全 文 :书生物添加剂对水葫芦与甜玉米秸秆
混合青贮品质的影响
陈鑫珠1,庄益芬2,张建国1,廖惠珍2,张文昌2,张兆阳2,陈庆达2
(1.华南农业大学农学院,广东 广州510642;2.福建农林大学动物科学学院,福建 福州350002)
摘要:本研究设计了4种混合比例的水葫芦玉米秸秆混合青贮,即水葫芦∶玉米秸秆按鲜重比为8∶2,7∶3,6∶4
和5∶5(略为 W8M2、W7M3、W6M4和 W5M5),探讨生物添加剂绿汁发酵液(FGJ)、纤维素酶(CEL)和绿汁发酵液
+纤维素酶(MIX)的效果。每个处理3次重复,常温下贮存60d,开封后评定其青贮品质。结果表明,3种添加剂
对不同混合比例的材料均能显著(犘<0.05)提高其青贮品质,特别是绿汁发酵液和纤维素酶的混合添加,具有相乘
作用,效果更好。随着玉米秸秆混合比例的升高,青贮品质提高,W5M5的效果最好。
关键词:水葫芦;甜玉米秸秆;混合青贮;绿汁发酵液;纤维素酶
中图分类号:S816.53;S555+.504 文献标识码:A 文章编号:10045759(2011)06019508
水葫芦(犈犻犮犺犺狅狉狀犻犪犮狉犪狊狊犻狆犲狊),别名凤眼莲、洋水仙等,是单子叶植物,为雨久花科、凤眼莲属多年生漂浮性
水生草本植物。1901年作为花卉引入我国,由于水葫芦无性与有性繁殖力均强,喜群生,往往形成单一的优势群
落,从而导致了以水葫芦为主体的有害水草的“疯长”,堵塞了河道,对社会、经济也产生了严重的负面影响,现被
“世界自然保护联盟”列为世界百名“生物杀手榜”的亚军和世界公认的十大害草之冠。由此,控制水葫芦蔓延倍
受重视。
目前水葫芦的转化利用方式主要有3种:第1种,用作能源;第2种,用作食用菌类的培养原料;第3种,作为
高产的青绿饲料。Gajalakshmi等[1]研究表明,利用水葫芦的堆肥和蠕虫蠕动堆肥生产的绿肥,对某些植物的生
长有明显的促进效果,而且安全可行。杨宣华等[2]利用35%水葫芦代替常规培养料中棉籽壳栽培平菇,生物学
效率达161%,获得较好的经济效益。我国曾开展利用水葫芦栽培平菇、金针菇、草菇等多种食用菌[3]。利用经
过发酵处理后的水葫芦进行喂养鱼试验,也取得了良好的效果[4]。
水葫芦的营养丰富,素来有“经典饲料”之称,其鲜草的营养成分为粗蛋白1.2%,粗脂肪0.2%,粗纤维
1.1%,无氮浸出物2.3%,粗灰分1.3%[5]。以单位面积产量计算,水葫芦生产的蛋白质比大豆还高6~10倍,将
水葫芦加工后掺入牛饲料中,其所含的蛋白质和无机成分可与棉籽粉和大豆粉相媲美,是营养丰富而全面的优质
饲料。水葫芦为水生植物,含有较高的水分,最高可达到98%以上,打捞后易变质,必须采用有效的方法处理后
才能长期保存和利用。随着青贮饲料技术的研究和推广,调制水葫芦青贮不失为一种技术上可行、经济上合理的
饲料化利用的有效途径。采用青贮发酵的方法不仅可使水葫芦长期保存和利用,又可保持水葫芦原有的多汁、适
口以及青贮饲料的诸多优良特性。目前,有关水葫芦青贮的研究较少,技术方法还有待于进一步提高。因此,借
鉴国外的一些先进技术,研究探索有效利用水葫芦的方法对于我国青贮饲料的多元化发展,缓解目前常规饲料资
源紧缺具有十分重要的意义。
1 材料与方法
1.1 青贮原料
青贮原料为水葫芦和甜玉米(犣犲犪犿犪狔狊var.rugosa)秸秆,水葫芦是福建农林大学校园湖水中生长的,玉米
秸秆是福建农林大学作物学院实验基地种植的世珍甜玉米秸秆,2种原料均于2009年6月29日人工刈割,晾晒
第20卷 第6期
Vol.20,No.6
草 业 学 报
ACTAPRATACULTURAESINICA
195-202
2011年12月
收稿日期:20101206;改回日期:20110622
基金项目:福建省教育厅科技项目(JK2009010)资助。
作者简介:陈鑫珠(1984),女,福建龙岩人,在读博士。Email:010622051@163.com
通讯作者。Email:yfzfz@163.com
24h后调制青贮。
1.2 添加剂
添加剂为绿汁发酵液(fermentedgreenjuice,FGJ)、纤维素酶(celulase,CEL)、绿汁发酵液+纤维素酶
(MIX)3种。
FGJ参照文献[6]的方法制成。CEL为广东溢多利公司提供纯度为98%的纤维素酶,酶活为10万U/g。将
