喀斯特石漠化地区饲用植物青贮化利用

郭 文， 熊康宁， 张锦华， 杨苏茂， 许留兴， 刘凯旋

（1.国家喀斯特石漠化防治工程技术研究中心/贵州师范大学喀斯特研究院，贵州贵阳 550001；2.贵州省畜牧兽医研究所，贵州贵阳，550005；3.华南农业大学林学与风景园林学院，广东广州 510642）

草地是天然的生态屏障，种植牧草能快速增加地表植被覆盖率，减少基岩裸露面积，降低水土流失和流水对地面的侵蚀率，对于遏制石漠化具有积极作用。此外，某些禾本科牧草具有耐寒、耐旱、耐贫瘠的优点（苏日古噶，2007），禾草生长速度快，分蘖能力强。禾本科牧草在抽穗期到成熟期的粗蛋白质含量为11.5%，而进入枯黄期之后降低到 4.5%以下（桂荣等，1998；桂荣等，1996），在牧草生长旺盛期有必要进行刈割贮藏，保留更多的营养物质。青贮饲料则能有效调节草地畜牧业中家畜消化不畅和牧草季节性过剩的问题，因此，青贮对喀斯特石漠化地区草地畜牧业的发展具有举足轻重的作用。

青贮是指将青贮料剪碎到2～5 cm，通过密封装填，在厌氧条件下pH迅速降低，乳酸菌发酵，将原料中的碳水化合物转变为乳酸，抑制霉菌等有害微生物活动及代谢，从而提高饲料品质的过程（Mcdonald等，1991）。青贮饲料能够很大程度地保存牧草的营养价值，具有适口性好、采食率高、贮藏期长等优点，能够改善牧草的季节性供应不均衡，提高牧草的利用效率，弥补调制干草的缺陷，降低家畜的疾病发生率，使其每年都能吃到青绿多汁的饲料（韩鲁佳等，2002）。此外，青贮饲料中乳酸菌的发酵提高了青贮饲料的可消化性，增加了饲料中的菌体蛋白，明显提高了产奶量（郑金贵，2003）。禾本科牧草是家畜重要的食物来源，在干燥和加压时很少破碎、脱叶，适宜调制干草，当含糖量较高时，可直接青贮，但是为保证青贮饲料的成功率和质量，通常添加乳酸菌（LAB）进行青贮。

1 材料与方法

1.1 试验材料 镰刀、聚乙烯塑料袋（25 cm×35 cm，厚 0.014 mm），均为市购；封口机（永特力100型），购自永康市协力包装机械有限公司；电子天平（FA1004N），上海精密科学仪器有限公司制造；分光光度计（7230G型），购自陕西凯利化玻仪器有限公司；电烤炉（亨博HB-528A），购自广东亨博电器实业有限公司；pH测定仪（8 601），购自源恒通五金专营店；烘箱（HX-GZXA4），购自光合力通世纪专卖店；马弗炉（YTH-5-12），购自绍兴市苏珀仪器有限公司；凯氏定氮仪 （KDN-04A），购自点点计量检测中心。

1.2 青贮制作 采自示范区人工栽培一年的多年生禾本科四种牧草，剪短至2～3 cm。将表1所示菌数为1×109的乳酸菌进行溶解，20 mL的规格均匀喷洒在每种牧草上单独青贮，装入25 cm×35 cm规格的聚乙烯塑料袋中，每袋1000 g，压紧，密封。此外，再将纯水以同样20 mL/1000 g的规格进行袋式青贮，作为对比分析。青贮137 d后开封进行试验。

表1 乳酸菌成分

1.3 试验方法

1.3.1 感官评定 在感官评定方面，采用德国农业协会（DLG）颁布的青贮评分标准的等级评定方法（Mcdonald，1973），以气味、色泽、结构为参照依据，气味分4个等级，0～14分；结构分4个等级，0～4分；色泽分3个等级，0～2分。在结合气味、色泽和结构3项的评定结果为：一级优良 （16～20分），二级尚好（10～ 15分），三级中等（5～ 9分），四级腐败（0～4分），具体评分标准见表2。

1.3.2 化学成分分析 取青贮样品20 g，加入180 mL去离子水，并用封口膜封口，放入4℃冰箱中浸提24 h，期间摇晃数次，24 h后用四层纱布过滤，用雷磁PHS-3C精密pH计测定pH（Han等，2004）；粗脂肪采用索氏提取法测定（张丽英，2003）；粗灰分采用550℃灼烧法测定 （杨胜，1999）；干物质含量采用烘干法测定（杨胜，1999）；粗蛋白质采用凯氏定氮法测定（杨胜，1999）；中性洗涤纤维（NDF）和酸性洗涤纤维（ADF）采用范氏法 （杨胜，1999）；钙、磷和粗纤维分别采用GB/T6436-2002、GB/T6437-2002、GB/T 6434-2006 进行测定。

