全 文 ：第20卷 第5期
Vol.20 No.5
草 地 学 报
ACTA AGRESTIA SINICA
2012年 9月
Sep. 2012
苇状羊茅和箭筈豌豆混合青贮发酵品质的研究
王 奇1,余成群2,辛鹏程1,李志华1,下条雅敬3,邵 涛1*
(1.南京农业大学动物科学技术学院 饲草调制加工与贮藏研究所,江苏 南京 210095;
2.中国科学院地理科学与资源研究所,北京 100101;
3.九州大学生物资源与环境学部动物饲料生产与利用研究室,日本 福冈 812-8581)
摘要:为探讨西藏地区苇状羊茅(FestucaarundinaceaSchreb.)与箭筈豌豆(ViciasativaL.)不同比例混合青贮对
其发酵品质的影响,筛选出适宜的混合配比。试验设苇状羊茅(CK)、85%苇状羊茅+15%箭筈豌豆(C15)、70%苇
状羊茅+30%箭筈豌豆(C30)及55%苇状羊茅+45%箭筈豌豆(C45)4个处理。青贮后第7,24,45和60d开窖取
样,测定青贮饲料发酵品质。结果表明:随着箭筈豌豆比例的增加,各处理组乳酸和水溶性碳水化合物含量显著下
降(P<0.05),pH 和氨态氮含量显著上升(P<0.05)。在青贮后期,C45组pH(4.72)和氨态氮/总氮(96.19
g·kg-1)显著高于其他各组(P<0.05),干物质、乳酸和水溶性碳水化合物含量显著低于其他各处理组(P<
0.05),而粗蛋白含量与C30组无显著差异。在整个发酵过程中,各组的丙酸和丁酸含量较低。从发酵品质和箭筈
豌豆利用率的角度出发,建议以70%苇状羊茅与30%箭筈豌豆混合青贮较为适宜。
关键词:苇状羊茅;箭筈豌豆;混合青贮;发酵品质
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1007-0435(2012)05-0952-05
TheFermentationQualityofMixedSilagesofTalFescue(Festuca
arundinaceaSchreb.)andCommonVetch(ViciasativaL.)
WANGQi1,YUCheng-qun2,XINPeng-cheng1,LIZhi-hua1,MasatakaShimojo3,SHAOTao1*
(1.InstituteofEnsilingandProcessingofGrass,ColegeofAnimalScienceandTechnology,NanjingAgriculturalUniversity,
Nanjing,JiangsuProvince210095,China;2.InstituteofGeographicSciencesandNaturalResourcesResearch,ChineseAcademy
ofSciences,Beijing100101,China;3.LaboratoryofAnimalFeedScience,DivisionofAnimalScience,DepartmentofAnimal
andMarineBioresourceSciences,FacultyofAgriculture,KyushuUniversity,Fukuoka812-8581,Japan)
Abstract:Thisstudywascarriedouttoevaluatefermentationqualityofmixedsilagesoftalfescueand
commonvetch.Thetreatmentswereasfolows:CK (100%talfescue),85%talfescue+15%common
vetch(C15),70%talfescue+30%commonvetch(C30)and55%talfescue+45%commonvetch(C45).
Thelaboratorysiloswereopenedon7,24,45and60daysafterensilingintriplicateandthefermentation
qualitywasanalyzed.Basedontheresults,thecontentsofthelacticacidandwatersolublecarbohydrate
decreasedandthevaluesofpHandNH3-N/TNincreasedsignificantlywithincreasingrateofcommon
vetchinmixedsilages(P<0.05).Attheendofensiling,thevaluesofpH(4.72)andNH3-N/TN(96.19
g·kg-1TN)ofC45werehighersignificantlythanothertreatments(P<0.05),thecontentsofthedry
matter,lacticacidandthewatersolublecarbohydratewerelowersignificantlythanothertreatments(P<
0.05),andthecrudeproteinwasnotsignificantdifferenceascomparedwithC30.However,altreat-
mentsshowedlittleamountsofbutyricacidandpropionicacidduringensiling.Inconclusionfromthe
presentstudy,thatmixing70%talfescueand30%commonvetcharerecommendedforfermentation
qualityandutilizationefficacy.
