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不同添加剂对红三叶青贮品质影响的研究

栏目:青贮技术 发布时间:2020-11-28
                                                                                               不同添加剂对红三叶青贮品质影响的研究
                                                                                                      陶莲1,玉柱1﹡,陈燕1,云鹏2
                                                                (1.中国农业大学草地研究所  北京  100094;2.北京市畜牧兽医总站 北京 100029)

摘要:本研究探讨了不同添加剂对红三叶青贮饲料发酵品质与化学成分的影响。实验处理分别是对照组、青宝II号添加组、青宝II号+纤维素酶添加组、甲酸添加组和糖蜜添加组。青贮45d后打开取样,测定其发酵品质与化学成分。结果表明,与对照相比,添加剂处理可显著降低红三叶青贮饲料的pH值和非蛋白氮含量(P<0.05);青宝II号、青宝II号+纤维素酶处理可显著提高青贮饲料乳酸含量(P<0.05),青宝II号+纤维素辅酶处理青贮饲料可溶性碳水化合物含量显著低于对照组(P<0.05);甲酸处理青贮饲料的可溶性碳水化合物含量显著高于对照组,乳酸含量和氨态氮含量显著低于对照组(P<0.05)。 通过利用添加剂可以改善红三叶青贮饲料的发酵品质和化学成分。
关键词:红三叶;青贮;添加剂;发酵品质;可溶性碳水化合物  
中图分类号:

The Effect of Additives on Red Clover Silages Quality
TAO Lian1,YU Zhu1﹡,CHEN Yan1,YUN Peng2
(1.Institute of Grassland Science, China Agriculture University, Beijing 100094;2 .Animal Husbandry and Veterinary terminus in Beijing,Beijing 100029)
Abstract : The experiment was conducted to investigate the effects of different silage additives on fermentation quality and chemical composition of red clover silages. The silage additives include: FAST-SILE(FS), cellulase(CE), molasses(M), formic acid(FA) . The results showed that The pH and the content of Non-protein Nitrogen in all the treatments were markedly lower than the control(p<0.05). The lactic acid content of FAST-SILE treatment and FAST-SILE - cellulase treatment were significantly higher than the control(p<0.05), and the content of the water soluble carbohydrates in the treatment of FAST-SILE - cellulase was markedly decreased(p<0.05). The content of  the water soluble carbohydrates of the treatments of formic acid were significantly increased (p<0.05) , and the content of Ammonia Nitrogen and lactic acid with formic acid  treatment were further decreased(p<0.05). Additives improved the fermentation quality of red clover silages and changed their chemical composition.
Key Words: Red clover; Silage; Additives; Fermentation quality; Water soluble carbohydrate

       红三叶(Trifolium pretense L.)是豆科牧草中最重要的牧草之一, 在我国的云南、贵州、湖南、湖北、江西、四川、新疆等省、自治区都有栽培,并有野生状态分布。红三叶适宜在我国亚热带高山低温多雨地区种植,北京、河南、河北等水肥条件好的地区也可种植[1]。目前国内红三叶青贮研究较少,由于豆科牧草缓冲能较高,而可溶性碳水化合物含量较低,不宜制作优质青贮饲料[2-3]。本试验从解决红三叶的青贮方法入手,研究不同添加剂及混合其他原料对红三叶青贮饲料发酵品质和营养成分的影响。探讨适合于红三叶青贮的调制方法。通过探讨红三叶最佳青贮措施,最大限度的降低青贮过程中营养物质的损失,从而生产出优质的红三叶青贮饲料。
基金项目:十一五国家科技支撑项目“优质草产品生产加工与高效利用关键技术研究”(2006BAD16B03-04)、“牧草丰产技术集成与产业化示范”(2006BAD16B08)、北京市畜牧兽医总站与中国农业大学
合作项目“三叶草生产技术集成试验示范” 和农业部“948”项目(2006-G38)资助
作者简介:陶莲(1984-),女(达斡尔族),内蒙古呼伦贝尔人,硕士研究生,从事牧草加工贮藏方面的研究。
Email: taolian@cau.edu.cn;*通讯作者,Email: yuzhu3@sohu.com
1.1试验材料
1.1.1青贮原料
       以北京市昌平区人工种植的红三叶为青贮原料,孕蕾期刈割。
1.1.2青贮添加剂
       青宝II号(FS)(主要成分是乳酸菌、矿物质元素等):由北京塔金生物技术有限公司提供;
       纤维素酶(CE):由北京塔金生物技术有限公司提供;
       糖蜜(M):工业产品;
       甲酸(FA):纯度为85%。
1.2试验设计
      本试验共设置13个处理(见表1),每个处理三个重复。
      表1 红三叶青贮试验设计
      Table 1 The experimental design of the red clover silages
处理Treatments