其配制成2.5%水溶液备用。
1.3 试验设计
设4×4的两因子试验。即4种混合比例和4个添加剂处理。4种混合比例青贮按水葫芦∶玉米秸秆晾晒
后的鲜重比为8∶2,7∶3,6∶4,5∶5分别进行调制(分别用 W8M2、W7M3、W6M4、W5M5表示)。4个添加剂
处理是无添加(CK)、添加2mL/kg绿汁发酵液(FGJ)、添加2mL/kg纤维素酶(CEL)和添加2mL/kg绿汁发酵
液+2mL/kg纤维素酶(MIX)。每个处理设3次重复。
1.4 青贮调制
2009年6月30日进行青贮调制。2种原料切短成1~2cm长、分别混合均匀,将2种原料按试验设计比例
分别称重,将2种原料混合均匀后,按每个重复所需重量(预试验测得)分别称重装入贴有标签的塑料袋内,加入
添加剂和蒸馏水(所加液体体积相等),混匀后装入1L专用青贮试验塑料瓶内,填装、压实、密封。常温条件下贮
存60d开封,供分析测定。
1.5 测定项目与方法
原料和青贮饲料的分析样本是通过在65℃、48h烘干测初水分;按常规方法[7]测定水分和粗蛋白质(crude
protein,CP)含量;中性洗涤纤维(neutraldetergentfiber,NDF)和酸性洗涤纤维(aciddetergentfiber,ADF)含
量用VanSoent等[8]的方法测定;水溶性碳水化合物(watersolublecarbohydrate,WSC)用比色法[9]测定。取具
代表性青贮样品100g装入有刻度的500mL的广口锥形瓶中,加入蒸馏水定容至500mL,放置4℃冰箱中,18h
后用滤纸过滤,制备青贮浸提液,用pH计测定浸提液的pH值[10];用岛津LC20AT型高效液相色谱分析浸提液
的乳酸、乙酸、丙酸、丁酸含量。色谱柱:ShodexRspakKC811SDVBgelColumn300×8mm;检测器:SPD
M10AVp;流动相:3mmol/L高氯酸[11];采用苯酚-次氯酸钠比色法测定氨态氮含量[12];半纤维素(hemicelu
lose,HC)和干物质回收率(drymatterrecovery,DMR)由计算得出,计算公式如下:
犎犆=犖犇犉-犃犇犉
犇犕犚 (%)=[(开封时回收青贮料重×青贮料干物率)/(装填时装入原料重×原料干物率)]×100
1.6 青贮质量感官评定方法
青贮料开封后参考德国农业协会(DIG)青贮质量感官评分标准[13]进行感官质量鉴定。根据青贮料的气味、
结构和色泽评定青贮料的优劣。
1.7 统计分析
原始数据经Excel2003统计软件初步处理后,采用SPSS17.0统计软件进行两因素和单因素方差分析和多
重比较,结果用平均数±标准差表示。
2 结果与分析
2.1 青贮原料的化学成分
水葫芦的水分、CP、NDF、ADF和HC均高于甜玉米秸秆(表1)。甜玉米秸秆的 WSC是水葫芦的8.3倍。
2.2 青贮质量感官评定
青贮开封后进行感官评定。各组青贮料的茎叶结构基本保存完好,均未见发霉现象;颜色与原料原色相近;
酸香味;质地松软,表明此次青贮达到良好、较为一致的厌氧条件。从各添加剂处理来看,每种混合比例青贮中,
在色泽方面,CK组的颜色与原料原色相比,稍微偏黄,其他3个添加剂处理组的颜色和原料原色较相近;在气味
方面,CK组的酸味较淡,CEL组的酸味较浓,稍有不舒适感,FGJ组和 MIX组酸味较舒适;在质地方面,CK组稍
有粘手感觉,其他3个添加剂组手感蓬松。从混合比例来看,随着混合青贮中玉米秸秆比例的升高,青贮的颜色、
气味、质地更好。
691 ACTAPRATACULTURAESINICA(2011) Vol.20,No.6
表1 水葫芦和甜玉米秸秆的化学成分
犜犪犫犾犲1 犆犺犲犿犻犮犪犾犮狅犿狆狅狊犻狋犻狅狀狅犳狑犪狋犲狉犺狔犪犮犻狀狋犺犪狀犱犿犪犻狕犲狊狋狉犪狑
项目
Item
水分
Moisture(%)
可溶性碳水化合物
WSC(% DM)
粗蛋白
CP(% DM)
中性洗涤纤维
NDF(% DM)
酸性洗涤纤维
ADF(% DM)
半纤维素
HC(% DM)
水葫芦 Waterhyacinth 84.41 2.29 13.70 73.71 30.40 43.30
玉米秸秆 Maizestraw 77.92 18.99 10.35 55.91 25.58 30.33
