玉米秸秆和菊芋秸秆混合青贮的研究

刘海燕，王秀飞，王彦靖，黄枭，李权，刘鹏

（吉林省农业科学院，长春 130033）

玉米秸秆和菊芋秸秆混合青贮的研究

刘海燕，王秀飞，王彦靖，黄枭，李权，刘鹏

（吉林省农业科学院，长春 130033）

本试验旨在利用菊芋秸秆来提高玉米秸秆的青贮品质。玉米秸秆与菊芋秸秆按10:0、9:1、8:2、0:10共4个比例进行混贮处理，40d后测定pH值、营养成分和营养价值。结果表明：随着菊芋秸秆比例增大，混贮料的pH值、纤维性营养成分有降低趋势，非纤维性碳水化合物、干物质与中性洗涤纤维48h体外消化率、能值、相对饲喂价值呈上升趋势。综合而言，适量添加菊芋秸秆，具有提高玉米秸秆青贮品质的效果。

玉米秸秆；菊芋秸秆；混合青贮；营养成分；营养价值

饲用化是秸秆综合利用的一种有效途径，生产实践表明，在饲用化利用的各种处理方式中，青贮是最经济、实用的一种方式。玉米秸秆是我国北方草食动物重要的粗饲料来源，但很多牧场并未对秸秆进行有效利用，甚至在秸杆黄化后仍用来喂牛，而风干黄化后的秸秆纤维含量高、可溶性碳水化合物低、附生微生物减少，不宜青贮，将其作为越冬的干草料营养价值极低[1]。Seale等[2]研究指出，影响发酵品质的因素很多，其中，青贮原料水溶性碳水化合物含量是影响青贮发酵品质的主要因素之一。菊芋秸秆中含有丰富的可溶性碳水化合物，可为乳酸菌提供充足的发酵底物，既可以克服玉米秸秆单独青贮发酵品质差及营养价值低的缺点，又可以解决单纯利用菊芋秸秆制作青贮，饲料原料不足的问题。本试验以玉米秸秆与菊芋秸秆为原料，以不同比例混贮，用近红外光谱分析法测定营养成分的变化，为调制品质优良的玉米秸秆青贮饲料提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

玉米秸秆刈割于吉林省农业科学院范家屯玉米试验田，刈割时间为 2016年9月30日。菊芋秸秆刈割于吉林省农业科学院洮南试验站，刈割时间为2016年10月20日。

1.2 试验设计

本试验设计4个青贮比例处理，玉米秸秆与菊芋秸秆的比例分别为：10∶0、9∶1、8∶ 2、0∶10，分别设为Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组、Ⅳ组，青贮时间为40d，每组3次重复。

1.3 青贮调制

将刈割后的玉米秸秆和菊芋秸秆切至2cm左右长度，按照设定比例分别称取玉米秸秆和菊芋秸秆，青贮原料共取500g，调节水分含量为65%左右，充分混合均匀后装入聚乙烯袋，用抽真空机抽真空封口，在室温条件下保存40d。

1.4 测定指标与方法

1.4.1 pH值测定

取鲜样10g，用100mL蒸馏水浸提至少1～2min后，经4层纱布过滤，水浸液当即用以测定pH值[3]。

1.4.2 营养成分和营养价值的近红外检测

将三个青贮袋中的样品充分混合，取300g送往蓝德雷牧草饲料品质检测实验室，用近红外光谱分析法（NIR）检测营养成分和营养价值。

1.5 数据处理

用Excel表格对试验数据进行处理，并制作相应的图表。

2 结果与分析

2.1 玉米秸秆和菊芋秸秆混合青贮对pH值的影响

由图1可以看出，随着菊芋秸秆添加量的增加，pH值显著下降，说明在玉米秸杆青贮中添加菊芋秸秆，可改善青贮料的发酵品质。

图1 玉米秸秆与菊芋秸秆混贮的pH值

2.2 玉米秸秆和菊芋秸秆混合青贮对营养成分的影响

通过表1可以看出，随着原料中菊芋秸秆量的增加，青贮料中木质素（lignin）含量略有下降，ADF与NDF显著下降，非纤维性碳水化合物（NFC）显著升高。试验结果表明，菊芋秸秆的添加，降低了玉米秸秆青贮饲料中不易被利用的纤维成分，提高了易被消化利用的非纤维营养成分。

