黃曉輝，李樹成，李東華，王彥榮

(草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國家重點實驗室 蘭州大學草地農(nóng)業(yè)科技學院，甘肅 蘭州 730020)

苦豆子和玉米秸稈的混合青貯

黃曉輝，李樹成，李東華，王彥榮

(草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國家重點實驗室 蘭州大學草地農(nóng)業(yè)科技學院，甘肅 蘭州 730020)

將苦豆子(Sophoraalopecuroides)和玉米(Zeamays)秸稈經(jīng)過不同混合比例(苦豆子和玉米秸稈鮮質(zhì)量比分別為10∶0、8∶2、6∶4、4∶6、2∶8和0∶10)青貯，在青貯30、45和60 d后對混貯料的營養(yǎng)成分、發(fā)酵品質(zhì)及總生物堿含量進行測定，旨在尋求能夠提高苦豆子和玉米秸稈發(fā)酵品質(zhì)及營養(yǎng)成分，降低苦豆子總生物堿含量的最優(yōu)混貯比例及青貯時間。結(jié)果表明，隨著苦豆子在混貯料中比例的升高，各混貯料的pH值、氨態(tài)氮/總氮和粗蛋白含量呈增加趨勢，乳酸、中性和酸性洗滌纖維含量呈降低趨勢，各處理青貯飼料較青貯原料總生物堿含量顯著降低(Plt;0.05)。2∶8比例青貯品質(zhì)及降低總生物堿含量效果最佳，使混貯料pH值降至3.95～4.01，粗蛋白含量比玉米單貯增加了52.98%～64.69%，總生物堿含量降低了65.63%～66.41%。青貯45 d后，隨時間延長，青貯品質(zhì)及總生物堿含量無明顯變化。

營養(yǎng)成分；發(fā)酵品質(zhì)；總生物堿

苦豆子(Sophoraalopecuroides)為豆科(Leguminosae)槐屬(Sophora)多年生草本植物，耐旱、耐堿性強，耐沙埋，具有良好的沙生特性[1]，且野生資源豐富，蘊藏量大?？喽棺佑猛緩V泛，植株及種子為中國傳統(tǒng)中草藥，也可用作農(nóng)田綠肥、蜜源、綠色農(nóng)藥、防風固沙及固氮植物[1-2]。苦豆子具有豐富的營養(yǎng)價值，蛋白質(zhì)含量20.33%～21.90%，且富含多種氨基酸[3-4]。但因苦豆子中含大量生物堿，不同器官中總生物堿含量為1.11%～4.56%[5]，導致其味道極苦，適口性差，在青綠期家畜多不采食，在秋、冬季缺乏青飼料時，家畜會有少量采食。這一特性嚴重限制了其作為飼草的利用率，導致苦豆子資源大量浪費，經(jīng)濟價值降低。有研究表明，苦豆子所含生物堿單體均具有急性毒性[6]，小鼠中毒后表現(xiàn)為精神萎靡、懶動、體溫下降等癥狀，死前身體劇烈抽搐，解剖發(fā)現(xiàn)，腎臟表現(xiàn)出明顯的病理變化[7]。Ngwa等[8]研究發(fā)現(xiàn)，將Acaciasieberiana青貯35 d后，原料中所含有毒物質(zhì)氰化物含量從130.6 mg·kg-1降低到18.1 mg·kg-1，且青貯能夠改善飼草的適口性，青貯后飼草具有芳香酸味、柔軟多汁[9-10]。

