随着我国畜牧养殖业的快速发展,天然牧草已不能满足生产需求。目前,全株玉米青贮是反刍动物日粮中粗饲料的主要来源之一,其青贮品质直接影响反刍动物的生长性能及养殖的经济效益[1]。饲喂全株玉米青贮可以提高反刍动物生产性能,改善畜产品品质及适口性,提高养殖经济效益[2-4]。粗饲料的青贮品质受多种因素的影响,如本身特性、环境条件、制作环节、青贮添加剂等。提高青贮发酵的品质的研究主要集中在添加剂的选择上[5-6]。当前,用于青贮发酵的添加剂有益生菌、有机酸、有机酸盐、酶类、纤维素分解菌、非蛋白氮等,以上添加剂均可以不同程度地改善青贮的发酵参数、营养价值、饲料适口性、瘤胃降解率等青贮指标[7]。不同的青贮添加剂对青贮品质的改善效果有所不同。因此,本试验探讨不同青贮添加剂对全株玉米青贮品质的影响,进一步确定最适的全株玉米青贮添加剂,为全株玉米青贮更好地在反刍动物养殖生产中的合理应用提供参考。1材料与方法1.1试验材料青贮原料:蜡熟期的全株玉米,干物质(DM)含量33.82%、粗蛋白(CP)含量8.73%、可溶性碳水化合物(WSC)含量10.75%、中性洗涤纤维(NDF)含量37.40%、酸性洗涤纤维(ADF)含量20.96%。试验青贮添加剂:氯化铵(分析纯)由上海国药集团生产;乳酸菌制剂(戊糖片球菌、植物乳杆菌、布氏杆菌)有效活菌数为4.5×105 CFU/g,购自山东宝来利来生物工程股份有限公司;山梨酸钾和丙酸钙(分析纯)由国药集团生产;纤维素酶(活性350 000 U/g)购自南京松冠生物科技有限公司。1.2试验设计试验开始前,将全株玉米切割成1.5~2.0 cm的长段,均匀分成6份。试验共设6个处理组,分别为对照组(不添加青贮添加剂)、氯化铵组(10 g/kg)、乳酸菌组(4.5×105 CFU/g)、有机酸盐组(山梨酸钾+丙酸钙,1 g/kg)、纤维素酶组(30 mg/kg)、乳酸菌+纤维素酶组(4.5×105 CFU/g+30 mg/kg),每组4个重复。将各处理组原料与添加剂充分混匀后,放入聚乙烯厌氧袋中,青贮发酵60 d,测定各处理组的全株玉米青贮的发酵品质及营养成分。1.3测定指标及方法1.3.1感官评定发酵结束后,按照王成章等[8]方法评定色泽、气味、质地结构及等级感官指标。1.3.2发酵参数发酵结束后,每组每个重复称取30 g青贮样品与270 mL蒸馏水均匀混合,利用榨汁机匀浆3 min,取滤液用于测定发酵参数。使用雷磁PHSJ-4F型pH计测定pH值,重复3次;使用SHI-MADZE-10A型高效液相色谱仪检测青贮样品中的乳酸(LA)、乙酸(AA)、丙酸(PA)、丁酸(BA)的含量;使用苯酚-次氯酸钠比色法检测青贮样品中的氨氮(NH3-N)含量。1.3.3营养成分试验开始前和青贮发酵结束后,分别取部分样品(约0.5 kg)放在DHG-9053A型烘箱中(65 ℃)烘干48 h,粉碎机粉碎,过60目筛子,密封保存,用于测定发酵样品中的营养成分含量。全株玉米发酵样品的干物质、粗蛋白、粗脂肪、灰分含量根据AOAC(2005)的方法进行测定[9]。根据GB/T 6436—2002的方法测定钙(Ca)含量。根据GB/T 6437—2002的方法测定总磷(P)含量。中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、酸性洗涤木质素(ADL)含量参考Van等[10]的方法测定。使用蒽酮-硫酸比色法测定水溶性碳水化合物含量[11]。使用高氯酸水解-蒽酮比色法检测淀粉(Starch)含量[12]。1.3.4碳水化合物组分全株玉米青贮样品的碳水化合物组分按照NRC(2016)[13]的方法进行检测。非中性洗涤纤维性碳水化合物(non-NDF)=100-CP-NDF-粗脂肪(EE)-粗灰分(Ash) (1)有机酸(OA)=乳酸+乙酸+丙酸+丁酸+其他有机酸 (2)快速降解碳水化合物(CA)=WSC (3)中速降解碳水化合物(CB1)=Starch (4)中性洗涤可溶纤维(CB2)=non-NDF-OA-CA-CB1 (5)不可利用中性洗涤纤维(CC)=2.4×ADL (6)可利用中性洗涤纤维(CB3)=NDF-CC (7)1.3.5瘤胃降解指标评价全株玉米青贮的瘤胃降解指标选用3头体况健康、装有永久性瘤胃瘘管的奶牛,测定24 h的干物质降解率(DMD)和中性洗涤纤维降解率(NDFD)。