添加剂和混合比例对裸燕麦和紫花苜蓿混贮品质的影响

葛剑，杨翠军，刘贵河*，杨志敏，白雪梅

(1.河北北方学院动物科技学院，河北 张家口 075131；2.河北北方学院生命科学研究中心，河北 张家口 075000；3.张家口市农业科学院，河北 张家口 075131)

不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，下同。The different small letters mean significant differences (P<0.05), the same below.



添加剂和混合比例对裸燕麦和紫花苜蓿混贮品质的影响

葛剑1，杨翠军2，刘贵河1*，杨志敏3，白雪梅2

(1.河北北方学院动物科技学院，河北 张家口 075131；2.河北北方学院生命科学研究中心，河北 张家口 075000；3.张家口市农业科学院，河北 张家口 075131)

探讨添加剂和不同混合比例对裸燕麦和紫花苜蓿混贮饲料品质的影响，为开展牧草混播及调制高质量的混合青贮饲料提供参考。以裸燕麦和紫花苜蓿为原料，按质量比1∶1、2∶1和1∶2进行混合青贮，并分别加入0.4% 甲酸(formic acid，FA)或2%蔗糖(sucrose，S)，青贮60 d后测定混合青贮饲料的发酵品质和营养物质含量。结果显示，裸燕麦与苜蓿混合比例为2∶1时青贮饲料的感官评价上均优于其余2种混合比例，添加0.4%甲酸或者2%蔗糖，感官评定为优并显著高于对照组(P<0.05)。混合青贮饲料的发酵品质随裸燕麦比例增加而不同程度提高。其中，pH值随裸燕麦比例增加而逐渐降低；在裸燕麦与苜蓿混合比例在2∶1时，添加2%蔗糖组乳酸(lactic acid，LA)含量显著高于对照及0.4%甲酸处理组(P<0.05)，且与另外2种混合比例的处理组相比差异均显著(P<0.05)；此混合比例下添加0.4%甲酸处理组pH值和氨态氮/总氮(AN/TN)较低，乙酸(acetic acid，AA)和总挥发性脂肪酸(total VFA，TVFAs)含量最低，乳酸含量及乳酸/乙酸(LA/AA)较高，丙酸(propionic acid，PA)和丁酸(butyrate acid，BA)含量极低未检出，V-Score评分最高，总体发酵品质最佳。随苜蓿比例增加，混贮饲料CP含量提高，纤维组分(NDF、ADF和HC)含量降低，青贮饲料养分更加均衡，但添加剂对青贮饲料营养成分影响不大。裸燕麦与紫花苜蓿混合青贮可形成养分互补，提高营养价值；加入适量甲酸或蔗糖有助于抑制不良发酵，提高发酵品质。

裸燕麦；紫花苜蓿；青贮；添加剂；混合

紫花苜蓿(Medicagosativa)属豆科牧草，因其适应性强，草质优良，营养价值高，适口性好而素有“牧草之王”的美称。发展苜蓿种植产业，对提高畜禽生长性能和改善畜产品品质均有良好的促进作用。目前，苜蓿饲草的主要利用形式是调制干草和加工草粉，但由于苜蓿主产区第2，3，4茬刈割期雨热同季，苜蓿晾晒过程中养分损失较多，难以调制优质干草，成为制约苜蓿产业化发展的瓶颈[1-3]。青贮受气候条件影响较小，但苜蓿因其“三高一低”(粗蛋白质高、可溶性碳水化合物低、缓冲能值高，且植物本身附着乳酸菌数目少)的特点，单独青贮乳酸发酵不充分，pH值高；同时青贮料中梭菌活动旺盛，通过脱氨或脱羧作用分解蛋白质或氨基酸，产生大量氨态氮、丁酸、CO2和水，导致青贮饲料品质低劣[4-7]。

裸燕麦(Avenanuda)是禾本科燕麦属一年生草本植物，其产量高，质量好，适口性好，是一种公认的粮、料、草兼优的作物[8]。裸燕麦初花期青干草优质、高产、饲用价值高，特别适合奶牛养殖的需求，其完熟期秸秆营养价值也优于玉米(Zeamays)、小麦(Triticumaestivum)和一般稻草，适合直接做粗饲料或者青贮饲料[9]。有研究表明，燕麦青贮饲料的常规营养成分显著优于青干草[10]，且干物质含量越高，青贮效果越好[11]。