豆科牧草水溶性碳水化合物含量低，緩沖能高，阻礙了青貯過程中pH值的迅速下降，單獨青貯難以成功，而禾本科牧草水溶性碳水化合物含量較高，通過二者混合青貯的方式，可增加青貯原料中水溶性碳水化合物的含量，為青貯提供適宜的發(fā)酵底物，改善青貯品質(zhì)。且豆科牧草粗蛋白含量高，二者混貯后，可以提高飼草的營養(yǎng)價值[11-13]。例如，紫花苜蓿(Medicagosativa)和玉米(Zeamays)秸稈混合青貯[11]，白花草木樨(Melilotusalbus)和燕麥(Avenasativa)混合青貯[12]，沙打旺(Astragalusadsurgen)和玉米秸稈混合青貯[13]等均獲得了優(yōu)質(zhì)的混貯飼料。本研究將苦豆子和玉米秸稈采用不同比例混貯，分析其營養(yǎng)成分、青貯品質(zhì)及總生物堿含量，旨在探求最優(yōu)混貯比例，為提高苦豆子青貯發(fā)酵品質(zhì)及降低總生物堿含量提供理論依據(jù)與技術支持。

1 材料與方法

1.1青貯原料 青貯原料分別為苦豆子和玉米秸稈，苦豆子為摘除籽實后的野生苦豆子莖葉資源，玉米秸稈采自蘭州大學臨澤草地生態(tài)試驗站，于成熟期同時刈割，青貯原料化學成分見表1。

表1 苦豆子和玉米秸稈的化學成分Table 1 Chemical composition of Sophora alopecuroides and corn straw

1.2試驗設計 試驗共設置6個青貯比例及3個青貯時間處理，苦豆子和玉米秸稈(鮮質(zhì)量)混合比例為10∶0、8∶2、6∶4、4∶6、2∶8和0∶10，青貯時間分別為30、45和60 d。不同比例各個時間處理3個重復。

1.3青貯調(diào)制 將苦豆子和玉米秸稈用鍘刀切短至1～2 cm，依比例取1 000 g并混合均勻，裝入聚乙烯袋，用DZ-500/2S型真空包裝機抽真空并封口。室溫條件下分別放置30、45和60 d后開啟，取樣并進行相關指標分析。

1.4指標測定及方法 將聚乙烯袋開封后，取出青貯料，充分混勻。稱取20 g青貯料，加入180 mL蒸餾水，用九陽榨汁機攪碎1 min，后用4層紗布過濾，得到青貯飼料浸提液，于-20 ℃下保存，用于pH值、乳酸、揮發(fā)性脂肪酸(乙酸、丙酸和丁酸)、水溶性碳水化合物及氨態(tài)氮的測定。剩余青貯料于65 ℃下烘干48 h，用植物粉碎機粉碎過0.45 mm篩后，收集保存，用于測定干物質(zhì)、粗蛋白、中性及酸性洗滌纖維和總生物堿含量。干物質(zhì)(DM)用烘干法測定；pH值用雷磁PHS-3C型pH計測定；粗蛋白(CP)含量用凱氏定氮法測定[14]；水溶性碳水化合物(WSC)含量用蒽酮-硫酸比色法測定[15]；氨態(tài)氮(NH3-N)含量用苯酚-次氯酸比色法測定[16]；中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維(ADF)含量用Van Soest法測定[17]，乳酸和揮發(fā)性脂肪酸用 SHIMADZE-10A型高效液相色譜儀分析，色譜柱為ShodexRspak KC-811S-DVB gel Column 300 mm×8 mm，檢測器為SPD-M10AVP，流動相為3 mmol·L-1高氯酸，流速1 mL·min-1，進樣量5 L，柱溫50 ℃，檢測波長210 nm[18]；總生物堿含量用酸性染料分光光度法測定[19]。