Keywords:Talfescue;Commonvetch;Mixedensilage;Fermentationquality
西藏是我国5大牧区之一,畜牧业是西藏农业
经济的主导产业[1]。西藏高原由于高寒、高海拔、自
然条件严酷,寒冷季节长达7-9个月,所以牧草生
长期短,产量低;通常夏秋季节牧草较丰富能够满足
收稿日期:2012-03-22;修回日期:2012-06-19
基金项目:“十二五”国家科技支撑计划 “藏北退化草地综合整治技术与示范”(2010BAE00739-03-03-02);“十二五”西藏重大科技专项“优
质青贮饲料生产、加工和贮藏技术研究与示范”资助
作者简介:王奇(1989-),男,山东成武人,硕士研究生,研究方向为反刍动物营养,E-mail:wang_qi57@126.com;*通信作者 Authorfor
correspondence,E-mail:taoshaolan@yahoo.com.cn
第5期 王奇等:苇状羊茅和箭筈豌豆混合青贮发酵品质的研究
家畜需求,但是冬春季节饲草料不足,特别是青绿饲
料及优质豆科牧草严重缺乏,阻碍了当地畜牧业的
可持续发展。近年来,在西藏农区实施优质牧草种
植,牧草加工与贮藏对西藏畜牧业可持续发展具有
十分重要的实际意义。
本试验所用箭筈豌豆(ViciasativaL.)和苇状
羊茅(FestucaarundinaceaSchreb.)是西藏地区主
要的栽培牧草,箭筈豌豆具有抗寒性强、适应性广、
产量和粗蛋白含量高、枝叶柔嫩多汁、适口性好等优
点,但缓冲能高,水溶性碳水化合物含量低,单独青
贮难以成功;苇状羊茅水溶性碳水化合物含量较高,
但蛋白质含量低;如能将2种牧草混合青贮,既能提
高苇状羊茅青贮饲料的蛋白质含量及营养价值,又
可解决箭筈豌豆单独青贮较难成功的问题[2-4]。
本研究旨在结合西藏地区生产实际,利用苇状
羊茅和箭筈豌豆开展混合青贮研究,探讨不同混合
比例对混合青贮发酵品质及营养价值的影响,筛选
出适宜的混合比例,为后序研究和实际生产提供理
论依据和科学指导。
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 青贮原料 将种植于西藏日喀则地区草原
工作站试验地的苇状羊茅和箭筈豌豆于2010年9
月8日刈割,刈割后在田间用铡刀切成2cm左右,
作为青贮原料。苇状羊茅处于抽穗初期,箭筈豌豆
处于结荚期。各青贮材料化学成分如表1所示。
表1 苇状羊茅和箭筈豌豆化学成分
Table1 Chemicalcompositionsoftalfescueandcommonvetch
青贮材料
Ensilagematerials
干物质
Drymatter
/g·kg-1FW
粗蛋白质
Crudeprotein
/g·kg-1DM
水溶性碳水化合物
Watersolublecarbohydrate
/g·kg-1DM
中性洗涤纤维
NDF
/g·kg-1DM
酸性洗涤纤维
ADF
/g·kg-1DM
苇状羊茅 Talfescue 326.58 43.49 209.36 565.00 332.09
箭筈豌豆Commonvetch 183.96 226.59 27.01 468.81 304.21
注:FW,Freshweight鲜重;DM,Drymatter干物质;下表同,Thesameasbelow
1.1.2 青贮窖 采用实验室青贮窖,容积为1L的
塑料容器。
1.2 试验设计
试验处理:①CK,苇状羊茅100%;②C15,苇状
羊茅∶箭筈豌豆85%∶15%;③C30,苇状羊茅∶箭
筈豌豆70%∶30%;④C45,苇状羊茅∶箭筈豌豆
55%∶45%,在青贮后第7,24,45,60d分别打开取
样分析,每个处理各个时间点3次重复。
1.3 试验方法
1.3.1 青贮饲料的调制 2种牧草于2010年9月
8日刈割后在田间用铡刀切成2cm左右,茎叶充分
混匀后,按试验设计所需不同比例称取,再次混合均
匀,立即装填入实验室青贮窖中,压实后盖上内盖,
