全 文 ：第 16 卷 第 1 期
Vol. 16 No . 1
草 地 学 报
ACTA AGRESTIA SINICA
2008 年 1 月
Jan. 2008
甲酸对二色胡枝子青贮品质的影响
丁武蓉1, 干友民1 , 郭旭生3 , 杨富裕2*
( 1.四川农业大学草业科学系 , 四川 雅安 625014; 2.中国农业大学草地研究所, 北京 100094;
3.兰州大学干旱与草地生态教育部重点实验室, 兰州 730000 )
摘要 : 以二色胡枝子( Lesp edez a bicolor T urcz. )为青贮原料, 研究甲酸添加量( 0、2、4、6 mL / kg 鲜重)对其青贮品
质的影响,以期为二色胡枝子的有效利用提供科学依据。结果表明 :随甲酸添加量的增加胡枝子青贮料中 pH 值
和氨态氮含量以及干物质损失率均呈降低趋势, 而且贮料中的水溶性糖逐渐增加; 添加甲酸能显著降低青贮料中
NDF 和 ADF 的含量(P < 0. 05) ; 6 mL / kg 甲酸组对抑制青贮发酵效果最明显, 有机酸产量最低; 随甲酸添加量的
增加,青贮料中丁酸的含量也增加, 使青贮料的发酵品质有所降低。
关键词: 甲酸; 二色胡枝子; 青贮品质; 氮化合物成分
中图分类号: S816. 3 文献标识码: A 文章编号: 1007-0435( 2008) 01-0081-04
Effect of Formic Acid on Silage Quality of Ensiled Lespedeza bicolor
DING Wu-rong1 , GAN You-ming1 , GUO Xu-sheng 3 , YANG Fu- yu2*
( 1. Departmen t of Grassland Science, S ichu an Agricu ltural U nivers ity, Yaan, S ichu an Province 625014, China;
2. Ins ti tute of Grass lan d S cien ce, China Agricultural University, Beijing 100094, C hina;
3. Key Lab oratory of Arid and Gras sland E cology, Lanzh ou U nivers ity, M inist ry of Edu cation, Lanzhou, Gan su Pr ovince 730000, Ch ina)
Abstract: T he ef fects o f dif ferent formic acid concentrat ion ( 0, 2, 4, 6 mL/ kg f resh w eight) on the silage
quality of L esp edez a bicolor Turcz. w er e studied. The results show that form ic acid significant ly decreased
the pH value and content o f N H3-N, and incr eased w ater soluble carbohydrate and dr y mat ter contents in
the ensiled forag e. Fo rmic acid significant ly r educed the content of NDF and ADF in the ensiled fo rage ( P
< 0. 05) . At the adding rate of 6 mL/ kg f resh w eight, formic acid could ef fectively inhibit the nature fer-
mentation of the ensiled forage. T he fermentat ion quality appeared to decrease and butyr ic acid content in-
creased w ith the increased concentrat ion of form ic acid added to the silages.
Key words: Formic acid; L esp edez a bicolor T urcz. ; Silage quality; Nit rog en dist ribut ion