WSC:Watersolublecarbohydrate;CP:Crudeprotein;NDF:Neutraldetergentfiber;ADF:Aciddetergentfiber;HC:Hemicelulose;Thesame
below.
2.3 青贮的化学成分
混合比例和添加剂对5个项目均有显著或极显著(犘<0.05,犘<0.01)影响,且混合比例和添加剂之间在
WSC、NDF、ADF和 HC这4个项目上有显著或极显著(犘<0.05,犘<0.01)的交互作用(表2)。
表2 混合比例和添加剂对青贮化学成分的影响
犜犪犫犾犲2 犈犳犳犲犮狋狊狅犳犿犻狓犲犱狉犪狋犻狅狊犪狀犱犪犱犱犻狋犻狏犲狊狅狀犮犺犲犿犻犮犪犾犮狅犿狆狅狊犻狋犻狅狀狅犳狊犻犾犪犵犲狊
混合比例
Mixedratio
处理
Treatment
水分
Moisture(%)
可溶性碳水化合物
WSC(% DM)
中性洗涤纤维
NDF(% DM)
酸性洗涤纤维
ADF(% DM)
半纤维素
HC(% DM)
W8M2 CK 85.18±0.46ab 0.62±0.01f 49.40±0.56a 38.27±0.40bcd 11.13±0.61bc
FGJ 84.60±0.36abc 0.74±0.04ef 46.83±0.42cd 39.67±0.61a 7.17±1.03def
CEL 85.38±1.26a 0.65±0.01f 46.83±0.38cd 37.97±0.46cd 8.83±0.42cd
MIX 85.20±0.10ab 1.14±0.25cd 45.60±0.36e 40.40±0.44a 5.23±0.81h
W7M3 CK 84.18±0.92bcd 0.91±0.01de 48.27±0.55ab 38.33±1.01bcd 9.93±1.39c
FGJ 83.40±0.45de 0.93±0.01de 46.00±1.56de 39.20±0.61abc 6.80±2.17efg
CEL 84.20±1.02bcd 0.92±0.01de 46.60±0.36de 37.57±0.38d 9.00±0.62cde
MIX 83.70±0.25cd 0.97±0.07de 45.97±0.29de 38.03±0.81cd 7.93±0.90cde
W6M4 CK 82.34±0.45ef 1.02±0.02d 47.23±0.55bc 38.60±0.17bc 8.63±0.70cde
FGJ 81.53±0.87fg 1.09±0.01cd 45.60±0.36e 39.73±0.50ab 5.90±0.87g
CEL 81.39±0.09fg 1.06±0.02d 45.83±0.25de 39.40±1.56abc 6.43±1.76fg
MIX 81.02±0.31g 1.31±0.10c 44.23±1.15fg 37.97±0.49cd 6.23±0.64fg
W5M5 CK 82.20±0.50ef 1.32±0.10c 46.63±0.50cde 32.17±2.03f 14.47±1.62a
FGJ 80.77±0.79g 2.41±0.01b 43.80±0.26fg 31.80±0.70f 12.00±0.79b
CEL 81.61±0.74fg 2.48±0.05b 42.60±0.26g 35.33±1.50e 7.27±1.72def
MIX 81.57±0.18fg 3.21±0.50a 41.47±1.24g 35.80±1.00e 5.70±1.57g
混合比例 Mixedratio
添加剂Additive
互作Interaction NS
注:同列不同小写字母表示差异显著(犘<0.05);NS表示无显著差异;和分别表示差异显著(犘<0.05)和极显著(犘<0.01);下同。
Note:CKmeanscontrolgroup;Differentsmallettersinthesamecolumnmeansignificantdifference(犘<0.05);NS:Notsignificant;and
meansignificantdifferenceat犘<0.05and0.01,respectively;Thesamebelow.