1.5統(tǒng)計分析 采用SPSS 17.0軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，采用Duncan多重比較法進行各處理間均值的比較，采用Excel 2010軟件制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1青貯飼料發(fā)酵品質(zhì) 苦豆子單貯pH值顯著高于其余處理(Plt;0.05)，超過5.00。隨著玉米秸稈在混貯中比例的升高，pH呈降低趨勢，在2∶8比例下，pH值達3.95～4.01，30 d后，隨著天數(shù)的延長，pH值無明顯變化。玉米秸稈單貯、2∶8和4∶6比例下，乳酸含量顯著大于其余處理(Plt;0.05)，45 d后，乳酸含量變化較小。2∶8比例處理乙酸含量與玉米秸稈單貯差異不顯著(Pgt;0.05)，其余處理均顯著(Plt;0.05)大于玉米秸稈單貯。青貯30 d時，各處理均未檢測到丙酸，隨著青貯天數(shù)的延長，在苦豆子比例較高的處理中出現(xiàn)丙酸。各處理均未檢測到丁酸?？喽棺訂钨A或玉米秸稈單貯與其余處理相比，氨態(tài)氮/總氮均差異顯著(Plt;0.05)?；熨A中，2∶8比例處理氨態(tài)氮/總氮顯著低于其余處理。隨著青貯天數(shù)的延長，不同比例處理的氨態(tài)氮/總氮變化趨勢不同，但總體無明顯變化(表2)。

2.2青貯飼料化學成分 苦豆子單貯時DM、CP含量均最高，玉米秸稈單貯時DM、CP含量最低，且分別與其余各處理間差異顯著(Plt;0.05)。隨苦豆子在混貯中比例的增加，DM、CP含量呈增加趨勢。除玉米秸稈單貯處理CP含量隨著青貯天數(shù)的延長呈降低趨勢外，其余處理隨青貯天數(shù)的延長CP含量無顯著變化(Pgt;0.05)?；熨A中，2∶8處理DM、CP含量最高，青貯45 d時，其含量分別比玉米秸稈單貯增加了11.15%和58.54%。隨著混貯中苦豆子比例的增加，NDF、ADF的含量逐漸降低，說明苦豆子的加入可以降低青貯飼料中纖維的含量。玉米秸稈單貯處理的ADF含量隨青貯天數(shù)的延長有顯著變化，其余比例處理下青貯天數(shù)對ADF含量無顯著影響(Pgt;0.05)。隨著苦豆子在混貯中比例的升高以及青貯天數(shù)的延長，WSC含量呈降低趨勢(表3)。

2.3青貯飼料總生物堿含量 與苦豆子原料相比，各比例青貯處理均顯著降低了總生物堿含量(Plt;0.05)，且隨苦豆子在混貯中比例的降低，總生物堿含量呈降低趨勢。2∶8比例下，總生物堿含量比青貯原料降低了65.63%～66.41%。青貯天數(shù)對混貯料中總生物堿含量無顯著影響(Pgt;0.05)(圖1)。

表2 苦豆子和玉米秸稈混合青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì)Table 2 The fermentation quality of Sophora alopecuroides and corn straw mixed silage

注：同列不同大寫表示相同青貯時間下不同青貯比例處理間差異顯著(Plt;0.05)，同行不同小寫字母表示相同青貯比例下不同青貯時間處理間差異顯著(Plt;0.05)。下同。

Note：Different capital letters within the same column show significant differences among different mixed ratio with the same ensiling days at 0.05 level. Different lower case letters show significant differences among different ensiling days for the same mixed ratio at 0.05 level.The same below.

表3 苦豆子和玉米秸稈混合青貯飼料的營養(yǎng)成分Table 3 Nutrition composition of Sophora alopecuroides and corn straw mixed silage

3 討論與結(jié)論

原料中的WSC是乳酸菌發(fā)酵的底物，適宜水平的WSC含量可以促進乳酸的生成和pH值的快速降低，使發(fā)酵達到理想狀態(tài)[20]?？喽棺訛槎嗄晟箍颇敛?，含糖量較低，僅為2.67%，而玉米秸稈的高含糖量(12.89%)可以使二者的混貯料滿足青貯對糖分的要求。

