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藜麦秸秆青贮发酵使用添加剂的效果分析

来源:知实学术 分类:农业论文 发布时间:2020-04-27 浏览:

  摘 要: 以藜麦秸秆为研究对象,探讨不同添加剂对藜麦秸秆裹包青贮品质的影响。结果表明,纤维素酶和Sila-Max组对藜麦秸秆的青贮效果较好,与不加添加剂相比可显着降低中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、氨态氮含量,同时显着提高乳酸和总VFA的含量,发酵品质较好,V-Score评分分别为81.63、83.71;添加乳酸菌和玉米粉可改善发酵品质,但差异不显着。与不加添加剂相比,添加尿素可显着提高蛋白质,但其氨态氮和pH含量较高。纤维素酶和Sila-Max适于用作藜麦秸秆青贮饲料的添加剂,其中Sila-Max表现最佳。

  关键词: 添加剂; 藜麦秸秆; 裹包青贮; 发酵品质;

  《中国农垦》(月刊)创刊于1951年,由农业部主管,中国农垦经济发展中心和中国农垦经济研究会主办。办刊内容:宣传贯彻党中央和农业部党组关于“三农”工作、农垦工作的方针政策和决策部署,紧密结合农垦改革、发展、稳定工作中的重点、难点、热点问题,科学划分板块,精心设计栏目。

  藜麦(Chenopodium quinoa)是苋科(Amaranthaceae)藜属(Chenopodium L.)一年生双子叶常异花授粉植物,是一种营养价值极高、环境适应能力强的抗逆作物[1,2]。藜麦不仅籽实含有丰富的营养价值,而且其植株及副产物也具有较高的饲用价值[3,4]。藜麦作为一种饲料,富含蛋白质、氨基酸、脂肪、矿物质元素等多种营养成分,其全株及其秸秆营养价值与苜蓿、甜高粱、全株玉米相当。有研究表明,藜麦全株的营养价值优于紫花苜蓿,相对饲喂价值高达173.98[5],且富含家禽所需氨基酸,消化转化率高,可用做牛、羊、猪、马和家禽的优质青汁饲料[6,7]。用藜麦秸秆替代部分全株玉米可提高肉牛生产性能和奶牛牛奶品质[8,9]。同时,与其他饲草作物相比,藜麦具有较强的耐寒、耐旱等特性,可在高海拔冷凉地区(如甘南、天祝)生长并提供大量的优质饲草,因此,充分利用藜麦及其秸秆,是解决我国高寒地区畜牧业因饲草资源匮乏及冷暖季饲草供应不平衡等问题有效途径之一。

  优质饲草利用是发展草食畜牧业的基础,为缓解饲草供给压力,作物秸秆青贮饲草被广泛应用,青贮技术是提高作物秸秆利用率并有效保存其营养价值的重要手段[10]。根据前期检测结果,藜麦收获后的秸秆含水量和含糖量相对较低,直接青贮成功率较低。我们通过利用添加剂调制藜麦秸秆青贮,分析青贮藜麦秸秆的营养品质和发酵品质,以探讨藜麦秸秆作为青贮原料的可行性及不同添加剂对藜麦秸秆青贮品质的影响,为藜麦秸秆青贮饲料的生产提供技术参考。

  1、 材料与方法

  1.1、 供试材料

  供试藜麦秸秆为陇藜1号,采自甘肃省农业科学院环县毛井镇试验示范基地。于2017年5月以覆膜穴播方式种植,播种量4 500 g/hm2,以藜麦专用肥为基础肥料,使用量为600 kg/hm2。供试添加剂Sila-Max、乳酸菌、纤维素酶、玉米粉、尿素均为市售。

