苦豆子和玉米秸秆的混合青贮

黄晓辉，李树成，李东华，王彦荣

(草地农业生态系统国家重点实验室 兰州大学草地农业科技学院，甘肃 兰州 730020)

苦豆子和玉米秸秆的混合青贮

黄晓辉，李树成，李东华，王彦荣

(草地农业生态系统国家重点实验室 兰州大学草地农业科技学院，甘肃 兰州 730020)

将苦豆子(Sophoraalopecuroides)和玉米(Zeamays)秸秆经过不同混合比例(苦豆子和玉米秸秆鲜质量比分别为10∶0、8∶2、6∶4、4∶6、2∶8和0∶10)青贮，在青贮30、45和60 d后对混贮料的营养成分、发酵品质及总生物碱含量进行测定，旨在寻求能够提高苦豆子和玉米秸秆发酵品质及营养成分，降低苦豆子总生物碱含量的最优混贮比例及青贮时间。结果表明，随着苦豆子在混贮料中比例的升高，各混贮料的pH值、氨态氮/总氮和粗蛋白含量呈增加趋势，乳酸、中性和酸性洗涤纤维含量呈降低趋势，各处理青贮饲料较青贮原料总生物碱含量显著降低(Plt;0.05)。2∶8比例青贮品质及降低总生物碱含量效果最佳，使混贮料pH值降至3.95～4.01，粗蛋白含量比玉米单贮增加了52.98%～64.69%，总生物碱含量降低了65.63%～66.41%。青贮45 d后，随时间延长，青贮品质及总生物碱含量无明显变化。

营养成分；发酵品质；总生物碱

苦豆子(Sophoraalopecuroides)为豆科(Leguminosae)槐属(Sophora)多年生草本植物，耐旱、耐碱性强，耐沙埋，具有良好的沙生特性[1]，且野生资源丰富，蕴藏量大。苦豆子用途广泛，植株及种子为中国传统中草药，也可用作农田绿肥、蜜源、绿色农药、防风固沙及固氮植物[1-2]。苦豆子具有丰富的营养价值，蛋白质含量20.33%～21.90%，且富含多种氨基酸[3-4]。但因苦豆子中含大量生物碱，不同器官中总生物碱含量为1.11%～4.56%[5]，导致其味道极苦，适口性差，在青绿期家畜多不采食，在秋、冬季缺乏青饲料时，家畜会有少量采食。这一特性严重限制了其作为饲草的利用率，导致苦豆子资源大量浪费，经济价值降低。有研究表明，苦豆子所含生物碱单体均具有急性毒性[6]，小鼠中毒后表现为精神萎靡、懒动、体温下降等症状，死前身体剧烈抽搐，解剖发现，肾脏表现出明显的病理变化[7]。Ngwa等[8]研究发现，将Acaciasieberiana青贮35 d后，原料中所含有毒物质氰化物含量从130.6 mg·kg-1降低到18.1 mg·kg-1，且青贮能够改善饲草的适口性，青贮后饲草具有芳香酸味、柔软多汁[9-10]。

豆科牧草水溶性碳水化合物含量低，缓冲能高，阻碍了青贮过程中pH值的迅速下降，单独青贮难以成功，而禾本科牧草水溶性碳水化合物含量较高，通过二者混合青贮的方式，可增加青贮原料中水溶性碳水化合物的含量，为青贮提供适宜的发酵底物，改善青贮品质。且豆科牧草粗蛋白含量高，二者混贮后，可以提高饲草的营养价值[11-13]。例如，紫花苜蓿(Medicagosativa)和玉米(Zeamays)秸秆混合青贮[11]，白花草木樨(Melilotusalbus)和燕麦(Avenasativa)混合青贮[12]，沙打旺(Astragalusadsurgen)和玉米秸秆混合青贮[13]等均获得了优质的混贮饲料。本研究将苦豆子和玉米秸秆采用不同比例混贮，分析其营养成分、青贮品质及总生物碱含量，旨在探求最优混贮比例，为提高苦豆子青贮发酵品质及降低总生物碱含量提供理论依据与技术支持。

