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蒸馏提取精油后薰衣草秸秆与野干草、小麦秸制作混合青贮的效果评价

2017-07-10李静刘建明杨光维刘宜勇乃比江加纳比力陈春华赵玉

中国饲料 2017年12期
关键词:单宁干草薰衣草

李静,刘建明,杨光维,刘宜勇,乃比江·加纳比力,陈春华,赵玉

(1.伊犁师范学院生物与地理学院,新疆伊宁835000;2.伊犁州畜牧科学研究所,新疆伊宁835000)

科学实验研究

蒸馏提取精油后薰衣草秸秆与野干草、小麦秸制作混合青贮的效果评价

李静1,2,刘建明2*,杨光维2,刘宜勇2,乃比江·加纳比力2,陈春华2,赵玉1

(1.伊犁师范学院生物与地理学院,新疆伊宁835000;2.伊犁州畜牧科学研究所,新疆伊宁835000)

薰衣草经蒸馏提取精油后,产生大量废弃秸秆,本研究旨在利用混合青贮制作技术,通过测定其成分比较制作的50%野干草与蒸馏提取精油后薰衣草秸秆混合青贮,60%小麦秸秆与蒸馏提取精油后薰衣草秸秆混合青贮和玉米青贮的效果。结果表明:两种混合蒸馏提取精油后薰衣草秸秆青贮均可行,可制成品种良好的青贮饲料;并可有效降低单宁含量,提高类黄酮含量,对利用废弃薰衣草秸秆具有很好的效果;其中野干草与蒸馏提取精油后薰衣草秸秆制成的混合青贮品质较麦秸与蒸馏提取精油后薰衣草秸秆制作的混合青贮感官上更好,并且在粗蛋白质、能量、脂肪等营养指标上也优于玉米青贮。

薰衣草秸秆;混合青贮;玉米青贮;青贮评定

薰衣草是新疆伊犁河谷特有的香料种植作物,1965年首次从法国引进,经过四十多年的发展,伊犁河谷薰衣草种植面积不断扩大,目前已达1500 hm2,单产和品质也不断提高,已成为我国主要的薰衣草生产基地,种植面积占全国95%,被誉为我国的“薰衣草之乡”(方之恒,2011)。随着栽培技术的不断提高,薰衣草精油和干花单产水平也在不断提高,目前平均精油单产达到97.5 kg/hm2,干花单产1275 kg/hm2(张学超等,2016)。

薰衣草含有丰富的精油成分和不挥发性的生物碱、单宁、类黄酮、微量元素及维生素,还含有抗氧化物质和抗菌成分,除了作为香料植物,还可在医药、食品等领域起到抗菌作用。伊犁河谷年产薰衣草精油和干花产量近150吨,产生了大量蒸馏提取精油后的废弃秸秆,其秸秆具有气味特殊、单宁含量高、适口性差等特点。据研究,单宁是抗营养因子,可降低反刍动物采食量,降低蛋白质的消化率,抑制瘤胃微生物酶的活性(Ahmed等,1991;Kumar等,1990)。青贮是粗饲料提高其利用价值的一种重要手段。陈静等(2005)认为,可以通过青贮降低有毒物质单宁含量,减少毒性。

本研究根据蒸馏提取精油后薰衣草秸秆的特点,分别采用野干草、小麦秸秆与之混合制作青贮,旨在改善薰衣草秸秆的适口性,提高牛羊对薰衣草秸秆的采食量;同时降低薰衣草秸秆中单宁含量比例,提高育肥牛生长速度,从而开发薰衣草秸秆的饲用价值。

1材料与方法

1.1试验材料蒸馏提取精油后薰衣草秸秆由兵团四师65团薰衣草精油提炼厂提供,新鲜小麦秸秆由新源县、66团本地提供,新鲜野干草由新源县那拉提天然草场提供,全株青贮玉米由新源县提供,玉米粉、尿素、青贮添加剂由伊犁新褐种牛场提供。