表1 玉米秸秆与菊芋秸秆混贮的常规营养成分(%,干物质基础)

2.3 玉米秸秆和菊芋秸秆混合青贮对营养价值的影响

由图2～6可以看出，与Ⅰ组比较，Ⅱ组、Ⅲ组的体外48h干物质消化率、体外48h中性洗涤纤维消化率、维持净能、增重净能、相对饲喂价值均呈上升趋势。

图2 玉米秸秆与菊芋秸秆混贮的体外48h干物质消化率

图3 玉米秸秆与菊芋秸秆混贮的体外48h中性洗涤纤维消化率

图4 玉米秸秆与菊芋秸秆混贮的维持净能

图5 玉米秸秆与菊芋秸秆混贮的增重净能

图6 玉米秸杆与菊芋秸秆混贮的相对饲喂价值

3 讨论

3.1 关于玉米秸秆和菊芋秸秆混合青贮对pH值的影响

pH值是影响青贮质量的重要因素之一，pH值快速下降，有助于限制植物酶活性,减少蛋白质降解损失,抑制产生高水平乙酸、丁酸的有害微生物以及其他有害微生物的数量[4]。有学者提出，pH值接近4.2可达到青贮的要求，pH值过高会导致青贮饲料品质降低。Meeske等[5]研究表明，用干物质含量较高的材料青贮时pH值不必降到4.2以下，也可使青贮饲料保存良好。本试验4个处理组青贮料的品质都达到了良好，玉米秸秆和菊芋秸秆混合青贮后，较各自单独青贮的pH值有所降低，玉米秸秆与菊芋秸秆比例为8∶2时最低。原因为糖是乳酸菌的主要食物来源，其中可溶性糖分是青贮中乳酸菌繁殖发酵的基质，在一定程度上提高原料可溶性糖分的含量，可确保乳酸菌快速大量地形成乳酸，促使pH值迅速下降，有效地抑制不良发酵，提高青贮的品质和成功率[6,7]，而菊芋秸秆中的总糖含量达到13.83%～21.33%，大多数都是可溶性糖，因而添加到玉米秸秆中，提高了可溶性糖的含量，进而降低了pH值，改善了青贮品质。

3.2 关于玉米秸秆和菊芋秸秆混合青贮对营养成分的影响

玉米秸秆是反刍家畜青贮饲料的主要原料，其营养品质受秸秆NDF和ADF含量影响[8]。NDF值与家畜吸收率呈负相关关系[9]，NDF越低表明其经济价值越高；ADF与动物消化率呈负相关关系，是指示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[10]。日粮中的非纤维碳水化合物主要由淀粉、可溶性糖、果聚糖以及果胶质组成[11]。本试验结果表明，随着菊芋秸秆比例的增加，混贮组木质素、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量显著降低，非纤维性碳水化合物显著升高，说明菊芋的加入可以降低青贮饲料中纤维物质含量，提高非纤维性物质含量。

3.3 关于玉米秸秆和菊芋秸秆混合青贮对营养价值的影响

提高瘤胃微生物对粗饲料干物质的消化率，关键在提高对饲草粗纤维的消化率[12]。秸秆中的细胞内容物几乎能够被完全消化，而细胞壁因含有较多的粗纤维，导致在动物体内消化缓慢且不完全[13]。秸秆细胞壁的木质素-纤维素-半纤维素的特殊复合体限制了动物对纤维素、半纤维素等成分的降解和利用，使得秸秆细胞内的营养物质不能被释放出来，从而导致秸秆的消化率降低[14]。秸秆消化率低是限制秸秆利用的主要因素。NDF和ADF是反映饲料质量的有效指标，对此国内外学者进行了大量研究，通过降低NDF和ADF含量来提高秸秆的饲喂价值。本试验结果表明，随着菊芋秸秆添加比例的增加，混贮后由于降低了青贮饲料中中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、木质素含量，提高了非纤维性碳水化合物含量，使得体外48h干物质消化率、体外48h中性洗涤纤维消化率、维持净能、增重净能得到提高，进一步提高了相对饲喂价值。

4 结语

玉米秸秆与适量菊芋秸秆混合青贮，可以降低青贮饲料中纤维物质含量，提高非纤维性物质含量，进一步提高体外干物质和中性洗涤纤维的消化率，从而提高维持净能、增重净能、相对饲喂价值。

[1] 王富生,马俊孝, 任红卫,等. 微生物青贮剂在玉米秸秆黄贮中的作用[J].山东大学学报(理学版),2004,2(39):112-115.