目前有关紫花苜蓿与裸燕麦混合青贮的研究较为缺乏，为此，本试验将紫花苜蓿和裸燕麦同时刈割并按不同混合比例混合均匀后，分别添加一定量的甲酸或者蔗糖，制备添加剂混合青贮饲料，通过测定青贮饲料的发酵品质和养分含量，探讨添加剂及适宜的混合比例对紫花苜蓿和裸燕麦混合青贮品质的影响，为其实践推广应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

裸燕麦(坝莜三号)和紫花苜蓿均种植于张家口市农业科学院牧草基地，于2012年7月14日同时刈割，刈割时裸燕麦处于灌浆期，紫花苜蓿处于初花期，原料草不经晾晒直接青贮。甲酸(formic acid，FA，≥88.0%)、蔗糖(sucrose，S，分析纯)均购自国药集团化学试剂北京有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计 将裸燕麦与紫花苜蓿按质量比为1∶1、2∶1和1∶2进行混合，每种混合比例再设3种不同的添加剂，分别为空白对照组(0)、0.4%甲酸(0.4% FA)和2%蔗糖(2% S)，添加量均以青贮原料质量计，每个处理设3个重复。

1.2.2 青贮调制 利用铡草机将紫花苜蓿和裸燕麦青贮原料适度切短，按照混合比例并喷洒添加剂，充分混匀后装入聚乙烯袋，每袋900 g，用真空封口机抽真空和密封，室温条件下贮存60 d。

1.3 样品测定

1.3.1 原料取样及测定 原料样品65℃烘干48 h后进行干物质(dry matter，DM)含量测定。烘干样品经粉碎过筛，高温灼烧法测定粗灰分(Ash)含量，Hanon K9850凯氏定氮仪测定粗蛋白质(crude protein，CP)含量，蒽酮-硫酸比色法测定可溶性碳水化合物(water soluble carbohydrate，WSC)含量[12]，采用ANKOM A200i纤维测定仪和范氏纤维法测定中性洗涤纤维(neutral detergent fiber，NDF)和酸性洗涤纤维(acid detergent fiber，ADF)含量，并计算半纤维素(hemicellulose，HC)含量，HC=NDF-ADF[13]。

1.3.2 青贮饲料现场感官评定 按照农业部《青贮饲料质量评定标准》[14]和德国农业协会青贮质量感官评分标准[15]进行现场感官评定。其中，青贮饲料的色泽15分、气味15分，质地10分。等级划分为：优等(40～31分)，良好(30～21分)，一般(20～11分)，劣质(10分以下)。

1.3.3 青贮饲料取样及测定 青贮饲料经感官评定后，取20 g混合均匀的青贮饲料放入榨汁机中，加入180 mL蒸馏水，匀浆2 min，用4层纱布过滤制备青贮粗提液，再用双层滤纸过滤后静置0.5 h，用pH计测定浸提液的pH值[16]；用SHI-MADZE-10A型高效液相色谱分析浸提液的乳酸(lactic acid, LA)、乙酸(acetic acid, AA)、丙酸(propionic acid, PA)、丁酸(butyric acid, BA)含量。分析条件：色谱柱(Shodex Rspak KC-811)，检测器(SPD-M10Avp)，流动相：3 mmol/L高氯酸溶液，流速1 mL/min，柱温50℃，检测波长210 nm，进样量5 μL[17]。采用苯酚-次氯酸钠比色法测定氨态氮(ammonia nitrogen，AN)含量[18]，计算氨态氮占总氮(total nitrogen，TN)(AN/TN)比例。剩余青贮饲料烘干粉碎后，测定青贮饲料的营养成分，方法同原料营养成分测定一致。

1.3.4 青贮饲料发酵品质评分 采用日本V-Score评价体系[19]对裸燕麦青贮饲料进行发酵品质评分(表1)。该评价体系是以氨态氮/总氮和乙酸、丙酸、丁酸等挥发性脂肪酸含量来评定青贮发酵品质的优劣，满分100分，将青贮发酵品质评定为3个等级，分别为：良好(>80分)、尚可(60～80分)和不良(<60分)。该体系适用于包括低水分青贮等多种类型的青贮质量评价，能够比较客观地反映青贮饲料的发酵品质[20]。

表1 V-Score评分标准

FW: 鲜重 Fresh weight; V-Score:Y=YN+YA+YB.