1.2试验设计试验共测定4组样品,即蒸馏提取精油后薰衣草秸秆,50%蒸馏提取精油后薰衣草秸秆与50%野干草制作的混合青贮(混合青贮1),60%蒸馏提取精油后薰衣草秸秆与40%小麦秸秆制作的混合青贮(混合青贮2),100%全株玉米秸秆青贮。

1.3混合青贮制备蒸馏提取精油后薰衣草秸秆湿度大、温度高,先高温暴晒1~2 d,铡短2~3 cm直接装车拉运至试验点;15 t薰衣草秸秆与15 t粉碎的的野干草(2 cm左右)完全混合,18 t薰衣草秸秆与12 t粉碎小麦秸秆(2 cm左右)完全混合;两组混合青贮及30 t全株玉米青贮均选用半地下式青贮方式,分层压制;混合青贮制作中分别添加0.5%玉米粉,0.004%青贮添加剂,0.3%尿素,全株玉米青贮添加相同比例的青贮添加剂和尿素,水分均控制在60%~70%。密封压实60 d后开窖取样,观察青贮制作好坏,测定并比较各青贮成分。

1.4测定指标与方法

1.4.1青贮感官评定在青贮窖打开时,从色泽、气味、质地三方面进行感官评定,采用德国农业协会(DIG)青贮质量感官评分标准评定(刘建新等,1999);pH值采用Thermo酸度计测定。

1.4.2成分测定干物质(DM)、粗蛋白质(CP)、粗脂肪(CF)、粗灰分(Ash)含量采用常规法测定,酸性洗涤纤维(ADF)和中性洗涤纤维(NDF)含量采用范式方法测定(杨胜,1993);单宁含量的测定采用GB/T27985-2011饲料中单宁的测定(梁祖铎,1979),微量元素采用原子吸收分光光度法测定(林智等,2010)。

1.5统计分析采用Excel对数据进行整理,采用SAS 9.2软件对结果进行方差分析和比较,结果用“平均数±标准差”表示。

2结果与分析

2.1感官评定及pH值测定三组青贮窖开封后进行感官评定,各组青贮饲料制作较好,均未见霉变现象,颜色与原料原色相近。由表1可知,混合青贮1呈现褐绿色,气味呈浓烈甘酸味,抓在手中质地松散柔软,不黏手,动物较喜食;混合青贮2呈现褐黄色,甘酸香味较淡,质地中间稍有粘结,动物适应一周后,喜食;玉米青贮呈现亮黄色,气味呈浓烈甘酸味,抓在手中质地松散柔软,不黏手,动物较喜食。混合青贮1的pH值为4.16,混合青贮2的pH值为4.73,玉米青贮的pH值为4.09。

表1 不同青贮饲料感官评定结果

2.2成分测定

2.2.1单宁和类黄酮由表2可知,蒸馏提取精油后薰衣草秸秆单宁含量比混合青贮1组、混合青贮2组、玉米青贮分别高251.7、207.2、334.2 mg/ kg(P<0.01);蒸馏提取精油后薰衣草秸秆通过制作成混合青贮后单宁含量极显著下降,其中混合青贮1的单宁含量显著低于混合青贮2(P<0.05);四组样品中类黄酮含量与单宁含量相似,各组含量差异极显著(P<0.01),其中混合青贮1类黄酮含量最高,为0.188%,玉米青贮最低,为0.054%。