pH值通常被當作評價青貯優(yōu)劣與否的重要指標，一般認為pH值降至4.2可達到成功青貯的要求[20]。當pH過高時，不能有效抑制腐敗菌、丁酸菌等的繁殖，會使蛋白質(zhì)分解，導致青貯飼料營養(yǎng)物質(zhì)的損失和品質(zhì)的下降[21]。試驗中，苦豆子單獨青貯pH值均達5.0以上，隨著混貯中玉米秸稈比例的增加，pH值逐漸降低，2∶8比例下，pH值達3.95～4.01，說明和玉米秸稈的混貯改善了苦豆子的青貯品質(zhì)。隨著玉米秸稈在混貯中比例的增加，乳酸含量逐漸增加。玉米單貯和2∶8處理下，乙酸含量顯著低于其余處理。青貯30 d時，在各處理均未檢測到丙酸，隨著青貯天數(shù)的延長，在苦豆子比例高的情況下，有丙酸的產(chǎn)生。各處理均未檢測到丁酸。氨態(tài)氮/總氮被廣泛用于評價青貯品質(zhì)的好壞，其反映了青貯過程中蛋白質(zhì)被分解的程度，該值越大說明蛋白質(zhì)分解越多，青貯品質(zhì)越差[22]?？喽棺訂钨A氨態(tài)氮/總氮顯著高于其余處理，為11.60%～13.13%?；熨A中，2∶8比例處理氨態(tài)氮/總氮最低，比苦豆子單貯降低了42.33%～48.21%，說明玉米秸稈的加入有效地降低了混貯料蛋白質(zhì)的分解，提高了青貯品質(zhì)。

圖1 苦豆子和玉米秸稈混合青貯后總生物堿含量Fig.1 Alkaloid content of Sophora alopecuroides and corn straw mixed silage

注：不同大寫表示相同青貯時間不同青貯比例處理間差異顯著(Plt;0.05)。不同小寫字母表示相同青貯比例不同青貯時間處理間差異顯著(Plt;0.05)。青貯0 d為對照。

Note：Different capital letters show significant differences among different mixed ratio within the same ensiling days at 0.05 level. Different lower case letters show significant differences among different ensiling days for the same mixed ratio at 0.05 level. Ensiling 0 d is control.

青貯料的營養(yǎng)價值是人們關注的另一個重點問題。其中CP含量是衡量飼草營養(yǎng)價值的重要指標。禾本科牧草易青貯，但CP含量低，向白花草木樨中添加30%燕麥，可使混貯料中CP含量較燕麥單貯增加18.29%[12]。本試驗中，隨苦豆子在混貯中比例的升高，混貯料中CP的含量明顯增加，不同處理天數(shù)下，2∶8比例處理比玉米秸稈單貯的CP含量增加了52.98%～64.69%。除玉米秸稈單貯外，青貯天數(shù)對CP含量影響不顯著。NDF和ADF是反映纖維質(zhì)量的有效指標，Van[23]報道，NDF值與家畜吸收率成負相關關系，NDF越低表明其經(jīng)濟價值越高，ADF是纖維素中可消化的部分，其含量與飼草消化率呈負相關[23-24]。本試驗中，玉米秸稈單貯的NDF、ADF含量顯著高于其余處理。隨著混貯中苦豆子比例的增加，NDF、ADF含量呈降低趨勢，2∶8比例處理下，二者分別較玉米秸稈單貯降低了3.39%～7.14%、4.48%～8.06%，說明苦豆子與玉米秸稈混合青貯有助于降低混貯料中的纖維含量。