并用胶带密封,带回实验室在室温条件下保存。
1.3.2 样品预处理 在青贮第7,24,45和60d分别
打开青贮窖,取出全部青贮饲料将其混合均匀,称取
35g放入100mL的广口三角瓶,加入70g的去离子
水,4℃浸提24h,然后通过2层纱布和定性滤纸过
滤,所得液体为青贮饲料浸提液,将浸提液置于
-20℃冷冻冰箱保存待测。滤液用来测定pH、乳酸、
氨态氮和挥发性脂肪酸。将剩余部分青贮饲料收集
烘干,测定干物质、总氮以及水溶性碳水化合物。
1.3.3 测定项目及分析方法 干物质含量测定
(drymatter,DM)在65℃烘箱中烘60h以上至恒
重,测定干物质含量;pH 用 HANNApH211型
pH计测定;乳酸(lacticacid,LA)用对-羟基联苯比
色法测定[5];水溶性碳水化合物(watersolublecar-
bohydrate,WSC)采用蒽酮-硫酸比色法测定[6];氨
态氮(ammonianitrogen,AN)采用苯酚-次氯酸钠
比色法测定,以占总氮的百分比计算[7];总氮(total
nitrogen,TN)采用凯氏定氮法测定[8];挥发性脂肪
酸(volatilefattyacids,VFAs)采用高效气相色谱仪
测定(日本岛津 GC214B),包括乙酸(aceticacid,
AA)、丙酸(propionicacid,PA)与丁酸(butyric
acid,BA),测定条件:柱温 140℃,汽化室温度
180℃,氢气检测器温度220℃[9]。
1.4 数据处理与统计
采用SAS8.2软件对试验数据进行单因子方
差分析(ANOVA)[10],并用邓肯氏(Duncan)方法对
处理间及青贮天数间平均数进行多重比较(P<
0.05)。
359
草 地 学 报 第20卷
2 结果与分析
2.1 不同混合比例对发酵品质的影响
由表2可知,各处理组干物质含量随着青贮发
酵进行呈逐渐下降趋势,各混合处理组干物质含量
始终低于或显著低于对照组(P<0.05),其中青贮
第60d,C45组干物质含量显著低于其他各组(P<
0.05)。
表2 苇状羊茅与箭筈豌豆混合青贮过程中pH值、干物质和乳酸含量的变化
Table2 ChangesinpH,DMandLAcontentsofmixedsilagesoftalfescueandcommonvetchduringensiling
测定项目
Items
处理
Treatments
青贮天数Ensilingdays/d
7 24 45 60
干物质
Drymatter
/g·kg-1FW
CK 252.01±12.03Aa 249.50±9.75Aa 246.09±6.65Aa 245.12±8.75Aa
C15 228.27±4.79Bab 226.93±12.2Bab 220.90±2.25Bb 239.88±9.64Aa
C30 239.88±4.3ABa 234.99±5.38ABa 224.62±2.76Bb 234.28±6.01Aa
C45 227.21±2.71Ba 221.89±2.75Bab 220.98±6.35Bab 216.14±2.35Bb
pH
CK 4.67±0.04Ca 4.25±0.12Cb 4.20±0.04Bb 4.27±0.04Bb
C15 4.70±0.11Ca 4.20±0.01Cb 4.19±0.01Bb 4.21±0.05Bb
C30 5.03±0.01Ba 4.50±0.06Bb 4.36±0.01Bc 4.27±0.11Bc
C45 5.15±0.03Aa 4.70±0.13Ab 4.70±0.25Ab 4.72±0.04Ab
乳酸
Lacticacid
/g·kg-1DM
CK 47.54±6.95Ab 74.21±3.78Aa 75.76±2.04Aa 78.02±2.53Aa
C15 42.94±1.35ABb 74.31±1.72Aa 76.90±3.28Aa 76.14±4.33Aa
