6个商品添加剂对两个刈割茬次紫花苜蓿裹包青贮品质的影响

蒋利芳，史 静，陈 伟，陈本建

(1.甘肃农业大学 草业学院/草业生态系统教育部重点实验室/甘肃省草业工程实验室/中-美草地畜牧业可持续发展研究中心，甘肃 兰州 730070； 2.广西壮族自治区畜牧研究所，广西 南宁 530001；3兰州城市学院 化学与环境学院，甘肃 兰州 730070)

陈本建为通讯作者。

甘肃省武威市是河西畜牧产业较发达的地区，据报道武威市饲草需求2014年达到440万t，然而全市人工草地产量为310万t，尚有130万t饲草料缺口，饲草料短缺逐渐成为制约武威草食畜牧业发展最重要的因素之一[1]。紫花苜蓿(Medicagosativa)是优良的豆科饲草，富含蛋白质、脂肪、多种矿质元素、维生素以及家畜生长所必需的氨基酸，素有“牧草王”的美名[2]。其在武威地区种植广泛，且紫花苜蓿青贮[3]是近些年来武威广泛应用于牧草产品加工的主要方式，发展速度很快，加工的量呈现快速上升的态势。但紫花苜蓿具有“三高一低”(蛋白高，水分高，缓冲能值高，碳水化合物低)的特性[4]，单独青贮品质不佳。添加剂青贮在紫花苜蓿草产品加工的业界已达成了广泛的共识。目前，行业内的商家和科研机构纷纷研发出了各自的青贮添加剂，种类繁多。这给青贮加工的企业和农户带来了困惑。因此，试验通过添加酸化剂和乳酸菌青贮剂对2茬紫花苜蓿青贮发酵效果的比较试验，给苜蓿青贮加工的企业和相关人员提供理论和技术参考。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验在甘肃省武威市民勤县金鑫源甘农3号(Medicagosativacv.Gannong No.3)紫花苜蓿种植基地进行，地处河西走廊东段北侧，石羊河流域下游，E 103°03′～104°02′，N 38°05′～39°06′，属大陆性沙漠气候，冬春季温、湿度低、风沙大。年均气温8.5℃，年均最高气温16℃，最低气温1℃。3～6月气候极度干燥，相对湿度为35%～39%。研究区苜蓿种植面积33.34 hm2，已经建植3年。为割草型苜蓿草地，具灌溉条件，灌溉方式为漫灌，入冬前灌冬水，生长季每次刈割后灌水1～2次。在种植当年施足底肥，肥料种类为磷二铵和过磷酸钙。自第2年起在每茬的灌水前追施尿素，每年刈割3茬。

1.2 试验设计

试验采用完全随机区组设计，设刈割茬次×添加剂双因素处理。其中，2个刈割茬次为初花期刈割的第1茬(2016年6月15日)和第2茬(2016年7月18日)，添加剂为露保美NC(Lupro mix NC，购自兰州巴斯夫公司，甲酸含量38%)、宜生贮宝(Sila-max，购自甘肃瑞科宜生动物营养科技有限公司，乳酸菌粉剂)、亚芯(Yaxin，购自台湾亚芯生物科技有限公司，乳酸菌及纤维素酶粉剂)、乳酸菌菌液(Lactobacillus culture fluid LCF，购自河北沧州，乳酸菌液)、YM3和YM7(华南农业大学提供，2种乳酸菌液)，以及不加添加剂的对照(CK)，共14个处理，3次重复，各添加剂添加量是商品所标注量(表1)。

表1 紫花苜蓿青贮试验设计

1.3 青贮调制

用CLAAS型收割机收割第1茬和第2茬紫花苜蓿并切碎，自然翻晒，随时用手持式水分测定仪观测水分变化，待水分降至50%，用集草车运至加工场地，立即用喷雾器将已配制的添加剂溶液按不同剂量喷洒于紫花苜蓿中，边喷洒边搅拌，混匀后，随即用圆型打捆机进行打捆(捆高50 cm，直径150 cm，重500 kg)，之后用拉伸膜裹包机裹包。裹包后标注贴签，3层捆竖

放，露天存放。

1.4 测定指标

紫花苜蓿原料取样，于实验室-20℃冷冻备用。青贮45 d后，于每个青贮捆中取样3份混合，带回实验室冷冻备用。

将第1份样品解冻后称20 g，加180 mL蒸馏水，搅拌均匀，在-4℃的培养箱中静置48 h后用4层纱布及定性滤纸过滤，浸出液一部分用酸度计测定pH[5]；另一部分滤液于-20℃冰箱冷冻，用于氨态氮[6]、乳酸(LA)及挥发性脂肪酸(乙酸AA、丙酸PA、丁酸BA)[7]的测定。

第2份青贮样及青贮原料解冻后，于65℃鼓风干燥箱中烘48～72 h，之后用微型植物样粉碎机粉碎，过1 mm筛，备用。干物质(DW)在65℃干燥箱中烘48 h[8]；可溶性碳水化合物(WSC)采用文献[9]蒽酮比色法进行，中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维采用文献[9-10]范氏纤维洗涤法，缓冲能值(BC)采用滴定法测定。