表2 蒸馏提取精油后薰衣草秸秆混合青贮对单宁和类黄酮含量的影响

2.2.2常规营养成分由表3可知,混合青贮1组、混合青贮2组DM含量分别比玉米青贮高8.41%、4.40%(P<0.01);混合青贮1组CP含量分别比玉米青贮、蒸馏提取精油后薰衣草秸秆、混合青贮2高1.02%、2.33%、1.37%(P<0.01);蒸馏提取精油后薰衣草秸秆组CF比玉米青贮、混合青贮1组、混合青贮2组分别高0.015%、0.007%、0.01%(P<0.01);蒸馏提取精油后薰衣草秸秆混合青贮EE为2.47%,极显著低于其他两组(P<0.01),混合青贮1组极显著高于混合青贮2组(P<0.01);四组样品Ash差异极显著,其中混合青贮2组最高为9.18%,蒸馏提取精油后薰衣草秸秆最低为5.71%;四组样品中蒸馏提取精油后薰衣草秸秆NDF和ADF均最高,分别为57.57%、33.13%,混合青贮1组和混合青贮2组居中,玉米青贮最低,分别为35.45%、15.59%;蒸馏提取精油后薰衣草秸秆及混合青贮1组和混合青贮2组钙、磷含量极显著高于玉米青贮(P<0.01)。

表3 蒸馏提取精油后薰衣草秸秆混合青贮对营养成分的影响%

2.2.3微量元素测定由表4可知,蒸馏提取精油后薰衣草秸秆铁含量分别比混合青贮1组、混合青贮2组、玉米青贮高4.59、8.89、9.16 μg/g(P<0.01),混合青贮1组极显著高于混合青贮2组和玉米青贮(P<0.01),混合青贮2组和玉米青贮差异不显著(P>0.05);蒸馏提取精油后薰衣草秸秆及蒸馏提取精油后薰衣草秸秆混合青贮镁含量显著高于玉米青贮(P<0.01),蒸馏提取精油后薰衣草秸秆显著高于混合青贮1组和混合青贮2组(P<0.05);混合青贮1组铜含量较混合青贮2组和玉米青贮分别高0.054、0.068 μg/g(P<0.01),混合青贮2组和玉米青贮差异不显著(P>0.05);蒸馏提取精油后薰衣草秸秆锌含量较混合青贮1组、混合青贮2组、玉米青贮分别高0.21、0.35、0.40 μg/g(P<0.05),其他各组差异不显著(P>0.05)。

表4 微量元素比较μg/g

3讨论

3.1混合蒸馏提取精油后薰衣草秸秆青贮的制备青贮饲料是指将新鲜的青绿饲料、农作物副产物等,经切碎后填入和压实在青贮窑中,密封后,经乳酸菌的自然发酵作用而制成的一种多汁、耐贮藏、能为家畜全年使用的饲料(张以芳等,2000)。青贮制作的好坏,通常可通过感官进行评定,感官评定常采用德国农业协会青贮质量感官评定方法,一般从色泽、气味、结构和动物喜食等方面进行感官评定。本试验中,青贮窖开封时,三组青贮饲料均有强烈的酸香味,色泽正常,质地松软、不黏手,蒸馏提取精油后薰衣草秸秆与野干草混合青贮、玉米青贮动物均较宜喜食,蒸馏提取精油后薰衣草秸秆与麦秸混合青贮适应一周后宜喜食,感官评定结果各组均在良好以上。pH值是评定青贮品质的重要直观指标,青贮饲料pH值越低,酸度越强,青贮饲料越容易保存(陈明霞等,2011;王加启等,2005)。当pH降到4.2以下时,乳酸菌的活性受到抑制,从而达到长期保存青绿饲料的目的,通常青贮饲料pH值低于4.2时为优质,pH值为4.2~4.5则为中等,高于4.5则说明发酵品质较差。本试验中,玉米青贮和蒸馏提取精油后薰衣草秸秆与野干草混合青贮组的pH值均能降至4.2以下,蒸馏提取精油后薰衣草秸秆与麦秸混合青贮pH为4.2~4.5,从pH指标可看出各组青贮饲料品质都较好。研究表明,蒸馏提取精油后薰衣草秸秆单一青贮时,其适口性较差,牛羊不喜食(李静等,2015)。说明通过添加一定量野干草或麦秸制作的混合青贮,对利用废弃的薰衣草秸秆有较好的效果,其中野干草与蒸馏提取精油后薰衣草秸秆制作的混合青贮适口性得到明显改善,动物宜喜食,通过饲喂该青贮有益于提高反刍动物对粗饲料的摄取量,降低精料的采食量。

