不同添加剂对高水分一年生黑麦草青贮品质的影响
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摘 要：研究了不同比例的麦麸和玉米粉对高水分一年生黑麦草青贮品质的影响，试验中的2种添加剂从0～30%各设有7个添加梯度，利用真空袋发酵30 d后，从青贮品质和青贮发酵产物品质两方面来衡量发酵水平。试验结果表明，在发酵品质方面，添加不同量的玉米粉和少量麦麸对高水分一年生黑麦草青贮发酵的pH值有显著的降低作用，麦麸可显著提高乳酸含量达28%，大部分处理均具有良好的发酵品质。在发酵产物方面，麦麸和玉米粉均能显著提高发酵产物的干物质含量，玉米粉能显著提高WSC的含量，并降低酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维的含量，增加适口性。总体来讲，添加麸皮或玉米粉是高水分黑麦草成功青贮的有效方法，添加水平越高，对复合青贮料的发酵品质和营养价值改善效果越好。
关键词：一年生黑麦草；麦麸；玉米粉；青贮品质
中图分类号：S816.5+3 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2014.06.015
一年生黑麦草（Lolium multiflorum Lam.）是禾本科黑麦草属植物，又名意大利黑麦草、一年生黑麦草，原产于欧洲南部、非洲北部及小亚细亚等地，现分布于世界温带与亚热带地区，在我国长江流域以南农区有大面积栽培[1]。新鲜黑麦草柔嫩、适口性好，易于消化吸收，猪对其中有机物质的消化率为40%～50%[2]。黑麦草的粗蛋白含量高，约占干物质的20%，蛋白质生物学效价达80%以上[3]。此外，黑麦草中除维生素D外，其他维生素均很丰富，因而是动物维生素的良好来源。钙磷含量也丰富，钙约0.7%，磷约0.4%[4]。但其鲜草由于含水量较大，正常情况下易腐烂从而造成营养物质大量损失[5]。由于黑麦草中碳水化合物含量较高，在调制青贮料时可产生足量的乳酸，故用以调制青贮饲料易于成功。
青贮是利用微生物的发酵作用，在厌氧条件下长期保存青绿饲料的营养成分、扩大饲料来源的一种简单可靠、经济实用的贮存方法[6]。制作青贮饲料比堆垛同量干草要节省一半的占地面积，还有利于防火、防雨、防霉烂及消灭秸秆上的农作物害虫等[7]。禾本科牧草、豆科牧草、块根块茎、半灌木以及水生饲料和树叶均可用来调制青贮饲料。其中禾本科牧草富含可溶性糖，易于青贮[8]。青贮不但可以最大限度地保留营养成分，而且不受季节的影响，可以稳定均衡地为草食动物供应粗饲料[9]。
在青贮添加剂上，目前国外针对此项研究己经取得了很大进展，主要集中在发酵促进剂包括接种剂、酶制剂等方面[10]。国内在黑麦草青贮研究方面使用的添加剂一般有微生物接种剂、酶制剂、酸制剂、复合添加剂等。何依群等[11]研究了微生物接种剂和酶制剂对黑麦草青贮发酵品质的影响；蔡义民等[12]研究了乳酸菌剂对黑麦草青贮品质的改善效果；张增欣等[13]研究了山梨酸对一年生黑麦草青贮品质的影响；另外，国内许多研究都是对萎蔫后的黑麦草进行青贮发酵的，对高水分黑麦草进行青贮研究的较少，杨杰等[14]研究了凋萎程度与复合添加剂处理对一年生黑麦草青贮品质的影响；玉柱等[15]研究了萎蔫和玉米粉混合处理对紫花苜蓿袋装式青贮品质的影响。此外，黑麦草和其他牧草混合青贮也是国内的研究热点[16-17]。国外关于一年生黑麦草青贮的研究也是非常多的，例如Islam 等 [18]研究了糖蜜、尿素、纤维素、乳酸菌等不同添加剂处理后的黑麦草青贮饲料饲喂对山羊生长发育的影响；Henderson 等[19]研究了甲醛作为添加剂在不同的干物质水平下对黑麦草发酵品质的影响等。由此可见，如何通过添加剂来改善黑麦草青贮品质在国内外都是研究的热点。