1.4 统计分析

用Excel处理试验数据，结果以平均值±标准差表示。采用SPSS 15.0统计软件进行单因素方差分析，LSD法进行多重比较，P<0.05 表示差异达显著水平。

2 结果与分析

2.1 混贮原料的营养成分含量

混贮原料的DM和CP含量随苜蓿比例提高而上升，WSC、NDF和ADF含量随裸燕麦比例增加而逐渐升高，HC含量以裸燕麦∶苜蓿=1∶1最高，Ash含量以裸燕麦∶苜蓿=1∶2最高(表2)。

2.2 混贮饲料的感官评定

按照青贮饲料感官评价标准，对鲜贮及晾晒处理的青贮饲料从色泽、气味和质地等方面进行感官评分(表3)。结果显示，当混合比例为裸燕麦∶苜蓿=2∶1时3个处理的青贮饲料在色泽、气味和质地等方面均要优于其余两个混合比例。由图1可知，裸燕麦∶苜蓿=2∶1时添加0.4%FA和2%S，其感官评分分别达到31.07和31.43，均显著高于其他各处理组，等级评分均为优等。

表2 混贮原料的营养成分含量

N: 裸燕麦Naked oat; A: 苜蓿Alfalfa; 下同The same below.

表3 混贮饲料的感官评分

不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，下同。

The different small letters in the same row mean significant differences (P<0.05), the same below.

2.3 混贮饲料的发酵品质

2.3.1 添加剂对混贮饲料pH值影响 裸燕麦和紫花苜蓿混贮饲料的pH值随混合比例中裸燕麦含量的增加而逐渐降低，且添加0.4%FA和2%S的处理组pH值均低于空白对照组(图2)，其中混合比例为1∶1时，2%S组显著低于对照组(P<0.05)，与0.4%FA差异不显著。其他两种混合比例的青贮饲料，组间pH值均差别不大。

2.3.2 添加剂对混贮饲料有机酸含量的影响 由表4可知，裸燕麦与苜蓿混合比例在1∶1和1∶2时，各添加剂组与空白对照组之间以及各添加剂组间LA含量均无显著性差异，混合比例2∶1时，2%S组LA含量显著高于空白对照组及0.4%FA组(P<0.05)，且与另外两种混合比例的全部处理组相比差异显著(P<0.05)。不同混合比例的青贮饲料中，各添加剂组的AA含量均低于或显著低于相应空白对照组(P<0.05)，其中，0.4%FA各处理组AA含量最低，但与2%S各处理组间无显著性差异。在裸燕麦和苜蓿比例为1∶1和1∶2时，0.4%FA的各处理组的PA含量较低，显著低于空白对照组(P<0.05)，略低于或显著低于2%S各处理组(P<0.05)，在裸燕麦与苜蓿比例为2∶1时，其PA和BA含量未检出，且各处理组间BA含量无显著性差异。在TVFAs含量上，各0.4%FA处理组均显著低于相应空白对照组(P<0.05)，与2%S组间无显著性差异。LA/AA不同添加剂处理组均高于或显著高于相应空白对照组(P<0.05)。混贮饲料中LA含量和LA/AA随裸燕麦比例的增加而上升，而AA、PA、BA和TVFAs的含量呈相反的趋势。

2.3.3 添加剂对混贮饲料氨态氮/总氮的影响 混贮饲料中NH3-N/TN随裸燕麦比例的增加而有所降低，且不同混合比例中各添加剂处理组NH3-N/TN均低于或显著低于相应的空白对照组(P<0.05)(图3)；在混合比例为2∶1时，0.4%FA组和2%S组NH3-N/TN较低，显著低于其余各处理组(P<0.05)。

2.3.4 混合青贮饲料的V-Score评分 根据V-Score评分结果(图4)，所有组别的V-Score评分均达到了80分以上，评级为良好。裸燕麦与苜蓿混合比例为2∶1的3组青贮饲料，V-Score发酵品质评分显著高于其他各试验组(P<0.05)，而这3组间发酵品质差别不大。添加0.4%FA的试验组V-Score评分均高于空白对照及2% S组(P<0.05或P>0.05)，空白对照和2% S组之间则无显著差异。

图1 混贮饲料感官评分Fig.1 The sense evaluation of mixed silages

图2 添加剂对混贮饲料pH的影响Fig.2 Effect of additive on pH of mixed silage

不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，下同。The different small letters mean significant differences (P<0.05), the same below.