同添加剂处理中不同混合比例之间相互比较,CK、FGJ、CEL以及 MIX处理呈大致相同的变化趋势,随玉米
秸秆比例的增多,水分下降,WSC增加,NDF和ADF减少。特别是这4个添加剂处理中 W5M5的 WSC和ADF
分别显著高于和显著低于其他3种混合比例(犘<0.05)。此外,CK处理中,W7M3的 WSC显著(犘<0.05)高于
W8M2;W6M4的水分显著低于 W7M3(犘<0.05);W5M5的 HC显著高于 W6M4(犘<0.05)。FGJ处理中,
791第20卷第6期 草业学报2011年
W7M3的水分显著低于 W8M2(犘<0.05);W6M4的水分显著低于 W7M3(犘<0.05);W5M5的NDF显著低于
W6M4,HC显著高于 W6M4(犘<0.05)。CEL处理中,W7M3的水分显著低于 W8M2,WSC显著高于 W8M2
(犘<0.05);W6M4水分和 HC显著低于 W7M3,ADF显著高于 W7M3(犘<0.05);W5M5的 NDF显著低于
W6M4(犘<0.05)。MIX处理中,W7M3的水分和 ADF显著低于 W8M2、HC显著高于 W8M2(犘<0.05);
W6M4的水分以及NDF和HC显著低于 W7M3、WSC显著高于 W7M3(犘<0.05)。
同混合比例中不同添加剂处理之间相互比较,4种混合比例中,均以CK处理的 WSC最低、NDF和 HC最
高。并且,在NDF和 HC上,CK处理与其他3个添加剂处理间有显著差异(W7M3中CEL处理的 HC除外,
犘<0.05)。此外,W8M2中,MIX处理的 WSC显著高于CK(犘<0.05);W6M4中,MIX处理的水分显著低于
CK、WSC显著高于CK(犘<0.05);W5M5中,3个添加剂处理的 WSC均显著高于CK、FGJ处理的水分显著低
于CK(犘<0.05)。特别是,在 W8M2中,MIX处理的 WSC显著高于FGJ和CEL处理、NDF和 HC显著低于
FGJ和CEL处理(犘<0.05);在 W6M4中,MIX处理的NDF显著低于FGJ和CEL处理(犘<0.05);在 W5M5
中,MIX处理的 WSC显著高于FGJ和CEL处理(犘<0.05)。
可见,4种添加剂处理的化学品质随玉米秸秆比例的增加有所提高;在4种混合比例青贮中,3种添加剂均显
著改善了青贮的化学品质,在 W8M2和 W5M5中 MIX的添加效果优于FGJ及CEL。
2.4 青贮的发酵品质
混合比例和添加剂对pH、LA、DMR和NH3N有显著或极显著(犘<0.05或犘<0.01)影响(表3),混合比
例和添加剂之间有显著或极显著(犘<0.05或犘<0.01)的交互作用。另外,混合比例对BA有极显著(犘<0.01)
的影响。
表3 混合比例和添加剂对青贮发酵品质的影响
犜犪犫犾犲3 犈犳犳犲犮狋狊狅犳犿犻狓犲犱狉犪狋犻狅犪狀犱犪犱犱犻狋犻狏犲狊狅狀犳犲狉犿犲狀狋犪狋犻狅狀狇狌犪犾犻狋狔狅犳狊犻犾犪犵犲狊
混合比例
Mixedraito
添加剂
Additive
pH 乳酸
LA(%FM)
乙酸
AA(%FM)
丙酸
PA(%FM)
丁酸
BA(%FM)
干物质回收率
DMR(% DM)
氨态氮
NH3N(g/kgTN)
W8M2 CK 5.56±0.04a 0.13±0.02h 0.51±0.19a 0.16±0.08a 0.47±0.07a 88.65±0.90g 0.86±0.13a