C30 38.25±1.52BCc 68.26±8.18Aa 58.74±1.09Bab 53.63±6.12Bb
C45 32.57±3.74Cc 44.65±2.47Bb 53.93±5.04Ba 47.08±1.78Bb
注:不同小写字母表示相同处理不同青贮天数间差异显著;不同大写字母表示相同青贮天数不同处理间差异显著(P<0.05),下同
Note:Valueswithdifferentlittlelettersshowsignificantdifferencesamongensilingdaysinthesametreatment,valueswithdifferentcap-
itallettersshowsignificantdifferencesamongtreatmentsinthesameensilingday(P<0.05),thesameasbelow
表3 苇状羊茅与箭筈豌豆混合青贮过程中挥发性脂肪酸含量的变化
Table3 Changesinvolatilefattyacidcontentsofmixedsilagesoftalfescueandcommonvetchduringensiling
测定项目
Items
处理
Treatments
青贮天数Ensilingdays/d
7 24 45 60
乙酸
Aceticacid
/g·kg-1DM
CK 15.76±1.86Ab 19.21±2.70Aa 19.03±1.20Aab 21.52±0.15Aa
C15 12.81±2.01Ab 17.95±2.91Aa 16.06±1.81Aab 17.21±1.42Ba
C30 13.95±0.08Ab 16.23±2.35Aab 18.87±2.51Aa 15.68±1.32BCab
C45 14.00±2.49Aa 16.65±0.82Aa 16.78±1.21Aa 14.45±1.11Ca
丙酸
Propionicacid
/g·kg-1DM
CK 0.08±0.03Ba 0.07±0.06Ba 0.15±0.26Ba 0.10±0.05Ba
C15 0.01±0.01Ba 0.03±0.05Ba 0.00±0.00Ba 0.00±0.01Ba
C30 0.27±0.04Aa 0.20±0.17Aa 0.30±0.38Aa 0.13±0.22Ba
C45 0.22±0.15Ab 0.24±0.13Ab 0.40±0.09Aab 0.74±0.36Aa
丁酸
Butyricacid
/g·kg-1DM
CK 0.00±0.00Bb 0.43±0.41Bb 0.42±0.34Bb 2.17±0.75Ba
C15 0.15±0.15ABc 0.63±0.37Bbc 2.01±1.61Bab 2.64±0.87Ba
C30 0.30±0.08ABb 1.61±0.56Aab 4.34±3.92Aa 1.40±0.29Bab
C45 0.41±0.28Ac 1.60±0.33Abc 2.30±0.64Ab 6.64±1.06Aa
总挥发性脂肪酸
TotalVFAs
/g·kg-1DM
CK 15.84±1.88Ac 19.70±3.10Ab 19.60±0.61ABb 23.79±0.81Aa
C15 12.97±2.14Ab 18.60±2.99Aa 18.08±2.47Ba 19.86±0.64Ba
C30 14.52±0.05Ab 18.03±2.48Ab 23.51±3.95Aa 17.20±1.32Cb
C45 14.63±2.87Ab 18.49±0.93Aa 19.48±1.67ABa 21.83±1.31ABa
乳酸/乙酸
Lacticacid/Aceticacid
CK 3.06±0.70ABb 3.97±0.36Aa 3.99±0.16ABa 3.63±0.14Bab
C15 3.40±0.41Ab 4.16±0.71Aab 4.84±0.69Aa 4.44±0.46Aab
C30 2.74±0.09ABa 3.92±1.53Aa 3.20±0.31Ba 3.86±0.68ABa