添加量Amount of additives
对照
C
0
青宝II号
FS
FS1
2.5g/t


FS2
5.0g/t


FS3
10g/t
青宝II号+纤维素酶
FS+CE
FS+CE 1
2.5g/t+0.5 g/t


FS+CE 2
2.5g/t+1.0 g/t


FS+CE 3
5.0g/t+1.0g/t
糖蜜
M
M1
1%


M2
2%


M3
4%
甲酸
FA
FA1
5l/t


FA2
8l/t


FA3
10l/t

注:C:对照,control;FS:青宝II号,FAST-SILE;CE:纤维素酶,cellulase;M:糖蜜,molasses; FA:甲酸,formic acid;下表同, the same as below

1.3试验方法
1.3.1青贮制作
       将红三叶用青贮切碎机切成2~3cm长的草段,与添加剂混合均匀后,装入聚乙烯袋中,每袋大约200g,然后用真空包装机抽真空并封口,室温贮藏45天后开封取样。
1.3.2测定项目与方法
       在制作青贮时,取红三叶原料样,带回实验室。蒽酮硫酸法测WSC[4]、凯氏法测定CP和NPN[5]。
青贮袋开启后,随机取20g青贮饲料,加入180ml蒸馏水,匀浆60s,先4层粗纱布粗滤,再用滤纸精滤后测定pH值[6]。滤液于-20℃保存,待测有机酸 [7]和氨态氮[8]。 剩余青贮饲料于60℃烘干48h。过1mm筛粉碎,密封保存。测定干物质(DM)、可溶性糖(WSC)、粗蛋白(CP)、非蛋白氮(NPN),范氏法测定中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)[5]。
1.3.3红三叶青贮的综合评分
        将有机酸评分和氨态氮评分结合,规定两者各占50%。综合得分包含了青贮饲料中蛋白质和碳水化合物两方面的信息,其得分数与青贮饲料质量的关系如下:0~20分极差,21~40 分差,41~60分可,61~80分良,81~100分优[9]。 
1.3.4数据分析 
       数据统计方法利用Excel软件处理基础数据,用SAS软件中的GLM程序对数据进行方差分析和多重比较。
2结果与分析
2.1红三叶原料特性
       红三叶原料CP占DM百分含量为21.00%,NPN占TN百分含量为13.03%,WSC占干物质百分含量为4.02%。 
2.2各种添加剂对红三叶青贮饲料发酵品质的影响
       各处理组青贮后,与对照组相比,pH值均显著降低(P<0.05)(见表2),其中青宝II号+纤维素酶处理中,pH值随着添加量增加有升高的趋势,而随着糖蜜添加量的增加pH值与对照相比,差异不显著(P>0.05),但有升高的趋势。与对照组相比,添加青宝II号、青宝II号+纤维素酶、4%糖蜜后乳酸含量显著升高,其中青宝II号、青宝II号+纤维素酶处理后乳酸含量有随着添加量的提高而升高的趋势,添加甲酸显著降低了乳酸含量(P<0.05)。乙酸、丙酸和丁酸在各种添加剂青贮料中差异不显著(P>0.05)。与对照组相比,各处里组的氨态氮占总氮百分含量都显著降低(P<0.05)。
表2 添加剂处理对红三叶青贮饲料发酵品质的影响
Table 2 The effect of additives on the fermentation quality of the red clover silages
处理
Treatments
pH
乳酸
Lactic Acid
(LA)
%DM
乙酸
Acetic Acid
(AA)
%DM
丙酸
Propionic Acid
(PA)
%DM
丁酸
Butyric Acid
(BA)
%DM
氨态氮/总氮
Ammonia Nitrogen /Total Nitrogen
(AN/TN)%
C
5.30a
1.38de
0.20 
0.34 
0.14
6.17a
FS
FS1
3.75c
5.38abc
0.26 
0.40 
0.06
3.48c
FS2
3.72c
6.32ab
0.40 
0.24
0.08
4.27bc 
FS3
3.72c
7.19a
0.41 
0.43 
0.08 
3.28c 
FS+CE
FS+CE1
3.61c
5.64 ab
0.34 
0.51 
0.06 
3.93c 
FS+CE2
3.71c
6.79a
0.57
0.24 
0.06 
4.82b
FS+CE3
4.09c
6.97a
0.50
0.59 
0.07 
5.01b  
M
M1
3.98c
3.95bcd
1.26
0.28
0.04
5.35b
M2
4.04c
3.70bcd 
0.47 
0.56 
0.02 
4.72b
M3
4.08c
5.24abc
0.55
0.56 
0.07
5.32b 
FA
FA1
2.82e
0.00 e
0.00 
0.15 
0.07 
0.31d 
FA2
3.15d
0.00 e
0.05 
0.31 
0.02 
0.31d 
FA3
2.98d
0.00 e
0.38 
0.28 
0.06 
0.35d
SE
0.05
0.38
0.059
0.024
0.02
0.030

