我国甘蔗种植面积广泛,甘蔗梢年产量约2 000万t[1]。甘蔗梢的利用率极低,除少部分被用于饲喂牲畜外,大部分被直接丢弃或焚烧,不仅会造成资源的浪费,还会对环境造成污染[2]。我国利用甘蔗梢作为饲料方面的研究较早。20世纪80年代,保国裕[3]报道,可以利用甘蔗梢作为饲料发展畜牧业。近年来,关于甘蔗梢在青贮上的应用研究较多。研究发现,采用添加剂青贮能够明显提高甘蔗梢的青贮品质和饲用价值[4-9]。其中,甘蔗梢青贮时添加复合型乳酸菌微生态制剂或者复合型纤维酶制剂,甘蔗梢的青贮效果更好[10-11]。但是,甘蔗梢青贮时添加淀粉酶对甘蔗梢青贮的效果报道较少。本试验采用甘蔗梢为试验材料,以淀粉酶为饲料添加物进行青贮试验,探究淀粉酶添加量对甘蔗梢青贮品质的影响,旨在确定适宜的甘蔗梢青贮淀粉酶的添加量,为饲草加工提供参考。1材料与方法1.1试验材料试验所用甘蔗品种为闽糖“69421”甘蔗副产物——甘蔗梢,采自云南省红河州弥勒市竹园镇,原料于2020年10月29日刈割,晾晒,控制含水率约为60%。淀粉酶(米曲酶)购自昆明博美科技有限公司,酶活性为5 600 U/g。1.2试验设计将甘蔗梢使用粉碎机切成约1~2 cm,称取一定量的原料,按原料重分别加入0(对照组)、250、500、750 mg/kg淀粉酶,混匀,装入5 kg青贮桶,每桶约3.2 kg,压实、密封保存,每个处理3个重复。常温条件下贮存60 d,开封,取样分析其感官品质、发酵品质和化学成分。1.3测定指标及方法1.3.1感官品质甘蔗梢青贮60 d,开封,采用分级筛选评定法从气味、结构、色泽等方面对青贮料进行感官评定[12]。1.3.2发酵品质现场评定后取青贮鲜样,采用酸度计法[13]测定青贮饲料pH值;青贮鲜样在105 ℃烘干箱中杀青15 min,65 ℃烘干,粉碎,按照张丽英[14]的65 ℃干燥法测定含水率(Moisture)、干物质(DM)和粗灰分(Ash)含量;采用凯氏定氮法测定粗蛋白(CP)含量[15];采用苯酚-次氯酸钠比色法测定氨态氮(NH3-N)含量[16];采用Van-Soest的滤袋分析法测定中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)含量[17];计算半纤维素含量;采用蒽酮法测定可溶性碳水化合物(WSC)含量[18];使用安捷伦GC7890A型色谱仪测定有机酸乳酸(LA)、乙酸(AA)、丙酸(PA)、丁酸(BA)含量[19]。半纤维素(HC)=NDF-ADF(1)1.3.3青贮料饲用价值根据禾本科牧草饲用价值公式[20],计算甘蔗梢青贮料的饲用价值。干物质采食量(DMI)=120/NDF(2)总可消化养分(TDN)=4.898+(NEL×0.89796)(3)泌乳净能(NEL)=104.4-(1.19×ADF)(4)可消化干物质(DDM)=88.9-(0.779×ADF)(5)相对饲喂价值(RFV)=DMI×DDM/1.29(6)相对饲草质量(RFQ)=DMI×TDN/1.23(7)1.4数据统计与分析数据采用Excel 2010软件处理,采用SPSS 22.0统计软件进行方差分析和多重比较,结果以“平均值±标准差”表示,P0.05表示差异显著。根据商贺阳等[21]设计的隶属函数综合评价法,并对各指标计算隶属值累加综合比较。2结果与分析2.1淀粉酶添加量对甘蔗梢青贮料感官品质的影响(见表1)由表1可知,添加250和500 mg/kg淀粉酶,甘蔗梢青贮料均散发强烈的芳香味,质地柔软而湿润,茎和叶均能够保持原来的状态,能够清楚看到茎叶上的叶脉和绒毛,结构松散无黏结现象。对照组和添加750 mg/kg淀粉酶组,均散发出较弱的芳香味,散发一定醋酸味;添加750 mg/kg淀粉酶组结构保持良好且无黏结现象;对照组结构较差。在蔗梢青贮料色泽上,各处理及对照组的颜色均为黄绿色,接近于原料甘蔗梢的本色。