3.2蒸馏提取精油后薰衣草秸秆混合青贮对单宁和类黄酮含量的影响单宁是一种抗营养因子,日粮中单宁含量过高对动物具有抗营养作用,可使蛋白质和金属离子形成沉淀,与消化道中消化酶结合形成无活性复合物,并可损伤小肠黏膜,影响蛋白质、碳水化合物的消化及矿物元素的生物学有效性(张晓庆等,2009)。但同时单宁也具有保护蛋白质不在瘤胃内降解、改善氮沉积的作用。相关研究表明,反刍动物采食含单宁饲草后,可溶性蛋白质在瘤胃内的降解率降低,过瘤胃蛋白数量增加,从而提高家畜利用蛋白质的效率。另外,单宁还能减少瘤胃中的泡沫,防止臌胀病的发生。因此,现代牧草育种中也把适宜的单宁含量作为育种目标之一(Smith等,2004)。徐载春等(1995)研究表明,给绵羊饲喂由0.63%单宁和2.1%刺槐叶粉组成的颗粒料,其粗蛋白质消化率由29.5%下降到17.68%。Calico等(1985)研究发现,食物中单宁会影响人体对钙、铁离子的吸收。Kumar等(1990)在绵羊日粮中添加单宁含量为5.3%的枣树叶发现,试验组绵羊的体重量增加107 g/d,这说明单宁对动物生长具有一定的促进作用。反刍动物特殊的生理和消化特性,在其日粮中添加含单宁的牧草可起到保护蛋白质的作用。王馨等(2016)研究表明,香蕉茎叶单宁含量偏高,但采取有效方法进行青贮可使单宁含量显著降低,从而达到提高香蕉茎叶营养价值和饲用价值的目的。综上所述,单宁含量的高低对动物的采食量、生长性能和营养物质吸收等具有显著影响。本试验结果表明,蒸馏提取精油后薰衣草秸秆制作混合青贮后,单宁含量显著下降,但较玉米青贮含量高,说明制作蒸馏提取精油后薰衣草秸秆混合青贮对废弃薰衣草秸秆的利用有很好的作用,同时也可提高薰衣草秸秆饲喂动物效果。研究表明,类黄酮物质不仅能增加脑及冠状血管血流量,改善脑循环及外周循环作用圈,而且还可用于腹泻、痢疾、食积不化、气滞腹痛等消化系统疾病(张英俊等,2006)。同时类黄酮与动物的脂质代谢、内分泌及抗氧化有着密切的关系,在促进动物生长、提高动物生产性能、抗菌抗病毒及提高动物免疫力等方面起着重要作用。蒸馏提取精油后薰衣草秸秆混合青贮后,类黄酮含量显著提高,因此对动物机体具有积极的影响。

3.3蒸馏提取精油后薰衣草秸秆混合青贮对营养成分的影响蒸馏提取精油后薰衣草秸秆由于含糖量低,不能保证青贮过程中乳酸菌发酵占绝对优势,因此采用一般用常规方法单独青贮效果不佳,而且气味较大(李静等,2015)。本试验结果表明,蒸馏提取精油后薰衣草秸秆制作成混合青贮后,其粗蛋白质、能量和粗灰分含量明显高于蒸馏提取精油后薰衣草秸秆和玉米青贮,说明采用的混合青贮方法能够使蒸馏提取精油后薰衣草秸秆营养成分提升,并且要优于玉米青贮,更适合饲喂反刍家畜,其中野干草与蒸馏提取精油后薰衣草秸秆制作的混合青贮干物质、粗蛋白质、粗脂肪、粗灰分、钙含量明显高于麦秸与蒸馏提取精油后薰衣草秸秆混合制作的青贮,说明野干草与蒸馏提取精油后薰衣草秸秆混合制作的青贮对提升薰衣草秸秆营养成分比麦秸更好。这与赵苗苗等人研究全株玉米与苜蓿混合青贮可以提高饲料的饲用价值结果相似(赵苗苗等,2015)。酸性洗涤纤维是反映饲草能量的关键指标,其含量越低,饲草的消化率越高,饲用价值越大,中性洗涤纤维能被动物部分利用,被利用的程度与采食量有关。研究表明,饲料中中性洗涤纤维含量越低,动物的采食量越高,中性洗涤纤维被利用的程度越高(田瑞霞等,2005)。本试验结果表明,蒸馏提取精油后薰衣草秸秆通过混合青贮使其中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量显著下降,更有利于提升动物采食量和消化率。

