混合比例和添加剂对菊苣与青贮玉米混合青贮品质的影响

梁小玉，季杨，易军，付茂忠，胡远彬 (四川省畜牧科学研究院，四川 成都 610066)

饲用菊苣(Cichoriumintybus)为温带多年生草本，不仅产量高、适口性好,而且营养十分丰富，富含多种氨基酸，其价值可以媲美紫花苜蓿(Medicagosativa)[1]。菊苣产草高峰期集中在5—10月，此期间供草量超出家畜生产的需求量，而冬季又缺草断青。因此，将菊苣加工保存来调节饲草季节平衡十分重要。但是，菊苣含水量较高，而且南方地区夏季多雨，空气潮湿，不宜调制青干草，青贮则可以长期贮存动物草料并最大限度地保留原料的营养，且受气候影响较小[2-4]。因此，将菊苣与其他禾本科牧草混合青贮或者加入外源添加剂青贮是调制优质菊苣青贮饲料的有效措施。

青贮玉米(Zeamays)生物产量和含糖量均高于一般的禾本科牧草，而含水量较低，是现代畜牧业发展的重要优质饲料来源，也是目前最常用的青贮原材料[5]。但是，青贮玉米单独青贮也存在一些缺点，如：消化率和蛋白质含量较许多优质牧草低[4]。诸多研究证实，混合青贮有助于青贮原料间养分互补，有效提高青贮饲料整体品质和营养价值[6-7]。青贮玉米与紫花苜蓿等优质牧草混合青贮，并添加外源添加剂以改善青贮玉米的青贮饲料品质是当前研究热点，已有许多青贮玉米混合青贮成功的案例报道[4-5,8]。

目前，关于菊苣与青贮玉米混合青贮的研究尚未见报道。本研究以菊苣和青贮玉米为原料，分析不同混合比例和不同添加剂水平对青贮饲料营养成分及发酵品质的影响，旨在找出合理的混合青贮方案，为大力开发利用菊苣饲草资源提供技术支持和依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验在四川省郫县安德镇四川省畜牧科学研究院牧草试验基地进行，于2014年8月12日全株刈割青贮原材料川单青贮1号青贮玉米(蜡熟期)和“将军”菊苣(莲座末期)，添加剂采用青宝Ⅱ号乳酸菌制剂(主要成分为多种天然乳酸菌, 活菌数2×1010cfu·g-1)和SUKACell纤维素酶(酶活性为104U·g-1)。

1.2 试验设计

试验采用两因素交叉试验设计，A因素为菊苣(用字母C表示)与青贮玉米(用字母M表示)混合比例，5个水平(鲜草晾晒后质量比)，即：0∶1、1∶3、1∶1、3∶1、1∶0(分别用0C1M、1C3M、1C1M、3C1M、1C0M表示)，B因素为乳酸菌和纤维素酶复合添加剂处理，3个水平，即零添加、5 g·t-1乳酸菌+5 g·t-1纤维素酶(用LX表示)，10 g·t-1乳酸菌+5 g·t-1纤维素酶(用2LX表示)。试验共设15个处理，每个处理3次重复。

1.3 青贮调制

将鲜刈的青贮玉米切成1.5～2.5 cm，菊苣切成3.0～5.0 cm后分别晾晒2～4 h，使两种原材料含水量均达到65%时按设计比例称样。根据添加量要求将乳酸菌和纤维素酶用蒸馏水配成溶液，然后用微型喷雾器均匀地喷洒在牧草上混合均匀(零添加处理的加入等量的蒸馏水)并分别装入聚乙烯袋用真空封口机抽真空密封保存，平均袋重600 g。室温条件下贮存60 d后开封进行感官评定和理化指标评定。

1.4 测定指标和方法

感官评定采用德国农业协会(DLG) 青贮感官质量评分法，根据气味、质地和色泽对青贮饲料品质进行综合评分[9]。理化指标分析包括营养成分和发酵品质测定。其中，干物质(dry matter，DM)含量采用烘干法测定[10]，粗蛋白(crude protein，CP)含量测定采用凯氏定氮法[11]，酸性洗涤纤维(acid detergent fiber，ADF)和中性洗涤纤维(neutral detergent fiber，NDF)含量采用范氏法测定[12]，青贮饲料浸出液pH值采用酸度计测定，可溶性糖(water soluble carbohydrates，WSC)含量测定采用蒽酮一硫酸比色法[13]，氨态氮(ammonia nitrogen，AN)含量采用苯酚-次氯酸钠比色法测定[14]，乳酸(lactic acid，LA)、乙酸(acetic acid，AA)、丙酸(propionic acid，PA)和丁酸(butyric acid，BA)含量按照张丽英[15]的方法测定。