1 材料与方法

1.1青贮原料 青贮原料分别为苦豆子和玉米秸秆，苦豆子为摘除籽实后的野生苦豆子茎叶资源，玉米秸秆采自兰州大学临泽草地生态试验站，于成熟期同时刈割，青贮原料化学成分见表1。

表1 苦豆子和玉米秸秆的化学成分Table 1 Chemical composition of Sophora alopecuroides and corn straw

1.2试验设计 试验共设置6个青贮比例及3个青贮时间处理，苦豆子和玉米秸秆(鲜质量)混合比例为10∶0、8∶2、6∶4、4∶6、2∶8和0∶10，青贮时间分别为30、45和60 d。不同比例各个时间处理3个重复。

1.3青贮调制 将苦豆子和玉米秸秆用铡刀切短至1～2 cm，依比例取1 000 g并混合均匀，装入聚乙烯袋，用DZ-500/2S型真空包装机抽真空并封口。室温条件下分别放置30、45和60 d后开启，取样并进行相关指标分析。

1.4指标测定及方法 将聚乙烯袋开封后，取出青贮料，充分混匀。称取20 g青贮料，加入180 mL蒸馏水，用九阳榨汁机搅碎1 min，后用4层纱布过滤，得到青贮饲料浸提液，于-20 ℃下保存，用于pH值、乳酸、挥发性脂肪酸(乙酸、丙酸和丁酸)、水溶性碳水化合物及氨态氮的测定。剩余青贮料于65 ℃下烘干48 h，用植物粉碎机粉碎过0.45 mm筛后，收集保存，用于测定干物质、粗蛋白、中性及酸性洗涤纤维和总生物碱含量。干物质(DM)用烘干法测定；pH值用雷磁PHS-3C型pH计测定；粗蛋白(CP)含量用凯氏定氮法测定[14]；水溶性碳水化合物(WSC)含量用蒽酮-硫酸比色法测定[15]；氨态氮(NH3-N)含量用苯酚-次氯酸比色法测定[16]；中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)含量用Van Soest法测定[17]，乳酸和挥发性脂肪酸用 SHIMADZE-10A型高效液相色谱仪分析，色谱柱为ShodexRspak KC-811S-DVB gel Column 300 mm×8 mm，检测器为SPD-M10AVP，流动相为3 mmol·L-1高氯酸，流速1 mL·min-1，进样量5 L，柱温50 ℃，检测波长210 nm[18]；总生物碱含量用酸性染料分光光度法测定[19]。

1.5统计分析 采用SPSS 17.0软件进行数据统计分析，采用Duncan多重比较法进行各处理间均值的比较，采用Excel 2010软件制图。

2 结果与分析

2.1青贮饲料发酵品质 苦豆子单贮pH值显著高于其余处理(Plt;0.05)，超过5.00。随着玉米秸秆在混贮中比例的升高，pH呈降低趋势，在2∶8比例下，pH值达3.95～4.01，30 d后，随着天数的延长，pH值无明显变化。玉米秸秆单贮、2∶8和4∶6比例下，乳酸含量显著大于其余处理(Plt;0.05)，45 d后，乳酸含量变化较小。2∶8比例处理乙酸含量与玉米秸秆单贮差异不显著(Pgt;0.05)，其余处理均显著(Plt;0.05)大于玉米秸秆单贮。青贮30 d时，各处理均未检测到丙酸，随着青贮天数的延长，在苦豆子比例较高的处理中出现丙酸。各处理均未检测到丁酸。苦豆子单贮或玉米秸秆单贮与其余处理相比，氨态氮/总氮均差异显著(Plt;0.05)。混贮中，2∶8比例处理氨态氮/总氮显著低于其余处理。随着青贮天数的延长，不同比例处理的氨态氮/总氮变化趋势不同，但总体无明显变化(表2)。