C45 2.29±0.48Bb 2.69±0.25Aab 3.24±0.51Ba 3.26±0.13Ba
在青贮第7d和24d,C30和C45组pH显著
高于对照组和C15组(P<0.05),至青贮第45d和
60d,C45组仍显著高于对照和C15组(P<0.05)。
在整个青贮过程中,C45组pH 始终显著高于其他
各处理组(P<0.05)。青贮第60d时,C45组pH
为4.72,而其他各组均降至4.2左右。与pH 相对
应的,各处理组前45d乳酸含量均随着青贮发酵的
进行呈上升趋势,之后基本趋于稳定。随着箭筈豌
459
第5期 王奇等:苇状羊茅和箭筈豌豆混合青贮发酵品质的研究
豆混合比例的增加乳酸含量呈下降趋势,其中C30
和C45组乳酸含量始终低于或显著低于对照组和
C15组(P<0.05),在青贮7~24dC45组乳酸含量
显著低于C30组(P<0.05),随后仍保持低于C30
组,但差异不显著。
整个青贮过程中,各处理组乙酸含量均低于或
显著低于对照组(P<0.05),在青贮第60d,对照组
显著高于其他处理组(P<0.05)。各组均未检测到
或仅检测到微量的丙酸含量,但C30和C45组丙酸
含量显著高于对照和C15组(P<0.05)。各组丁酸
含量随着青贮时间延长有升高趋势,整个青贮过程
中各处理组丁酸含量始终高于对照组。青贮前45d
总挥发性脂肪酸随着青贮时间的延长不断积累,含
量逐渐增加,之后趋于稳定。
随着箭筈豌豆的添加量增加氨态氮/总氮含量
呈增高趋势,且各处理组随着青贮的进行氨态氮/总
氮逐渐升高,青贮第7d时,C45和C30组显著高于
对照组和C15组(P<0.05),青贮24d后,C45组氨
态氮/总氮显著高于其他各组(P<0.05)。特别是
在青贮第60d达到最大值(96.19g·kg-1TN)。
整个青贮过程中各组水溶性碳水化合物含量呈逐渐
下降趋势,随着箭筈豌豆混合比例的增加水溶性碳
水化合物逐渐减少,C45组水溶性碳水化合物含量
始终显示最低水平(P<0.05),且在第45d和60d
显著低于其他各组(P<0.05)。
由图1可以看出,经过60d的青贮发酵,各处
理组随着箭筈豌豆的混合比例增加粗蛋白含量呈上
升趋势,但C45与C30组相比粗蛋白含量差异不显
著(P>0.05)。
图1 苇状羊茅和箭筈豌豆青贮60d后粗蛋白含量
Fig.1 Thecrudeproteincontentofmixedsilagesoftal
fescueandcommonvetchensilagedfor60days
表4 苇状羊茅与箭筈豌豆混合青贮过程中氨态氮和水溶性碳水化合物含量的变化
Table4 Changesinammonianitrogen/totalnitrogenandWSCcontentofmixedsilages
oftalfescueandcommonvetchduringensiling
测定项目
Items
处理
Treatments
青贮天数Ensilingdays/d
7 24 45 60
氨态氮/总氮
Ammonianitrogen/Totalnitrogen
/g·kg-1TN
CK 35.80±2.64Bab 33.04±1.63Dab 31.10±3.13Cb 37.62±2.78Da
C15 35.42±1.21Bb 39.00±1.50Cb 37.92±3.34BCb 47.63±2.28Ca
C30 64.65±3.67Aa 48.57±3.89Bb 45.67±4.63Bb 64.27±1.15Ba
C45 64.76±3.14Ab 60.68±2.09Ab 58.10±6.29Ab 96.19±2.33Aa
水溶性碳水化合物
Watersolublecarbohydrate
/g·kg-1DM
CK 77.50±9.36Aa 29.81±6.32Ab 17.35±0.79Ac 13.12±1.13Ac