表4 混贮饲料的有机酸含量

TVFAs: 总挥发性脂肪酸Total VFA.

2.4 紫花苜蓿和裸燕麦青贮饲料的营养成分

由表5可知，混贮饲料中DM含量随裸燕麦含量增加而呈升高趋势，但各添加剂处理组与空白对照组间无显著性差异。CP含量随苜蓿比例增加而有所升高，其中在混合比例为1∶2时，2%S处理组CP含量最高。WSC含量随裸燕麦的增加而升高，在混合比例为2∶1时，添加0.4%FA或2%S，混贮饲料中WSC含量均出现显著性下降(P<0.05)。NDF和ADF含量随裸燕麦比例增加而有所升高，但各添加剂处理组与空白对照组相比差异不显著。HC和Ash含量各处理之间均无显著性差异。

图3 添加剂对混贮饲料NH3-N含量的影响Fig.3 Effect of additive on NH3-N content of mixed silage

图4 混贮饲料发酵品质的V-Score评分Fig.4 The V-Score of mixed silage

混合比例Mixedratio添加剂AdditiveDMCPWSCNDFADFHCAshN∶A=1∶1019.93±1.13ab13.25±1.02abcd3.71±1.27a49.56±1.78a35.49±1.86ab14.07±0.16a10.70±0.61a0.4%FA19.67±0.82ab12.84±0.91abc3.63±0.45ab47.84±1.69a34.05±1.02a13.80±2.16a10.23±0.90a2%S18.79±0.40a13.76±0.90bcd3.17±0.39a49.13±1.37a35.27±1.41ab13.86±2.75a9.94±0.26aN∶A=2∶1020.40±1.00ab11.76±0.56ab4.54±0.47b50.83±1.05a37.34±1.91b13.49±2.21a10.20±1.14a0.4%FA20.84±1.20b11.38±0.78a3.27±0.17a48.66±1.51a35.93±1.95ab12.73±1.85a10.31±1.35a2%S19.26±0.86ab12.47±1.18abc2.38±0.14a49.92±1.36a36.88±1.40ab13.04±0.40a10.15±1.49aN∶A=1∶2019.27±0.56ab14.13±1.49cd3.46±0.66ab48.79±1.32a34.65±1.53ab14.14±2.78a11.46±0.85a0.4%FA20.08±1.28ab14.27±1.21cd3.65±1.23ab47.74±2.47a33.84±2.10a13.90±1.40a10.77±0.57a2%S18.64±1.52a15.26±1.43d2.76±0.19a48.11±1.65a33.72±1.82a14.39±2.12a11.29±0.92a

3 讨论

3.1 裸燕麦和紫花苜蓿混合青贮饲料发酵品质分析

苜蓿“三高一低”的特性决定了其难以青贮成功，而一些禾本科植物糖分含量稍高，适口性好，各种家畜均喜食。为了能使苜蓿在营养价值较高时期更好地将养分保存下来，有学者研究报道采用混合青贮的方法，有助于青贮原料养分互补，从而提高糖分浓度，更好地满足乳酸菌的繁殖需要和创造养分均衡条件。众多研究表明，如苜蓿与玉米秸秆(全株玉米)[20-23]、小麦秸秆[24-25]、高丹草[26]、意大利黑麦草[27]、苇状羊茅[28]、无芒雀麦[29]、披碱草[30]、直穗鹅观草[31]、芦苇[32]、西兰花茎叶稻秸等的混合青贮，均比苜蓿单独青贮具有更好的发酵效果，同时营养成分更加均衡。本试验不同混贮比例取得的青贮发酵效果不同，随裸燕麦混合比例提高，混贮饲料的pH值有所降低，LA含量显著增加，AA、PA、BA和TVFAs含量不同程度降低，总体发酵效果随之提升，在裸燕麦∶苜蓿=2∶1时，感官评定和V-Score评分均优于其余两种混合比例。其可能的原因：其一，裸燕麦比例的提高，原料WSC含量升高，从而为青贮乳酸菌发酵提供更多的发酵底物；其二，裸燕麦比例增加反而降低了原料CP含量，有效抑制青贮过程中蛋白质和氨基酸的降解，氨态氮产量减少，从而提高青贮发酵品质。

