全 文 ：第 17 卷
第 4 期

Vol. 17
No . 4
草
地
学
报
ACTA AGRESTIA SINICA



2009 年
7 月

Jul.

2009
初次刈割象草青贮发酵品质动态
荣
辉1, 徐安凯2 , 下条雅敬3 , 邵涛1*
( 1.南京农业大学动物科学技术学院 饲草调制与加工研究室, 江苏 南京
210095; 2. 吉林省农业科学院草地研究所,
吉林 公主岭
136100; 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)
关键词: 象草;青贮; 发酵品质;水溶性碳水化合物
中图分类号: S379




文献标识码: A




文章编号: 1007
0435( 2009) 04
0537
03
Changes in Fermentation Quality of Napiergras Harvested the First Growth
RONG Hui, XU An
kai, XIATIAO Ya
jing, SHAO T ao
( 1. Laboratory of Ens iling and Processing of Grass, College of Animal Science and Techn ology, Nanjing Agricul tu ral Un iversi ty, Nanjing
Jiangsu 210095; 2. In st itu te of Grass lan d S cien ce, Jilin Academy of Agricultu ral Science, Gongzhulin g Jil in 136100; 3. Laboratory
of Animal Feed Science, Division of Animal Science, Department of Animal and Marine Biores ource S cien ces ,
Faculty of Agricul tu re, Kyushu U nivers ity, Fuku ok a 812- 8581, J apan)
Key words: Napierg rass; Ensilage; Fermentat ion Quality; Water Soluble Car bohydrate