1.5 统计方法

用Excel 2007和SPSS 17.0软件对试验数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 青贮原料的化学成分分析

混合青贮原料化学成分见表1，川单青贮1号青贮玉米干物质含量为22.46%，可溶性糖含量较高，为9.22%，而粗蛋白较低，只有10.91%；将军菊苣粗蛋白则高达26.45%，但干物质含量仅10.82%，可溶性糖含量更低，仅1.02%。因此，从理论上来讲，将军菊苣不适合单独青贮，而川单青贮1号青贮玉米满足青贮条件，两种原材料混合青贮可能实现养分和水分之间的互补[9]。

表1 青贮原料的营养含量(干物质基础) Table 1 Nutrient contents of raw material (DM basic) (%)

2.2 青贮饲料感官评定

从色泽看，所有处理均未产生霉变，除3C1M、1C0M、1C0M/LX、1C0M/2LX 4个处理色泽呈黄褐色，色泽较暗外，其余处理组青贮饲料的色泽均呈黄绿色，与原材料原色相近。气味方面，3C1M、1C0M两个处理的臭味最明显，尤其是1C0M处理；1C0M/LX、1C0M/2LX 两个处理有较弱的臭味，其余处理在相同比例下有添加剂的处理均有浓郁且舒适的面包酸香味，而无添加剂处理酸香味略淡，1C1M 处理有极弱的臭味。质地方面，菊苣与青贮玉米混合比例为0∶1、1∶3、1∶1处理组的青贮饲料质地均较好，茎叶结构保存完好，质地松软，手感蓬松，而3∶1和1∶0处理组的青贮饲料质地均较差，茎叶结构保持较差，有黏手现象。整体情况分析，青贮玉米单独青贮或者与菊苣青贮效果均好，菊苣单独青贮且无添加剂处理有腐败现象；相同混合比例下，有添加剂处理的感官评价优于零添加处理的，且大部分评分能达到优良等级；相同水平添加剂处理下，感官评分随着菊苣混合青贮比例的提高而降低；无添加剂情况下，菊苣在青贮玉米混合青贮中的比例不宜高于1∶1。具体评分见表2。

表2 菊苣与青贮玉米混合青贮的感官评定 Table 2 The sense evaluation of mixed silage of chicory and silage maize

2.3 青贮饲料营养成分

不同因素主效应分析显示，混合比例因素对青贮饲料营养成分各指标影响均达到极显著水平(P<0.01)；添加剂因素对青贮饲料WSC、NDF、ADF含量影响达到极显著水平(P<0.01)，对DM、CP含量影响达显著水平(P<0.05)；两个因素间的交互作用对不同处理的CP和WSC影响达到极显著水平(P<0.01)，对DM、NDF和ADF无显著影响(表3)。在混合比例与添加剂两个因素中，混合比例是影响混合青贮饲料营养成分的主要因素。

在相同混合比例下，大部分有添加剂处理组青贮饲料NDF和ADF较零添加处理组低，且多数处理间差异达到显著水平(P<0.05)，CP、DM和WSC则较零添加处理高，但仅少数处理间差异达到显著水平(P<0.05)，此外，各指标在添加剂处理的不同水平间差异较小，大部分未达到显著水平(P<0.05)。在相同添加剂水平下，CP含量随青贮饲料中菊苣比例的增加显著(P<0.05)增加，DM、WSC、NDF和ADF含量则显著(P<0.05)降低，仅少数处理间有波动未能达到显著水平。表明乳酸和纤维素酶的复合添加剂可以有效改善青贮饲料品质，青贮玉米和菊苣混合青贮可以提高青贮饲料整体营养价值和消化率，不同程度实现两种不同原料营养特性的优势互补。但是，当菊苣∶青贮玉米混合比例增加到3∶1时，虽然青贮饲料CP含量较高，但是混合青贮饲料的干物质较低，只有11.65%，青贮饲料WSC也显著(P<0.05)降低，仅1.65%。综合考虑两种原材料青贮后的营养成分和饲料消化率，1C1M/LX和1C1M/2LX两个处理效果最理想。

表3 菊苣与青贮玉米混合青贮营养成分及WSC含量(干物质基础)Table 3 The WSC and chemical composition of mixed silage of chicory and silage maize (DM basic) (%)

注：CM.混合比例；LX.添加剂；同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，**表示P<0.01，*表示P<0.05。下同。

Note: CM: Mixture ratio; LX: Additive. The different small letters in the same column show significant differences atP<0.05. ** meansP<0.01，* meansP<0.05. The same below.

