全 文 ：第 16 卷 第 2 期
Vol. 16 No . 2
草 地 学 报
ACTA AGRESTIA SINICA
2008 年 3 月
Mar . 2008
处理方式对天然牧草青贮料有机酸的影响
李 海, 贾玉山* , 格根图, 李长春, 张晓娜
(内蒙古农业大学生态环境学院 , 内蒙古 呼和浩特 010019)
摘要: 以锡林郭勒盟典型草原牧草为青贮原料, 设计不同含水量、不同菌剂添加量、不同密度 3 种处理方式, 通过比
较不同处理间有机酸的组成成分含量以及对有机酸的影响, 为研究青贮饲料发酵特性和评价其品质提供理论依
据。结果表明 :天然牧草青贮后乳酸的含量在天然牧草含水量为 65% ~ 70%时达到最大值 46. 74 mmol/ g ,乙酸和
丙酸的含量随天然牧草含水量的增加而增加,丁酸的含量则相反;天然牧草青贮后乳酸、乙酸和丙酸的含量在菌剂
添加量为 0. 50 g/ kg 时达到最大值, 乳酸的含量为 63. 74 mmo l/ g ,乙酸为 30. 08 mmol/ g、丙酸为 36. 54 mmo l/ g, 而
丁酸的含量则降低到 0 mmo l/ g; 天然牧草青贮的密度达到 300 kg / m3 时,天然牧草青贮料中的有机酸组成最佳。
关键词: 天然牧草; 不同处理方式; 青贮; 有机酸
中图分类号: S816. 3 文献标识码: A 文章编号: 1007-0435( 2008) 02-0154-04
Influence of Different Treatments on the Organic Acids of Natural Grass Silage
LI Hai, JIA Yu-shan* , GE Gen-tu, LI Chang-chun, ZHANG Xiao-na
( College of E cology and Environmental S cien ce, Inner M ong ol ia Agricul tu ral U nivers ity, H ohhot ,
Inn er Mongolia Autonom ou s Region 010019, China)
Abstract: T he inf luence o f moisture, silage inoculant bacteria, and ensiling density on the org anic acids of
natur al g rass silag e w as studied using the typical meadow in Xilingol League as raw materials. T he r esults
indicate that the content of lact ic acid r eached to the maximum value w hen the moisture content of natural
grasses w as 65%- 70%. Acet ic acid and propionic acid contents increased along w ith the increased mois-
ture content of natural g rasses, but the chang ing tr end o f buty ric acid w as oppo site. When the silag e inoc-
ulant bacteria was applied at the do sage of 0. 50 g kg- 1 , the contents o f lactic acid, acet ic acid, and prop-i
onic acid reached to their maximum values, i. e. lact ic acid 63. 74 mmol g- 1 , acetic acid 30. 08 mmo l
g
- 1
, and propionic acid 36. 54 mmol g - 1 , but the butyric acid content reduced to 0. 00 mmol g- 1 . The
composit ion of org anic acids w as best w hen the ensiling density of natural g rass w as 300 kg m- 3 .
Key words: Natur al grass; Dif ferent tr eatments; Silage; Or ganic acids
有机酸是青贮饲料中可溶性糖厌氧发酵的主要
产物,其含量和组成比例是确定青贮饲料发酵特性
和评价青贮品质的重要指标, 是对反刍家畜生产影
响的重要成分[ 1] 。许多学者发现饲料中碳水化合物
在瘤胃中发酵产生的挥发性脂肪酸酸( Volat ile Fat-
ty Acid)是反刍动物的主要能源, 后有学者对有机
酸的吸收与中间代谢和不同种类饲料瘤胃有机酸的