[2] Seale D R,Henderson A R, Pettersson KO,et al. The effect of addition of sugar and inoculation with two commercial inoculants on the fermentation of lucerne silage in laboratory silos[J]. Grass and Forage Science,1986,41(1):61-70.

[3] 王建兵,韩继福,高宏伟,等. 微生物接种剂和酶制剂对玉米秸秆发酵品质的影响[J]. 内蒙古畜牧科学,2001,2(22):4-7.

[4] 时建忠.青贮接种菌的研究[J].中国饲料,2003,5:15-17.

[5] Meeske R,Merwe G D V D,Greyling J F,et al.The effect of adding an enzyme containing lactic acid bacterial inoculant to big round bale oat silage on intake, milk production and milk composition of Jersey cows[J].Animal Feed Science and Technology,2002,97(3):159-167.

[6] 庄益芬,张文昌,陈鑫珠,等.绿汁发酵液、纤维素酶及其混合物对水葫芦青贮品质的影响[J].中国农学通报,2008,24(5):35-38.

[7] 庄益芬,曹颖霞,张文昌,等.绿汁发酵液对青贮玉米秸秆品质的影响[J].家畜生态学报,2006,27(6):70-73,86.

[8] 白琪林,陈绍江,董晓玲,等.近红外漫反射光谱法测定玉米秸秆NDF与ADF含量[J]. 光谱学与光谱分析,2004,11(24):1345-1347.

[9] Vansoest P J.Nutritional Ecology of the Ruminant[M].2ed.Ithaca:Cornell University,1994:476.

[10] 李向林,张新跃,唐一国,等.日粮中精料和牧草比例对舍饲山羊增重的影响[J].草业学报, 2008, 17(2):43-47.

[11] Hall M B,Larson C C,Wilcox C J.Carbohydrate sourece and protein degradability alter lactation,ruminal,and blood measures [J].Journal of Diary Science,2010,93(1):311-322.

[12] 许浩,李翔. 木质素对粗纤维瘤胃降解率的影响及提高木质素瘤胃降解率方法的研究进展[J].中国奶牛,2017,4:1-4.

[13] 王玉荣,陶莲,许贵善,等.秸秆木质纤维素微观结构及其裂解方法[J].中国饲料,2016,12:38-41.

[14] 郭旭生,丁武容,玉柱.青贮饲料发酵品质评定体系及其新进展[J].中国草地学报,2008,30(4):100-106.

Study on Mixed Silage of Corn Straw and Jerusalem Artichoke Stalk as Feed Sources

LIU Hai-yan, WANG Xiu-fei, WANG Yan-jing, HUANG Xiao, LI Quan, LIU Peng
(Jilin Academy of Agricultural Sciences, Changchun 130033)

The study was conducted to produce high quality silage with Jerusalem artichoke stalk. Corn stalk and Jerusalem artichoke stalk were mixed and silaged at ratio of 10:0,9:1,8:2 and 0:10,respectively. Silages were determined for pH, nutrient content and nutritive value after 40d ensilage. The results showed as follows: The pH and fibrous nutrients of silage decreased, and non- fiber carbohydrates (NFC), in vitro true dry matter degradability 48-hour (IVTDMD48), neutral detergent fiber degradability 48-hour (NDFD48), relative feed value (RFV) were on rise, with the increasing of Jerusalem artichoke stalk’s rate. In conclusion, the addition of Jerusalem artichoke straw could improve the quality of corn straw silage.

Corn straw; Jerusalem artichoke stalk; Mixed silage; Nutrient content; Nutritive value

S823.4

A

1004-4264（2017）12-0015-03

10.19305/j.cnki.11-3009/s.2017.12.004

2017-05-02

吉林省科技发展计划资助项目（20160204013SF）；国家公益性行业(农业)科研专项经费（201503134）；吉林省重点科技成果转化项目（20150307022NY）。

刘海燕（1976-），女，汉，吉林蛟河人，副研究员，研究方向为秸秆饲料化加工利用。

刘鹏（1963-)，男，研究员，研究方向为秸秆资源化利用。