FGJ 5.25±0.01b 1.15±0.05g 0.25±0.04cd 0.05±0.05cd 0.21±0.23b 90.87±0.97e 0.70±0.02b
CEL 5.28±0.02b 1.24±0.22g 0.38±0.22abc 0.15±0.13ab 0.41±0.10a 89.82±1.04f 0.57±0.04cde
MIX 4.90±0.08c 1.09±0.08g 0.23±0.07cd 0.09±0.04abcd 0.23±0.19b 89.88±0.42f 0.55±0.02de
W7M3 CK 4.23±0.09d 1.45±0.30g 0.20±0.08d 0.02±0.01d 0.00±0.00c 89.33±0.03fg 0.79±0.08a
FGJ 3.95±0.06f 1.71±0.01fg 0.29±0.04cd 0.04±0.01cd 0.01±0.01c 93.02±0.68bc 0.61±0.05cd
CEL 4.05±0.01e 1.96±0.58efg 0.28±0.02cd 0.13±0.12abc 0.01±0.01c 93.04±0.56bc 0.56±0.03de
MIX 3.81±0.02g 2.52±0.35cde 0.31±0.09bcd 0.08±0.03abcd NDc 92.68±1.07cd 0.50±0.03ef
W6M4 CK 3.93±0.02f 2.78±0.39bcd 0.37±0.03abcd 0.10±0.04abcd NDc 92.53±0.36d 0.65±0.02b
FGJ 3.75±0.03g 2.29±0.35def 0.35±0.06abcd 0.06±0.00bcd NDc 93.54±0.29bc 0.61±0.03cd
CEL 3.77±0.01g 2.81±0.68bcd 0.34±0.11abcd 0.07±0.04bcd NDc 93.73±0.11ab 0.54±0.05de
MIX 3.68±0.00h 3.19±0.39abc 0.29±0.09cd 0.07±0.03abcd NDc 93.06±0.02bc 0.41±0.04g
W5M5 CK 3.77±0.07g 2.48±0.21cde 0.32±0.04bcd 0.09±0.03abcd NDc 92.49±0.12d 0.49±0.04efg
FGJ 3.66±0.01h 3.28±0.15ab 0.35±0.09abcd 0.11±0.04abc NDc 94.66±0.23a 0.45±0.03fg
CEL 3.65±0.03h 3.57±1.10a 0.46±0.16ab 0.15±0.03ab NDc 93.06±0.09bc 0.43±0.04g
MIX 3.62±0.03h 2.81±0.50bcd 0.39±0.01abc 0.10±0.04abcd NDc 93.65±0.53b 0.43±0.03g
混合比例 Mixedraito NS NS
添加剂Additive NS NS NS
互作Interaction NS NS NS
LA:Lacticacid;AA:Aceticacid;PA:Propionicacid;BA:Butyricacid;DMR:Drymatterrecovery;FM:Freshmatter;TN:TotalN;ND:
Nondetection.