象草( P ennisetum pur p ur eum Schumach. ) 原
产于非洲、澳大利亚和亚洲南部等地,是热带亚热带
地区普遍栽培的多年生高产牧草, 株高 120 cm 以上
时即可刈割利用,一般年均可刈割 4~ 6次[ 1]。江苏
地区栽培象草, 夏季高温多雨,生长旺盛产量高, 而
冬季低温条件下生长受阻。因此在生长旺季, 将剩
余的象草调制成青贮饲料供反刍动物冬春季节采
食,对生产实际具有重要意义。象草属暖季型牧草,
通常WSC 含量较低, 缓冲能较高, 植物组织结构具
有粗糙、坚硬、多茎、多孔的物理特性[ 2, 3] , 青贮制作
时不易压实,青贮窖内残留更多的空气,导致其青贮
品质与冷季型牧草不同, 经常产生醋酸型而不是乳
酸型发酵[ 3, 4] ,但 Yokota 等[ 5] 青贮象草产生乳酸型
青贮饲料,研究结果存在着差异,其详细的动态发酵
特性有待进一步探讨。象草在江苏地区生长 65天,
株高已达 140 cm 以上,可以刈割利用。本试验旨在
探讨生长 65天的象草青贮过程中发酵品质及水溶
性碳水化合物的动态变化规律。
1
材料与方法
1. 1
青贮饲料的制作
象草根萌发出苗后, 于 2007年 6月 1日经根部
劈开成若干小苗, 立即穴栽于南京农业大学试验地,
生长65天株高达 140 cm后刈割,迅速运回实验室,
用铡刀切成 2~ 3 cm , 茎叶充分混匀后即为青贮原
料。称取 100 g,立即装入 110 mL 的实验室青贮窖
(聚乙烯瓶)中,压实后盖上内外盖, 并用胶带密封,
置于室温下保存。在青贮后 1、2、3、5、7、14、30 d打
开取样分析,各个时间点设 3个重复。
1. 2
化学成分分析
原料草切碎后立即称取一定量烘干后测定干物
质( dr y mat ter, DM)、总氮( total nit rog en, T N)、水
溶性碳水化合物 ( w ater so luble carbohydrate,
WSC)、中性洗涤纤维 ( neut ral detergent fiber,
NDF) 和酸性洗 涤纤维 ( acid deterg ent fiber,
ADF)。青贮窖打开后,全部取出青贮饲料混匀, 称
取 35 g 样品加入 70 g 蒸馏水于 4
浸提 24 h, 通过
双层纱布和滤纸过滤, 滤液贮存在- 20
下待测[ 6] ,
剩余样品烘干后用于测定 DM 和WSC。在 65
烘
箱中烘 60 h以上直至恒重测定原料草和青贮饲料
的 DM ; 用精密 pH 计( HANNA, pH211 型) 测定
pH 值(对样品处理中得到的过滤液直接测定) ; 乳
酸( lact ic acid, LA)含量采用对羟基联苯比色法测
定[ 6 ] ; WSC含量采用蒽酮
硫酸比色法测定[ 6] ;氨态
收稿日期: 2009
02
09;修回日期: 2009
05
22
基金项目:国家自然科学基金面上项目( 30771530)和教育部留学回国科研启动基金项目(教外司留[ 2007] 1108号)
作者简介:荣辉( 1981
) ,男,河南正阳人,硕士研究生,研究方向为饲草调制与加工, E
mail: h uir1891@ yah oo. com . cn; * 通讯作者 Auth or
for correspon dence, E
m ail : t aoshaolan@ yahoo. com. cn
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报 第 17卷
氮( ammonia nit ro gen, AN)采用苯酚
次氯酸钠比
色法测定[ 6] ; 挥发性脂肪酸 ( volat ile fat ty acids,
VFAs)通过高效气相色谱仪(岛津 GC
14型, 色谱
柱为 30 m
0. 25 mm
0. 25
m 毛细管柱)测定,
包括乙酸( acet ic acid, AA )、丙酸 ( propionic acid,
PA) 和丁酸 ( butyric acid, BA ) , 测定条件: 柱温
130
,汽化温度 180
, 检测温度 220
[ 7] ; TN 含
量采用凯氏定氮法测定, CP含量通过 T N含量乘以
6. 25计算得出[ 6] ; NDF 和 ADF 采用范式纤维分析
法测定[ 6]。
1. 3
数据统计分析
采用 SAS 9. 0软件对试验数据进行单因子方
差分析( ANOVA) , 用 Fisher
s LSD 法对不同发酵
天数的平均值进行多重比较, 显著水平为 P< 0. 05。
2
结果与分析
2. 1
象草的化学成分
青贮前象草的化学成分见表 1,其 DM 含量低
为 154. 32 g kg- 1 FW (鲜物重) , CP 含量较高为
103. 93 g kg
1 DM, WSC 含量中等为 57. 80 g kg- 1
DM , NDF 和 ADF 含量分别为 624. 25 g kg - 1DM
和 387. 51 g kg- 1DM。
2. 2
象草青贮发酵品质的动态变化
象草青贮发酵品质的动态变化见表 2, 主要发
酵产物是LA,其次是 AA。在整个 30天的青贮期内,
DM 含量呈下降趋势,但无明显变化。pH 值从第 1
天开始迅速下降到第2天达到3. 86( P< 0. 05) , 随
后缓慢下降至第 5天达到最低值( 3. 76) , 其后略有
升高的趋势。相应地, LA 含量从第 1天开始迅速
提高到第 2天达到 47. 15 g kg - 1DM ( P< 0. 05) ,随
后继续提高至第 5 天达到最大值 ( 67. 15 g kg- 1
DM ) ( P< 0. 05) , 之后略有降低趋势。在整个青贮
过程中, AA 含量逐渐提高, 第 30 天达到最大值
( 16. 85 g kg- 1 DM ) ( P< 0. 05)。PA 和 BA 在各时
间点均显示低含量,但 BA含量在第 30天有明显提
表 1
生长 65 天的象草的化学成分
T able 1
Chem ical composit ions of napierg rass har vested at ag e of 65days
干物质
Dry mat terf
( g kg- 1 FW)
粗蛋白质
Crude protein
( g k g- 1DM)
水溶性碳水化合物
Water solu ble carbohyd rate
( g kg- 1DM)
中性洗涤纤维
Neu t ral detergent f iber
( g kg- 1DM)
酸性洗涤纤维
Acid detergent fib er
( g k g- 1DM)
154. 32 103. 93 57. 80 624. 25 387. 51


