近年来,构树作为新型木本饲料得到了广泛关注。构树对生长环境要求较低,在我国分布范围较广且产量充足。构树营养物质丰富,蛋白含量高达25%~32%[1-2]。构树青贮饲料的价格低,并具有酸香味、柔软多汁、适口性好等优势[3-6]。但利用构树生产发酵全混合日粮(TMR)的研究较少。发酵TMR是通过拉伸包裹膜技术对TMR进行包裹,在厌氧状态下进行发酵而成。与TMR相比,发酵TMR具有提高养分消化率、减少饲料甲烷排放等优势[7-8]。此外,发酵TMR的乳酸含量高,可以提高了TMR的适口性[9-10]。本试验旨在研究构树与苜蓿不同配比对TMR发酵品质及有氧稳定性的影响,探究构树TMR的发酵效果,为开发利用非常规饲料提供参考。1材料与方法1.1试验材料试验所用原材料包括:杂交构树、苜蓿、豆粕、麦麸、玉米粉、啤酒糟、燕麦草、预混料、食盐。杂交构树和苜蓿均购自中国农业大学涿州实验站,啤酒糟购自北京顺义啤酒糟加工厂,预混料购自北京有利宝生物技术有限公司,燕麦草购自张家口秋实草业,其余材料均购自网络。1.2试验设计TMR原料组成见表1,试验1组、试验2组、试验3组、试验4组、试验5组TMR中苜蓿和构树的比例分别为36∶0、27∶9、18∶18、9∶27、0∶36,原料分别按照表1中比例混合均匀,调制成TMR。每个聚乙烯袋中装入2 kg TMR,每组3个重复,共装15袋,抽真空密封,室温避光贮藏56 d,制得发酵TMR。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.12.021.T001表1TMR原料组成(干物质基础)项目试验1组试验2组试验3组试验4组试验5组合计100.0100.0100.0100.0100.0苜蓿36.027.018.09.00杂交构树09.018.027.036.0燕麦草10.010.010.010.010.0玉米粉35.035.035.035.035.0豆粕7.57.57.57.57.5麦麸5.05.05.05.05.0啤酒糟5.05.05.05.05.0预混料1.01.01.01.01.0食盐0.50.50.50.50.5%1.3测定指标及方法1.3.1发酵TMR的发酵品质、营养成分及微生物数量称取10.0 g发酵TMR样品放入无菌自封袋中,放入超净工作台中加入90 mL无菌水封口,混匀。4 ℃浸提4 h,即为浸提液。浸提液用4层纱布过滤,一部分用于测定pH值;另一部分置于-20 ℃下冷冻保藏,用于测定有机酸和氨态氮。采用轻基联苯比色法测定乳酸含量[11];采用高效气相色谱仪测定乙酸、丙酸和丁酸含量[12];采用苯酚-次氯酸钠法测定氨态氮含量[11]。干物质(DM)含量和粗蛋白(CP)含量测定均参照AOAC方法[13];采用范式洗涤纤维法测定中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)[14];采用蒽酮-硫酸法测定可溶性碳水化合物(WSC)[15];采用梯度稀释法测定微生物数量[16]。1.3.2霉菌毒素含量取500.0 g样品测定霉菌毒素含量。采用ELISA试剂盒测定黄曲霉毒素B1、玉米赤霉烯酮、呕吐毒素含量。试剂盒购自上海金畔生物科技有限公司,步骤参考张志国等[17]方法。1.3.3有氧稳定性将发酵TMR样品放入无菌保温桶中,将温度传感器插入样品中心进行温度监测。温度数据的采集使用Data Taker DT 85装置,采集时间为1 h,直至样品变质(样品温度高于环境温度2 ℃时,视为样品变质),导出数据,统计变质时间。1.4数据统计与分析采用Microsoft Excel 2016软件进行数据整理,SPSS 20.0软件进行单因素方差分析,Tukey法进行多重比较。结果以平均值和标准误表示,P0.05表示差异显著。2结果与分析2.1构树与苜蓿不同配比对TMR发酵品质的影响(见表2)由表2可知,5组发酵TMR的pH值为4.37~4.43,试验2组发酵TMR的pH值最低为4.37。5组发酵TMR中均未检出丁酸。5组发酵TMR中有机酸含量排序为乳酸丙酸乙酸丁酸。除丁酸外,5组发酵TMR中有机酸、氨态氮含量均随着构树比例的增加而升高。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.12.021.T002表2构树与苜蓿不同配比对TMR发酵品质的影响项目pH值乳酸/(g/kg DM)乙酸/(g/kg DM)丙酸/(g/kg DM)丁酸/(g/kg DM)氨态氮/总氮/%试验1组4.38b74.00c2.30c3.40bND4.02c试验2组4.37b88.50b2.30c3.40bND4.64c试验3组4.41a106.90a3.00b3.60abND5.05b试验4组4.40a115.00a3.20b4.50abND5.25b试验5组4.43a119.20a4.20a4.70aND6.11aSEM0.014.700.200.20—0.19P值0.0010.0010.0010.011—0.001注:1.ND表示未检出。