二色胡枝子( L esp edez a bicolor T urcz. )为多年
生豆科灌木,具有含糖量低和缓冲能高的特点,属于
难青贮的植物原料。添加甲(蚁)酸是实现成功青贮
的方法之一。甲酸是还原性较强的有机酸, 饲料青
贮时添加甲酸不但可以迅速降低青贮饲料的 pH ,
而且还可以抑制植物呼吸和不良微生物发酵, 抑制
酪酸菌的繁殖, 降低氨态氮等,从而改善发酵品质。
添加甲酸青贮是目前国外广泛使用的一种青贮方
法,挪威近 70%的青贮添加甲酸,英国自 1968年后
亦广泛采用 [ 1]。研究也表明添加甲酸青贮有益于牛
和羊的生产性能 [ 2]。本试验旨在探讨添加甲酸对二
色胡枝子青贮品质的影响,以期为二色胡枝子的有
效利用提供科学依据。
1 材料与方法
1. 1 材料
剪取第一茬初花期的/赤城0二色胡枝子( Les-
p edez a bicolor cv. Chicheng )枝条, 留茬50~ 60 cm,
迅速拿回实验室经揉搓机揉碎后作为青贮原料。添
加剂为 93%的甲酸。
收稿日期: 2007-04-02; 修回日期: 2007-11-23
基金项目: 十一五科技支撑项目( 2006BAD16B08) ; 引进国际先进农业技术项目( 2006-G38)
作者简介: 丁武蓉(1982-) ,女,四川成都人,硕士研究生,研究方向为牧草加工与利用的研究, E-mail: dingw u ron g2005@ 163. com; * 通讯
作者 Author for corresponden ce, E- mail: yfuyu@ 126. com
草 地 学 报 第 16卷
1. 2 试验设计与青贮方法
试验采用完全随机区组设计。在干物质( DM )
含量为 56. 2%的二色胡枝子中加入不同量 93%的
甲酸( 0、2、4、6 mL/ kg )装入塑料袋( 240 @ 300 mm)
真空青贮,每 200 g。每个处理3次重复。密封青贮
47 d后进行相关指标的测定。
1. 3 测定项目与方法
1. 3. 1 化学成分分析 青贮料开封后, 对其进行
pH 值,有机酸等青贮发酵品质指标的分析。pH 值
的测定方法为,取青贮料样品 20 g 加入 180 mL 蒸
馏水, 用匀浆机匀浆 1 min后,先用 4层纱布过滤,
再用滤纸过滤, 制备青贮浸提液,用雷磁 PHS-3C 精
密 pH 计测定浸提液的 pH 值。同时用 SHI-
MADZE-10A 型高效液相色谱分析乳酸、乙酸、丙
酸、丁酸含量。用烘干法分别测定青贮前、后原料的
干物质( DM) , 105 e 烘 8 h, 并计算青贮样品 DM 的
损失率, DM 损失率%= (青贮前 DM- 青贮后 DM)
@ 100% /青贮前 DM。同时按常规方法进行粗蛋白
( CP)以及中性洗涤纤维 ( NDF) 和酸性洗涤纤维
( ADF )的测定。青贮料中的水溶性糖( WSC)用蒽
酮- 硫酸比色法测定; 氨态氮( NH 3-N )用苯酚- 次
氯酸钠比色法测定; 真蛋白则用三氯乙酸沉淀法测
定,以上各测定指标均按许庆方的方法测定[ 3]。游
离氨基酸氮 ( AA-N )用茚三酮- 硫酸肼比色法测
定[ 4 , 5]。
1. 3. 2 胡枝子青贮品质的评定 采用 Kaiser 和
Wei提出的用青贮饲料中的丁酸和乙酸含量评价饲
草青贮发酵品质的方法,该方法可用于牧草及玉米青
贮饲料青贮品质的评定[ 6]。按照该评定体系,可将饲
草青贮分为 1级( 90~ 100分) , 2级( 72~ 89分) , 3级
( 52~ 71分) , 4级( 30~ 51分)和 5级( < 30分)等 5
个级别。各指标不同含量分配的分数不同,见表1。
表 1 青贮饲料发酵品质评价体系
T able 1 Evaluation system fo r the fermentation quality of silages
丁酸 ( % DM)
Butyric acid
得分
Points
乙酸( % DM)
Acet ic acid
去分
Discount point s
总分
S core
级别
Mark
0- 0. 3 100 r 3. 0 0 90- 100 1
0. 3- 0. 4 90 3. 0- 3. 5 - 10 72- 89 2
0. 4- 0. 7 80 3. 5- 4. 5 - 20 52- 71 3
0. 7- 1. 0 70 4. 5- 5. 5 - 30 30- 51 4
1. 0- 1. 3 60 5. 5- 6. 5 - 40 < 30 5