结果表明,添加250、500 mg/kg淀粉酶的青贮饲料评分等级均为1级优等,添加750 mg/kg淀粉酶的青贮饲料和对照评分等级为2级良好。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.19.020.T001表1淀粉酶添加量对甘蔗梢青贮料感官品质的影响组别气味结构色泽总分等级对照组1021132级250 mg/kg组1441191级500 mg/kg组1441191级750 mg/kg组1041152级2.2淀粉酶添加量对甘蔗梢青贮料发酵成分的影响(见表2)由表2可知,各组青贮料中均未检测到丙酸和丁酸,表明青贮的发酵品质良好;随着淀粉酶添加量增加,青贮料的pH值、NH3-N和AA含量均呈现先降后升的趋势,且500 mg/kg组的数值均为最低,分别为4.19、0.59%和6.00 g/kg,比对照组分别降低4.77%、32.95%和55.06%;LA含量随淀粉酶添加量的增加呈现先升后降的趋势,且500 mg/kg组的含量最高,为29.01 g/kg,是对照组的1.95倍。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.19.020.T002表2淀粉酶添加量对甘蔗梢青贮料发酵成分的影响组别pH值NH3-N/%LA/(g/kg)AA/(g/kg)PA/(g/kg)BA/(g/kg)对照组4.40±0.01a0.88±0.07a14.88±0.05d13.35±0.03aNDND250 mg/kg组4.38±0.01a0.83±0.03a15.04±0.05c12.05±0.04bNDND500 mg/kg组4.19±0.01b0.59±0.06b29.01±0.05a6.00±0.06dNDND750 mg/kg组4.38±0.03a0.61±0.08b19.29±0.03b8.22±0.04cNDND注:1.ND表示未检测到含量。2.同列数据肩标不同字母表示差异显著(P0.05),字母相同或无字母表示差异不显著(P0.05);下表同。2.3淀粉酶添加量对甘蔗梢青贮营养成分的影响(见表3)由表3可知,随淀粉酶添加量的增加,青贮饲料的CP和WSC含量均呈先升后降的趋势,且500 mg/kg组的数值均为最高,分别为9.91%、2.56%,分别是对照组的1.52倍、2.35倍。青贮料的NDF和ADF含量均随酶添加量的增加呈先降后升的趋势,且500 mg/kg组的数值最低,分别为72.83%、44.15%,分别比对照组降低5.72%、9.51%。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.19.020.T003表3淀粉酶添加量对甘蔗梢青贮营养成分的影响组别MoistureDMCPAshWSCNDFADFHC对照组76.58±0.9523.42±0.956.52±0.25c5.64±0.211.09±0.07c77.25±1.19a48.79±0.23a28.46±0.96250 mg/kg组77.50±0.6722.50±0.678.31±0.45b6.86±0.671.22±0.14bc76.49±0.81ab46.11±0.74b30.38±1.31500 mg/kg组78.46±0.5021.54±0.509.91±0.06a6.01±0.122.56±0.28a72.83±0.51c44.15±0.45c28.67±0.77750 mg/kg组76.34±0.1423.66±0.148.28±0.18b6.35±0.731.74±0.17b74.11±0.65bc46.65±0.61b27.46±0.04%2.4淀粉酶添加量对甘蔗梢青贮料饲用价值的影响(见表4)由表4可知,随着淀粉酶添加量的增加,甘蔗梢青贮饲料的NEL,TDN、DDM、DMI、RFV和RFQ的值均呈先升后降的趋势,且500 