注:表中同列不同小写字母表示平均数差异显著(p<0.05) 下表同
Note: Different letters in the same column show significant differences at a 0.05 level,the same as below

2.3各种添加剂对红三叶青贮饲料养分含量的影响
       添加青宝II号、青宝II号+纤维素酶,除FS1处理组外,WSC含量显著降低(P<0.05)(见表3),糖蜜、甲酸处理组中除M1、CS1处理外,WSC含量显著提高(P<0.05),在糖蜜处理组中,WSC含量随糖蜜添加量的提高显著提高;与对照组相比,各处理组ADF、NDF含量差异不显著。
表3 添加剂处理对红三叶青贮饲料化学成分的影响
Table3 The effect of additives on the chemical composition of the red clover silag
处理
Treatments
干物质
(DM)%
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
粗蛋白
(CP)%DM
非蛋白氮
/总氮
(NPN/TN)%
CK
26.16a
3.23fg
32.06abc
18.11a
18.27defg
41.43a
FS
FS1
22.28b
2.58gh
32.54abc
16.72abc
17.90efg
29.87bcde
FS2
24.97b
1.46h
34.54a
17.30abc
19.00cde
26.52cdef
FS3
24.08b
1.50h
34.00ab
17.68abc
19.09cde
31.91bcd
FS+CE
FS+CE1
21.50b
1.29h
33.58abc
17.89abc
20.68a
28.16cde
FS+CE2
21.42b
1.02h
31.33abc
17.62abc
19.46bcd
34.83b
FS+CE3
21.45b
1.15h
28.46bc
17.24abc
18.73def
32.91bc
M
M1
24.82b
2.31hg
31.99abc
17.22abc
17.54fg
18.76h   
M2
23.72b
4.69e
30.88abc
17.10abc
18.54def
32.23bcd
M3
25.41b
8.26ab
27.31c
15.06c  
16.47h  
30.18bcde
FA
FA1
26.04b
9.17a
32.03abc
15.63bc
20.37ab
21.92gh
FA2
25.76b
6.37cd
33.66abc
16.40abc
19.97abc
20.10gh
FA3
23.00b
7.34bc
32.35abc
16.25abc
17.83efg
24.43efg 
SE    

0.97
0.250
1.060
0.970
1.29
0.99



















2.4红三叶青贮综合评分方案

      除对照和甲酸处理等级为良外,青宝II号、青宝II号+纤维素酶、糖蜜处理等级皆为优,见表4。
表4红三叶青贮饲料的综合评分
Table 4 The evaluation of the red clover silages
处理
Treatments
乳酸
得分
Lactic 
Acid 
Score
乙酸
得分
Acetic 
Acid 
Score
丁酸
得分
Butyric       Acid           
Score
总酸
得分
Total
Acid           
Score
    
氨态氮
得分
Ammonia Nitrogen
Score
综合
得分
Total
Score
等级
Rank

CK
25
25
59
46
75.5
FS
FS2.5g/t
25
25
45
95
50
97.5
FS5g/t
25
25
45
95
50
97.5
FS10g/t
25
25
45
95
50
97.5
FS+CE
2.5+0.5g/t
25
25
45
95
50
97.5
2.5+1g/t
25
25
45
95
50
97.5
5+1g/t
25
25
45
95
48
95.5
M
1%S
25
23
45
93
48
94.5
2%S
25
25
50
100
50
100
4%S
25
25
45
95
48
95.5
FA
FA5mL/t
0
25
9
34
50
67
FA8mL/t
0
25
35
60
50
80
FA10Ml/t
0
8
32
40
50
70