2.4 青贮饲料发酵品质

不同因素主效应分析显示，混合比例、添加剂及两个因素间的交互作用对混合青贮饲料发酵品质指标的影响均达到极显著水平(P<0.01)，其中，混合比例是影响混合青贮饲料发酵品质的主要因素(表4)。在相同混合比例下，添加剂处理对LA的影响最大，零添加、LX和2LX三个水平处理间均呈显著(P<0.05)增加趋势；其余不同发酵指标值的变化差异仅在部分处理间达到显著水平(P<0.05)，尤其是零添加和LX或2LX之间，其中，大部分有添加剂处理的pH、AN/TN、PA和BA较零添加处理的低，AA、LA/AA和LA/TA较零添加处理的高。在相同添加剂水平下，大部分处理的AN/TN、AA、PA、BA随青贮饲料中菊苣比例的增加表现为显著(P<0.05)增加，LA/AA和LA/TA值随混合青贮原料中菊苣比例增加而降低；其中，菊苣∶青贮玉米混合比例不低于1∶1时，各处理 pH值均小于4.0且处理间无显著差异，除1C1M 处理外，LA/AA值均在2以上，LA/TA值均高于60%，而且随混合比例增加，pH、AN/TN和BA值呈显著(P<0.05)增加的趋势，尤其在1∶0时，各处理AN/TN值均高达20%左右，BA含量均高于0.01%；LA/AA、LA/TA各指标呈显著(P<0.05)降低。总体看，菊苣与青贮玉米混贮，菊苣添加比例低于3∶1时，各处理发酵品质均较好，而且有添加剂的处理发酵品质较零添加的更好，其中，0C1M/2LX发酵品质最好，AN/TN值仅6.79%，表明蛋白质降解最少，乳酸含量最高达到4.84%，占总酸73.28%，乳酸与乙酸比值也是最高，达到5.00，无丁酸产生；其次是1C3M/2LX。

表4 菊苣与青贮玉米混合青贮发酵品质Table 4 The fermentation quality of mixed silage of chicory and silage maize

AN/TN: Ammonia nitrogen/total nitrogen; LA: Lactic acid; AA: Acetic acid; PA: Propionic acid; BA: Butyric acid; TA: Total acid.

3 讨论

3.1 菊苣和青贮玉米混合青贮饲料感官评价分析

本试验中，除3个菊苣单独青贮处理和3C1M处理感官评价较差，评分为中等或尚好，其余处理评分均达到优良等级。有研究表明，不同原料混合可以为青贮创造良好的发酵条件，且真空包装后青贮袋中残留空气少可以避免呼吸期延长导致糖的浪费，从而有利于厌氧菌竞争演变为优势菌群[6,16]。在相同混合青贮比例下，添加乳酸菌和纤维素酶复合添加剂改善了青贮饲料的气味、质地和色泽，席兴军等[17]在玉米秸秆青贮研究中也得到类似结果。虽然感官评定能够对青贮饲料品质进行快速、直观的判断，但是，感官评定存在主观性[18-19]。因此，本研究还对青贮饲料营养成分和发酵品质进行了分析。

3.2 菊苣和青贮玉米混合青贮对青贮饲料营养成分的影响

青贮原料水分含量以及可溶性糖含量是制作优质青贮饲料的关键因素，理论上，制作优质青贮饲料的原料WSC最低要求为6.0%～7.0%(占干物质)，水分65%～75%[9]。高水分和低WSC 容易导致腐败菌生长，不仅影响发酵品质，而且还会造成汁液渗出和营养价值降低，适宜含水率则能减少青贮饲料干物质及蛋白质等养分的损失[7,18,20-22]。此外，WSC作为乳酸菌繁殖发酵的基质可促进乳酸形成，迅速降低pH抑制不良青贮发酵[23]。菊苣和青贮玉米两种原料营养特性差异较大，前者表现为高水分、高蛋白、低糖分，后者表现为低水分、低蛋白、高糖分。青贮玉米中添加菊苣后能在不同程度上提高原料总体的CP，同时降低ADF和NDF，改善原料总体营养品质，但是也不同程度降低了原料总体的WSC和DM，可能影响青贮发酵过程。因此，控制原料水分和调节适宜的添加比例才能保证菊苣和青贮玉米混合青贮成功并获得高营养价值的青贮饲料。

本试验中，青贮原料鲜刈后通过适度晾晒控制含水率为65%，菊苣添加比例低于3∶1时可获得适宜WSC水平，克服高缓冲能，确保青贮顺利进行，同时获得较高的营养价值。NDF和ADF是评价纤维质量最有效的指标，特级粗饲料品质分级标准中对NDF和ADF的要求是分别小于40%和31%[24]。菊苣∶青贮玉米混合青贮比例为1∶1时青贮效果最好，尤其是1C1M/LX和1C1M/2LX两个处理，NDF和ADF分别约41%和24%，接近粗饲料特级等级标准，而且CP接近17%。乳酸菌和纤维素酶复合添加剂对改善混合青贮饲料营养价值的贡献较小，这与葛剑等[25]研究结果类似，在相同混合比例下，添加剂处理组青贮饲料CP和DM无显著(P<0.05)变化，NDF和ADF含量略有降低但大部分处理间差异未达到显著(P<0.05)水平，而大部分处理的WSC显著(P<0.05)增加。有研究认为，纤维素酶能快速水解青贮原料细胞壁的结构性多糖，产生水溶性碳水化合物，增加青贮发酵底物WSC含量，同时改变牧草的纤维素结构，降低其纤维素、半纤维素和木质素含量[26-27]。

