劉海燕, 王彥靖, 王秀飛, 劉 鵬
(吉林省農(nóng)業(yè)科學院,吉林長春130033)
我國玉米秸稈資源非常豐富, 但由于未能有效利用,導致大量玉米秸稈被廢棄或焚燒,造成社會關(guān)注的環(huán)境危害, 使有效處理玉米秸稈成為迫在眉睫的問題。 玉米秸稈作為草食動物粗飼料的主要供應來源, 在青貯原料中占有極其重要的地位。 探索不同貯存方式及不同加工方法對玉米青貯營養(yǎng)品質(zhì)的影響具有現(xiàn)實意義。 但由于玉米秸稈蛋白質(zhì)含量低, 影響了其作為飼料在生產(chǎn)中的應用效果。 為了保護黑土地,我國發(fā)布了《東北黑土地保護規(guī)劃綱要(2017—2030 年)》,推廣玉米與大豆輪作和“糧改飼”,實行秸稈“過腹還田”。大豆具有較高含量的蛋白質(zhì)和維生素, 是家畜較好的綠色粗飼料資源(Jahanzad 等,2016),但其水溶性碳水化合物含量低,緩沖能高,阻礙了青貯過程中pH 的迅速下降(黃曉輝等,2014),并且氣味難聞,有較高含量丁酸(Budakli,2016),單獨青貯難以成功, 但與玉米混合青貯可以提高大豆的青貯效果(Ni 等,2018)。 根據(jù)全株大豆和玉米秸稈青貯的研究現(xiàn)狀, 針對玉米秸稈直接利用營養(yǎng)價值低及全株大豆難于調(diào)制成優(yōu)質(zhì)青貯飼料的問題,本研究將全株大豆和玉米秸稈采用不同比例混貯,分析其營養(yǎng)成分、能量值、發(fā)酵品質(zhì),旨在探討最佳混貯比例, 為提高全株大豆和玉米秸稈青貯發(fā)酵品質(zhì)提供理論依據(jù)與技術(shù)支撐。
1.1 青貯原料 青貯原料為全株大豆和玉米秸稈, 分別為鼓粒期的整株大豆和完熟期摘掉籽粒后的玉米秸稈,青貯原料的營養(yǎng)成分見表1。
表1 全株大豆和玉米秸稈的營養(yǎng)成分含量%
1.2 試驗設(shè)計 試驗共設(shè)置5 個青貯比例,全株大豆和玉米秸稈(鮮質(zhì)量)混合比例為1:0、2:1、1:1、1:2、0:1,青貯時間為45 d。
1.3 青貯調(diào)制 用鍘刀將全株大豆和玉米秸稈鍘成1 ~2 cm,依次按比例稱取1.5 kg,以0.5 kg為單位裝入真空塑料袋中,3 個重復,密封。 室溫條件下放置45 d,開封,取樣測定相關(guān)指標。
1.4 指標測定
1.4.1 化學成分測定 采用近紅外漫反射光譜法測定秸稈樣品的干物質(zhì)(DM)、粗蛋白質(zhì)(CP)、粗脂肪(EE)、粗灰分(Ash)、中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)、木質(zhì)素(ADL)、水溶性碳水化合物(WSC)、賴氨酸(Lys)、鈣(Ca),使用的儀器為FOSSDS2500 近紅外反射光譜儀 (丹麥,F(xiàn)OSS公司產(chǎn))。試驗樣品裝填在直徑130 mm 帶有石英玻璃窗口的樣品杯內(nèi)進行掃描。 光譜掃描時儀器工作參數(shù)為:譜區(qū)范圍850 ~2500 nm,每個樣品重復掃描8 次,取其平均光譜。
1.4.2 體外消化率測定 體外干物質(zhì)消化率(IVDMD)采用白琪林等(2006)的方法,結(jié)果以干基(%)表示。
1.4.3 青貯發(fā)酵品質(zhì)測定 pH、乳酸(LA)、乙酸(AA)、丙酸(PA)和丁酸(BA)、氨態(tài)氮(NH3-N)含量采用穆懷彬等(2011)的方法,結(jié)果以干基(%)表示。
1.4.4 能量值預測 采用馮仰廉(2004)提供的估算模型對樣品的維持凈能 (NEM)、 產(chǎn)奶凈能(NEL)、增重凈能(NEG)進行估算。
1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計 試驗數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0 進行單因素方差分析,用Duncan 氏進行多重比較,結(jié)果以“平均值±標準差”表示,P<0.05 為差異顯著。
2.1 不同比例對全株大豆和玉米秸稈混合青貯飼料營養(yǎng)成分的影響 由表2 可以看出, 隨著全株大豆比例的增加,CP 等含量顯著提高, 全株大豆與玉米秸稈的比例為1:1 時的CP、EE、Lys、Ca的含量、IVDMD 30 h 時含量較0:1 時分別提高了55.89%、192.10%、107.69%、250.00%、6.52%(P<0.05),Ash、NDF、ADF、ADL、WSC 的 含 量 顯 著 降低(P<0.05)。
