农作物秸秆是一种可再生资源。秸秆细胞壁中纤维素含量高，田间直接腐烂分解速度很慢[1]。水稻成熟后，先收获籽粒作为粮食来源，收集稻秸加工再用作动物饲料，可解决饲料供应问题，有效降低养殖成本，促进农业可持续发展，解决人畜争粮的矛盾[2-3]。细胞壁占水稻秸秆成分的80%以上，细胞壁中的凝聚态结构、纤维素层次结构使秸秆在动物体内难以被消化利用。秸秆质地坚硬粗糙、可溶性碳水化合物和粗蛋白含量低、适口性差[4-6]。通过技术手段改变细胞壁组分构成是提高秸秆饲料潜在营养价值和饲用价值的重要途径。水稻脆秆突变体是一类细胞壁成分发生变化的典型突变体，主要特征是因纤维素含量降低导致茎秆易粉碎、口感好、易于反刍动物消化，在提高秸秆资源利用率方面有很大的发展空间[7]。目前，已有研究表明，饲喂脆秆全株水稻可在一定程度上影响猪肠道微生物区系，促进肠道乳酸菌增殖[8]。水稻脆秆突变体w7-cef1是本实验室发现的1个新脆秆突变体，农艺性状优良，具有广阔的应用前景；w7-cef1纤维素含量低、抗折力小，脆性具有组织特异性，仅在茎秆中表达[9]。水稻秸秆加工方式主要有物理、化学和生物方法。物理方法通常为切短、粉碎等；生物学方法常采用青（黄）贮、微生物方法[10]。青贮时添加乳酸菌可以增加原料中乳酸菌的数目，迅速降低pH值，提高发酵效果[11-13]。本试验通过研究w7-cef1脆性秸秆青贮发酵的品质，探究其青贮价值，为水稻脆秆基因的利用和秸秆饲料化应用提供参考。1材料与方法1.1试验材料野生型武运粳7号（w7）、脆秆突变体（w7-cef1）种植于合肥物质科学研究院水稻育种试验基地，收获时间为完熟期。青贮专用菌酶复合制剂购自北京中农博特科技有限公司。1.2试验设计新鲜稻秸脱粒后，采用铡草机（9ZP-0.4）切割，统计秸秆切割程度以分析不同品种材料的切割效率。按照说明配制青贮专用制剂，喷洒在稻秸上，混匀，装入具有单向排气阀的聚乙烯袋，重量为1 kg，压实，抽真空封口。每组重复3次，每袋喷洒等量的青贮专业制剂。室温下发酵60 d，开袋检测。1.3测定指标及方法1.3.1水稻的抗折情况和农艺性状分析水稻生长过程中，使用拉压力计测定成熟稻秸倒1、倒2、倒3节的抗折力[14]。统计秸秆粉碎时长度大于8 cm的片段所占比例，分析秸秆的粉碎情况。农艺性状主要考察指标包括：株高、穗长、分蘖数、每穗粒数、千粒重及结实率等。1.3.2青贮质量的评定参照国内青贮料感官评定标准，对不同品种稻秸青贮后的色泽、气味、结构、水分、pH值进行打分[15]。1.3.3青贮品质和营养成分分析青贮秸秆的pH值采用pH计测定；青贮饲料氨态氮（NH3-N）含量采用用苯酚-次氯酸钠比色法测定；可溶性糖（WSC）含量和淀粉含量采用蒽酮-硫酸比色原理测定（试剂盒购自索莱宝公司）；粗蛋白（CP）含量采用凯氏定氮法测定[16]；干物质（DM）含量采用干燥法测定；中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）、纤维素、半纤维素采用范氏测纤维法测定[17-18]。1.4数据统计与分析数据采用Excel 2010统计整理，采用SPSS 22.0进行数据差异显著性分析。结果以“平均值±标准差”表示，P0.05表示差异显著，P0.01表示差异极显著。2结果与分析2.1w7-cef1及w7表型特征及农艺特性（见图1、表1）由图1（a）可知，w7-cef1和w7在外形上无太大差异；由图1（b）、图1（c）可知，w7-cef1水稻秸秆在整个生长过程中表现明显脆性，易折断，但叶片未表现明显的脆性；由图1d可知，w7-cef1各节间的抗折力极显著小于w7（P0.01），更易折断。因此，可推测青贮稻秸粉碎时更加省时省力，更容易得到理想的粉碎效果，效率更高。铡草机切割稻秸后，观察稻秸的粉碎状况，w7的丝状长片段较多，而w7-cef1的粉碎片段长度均一，基本均为2~3 cm且外形完整；由图1（e）可知，w7和w7-cef1长度大于8 cm的稻秸片段所占的重量比分别为17.71%和3.75%，表明脆秆突变体稻秸做青贮饲料确实易于切割。