mg/kg组数值均显著高于对照组(P0.05),且数值均为最高,分别比对照组升高11.89%、10.64%、7.09%、6.45%、13.53%和17.30%(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.19.020.T004表4淀粉酶添加量对甘蔗梢青贮饲用价值的影响组别NEL/%TDN/%DDM/%DMI/%RFVRFQ对照组46.35±0.27c46.51±0.25c50.90±0.18c1.55±0.02c61.33±1.18c58.78±1.23c250 mg/kg组49.52±0.89b49.37±0.80b52.98±0.58b1.57±0.02bc64.43±0.74b62.97±0.94b500 mg/kg组51.86±0.54a51.46±0.48a54.51±0.35a1.65±0.01a69.63±0.56a68.95±0.69a750 mg/kg组48.89±0.73b48.80±0.65b52.56±0.48b1.62±0.01ab66.00±1.17b64.27±1.41b2.5淀粉酶添加量对甘蔗梢青贮料的综合评价根据隶属函数法,对淀粉酶处理甘蔗梢青贮饲料进行多指标综合评价,其均值越大,酶处理就越好。隶属函数值及综合排名见表5。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.19.020.T005表5隶属函数值及综合排名项目隶属函数值对照组250 mg/kg组500 mg/kg组750 mg/kg组Moisture0.109 70.546 01.000 00DM0.890 30.454 001.000 0Ash01.000 00.304 70.587 4CP00.528 81.000 00.517 5pH值00.098 41.000 00.065 6NH3-N00.162 81.000 00.908 3WSC00.090 81.000 00.443 3NDF00.170 81.000 00.709 5ADF00.576 41.000 00.461 7HC0.657 100.585 31.000 0LA00.010 91.000 00.311 6AA00.176 01.000 00.697 1NEL00.576 41.000 00.461 7TDN00.576 41.000 00.461 7DDM00.576 41.000 00.461 7续表5 隶属函数值及综合排名10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.19.020.T006项目隶属函数值对照组250 mg/kg组500 mg/kg组750 mg/kg组DMI00.159 41.000 00.696 2RFV00.374 31.000 00.562 7RFQ00.411 81.000 00.539 4平均值0.092 10.360 50.882 80.549 2排序4312由表5可知,甘蔗梢青贮料各指标隶属函数值的平均值随淀粉酶添加量的增加呈先升后降的趋势,且淀粉酶处理组的隶属值均高于对照组。淀粉酶添加量为500 mg/kg时,隶属值达到最大为0.882 8。其余各酶添加量水平下,青贮料各指标隶属函数值的平均值从大到小依次为:750 mg/kg组250 mg/kg组对照组。3讨论3.1淀粉酶添加量对甘蔗梢青贮发酵成分的影响优质的青贮饲料的pH值为3.8~4.2[22]。本试验结果表明,随淀粉酶含量的增加,青贮饲料的LA含量显著高于对照组,使青贮饲料pH值下降,从而达到优质青贮饲料标准,与陈鑫珠等[23]对甘蔗梢进行添加剂青贮的研究结果一致。