2.同列数据肩标不同字母表示表示差异显著(P0.05),相同字母或无字母表示差异不显著(P0.05);表3~表5与此同。2.2构树与苜蓿不同配比对TMR营养成分的影响(见表3)由表3可知,试验1组发酵TMR的DM含量显著低于其他组(P0.05)。随着构树含量增加,发酵TMR的WSC、NDF和ADF的含量明显降低。含构树发酵TMR的CP含量略高于不含构树的发酵TMR。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.12.021.T003表3构树与苜蓿不同配比对TMR营养成分的影响项目DM/(g/kg FM)CP/(g/kg DM)WSC/(g/kg DM)NDF/(g/kg DM)ADF/(g/kg DM)试验1组462.00b153.0064.30a342.00a283.00a试验2组497.00a161.0047.70bc327.00bc284.00a试验3组498.00a164.0056.80ab333.00ab281.00a试验4组488.00a169.0039.00c315.00c272.00b试验5组490.00a165.0035.10c301.00d266.00bSEM4.002.303.304.002.00P值0.0050.2600.0020.0010.0012.3构树与苜蓿不同配比对发酵TMR微生物数量的影响(见表4)由表4可知,各组发酵TMR的乳酸菌、好氧细菌数量差异均不显著(P0.05)。各组发酵TMR的乳酸菌数量均在7.51 lgCFU/g FM以上,好氧细菌的数量均低于5.56 lgCFU/g FM,未检出酵母菌。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.12.021.T004表4构树与苜蓿不同配比对发酵TMR的微生物数量的影响项目乳酸菌好氧细菌酵母菌试验1组7.935.56ND试验2组7.514.59ND试验3组7.614.42ND试验4组7.894.49ND试验5组8.084.71NDSEM0.080.17—P值0.0980.129—lgCFU/g FM2.4构树与苜蓿不同配比对发酵TMR霉菌毒素含量的影响(见表5)由表5可知,各组发酵TMR中黄曲霉毒素B1、玉米赤霉烯酮、呕吐毒素含量范围分别为8.65~15.56、120.15~134.44、304.12~336.71 μg/kg。试验2组发酵TMR的黄曲霉毒素B1、呕吐毒素含量最低,试验1组玉米赤霉烯酮含量最高。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.12.021.T005表5构树与苜蓿不同配比对发酵TMR霉菌毒素含量的影响项目黄曲霉毒素B1玉米赤霉烯酮呕吐毒素试验1组10.98c134.44a321.63b试验2组8.65d120.15c310.26c试验3组11.17c120.34c324.81b试验4组12.09b126.17b304.12c试验5组15.56a119.85c336.71aSEM0.611.523.11P值0.0010.0010.001μg/kg2.5构树与苜蓿不同配比对发酵TMR的有氧稳定性的影响(见表6)由表6可知,发酵TMR的有氧稳定性范围在288~294 h。发酵TMR的有氧稳定性排序为试验2组试验4组试验1组=试验3组试验5组。研究表明,TMR的有氧稳定性与构树的比例高低无关。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.12.021.T006表6构树与苜蓿不同配比对发酵TMR的有氧稳定性的影响项目试验1组试验2组试验3组试验4组试验5组SEMP值有氧稳定性289.00b294.00a289.00b293.00a288.00b0.700.001注:同行数据肩标不同字母表示表示差异显著(P0.05),相同字母或无字母表示差异不显著(P0.05)。h3讨论3.1构树与苜蓿不同配比对TMR的发酵品质影响饲料中的微生物(以乳酸菌为主)会利用营养物质产生大量有机酸,从而降低饲料pH值,进一步抑制其他有害微生物[18]。因此,pH值和有机酸含量均是衡量饲料发酵品质的重要指标。本试验中,pH值范围为4.37~4.43,与Chen等[19]研究结果一致;5个试验组发酵TMR的乳酸、乙酸和丙酸含量均随着构树比例的增加而升高。本试验表明,TMR中构树比例的增加有助于有机酸的生成。原因可能是附着在构树和苜蓿上的乳酸菌种类的差异,构树上附着数量较多的乳酸菌。丁酸通常在饲料发生腐败时生成[20]。本试验中,5个试验组发酵TMR中均未检出丁酸,表明发酵品质良好。