由表1可知，与w7相比，w7-cef1的株高、穗长、分蘖数、穗粒数、千粒重、结实率等农艺性状差异均不显著（P0.05）。w7-cef1的农艺特征与w7相比相差不大，具有较高的生产应用价值。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.22.019.T001表1w7-cef1及w7农艺性状分析品种株高/cm穗长/cm分蘖数穗粒数千粒重/g结实率/%w7103.15±0.6715.93±0.358.38±0.35112.59±4.1429.67±0.1096.21±0.38w7-cef1105.70±0.5615.45±0.427.75±0.45115.24±4.2629.94±0.5496.33±0.30注：*表示组间差异显著（P0.05）；下表同。图1w7-cef1及w7水稻表型及茎秆粉碎特性注：*表示组间差异显著（P0.05），**表示组间差异极显著（P0.01）；下图同。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.22.019.F1a1（a）整株外形10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.22.019.F1a2（b）茎秆折断图10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.22.019.F1a3（c）叶片折断图10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.22.019.F1a4（d）抗折力比较10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.22.019.F1a5（e）破碎程度比较2.2w7-cef1及w7青贮前的化学成分及含量（见表2）由表2可知，与野生型w7相比，脆秆突变体w7-cef1淀粉含量显著低于降低（P0.05），粗蛋白质以及中性洗涤纤维含量显著提高（P0.05）。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.22.019.T002表2w7-cef1及w7青贮前的化学成分及含量品种含水量/%可溶性糖/(% DM)淀粉/(% DM)粗蛋白质/(% DM)中性洗涤纤维/(% DM)酸性洗涤纤维/(% DM)w770.84±0.5516.11±0.5812.70±0.264.69±0.0256.04±0.4836.82±1.27w7-cef172.24±0.58*15.47±0.5810.49±0.76*5.26±0.05*58.14±0.52*37.29±0.802.3w7-cef1及野生型w7秸秆青贮发酵品质分析2.3.1w7-cef1及w7青贮饲料感官评定（见表3）由表3可知，w7-cef1在气味得分上较有优势。综合色泽、气味、结构、水分和pH值等发酵感官指标，w7-cef1青贮饲料的感官评价较好，总得分比w7高近2分。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.22.019.T003表3w7-cef1及w7青贮饲料感官评定品种色泽得分气味得分结构得分水分得分pH值总分等级w712.67±2.0016.13±3.448.00±1.0018±1.008.00±062.79±4.22良w7-cef112.78±1.6417.38±3.547.56±1.0118±1.009.00±064.71±4.15良2.3.2w7-cef1及野生型w7青贮秸秆pH值、NH3-N含量（见表4）由表4可知，与w7相比，w7-cef1秸秆青贮成熟后的pH值、NH3-N/TN显著降低（P0.05）。