2.2 不同比例對全株大豆和玉米秸稈混合青貯飼料能量值的影響 由表3 可以看出, 隨著全株大豆比例的增加, 能量值呈升高趨勢, 各組間的NEL差異顯著(P<0.05),全株大豆與玉米秸稈比例為1:1 時的NEM較0:1 時顯著提高了18.78%(P<0.05),全株大豆與玉米秸稈的比例為2:1 時的NEM較0:1 時顯著提高(P<0.05)。
2.3 不同比例對全株大豆和玉米秸稈混合青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響 從表4 可以看出, 隨著全株大豆比例的增加,pH、AA 和BA、NH3-N 含量呈升高趨勢,LA 含量呈降低趨勢, 全株大豆與玉米秸稈比例為1:1 時的pH、AA、BA、NH3-N 較比例為1:0 時降低了21.22%、48.82%、81.58%、59.02%,LA提高了34.65%(P<0.05)。
表2 不同比例對全株大豆和玉米秸稈混合青貯飼料營養(yǎng)成分和體外消化率的影響%
表3 不同比例對全株大豆和玉米秸稈混合青貯能量值的影響MJ/kg
表4 不同比例對全株大豆和玉米秸稈混合青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響
3.1 不同比例對全株大豆和玉米秸稈混合青貯飼料營養(yǎng)成分和體外消化率的影響 CP 和EE是評價飼料作物營養(yǎng)價值高低的重要營養(yǎng)指標,NDF 和ADF 是目前反映纖維質(zhì)量好壞的有效指標, 其含量分別與動物采食量和消化率呈負相關(guān)(閆琦等,2018)。 玉米秸稈用作動物飼料時,主要存在消化率低、 攝入量少以及秸稈中的蛋白質(zhì)含量低等問題,要提高秸稈的利用率,必須提高秸稈的消化率、營養(yǎng)吸收率以及動物的適口性,使家畜利用秸稈中一切可利用的營養(yǎng)物質(zhì) (陳國強等,2017)。本試驗針對全株大豆和玉米秸稈各自的營養(yǎng)優(yōu)勢和缺陷,將全株大豆和玉米秸稈混合青貯,隨著全株大豆比例的增加,CP、EE 含量呈增加趨勢,NDF、ADF 呈下降趨勢, 與Carpici(2016)、Ni等(2018)的試驗結(jié)果的變化趨勢相一致。
IVDMD 是反映粗飼料消化、吸收的重要指標,IVDMD 值越高, 粗飼料品質(zhì)越好。 有研究表明,ADF 的含量越高, 飼料的消化率越低,IVDMD 與ADF 含量呈極顯著負相關(guān)。 本試驗中,隨著全株大豆比例增加,ADF 含量降低,同時IVDMD 升高。
3.2 不同比例對全株大豆和玉米秸稈混合青貯飼料能量值的影響 全株大豆和玉米秸稈混合青貯作為一種粗飼料,主要是為家畜提供能量,由于具有快捷、實用、有效的特點,用化學成分預測飼料的能量值被廣泛應用,其中,凈能可以更準確地估計飼料中的可利用能量。在碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)的主要供能物質(zhì)中,脂肪能值最高。在本試驗中,全株大豆的EE 高于玉米秸稈,因而,隨著全株大豆比例的增加,NEL、NEM、NEG的含量呈升高趨勢,與玉米秸稈組相比,全株大豆與玉米秸稈的比例為1:1 時,NEL、NEM的含量顯著提高。全株大豆的添加,提高了玉米秸稈青貯飼料的能量值。
3.3 不同比例對全株大豆和玉米秸稈混合青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)的影響 青貯過程中微生物產(chǎn)生大量有機酸,降低pH,抑制有害微生物的繁殖,保護CP 等營養(yǎng)物質(zhì)不被分解,因此,pH、氨態(tài)氮、有機酸含量等成為評價青貯發(fā)酵品質(zhì)的重要指標。 乳酸作為青貯飼料中的一種有益酸, 其含量的多少在很大程度上決定了青貯品質(zhì)的好壞(秦麗萍等,2013),一般認為,乳酸含量越高,青品質(zhì)越好(Cao等,2002)。 在大豆青貯中,隨著大豆比例的增加,pH 呈升高趨勢(Saruhan 等,2010),由于玉米秸稈中可溶性碳水化合物含量豐富, 為乳酸菌發(fā)酵提供了發(fā)酵底物,因而,本試驗中,與全株大豆相比,添加玉米秸稈后,乳酸含量顯著增加,乙酸含量顯著降低,pH 顯著降低,在青貯制作中,丁酸含量越低越好,在全株大豆與玉米秸稈比例為1:1 時,丁酸含量降低到0.07%。 由于乳酸含量的增加,pH的降低,抑制了CP 的分解,因而,隨著玉米秸稈含量的增加,氨態(tài)氮的含量顯著降低。
由于玉米秸稈易發(fā)酵的特性, 采用玉米秸稈和全株大豆混合青貯的方法, 提高了全株大豆青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì)。
全株大豆單貯不能得到優(yōu)質(zhì)青貯飼料, 但與玉米秸稈混合青貯后,青貯效果得到改善。綜合考慮營養(yǎng)成分、能量值及發(fā)酵品質(zhì),建議全株大豆和玉米秸稈按1:1 比例混貯。