在实际生产中，人们常采取控制原料草水分等方式提高青贮品质[20]，而在我国南方，一年生黑麦草刈割后是梅雨季节，很难对其进行晒干或预干处理[21]，同时目前的青贮添加剂产品又无法解决青贮原料水分含量高的问题，这导致高水分黑麦草在青贮时极易霉烂，品质严重降低。有研究表明，麸皮和玉米粉具有干物质含量高、碳水化合物丰富等优点[22]，不但可以降低青贮原料的水分含量，还可以增加乳酸菌生长所需的发酵底物，通过旺盛的乳酸菌发酵，快速降低青贮环境pH值，从而达到保存青贮饲料的目的[23]。
本试验以高水分一年生黑麦草为原料，采用塑料袋青贮，分析添加玉米粉或麦麸处理对一年生黑麦草青贮品质的影响，测定不同处理下发酵产物的pH值、干物质、铵态氮、可溶性碳水化合物、粗蛋白以及挥发性脂肪酸等指标并通过比较找出最优处理，以期为青贮技术推广提供理论依据。本研究可操作性强，成本低，如能明显提高黑麦草青贮品质，并能投入实践应用，则不但能提高农民收入，还对促进我国畜牧业的发展有着重要意义。
1 材料和方法
1.1 试验材料
1.1.1 青贮原料 黑麦草：于2012年10月播种于盐城市绿茗花木有限公司实验基地，2013年4月1日刈割时，一年生黑麦草处于抽穗初期，其化学成分见表1。
添加剂：麸皮和玉米粉的化学成分见表1。
1.1.2 青贮容器 采用实验室青贮袋，装上青贮料后进行抽真空、密封，袋长宽为30 cm×20 cm。
1.2 试验设计
麦麸处理组：根据不同添加量设有6个处理，M1、M2、M3、M4、M5、M6（添加麦麸的量分别为样品鲜质量的5%，10%，15%，20%，25%，30%）；玉米粉处理组：根据不同添加量设有6个处理，Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6（添加玉米粉的量分别为5%，10%，15%，20%，25%，30%）；另外设有零添加的对照；处理组均添加鲜质量300 g的黑麦草。每个处理设3个重复。在青贮第30 d打开，取样分析。
1.3 试验方法
1.3.1 青贮饲料的制作 将刈割后的黑麦草用铡刀切割至1～2 cm左右，按试验设计需要称取相应数量的添加剂以及黑麦草，混合均匀后，塞入青贮袋中，压实抽真空密封后，在室温条件下进行发酵。
1.3.2 样品的预处理 青贮窖打开后，取出全部青贮饲料将其混匀，称35 g放入100 mL的广口三角瓶，加入70 g的去离子水（青贮饲料∶水=1∶2），在4 ℃的冰箱内浸提24 h。然后对三角瓶内青贮饲料进行过滤，将上清液用过滤漏斗通过二层纱布和滤纸过滤，保存滤液（-20 ℃冷冻箱保存）待测。滤液用来测定pH值、乳酸。将剩余的青贮饲料收集起来烘干，称质量粉碎，测定干物质、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维以及水溶性碳水化合物含量。
1.4 青贮品质分析
1.4.1 干物质（Dry matter， DM）含量 将剩余的青贮饲料混匀放入信封内，编号。放置于105 ℃的烘箱中烘2 h，然后将烘箱调至65 ℃的恒温继续烘60 h直至恒质量，取出后立即放于干燥器中冷却，称量[24]。
1.4.2 pH值 HANNA pH211精密pH计（意大利HANNA公司）对青贮样品处理后的过滤液直接测定。
1.4.3 乳酸（Lactic acid， LA）含量 采用对羟基联苯比色法测定[25]。青贮饲料浸提液1 mL用去离子水进行稀释，稀释浓度根据青贮料的乳酸含量决定；加入1滴20%硫酸铜溶液，摇匀；将试管置于冰水中，缓慢加入6 mL浓硫酸，并混匀；放入沸水浴中煮沸5 min；试管从沸水浴中取出后，用水冷却至室温，并加入0.2 mL的对-羟基联苯试剂，小心摇匀试管内容物；将试管放入30 ℃恒温水浴中反应30 min显色，振荡摇匀；为去除多余对-羟基联苯试剂，将试管在沸水浴中再煮沸3 min；取出，冷却后，分光光度计波长560 nm处比色测定OD值。
1.4.4 水溶性碳水化合物含量 采用硫酸-蒽酮比色法测定[26]。称取粉碎的样品0.2 g置于试管中，加10 mL蒸馏水，沸水浴30 min，过滤于25，50或100 mL容量瓶中，获得糖提取液；取1 mL不同浓度的葡萄糖标准液或糖提取液，加入试管中，加蒽酮试剂5 mL，于沸水浴中煮沸10 min，取出冷却，然后在620 nm波长处测定OD值；根据糖标准曲线计算样品中的糖含量。
