不同生育期对柠条青贮品质的影响

徐巧峰，白 冰，董宽虎

（1.山西林业职业技术学院，山西太原030009；2.北京市科学技术研究院轻工业环境保护研究所，北京100089；3.山西农业大学草业学院，山西太谷030801）

柠条（Caragana korshinskii）属豆科锦鸡儿属的一种耐旱性强的多年生灌木，在防止土壤风蚀和维持我国旱地生态系统稳定方面发挥着重要作用[1]。由于其具有生长速度快、固氮能力高、二氧化碳固持能力强等特点[2]，是干旱和半干旱地区荒漠生态系统重建和缓解全球气候变化的最佳物种[3-4]。其较高的营养成分使其在饲料资源开发利用方面也有较高的应用潜力。有研究表明，相比于玉米秸秆，开花期鲜柠条干物质中含有较高的粗蛋白与粗脂肪[5]，作为反刍动物的饲料可提高肉羊、肉牛的采食量、生产性能及胴体品质[6-8]。也有研究表明，柠条经过青贮、氨化后，增加了干物质采食量，提高反刍动物的生产性能，日增质量明显[9]。然而，柠条木质化程度高，茎秆粗硬又具尖刺，影响动物的采食与消化吸收。

山西省现有柠条栽植面积47 万hm2，平茬柠条植株平均产量为4 500～7 500 kg/hm2，仅在晋西北地区每年可产柠条1 000 万～1 500 万t[10]。许多学者为改善柠条的饲用价值，对其进行了切断、压扁、粉碎、揉丝、酶解等，结果表明，青贮显著提高了其饲用价值[11-17]。有研究表明，柠条青贮降低了木质素与纤维素含量，提高了粗脂肪含量，进而改善其适口性[6]。影响柠条青贮品质的因素主要有柠条的生长年限、柠条部位、青贮技术及不同的生育时期，而关于前3 种因素的研究相对较多。有研究表明，开花期柠条营养成分较高，有利于提高柠条青贮后营养品质，选择开花后的柠条进行青贮，柠条木质化程度逐渐增加，粗蛋白含量逐渐降低，导致其营养品质逐渐降低[18]。

但关于不同生育时期收获柠条对其青贮品质的影响研究甚少。因此，本试验研究了不同生育时期对柠条青贮品质的影响，旨在为获得优质的青贮柠条饲料及指导生产实践提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验区概况

试验区位于北纬 39°59′、东经 112°19′的山西省朔州市右玉县威远镇，海拔为1 348m。该地年平均气温4.7 ℃，昼夜温差大，四季分明，属于温带大陆性季风气候。年平均降水量435 mm，主要集中分布于6—9 月，年蒸发量约为1 000～1 500 mm；年平均无霜期约为100～120d[19]，土壤为黄绵土。植被类型是以柠条（Caragana korshinskii）为建群种的灌丛草地，主要伴生草种有赖草（Leymus secalinus）、冰草（Agropyron cristatum）、朝天委陵菜（Potentilla supina）、短花针茅（Stipa breviflora）、百里香（Thymus mongolicus）等。

1.2 试验方法

试验于2018 年5—8 月在山西省右玉县宏宇牧业有限公司进行，选取生长8～10 a 的柠条，分别于现蕾期（5 月 15 日）、开花期（6 月 18 日）、结实期（7 月 25 日）和果后营养期（8 月 10 日）利用割灌机进行平茬刈割，并带回公司用揉草机（RC-700 柠条揉丝机，SHENTAI，中国）对其进行全株揉碎，搅拌均匀装入青贮袋（45 cm×26 cm），每袋500 g 左右，最后用真空封口机封口，置室内25 ℃左右避光保存，贮藏60 d。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 柠条青贮前后营养成分测定 按试验要求将20 g 不同生育期全株揉碎柠条的原料置于105 ℃烘箱中杀青30 min，65 ℃烘干48 h，烘干后将样品粉碎，过0.450 mm 筛，作为待测样品封存于袋中。分别用烘干法测定其干物质（DM）含量、凯氏定氮法测定其粗蛋白质（CP）含量、范氏法测定中性洗涤纤维（NDF）和酸性洗涤纤维（ADF）含量、蒽酮 - 硫酸比色法测定其可溶性碳水化合物（WSC）含量、醚浸出法测定粗脂肪（EE）含量[20-21]。

1.3.2 柠条青贮饲料的感官评定 青贮60 d 后，开袋对青贮饲料进行感官、颜色、质地的评定[22]。

1.3.3 柠条青贮饲料发酵品质的测定 取不同生育期20 g 青贮后柠条样品，加入蒸馏水180 mL，均质 30 s，通过 4 层纱布过滤，用 pH 计（PHS-3C，LEICI，中国测试）测定其pH 值。高效液相色谱法测定乳酸（LA）、乙酸（AA）、丙酸（PA）、丁酸（BA）含量[23]。苯酚- 次氯酸钠比色法测定氨态氮含量[24]。