注( Note) : FW : 鲜重( f resh w eight ) , DM:干物质( dry mat ter) ,下同: same as below
表 2
生长 65 天的象草青贮发酵品质的动态变化
T able 2
Dynamics o f fermentation quality of napierg rass har vested at ag e of 65 days dur ing ensiling
Item
发酵天数 Fermen tat ion days
1 2 3 5 7 14 30
干物质
DM( g kg- 1 FM )
144. 10
( 7. 36)
135. 24
( 6. 30)
140. 26
( 3. 61)
139. 24
( 14. 00)
139. 97
( 7. 98)
135. 98
( 7. 58)
130. 85
( 0. 15)
pH 值
pH
4. 47a
( 0. 09)
3. 86b
( 0. 22)
3. 84b
( 0. 03)
3. 76b
( 0. 10)
3. 82b
( 0. 10)
3. 78 b
( 0. 06)
3. 94b
( 0. 16)
乳酸
Lact ic acid ( g k g- 1 DM)
16. 97c
( 0. 66)
47. 15b
(16. 97)
53. 28ab
( 3. 51)
67. 15a
( 6. 31)
64. 81a
( 13. 65)
60. 26ab
( 4. 80)
56. 70 ab
( 6. 56)
乙酸
Acet ic acid ( g kg- 1 DM )
5. 15cd
( 0. 39)
5. 07d
( 0. 65)
5. 91cd
( 0. 46)
6. 61cd
( 0. 85)
10. 52bc
( 1. 32)
12. 14ab
( 5. 56)
16. 85a
( 5. 70)
丙酸
Propionic acid( g kg- 1DM)
0. 45
( 0. 06)
0. 42
( 0. 14)
0. 47
( 0. 18)
0. 35
( 0. 04)
0. 35
( 0. 09)
0. 47
( 0. 09)
0. 42
( 0. 08)
丁酸
Butyric acid ( g kg- 1DM)
0. 00b
( 0. 00)
0. 00b
( 0. 00)
0. 00b
( 0. 00)
0. 00b
( 0. 00)
0. 58b
( 0. 93)
0. 03 b
( 0. 06)
1. 68a
( 1. 33)
总挥发性有机酸
Total VFAs ( g kg
1DM) 5. 60
c
( 0. 40)
5. 49c
( 0. 79)
6. 38bc
( 0. 61)
6. 95bc
( 0. 85)
11. 45bc
( 1. 78)
12. 64ab
( 5. 50)
18. 94a
( 7. 46)
乳酸/乙酸
Lact ic acid/ Acet ic acid
3. 30d
( 0. 13)
9. 66ab
( 4. 34)
9. 07abc
( 1. 27)
10. 26a
( 1. 41)
6. 26 bcd
( 1. 74)
5. 64cd
( 2. 42)
3. 75d
( 1. 76)
氨态氮/总氮
Ammonia
N ( g kg- 1 T N)
39. 74de
( 0. 17)
35. 03e
( 9. 02)
51. 86cd
( 1. 34)
65. 80bc
( 16. 66)
75. 22b
( 12. 44)
69. 18b
( 3. 36)
109. 49a
( 10. 60)
水溶性碳水化合物
WSC ( g kg- 1DM)
36. 77a
( 3. 37)
21. 52b
( 0. 68)
12. 17c
( 1. 89)
9. 87cd
( 0. 88)
11. 88cd
( 1. 11)
9. 71cd
( 0. 79)
9. 18d
( 0. 25)