3.3 菊苣和青贮玉米混合青贮对青贮饲料发酵品质的影响

混合比例、添加剂及两个因素间的交互作用对青贮饲料发酵品质指标的影响均达到极显著水平(P<0.01)，这与吴进东[28]研究结果类似。但是，各因素对青贮发酵品质影响力大小又有所差异，这可能与采用的原材料以及添加剂用法不同有关。吴进东[28]采用的青贮原料品质非常低劣，营养成分也非常接近，添加剂采用的是单一添加剂，不同因素影响力大小依次是乳酸菌用量>原料组成比例>纤维素酶用量。而本试验采用的原材料在含水量、粗蛋白、糖、纤维品质等营养特性上差异极大，而且添加的是乳酸菌与纤维素酶复合添加剂，研究结果显示混合比例影响力大于乳酸菌与纤维素酶的复合添加剂。

由于不同牧草品种化学成分不同，对划分青贮饲料品质等级指标之一的pH值界定也应有所差异，但是，一般认为，当青贮饲料pH值低于4.2时能够有效抑制青贮过程中丁酸梭菌等有害微生物繁殖，此时青贮饲料等级可以认为优等[4,29-30]。本研究中，pH值随菊苣比例增加整体表现为增高，除3C1M、1C0M和1C0M/LX三个处理外，所有处理组青贮饲料pH均低于4.2，这与两种原料混合改善了发酵条件，同时添加乳酸菌促进了青贮早期乳酸积累，迅速降低青贮饲料pH有关[31]。

乳酸、乙酸、丙酸和丁酸是最常用评价青贮饲料发酵品质好坏的指标。菊苣在青贮玉米混合青贮中比例不低于1∶1时，乳酸以及乳酸与乙酸比值均分别高于3%和2∶1，乙酸和丙酸分别低于1%和0.3%，均未检测到丁酸(1C1M除外)，以上指标均满足优质青贮评定要求[32]。菊苣单贮时，发酵品质最差，1C0M处理丁酸高达0.09%，这可能是因为菊苣原料本身WSC很低，不能在发酵早期产生大量乳酸，导致pH值高于5.0，而丁酸发酵pH值在5.0～7.0之间，因此发生了不良发酵[33]。本研究中，乳酸菌与纤维素酶复合添加剂显著(P<0.05)改善了菊苣与青贮玉米混合青贮饲料的发酵品质，有研究认为，分别添加乳酸菌和纤维素类酶制剂均可以促进青贮初期乳酸发酵，提高青贮发酵品质，而同时添加两种添加剂可能产生正向叠加效应，从而最大程度改善了混合青贮饲料的发酵品质[34]。

氨态氮与总氮比值也是衡量青贮饲料发酵品质的一项重要指标，其比值越高表明氨基酸和蛋白质分解越多，青贮饲料质量越差，优质青贮饲料要求氨态氮与总氮比值小于10%[24,35]。在本研究中，多数处理青贮饲料中氨态氮与总氮比值低于10%，而菊苣单独青贮以及零添加处理的青贮饲料中氨态氮与总氮比值均高于10%，尤其在单一菊苣原料青贮时，即使添加复合添加剂，其青贮饲料的氨态氮/总氮比值仍然显著(P<0.05)高于其他处理的，数值上均大于18%，分析原因主要是菊苣粗蛋白含量很高，而糖分很低，青贮发酵不佳，最终造成大量蛋白分解成氨导致营养流失，这与葛剑等[36]研究结果类似。Kaiser等[37]也认为，青贮中氨态氮含量不仅与青贮发酵过程有关，还受不同种类牧草中化学成分含量的影响。

4 结论

菊苣与青贮玉米混合青贮感官评定结果与实验室测定结果基本一致。综合感官表现、营养成分以及发酵品质，除菊苣单独青贮外，菊苣与青贮玉米混合青贮均可成功，可以实现菊苣的长期保存，但菊苣在青贮玉米中的添加比例低于3∶1时为宜，1∶1最佳；乳酸菌和纤维素酶复合添加剂有助于提高发酵品质；1C1M/2LX处理青贮效果最佳，营养成分较高，蛋白质降解量极少，发酵品质指标均较好。

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