1.4 数据处理

原始数据处理采用Excel 2003，运用SAS 9.0统计软件对处理后的数据进行单因素方差分析和多重比较，运用Origin 2016 软件作图。

2 结果与分析

2.1 不同生育时期柠条青贮饲料的感官评定

开袋后，用色泽、气味和质地等指标对柠条青贮饲料进行感官评价，不同生育时期的柠条青贮饲料均能保持原料的新鲜风味，并有强烈的弱酸味与清香味，但在色泽与质地方面，开花期明显优于其他时期。总体而言，开花期柠条青贮后的色泽、气味和质地等感官品质较好（表1），质地柔软、无腐烂变质、无霉变，具有青贮特定的酸香味，基本保持了原料的结构特征和新鲜风味。

表1 柠条青贮饲料的感官评定

2.2 不同生育时期对柠条青贮发酵品质的影响

从图1 可以看出，不同生育时期对柠条青贮饲料pH 值的影响不同。结实期的pH 值最低（4.17），现蕾期的pH 值最高（5.31）。开花期柠条青贮饲料的pH 值极显著低于现蕾期与果后营养期（P＜0.01），显著高于结实期（P＜0.05）。

从图1 可以看出，柠条青贮饲料中氨态氮占比也会受生育时期的影响。结实期柠条青贮饲料的氨态氮占比极显著高于现蕾期、开花期和果后营养期（P＜0.01），而果后营养期柠条青贮饲料的氨态氮占比最低。

由图1 可知，不同生育时期显著影响了柠条青贮饲料的 PA、AA、LA 及 BA 含量（P＜0.05）。开花期的LA 含量极显著高于其他3 个时期（P＜0.01），而AA、PA、BA 含量均低于其他 3 个时期，其中，AA 含量达到极显著水平，而开花期的柠条青贮后PA、BA含量与现蕾期和果后营养期青贮处理达到极显著水平（P＜0.01），与结实期无显著差异（P＞0.05）。从开花期开始，随着生育时期的推进，柠条青贮过程中的PA 和BA 含量呈升高的趋势。

2.3 不同生育时期全株柠条青贮前后营养成分对比

从图2 可以看出，不同生育时期青贮前柠条全株揉碎后的干物质含量较高，柠条全株揉碎的DM含量在4 个生育期之间差异极显著（P＜0.01）；以果后营养期为最高（64.80%），开花期最低（39.40%）。青贮前柠条的CP 含量在10.66%～19.23%，不同生育时期对柠条CP 含量有显著影响，开花期的CP 含量极显著高于其他时期（P＜0.01）；开花期到果后营养期，CP 含量呈下降趋势。青贮前柠条的NDF含量为53.63%～72.04%，ADF 的含量为42.34%～54.16%，NDF 和ADF 含量均呈上升的趋势，且随着柠条的生长发育，结实期和果后营养期极显著高于其他2 个时期（P＜0.01）。青贮前柠条的WSC 含量为1.70%～3.61%，作为青贮原料，其WSC 含量较低。开花期的WSC 含量极显著高于其他3 个生育时期（P＜0.01）；随着生育时期的推进，WSC 含量呈先增加后降低的趋势。柠条EE 含量在现蕾期达到最高，为4.40%（P＜0.01），极显著高于开花期、结实期、果后营养期，且这3 个时期之间无显著差异。

青贮后，柠条青贮饲料的DM及CP 含量在不同生育时期间存在极显著差异（P＜0.01），其中，果后营养期的DM 含量最高（64.29%），结实期最低；受生长发育时期的调控，青贮后柠条饲料的CP 含量与青贮前变化趋势一致，均在开花期达到最高。随着生育时期的推进，柠条青贮后NDF 与ADF 含量均呈增加的趋势。现蕾期柠条青贮饲料的NDF 与ADF 含量最低，分别为54.52%和41.09%，但与开花期差异不显著；果后营养期柠条青贮饲料的NDF与ADF 含量极显著高于其他3 个生育期（P＜0.01）。生育时期对青贮全株柠条的WSC 含量有极显著的影响（P＜0.01）。柠条青贮饲料中的WSC 含量在开花期极显著高于其他3 个生育时期（P＜0.01），现蕾期和果后营养期的WSC 含量差异不显著（P＞0.05）。柠条青贮饲料中的EE 含量整体随生育时期的推进呈下降趋势，现蕾期最高，果后营养期最低。

与青贮前相比，全株柠条青贮后，DM含量现蕾期和开花期分别增加4.03%和19.59%；CP 含量现蕾期、开花期和结实期分别减少9.08%、8.32%和8.54%；NDF 含量开花期、结实期和果后营养期分别减少1.61%、6.17%和5.44%；ADF 含量在4 个生育时期分别减少 2.95%、2.71%、9.78%和 8.11%；EE含量在现蕾期、开花期、结实期也有所提高。