苦豆子中含有生物堿、黃酮類、氨基酸、有機酸、蛋白質(zhì)、脂肪酸和各種無機元素[25]，其主要化學成分是生物堿，已分離鑒定出的生物堿多屬于喹諾里西啶類，包括氧化苦參堿、苦參堿、槐果堿、槐定堿等[4]?？喽棺尤菥猩飰A，通過對小鼠的研究發(fā)現(xiàn)，其所含單體生物堿均具有急性毒性[6]，牲畜因饑餓貪食苦豆子輕則消化不良，重則痙攣，食入過多甚至會引至死亡[7]。青貯對毒素含量升降的作用因毒素種類而異。馮鵬和孫啟忠[13]的研究表明，沙打旺和玉米混合青貯料中黃曲霉毒素含量較原料高，而玉米赤霉烯酮、硝酸鹽、亞硝酸鹽含量均減少，青貯對無機毒素鉛、砷、鉻的影響不顯著。Ngwa等[8]研究發(fā)現(xiàn)，將Acaciasieberiana青貯后，原料中所含有毒物質(zhì)氰化物含量降低。本研究中，通過苦豆子和玉米秸稈的混合青貯，顯著降低了混合青貯料中總生物堿的含量?？喽棺訂为毲噘A后，總生物堿含量降低了10.16%～15.63%，2∶8比例處理下，總生物堿含量僅為0.87%。生物堿含量的降低可能是苦豆子比例的降低所致，也可能是因為青貯使其含量降低，但總生物堿在飼料中含量的安全范圍及青貯時生物堿含量降低的機理有待進一步研究。綜上所述，苦豆子單貯不能得到優(yōu)質(zhì)青貯飼料，與玉米秸稈混合青貯后，青貯品質(zhì)得到改善，綜合考慮青貯品質(zhì)、營養(yǎng)成分及總生物堿含量，苦豆子和玉米秸稈2∶8比例下混貯效果最好。

[1] 中國科學院中國植物志編輯委員會.中國植物志[M].北京:科學出版社,1994(40):80.

[2] 高曉原,貝盞臨,雷茜,等.寧夏苦豆子資源基本情況及綜合開發(fā)現(xiàn)狀[J].中國野生植物資源,2009,28(4):17-20.

[3] 張建華,烏云,侯建華.等.苦豆子游離氨基酸的成份測定[J].氨基酸和生物資源,1997,19(4):39-40.

[4] 朱金霞.不同產(chǎn)地苦豆子中主要有效成分的比較研究[J].時珍國醫(yī)國藥,2012,23(2):335-336.

[5] 馬玲,王俊卿,冷曉紅.等.苦豆子不同生長期不同器官總生物堿含量的動態(tài)變化研究[J].寧夏醫(yī)學雜志,2011,33(1):21-22.

[6] 牟新利,王武寶,巴杭,等.中藥苦豆子化學成分及生理活性的研究進展[J].新疆師范大學學報(自然科學版),2005,24(1):45-50.

[7] 李生虎,何生虎.苦豆子生物堿的毒性研究[J]農(nóng)業(yè)科學研究,2009,30(1):27-29.

[8] Ngwa T A,Nsahlai I V,Iji P A.Ensilage as a means of reducing the concentration of cyanogenic glycosides in the pods ofAcaciasieberianaand the effect of additives on silage quality[J].Journal of the Science of Food and Agriculture，2004,84:521-529.

[9] 韓吉雨.青貯發(fā)酵體系中乳酸菌多樣性的研究[D].呼和浩特:內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學,2009.

[10] Weinberg Z G,Ashbell G,Chen Y.Stabilization of returned dairy products by ensiling with straw and molasses for animal feeding[J].Journal of Dairy Science,2003,86(4):1325-1329.

[11] 王林,孫啟忠,張慧杰.苜蓿與玉米混貯質(zhì)量研究[J].草業(yè)學報,2011,20(4):202-209.

[12] 顧雪瑩,玉柱,郭艷萍,等.白花草木樨與燕麥混合青貯的研究[J].草業(yè)科學,2011,28(1):152-156.

[13] 馮鵬,孫啟忠.不同比例玉米與沙打旺混貯營養(yǎng)成分及有毒有害物質(zhì)分析[J].畜牧獸醫(yī)學報,2011,42(9):1264-1270.

[14] Krishnamoorthu U,Muscato T V,Sniffen C J,etal.Nitrogen fractions in selected feed stuffs[J].Journal of Dairy Science,1982,65:217-225.

[15] Dubois M，Gilles K A，Hamilton J K，etal．Colorimetric method for determination of sugars and related substances[J]．Analytical Chemistry,1956,28(3):350-353.

[16] Broderica G A,Kang J H.Automated simultaneous determination of ammonia and amino acids in ruminal fluid and in vitro media[J].Dairy Science,1980,33:64-75.