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.22.019.T004表4w7-cef1及w7青贮秸秆pH值、NH3-N含量品种pH值NH3-N/(% DM)氨态氮/总氮w74.29±0.080.08±0.010.10±0.01w7-cef14.13±0.02*0.08±0.010.09±0.01*2.3.3w7-cef1及野生型w7秸秆青贮后营养成分（见表5）由表5可知，与w7相比，w7-cef1秸秆青贮后干物质及可溶性糖含量分别显著降低15.80%和10.31%（P0.05）；粗蛋白含量显著提高15.14%（P0.05）。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.22.019.T005表5w7-cef1及w7青贮秸秆营养成分品种干物质/%可溶性糖/(% DM)淀粉/(% DM)粗蛋白质/(% DM)中性洗涤纤维/(% DM)酸性洗涤纤维/(% DM)w735.77±1.345.14±0.263.24±0.235.02±0.0760.64±1.4540.78±0.52w7-cef130.12±1.53*4.61±0.19*3.16±0.115.78±0.02*59.23±1.5141.18±0.952.3.4w7-cef1及野生型w7秸秆青贮前后纤维素和半纤维素含量分析（见图2）由图2可知，青贮前w7的新鲜秸秆纤维素含量显著高于w7-cef1，半纤维素含量显著低于w7-cef1（P0.05）；青贮后，两组的纤维素含量占比均提高。与青贮前相比，青贮后w7的半纤维素含量增加了6.5%，w7-cef1的半纤维素含量减少了14.33%；青贮后，w7-cef1纤维素和半纤维素总含量比w7降低了9.36%。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.22.019.F002图2w7-cef1及w7秸秆青贮前后纤维素和半纤维素含量分析（a）纤维素含量 （b）半纤维素含量3讨论水稻秸秆纤维木质化程度高、粗蛋白质含量低，导致其饲料化利用率低。秸秆饲料化利用不仅可解决人畜争粮的矛盾，还能够实现种植业与畜牧业协调发展，促进秸秆资源化利用[19-20]。据统计，青贮、碱化等饲料加工方式处理的秸秆仅占我国秸秆总产量的2.8%[21]。秸秆青贮时，将秸秆切短比整株青贮效果好[22]，因此，为获得品质更好的青贮饲料，在青贮前需要将水稻秸秆进行切割。脆秆水稻秸纤维素含量减少，半纤维素含量增加，抗折力减小，易切割破碎。使用切割机在同样条件下加工秸秆，w7-cef1加工后8 cm以上和细丝状态片段的秸秆长片段很少，但切割片段长度均一、外形完整；而w7加工后8 cm以上片段较多，丝状片段较多。另外，由于脆秆水稻秸秆的特殊结构，反刍动物食用时口感可能更好。通过农艺性状分析发现，w7-cef1与w7相比差异不明显。因此，在保障粮食产量的前提下，可有效提高秸秆资源的利用率。秸秆青贮前营养成分分析发现，w7-cef1的粗蛋白含量较高。秸秆青贮后发酵品质感官上，w7-cef1色泽黄绿，气味酸香。NH3-N可反映发酵效果，NH3-N含量越高，表明蛋白质被有害微生物分解越多，发酵效果不理想[6]。青贮过程产生乳酸可以降低青贮的pH值，能够抑制有害微生物生长，pH值越低，青贮效果越好[23]。w7-cef1秸秆青贮后的NH3-N含量与w7差异不显著，但NH3-N占TN的比值较少，pH值较低，因此发酵效果优于w7。发酵过程野生型w7秸秆半纤维素含量增加，w7-cef1秸秆半纤维素含量减少，可能是因为脆秆自身结构更有利于菌酶附着[8]，从而利于分解半纤维素与发酵。纤维素和半纤维素在膳食纤维中占50%以上，充足的膳食纤维可以导致饱腹感，但消化率低[24]。另外，动物对饲料营养物质的消化率越高，表明其营养价值越高[25]。w7-cef1青贮秸秆纤维素和半纤维素含量较少，表明其作饲料利用效率较高。发酵后营养成分分析发现，w7-cef1青贮秸秆的粗蛋白含量比w7高，蛋白含量较丰富。因此，w7-cef1脆性秸秆可以作为青贮的原料。4结论脆秆水稻秸易粉碎青贮，还可获得口感好、发酵品质较高的稻秸青贮饲料。脆秆水稻秸青贮饲料在反刍动物养殖生产中具有一定的应用前景。