每组每个重复的样品取出,自来水冲洗干净,经65 ℃烘箱烘干48 h,粉碎过60目筛备用。DMD=[(消化前样品DM含量-消化后样品DM含量)/消化前样品DM含量]×100% (8)NDFD=[(消化前样品NDF含量-消化后样品NDF含量)/消化前样品NDF含量]×100% (9)1.4数据统计与分析试验采集的所有数据采用Excel 2020统计整理,采用SPSS 22.0进行单因素分析,采用Duncan氏法进行组间的多重比较,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不同添加剂对全株玉米青贮感官指标的影响(见表1)由表1可知,对照组的全株玉米青贮呈黄褐色、气味为酸香味、茎叶易分离、等级为中等;氯化铵组、乳酸菌组、有机酸盐组、纤维素酶组、乳酸菌+纤维素酶组的全株玉米青贮等级均达到优良,呈黄绿色、有酸香味、茎叶易分离,说明全株玉米青贮过程中添加添加剂可以改善感官质量。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.10.001.T001表1不同添加剂对全株玉米青贮感官指标的影响组别色泽气味质地结构等级对照组黄褐色酸香味茎叶易分离中等氯化铵组黄绿色酸香味茎叶易分离优良乳酸菌组黄绿色酸香味茎叶易分离优良有机酸盐组黄绿色酸香味茎叶易分离优良纤维素酶组黄绿色酸香味茎叶易分离优良乳酸菌+纤维素酶组黄绿色酸香味茎叶易分离优良2.2不同添加剂对全株玉米青贮发酵参数的影响(见表2)由表2可知,各处理组全株玉米青贮样品中均未检测出丁酸。添加剂组全株玉米青贮的pH值均显著低于对照组(P0.05),乳酸菌+纤维素酶组的全株玉米青贮pH值最低。添加剂组全株玉米青贮的乳酸含量均显著高于对照组(P0.05),乳酸菌组和乳酸菌+纤维素酶组的乳酸含量显著高于其他添加剂组(P0.05)。有机酸盐组全株玉米青贮的丙酸含量显著高于对照组和其他添加剂组(P0.05)。氯化铵组全株玉米青贮的氨态氮/总氮含量显著高于对照组和其他添加剂组(P0.05),而有机酸盐组和乳酸菌+纤维素酶组的氨态氮/总氮含量显著低于对照组(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.10.001.T002表2不同添加剂对全株玉米青贮发酵参数的影响项目pH值乳酸/(mg/g)乙酸/(mg/g)丙酸/(mg/g)丁酸/(mg/g)氨态氮/总氮/%对照组3.63a45.73c11.830.09b—3.76b氯化铵组3.50b58.80b12.200.12b—5.10a乳酸菌组3.40b69.34a12.960.11b—3.30bc有机酸盐组3.48b60.45b12.600.15a—2.97c纤维素酶组3.45b61.49b13.260.10b—3.17bc乳酸菌+纤维素酶组3.36b70.50a13.880.11b—2.86cSEM0.043.401.630.05—0.14P值0.0200.0010.1030.041—0.002注:同列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。2.3不同添加剂对全株玉米青贮营养成分含量的影响(见表3)由表3可知,氯化铵组全株玉米青贮的CP含量显著高于对照组和其他添加剂组(P0.05)。有机酸盐组、纤维素酶组、乳酸菌+纤维素酶组全株玉米青贮的EE含量显著高于氯化铵组(P0.05)。