[17] Vansoest P J,Robertson J B,Lewis B A.Methods for dietary fiber,neutral detergent fiber and nonstarch polysaccharides in relation nutrition[J].Journal of Dairy Science,1991,74:3583-3597.

[18] 許慶方,周禾,玉柱,等．貯藏期和添加綠汁發(fā)酵液對袋裝苜蓿青貯的影響[J]．草地學報,2006,14(2):129-133.

[19] 辛海量,趙玉海,林峰,等.苦豆草中總生物堿含量測定[J].解放軍藥學學報,2002,18(2)：113-115.

[20] 原現(xiàn)軍,余成群,李志華,等.西藏青稞秸稈與多年生黑麥草混合青貯發(fā)酵品質(zhì)的研究[J].草業(yè)學報,2012,21(4):325-330.

[21] 楊志剛.多花黑麥草春季青貯技術的研究[D].南京:南京農(nóng)業(yè)大學,2002.

[22] 韓立英,玉柱.3種乳酸菌制劑對苜蓿和羊草的青貯效果[J].草業(yè)科學,2009,26(2):66-71.

[23] Vansoest P J.Nutritional Ecology of the Ruminant[M].2.ed.Ithaca:Cornell University,1994:476.

[24] 楊效民.種植苜蓿與飼養(yǎng)奶牛[J].黃牛雜志,2003,29(3):53-58.

[25] 王鍵,王洪新,呂潭玲.苦豆子種子無機元素及其油中脂肪酸成分分析[J].中藥材,2002,25(2):107．

FermentationqualityandcontentofpoisonoussubstancesinSophoraalopecuroidesandcornstrawmixedsilage

HUANG Xiao-hui, LI Shu-cheng, LI Dong-hua, WANG Yan-rong

(Statye Key Laboratory of Grassland Agro-ecosystems; College of Pastoral Agriculture Science and Technology, Lanzhou University, Lanzhou 730020, China)

Sophoraalopecuroidesand corn straw were mixed and silaged at radio of 10∶0, 8∶2, 6∶4, 4∶6, 2∶8 and 0∶10, respectively. The nutrition composition, fermentation quality and alkaloid content were measured after 30, 45 and 60 d ensilage, the aim of this study was to seek optimal mixed silage radio and ensiling days ofS.alopecuroidesand corn straw, improve the fermentation quality and nutrition composition, and reduce the content of alkaloid. The result showed that with the proportion ofS.alopecuroidesincreasing, pH, ammonia/total nitrogen and crude protein would increase, while the lactic acid, neutral detergent fiber and acid detergent fiber has a descending trend, the alkaloid content of all mixed silage was significantly lower (Plt;0.05) than raw material ofS.alopecuroides. The mixed silage withS.alopecuroidesand corn straw 2∶8 was best, the pH value was reduced to 3.95～4.01(lt;4.2), the content of crude protein was 52.98%～64.69% higher than that of single corn straw silage, the alkaloid content was 65.63%～66.41% lower than raw material ofS.alopecuroides. Ensiling days had no significant effect on the fermentation quality and content of alkaloid.

nutrition composition; fermentation quality; alkaloid

WANG Yan-rong E-mail:yrwang@lzu.edu.cn

S548

A

1001-0629(2013)10-1633-07

2013-05-08 接受日期：2013-06-18

公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項課題——低毒飼草飼料的開發(fā)與高效利用技術研究與示范(20120304205)；蘭州大學中央高?；究蒲袠I(yè)務費專項資金(lzujbky-2012-95)作者簡介:黃曉輝(1987-)，女，內(nèi)蒙古阿拉善左旗人，在讀碩士生，主要從事草類種子與種質(zhì)資源研究。E-mail：huangxh07@lzu.edu.cn

王彥榮(1956-)，女，吉林大安人，教授，博士，主要從事草類種子與種質(zhì)資源研究。E-mail：yrwang@lzu.edu.cn