表2 青贮质量感官评分标准

1.4 数据分析 用SPSS 20.0软件中的ANOVA程序进行方法分析，Duncan's程序进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 四种牧草的原料特性 由表3可知，四种牧草中，高羊茅的含水率最高为78.9%，黑麦的含水率最低为74.6%；四种禾本科牧草的粗蛋白质含量均较高，其中大小顺序为高羊茅＞黑麦＞鸭茅＞扁穗雀麦；四种牧草的中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量均较高；钙和磷含量较为丰富。

2.2 感官评价

2.2.1 添加纯水青贮 由表4可知，在气味方面，黑麦和扁穗雀麦均优于高羊茅和鸭茅；在质地方面，鸭茅优于扁穗雀麦、高羊茅和黑麦；鸭茅色泽优于扁穗雀麦、高羊茅和黑麦。综合三方面的评价，扁穗雀麦=黑麦＞鸭茅＞高羊茅，其中除了高羊茅是二等尚好等级外，其余三种牧草均为一等优良。

2.2.2 添加乳酸菌青贮 由表5可知，鸭茅具有很强“丁酸味”，其余三种均有面包香或芳香味；鸭茅的茎叶结构有轻度污染现象，其余三种牧草均为茎叶结构保持良好；鸭茅出现较强度的霉变，扁穗雀麦色泽与原料相似，高羊茅和黑麦带带褐色；综合三项指标，鸭茅为四等腐败，扁穗雀麦表现最好，高羊茅和黑麦均有虽为一等优良，但略逊色于扁穗雀麦。

表3 四种牧草的化学成分%

表4 加水青贮

表5 添加乳酸菌青贮

2.3 青贮化学成分分析

2.3.1 添加纯水青贮 由表6可知，在以纯水为添加物的四种牧草青贮中，扁穗雀麦的中性洗涤纤维含量显著高于高羊茅、鸭茅和黑麦 （P＜0.05），其中黑麦的中性洗涤纤维显著高于高羊茅和黑麦（P＜0.05），但是高羊茅和黑麦的差异不显著（P＞0.05）；四种牧草的酸性洗涤纤维含量差异显著（P＜0.05），其中扁穗雀麦最高，黑麦其次，鸭茅最低；四种牧草的粗灰分含量差异显著 （P＜0.05），黑麦的粗灰分含量显著高于其余三种牧草（P＜0.05），鸭茅相对扁穗雀麦和高羊茅较高；鸭茅的粗蛋白质显著高于另外三种牧草（P＜0.05），黑麦的粗蛋白含量最低；高羊茅的粗脂肪含量显著高于另外三种牧草（P＜0.05），其中鸭茅和黑麦差异不显著（P＞0.05），但均显著高于高羊茅（P＜0.05）；在粗纤维的比较分析中可看出，扁穗雀麦的粗纤维含量显著高于其余三种牧草（P＜0.05），鸭茅和黑麦差异不显著（P＞0.05）。

2.3.2 添加乳酸菌青贮 乳酸菌具有促进青贮饲料中乳酸快速增殖的功效。由表7可知，添加乳酸菌青贮后，四种禾本科牧草中，扁穗雀麦的中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量显著高于其余三种牧草（P＜0.05），但高羊茅和黑麦的中性洗涤纤维差异不显著（P＞0.05），而鸭茅和黑麦的酸性洗涤纤维含量差异不显著（P＞0.05）；四种牧草中黑麦的粗灰分含量显著高于其余三种牧草（P＜0.05），其中高羊茅和鸭茅差异不显著（P＞0.05）；鸭茅与扁穗雀麦的粗蛋白质差异不显著（P＞0.05），但是均显著低于高羊茅和黑麦（P＜0.05），其中高羊茅含量最高；在粗脂肪含量的比较研究中显示，扁穗雀麦和黑麦差异不显著（P＞0.05），高羊茅显著高于其余三种牧草（P＜0.05）；高羊茅和黑麦的粗纤维含量差异不显著（P＞0.05），但扁穗雀麦显著高于二者，而鸭茅显著低于二者（P＜0.05）。