除乳酸菌组全株玉米青贮的中性洗涤纤维含量有比对照组降低的趋势外(P0.05),其余添加剂组中性洗涤纤维含量均显著低于对照组(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.10.001.T003表3不同添加剂对全株玉米青贮营养成分含量的影响项目DMCPEEAshCaPNDFADFADL对照组31.408.25b3.74ab4.500.450.3637.83a22.731.84氯化铵组31.8710.72a2.88b4.210.460.3634.48b21.601.79乳酸菌组32.468.40b3.94ab4.340.480.3536.71ab21.971.80有机酸盐组32.048.52b4.39a4.280.450.3733.72b22.191.73纤维素酶组31.508.47b4.35a4.300.470.3834.05b22.041.70乳酸菌+纤维素酶组31.558.60b4.46a4.190.480.3833.65b22.451.65SEM1.040.370.200.270.050.030.290.190.17P值0.5810.0430.0470.0930.0750.6210.0390.5910.088%2.4不同添加剂对全株玉米青贮碳水化合物组分的影响(见表4)由表4可知,乳酸菌组和乳酸菌+纤维素酶组的全株玉米青贮的OA含量显著高于对照组(P0.05)。有机酸盐组、纤维素酶组、乳酸菌+纤维素酶组的全株玉米青贮的non-NDF含量显著高于对照组(P0.05)。添加剂组的全株玉米青贮的CA含量均显著高于对照组(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.10.001.T004表4不同添加剂对全株玉米青贮碳水化合物组分的影响(DM)项目OANon-NDFCB1CB2CB3CACC对照组5.77b45.68b31.373.3433.415.20b4.42氯化铵组7.20ab47.71ab29.773.8830.186.86a4.30乳酸菌组8.25a46.61ab29.182.2532.396.93a4.32有机酸盐组7.34ab49.09a29.435.8729.576.45a4.15纤维素酶组7.49ab48.83a28.805.6629.976.88a4.08乳酸菌+纤维素酶组8.45a49.10a28.944.9229.696.79a3.96SEM0.140.592.030.590.750.180.43P值0.0020.0270.4030.2710.5900.0440.593%2.5不同添加剂对全株玉米青贮瘤胃降解指标的影响(见表5)由表5可知,纤维素酶组和乳酸菌+纤维素酶组的全株玉米青贮的瘤胃干物质降解率显著高于对照组(P0.05),氯化铵组、乳酸菌组、有机酸盐组的全株玉米青贮的瘤胃干物质降解率有比对照组提高的趋势,但未达到显著水平(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.10.001.T005表5不同添加剂对全株玉米青贮瘤胃降解指标的影响项目干物质降解率中性洗涤纤维降解率对照组73.48b47.40氯化铵组74.16ab48.15乳酸菌组74.36ab48.30有机酸盐组74.79ab48.77纤维素酶组75.66a49.04乳酸菌+纤维素酶组75.90a49.14SEM3.041.70P值0.0190.096%3讨论3.1不同添加剂对全株玉米青贮感官指标的影响通过青贮饲料的感官评定可以快速分辨青贮饲料的优劣。本试验中,对照组的全株玉米青贮呈黄褐色、气味为酸香味、茎叶易分离、等级为中等;添加剂组的全株玉米青贮等级均达到优良,呈黄绿色、有酸香味、茎叶易分离,说明全株玉米青贮过程中添加添加剂可以改善感官质量。陈跃鹏等[14]在全株玉米青贮过程中添加由植物乳酸菌、戊糖片球菌、嗜酸乳杆菌、纤维素酶、半纤维素酶及低聚糖组成的添加剂,发现全株玉米青贮感官等级达到优良水平,而未添加以上添加剂的青贮等级则为中等,与本试验结果类似。全株玉米青贮的品质不仅与青贮添加剂有关,也与玉米品种、玉米收获时期、地理环境等因素有关。在制作青贮时应掌握收割玉米的最佳时期,全株玉米水分65%~70%最适合制作全株玉米青贮。全株玉米青贮用于饲喂不同的动物,其切割长度也不相同,玉米切割长度不超过3 cm,用于饲喂奶牛最好控制在1.5~2.0 cm[1]。因此,在制作全株玉米青贮时要考虑饲喂动物品种、收获时期等因素。3.2不同添加剂对全株玉米青贮发酵参数的影响发酵参数中的pH值、乳酸、氨态氮/总氮是评价青贮品质的主要指标。