添加剂青贮是目前青贮领域的研究热点之一，甲酸可直接快速降低青贮饲料pH值，抑制植物细胞继续呼吸作用和有害细菌的繁殖，提高青贮的有氧稳定性，改善青贮发酵品质[33-34]。蔗糖为乳酸菌发酵提供更多营养底物，作为乳酸发酵型添加剂广泛应用于豆科牧草青贮中[35]，可改善有机酸组成，提高青贮发酵品质。本试验添加适量的甲酸和蔗糖，均能提高混合青贮饲料的发酵品质。二者相比，甲酸在抑制挥发性脂肪酸(AA、PA、BA和TVFAs)产生方面具有优势，在青贮中起防腐作用，尤其适用于碳水化合物含量低的牧草[36]。而蔗糖更有利于促进乳酸发酵和降低氨态氮的含量，这与王坚等[37]在西兰花茎叶、稻秸与苜蓿混贮中添加糖蜜的效果一致。由V-Score评分看出，在裸燕麦混合比例较高时(裸燕麦∶苜蓿=2∶1)添加0.4%甲酸，混贮饲料pH值及NH3-N/TN较低，LA含量及LA/AA较高，PA和BA含量极低未检出，AA和TVFAs含量最低，总体发酵品质最佳。

3.2 裸燕麦和紫花苜蓿混合青贮饲料营养价值分析

优质青贮饲料不仅要求发酵品质高，同时青贮后营养价值也必须满足家畜营养需要。优质苜蓿干草及其草产品蛋白含量高，是保障奶牛高产性能的重要饲草来源，但苜蓿在青贮过程中由于自身蛋白酶的作用使蛋白分解为氨态氮、游离氨基酸和肽氮等非蛋白氮[38]，造成蛋白损失非常严重，降低动物对干物质的采食量和日粮总氮利用率[39]。本试验添加裸燕麦后原料总体CP含量降低，同时WSC含量在7.17%～7.74%(%DM)之间，满足青贮原料对糖分的最低标准(不低于鲜重的1.0%～1.5%)[5]，因此青贮后快速降低pH值，一定程度上抑制蛋白分解。随着苜蓿比例的增加，青贮后CP含量也随之增加，其中裸燕麦∶苜蓿=1∶2的3个处理CP含量均显著高于裸燕麦∶苜蓿=2∶1的处理组，这可能由于裸燕麦和苜蓿的混合青贮，苜蓿蛋白的增加量相对较高，而混贮饲料蛋白降解相对较弱的原因。

裸燕麦与苜蓿相比，其粗蛋白质含量偏低，纤维含量高，总体营养价值低于苜蓿。本试验裸燕麦与苜蓿按一定比例混合后，随苜蓿比例增加，青贮饲料NDF和ADF含量逐渐降低，这与众多混合青贮的研究结果相一致[20-32]。而NDF和ADF是反映纤维品质好坏的最有效的指标[31]，酸性洗涤纤维与动物消化率呈负相关，是指示饲草能量的关键，其含量越低，饲草的消化率越高，饲用价值越大[40]。因此，裸燕麦与苜蓿混合青贮后养分更加均衡，既解决了苜蓿青贮困难，同时营养价值也优于裸燕麦单一青贮。因此将裸燕麦与紫花苜蓿混合青贮来调制优质青贮饲料的方式生产上可以借鉴。在建立人工草地时可考虑种植混播牧草，便于刈割和青贮。