  1.2 、试验设计与制作方法

  试验采用单因素完全随机设计。对照(CK)为不加添加剂,处理分别为添加玉米粉20 g/kg(A1)、乳酸菌0.05 g/kg(A2)、纤维素酶0.5 g/kg(A3)、Sila-Max 0.002 5 g/kg(A4)、尿素2 g/kg(A5),共6个处理,3次重复。藜麦秸秆于10月7日藜麦成熟收获后用铡刀将秸秆铡碎至2~3cm,之后用0.2%的红糖水调制含水量达65%左右,使茎、叶和水混合均匀,然后加入添加剂,用打捆机打捆(50 cm×70 cm),密度为600 kg/m3,裹包置于草棚内,于青贮120 d后取样检测。

  1.3、 感官评定

  青贮120 d后,在未开封的情况下,对样品霉变情况进行观察记录,估算其成功率。根据德国农业协会(DLG)评价标准[11],从质地结构、颜色、气味等方面进行打分统计,具体评分标准见表1。总分16~20分为1级优等,10~15分为2级尚好,5~9分为3级中等,0~4分为4级腐败。

  1.4、 V-Score评分

  采用V-Score评分系统[12]对青贮发酵情况进行评价,该系统以氨态氮(NH3-N)和挥发性脂肪酸(VFA)为评价指标,计算方法见表2。再依据评分结果对青贮饲料品质进行评级:优(>80)、良(60~80)、差(≤60)。

  1.5、 指标测定及方法

  干物质(DM)采用烘箱干燥法测定,粗蛋白(CP)采用凯氏定氮法,粗脂肪(EE)采用残余法,中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)采用Van Soest法测定,钙(Ca)采用高锰酸钾法测定,全磷(P)采用酸溶-钒钼黄比色法测定,可溶性碳水化合物(WSC)采用蒽酮-硫酸比色法测定,氨态氮(NH3-N)含量采用苯酚-次氯酸钠比色法测定。乳酸(LA)及挥发性脂肪酸采用高效液相色谱和紫外荧光检测器测定。

  ①NH3-N含量(XN)、(AA+PA)含量(XA)、BA含量(XB)分别计算各指标的分配分数YN、YA、YB,进而得到对应处理的V-Score分数Y=YN+YA+YB,满分为100。

  采用美国牧草草地理事会饲草分析小组委员会提出的粗饲料相对值比较干草的饲用品质,即相对饲喂价值RFV=DMI×DDM/1.29(以绵羊为动物基础)[13]。

  DMI与DDM的预测模型分别为:

  其中:DMI为粗饲料干物质的采食量,为占牲畜体重的百分比,即%BW;DDM为可消化的干物质,计量单位为%DW

  1.6、 数据处理

  使用Excel 2010进行数据处理和制表,采用SPSS19.0软件中One-Way ANOVA进行单因素方差分析,以P<0.05为差异显着性判断标准。

  2、 结果与分析

  2.1、 青贮饲料的感官评定

  从表3可知,青贮120 d后,各处理青贮饲料均获得成功。除CK和A5外,其余各添加组均青贮100%成功,且质地结构保存尚好,质地松软,均未见发霉现象。颜色为黄褐色,有酸香味,均达到2级尚好以上评分等级。其中A4表现最好,达到1级优等的评分要求,与对照相比均有所提高。

  2.2、 青贮后的发酵品质

  从表4可知,添加剂显着影响青贮饲料的p H、氨态氮、乳酸、乙酸等指标。处理A5的p H和氨态氮显着高于其他处理和对照,与对照相比,除A1外,A3和A4两个处理的p H和氨态氮均显着低于对照组;A2中氨态氮含量较对照低30.49%,但二者间的p H差异不显着。处理A4的总VFA含量为4.40%,显着高于其他处理和对照,其他处理间的总VFA也存在差异,其中A1和CK显着低于A2、A3和A5,且二者相互间无显着差异。处理A1、A2、A3、A4的乳酸含量显着高于CK和A5;A2、A3差异不显着,两处理均显着高于A1,显着低于A4处理。乙酸含量A5显着高于其他处理,A2显着高于A3和CK,其余处理之间差异不显着。含有丙酸的处理有A1、A2和A5,但三者间无显着差异,含有1.2丙乙醇的处理是A5和CK,分别为0.06%和0.05%。此外各处理组青贮料中均不产生BA。