表6 添加纯水青贮后四种牧草的%主要营养成分含量

表7 添加乳酸菌青贮后四种牧草的主要营养成分含量%

2.3.3 干物质含量变化 通过对图1进行分析发现，四种牧草的干物质含量在青贮后均呈现增加的趋势，并且增加的幅度较大，甚至呈倍数增长。在添加水和乳酸菌青贮过程中发现，除黑麦的干物质通过添加水青贮后的含量低于添加乳酸菌的干物质含量变化，其余均表现为添加水青贮比添加乳酸菌青贮的干物质要高。

图1 牧草的干物质含量变化

2.3.4 有氧稳定性分析 有氧稳定性是衡量青贮饲料质量的一个重要指标，通常情况下，有氧稳定越高越好。当青贮饲料暴露于空气中时，酵母和霉菌会利用青贮发酵产生的乳酸及牧草的氨基酸、蛋白质和糖类，使整个青贮饲料的pH、二氧化碳、水和氨气逐渐增加，热量不断释放，好气变质不断加剧（张涛等，2005），但是大山嘉信（1976）指出水分含量低、乳酸含量高的青贮料，要比水分含量高、挥发性脂肪酸多的青贮料容易变质，并指出原因可能是低水分限制了微生物活动，更多的糖供酵母繁殖利用，而挥发性脂肪酸（乙酸、丙酸等）比乳酸具有更强的抗真菌能力。

通过对图2进行分析，在添加水的青贮中，四种牧草的pH在0～60 h都逐渐上升，而60～120 h时，除了高羊茅呈现下降的趋势外，其余三种牧草继续上升，此外，第一时间段的上升幅度高于第二阶段，在整个过程中鸭茅的上升斜率最小，说明其pH变化最为稳定。添加乳酸菌青贮中，除鸭茅外，其余三种牧草的pH斜率在整个0～120 h的过程中变化均较小，较为稳定。

3 结论与讨论

附着在青贮原料植株表面的乳酸菌含量必须在105cfu/g以上，才能使乳酸菌快速发酵（丁武荣等，2008；田允波，1996），但是多数青贮料表面的乳酸数量有限，并混有不良菌种，所以添加乳酸菌成为规避这一现象的有效方式之一。添加乳酸菌对除鸭茅以外的三种牧草均有改善作用，其原因可能是在制作袋式青贮过程中，鸭茅青贮袋内残留的空气含量较多，影响其发酵品质。

图2 青贮后的pH变化

加水青贮的四种牧草在感官变化上的优劣为扁穗雀麦=黑麦＞鸭茅＞高羊茅，其中除了高羊茅是二等尚好等级外，其余三种牧草均为一等优良。添加乳酸菌后，鸭茅为四等腐败，扁穗雀麦表现最好，高羊茅和黑麦均有虽为一等优良，但略逊色于扁穗雀麦。

两种不同的青贮方式结果都显示，四种牧草除了粗蛋白质和干物质之外，其余各项指标都降低。鸭茅各元素出现不规则变化的原因可能是青贮过程中出现失误影响试验结果。

干物质是衡量植物有机物积累、营养成分多寡的一个重要指标，在一定条件下，干物质的进食量随着日粮消化率的上升而增加。通过青贮处理后，牧草的干物质含量有所上升，一定程度的干物质是家畜必备的物质。

添加乳酸菌对维持牧草的有氧稳定性较好，四种牧草都是在0～60 h时间段pH变化较大，在60～120 h变化较小。青贮袋开封后，牧草接触空气促使厌氧环境发生极端变化，青贮料的好氧活动开始。青贮料的好气变质主要是由酵母、霉菌等好气微生物的活动所引起（Muck等，1991）。

青贮作为一种经济、高效、保质期长的技术，符合畜牧业发展过程中成本降低的趋势，饲草青贮是扩大饲料来源、提高牧草利用价值的有效方式，其可以使单位面积收获的总养分达到最高值，经过青贮处理的饲料能提高家畜的采食率和消化率，对家畜的生长发育具有良好的促进作用，草地畜牧业是解决喀斯特石漠化地区经济问题、生态问题和社会问题的有效方式之一。禾本科牧草具有分蘖能力强、生长速度快、对生存环境要求低的优点，种植禾本科牧草是治理石漠化和水土流失的的首选措施，而牧草主要利用地下部分即根茎的附土能力来抑制水土流失治理石漠化，而青贮则是利用牧草的地上部分即枝叶进行利用，因此二者具有完美的契合点，不会发生冲撞，尤其是在潜在轻度石漠化地区更能体现。开发利用饲用植物，不但能够扩大饲料的来源，有利于畜牧业的发展，促进当地经济发展，实现区域经济可持续发展，还能促进石漠化的综合治理和石漠化地区生态文明建设。