3.4蒸馏提取精油后薰衣草秸秆混合青贮对微量元素的影响微量元素是动物生命活动所必需的营养物质,微量元素在动物机体中不能合成,必需由日粮提供,如果日粮不能满足动物机体的需要则会造成幼畜生长发育受阻,成年家畜生产性能降低和繁殖力下降等。所以,在动物日粮中补添微量元素显得尤为重要(李喜艳等,2009)。微量元素铁是血红蛋白、肌红蛋白及许多酶的必需组成成分,参与氧的转运、交换及组织呼吸过程;铜对造血起催化作用,它能促进铁从网状内皮系统和肝细胞释放出来进入血液,以合成血红素;另外,铜参与血清免疫球蛋白的构成,并可组成酶类构成机体防御体系,增强机体的免疫功能,所以铜在生产中可以作为促生长剂或免疫增强剂。锌参与酶的组成,与动物体内300多种酶和功能蛋白组成有关,在奶牛日粮中补充一定剂量的锌对产奶量和乳锌含量有提高作用(高峰等,2005;刘辉放等,2004)。镁是机体内重要的阳离子,在反刍动物生长发育、生理机能、瘤胃发酵、物质代谢、生产性能等方面发挥着重要作用。适量补充镁可以提高反刍动物饲料消化率和繁殖性能,促进反刍动物生长发育(陈秋玲等,2016)。蒸馏提取精油后薰衣草秸秆自身富含各种微量元素,本试验中,添加野干草或麦秸制作的混合蒸馏提取精油后薰衣草秸秆青贮铁、镁、铜和锌含量有所下降,但比玉米青贮明显升高,这对提高动物生长性能、免疫机能、胴体品质、生长速度和产奶量有积极的作用。

4结论

野干草与蒸馏提取精油后薰衣草秸秆、麦秸与蒸馏提取精油后薰衣草秸秆经切碎混合、压实、密封,可制成品质良好的青贮饲料。添加不同比例野干草、麦秸与蒸馏提取精油后薰衣草秸秆单独青贮,营养品质得到不同程度地改善,单宁含量降低,类黄酮含量提高。其感官评定也较好,并且在粗蛋白质、能量、粗脂肪等营养指标上也优于玉米青贮。

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Lavender by distillation after extraction of essential oil,produces large amounts of waste straw.The purpose of this research was to make technology by mixed silage,through the determination of its content comparison the effect of silage 50%wild hay extraction and distillation of essential oil of lavender straw mixed,60%wheat straw extraction and distillation of essential oil of lavender stalk mixed and corn silage.The results showed that the two kinds of mixed distillation after extraction of essential oil of lavender straw silage were feasible,could be made into silage varieties;and could effectively reduce the content of tannin and improve the falconoid content,which had a good effect on the use of waste straw silage mixed with lavender.The sensory effeat of wild hay and distillation of essential oil of lavender was better than distillation of essential oil of lavender and wheat straw mixed silage,and the crude protein,energy,fat and other nutritional indicators were better than corn silage.

lavender straw;mixed silage;corn silage;silage evaluation

S816.5

A

1004-3314(2017)12-0013-05

10.15906/j.cnki.cn11-2975/s.20171204

新疆维吾尔自治区科技支撑计划(201531107);国家肉牛(牦牛)产业技术体系(CARS-38)

*通讯作者

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