10、YG11、YG13、YG01的青贮总分分别降低了25.87%、6.88%、8.59%、13.76%。YG10青贮气味评分显著低于YG31和YG11(P0.05)。除YG10外,其他组各综合评分均高于16分,达到一级青贮对感官品质的要求。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.17.024.T001表1不同比例玉米与高粱混贮对感官评定结果的影响项目YG10YG31YG11YG13YG01气味10.00±0.00b14.00±0.00a14.00±0.00a12.67±2.31ab12.67±2.31ab质地2.67±1.154.00±0.002.67±1.153.33±1.152.67±1.15色泽1.67±0.581.33±0.581.33±0.581.67±0.581.33±0.58总分14.33±0.58c19.33±0.58a18.00±1.00ab17.67±2.08ab16.67±0.58b等级尚可优良优良优良优良注:同行数据肩标字母不同表示差异显著(P0.05),字母相同或无字母表示差异不显著(P0.05);表5与此同。2.2不同比例玉米与高粱混贮对青贮发酵品的影响(见表2)由表2可知,YG10青贮pH值显著高于其他组(P0.05)。与YG10相比,YG31、YG11、YG13、YG01青贮的pH值分别降低了4.14%、5.60%、3.65%、5.35%;而YG10的NH3-N含量显著低于YG01(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.17.024.T002表2不同比例玉米与高粱混贮对青贮发酵品质的影响组别pH值NH3-N/%NH3-N/TN/%WSC/%YG104.11±0.10a1.66±0.10b14.17±1.493.76±0.35YG313.94±0.08b1.73±0.03ab14.62±1.093.87±0.18YG113.88±0.03b1.72±0.05ab13.57±1.714.10±0.24YG133.96±0.04b1.75±0.01ab13.13±0.363.94±0.25YG013.89±0.02b1.80±0.02a13.75±0.753.63±0.54注:同列数据肩标字母不同表示差异显著(P0.05),字母相同或无字母表示差异不显著(P0.05);表3、表4与此同。2.3不同比例玉米与高粱混贮对青贮有机酸含量的影响(见表3)由表3可知,YG10青贮的AA含量最低,显著低于YG13和YG10(P0.05)。与YG10组相比,YG31、YG11组青贮中的AA含量分别提高了21.21%、30.30%(P0.05),YG13、YG01组青贮中的AA含量分别提高了46.97%、60.61%(P0.05);YG10和YG31的LA/TA显著高于YG01(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.17.024.T003表3不同比例玉米与高粱混贮对青贮有机酸含量的影响组别LAAAPATALA/TAYG103.47±0.210.66±0.11b0.12±0.024.26±0.2581.58±1.17aYG314.09±0.510.80±0.19ab0.13±0.025.03±0.7081.47±1.79aYG113.74±0.530.86±0.20ab0.12±0.024.72±0.6279.30±3.47abYG133.90±0.070.97±0.04a0.13±0.015.00±0.1178.06±0.51abYG013.82±0.321.05±0.03a0.14±0.015.01±0.3376.17±1.44b%2.4不同比例玉米与高粱混贮对青贮营养成分的影响(见表4)由表4可知,YG10青贮的DM、NDF显著高于其他4组(P0.05)。YG10青贮的RFQ最低,显著低于YG31、YG11和YG13(P0.05)。YG01青贮的淀粉含量显著低于其他4组(P0.05)。YG10、YG13青贮的EE含量显著高于其他组(P0.05);YG01青贮的ADF含量显著高于YG31(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.17.024.T004表4不同比例玉米与高粱混贮对青贮营养成分的影响组别DM/%CP/%EE/%NDF/%ADF/%Ash/%淀粉/%RFQYG1035.68±1.45a7.32±0.634.09±0.44a69.73±2.49a28.36±4.34ab7.29±0.2127.53±0.31a85.40±2.30bYG3128.40±2.86b7.41±0.613.51±0.13bc56.50±3.35b23.33±1.08b7.35±0.2628.17±0.62a112.29±7.85aYG1125.71±0.58b7.99±0.973.19±0.11c54.19±1.34b26.83±0.75