1.5 苜蓿青贮品质灰色关联评价

各处理组的混贮饲料的8个指标作为一个灰色系统，则每个添加剂添加量作为灰色系统的一个因素，应用灰色关联度分析法对不同水分混贮饲料发酵指标进行综合分析[11]。

1.6 数据分析

采用Excel 2007和SPSS 19.0进行数据处理和差异显著性分析，用平均值和标准误表示测定结果。并对不同青贮处理采用灰色关联度分析方法进行综合评价。

2 结果与分析

2.1 原料特性

种植第2年第1茬和第2茬刈割的紫花苜蓿原料的化学特性见表2。

表2 紫花苜蓿原料化学特性

2.2 青贮苜蓿的发酵品质

同一刈割茬次不同添加剂处理间相互比较，均以B3组的pH最低，分别为4.10和4.16；LA含量最高(表3)。CK的LA含量最低，pH最高，分别为5.65和5.28。A1刈割茬次，B2组的LA含量居中，AA含量显著(P<0.05)低于B1、B3处理组；B2、B3组的PA含量显著(P<0.05)低于其他添加剂组；B3和B6组的氨态氮含量显著低于(P<0.05)其他处理组；B3和B4组无BA产生，其他添加剂组均产生少量的BA。A2刈割茬次，B3、B6组的pH值显著(P<0.05)低于其他添加剂组，AA、PA和氨态氮含量显著(P<0.05)低于其他添加剂组；B3、B4、B5和B6组均不产生BA，B1和B2组BA含量均为少量。

不同刈割茬次相同添加剂间的相互比较，CK，B1和B2组中A1刈割茬次其pH显著(P<0.05)高于A2刈割茬次；B2组的A1刈割茬次AA和PA含量低于A2刈割茬次；B3组的A1刈割茬次AA含量显著(P<0.05)高于A2刈割茬次；B4组的A1刈割茬次LA含量显著(P<0.05)高于A2刈割茬次；B5组的A1刈割茬次AA，PA和BA和氨态氮含量显著(P<0.05)高于A2刈割茬次。

注：不同小写字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)，下同

2.3 青贮苜蓿的营养价值

同刈割茬次不同添加剂处理组间相互比较，在2个刈割茬次，均以CK组的WSC含量最低，B3组WSC含量、DM含量最高，差异显著(P<0.05)；A1刈割茬次，B1，B2和B3组的DM比CK高；CK的DM含量比B4、B5和B6组高。A2刈割茬次，B2、B3、B4和B5组的DM比CK组高；CK的DM含量比B1和B6组高，以A1B3DW含量最高，为53.65%(表4)。

不同刈割茬次相同添加剂间的DM和WSC含量变化趋势有的增大，有的减小。CK组和添加剂组中，A1刈割茬次的DM含量显著(P<0.05)高于A2刈割茬次，CK，B3和B5组中A1刈割茬次的DM含量略高于A2刈割茬次；B1和B6组中，WSC含量略高于A2刈割茬次，B2组WSC含量与A2刈割茬次相同，B4组中，WSC含量显著(P<0.05)低于A2刈割茬次(表4)。

表4 6种添加剂处理下不同刈割时期紫花苜蓿的营养价值

2.4 不同添加剂处理苜蓿各指标灰色关联度评价

2.4.1 各指标权重的构建 试验筛选出pH、LA、AA、PA、BA、NH3-N含量的最小值，DM和WSC含

量的最大值作为标准优质青贮饲料的参考数列X0，根据以上指标在混贮饲料中的相对重要程度分别赋值(Wk)(表5)。

表5 优质饲料的构建及各指标的权重

2.4.2 各指标无量纲化处理 由于各指标量纲不同，需要用处执法对各指标原始数据进行无量纲化处理(表6)，即DM含量、WSC含量、NH3-N含量、pH、LA含量、AA含量、PA含量和BA含量的平均值除以优质饲料相应值(X0)。

2.4.3 各指标的绝对值、关联系数和关联度 计算各点的绝对差Δi(k) =|X0(k)-Xi(k)|，此处△i(k)为该处理下的混贮饲料指标测定值Xi与理想值X0在第k个指标上的绝对差值。最大绝对差值为0.44，最小绝对差值为0.00。想数列X0和比较数列Xi在k点的关联系数为：

表6 各指标进行无量纲化处理

(1)

式中：a=min min|X0(k)-Xi(k)|=0.00；b=max max|X0(k)-Xi(k)|=0.44；ρ为分辨系数，一般取值为0.5。

由加权关联度公式计算各指标的等权关联度ri。

(2)