氨态氮是衡量饲料发酵品质的重要指标。当氨态氮/总氮在5%以内时,认为TMR发酵品质良好[21]。本试验中,试验1组、2组氨态氮/总氮均在5%以下,表明发酵饲料品质良好。氨态氮含量随着构树比例的增加而增加,当构树占比等于或超过苜蓿时,氨态氮/总氮高于5%,表明较高的构树添加量不利于TMR的发酵。3.2构树与苜蓿不同配比对发酵TMR的营养成分影响适宜的含水量是保证TMR发酵的重要条件,水分过高或过低均会影响微生物的活动,从而影响TMR发酵品质。徐晓明等[22]研究不同含水率对TMR发酵品质的影响,结果发现,发酵TMR较适宜的含水率为45%~55%。本试验中,5个试验组发酵TMR的含水率范围为50.2%~53.8%,表明含水率较适宜。发酵原料含水率与干物质损失呈正相关[23]。试验1组发酵TMR的DM含量显著低于其他组,原因可能是试验1组发酵TMR含水率高于其他试验组,表明在TMR中添加构树可减少DM损失,与何玉鹏等[24]研究结果一致。本试验发现,随着构树比例增加,5个试验组发酵TMR的WSC含量降低,表明添加构树有利于乳酸菌将更多的WSC转化为有机酸。原因是构树为发酵TMR提供了更多的乳酸菌,改善了发酵品质。NDF和ADF的含量均随着构树比例的增加而降低;当构树的比例超过苜蓿时,二者含量显著降低。本试验研究表明,构树的比例较高时会降低NDF和ADF含量。原因可能是构树比例的增加为发酵TMR提供更多的乳酸菌,乳酸菌发酵产生的纤维素酶可分解纤维素形成挥发性脂肪酸[25]。本试验发现,含构树的发酵TMR(试验2组、试验3组、试验4组、试验5组)的CP含量高于不含构树的发酵TMR(试验1组),可能是构树的蛋白含量高于苜蓿[2]。研究表明,构树可为动物提供更多的蛋白质。3.3构树与苜蓿不同配比对发酵TMR微生物数量的影响充足的乳酸菌数量(5.0 lgCFU/g FM)是保证TMR良好发酵的前提[26]。本试验中,5个试验组发酵TMR的乳酸菌数量均达到了7.51 lgCFU/g FM以上,表明TMR的发酵条件良好。本试验发现,随着构树比例增加,乳酸菌在数量上有所增加,表明构树可为TMR的发酵提供更多乳酸菌,有利于发酵的进行。TMR在发酵前期有少量氧气存在,好氧细菌数量会在发酵前3 d内大幅增长;随着氧气消耗,乳酸菌开始大量繁殖,好氧细菌的数量急剧下降,在发酵第7 d后趋于稳定[27]。本试验中,添加构树的试验组,发酵TMR好氧细菌数量较少。原因是添加构树试验组的乳酸菌数量较多,对好氧细菌的抑制作用较强[28]。酵母菌在有氧环境中,酵母菌生长较快,可将糖类转化为水和二氧化碳;缺乏氧气时,酵母菌会将糖类转化为乙醇。在酸性和厌氧的共同作用下,只有少数酵母菌存在。本试验中,各组发酵TMR均未检出酵母菌,与鲍家乐等[29]的研究结果一致。原因是缺氧的环境使酵母菌的数量急速减少;大多数酵母菌生长的pH值范围为3~8,本试验pH值范围为4.37~4.43,不在酵母菌的适宜生长pH值范围内,从而抑制了酵母菌的生长[30]。3.4构树与苜蓿不同配比对发酵TMR霉菌毒素含量的影响饲草在收获、加工和贮藏中会感染霉菌。霉菌在适宜的条件下会生成有害代谢产物-霉菌毒素。霉菌毒素含量较高的饲料被反刍动物长期食用,造成动物营养不良、生长缓慢、免疫力下降。本试验中,发酵TMR中黄曲霉毒素B1、玉米赤霉烯酮和呕吐毒素的含量均低于我国《饲料卫生标准》规定的限量标准[31],表明制备的发酵TMR可保证动物的饲喂安全。试验2组的霉菌毒素含量最低,可能是较低的pH值抑制了有害霉菌生长[32]。3.5构树与苜蓿不同配比对发酵TMR有氧稳定性的影响饲料长时间暴露在空气中会发生好氧变质,若被动物采食将危害动物健康。王慧丽[30]研究发现,未经发酵的TMR通常会在开封后24 h内发生好氧变质。本试验中,5个试验组发酵TMR的有氧稳定性范围在288~294 h,说明有氧稳定性显著提高,与Jiang等[33]研究结果一致。本试验中,5个试验组发酵TMR的有氧稳定性排序为试验2组试验4组试验1组=试验3组试验5组,表明TMR的有氧稳定性与构树比例无关。发酵TMR有氧稳定性增强的机制可能为TMR经发酵后,酵母菌数量明显减少,降低了发酵TMR好氧变质发生的机会;发酵TMR中存在能够分解乳酸产生1, 2-丙二醇的乳酸菌,而1, 2-丙二醇可抑制发酵TMR发生好氧变质[34];此外,未解离酸进入微生物细胞内进行解离,释放出氢离子,抑制细菌的生长繁殖,提高有氧稳定性。4结论本研究结果显示,试验2组发酵TMR的pH值最低,氨态氮/总氮在5%以下,有氧稳定性最高,发酵TMR(苜蓿和构树的比例为27∶9)的发酵效果较为突出。结果表明,构树可用于部分代替苜蓿制作发酵TMR,缓解苜蓿的供应压力。

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