3 结论与讨论

3.1 讨论

3.1.1 不同生育时期对柠条青贮发酵品质的影响

感官评定是衡量柠条青贮品质的重要手段，且主要受青贮原料自身的营养成分所调控。在本试验条件下，对柠条青贮饲料进行感官评定发现，开花期柠条饲料呈绿色、弱酸味，质地柔软，保持了原料的结构特征和新鲜风味，质地优于其他生育时期。有研究表明，柠条开花期前，粗蛋白含量等营养物质明显上升，在开花期达到最高[25]。在本研究中，以开花期含有较高可溶性碳水化合物的柠条枝叶为发酵底物，为乳酸菌的生长和代谢提供充足的可利用底物，进而改善了青贮饲料的发酵品质。

不同生育时期柠条青贮的品质不同，柠条青贮发酵过程中，pH 值的高低可以预估乳酸含量并有效抑制有害微生物的生长，也是衡量青贮饲料发酵品质优劣的一个重要指标。本研究表明，柠条青贮饲料的pH 值变化随生育时期的推进呈先降低后升高趋势，这与王保平等[17]研究结果一致。从本质上讲，影响pH 发生变化的主要是由于有机酸含量引起的。有机酸含量是评定青贮饲料品质的重要指标之一，较高的有机酸含量能降低青贮饲料pH，有效延长其保存时间[20]。而乙酸、丙酸、丁酸含量过高则会严重影响柠条青贮发酵品质。侯殿明[26]研究表明，在青贮过程中，添加乳酸菌显著增加了乳酸含量，pH 值显著降低，青贮饲料中的营养物质得到有效保存。本研究表明，开花期LA 含量相对较高，而AA、BA 和PA 含量相对较低，这表明以开花期柠条为青贮原料时，乳酸菌能够快速生长繁殖，使乳酸含量显著提高，能够抑制其他有害微生物的生长。此外，开花期较高的WSC 能够为乳酸菌的正常生长和新陈代谢提供足够的底物资源。基于本试验研究条件，柠条青贮后WSC 含量较低，因此，以后研究中可以考虑添加WSC 含量较高的饲料原料和柠条混合青贮。

3.1.2 不同生育时期对柠条青贮发酵营养成分的影响 赵晶云等[10]研究表明，随着刈割期的推迟，牧草大豆的水分和粗蛋白含量降低，而中性和酸性洗涤纤维含量增加。本研究表明，柠条枝叶揉碎的营养成分含量在不同生育时期之间存在较大差异。随生育期的推进，DM的含量呈单峰曲线变化趋势，且DM含量在开花期最低，这可能与柠条的平茬时期有关，因为在开花期，柠条花器官所占比例较大，但其DM 含量显著低于其他枝叶等营养器官。此外，随着柠条生长发育时期推进，其NDF 和ADF含量逐渐增加，CP 含量逐渐降低，主要是由于柠条茎表针刺和枝叶的细胞壁木质化程度逐渐提高，这与李浩霞等[11]的研究结果一致。此外，本研究表明，从现蕾期到开花期，其CP 和WSC 含量升高，可能是因为揉碎柠条的DM含量降低，相对提升CP 和WSC 的含量。随着生育时期的推进，柠条细胞壁中木质素等结构性碳水化合物含量增加，使得其NDF和ADF 含量持续增加，这与任余艳等[15]、弓剑等[16]和王聪等[18]研究结果一致。其次，在本试验条件下，柠条青贮饲料的CP 和NDF 含量随生育时期的变化与青贮原料保持一致的变化趋势。因此，影响不同生育时期柠条青贮饲料营养成分的主要因素是原料的营养成分。青贮后，柠条NDF 和ADF 均呈降低的趋势，这可能是青贮过程中的有机酸对细胞壁降解所致。此外，开花期的干物质含量升高，可能是由EE 含量的升高引起的。高琪[14]研究表明，柠条青贮后，EE、CP 和无氮浸出物显著提高。而果后营养期青贮饲料DM 含量的降低很可能与NDF 和ADF 含量显著降低有关。青贮后，柠条饲料的可溶性碳水化合物有大幅降低的趋势，表明微生物活性较高，特别是研究中发现乳酸含量的增加，乳酸菌的活性较高，对底物WSC 利用较多。许多研究表明，乳酸菌是青贮发酵的关键[27-29]，因此，选择柠条开花期作为青贮原料，青贮效果最优，饲用价值较高。

3.2 结论

本研究表明，柠条青贮饲料显著提高了LA 和EE 含量，而降低了NDF 和ADF 含量，这表明采用青贮发酵技术显著改善了柠条的饲用价值；开花期柠条青贮饲料乳酸含量显著高于其他时期，而有机酸含量相对较低，可有效延长青贮饲料的保存时间；此外，开花期青贮饲料整体感官评定较优，青贮效果较好。综合评价认为，开花期为柠条青贮饲料调制的最佳收获时期。