多花黑麦草与大豆秸秆混合青贮发酵品质的研究

闫艳红，李君临，郭旭生，玉柱，张新全＊，孙娟娟，罗燕

（1．四川农业大学动物科技学院，四川 雅安625014；2．兰州大学草地农业生态系统国家重点实验室，甘肃 兰州730020；3．中国农业大学草地研究所，北京100193；4．中国农业科学院草原研究所，内蒙古 呼和浩特010010）

多花黑麦草（Loliummultiflorum）是我国南方农区种植最广、栽培面积最大的优良牧草［1］，各种家畜均喜食。其产草季节集中在12月－翌年5月，春季黑麦草的加工贮存对调节饲草的余缺十分重要。在我国南方阴雨多湿天气下，青贮是较理想的加工方法。多花黑麦草刈割后直接青贮，因含水量高（＞85%），易引起酪酸发酵而导致失败；其刈割的季节又正是梅雨季节，不易萎蔫到青贮适宜含水量。舒惠玲［2］的研究表明，与单一的黑麦草青贮相比，黑麦草与稻草、尿素混贮，降低了黑麦草的水分含量和缓冲能，更易调制优质青贮饲料，增加了青贮料的粗蛋白含量，降低了制备青贮料的成本。黑麦草与白三叶（Trifoliumrepens）混贮，不但能明显改善青贮料的发酵品质，还可以提高适口性［3］。孔凡得［4］的研究结果表明，高水分黑麦草单一青贮得不到优质青贮料，添加麸皮或甜菜粕均可显著降低青贮料的pH值、抑制腐败菌对蛋白质的分解，降低NH3的生成，明显改善黑麦草青贮品质和营养价值。Jones和Jones［5］总结了前人在高水分青贮料中，添加稻草、干草、谷物、膨润土和干甜菜渣的研究结果，表明添加高纤维性物质如稻草，虽然能够吸水，但对发酵品质影响不大。而原现军等［6］则认为将高水分牧草与农作物秸秆混贮，可降低其含水量，改善青贮发酵品质。

四川省是农业大省，具有丰富的秸秆资源。近年来随着套作大豆（Glycinemax）推广面积的扩增［7］，大豆秸秆总量也迅速增加，大豆秸秆较传统作物水稻（Oryzalatifolia）、小麦（Triticumaestivum）、玉米（Zeamays）秸秆营养丰富［8］，但大豆秸秆与多花黑麦草混贮的研究还未见报道。在四川地区，夏大豆的收获期为10月底，与第一茬黑麦草收获期相近，为多花黑麦草与大豆秸秆混贮提供了条件。本研究旨在结合西南地区实际，将多花黑麦草与不同比例的大豆秸秆混合青贮，筛选出适宜的混合比例，为后续研究和生产实际提供理论依据和科学指导。

1 材料与方法

1．1 试验材料

供试材料为第一茬孕穗期的“长江2号”多花黑麦草、夏大豆秸秆。青贮原料化学成分见表1。

1．2 试验设计

试验于2013年1－3月在四川农业大学教学农场进行。采用单因素完全随机设计，设5个处理，将多花黑麦草与大豆秸秆分别按照10∶0（CK），9∶1（S1），8∶2（S2），7∶3（S3），6∶4（S4）的重量比混合调制青贮饲料，每处理3个重复。将新鲜的多花黑麦草和秸秆均切短至2～3cm小段，按照上述的比例将原料混合均匀后，装入2．5L的圆柱形塑料桶，压实后密封，置于室温下保存，装填密度为（600±10）g／L。青贮42d开窖，去掉上、下各5cm样品，将其余青贮饲料混匀，取样分析化学成分及发酵品质。

表1 多花黑麦草和大豆秸秆的化学成分Table 1 Chemical compositions of Italian ryegrass and soybean straw

1．3 测定项目及方法

1．3．1 感官评定 采用德国农业协会（Deutche Lan Dwirtschafts Geseutschaft）评分法，根据嗅觉、结构、色泽3项进行评分，满分为20分，16～20为优良，10～15为尚好，5～9为中等，0～4为腐败［9］。