1. 3- 1. 6 50 6. 5- 7. 5 - 50
1. 6- 1. 9 40 7. 5- 8. 5 - 60
1. 9- 2. 6 30 > 8. 5 - 70
2. 6- 3. 6 20
3. 6- 5. 0 10
> 5. 0 0
注:引自 Kaiser and Wei [ 6] ; Note: cited from Kaiser and Wei [ 6]
1. 3. 3 数据统计 试验所得数据采用 SPSS( 12. 0
版, 2003)中的 One-way ANOVA 进行方差分析(显
著水平为 0. 05) , 并用邓肯氏( Duncan)方法对处理
间的平均数进行多重比较。
2 结果与分析
2. 1 甲酸对二色胡枝子青贮饲料发酵品质的影响
2. 1. 1 对干物质损失率的影响 二色胡枝子青贮
饲料中添加不同量甲酸浓度后 DM 损失率结果见
表 2。青贮后干物质都有所损失,但随甲酸添加量
的增加,青贮饲料 DM 损失率逐渐降低。DM 损失
率在对照组最高( 14. 43% ) , 而与对照组相比, 2、4
和6 mL/ kg甲酸组 DM 损失率分别降低了13. 17%、
28. 48%和 33. 26%。由此可见,添加甲酸抑制了植
物呼吸和微生物发酵, 使青贮饲料干物质损失减少
且随着甲酸浓度的增加, 抑制青贮饲料发酵的程度
越大,有利于减少青贮饲料的干物质损失量。
2. 1. 2 对 pH 值及氨态氮占总氮含量的影响 如
表 2所示,添加甲酸组的青贮料 pH 值都低于对照
组,各处理组间差异极显著( P< 0. 001)。加入甲酸
后,青贮料氨态氮占总氮的比例随甲酸浓度添加量
的增加而逐渐降低,且各处理之间差异极显著( P<
0. 001)。表明加入甲酸后抑制了二色胡枝子青贮料
微生物发酵,降低蛋白分解,使青贮料中蛋白质损失
减少。
2. 1. 3 对有机酸及总酸含量的影响 有机酸含量
及总酸组成可以反映青贮饲料的发酵品质,其中对
发酵过程影响最大的是乳酸、乙酸、丙酸和丁酸。表
2表明, 各处理组之间乳酸含量差异极显著 ( P<
82
第 1期 丁武蓉等: 甲酸对二色胡枝子青贮品质的影响
0. 001) ,丁酸含量差异显著 ( P< 0. 05) , 而乙酸和
丙酸含量差异不显著。各处理之间比较, 低水平甲
酸组( 2 mL/ kg)产生乳酸含量最高, 而随着甲酸添
加量的增加青贮料中乳酸含量减少,高水平甲酸组
( 6 mL/ kg)产生乳酸含量最低,只占 DM 的0. 35%。
而丁酸含量除中等水平甲酸组( 4 mL/ kg)相对高于
其它组外,其余水平之间丁酸含量较低,且差异不显
著。高水平甲酸处理组贮料中总酸含量在所有处理
中最低,表明高浓度甲酸抑制了青贮发酵产酸。
2. 1. 4 胡枝子青贮料青贮品质的评价 按照 Ka-i
ser 和Wei提出的方法(表 1)对各处理组苜蓿青贮
料的品质进行评价, 见表 3。所有处理组苜蓿青贮
料的发酵品质均较好, 而且对照组和 2 mL/ kg 甲酸
处理组的胡枝子青贮料均达到了 1 级, 而添加 4
mL/ kg 和 6 mL/ kg 的甲酸处理组青贮料的发酵品
质为 2级。
表 2 青贮料 pH值、DM损失率、有机酸及氨态氮占总氮的含量变化(平均值 ? SD)
T able 2 Silage pH value, DM lo sses rate, or ganic acid, and NH 3-N/ Tot al N , Mean ? SD
甲酸水平( m L/ kg)
Am oun t of formic
acid added
pH 值
DM 损失率
( % )
DM loss es rate
乳酸
( % DM)
Lactic acid
乙酸
( % DM)
Acetic acid
丙酸
( % DM)
Propionic acid
丁酸
( % DM)
Bu ty ric acid
总酸
( % DM)
Total acid
氨态氮/总氮
( % ) NH 3- N/
T otal N
0
2
4
6
Signif icance
4. 91 ? 0. 02a
4. 33 ? 0. 04c
4. 21 ? 0. 04d
4. 41 ? 0. 05b
***
14. 43
12. 53
10. 32
9. 63
-
1. 45 ? 0. 49c
3. 18 ? 0. 32a
2. 37 ? 0. 49b
0. 35 ? 0. 31d
***
0. 62 ? 0. 50 a
0. 50 ? 0. 09 a