品质较好的青贮pH值在4.2以下,pH值越低,乳酸含量相应越高,代表发酵品质越好[15-16]。氨态氮和有机酸含量可以反映青贮中的蛋白和碳水化合物的转化情况,氨态氮/总氮一般低于10%[17]。本试验结果表明,各处理组全株玉米青贮样品中未检测出丁酸,对乙酸含量未产生显著影响;添加剂组全株玉米青贮的pH值均显著低于对照组,且pH值均在4.2以下,乳酸菌+纤维素酶组的全株玉米青贮pH值最低,为3.36;添加剂组全株玉米青贮的乳酸含量均显著高于对照组;有机酸盐组全株玉米青贮的丙酸含量显著高于对照组和其他添加剂组;氯化铵组全株玉米青贮的氨态氮/总氮含量显著高于对照组和其他添加剂组,但未超过10%,而有机酸盐组和乳酸菌+纤维素酶组的氨态氮/总氮含量显著低于对照组,说明乳酸菌+纤维素酶对全株玉米青贮发酵品质最好。薛春胜等[18]研究表明,使用甲酸青贮苜蓿可以显著提高青贮饲料的乳酸含量。王亚芳等[19]研究发现,全株玉米青贮过程中添加乳酸菌、有机酸盐、纤维素酶可以显著降低pH值,提高乳酸含量,且纤维素酶组和有机酸盐组的青贮效果优于其他添加剂组。以上研究结果表明,在青贮过程中添加适量的有机酸或纤维素酶可以提高发酵后青贮中乳酸含量,改善青贮发酵品质。3.3不同添加剂对全株玉米青贮营养成分的影响本试验结果表明,在全株玉米青贮过程中添加不同的添加剂对干物质、粗灰分、钙、磷、酸性洗涤纤维及酸性木质素含量均未产生显著影响;添加氯化铵组的全株玉米青贮的粗蛋白含量显著高于对照组和其他添加剂组;有机酸盐组、纤维素酶组、乳酸菌+纤维素酶组的全株玉米青贮的粗脂肪含量显著高于氯化铵组;除乳酸菌组,其他添加剂组的中性洗涤纤维含量均显著低于对照组。全株玉米青贮添加乳酸菌并未改善青贮品质,与孙贵宾等[20]研究结果相似。尉小强等[21]研究发现,乳酸菌可以显著降低青贮的中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量,与本试验结果略有不同,可能与本试验所用的菌种及菌种浓度不同导致的。添加剂氯化铵可以显著提高粗蛋白含量,可能与氯化铵中较高的含氮量有关。添加氯化铵、有机酸盐、纤维素酶等可以显著降低中性洗涤纤维含量,有效降解纤维素和半纤维素,可能与以上添加剂可以降解植物细胞壁有关[22]。3.4不同添加剂对全株玉米碳水化合物组分的影响本试验中,各处理组中的全株玉米青贮中的CB1、CB2、CB3、CC含量无显著差异;乳酸菌组和乳酸菌+纤维素酶组的全株玉米青贮的OA含量显著高于对照组;有机酸盐组、纤维素酶组、乳酸菌+纤维素酶组的全株玉米青贮的non-NDF含量显著高于对照组;所有添加剂组的全株玉米青贮中的CA含量均显著高于对照组。乳酸菌组和乳酸菌+纤维素酶组的全株玉米青贮的OA含量显著提高可能与两组中的乳酸含量高有关。添加剂组的全株玉米青贮的CA含量增加与添加剂抑制有害菌的繁殖,青贮早期全株玉米对粗蛋白和WSC的利用有关,与张晴晴等[23]使用甲酸青贮牧草和燕麦的研究结果一致。non-NDF含量的增加是因为添加剂降解全株玉米细胞壁,进而提高non-NDF含量。3.5不同添加剂对全株玉米青贮瘤胃降解指标的影响本研究中,不同添加剂组的全株玉米青贮的瘤胃中性洗涤纤维降解率未产生显著差异;纤维素酶组和乳酸菌+纤维素酶组的全株玉米青贮的瘤胃干物质降解率显著高于对照组,氯化铵组、乳酸菌组、有机酸盐组全株玉米青贮的瘤胃干物质降解率有比对照组提高的趋势,但未达到显著水平。干物质和中性洗涤纤维降解率可反映反刍动物干物质采食量的情况,降解率越高说明动物对营养物质的消化吸收利用越好。刘帅等[24]、苗树君等[25]、万春江等[26]研究表明,在青贮过程中添加乳酸菌可以显著提高干物质和中性洗涤纤维的降解率,与本试验研究结果类似。4结论在全株玉米青贮过程中,添加氯化铵、乳酸菌、有机酸盐、纤维素酶等添加剂可以不同程度地改善感官指标、营养成分、发酵参数、碳水化合物组分及瘤胃降解指标。试验表明,纤维素酶、乳酸菌+纤维素酶和有机酸盐的青贮发酵效果优于乳酸菌、氯化铵。在全株玉米青贮过程中可适当地选择菌类与酶类组合进行青贮。
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