3讨论

3.1 乳酸菌制剂对红三叶青贮饲料品质的影响
       牧草上天然附着的乳酸菌在青贮发酵过程中起着非常重要的作用[10],乳酸菌数量不足,添加乳酸菌可提高青贮发酵初期乳酸菌基数,促进乳酸发酵,抑制不良发酵[11]。青宝II号处理的红三叶青贮饲料的pH值、氨态氮含量和总氮中非蛋白氮的比例显著低于对照组(p<0.05),乳酸含量显著高于对照组(p<0.05),说明添加乳酸菌制剂增加了乳酸菌的数量,增强了乳酸菌与其他菌种的竞争能力,从而有效地促进乳酸发酵,增加了乳酸的产量,同时添加乳酸菌制剂也可显著降低氨态氮含量和总氮中的非蛋白氮的比例,这说明乳酸菌制剂的使用可明显改善红三叶青贮料的发酵品质。
3.2 乳酸菌制剂和纤维素酶混合添加对红三叶品质的影响 
       对于纤维素酶,许多试验者都认为其与对照组相比能够降低青贮pH、氨态氮、酸性洗涤纤维(ADF)和中性洗涤纤维(NDF)的含量,增加可溶性碳水化物、乳酸的含量[12-14]。此外,有报道称加入纤维素酶具有减少蛋白质分解和延缓青贮的二次发酵的功能[15],但也有一些不同的报道。           Sheperd和Kung[16]的研究结果表明,不同剂量的纤维素酶处理玉米青贮均不影响在青贮发酵过程中有机酸的生成。这可能是由于玉米本身所含的可发酵底物就比较高,使得添加纤维素酶对其青贮发酵品质影响不大。另外在试验中有些学者把纤维素酶和乳酸菌制剂混合使用,他们认为添加剂混合使用后能降低青贮的pH值,提高乳酸和WSC含量,减少青贮料的NDF、ADF、半纤维素和纤维素含量[17]。本次试验中乳酸菌制剂和纤维素酶的混合添加显著降低了红三叶青贮料的pH值、氨态氮含量和非蛋白氮含量,乳酸含量显著提高,ADF、NDF含量都有随着纤维素酶用量的增加而降低的趋势,改善了红三叶青贮料的发酵品质,这与 Selmer-Olsen等[13] 试验结果基本一致。WSC含量并未提高,可能是由于青贮发酵初期各种细菌活动强烈,WSC含量过多消耗。
3.3糖蜜对红三叶青贮品质的影响
       添加糖蜜后,与对照相比,所有糖蜜处理组pH值显著降低,NDF、ADF含量都有随着糖蜜含量的增加而降低的趋势,非蛋白氮含量和氨态氮含量显著下降。M2、M3处理中可溶性碳水化合物含量显著提高,M3处理乳酸含量显著提高, M1、M2乳酸含量与对照相比有提高趋势。M3处理粗蛋白含量显著下降,pH值和丁酸含量有略高于M1和M2处理的趋势。原因可能是随着糖蜜用量加大,除乳酸菌利用糖蜜外,梭菌等其他不良细菌也大量利用糖蜜进行繁殖,促进了蛋白质的降解[11],这在M3处理中表现明显。所以综合比较,M1处理较M2和M3处理效果好。
3.4甲酸对红三叶青贮品质的影响
       甲酸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,尤其适用于干物质含量和可溶性碳水化合物较低的作物。甲酸能够保存青贮原料本身含有的可溶性碳水化合物和由多糖转化而来的可溶性碳水化合物,这对反刍动物很重要,因为饲喂青贮料时可溶性糖是瘤胃微生物合成菌体蛋白质至关重要的能源[18]。甲酸处理青贮料与对照相比,pH显著降低,这与Ph illp[19] 和Cham berlain[20] 等实验结果一致。氨态氮和非蛋白氮含量显著降低,这与Alexander[21]报道一致。甲酸处理的乳酸含量低于对照组,且与对照组存在显著差异(P<0.05)。因为添加了甲酸,抑制了所有的微生物的生长繁殖活动,同时抑制了乳酸菌的生长繁殖活动,使得乳酸减少。甲酸处理组可溶性碳水化合物的含量显著高于对照组,,原因可能为经甲酸处理后在青贮饲料中形成了低pH值环境,抑制了微生物对可溶性碳水化合物的利用,从而保存了可溶碳水化合物。甲酸处理的青贮品质优于对照,而用本试验的评价方法评价其等级却为良,此评价方法可能不适合于甲酸处理的评价。
4结论
       采用添加剂处理青贮方法可以获得较理想的红三叶青贮饲料;添加乳酸菌制剂、乳酸菌制剂+纤维素酶、糖蜜3种处理组均可改善红三叶青贮饲料的发酵品质;添加甲酸可以迅速降低pH值、减少氨态氮和非蛋白氮含量。
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