891 ACTAPRATACULTURAESINICA(2011) Vol.20,No.6
同添加剂处理中不同混合比例之间相互比较,CK、FGJ、CEL以及 MIX处理中,均以 W8M2的pH、BA和
NH3N最高,LA和DMR最低。特别是,W8M2的pH均远超过4.2,且BA的生成量较多。然而,随混合青贮
中玉米秸秆比例的增多,pH显著下降(MIX处理中 W5M5除外,犘<0.05),在 W7M3、W6M4和 W5M5中未检
测到或检测到微量的BA,并与 W8M2之间均有显著差异(犘<0.05)。此外,CK处理中,W7M3的LA显著高于
W8M2,AA和PA 显著低于 W8M2(犘<0.05);W6M4的 LA 和 DMR显著高于 W7M3,NH3N 显著低于
W7M3(犘<0.05);W5M5的 NH3N 显著低于 W6M4(犘<0.05)。FGJ处理中,W7M3的 DMR显著高于
W8M2,NH3N显著低于 W8M2(犘<0.05);W5M5的LA和DMR显著高于 W6M4,NH3N显著低于 W6M4
(犘<0.05)。CEL处理中,W7M3的DMR显著高于 W8M2(犘<0.05);W6M4的LA显著高于 W7M3(犘<
0.05);W5M5的LA显著高于W6M4,NH3N显著低于W6M4(犘<0.05)。MIX处理中,W7M3的LA和DMR
显著高于 W8M2(犘<0.05);W6M4的NH3N显著低于 W7M3(犘<0.05);W6M4和 W5M5在所有指标上均
无显著差异。
同混合比例中不同添加剂处理之间相互比较,4种混合比例中,均以CK处理的pH 和 NH3N最高、DMR
最低。并且,CK处理与其他3个添加剂处理间差异显著(W5M5的NH3N除外,犘<0.05)。此外,W8M2中,
其他3个添加剂处理的LA均显著高于CK,FGJ和 MIX处理的AA和BA显著低于CK,FGJ处理的PA显著
低于CK(犘<0.05);W7M3中,MIX处理的LA显著高于CK,CEL处理的PA显著高于CK(犘<0.05);W5M5
中,FGJ和CEL处理的LA显著高于CK(犘<0.05)。在 W8M2、W7M3以及 W6M4中,MIX处理的pH均低于
FGJ和CEL处理(犘<0.05),在 W6M4中,MIX处理的NH3N也低于FGJ及CEL处理(犘<0.05)。
可见,W8M2中所有青贮的发酵品质不良;4种添加剂处理的发酵品质随玉米秸秆比例的增加而提高,但
MIX处理中,玉米秸秆的比例达到40%以后,再增加玉米秸秆已无效;在4种混合比例青贮中,3种添加剂均有
显著的添加效果,在 W8M2、W7M3以及 W6M4中,MIX的添加效果优于FGJ及CEL。
3 讨论
3.1 混合比例对青贮品质的影响
庄益芬等[14]调查了绿汁发酵液和纤维素酶对2种不同含水率(高:70.58%,低:39.62%)的水葫芦青贮品质
的影响,结果发现,青贮料的pH均在4.2以上,且70.58%含水率的青贮料pH值低于39.62%含水率的青贮料,
原因可能是水葫芦的碳水化合物不足,同时,水分过低抑制乳酸菌的活动。本试验利用甜玉米秸秆与水葫芦混
合,旨在提高原料的可溶性碳水化合物含量。W8M2中4种添加处理的pH值均较高(4.90~5.56),且产生较多
BA,认为这是原料 WSC(5.63%)不足所致。随着玉米秸秆比例的升高,混合原料的 WSC分别达到7.30%,
8.97%和10.64%,青贮料的pH显著下降(MIX处理中 W5M5除外),在 W7M3、W6M4和 W5M5中未检测到
或只检测到微量的BA,青贮品质显著提高。这与其他一些研究结果相似[1518],张英俊等[19]研究葛藤(犘狌犲狉犪狉犻犪
犾狅犫犪狋犪)玉米混合青贮结果表明,混合青贮和玉米单贮pH值分别为3.76和3.66,葛藤单贮为4.6。葛藤一般不
能用常规方法单独青贮,原因是葛藤含糖量低,不能保证青贮过程中乳酸菌发酵占绝对优势。田晋梅和谢海