产量及其乙酸、丙酸和丁酸的摩尔比例的组成进行
了大量研究工作。瘤胃微生物主要从饲料中的粗纤
维、淀粉、可溶性糖的厌氧发酵中获取能量。瘤胃微
生物对碳水化合物发酵的终产物与动物自身消化酶
降解淀粉的终产物不同,不是葡萄糖,而是一些短链
的有机酸,包括乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸、异戊
酸、正丁酸等。乙、丙、丁酸约占瘤胃发酵挥发性脂
肪酸总产量的 95%左右, 其中乙酸产量最大约占
VFA总量的 70%~ 75%。挥发性脂肪酸大约占反
刍动物机体代谢的碳流量的 2/ 3, 是反刍动物赖以
生存、维持正常生长、泌乳、繁殖的主要能源,可提供
反刍动物总能量需要的 70%~ 80% [ 2~ 5]。
本文通过测定天然牧草青贮料中有机酸成分,
收稿日期: 2007-06-29; 修回日期: 2007-09-29
基金项目: 牧草丰产技术集成与产业化示范( 2006DAD16B08)
作者简介: 李海( 1964-) ,男,内蒙古赤峰市人,在读博士,研究方向为牧草生产与加工, E-mail: l ihai64@ 126. com; * 通讯作者 Author for
correspondence; E-mail: jys_nm@ sina. com
第 2期 李海等:处理方式对天然牧草青贮料有机酸的影响
比较不同处理天然牧草青贮料之间有机酸的组成成
分含量, 为确定青贮饲料发酵特性和评价其品质以
及指导反刍动物生产实践提供科学依据。
1 材料与方法
1. 1 实验材料
在锡林浩特市西乌珠穆沁旗典型草原,选择草种
分布均匀的天然牧草草地为原料采集地。样地草种
以大针茅( Stipa gr andis P. Smirn. )为建群种, 其生
物量占样地的 71%,伴生种有羊草( Leymus chinensis
(Trin) Tzvel . ) ,占 16%,野葱( Al lium mongolicun Re-
gel) ,占 6%, 糙隐子草( Cleistogenes squarrsa ( T rin. )
Keng) , 占 4%, 知母 ( A nemar r hena asphod eloides
Bunge) ,占 1% ,还有一些杂类草, 占 2%。
将天然牧草刈割后, 搅拌、混合均匀, 将牧草按
四分法分成重量相等的样堆, 按实验设计要求调制
至适宜水分含量,再按 3种不同的青贮处理方式将
其装入塑料袋内,放入青贮窖,封严、压实。
青贮菌剂采用宁夏采禾有限责任公司生产的采
禾青贮发酵剂。
1. 2 研究方法
1. 2. 1 青贮处理方法 处理 1:将刈割后的鲜草晾
晒,调制牧草使其含水量分别至4个水分处理( 50%~
60%、60% ~ 65%、65% ~ 70%、70% ~ 75% ) , 在其
他青贮条件相同的情况下, 将天然牧草装入塑料袋
内,放入青贮窖,封严、压实,青贮 35 d后取样。
处理 2: 将刈割后的牧草晾晒,调制使其水分含
量至 60% ~ 65%, 将菌剂按设计的添加量( 1. 00、
0. 50、0. 25 g / kg )均匀的撒在牧草上,装入塑料袋
内,再放入青贮窖,封严、压实,青贮 35 d后取样。
处理 3: 将刈割后的牧草晾晒,调制使其水分含
量至 60%~ 65% , 然后称取相同质量的牧草, 装入
塑料袋内,放入大小相同的圆形青贮窖内,通过控制
压实的厚度来达到试验设计的密度处理( 200、250、
300、400 kg/ m3 ) ,青贮 35 d后取样。
1. 2. 2 有机酸的测定方法 将青贮试样剪成 0. 2~
0. 5 cm 长,称 20. 00 g 于 200 mL 具塞三角瓶中, 加
入 100 mL 蒸馏水,摇匀, 置于 4 冰箱内浸提24 h,
并不时摇动。过滤, 取滤液 10 mL 于 15 mL 离心管
中, 以 4000 r/ min离心 15 min, 取上清液 4 mL, 加
入 25%偏磷酸与甲酸按 3 1配制的混合液 1 mL,
静置 40 m in 后,取 1 mL 混合液加入 2. 00 g 酸性吸
附剂( Na2SO4 50% H 2SO 4 硅藻土[ W/ V] = 30
1 20)和 4 mL 巴豆酸溶液, 摇匀, 澄清后用惠普
5890 SERIES Gras chromato graph 气相色谱仪分
析[ 6 ] (工作条件为柱温 150 ,汽化室温度 230 ,空
气压力 0. 35 kg / cm2 , 流量 140 mL/ min; 氢气压力
1. 2 kg/ cm
2
, 流量 14mL/ min, N 2 (载体) 流量 55
mL/ min, 进样量 1 l)。
2 结果与分析
2. 1 不同水分梯度对天然牧草青贮料有机酸的影
响 在其他青贮条件相同的情况下,实验设计了 4
个水分处理 ( 含水量分别为 50% ~ 60%、60% ~
65%、65%~ 70%、70% ~ 75%) ,对青贮后的天然牧
草有机酸含量进行分析,结果见图 1。
图 1 不同水分梯度青贮天然牧草有机酸
F ig. 1 Organic acid content of natural gr ass silag e under