2.2青贮饲料化学成分 苦豆子单贮时DM、CP含量均最高，玉米秸秆单贮时DM、CP含量最低，且分别与其余各处理间差异显著(Plt;0.05)。随苦豆子在混贮中比例的增加，DM、CP含量呈增加趋势。除玉米秸秆单贮处理CP含量随着青贮天数的延长呈降低趋势外，其余处理随青贮天数的延长CP含量无显著变化(Pgt;0.05)。混贮中，2∶8处理DM、CP含量最高，青贮45 d时，其含量分别比玉米秸秆单贮增加了11.15%和58.54%。随着混贮中苦豆子比例的增加，NDF、ADF的含量逐渐降低，说明苦豆子的加入可以降低青贮饲料中纤维的含量。玉米秸秆单贮处理的ADF含量随青贮天数的延长有显著变化，其余比例处理下青贮天数对ADF含量无显著影响(Pgt;0.05)。随着苦豆子在混贮中比例的升高以及青贮天数的延长，WSC含量呈降低趋势(表3)。

2.3青贮饲料总生物碱含量 与苦豆子原料相比，各比例青贮处理均显著降低了总生物碱含量(Plt;0.05)，且随苦豆子在混贮中比例的降低，总生物碱含量呈降低趋势。2∶8比例下，总生物碱含量比青贮原料降低了65.63%～66.41%。青贮天数对混贮料中总生物碱含量无显著影响(Pgt;0.05)(图1)。

表2 苦豆子和玉米秸秆混合青贮饲料的发酵品质Table 2 The fermentation quality of Sophora alopecuroides and corn straw mixed silage

注：同列不同大写表示相同青贮时间下不同青贮比例处理间差异显著(Plt;0.05)，同行不同小写字母表示相同青贮比例下不同青贮时间处理间差异显著(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 苦豆子和玉米秸秆混合青贮饲料的营养成分Table 3 Nutrition composition of Sophora alopecuroides and corn straw mixed silage

3 讨论与结论

原料中的WSC是乳酸菌发酵的底物，适宜水平的WSC含量可以促进乳酸的生成和pH值的快速降低，使发酵达到理想状态[20]。苦豆子为多年生豆科牧草，含糖量较低，仅为2.67%，而玉米秸秆的高含糖量(12.89%)可以使二者的混贮料满足青贮对糖分的要求。

pH值通常被当作评价青贮优劣与否的重要指标，一般认为pH值降至4.2可达到成功青贮的要求[20]。当pH过高时，不能有效抑制腐败菌、丁酸菌等的繁殖，会使蛋白质分解，导致青贮饲料营养物质的损失和品质的下降[21]。试验中，苦豆子单独青贮pH值均达5.0以上，随着混贮中玉米秸秆比例的增加，pH值逐渐降低，2∶8比例下，pH值达3.95～4.01，说明和玉米秸秆的混贮改善了苦豆子的青贮品质。随着玉米秸秆在混贮中比例的增加，乳酸含量逐渐增加。玉米单贮和2∶8处理下，乙酸含量显著低于其余处理。青贮30 d时，在各处理均未检测到丙酸，随着青贮天数的延长，在苦豆子比例高的情况下，有丙酸的产生。各处理均未检测到丁酸。氨态氮/总氮被广泛用于评价青贮品质的好坏，其反映了青贮过程中蛋白质被分解的程度，该值越大说明蛋白质分解越多，青贮品质越差[22]。苦豆子单贮氨态氮/总氮显著高于其余处理，为11.60%～13.13%。混贮中，2∶8比例处理氨态氮/总氮最低，比苦豆子单贮降低了42.33%～48.21%，说明玉米秸秆的加入有效地降低了混贮料蛋白质的分解，提高了青贮品质。

图1 苦豆子和玉米秸秆混合青贮后总生物碱含量Fig.1 Alkaloid content of Sophora alopecuroides and corn straw mixed silage

注：不同大写表示相同青贮时间不同青贮比例处理间差异显著(Plt;0.05)。不同小写字母表示相同青贮比例不同青贮时间处理间差异显著(Plt;0.05)。青贮0 d为对照。

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.