1．3．2 化学成分分析 干物质（dry matter，DM）含量的测定参照王力生等［10］推荐的方法，取鲜样，在70℃下烘60h后在室温下冷却4h，测得的水分为初始水分，再将样品粉碎，取粉碎样在105℃下烘干后测定DM含量；中性洗涤性纤维（netural detergent fiber，NDF）和酸性洗涤性纤维（acid detergent fiber，ADF）含量采用范式纤维测定法测定［10］；粗蛋白（crude protein，CP）和总氮（total nitrogen，TN）含量采用凯氏定氮法测定［11］；水溶性碳水化合物（water soluble carbohydrate，WSC）含量采用蒽酮－硫酸法［12］测定。

1．3．3 发酵品质分析 称取青贮饲料20g，加入180mL蒸馏水，使用家用榨汁机榨汁1min，依次用4层纱布和中速定性滤纸过滤，滤液用于测定pH 值、氨态氮（NH3－N）、乳酸（lactic acid，LA）、乙酸（acetic acid，AA）、丙酸（propionic acid，PA）和丁酸（butyric acid，BA）含量。pH 值用雷磁PHS－3C精密pH 计测定［13］；取1．5mL滤液于离心管中，采用苯酚—次氯酸钠比色法测定氨态氮（NH3－N）含量［14］。取另一份滤液于4000r／min冷冻离心机中离心15min，将上清液用0．45μm的微孔滤膜过滤于5mL的离心管中，使用SHIMADZU－10A型高效液相色谱仪分析滤液中的LA、AA、PA和BA 含量。色谱条件：色谱柱Shodex Rspark KC－811S－DVB gel Column 30×8mm；检测器为SPD－M10AVP；流动相为3mmol／L高氯酸溶液；流速为1mL／min；柱温50℃；检测波长210nm；进样量10μL［9］。

1．4 青贮饲料V－Score评分

青贮饲料V－Score评分体系计算公式见表2。该体系以氨态氮和挥发性脂肪酸（volatile fatty acid，VFA）为评定指标对青贮发酵品质进行评定，根据这一评分标准将青贮饲料品质分为优（81～100）、尚良（80～60）、不良（＜60）3个评分等级［15］。

1．5 统计分析

采用SAS（9．1）软件对试验数据进行方差分析（ANOVA），并用最小极差法（LSD）对处理间进行多重比较。

2 结果与分析

2．1 感官评价

多花黑麦草与大豆秸秆混贮能显著改善青贮料的发酵品质（表3）。多花黑麦草单贮有较强的丁酸味，伴有刺鼻的霉味，叶子结构保持较差，色泽为墨绿色，青贮效果中等，评为3级。S1处理芳香味较弱，茎叶结构保持良好，色泽为黄绿色，青贮效果尚好，评为2级。S2、S3和S4处理青贮效果优良，为1级，但S4处理的芳香味不及S2和S3处理。

2．2 干物质和可溶性碳水化合物含量

多花黑麦草与大豆秸秆混贮后DM含量提高，且随大豆秸秆比例的增加而极显著增加（图1A）；混贮后WSC含量降低，且随大豆秸秆比例的增加而显著降低（图1B）。S1、S2、S3和S4处理的DM含量分别较CK（对照）高31．43%，69．20%，118．53%和165．19%。S1处理的 WSC含量与对照无显著差异，而S2、S3和S4处理的 WSC含量极显著低于对照，分别较对照低29．59%，34．91%和40．83%。

表2 V－Score分数分配计算式Table 2 V－Score evaluation for silage

表3 多花黑麦草与大豆秸秆不同比例混贮的感官评定Table 3 The sense evaluation of Italian ryegrass and soybean straw mixed silage in different proportions

2．3 发酵品质及V－Score评分

由表4可知，多花黑麦草与大豆秸秆混贮对青贮饲料的pH值及LA含量无显著影响（S4处理除外），却极显著降低了AA、PA、BA含量以及NH3－N／TN。随大豆秸秆混贮比例的增加，AA和PA含量显著降低，S3和S4处理的AA和PA含量无显著差异，却显著低于CK、S1和S2处理。S2和S3处理未检测出BA含量。青贮料中的NH3－N／TN以S2处理最低，其次为S1和S3处理，分别较CK低45．64%，35．53%和31．09%。