0. 21 ? 0. 05 a
0. 19 ? 0. 02 a
n s
0. 15 ? 0. 04a
0. 26 ? 0. 08a
0. 34 ? 0. 13a
0. 28 ? 0. 21a
ns
0. 07 ? 0. 07b
0. 06 ? 0. 01b
0. 57 ? 0. 83a
0. 67 ? 0. 54ab
*
2. 46 ? 0. 72 b
4. 00 ? 0. 35a
4. 52 ? 0. 44a
1. 47 ? 0. 64 b
***
4. 61 ? 0. 52a
3. 53 ? 0. 27b
2. 63 ? 0. 14c
2. 29 ? 0. 12c
***
注:同一列中不同字母间差异显著,显著水平如下: n s表示差异不显著, * 表示 P < 0. 05, ** 表示 P< 0. 01, *** 表示 P < 0. 001
Note: M eans wi th in dif feren t let ters w ithin sam e column are signif icant ly dif f erent at the follow ing levels: n s indicates no s ignifi can t diff er-
ence, * P < 0. 05, ** P < 0. 01, and *** P < 0. 001
表 3 胡枝子青贮饲料发酵品质评价
Table 3 Evaluation o f the fermentation quality o f L . bicolor silag es
处理
T reatments
丁酸含量
Butyric acid( g/ kg DM)
得分
Points
乙酸含量
Acetic acid ( DM % )
去分
Discou nt point s
总分
S core
等级
Mark
对照 Cont rol
甲酸( 2 mL/ kg 鲜重)
甲酸( 4 mL/ kg 鲜重)
甲酸( 6 mL/ kg 鲜重)
0. 07
0. 06
0. 57
0. 67
100
100
80
80
0. 62
0. 50
0. 21
0. 19
0
0
0
0
100
100
80
80
1
1
2
2
2. 2 甲酸对二色胡枝子青贮饲料各营养成分的
影响
2. 2. 1 对粗蛋白质,游离氨基酸及真蛋白成分的影
响各处理组青贮料中粗蛋白质、游离氨基酸以及真
蛋白含量差异不显著, 尤其是粗蛋白质和游离氨基
酸含量在各处理组之间含量几乎没有变化。加入甲
酸后贮料中真蛋白降低, 4 mL/ kg 甲酸组真蛋白损
失最小,但与对照差异不显著。而其余甲酸添加组
真蛋白含量与对照差异显著( P< 0. 05) , 且 6 mL/
kg 甲酸组真蛋白含量最低, 游离氨基酸含量最高,
说明有部分真蛋白降解为游离氨基酸(表 4)。
2. 2. 2 对 WSC、NDF 和 ADF 含量的影响 青贮
饲料中WSC含量和纤维成分见表 5。添加甲酸使
青贮料中 WSC 含量增加, NDF 和 ADF 含量降低,
且所有处理间青贮料中WSC含量差异极显著( P<
0. 001) , NDF 含量差异显著( P< 0. 05) , ADF 含量
差异极显著( P< 0. 01)。随甲酸添加浓度的升高,
青贮料中水溶性糖含量
表 4 青贮料含氮成分变化(平均值 ? SD)
Table 4 Pro tein component in the L . bicolor silag e,
mean ? SD
甲酸水平
Added am ount of
form ic acid( m L/ kg)
粗蛋白质
CP
( % DM)
真蛋白
T P
( % DM)
游离氨基酸
AA-N
( % DM)
0
2
4
6
S ignifi can ce
15. 77 ? 1. 01a
15. 15 ? 0. 31a
15. 62 ? 0. 27a
14. 76 ? 0. 79a
ns
12. 83 ? 0. 46 a
11. 61 ? 0. 22b
12. 01 ? 0. 80ab
11. 59 ? 0. 71b
n s
0. 05 ? 0. 01a
0. 08 ? 0. 05a
0. 07 ? 0. 05a
0. 08 ? 0. 04a
ns
升高,高水平添加甲酸组( 6 mL/ kg )中水溶性糖含
量最高,达到 DM 的 28. 26 g/ kg, 说明甲酸有利于
青贮料中水溶性糖的保存。对照组中 NDF 和 ADF