注:括弧中的数值表示标准差,同行数值肩标不同字母表示不同发酵天数间差异显著( P< 0. 05)
Note: Values in bracket indicate standard deviat ion, and valu es follow ed by di fferent let ters in the same row show signif icant dif f erences at
P< 0. 05
538
第 4期 荣辉等:初次刈割象草青贮发酵品质动态研究
高( P< 0. 05)。总挥发性脂肪酸 ( T otal VFAs)与
AA 含量变化相似, 也逐渐提高至青贮结束达到最
大值( P< 0. 05)。乳酸/乙酸( LA/ AA )从第 1天开
始迅速提高至第 2天达到 9. 66( P< 0. 05) , 随后缓
慢提高至第 5天达到最大值( 10. 26) ( P< 0. 05) , 之
后又明显降低( P< 0. 05)。氨态氮/总氮( AN/ T N)
逐渐提高,第 5天明显提高 ( P < 0. 05) , 并在第 30
天达到最大值( 109. 49 g kg - 1TN ) ( P< 0. 05)。
WSC含量在最初 1天内很快从材料草的57. 80
g kg
- 1
DM 降低到36. 77 g kg- 1 DM ,随后在第1- 2
天和第 2- 3天两个时间段均明显下降( P< 0. 05) ,
第 3天以后缓慢降低。
3
讨论与结论
30 天青贮结束后尽管有较高的 AN/ TN
( 109. 49 g kg
- 1
TN )值, 但 pH 值 ( 3. 94)和 to tal
VFAs 含量 ( 18. 94 g kg- 1 DM ) 较低, LA 含量
( 56. 70 g kg
- 1
DM)较高, PA 和 BA 含量几乎没有
或很低, 根据 Catchpoole 和 H enzell报道的评价标
准[ 2] , 本试验中象草发酵品质较好。
在整个青贮发酵过程中, DM 无明显下降, 这是
由于采用的实验室青贮窖密封性好,没有流汁损失,
因此 DM 损失少[ 3, 8]。pH 值在最初 2天内快速下
降( P< 0. 05) , 并在第 5天下降到最低值。这是由
于在最初 2天内 LA 大量迅速生成, 并持续增加到
第 5天。青贮第 5天显示最高的 LA 含量、LA/ AA
值及最低的 pH 值表明最旺盛的乳酸发酵发生在青
贮前 5天,也说明最初 5天的发酵主要是受同型乳
酸菌所支配。然而在第 5 天后 LA 含量有降低趋
势, AA 的含量逐渐提高, 且 LA/ AA 开始显著下降
( P< 0. 05) ,表明第 5天后发酵由同型转向异型发
酵。与 Shao 等[ 8] 对意大利黑麦草早期发酵动态研
究结果相似。青贮早期发酵由同型乳酸菌启始, 但
随着 pH 降低而向异型发酵转变, 主要是因为异型
乳酸菌对乙酸和 pH 有更强的耐受力[ 8]。
在青贮前 14天, PA 和 BA 的含量几乎没有或
很低, AN/ T N低于 80 g kg- 1 T N, 主要是由于 LA
迅速产生, pH 快速下降有效地抑制了丁酸菌和其
他微生物的活性 [ 8]。但是 BA 含量和 AN/ TN 值在
第 30天明显提高( P< 0. 05) , 说明丁酸菌的活动并
未被完全抑制, 它能够利用氨基酸和糖分,产生氨态
氮和丁酸[ 8] 。高湿环境更有利于丁酸菌的生长 [ 8] ,
本试验中青贮原料水分含量高, 可能给丁酸菌生长
提供了适宜的环境, 结果在较低pH值( 3. 94)情况
下丁酸菌仍有活性。表明高水分条件下, 青贮饲料
必须具有更低的 pH 值才能有效抑制丁酸菌的活
动。在整个青贮期内, To tal VFAs与 AA 的变化一
致,这是因为 AA 在所产生的总挥发性脂肪酸中占
最大比例,而 PA和 BA 的含量都很低。
水溶性碳水化合物含量在 0- 1 天内从原料的
57. 80降低到 36. 77 g kg- 1DM, 而 LA 含量第 1天
仅为 16. 97 g kg- 1DM ,表明在最初 1天内 WSC 的
消耗部分来自于植物的呼吸作用。1- 3天继续快
速降低( P< 0. 05) , LA 含量明显提高( P< 0. 05) ,
说明这段时间WSC 的消耗主要来自乳酸发酵[ 8]。
第 1天后,乳酸快速产生主要是由于原材料水分含
量高、发酵底物较充足和植物汁液快速渗出刺激了
同型乳酸菌的活动, 提高了乳酸菌对糖分的利用效
率[ 8 ]。本研究中 LA 一直是主要的发酵产物, 导致
产生乳酸型青贮饲料, 与 Yokota 等 [ 5] 的研究结果
一致。WSC 含量决定暖季型牧草的发酵类型, 只要
有足够的WSC, 暖季型牧草仍可产生乳酸型发酵,
只有在WSC含量低的情况下才倾向于产生醋酸型
青贮饲料 [ 5]。本研究中青贮结束时仍有 9. 18 g
kg- 1DM 的WSC剩余, 说明试验所用象草的 WSC
能够满足乳酸菌的发酵, 这可能是产生乳酸型而不
是醋酸型青贮饲料的一个原因。
研究结果表明, 在江苏地区, 生长 65 天的象草
株高达 140 cm 以上,尽管含有较高的水分, 但WSC
含量能够满足乳酸菌发酵的需要, 可以调制成发酵
品质良好的青贮饲料。
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才
杰)
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