玉米秸秆是玉米种植的主要副产物,部分玉米秸秆被焚烧和随意堆放,未得到充分利用,造成资源浪费、污染环境。秸秆中可利用的营养素含量非常低、适口性较差。生物处理可以很好地解决上述问题,其中黄贮是一种在生产中对干秸秆进行生物处理以保存营养价值的生产技术[1]。黄贮能够减少玉米秸秆的养分损失,提高玉米秸秆适口性。秸秆中的碳水化合物被乳酸菌发酵为乳酸等有机酸,从而改善秸秆饲料的适口性及发酵质量[2]。秸秆变黄后纤维含量较高,可溶性碳水化合物含量较低,直接黄贮不利于提高玉米秸秆发酵品质[3]。秸秆中的纤维组分被纤维素酶降解为可溶性低聚糖或者可溶性碳水化合物,能够为乳酸菌转化成有机酸提供发酵底物,从而达到长期保存秸秆的目的。但纤维素酶的价格较高,限制了其在黄贮制作中的应用。菊芋块茎含糖量高[4],可作为乳酸菌培养基[5],具有来源广、经济易得的特点,是一种新型、理想的黄贮营养添加剂。因此,本试验研究不同添加量的菊芋粉对玉米秸秆黄贮效果的影响,为菊芋粉在玉米秸秆黄贮中的应用提供参考。1材料与方法1.1黄贮原料黄贮原料是10月9日收获籽粒后的玉米秸秆(吉单96);菊芋粉是吉菊芋9号的地下块茎,经65 ℃烘干后,粉碎,过40目筛获得。1.2试验设计采用单因素试验设计,玉米秸秆铡切后直接黄贮作为对照组,试验组分别添加0.05%、0.10%、0.30%、0.50%、1.00%菊芋粉进行黄贮,每组4个重复。1.3黄贮调制使用粉碎机粉碎干燥的菊芋。将玉米秸秆铡成1~2 cm,水分含量调节至约为65%,装袋密封。室温放置45 d,取样,测定发酵指标。1.4测定指标及方法1.4.1营养成分使用近红外漫反射光谱法测定秸秆黄贮饲料样品中的粗灰分(Ash)、粗脂肪(EE)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、酸性洗涤木质素(ADL)、淀粉(Starch)、非纤维性碳水化合物(NFC)含量。采用比色法测定水溶性碳水化合物(WSC)含量。使用fossds2500近红外反射光谱仪,将试验样品填充在带有石英玻璃窗的样品杯(直径130 mm)中进行扫描。仪器的工作参数为:光谱的区域范围是850~2 500 nm,每个样品反复扫描8次,取扫描的平均光谱。1.4.2体外消化率采用白琪林等[6]方法测定干物质体外消化率(IVDMD)和中性洗涤纤维体外消化率(NDFD)。1.4.3黄贮发酵品质采用pH计测定pH值,采用比色法测定氨态氮(NH3-N)含量,计算氨态氮/总氮(NH3-N/TN)值。1.4.4能量值预测依照冯仰廉[7]方法估算模型估算黄贮料的维持净能(NEm)、泌乳净能(NEL)、增重净能(NEf)。1.5数据统计与分析试验数据采用SPSS 19.0进行单因素方差分析,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。2结果与分析2.1菊芋粉对玉米秸秆黄贮发酵品质的影响(见表1)由表1可知,对照组黄贮饲料的pH值为4.14,达到良好水平,其他试验组玉米秸秆黄贮的pH值在3.60~3.71之间,达到优秀水平。与对照组相比,试验组玉米秸秆黄贮的pH值均极显著降低(P0.01)。与对照组相比,试验组玉米秸秆黄贮NH3-N/TN值分别降低28.90%、11.59%、9.74%、13.14%、9.43%(P0.01)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.18.020.T001表1菊芋粉对玉米秸秆黄贮发酵品质的影响项目对照组0.05%组0.10%组0.30%组0.50%组1.00%组pH值4.14±0.01A3.66±0.05B3.61±0.02B3.71±0.01B3.60±0.01B3.61±0.30BNH3-N/TN6.47±0.14A4.60±0.11C5.72±0.13B5.84±0.06B5.62±0.15B5.86±0.17B注:同行数据肩标不同大写字母表示差异极显著(P0.01),相同或无字母表示差异不显著(P0.05);下表同。2.2菊芋粉对玉米秸秆黄贮营养成分的影响(见表2)由表2可知,与对照组相比,试验组玉米秸秆黄贮Starch含量分别增加了77.73%、63.67%、56.25%、46.88%、22.27%(P0.01);NFC含量分别增加了65.60%、15.57%、8.31%、22.78%、17.18%(P0.05);WSC含量分别增加了117.69%、268.71%、111.56%、104.08%、102.72%(P0.01);Ash含量分别降低了35.69%、7.90%、4.90%、22.07%、17.98%;NDF含量分别降低了10.81%、2.38%、1.06%、0.67%、1.46%;ADF含量分别降低了9.46%、0.90%、1.51%、3.12%、3.50%。