含量最高,而 3个甲酸处理组之间比较, 2 mL/ kg 甲
酸组中 NDF 含量最低, ADF 含量居中; 4 mL/ kg 甲
酸组中 NDF 和 ADF 含量都最高; 6 mL/ kg 甲酸组
中 NDF 含量居中, ADF 含量最低, 表明 2 mL/ kg
和 6 mL/ kg 甲酸组对降低 NDF 和 ADF 效果比 4
mL/ kg 甲酸组好。
83
草 地 学 报 第 16卷
表 5 甲酸对二色胡枝子青贮料 NDF、ADF以及
WSC的影响(平均值 ? SD)
Table 5 Effects o f formic acid on NDF、ADF and WSC
o f the L. bicolor silage, mean? SD
甲酸水平
Added amount of
formic acid( mL/ kg)
水溶性碳水
化合物 WSC
( g/ kgDM)
中性洗涤
纤维 NDF
( % DM)
酸性洗涤
纤维 ADF
( % DM)
0
2
4
6
Signif icance
2. 97 ? 0. 36b
3. 03 ? 1. 39b
10. 68 ? 4. 70b
28. 26 ? 6. 69a
***
53. 93 ? 3. 99a
46. 12 ? 1. 56b
48. 56 ? 1. 50b
46. 49 ? 3. 15b
*
39. 00 ? 1. 70a
35. 11 ? 1. 20b
35. 45 ? 1. 12b
33. 95 ? 0. 69b
**
3 讨 论
由于甲酸具有酸化和抑制青贮料自然发酵的作
用[ 7] , 所以添加甲酸后可以使二色胡枝子青贮料的
pH 值、氨态氮占总氮的比例明显低于对照,甲酸浓
度越高对减少氨态氮占总氮的比例效果越好, 同时
高浓度甲酸添加组( 6 mL/ kg)总酸含量最低。这进
一步表明甲酸使青贮料的 pH 值迅速降低, 抑制青
贮料的自然发酵,从而降低植物蛋白酶适宜的酶活,
进而降低植物中蛋白的分解以及有机酸的产生, 使
青贮料氨态氮占总氮的比例减少 [ 8]。另外, 青贮品
质评定结果表明随着甲酸的添加量增加, 青贮料的
发酵品质降低。这很可能是由于高水平的甲酸会很
大程度上抑制乳酸发酵, 而给青贮后期不良微生物
的繁殖创造了条件。但总体来讲, 试验中甲酸的 3
个添加量处理的胡枝子青贮料其青贮品质均为良
好。甲酸也能降低青贮料中 NDF 和 ADF 含量, 提
高牲畜对青贮料的消化率, 2 mL/ kg 和 6 mL/ kg 甲
酸组对降低 NDF 与 ADF 效果比 4 mL/ kg 甲酸组
好。这很可能是由于甲酸处理后青贮料中的可溶性
物质损失少而造成的。而田瑞霞等 [ 9] 也报道, 甲酸
处理能使青贮料中 ADF 和 NDF 含量降低,与本试
验结果一致。
添加甲酸有利于对二色胡枝子青贮料中 WSC
和干物质的保存,高浓度( 6 mL/ kg)甲酸组对 WSC
和干物质保存量最大。试验中青贮料WSC 和 DM
含量明显高于对照组, 干物质损失率减少, 这与
Kennedy[ 10]的结果相一致。甲酸一直被认为是青贮
饲料有效的添加剂,在青贮过程中起到防腐剂的作
用。甲酸的最大优点是保存青贮原料本身含有的水
溶性糖和由多糖转化而来的水溶性糖, 这对反刍动
物很重要,因为饲喂青贮料时水溶性糖是瘤胃微生
物合成菌体蛋白质至关重要的能源[ 11] 。由于甲酸
的适宜添加量受作物的品种、收割阶段、水分含量以
及缓冲力等多种因素影响, 而青贮料在牲畜生产性
能提高上需要做进一步的试验。因此, 适宜的添加
量还有待进一步研究。
4 结 论
4. 1 二色胡枝子添加甲酸青贮能使青贮料的 pH
值和氨态氮含量降低, 并保存较多的 WSC, 减少干
物质损失率。
4. 2 甲酸能使青贮料中的 NDF 和 ADF 减少, 2
mL/ kg 和 6 mL/ kg 甲酸组效果最好。
4. 3 根据发酵品质综合分析, 2 mL/ kg 甲酸青贮
料发酵品质较好, 而 4 mL/ kg 甲酸由于产生相对多
的丁酸,发酵品质中等。
4. 4 6 mL/ kg 甲酸组干物质损失率最低,对 WSC
保存率最高,同时在所有处理中降低 pH 值、纤维含
量以及氨态氮占总氮的比例效果最明显, 乳酸及总
酸产量最少。因此,能高效的保存青贮饲料。
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(责任编辑 梁艳萍)
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