青贮料的营养价值是人们关注的另一个重点问题。其中CP含量是衡量饲草营养价值的重要指标。禾本科牧草易青贮，但CP含量低，向白花草木樨中添加30%燕麦，可使混贮料中CP含量较燕麦单贮增加18.29%[12]。本试验中，随苦豆子在混贮中比例的升高，混贮料中CP的含量明显增加，不同处理天数下，2∶8比例处理比玉米秸秆单贮的CP含量增加了52.98%～64.69%。除玉米秸秆单贮外，青贮天数对CP含量影响不显著。NDF和ADF是反映纤维质量的有效指标，Van[23]报道，NDF值与家畜吸收率成负相关关系，NDF越低表明其经济价值越高，ADF是纤维素中可消化的部分，其含量与饲草消化率呈负相关[23-24]。本试验中，玉米秸秆单贮的NDF、ADF含量显著高于其余处理。随着混贮中苦豆子比例的增加，NDF、ADF含量呈降低趋势，2∶8比例处理下，二者分别较玉米秸秆单贮降低了3.39%～7.14%、4.48%～8.06%，说明苦豆子与玉米秸秆混合青贮有助于降低混贮料中的纤维含量。

苦豆子中含有生物碱、黄酮类、氨基酸、有机酸、蛋白质、脂肪酸和各种无机元素[25]，其主要化学成分是生物碱，已分离鉴定出的生物碱多属于喹诺里西啶类，包括氧化苦参碱、苦参碱、槐果碱、槐定碱等[4]。苦豆子全草均含有生物碱，通过对小鼠的研究发现，其所含单体生物碱均具有急性毒性[6]，牲畜因饥饿贪食苦豆子轻则消化不良，重则痉挛，食入过多甚至会引至死亡[7]。青贮对毒素含量升降的作用因毒素种类而异。冯鹏和孙启忠[13]的研究表明，沙打旺和玉米混合青贮料中黄曲霉毒素含量较原料高，而玉米赤霉烯酮、硝酸盐、亚硝酸盐含量均减少，青贮对无机毒素铅、砷、铬的影响不显著。Ngwa等[8]研究发现，将Acaciasieberiana青贮后，原料中所含有毒物质氰化物含量降低。本研究中，通过苦豆子和玉米秸秆的混合青贮，显著降低了混合青贮料中总生物碱的含量。苦豆子单独青贮后，总生物碱含量降低了10.16%～15.63%，2∶8比例处理下，总生物碱含量仅为0.87%。生物碱含量的降低可能是苦豆子比例的降低所致，也可能是因为青贮使其含量降低，但总生物碱在饲料中含量的安全范围及青贮时生物碱含量降低的机理有待进一步研究。综上所述，苦豆子单贮不能得到优质青贮饲料，与玉米秸秆混合青贮后，青贮品质得到改善，综合考虑青贮品质、营养成分及总生物碱含量，苦豆子和玉米秸秆2∶8比例下混贮效果最好。

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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

公益性行业(农业)科研专项课题——低毒饲草饲料的开发与高效利用技术研究与示范(20120304205)；兰州大学中央高校基本科研业务费专项资金(lzujbky-2012-95)作者简介:黄晓辉(1987-)，女，内蒙古阿拉善左旗人，在读硕士生，主要从事草类种子与种质资源研究。E-mail：huangxh07@lzu.edu.cn

王彦荣(1956-)，女，吉林大安人，教授，博士，主要从事草类种子与种质资源研究。E-mail：yrwang@lzu.edu.cn