1.4.5 中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维 根据Soest和Roberston方法测定。在105 ℃下烘干滤袋至恒质量，干燥器冷却30 min，称取滤袋质量。称取0.5～0.8 g样品，置于滤袋中，封口。用粗纤维分析仪洗涤，加入中性洗涤剂，洗涤1 h，用热水冲洗，取出后用丙酮泡10 min，在105 ℃烘干至恒质量，称质量。继续置于粗纤维分析仪中，加入酸性洗涤剂，洗涤1 h用热水冲洗，取出后用丙酮泡10 min，在105 ℃烘干至恒质量，称质量计算。
1.5 数据统计
采用IBM SPSS Statistics 20软件，对试验数据进行单因子方差分析（ANOVA）和LSD多重比较，并用Excel进行图表绘制。
2 结果与分析
2.1 青贮原料的化学成分
黑麦草、麦麸、玉米粉的化学成分见表1。分析结果表明：黑麦草水分含量高，而麸皮和玉米粉的水分含量低，干物质含量高，且玉米粉和麦麸的干物质含量相当；黑麦草的粗蛋白含量低于麦麸45%，略高于玉米粉；黑麦草的NDF的含量与麦麸相当，是玉米粉的6.7倍；ADF含量均高于玉米粉和麦麸，玉米粉中几乎无ADF；黑麦草和玉米粉的水溶性碳水化合物相当，但高于麦麸的水溶性碳水化合物。
2.2 青贮发酵品质的分析
2.2.1 麦麸组青贮发酵品质的分析 添加不同比例麦麸的黑麦草青贮饲料在发酵过程中pH值和乳酸的变化如表2，添加5%麦麸的M5处理的pH值显著低于对照（P
由表2还可以看出，麦麸处理的乳酸含量均显著（P< 0.05）高于对照，其中M10处理具有乳酸含量的最高值，比对照的乳酸含量高28%，除M10处理之外的其他处理之间的乳酸含量无显著差异（P >0.05）。
2.2.2 玉米粉组青贮发酵品质的分析 添加不同比例玉米粉的黑麦草青贮饲料在发酵过程中pH值和乳酸的变化如表3，玉米粉处理的pH值含量均显著（P
由表3还可以看出，玉米粉处理的乳酸含量除Y20（P0.05），且互相之间也无显著差异（P>0.05）。
2.3 青贮发酵产物的分析
2.3.1 麦麸组青贮发酵产物的分析 添加不同比例麦麸的黑麦草青贮饲料在发酵过程中，干物质、WSC、NDF和ADF的变化如表4，麦麸处理的干物质含量均显著（P0.05），且不同处理间也无显著差异（P>0.05）；麦麸处理组的ADF均显著低于对照（P
2.3.2 玉米粉组青贮发酵产物的分析 添加不同比例玉米粉的黑麦草青贮饲料在发酵过程中干物质、WSC、NDF和ADF的变化如表5，玉米粉处理的干物质含量均显著（P
由表5可以看出，除Y25处理以外，玉米粉处理的WSC含量均显著高于对照，且玉米粉添加量在5%～20%之间的处理WSC含量无显著差异（P >0.05）。
由表5还可以看出，玉米粉处理组中Y10和Y15的NDF与对照无显著差异（P>0.05）， Y5的NDF显著高于对照（P
3 讨 论
3.1 高水分原料青贮的适应性
有关研究报道，适宜做青贮的原料应具有以下几点特性[27]：（1）含有适当水平并以水溶性碳水化合物形式存在的发酵底物；（2）具有较低的缓冲能力；（3）干物质的含量应在200 g・ kg-1以上；（4）具有一种理想的物理结构，即这种结构使作物在发酵袋里容易压实。
一般情况下，如果青贮水分含量太高，单独青贮时就不能有效地抑制腐败菌一梭状芽苞秆菌的生长发育，并且容易造成养分的流失。另外，青贮原料的WSC浓度应为2%～3%（鲜样）[28]，因为一定水平的WSC含量是乳酸发酵所必需的。青贮原料的缓冲能力或抗pH值变化的能力也是影响青贮的重要因素[27]，植物的高蛋白质含量将提高青贮饲料的缓冲性，而缓冲性高，在青贮过程中pH值下降速度慢，可导致酸度偏低，易引起酪酸发酵。青贮原料的切碎程度也是影响发酵品质的一个因素。切的过长不易压实，过短易造成汁液损失。因此，为了制作优质青贮料，就必须保证原料中的水分和水溶性碳水化合物的含量。