C15 63.88±3.14Ba 26.79±1.97ABb 16.72±0.96Ac 11.35±1.52Ad
C30 60.51±2.92Ba 25.00±0.02ABb 12.50±0.43Bc 11.24±2.03Ac
C45 65.52±4.04Ba 20.76±6.18Bb 8.81±1.47Cc 8.04±0.09Bc
3 讨论
本试验中各处理组干物质含量均显著低于对照
组,这是由于箭筈豌豆干物质含量低于苇状羊茅,致
使各处理组随着箭筈豌豆混合比例增加干物质含量
显著下降。而在第60dC45组干物质含量显著低
于其他各组,一方面是因为箭筈豌豆水分含量远高
于苇状羊茅,另一方面可能是由于C45组在整个青
贮发酵过程中pH 没有降低到4.2以下[9],不能使
整个青贮环境迅速酸化,进而不能有效抑制其他有
害微生物的活性,增大了干物质的损失。
一般豆科牧草水溶性碳水化合物含量低,缓冲
能高,单独青贮难以成功[11]。李长慧等[12]通过披碱
草(ElymusdahuricusTurcz.)和苜蓿(Medicago
sativaLinn.)混合青贮研究发现,披碱草和苜蓿以
7∶3的比例混合青贮后青贮饲料气味芳香,茎叶结
构保持良好,具有较高的青贮发酵品质。本试验结
果显示随着箭筈豌豆添加比例的增加,pH 逐渐升
高,乳酸含量显著降低,这是由于箭筈豌豆水溶性碳
水化合物含量较低,当箭筈豌豆混合比例达到一定
程度时,不能为乳酸菌提供充足的发酵底物,产生足
够的乳酸,这点从C45组的残留水溶性碳水化合物
559
草 地 学 报 第20卷
含量显著低于其他各组可以得到证实。另一方面由
于较高比例的箭筈豌豆使混合青贮饲料缓冲能升
高,使得在乳酸差异不显著的情况下,pH 差异显
著。王昆[13]也有类似的报道。
青贮过程中乙酸生成的主要途径有2个:一是异
型乳酸发酵在产生一分子乳酸的同时,产生一分子乙
酸;另一方面乙酸可以由乳酸异化作用产生。本试验
各处理组在前45d乳酸和乙酸均呈上升趋势,这可
能是由于异型乳酸发酵产生乳酸的同时伴随着乙酸
的生成及部分乳酸的异化作用所致,导致乙酸含量均
呈升高趋势。乳酸/乙酸比值变化趋势表明[14],在整
个青贮过程中同型乳酸发酵占主导地位。
丁酸和氨态氮含量是衡量青贮饲料优劣的重要
指标,一般认为优质青贮饲料的丁酸含量和氨态氮含
量应低于10g·kg-1DM和100g·kg-1TN[15-16],本
试验中,虽然各组丁酸含量均低于这一标准,但C45
处理组在经过60d的青贮发酵后丁酸含量和氨态
氮含量显著高于其他各组,这是由于较高比例的箭
筈豌豆导致缓冲能升高,水溶性碳水化合物不足,青
贮早期乳酸发酵不能迅速占据主导地位,使pH 难
以快速下降到4.2以下,造成较多的蛋白质被梭菌
等其他有害微生物降解为氨态氮,并伴随着丁酸的
产生,同时在青贮早期好氧性微生物活动与乳酸菌
竞争发酵底物,使本来发酵底物不足的青贮原料发
酵底物更少,无法产生较多的乳酸,降低pH 值,不
能有效地抑制有害微生物的活性,进而导致蛋白质
损失增加[11]。
经过60d青贮后,C45粗蛋白含量并没有显著
高于C30处理组,这说明在发酵品质较差时,较多
的蛋白质被降解为氨态氮,这点可以从C45处理组
第60d氨态氮/总氮显著高于其他各组得到证实,
因此本研究认为禾本科牧草与豆科混合青贮时,当
发酵品质较差的时候,由于有害微生物对蛋白质的
分解增加,单纯提高青贮原料中豆科牧草的比例,并
不能提高青贮饲料最终的粗蛋白含量。
4 结论
70%苇状羊茅和30%箭筈豌豆混合青贮后,既
能保证青贮原料中有较充足的水溶性碳水化合物供
乳酸菌发酵,又能提高青贮饲料的粗蛋白含量。综
合考虑,在西藏生产实际中以70%苇状羊茅和30%
箭筈豌豆混合青贮效果最好。
参考文献
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(责任编辑 吕进英)
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