Spoelstra等[24]研究表明,添加复合酶制剂能够提高青贮饲料的乳酸含量。Pitt[25]研究表明,苜蓿青贮中加入淀粉酶能够显著降低最终pH值,与本研究结果一致。原因是淀粉酶将饲料中的淀粉转化为单糖为饲料提供发酵底物,促进青贮饲料中乳酸菌发酵,表明在甘蔗梢青贮过程中添加适量淀粉酶能够明显提高青贮饲料的发酵品质。本试验中,添加500 mg/kg淀粉酶对青贮改善效果最为突出,发酵品质较明显优于对照组,与陈明等[26]采用外源淀粉酶提高水化玉米的发酵品质结果类似。李静等[27]报道,酶制剂能够改善稻草青贮的发酵品质。本试验中,随淀粉酶量的增加,青贮饲料pH值降低到一定程度后进入稳定期,饲料中的乳酸菌停止活动并不再产生乳酸。3.2淀粉酶添加量对甘蔗梢青贮营养成分的影响营养成分含量能够反映青贮饲料的品质,是衡量饲料品质的最基本指标[28]。本试验结果表明,淀粉酶添加组青贮饲料的CP和WSC含量均高于对照组,与刘圈炜等[29]研究复合酶制剂对玉米秆青贮的报道结果相符。郑晓灵等[30]报道,添加纤维素酶能够提高甘蔗梢的粗蛋白和可溶性碳水化合物含量,表明在甘蔗梢青贮过程中,加入淀粉酶能够水解甘蔗梢中的淀粉,增加饲料中的可溶性碳水化合物含量。本试验中,与对照组相比,淀粉酶组纤维含量有所下降,淀粉酶添加量为500 mg/kg时NDF和ADF含量均降到最低,与任海伟等[31]和华金玲[32]的研究结果类似。可能是因为淀粉酶在水解淀粉的过程中增加糖含量,微生物得到足够的发酵底物,使得青贮饲料的纤维成分降低,青贮品质提高;也可能是因为在青贮过程中加入淀粉酶提高了青贮饲料中乳酸的含量,营养成分流失减少,从而提高青贮饲料的品质。3.3淀粉酶添加量对甘蔗梢青贮料饲喂价值的影响甘蔗收获期长达7个月(从11月至第二年5月),正值冬春枯草期,牛羊对冬春饲草的需求量大。在本试验测定指标中,RFV和RFQ对最终饲喂价值有较高代表性。RFV是粗饲料中ADF和NDF的综合反映,RFV值与营养价值呈正比;RFQ与RFV相似,但RFQ更接近实际情况[33]。本试验中,与对照组相比,500 mg/kg和750 mg/kg淀粉酶处理组的NEL、TDN、DDM、DMI、RFV、RFQ数值均显著性升高(P0.05),250 mg/kg淀粉酶处理组也有明显提升。寇江涛等[34]报道,水稻秸秆(Oryza sativa L.)和白酒糟混合青贮中加入适量酶制剂,可以有效改善其饲用价值。甘蔗梢青贮料的NDF和ADF高低对饲用价值有很大影响。田培育等[35]研究表明,在饲料中加入淀粉酶可以减少原料的纤维含量。淀粉酶在降解淀粉为单糖的同时,可以促进甘蔗梢中其他物质的释放,使得纤维含量减少,有效提高青贮料的饲喂价值。3.4淀粉酶添加量对甘蔗梢青贮饲料的综合评价本研究通过隶属函数分析对甘蔗梢青贮饲料的营养成分、发酵品质和饲用价值进行综合评价,弥补了单一因素评价的不足,结果更加客观合理。综合隶属值的大小反映不同淀粉酶添加量的青贮品质的优劣,平均值越大,表明青贮品质越好,酶添加量最适宜。低淀粉酶添加量(500 mg/kg)处理下的甘蔗梢青贮品质最好,高淀粉酶添加量(750 mg/kg)处理下的甘蔗梢青贮品质反而有所下降,说明添加适量淀粉酶能够提高甘蔗梢的青贮品质。因此,淀粉酶添加量对甘蔗梢青贮品质的改善效果依次为500 mg/kg750 mg/kg250 mg/kg0 mg/kg。4结论添加不同比例的淀粉酶对甘蔗梢进行青贮,青贮饲料感官评定等级为1~2级。青贮料的CP、WSC和LA含量均随着淀粉酶含量的增加呈现先升后降的趋势,NH3-N、AA、NDF、ADF含量及pH值则随着淀粉酶含量的增加先降低后升高。添加不同比例的淀粉酶能够有效改善甘蔗梢的营养指标和青贮品质,淀粉酶添加量为500 mg/kg时的改善效果最为明显。
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