  根据V-Score评分结果(表5),A3和A4处理组的评分结果较好,青贮效果为优,评分分别为81.63和83.71,A1和A2效果为良好。CK和A5处理得分低于60,分别为57.55和40.00,评级结果为差。

  2.3、 青贮后的营养品质

  由表6可知,A5的干物质含量显着低于其他处理和对照,而粗蛋白含量则显着高于其他处理(P<0.05)。A3和A4的中性洗涤纤维显着低于其他处理和对照,而总可消化养分则显着高于其余各处理和对照CK。与对照CK相比,各处理组的粗灰分显着降低,其中A3尤为明显,较CK降低了9.25%;可溶性糖有不同程度的增高,其中A4最为明显,较CK提高21.35%。A5的酸性洗涤纤维含量最高,显着高于A2、A3和A4处理,但与A1和CK的差异不大。Ca和P含量各处理间有一定的差异(P<0.05),其中Ca以A2最高,为1.14%,其次是A4,为1.05%;P含量则是A4最高,为0.10%;处理A5和A2最低,均为0.07%,其余处理间的差异不显着。综合计算的结果表明,青贮饲料相对饲喂价值(RFV)从大到小依次为:A3、A4、A1、A2、A5、CK。

  3、 结论与讨论

  本研究显示,添加剂有利于藜麦秸秆青贮发酵,但不同种类添加剂效果不同。不宜添加尿素;玉米粉和乳酸菌对降低中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维作用不明显,对其青贮品质作用不大。纤维素酶和Sila-Max添加剂表现较好,其中Sila-Max表现最佳,不仅能够更好地降低中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和氨态氮,而且能够很好的改善发酵品质,p H明显降低,乳酸和乙酸等挥发性脂肪酸有明显的增加,有利于青贮饲料的感官品质和保存时间,且V-Score评级为优。

  提高发酵底物的含糖量和含水量是保证发酵成功的条件,适当地使用添加剂,可很大程度的保证发酵的成功。郭玉琴等[14]报道,添加玉米粉可显着改善青贮饲料营养品质。本研究显示,添加玉米粉后青贮藜麦秸秆的中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、总可消化养分、可溶性糖都有不同程度的改善,同时,p H、氨态氮显着降低,但添加玉米粉后乳酸和丁酸并未能显着的增高,不利于青贮饲料的长时间保存,V-Score评分为68,评级为尚好。

  适宜的可溶性碳水化合物含量是保证青贮发酵品质的前提条件,加乳酸菌可改善青贮发酵过程中的微生态系统,为微生物发酵提供充足底物,提高乳酸含量,降低p H和氨态氮含量,提高青贮发酵品质[15]。本研究中,两种乳酸菌菌剂Sila-Max和乳酸菌发酵剂均能显着降低青贮料的p H,对中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维的降解作用也比较明显,与对照相比,其氨态氮显着降低,乳酸、乙酸显着增高,这与贾方挫等[16]的研究一致。但两种乳酸菌剂处理间其发酵指标变化明显,营养指标差异不大,V-Score评分分别为74.94、83.71,Sila-Max优于乳酸菌发酵剂。

  前人研究认为纤维素酶能够降低原料中中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维的含量。本研究中,与对照相比,经纤维素处理后青贮藜麦秸秆的干物质、粗蛋白、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和粗灰分含量显着降低,而可溶性糖含量显着增高。这与许留兴等[17]、曹蕾等[18]、兴丽等[19]的研究一致。