军[20]研究不同比例披碱草(犈犾狔犿狌狊犱犪犺狌狉犻犮狌狊)和苜蓿(犕犲犱犻犮犪犵狅狊犪狋犻狏犪)混合青贮,证实披碱草和苜蓿7∶3比
例混合,pH值比其他比例混合青贮料低,挥发性碱基氮的含量也比其他组低。王昆昆等[21]也获得相似结果。
pH值是反映青贮品质优劣的重要指标,pH值低,证明乳酸菌在发酵过程中占主导,产生有机酸的含量高,有效
抑制不良微生物的发酵,青贮发酵品质较好。本试验4个添加剂处理中,W6M4和 W5M5的pH均下降至4.2
以下,特别是 W5M5的pH、NH3N和NDF最低,WSC最高。说明在水葫芦玉米秸秆混合青贮中,玉米秸秆的
比例越高,越有利于青贮的乳酸发酵。
3.2 添加剂对青贮品质的影响
绿汁发酵液是新型的青贮添加剂,其由纯自然微生物群落组成,作为青贮的生物添加剂是一项新的尝试,最
初由日本开始研究。其取材方便,制作简单,能够有效改善青贮的发酵品质,目前被认为是最好的天然生物添加
剂[2224]。本试验添加FGJ使4种混合比例青贮料的pH、NDF和 HC显著降低,DMR显著提高,并使 W8M2和
W5M5的LA显著增加,W5M5除外的青贮料的 NH3N显著降低。这与马春晖等[25]的研究结果相似。Shao
991第20卷第6期 草业学报2011年
等[26]在燕麦(犃狏犲狀犪狊犪狋犻狏犪)中分别添加葡萄糖、山梨酸及绿汁发酵液调制青贮,对比发现,添加绿汁发酵液可获
得最低的pH值,最高的乳酸含量以及较高的 WSC残留量。Bureenok等[27]在大黍(犘犪狀犻犮狌犿犿犪狓犻犿狌犿)青贮中
添加绿汁发酵液后,pH值及氨态氮含量显著降低,乳酸含量显著升高,明显改善了青贮的发酵品质。Ohshima
等[2830]研究表明,20℃条件下添加绿汁发酵液和接种乳酸菌均可有效地改善苜蓿青贮的发酵品质,但30℃条件
下乳酸菌处理作用效果不明显,而绿汁发酵液仍可显著改善发酵品质,其主要原因在于乳酸菌制剂中仅含有特定
的乳酸菌菌种,而绿汁发酵液中存在适合原料发酵的多种乳酸菌菌种,因此,绿汁发酵液能够在比较广的青贮环
境条件下发挥其促进乳酸发酵的作用。许庆芳等[31]报道,与对照组相比,添加绿汁发酵液可显著降低苜蓿青贮
的pH值和丁酸含量,减少非蛋白氮含量,增加乳酸含量。庄益芬等[32]研究表明,绿汁发酵液组的pH值、氨态氮
和气体损失率都极显著降低,而干物质回收率显著升高。因为绿汁发酵液能在青贮发酵初期显著提高乳酸菌基
数,使乳酸菌旺盛繁殖,产生大量乳酸,迅速降低青贮的pH值,有效抑制不良微生物的活动,并减少干物质损失。
纤维素酶作为青贮添加剂的应用,越来越受到人们的关注。纤维素酶能够降解青贮原料中的结构性碳水化
合物为单糖或双糖,为乳酸菌的发酵提供更多可利用的底物,并减少干物质的损失[33]。本试验添加CEL处理的
青贮料,pH和NDF均显著低于对照,DMR显著高于对照,青贮料的 NH3N 含量显著降低(W5M5除外)。
Dewar等[34]研究多年生黑麦草(犔狅犾犻狌犿狆犲狉犲狀狀犲)、意大利黑麦草和鸭茅(犇犪犮狋狔犾犻狊犵犾狅犿犲狉犪狋犪)的半纤维素酶类
时,发现经过7d处理的多年生黑麦草半纤维素每kg基底物质最高可产生228g的糖,分析产出的糖类表明这些
主要是木糖和阿拉伯糖,这2种糖都是可溶性的,也就是说都是乳酸菌可以利用来发酵的底物。纤维素酶可有效
解决青贮发酵底物不足和纤维含量过高的问题,并且抑制氨的产生,提高青贮饲料的发酵品质[35]。本试验添加
CEL,显著提高了 W5M5的 WSC,而对其他混合比例青贮的 WSC有所升高但无显著差异。原因可能为:1)水葫
芦原料的 WSC含量低,仅为2.29%,混合青贮中玉米秸秆比例越低,发酵底物 WSC越缺乏,纤维素酶降解结构
性碳水化合物产生的 WSC被乳酸菌利用的量越多,青贮料中剩余量则较少;2)纤维素酶在青贮中的效果不一
致[3640]。李静等[36]报道添加纤维素酶有改善稻草青贮料发酵品质和饲用价值的作用。Sheperd和Kung[37]添加
纤维素酶于玉米青贮中,发现不同剂量的酶对发酵过程中酸的产生均无影响;Kung等[38]在苜蓿半干青贮中添加