黑麦草水分太高，一般情况下，单独青贮很难成功。由于麸皮和玉米粉的DM含量高，吸水性强，所以黑麦草中加入麸皮或玉米粉后青贮，可调节青贮料的水分，促进青贮发酵。
3.2 青贮原料的化学成分
青贮原料中含有适量水分，是保证乳酸菌正常活动的重要条件。水分含量过高或过低，均会影响青贮发酵过程和青贮饲料的品质。而本试验中采用的青贮原料是新鲜的一年生黑麦草，含水量很高，未进行凋萎处理，所以添加了含水量很低的玉米粉和麦麸作为吸收剂来降低青贮原料的含水量，尽量避免养分随着细胞汁液而流失，同时避免高水分使酪酸菌发酵，导致青贮料变臭、品质变坏。
粗蛋白含量是青贮饲料的重要营养指标，试验中添加的玉米粉和麦麸均可适当补充原料中粗蛋白的不足，保证青贮料的营养价值。
玉米粉的纤维含量明显低于黑麦草，两者一起青贮可降低青贮料的纤维含量，提高青贮料的消化率，而麦麸与黑麦草的纤维含量相差不大。
为保证乳酸菌的大量繁殖，产生足量的乳酸，青贮原料中必须有足够数量的可溶性糖。本试验中黑麦草具有较高的含糖量，添加的玉米粉和麦麸的含糖量也较高，为发酵提供了充足的底物，是保证优良发酵的前提。
3.3 青贮发酵的品质
pH值是衡量青贮饲料品质好坏的重要指标之一，添加5%的麦麸将pH值降低到4.2以下，具有良好的发酵品质，而其他处理对pH值的下降作用较小，甚至pH值高于对照，但从乳酸含量来看，麦麸是可以提高青贮品质的，麦麸处理下乳酸含量均显著高于对照，乳酸菌发酵产生大量乳酸，这与吴跃明等[29]的研究结果相一致。添加玉米粉后各组pH值均低于对照，且pH值都控制在了4.3以内，提高了发酵品质，而玉米粉的添加对乳酸含量的提高没有明显作用。本试验中，青贮前草料被切成长1～2 cm的草段，并且在装填入青贮袋的挤压过程中有大量的植物汁液流出，这为乳酸发酵提供了前提条件。
3.4 青贮发酵的产物
添加不同比例麦麸或玉米粉的黑麦草青贮饲料在发酵过程中干物质的含量明显低于对照，说明添加麦麸或玉米粉可有效降低青贮料的含水量，改善发酵品质，这与孔凡德等[5]的报道一致。青贮原料中含有较高的水溶性碳水化合物，保证了乳酸菌发酵所需的底物，这一点可以从对照组青贮结束后仍有少量的残留水溶性碳水化合物存在得到证实。青贮饲料中残留的WSC是好氧微生物生长所需要的主要能量来源，在本试验中添加麦麸可明显降低WSC的残留量，抑制好氧微生物的生存，而玉米粉对WSC的降低效果较小。另外黑麦草的高水分青贮中含水量过高也可以通过玉米粉和麦麸的添加得到有效的改善，显著提高了干物质的量，降低了腐败率，提高了发酵品质。
总结前人[20]在高水分青贮料中，添加稻草、干草、报纸、谷物、膨润土和干甜菜渣的研究结果：添加高纤维性物质如稻草，虽然能够吸水，但对发酵品质影响不大，而且显著降低营养价值，没有太大的实际应用价值。添加物的选择受经济利益和操作实用性等诸多因素的影响，应具体情况具体分析。在黑麦草中添加麸皮或玉米粉，有利于青贮发酵，是获得优质青贮料的实用科学方法。添加麸皮和玉米粉都能显著降低黑麦草青贮饲料在发酵过程中的NDF和ADF，提高了青贮料的适口性和可消化率，这与吴跃明等[29]的研究结果一致。
4 结 论
（1）黑麦草DM含量低，NDF含量适中，而且具有较高的CP含量，属于优质的青绿饲料。黑麦草虽然具有较高的可溶性糖分含量，但水分含量很高，单一青贮时青贮品质较差。
（2）添加麸皮或玉米粉后，青贮黑麦草发酵品质明显改善，干物质显著提高，乳酸含量增加，大部分处理可降低pH值，添加麸皮或甜菜粕可显著降低青贮料的NDF和ADF，提高青贮料的适口性和可消化性。
（3）添加麸皮或玉米粉是高水分黑麦草成功青贮的有效方法，添加水平越高，对复合青贮料的发酵品质和营养价值改善效果越好，其适宜的添加水平则取决于各自的资源状况。
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