different moist ur e treatments
天然牧草青贮后, 乳酸的含量总体上随天然牧
草含水量的增加呈现先增加后减少的趋势,在牧草
含水量为 65% ~ 70%时达到最大值 46. 74 mmo l/
g ,处理 3与其他 3个处理差异显著( P< 0. 05) , 而
另 3个处理间差异不显著;乙酸和丙酸的含量随含
水量的增加而增加, 但不同水分处理之间增加的幅
度不同。处理 1 和处理 2 乙酸和丙酸含量基本相
同,差异不显著; 处理 3较处理 2乙酸含量稍有增
加,丙酸含量基本不变, 差异不显著; 处理 4较处理
3乙酸含量增加了 23. 52 mmol/ mL,处理 4 与其他
处理差异显著( P < 0. 05) ; 丙酸含量增加了 34. 20
mmol/ mL,与处理 1 差异不显著, 处理 2 和处理 3
差异显著( P< 0. 05) ; 丁酸的含量随天然牧草含水
量的增加而降低, 处理 1 和处理 4 差异显著 ( P<
0. 05) , 其他处理间差异不显著。
2. 2 菌剂添加量对天然牧草青贮料有机酸的影响
在其他青贮条件相同的情况下,在天然牧草中
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草 地 学 报 第 16卷
加入采禾青贮发酵剂, 添加量设计了 3个处理( 1、
0. 5、0. 25 g/ kg) , 青贮 35 d 后, 对天然牧草青贮料
中的有机酸含量进行分析,结果见图 2。
图 2 不同添加量菌剂青贮天然牧草有机酸
Fig . 2 Organic acid content o f nat ur al g rass silag e under
different dosages of silage inoculant bacteria
由图 2 可以看出, 天然牧草青贮后, 乳酸、乙酸
和丙酸的含量在菌剂添加量为 0. 50 g/ kg 时达到最
大值,而丁酸的含量为最小值 0. 00 mmol/ g。菌剂
添加量为 1. 00和 0. 25 g / kg 相比,乳酸、乙酸、丙酸
和丁酸的含量相差不大。分析 3个处理间乳酸的含
量,彼此间差异显著, 乙酸和丙酸的含量, 3 个处理
间无显著差异, 丁酸的含量,处理 2与其他两个处理
间有显著差异( P< 0. 05)。
图 3 不同密度青贮天然牧草有机酸
Fig. 3 Organic acid of natural g rass silag e under
differ ent density tr eatments
2. 3 不同密度对天然牧草青贮料有机酸的影响
在其他天然牧草青贮条件相同的情况下,实验设
计了 4个密度处理( 200、250、300、400 kg/ m3 ) , 对青
贮后的天然牧草有机酸含量进行分析,结果见图3。
由图 3可看出, 乳酸的含量随着天然牧草密度
的增加呈现先增加后减少的趋势, 在密度为 300
kg/ m
3 时达到最大值 62. 37 mmol/ g ,处理 1和处理
2间差异不显著,处理 2和处理 4间差异不显著,其
他处理间差异均显著( P< 0. 05) ; 乙酸的含量随着
天然牧草青贮密度的增加呈现上升的趋势, 处理 1
与处理 2间无显著差异, 处理 3处理 4 间无显著差
异,其他处理间均显著差异( P< 0. 05) ;丙酸的含量
总体上随着密度的增加呈现下降的趋势,处理 1与
其他 3个处理间无显著差异, 处理 2 和处理 3间无
显著差异,其他处理间均显著差异( P< 0. 05) ;丁酸
的含量随着天然牧草青贮密度的增加先下降后上
升,在密度为 300 kg/ m 3 时达到最小值 0,在密度为
400 kg/ m
3 达到最大值 19. 78 mmol/ g ,处理 1与其
他 3个处理间无显著差异, 处理 2 和处理 3间无显
著差异,其他处理间均差异显著( P< 0. 05)。
3 讨论与结论
3. 1 通过对不同水分处理青贮天然牧草有机酸的
分析,得出乳酸的含量总体上随天然牧草含水量的
增加呈现先增加后减少的趋势, 在牧草含水量为
65%~ 70%时达到最大值 46. 74 mmo l/ g; 乙酸和丙
酸的含量随天然牧草含水量的增加而增加,但不同
水分处理之间增加的幅度不同, 水分在 50% ~ 70%
之间,乙酸的变化很小,丙酸略有增加,水分为70%~
75%时,乙酸和丙酸的增幅都很大;丁酸的含量随着
含水量的增加呈下降的趋势。主要原因是随着牧草
含水量的增加,青贮过程中乳酸菌的数量增加, 而梭
状芽孢杆菌的数量减少, 大量的乳酸菌将一些五碳
糖分解为乳酸、乙酸、丙酸等。梭状芽孢杆菌可将青
贮饲料中的碳水化合物和有机酸发酵,生成丁酸,二
氧化碳和氢[ 7, 8] 。
3. 2 通过对不同菌剂添加量对青贮天然牧草有机
酸的分析,乳酸、乙酸和丙酸的含量在菌剂添加量为
0. 50 g / kg 时达到最大值,而丁酸的含量为最小值
0. 00 mmol/ g。这表明菌剂添加量为 0. 50 g/ kg 时,