  尿素作为营养添加剂,可对青贮蛋白质成分产生明显的影响[20]。我们研究表明,尿素处理可提高青贮藜麦秸秆蛋白质含量,这与贾方挫等[16]、玉柱等[21]的结果一致。但尿素的分解导致生产氨水,不利于p H下降,且氨态氮含量极显着增高,从而使得V-Score评分较低,质量评级为差。

  参考文献

  [1] 王黎明,马宁,李颂,等.藜麦的营养价值及其应用前景[J].食品工业科技,2014,35(1):381-384.  [2] 杨发荣,刘文瑜,黄杰,等.甘肃省藜麦产业发展现状及对策[J].甘肃农业科技,2019(1):1-5.  [3] 张慧玲,王志伟,周中凯.不同汽爆处理对藜麦秸秆化学组成及纤维结构的影响[J].中国农业科技导报,2018,20(7):105-112.  [4] 魏玉明,杨发荣,刘文瑜,等.藜麦不同生育期营养物质积累与分配规律[J].草业科学,2018,35(7):1720-1727.  [5] 杨发荣,黄杰,魏玉明,等.藜麦生物学特性及应用[J].草业科学,2017,34(3):607-613.  [6] 刘敏国,杨倩,杨梅,等.藜麦的饲用潜力及适应性[J].草业科学,2017,34(6):1264-1271.  [7] 陈光,孙旸,王刚,等.藜麦全植株的综合利用及开发前景[J].草业科学,2018,35(1):1-6.  [8] 郝怀志,董俊,何振富,等.藜麦茎秆对肉牛生产性能养分表观消化率及血清生化指标的影响[J].中国草食动物科学,2017,37(5):26-31.  [9] 郝怀志,董俊,杨发荣.日粮中添加藜麦秸秆对奶牛生产性能和血液生化指标的影响[J].中国饲料,2019,37(11):61-65.  [10] 杜淑清.青贮饲料添加剂的种类和使用[J].兽药与饲料添加剂,2002,7(3):26-27.  [11] 张适,吴琼,尤欢,等.添加不同酶制剂对全株玉米青贮发酵品质的影响[J].中国畜牧兽医,2019,46(4):1045-1052.  [12] RPHWEDER D A,BARNES R F,JORGENSEN N. Proposed hay grading standards based on labratory analyses for evaluating quality[J]. Journal of Animal Science,1978,47:747-759.  [13] 自给饲料品质评价研究会.粗饲料品质评价手册[M].东京:日本草地畜产种子协会,2001.  [14] 郭玉琴,杨起简,王洪波.添加不同水平的玉米粉对紫花荀借青贮营养成分的影响[J].草原与草坪,2005(6):20-22.  [15] 罗颖洁,陈桂华,穆麟,等.不同稻秸添加比例对紫花苜蓿和麦麸混合青贮的影响[J].草业学报,2019,28(5):178-184.  [16] 贾方锉,赵桂琴,焦婷,等.不同添加剂对青贮燕麦品质的影响[J].草原与草坪,2014,34(1):38-43.  [17] 许留兴,张锦华,刘成名,等.纤维素酶在饲草青贮中的研究进展与展望[C]//中国畜牧业协会.第三届(2014)中国草业大会论文集.北京:[出版社不详],2014.  [18] 曹蕾,王汝富,张万祥,等.不同添加剂对紫花苜蓿拉伸膜裹包青贮饲料品质的影响[J].中国草食动物科学,2019,39(3):26-28.  [19] 兴丽,韩鲁佳,刘贤,等.乳酸菌和纤维素酶对全株玉米青贮发酵品质和微生物菌落的影响[J].中国农业大学学报,2004(5):38-41.  [20] 张增欣,邵涛.青贮添加剂研究进展[J].草业科学,2006,23(9):56-62.  [21] 玉柱,陈燕,孙启忠,等.不同添加剂对白三叶青贮发酵品质与体外消化率的影响[J].中国农业科技导报,2009,11(4):133-138.

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文章名称:藜麦秸秆青贮发酵使用添加剂的效果分析

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