添加剂对混贮饲料DM、CP、Ash和细胞壁纤维组分(NDF、ADF和HC)含量影响不大，使WSC的消耗有不同程度增加，添加0.4%甲酸的试验处理，WSC含量均高于2%蔗糖处理，这可能是由于甲酸在青贮发酵过程中可促进多糖酶水解，具有保存青贮原料本身含有的可溶性糖和由多糖转化而来的可溶性糖的优点，这与王保平等[34]在苦麦菜青贮中添加甲酸的结果相一致；而较多的可溶性糖能够为瘤胃微生物合成菌体蛋白提供更多能源，提高反刍动物对青贮饲料采食效率[41]。当裸燕麦比例较高时(裸燕麦∶苜蓿=2∶1)添加2%蔗糖，WSC含量出现显著下降，这可能由于蔗糖为青贮早期微生物利用可溶性糖发酵提供了有利条件，使WSC消耗进一步加大，而乳酸含量则有所增加，有利于青贮发酵进程。

4 结论

裸燕麦与紫花苜蓿混合青贮可形成养分互补，在感官评定和V-Score评分上均能达到制作优良青贮饲料的标准。当裸燕麦与紫花苜蓿质量比为2∶1时，混贮发酵品质最佳，甲酸和蔗糖均能提高混贮饲料的发酵效果，但对这两种牧草混贮后营养价值的提升不明显。

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Effects of additives and crop ratio on quality of mixed naked oat (Avenanuda) and alfalfa (Medicagosativa) silage

GE Jian1, YANG Cui-Jun2, LIU Gui-He1*, YANG Zhi-Min3, BAI Xue-Mei2

1.CollegeofAnimalScienceandTechnology,HebeiNorthUniversity,Zhangjiakou075131,China; 2.LifeScienceResearchCenter,HebeiNorthUniversity,Zhangjiakou075000,China; 3.AgriculturalInstituteofZhangjiakou,Zhangjiakou075131,China

This experiment evaluated the effects of two additives and of crop mix ratio on quality of silage made from mixtures of naked oats and alfalfa, in order to provide guidelines for optimisation of quality. Freshly cut herbage of naked oats and alfalfa was mixed in ratios by weight of 1∶1, 2∶1, and 1∶2 and either 0.4% formic acid (FA) or 2% sucrose (S) were added, or no additive included. The fermentation quality and nutritional composition were assessed after 60 days by measurement of sensory factors (colour, odour, texture), nutritional properties (CP, WSC, NDF, ADF, Ash), pH, volatile fatty acids, ammonia N (NH3-N) and total N (TN), among others. For sensory characters, a 2∶1 crop mix ratio of naked oats and alfalfa resulted in better silage quality score than the other two crop mix ratios, regardless of additive, while silages with either 0.4% FA or 2% S added tended to have lower pH and had significantly lower NH3-N than silages without additive (P<0.05). Silage made from a 2∶1 mix of naked oats and alfalfa also had higher lactic acid content (1.45%-1.83% DM) than the other two crop mix ratios (0.84%-1.14% DM), while propionic acid and butyric acid were not detected in analysis of the 2∶1 naked oats∶alfalfa crop mix, whereas these acids were detected in other mixtures. However, CP of silages increased with proportion of alfalfa from 11.9% CP at 2∶1 naked oats∶alfalfa to 14.6% CP at 1∶2 naked oats∶alfalfa. The effects of additives on silage nutritional properties were not statistically significant. However, the two additives changed volatile fatty acid profiles and resulted in a significant increase in % DM as lactic acid compared to silage without additive. In addition there was a significant decrease in % DM as acetic acid (mean 0.62%), compared to control silages (mean 1.00%) (P<0.05). In summary, silage made from a mixture of naked oats and alfalfa exhibited improved nutritional quality and the addition of either 0.4% formic acid or 2% sucrose also benefited the fermentation process and silage quality. Key words: naked oats (Avenanuda); alfalfa (Medicagosativa); silage; additives; mixed

10.11686/cyxb2014400

http://cyxb.lzu.edu.cn

2014-09-25；改回日期：2015-01-14

河北北方学院创新人才培育项目(CXRC1313)，河北省教育厅青年基金项目(2011231)和农业部公益性行业(农业)科研专项(201203024)资助。

葛剑(1979-)，男，河北鹿泉人，讲师，硕士。E-mail: gejian790312@163.com *通讯作者Corresponding author. E-mail: guiheliu@sina.com

葛剑， 杨翠军, 刘贵河， 杨志敏， 白雪梅. 添加剂和混合比例对裸燕麦和紫花苜蓿混贮品质的影响. 草业学报, 2015, 24(6): 116-124.

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