用V－Score评分体系对青贮42d后各组青贮饲料的发酵品质进行打分（表4），多花黑麦草单贮总分为56．30分，青贮效果不良；S1和S4处理青贮质量为良好；S2和S3处理青贮质量为优，总分大于90分，与感官评定结果一致。

图1 多花黑麦草与大豆秸秆不同比例混贮对青贮料干物质和水溶性碳水化合物含量的影响Fig．1 The content of dry matter and water soluble carbohydrate of Italian ryegrass and soybean straw mixed silage in different proportions

表4 多花黑麦草与大豆秸秆不同比例混贮对青贮饲料发酵品质及V－Score评分的影响Table 4 The fermentation quality and V－Score of Italian ryegrass and soybean straw mixed silage in different proportions

3 讨论与结论

本试验中多花黑麦草与大豆秸秆混贮后的干物质含量极显著高于多花黑麦草单贮，水溶性碳水化合物含量随秸秆比例的增加显著降低，这是由于秸秆中的DM、NDF和ADF含量高于多花黑麦草，而WSC含量远远低于多花黑麦草所致，与原现军等［6］的研究结果相似。

青贮原料中的水分是影响青贮发酵品质的重要因素之一，青贮原料的含水量在60%～70%为宜［16］，原料水分过高，有利于梭菌发酵；水分过低则不易压实，容易发霉变质［17］。在本试验中，单一的黑麦草青贮由于含水量极高（85%），其青贮饲料的感官品质显著低于混贮处理，这是由于多花黑麦草直接青贮渗出液较多，植株中原有的汁液也容易被挤压排出，使植株结成粘块，引起酪酸发酵，酪酸菌繁殖分解蛋白质生成氨，造成臭味，形成不良的青贮发酵［18］。

pH是反映青贮饲料品质优劣的一个重要指标，常规成功青贮要求的pH应低于4．2以下［19］。但郭旭生等［20］指出，青贮发酵品质中以pH作为不同牧草青贮评价的统一标准较为粗略，牧草青贮饲料中pH受不同牧草和不同牧草的化学成分的影响，同时还与青贮时牧草本身的含水量和植物的缓冲能力有关。Meeske等［21］研究表明，干物质含量较高的材料青贮时pH不必降到4．2以下也可使青贮饲料保存良好，本试验中S1、S2和S3处理的pH与对照均无显著性差异，但均高于4．2，这可能与青贮原料中较高的DM含量有关，与王林等［9］的研究结果一致。pH除与水分有关外，还可能与 WSC含量有关，本试验中由于多花黑麦草的 WSC含量较高（10．37%），但大豆秸秆的WSC含量极低（1．65%），同时大豆秸秆结构粗糙，难以压实，青贮早期青贮桶中有较多的空气残留，导致好氧性微生物活跃与乳酸菌竞争发酵底物，使本来发酵底物不足的青贮原料发酵底物更少，无法产生较多的LA来降低pH。

BA和NH3－N／TN是衡量青贮饲料优劣的重要标准。一般认为优质青贮饲料的BA含量应低于1%DM［18］，NH3－N／TN应低于10%［22］，而对照组的BA含量和 NH3－N／TN分别达到了2．19%和13．06%，这可能是由于对照组含水量高，引起酪酸发酵，加快了酪酸菌对蛋白质的降解，从而提高了NH3－N／TN。本试验中大豆秸秆混贮组的BA含量和NH3－N／TN均低于对照组也证实了这一点，BA主要由酪酸菌代谢产生，并伴随有大量的蛋白质降解［23］，而大豆秸秆添加可以降低原料含水量，抑制酪酸菌的活性，从而降低BA含量和NH3－N／TN。

综上所述，多花黑麦草单独青贮发酵品质不良。大豆秸秆与多花黑麦草混合青贮显著提高了DM含量，降低了VFA含量和NH3－N／TN的值。青贮42d后，V－Score评分显示S2和S3处理青贮质量为优等，但各组的pH均未降至4．2以下，说明大豆秸秆与多花黑麦草混贮一定程度上改善了青贮发酵品质，但由于大豆秸秆中WSC较少，要进一步提高发酵品质，需添加糖蜜等发酵促进剂，增加发酵底物。从发酵品质和秸秆利用最大化的角度出发，建议将多花黑麦草和大豆秸秆以7∶3的混贮比例作为下一步研究的基础。

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