式中：n为测定指标数，Wi(k)为权重系数。

求出关联度后，按照关联度由大到小以 1，2，3，…，m进行顺序排序，关联度越大则相似程度越高，与参试指标的差异就越小，该处理的营养价值越高，反之则越差。

采用灰色关联度分析，测出各处理的关联度在0.352～0.952，按照刈割茬次排序：第2茬>第1茬，说明青贮料在第2茬次刈割时青贮效果好于第1茬。按照添加剂排序：亚芯>河北沧州乳酸菌>YM3>YM7>露宝美NC>宜生贮宝>CK，因此，在添加亚芯后，排序数总和比其他添加剂的排序数总和小，其综合表现最好，饲料营养成分达到最优(表7)。

表7 添加剂对紫花苜蓿的各成分加权关联度及排序

3 讨论

3.1 紫花苜蓿作为青贮原料的特征

调制优质青贮饲料，要求原料有适宜的含水率、高WSC和低缓冲能值。因此，青贮原料中WSC含量是影响发酵效果的最主要限制因素之一。青贮原料WSC不足以提供乳酸菌的大量繁殖所需，将限制pH迅速降至4.0以下，从而促使其他有害菌(如梭菌、霉菌等)得以生长，影响发酵。Meeske等[12]报道，WSC含量为107 g/kg(DM)的玉米青贮饲料，其pH在2 d内即可降至4.0以下。试验中，2个刈割茬次紫花苜蓿原料的WSC含量分别为：5.54(%DM)和5.06(%DM)，由此证明，紫花苜蓿直接青贮难以调制出优质的青贮饲料。

3.2 不同青贮方式对紫花苜蓿青贮品质的影响

苜蓿青贮方式包括常规青贮(高水分青贮)、半干青贮(低水分青贮、凋萎青贮)、混合青贮、袋装青贮、裹包青贮和青贮剂青贮等。为解决水分过低和常规青贮品质不佳的问题，试验采用拉伸膜裹包青贮结合添加剂青贮的方式。该青贮法是目前世界上较先进的青贮技术，也是低水分青贮的一种方式[13]。有很好的保水作用并能提高发酵品质。通过感官评定、营养成分和发酵品质测定后，紫花苜蓿发酵后无发霉、发臭现象，感官品质大都良好，营养成分也达到了优质青贮苜蓿水平，裹包青贮后较未青贮的紫花苜蓿pH值降低到5.65和5.28，DM含量升高，WSC含量降低，说明裹包青贮为紫花苜蓿提供了良好的发酵环境，这与荀桂荣[14]的研究结果一致。添加添加剂后较未添加添加剂的组pH大幅降低，达到4.10和4.16，LA含量升高，WSC含量降低，但是较未添加添加剂的降幅小，这是因为添加青贮添加剂后抑制了有害菌的繁殖，降低了WSC含量的消耗，促进了紫花苜蓿发酵，这与朱慧森等[15]的研究结果一致。

3.3 添加剂对紫花苜蓿青贮品质的影响

添加剂是提高紫花苜蓿青贮发酵效果的主要方式之一。试验采用的添加剂露宝美NC是一种含有甲酸(38%)的酸贮添加剂，可最大限度的保存发酵饲草的营养成分，有效降低了紫花苜蓿的pH。Barry等[16]研究表明，在紫花苜蓿青贮中添加甲酸，可以降低pH，促进乳酸发酵，减少青贮中蛋白质降解，降低NH3-N含量。刘贤等[17]报道，添加甲酸处理后苜蓿纤维素含量有所降低而DM和粗蛋白含量提高。试验2个刈割茬次的CK组均未能达到常规优质品质青贮的标准[18]，其原因是紫花苜蓿原料的WSC含量过低和缓冲能值过高。乳酸菌制剂(宜生贮宝、亚芯、河北乳酸菌菌液、乳酸菌发酵剂YM3和YM7)的有效添加，显著改善了青贮饲料的青贮品质，克服了原料在发酵上营养的缺失，改善了乳酸发酵的有效能，致使青贮饲料的酸度和NH3-N含量减少，LA含量提高，这与蒋慧等[19]的研究结果一致。亚芯中还含有纤维素酶，赵珊等[20]的试验表明，纤维素酶能使发酵纤维素分解生成戊糖，产生乳酸和少量乙酸，无CO2产生，有利于阻止有害菌生长。试验中加入亚芯后乳酸含量最多，无丁酸产生，发酵效果最好，这与兴丽[21]等研究一致，乳酸菌、纤维素酶等青贮剂常用于改善青贮玉米发酵品质，获得了较理想的添加效果。

4 结论

2个刈割茬次，6种添加剂对紫花苜蓿裹包青贮都产生了较好影响，添加亚芯组优于对照和其他添加剂组，其中亚芯处理组的pH最低，LA含量最大，无BA生成，氨态氮含量最少，WSC消耗最低，发酵品质最好。结合关联度分析6种添加剂下紫花苜蓿裹包青贮品质排序为：亚芯>河北沧州乳酸菌>YM3>YM7>露宝美NC>宜生贮宝>CK。且第2茬>第1茬，说明第2茬的紫花苜蓿裹包青贮品质优于第1茬。

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