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.18.020.T002表2菊芋粉对玉米秸秆黄贮营养成分的影响(干物质基础)项目对照组0.05%组0.10%组0.30%组0.50%组1.00%组Ash7.34±0.01A4.72±0.05D6.76±0.02B6.98±0.01AB5.72±0.01C6.02±0.30CEE1.24±0.01BC1.82±0.01A1.37±0.01B1.25±0.01BC1.20±0.07C1.16±0.04DStarch2.56±0.01C4.55±0.04A4.19±0.04AB4.00±0.05B3.76±0.27C3.13±0.16CNFC19.01±0.02E31.48±0.22A21.97±0.11C20.59±0.01D23.34±0.74B22.39±0.36AWSC1.47±0.01C3.20±0.50B5.42±0.59A3.11±0.06B3.00±0.74B2.98±0.51BNDF62.99±0.09A56.18±0.11B62.84±0.06A62.32±0.01A62.57±0.96A62.07±0.78AADF39.73±0.07A35.97±0.01C39.37±0.05AB39.13±0.06AB38.47±0.69B38.34±0.20BADL3.93±0.06BC3.53±0.01D4.64±0.01A4.17±0.04B3.90±0.18BC3.73±0.02CD%2.3菊芋粉对玉米秸秆黄贮体外消化率的影响(见表3)由表3可知,与对照组相比,0.05%组玉米秸秆黄贮IVDMD和NDFD的体外消化率分别提高了4.48%和12.28%(P0.01)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.18.020.T003表3菊芋粉对玉米秸秆黄贮体外消化率的影响(干物质基础)项目对照组0.05%组0.10%组0.30%组0.50%组1.00%组IVDMD70.08±0.09C73.22±0.06A69.36±0.03CDa68.61±0.19Db69.72±0.56C71.27±0.23BNDFD60.09±0.19C67.47±0.48A60.39±0.25C60.08±0.15D62.16±0.04B61.68±0.25B%2.4菊芋粉对玉米秸秆黄贮有效能值的影响(见表4)由表4可知,与对照组相比,各组玉米秸秆黄贮的NEL、NEm、NEf差异均不显著(P0.05)。表明添加菊芋粉对玉米秸秆黄贮的有效能值无影响。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.18.020.T004表4菊芋粉对玉米秸秆黄贮有效能值的影响项目对照组0.05%组0.10%组0.30%组0.50%组1.00%组NEL4.87±0.014.63±0.014.84±0.014.89±0.014.58±0.014.80±0.01NEm5.71±0.015.81±0.015.78±0.015.79±0.015.57±0.015.78±0.01NEf3.07±0.033.97±0.063.11±0.032.95±0.013.33±0.013.27±0.04注:能量值均为计算值。MJ/kg3讨论3.1菊芋粉对玉米秸秆黄贮发酵品质的影响黄贮生产中的乳酸菌和其他发酵菌能够使可溶性碳水化合物发酵成为乳酸,在这些有机酸作用下,抑制腐败菌生长,保持秸秆的营养品质。由菊芋块茎加工成的菊芋粉营养丰富,具有作为微生物培养基的潜力[6]。菊芋块茎中含有丰富的果聚糖[5],能够给乳酸菌发酵供应充足的糖原,因此,菊芋中的菊粉可以促进植物乳杆菌增殖[8]。本试验中,添加菊芋可以加速玉米秸秆黄贮的酸化,降低pH值和NH3-N/TN值,有效抑制了腐败菌的生长,提高黄贮品质。3.2菊芋粉对玉米秸秆黄贮营养成分的影响NDF和ADF是粗饲料评价中的两个重要营养组成指标。NDF含量和动物采食量呈负相关,ADF能够反映粗饲料的饲喂价值[9]。Baytok等[10]研究发现,随着甘蔗糖蜜添加比例增大,玉米青贮料中NDF与ADF含量明显降低。本试验中,玉米秸秆黄贮生产中添加菊芋粉后,ADF、NDF的含量明显低于对照组。原因可能是添加菊芋粉导致可溶性碳水化合物含量增加,使玉米秸秆表面附着的乳酸菌增加了发酵基质,从而改善发酵质量,产生更多的酸,促进了细胞壁分解,进而降低NDF和ADN的含量。3.3菊芋粉对玉米秸秆黄贮体外消化率的影响玉米秸秆黄贮饲料是草食家畜生产中常见的粗饲料,能够为草食家畜提供大部分能量,提高秸秆的消化率是秸秆生物转化的主要目标[11],其中IVTDMD和NDFD是评价消化率的指标[12]。消化率和常规养分含量存在显著的相关性关系。ADL和ADF含量和日粮消化率呈负相关[13],ADL阻碍、甚至降低其他营养组成的消化与利用。本试验中,含有0.05%菊芋粉的黄贮饲料中难以降解的ADF和ADL含量较低,且易消化吸收的EE、淀粉和NFC含量较高,因此该组的体外消化率也较高。3.4菊芋粉对玉米秸秆黄贮有效能值的影响饲料原料构成是影响饲料能量值重要的因素,消化率也会对能量值产生影响。依据能量的计算的公式,ADL含量越高,能量值越低,体外消化率越高,能量值相对较高。本试验中,添加菊芋粉后,玉米秸秆黄贮饲料的ADL含量明显降低,体外干物质消化率明显提高,易消化吸收、能量价值高的NFC和淀粉含量明显提高。因此,添加菊芋粉后,玉米秸秆黄贮的有效能值相应提高。4结论在玉米秸秆黄贮时,添加菊芋粉可提高EE、淀粉、NFC、WSC含量以及DM、NDF的体外消化率,显著降低pH值、Ash、NDF、ADF、ADL和NH3-N含量,表明菊芋粉可以提高玉米秸秆的黄贮效果。

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