较有利于促进青贮过程中乳酸菌的产生, 从而有效
的抑制了一些腐败菌的繁殖,有利于发酵过程中产
生乙酸和丙酸[ 9, 10]。
3. 3 通过对不同密度青贮天然牧草有机酸的分析,
乳酸的含量随着天然牧草密度的增加呈现先增加后
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第 2期 李海等:处理方式对天然牧草青贮料有机酸的影响
减少的趋势, 在密度为 300 kg / m3 时达到最大值
62. 37 mmol/ g;乙酸的含量随着天然牧草青贮密度
的增加呈现上升的趋势; 丙酸的含量总体上随着密
度的增加呈现下降的趋势; 丁酸的含量随着天然牧
草青贮密度的增加先下降后上升, 在密度为 300
kg / m
3 时达到最小值 0, 在密度为 400 kg / m3 达到
最大值 19. 78 mmol/ g。从有机酸的角度综合评价,
密度为 300 kg / m3 时较有利于天然牧草的发酵, 原
因是植物细胞壁完全被破坏,细胞内可溶性碳水化
合物等营养物质完全流出,使乳酸菌迅速利用并开
始繁殖产生大量乳酸。这表明青贮时密度太低会导
致大量腐败菌的繁殖, 密度太高乳酸菌的生存空间
太小,限制了乳酸菌的活动, 影响青贮过程中乳酸、
乙酸和丙酸的产生 [ 11~ 13]。
表 1 不同处理方式天然牧草青贮料有机酸含量( mmol/ g)
Table 1 Organic acid content o f natur al g rass silag e under different tr eat ments, mmo l/ g
处理
T reatment
乙酸
Acet ic acid
丙酸
Propionic acid
丁酸
Bu ty ric acid
乳酸
Lactic acid
水分 Moisture 50% ~ 60% 17. 44 b 13. 40ab 24. 18a 35. 12b
水分 Moisture 60% ~ 65% 16. 64 b 13. 96b 14. 96ab 36. 23b
水分 Moisture 65% ~ 70% 22. 66 b 14. 43b 10. 86ab 46. 74a
水分 Moisture 70% ~ 75% 46. 18a 48. 63a 7. 33b 37. 29b
菌剂添加量 Silage in oculant b acteria 1. 00 g/ kg 22. 95a 16. 27a 15. 20a 52. 67b
菌剂添加量 Silage in oculant b acteria 0. 50 g/ kg 30. 08a 36. 54a 0. 00b 63. 74a
菌剂添加量 Silage in oculant b acteria 0. 25 g/ kg 20. 52a 19. 23a 12. 77a 48. 32c
密度 Density 200 kg/ m3 24. 18 b 37. 92ac 9. 37ab 43. 78c
密度 Density 250 kg/ m3 24. 52 b 44. 03a 3. 48b 45. 18bc
密度 Density 300 kg/ m3 36. 20a 39. 98a 0. 00b 62. 37a
密度 Density 400 kg/ m3 39. 93a 12. 08bc 19. 78a 47. 35b
注:表中不同字母表示差异显著( P< 0. 05)
Note: Mean s with dif feren t su pers cript let ter s are sign ificant ly dif feren t at 0. 05 level
3. 4 不同处理天然牧草青贮料发酵品质的实验室
评价结果表明: 水分处理 3(牧草含水量为 65% ~
70% )较其他 3 个处理, 青贮料的 pH 值较低为
3. 92,粗脂肪和粗蛋白在干物质的中的含量也较高,
分别为 9. 98%和 8. 14% ,可消化营养物质占干物质
的含量也较高, 为 72. 06%, 粗纤维占干物质中的含
量也较低,为 25. 80% ;加入菌剂能有效的促进乳酸
菌的发酵,并在一定程度上抑制乙酸、丙酸和丁酸的
形成,同时降低粗纤维在干物质中的含量,处理间相
比,处理 2(菌剂添加量 0. 50 g/ kg )青贮料的 pH 值
较低为 3. 87,粗脂肪和粗蛋白在干物质的中的含量
也较高, 分别为 9. 31%和 8. 96%, 可消化营养物质
占干物质的含量也较高, 为 76. 52%; 密度处理 3(密
度 300 kg/ m 3 )青贮料的 pH 值较低, 为 3. 96, 粗脂
肪和粗蛋白在干物质中的含量也较高, 分别为
9. 93%和 8. 70% ,可消化营养物质在干物质的含量
也较高,为 80. 58% [ 14, 15]。
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(责任编辑 梁艳萍)
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