ab8.12±0.5621.82±1.40b112.05±2.77aYG1326.50±2.95b8.32±0.293.81±0.43ab55.80±4.31b28.00±6.45ab8.64±1.3125.23±2.39ab108.13±17.38aYG0125.47±5.20b8.18±0.393.50±0.41bc55.94±1.03b32.38±1.30a8.24±0.5716.91±3.48c101.28±3.44ab2.5不同比例玉米与高粱混贮对有氧稳定性的影响(见表5)由表5可知,随着混合青贮中高粱添加比例增加,青贮饲料有氧稳定性呈先减后增再减的波动趋势,YG31有氧稳定性显著低于YG13(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.17.024.T005表5不同比例玉米与高粱混贮对有氧稳定性的影响项目YG10YG31YG11YG13YG01有氧稳定性105.33±12.86ab92.00±12.49b97.33±2.31ab114.00±5.29a105.33±16.17ab%3讨论3.1不同比例玉米与高粱混贮对青贮感官品质的影响品质较好的青贮具有特殊的芳香味,质地松软,色泽鲜亮,能够提高适口性,促进动物采食[15]。青贮原料及其水分含量对青贮的感官品质影响较大[16-18]。因此,选取合适的青贮原料至关重要。本试验发现,不同比例玉米与高粱混贮均可表现出较好的感官品质,当玉米、高粱混合比例为3∶1~1∶1时,感官品质最佳。柳茜等[19]则认为,玉米与高粱最佳混合比例为1∶1。出现差异的原因可能与混合青贮所用的玉米、高粱营养物质含量不同有关,而试验中青贮玉米单贮感官评分较其他处理略低,可能与玉米于蜡熟期收获、干物质较高导致青贮制作时压实不足有关。3.2不同比例玉米与高粱混贮对青贮发酵品质的影响青贮发酵过程中,将碳水化合物转化为LA、AA等有机酸,抑制有害微生物的繁殖,保持玉米、高粱等青贮原料的营养特性[20]。研究发现,青贮饲料中LA和NH3-N含量的变化不受青贮原料种类的影响[21]。本试验中,LA、NH3-N含量与青贮原料的组成比例无明显相关性。但在原料单贮中,与玉米青贮相比,高粱单贮的乳酸/总酸显著降低,而NH3-N含量显著上升。有研究报道,玉米、甜高粱青贮以及二者混贮均可获得品质优良的青贮[22],且混合青贮料中LA的含量会随着玉米比例的增加而提高[23]。但本试验中,玉米与高粱不同的混合比例青贮品质优于玉米和高粱单独青贮,且不同的混合比例之间无明显差异,表明玉米和高粱在混贮的过程中会产生交互作用,此部分交互作用可能源于不同原料间的营养物质的互补和不同原料所附着的不同微生物对青贮产生的影响。3.3不同比例玉米与高粱混贮对青贮营养成分的影响营养价值是评价青贮饲料品质的重要方法[6]。甜高粱的茎秆中糖分含量较高,且营养价值也高于其他禾本科植物,是良好的制作青贮的原料[22]。粗饲料中ADF含量越高,消化率和RFQ越低[14]。本试验中,玉米、高粱单贮分别具有较高的NDF和ADF含量,经过混合青贮处理后,两指标均出现不同程度的降低,其中YG31和YG11效果显著。李春喜等[24]发现,甜高粱与玉米混合青贮比高粱单独青贮的NDF高,降低了高粱青贮品质,与本研究结果存在差异,原因可能是该研究使用的玉米和高粱均在同一成熟时期收获。而本研究为实现同时收获,故高粱于乳熟期收获,玉米于蜡熟期收获,造成玉米的纤维含量与高粱差异较大,使原料间的正组合效应体现更明显;也可能是由于该研究使用的青贮玉米、高粱的品种与本研究不一致有关。本研究中,高粱单贮的DM、淀粉含量较低,RFQ一般,同样与高粱品种及高粱收获时DM含量较低存在很大的关系[25]。3.4不同比例玉米与高粱混贮对青贮有氧稳定性的影响有氧变质是引发青贮饲料营养物质损失的重要原因[26]。青贮的有氧稳定性受原料营养成分和原料上附着的微生物种类及数量的影响,其中酵母菌是引起开窖后青贮有氧变质的主要微生物[27]。黄峰等[28]以玉米秸秆、象草和甘蔗尾为研究对象,发现玉米植株上附着的微生物可显著提高其他青贮原料LA和AA含量。乳酸菌可有效抑制腐败菌繁殖,从而提高青贮的有氧稳定性[29]。本试验中,全株玉米、高粱单贮有氧稳定性相似,而玉米和高粱制作的混贮青贮随着高粱添加比例的增加,青贮有氧稳定性呈上升趋势,表明本试验中高粱上附着的微生物可能对混贮产生有利影响。本试验中,YG31的LA及总酸含量均高于其他处理,而有氧稳定性最差,可能是由于AA、PA等具有抑制有害微生物繁殖的作用,在有氧的情况下,PA代谢增强,含量降低,使PA生产者在有氧前提下将WSC转化为PA[30],酵母菌等微生物利用大量残存的WSC进行增殖,加速了青贮饲料变质[31]。4结论综上所述,玉米和高粱混合比例在3∶1~1∶1时,青贮的发酵与营养品质最佳,建议在青贮制作及使用中配合使用青贮稳定剂,以保证青贮饲料最佳的营养价值。
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