细胞壁降解酶,没有明显提高青贮发酵。植物细胞壁是由纤维素搭成主干骨架,其中填充有大量半纤维素、果胶
和木质素等,这些物质相互交融混合构成了极其复杂的结构体系。该结构体系的复杂程度和抗降解性依植物种
类、部位及成熟程度等的不同而异。故常有纤维素酶难以将细胞壁彻底裂解、添加无效的现象。纤维素酶是一种
微生物制剂,对温度、湿度、酸、碱等敏感,故青贮原料理化特性的不同也是导致使用效果不一致的因素。
许多研究结果表明[39,40],绿汁发酵液与纤维素酶共同作用的效果明显优于单独使用,具有相乘效果。这是
因为绿汁发酵液的添加弥补了青贮原料中乳酸菌数量的不足,加快了乳酸发酵的启动,纤维素酶能够降解青贮原
料中的结构性碳水化合物为单糖或双糖,为乳酸菌的发酵提供更多可利用的底物,二者协同作用,可在较短时间
内使乳酸菌迅速繁殖,产生大量乳酸,快速降低pH,有效抑制其他菌群的活动。pH值的快速降低还有助于抑制
植物酶的活性,抑制蛋白质降解成氨态氮,减少蛋白质损失。
4 结论
甜玉米秸秆混合比例越高,青贮效果越好;添加绿汁发酵液和纤维素均能提高青贮的发酵品质,绿汁发酵液
和纤维素酶同时添加具有相乘作用。另外,添加剂的使用,不仅能够有效提高混合青贮的发酵品质,还能降低可
调制优质水葫芦玉米秸秆混合青贮中玉米秸秆的比例。这对于玉米种植量少,而水葫芦颇多的南方地区来说具
有重要意义。
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CHENXinzhu1,ZHUANGYifen2,ZHANGJianguo1,LIAOHuizhen2,
ZHANGWenchang2,ZHANGZhaoyang2,CHENQingda2
(1.SouthChinaAgricultureUniversity,Guangzhou510642,China;2.ColegeofAnimalScience,
FujianAgricultureandForestryUniversity,Fuzhou350002,China)
犃犫狊狋狉犪犮狋:Inordertoinvestigatetheeffectsofbiologicaladditivesonthequalityofmixingwaterhyacinthand
maizestalk,fourmixtureratiosofwaterhyacinthandmaizestalkat8∶2,7∶3,6∶4and5∶5(W8M2,
W7M3,W6M4andW5M5)weredesigned.Inaddition,noadditive,fermentedgreenjuice(FGJ),celulase
(CEL)andFGJ+CEL(MIX)wereaddedforalmaterials.Afterensiledfor60daysatambienttemperature,
thenutritionalcompositionweremeasuredforeachtreatment.Threekindsofadditivessignificantimprovedthe
fermentationqualityofwaterhyacinthandmaizestrawmixedsilages(犘<0.05).FGJandCELalsohadobvi
ousinteraction.Inaddition,withtheincreaseofcornstrawmixtureratio,thequalityofsilagewasimproved.
W5M5wasthebestsilage.
犓犲狔狑狅狉犱狊:waterhyacinth(犈犻犮犺犺狅狉狀犻犪犮狉犪狊狊犻狆犲狊);maizestraw;mixedsilage;fermentedgreenjuice;celulase
202 ACTAPRATACULTURAESINICA(2011) Vol.20,No.6