硝酸盐对苜蓿半干青贮品质的影响

张红玉，赵美蓉，孙娟娟，薛艳林，玉 柱，白春生*

（1.沈阳农业大学园艺学院，辽宁沈阳110866；2.中国农业科学院草原研究所，内蒙古呼和浩特010010；3.内蒙古自治区农牧业科学院，内蒙古呼和浩特010031；4.中国农业大学草业科学与技术学院，北京100193）

苜蓿是一种优质的豆科饲草[1]。苜蓿中水溶性碳水化合物含量较低，在青贮过程中pH值难以降低到理想范围，从而影响苜蓿青贮品质。发酵过程中，梭菌的繁殖会抑制其他有利微生物活动，若不加以调控会使青贮调制失败，影响苜蓿青贮的推广与应用[2-3]。合理运用添加剂是制作优良苜蓿青贮的有效方法[4]。研究表明，硝酸盐及其分解产物对青贮的发酵有正向的促进作用[5]，一方面由硝酸盐降解生成的亚硝酸盐可以抑制梭菌生长；另一方面对反刍动物而言，硝酸盐是一种非蛋白氮源，可以在反刍动物的瘤胃中转化为氨态氮，而氨态氮可被动物瘤胃中的微生物利用合成蛋白[6]。在实际生产当中，硝酸盐添加剂有望成为一种改善青贮品质的添加剂[7]。

苜蓿自身硝酸盐积累量少，在发酵过程中对梭菌的抑制不充分，添加适量硝酸盐可以提高青贮的发酵品质[8]。但从安全性角度来讲，过量的硝酸盐是1种危害家畜健康的物质，其危害动物安全的硝酸盐含量临界值约为1 g/kg[9]。因此，本试验以半干苜蓿为原料，探究NaNO3对苜蓿青贮品质的影响，探索硝酸盐作为苜蓿青贮添加剂的可行性，为苜蓿青贮生产实践提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验选用第三茬苜蓿（品种为劲能5010）作为青贮原料，于现蕾期收获。原料种植在沈阳农业大学百草园基地（北纬41°50'，东经123°34'），该地区位于中国辽宁省沈阳市东部，该地区属于温带半湿润大陆性气候，土壤类型为棕壤。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计

试验选用半干苜蓿作为原料，NaNO3作为青贮添加剂，以0、0.10、0.15、0.20 g/kg的添加量对苜蓿进行青贮，共4个处理组，每组3个重复。

1.2.2 青贮调制

将现蕾期紫花苜蓿刈割后，在田间晾晒至水分约为50%时，用植物粉碎机切割成1～2 cm的草段，与添加剂混匀后装袋，每袋约200 g，真空包装，室温条件贮藏270 d。

1.3 测定指标及方法

1.3.1 发酵品质

取具有代表性青贮样品10 g，加入90 mL蒸馏水，静置于4℃冰箱12 h，用pH计测定浸提液pH值[10]。浸提液经0.22μm滤膜过滤，采用高效液相色谱仪（Waters1525）测定浸提液的乳酸（LA）、乙酸（AA）、丙酸（PA）、琥珀酸（SUC）、乙醇（ETH）和异丁酸（isobutyric acid）含量（色谱柱为Carbomix H-HP5，流动相2.5 mol/L硫酸、流速0.6 mL/min、柱温55℃、进样量10μL[11]。）。氨态氮（AN）采用苯酚-次氯酸钠比色法测定[11]。采用V-Score评分体系进行青贮发酵品质评分[12]，根据评分将青贮饲料品质分为良好（80分以上）、尚可（60～80分）、不良（60分以下）3个级别，V-Score评分标准见表1。

表1 V-Score评分标准Tab.1 V-scorecriteria

1.3.2 营养品质

将青贮饲料样品放置于烘箱内烘干48 h，温度设定为65℃，计算其干物质（DM）含量[11]。干燥样品后粉碎过40目筛，测定营养成分。采用凯氏定氮法测定粗蛋白质（CP）含量[11]；依据范氏法采用ANKOM纤维仪测定中性洗涤纤维（NDF）和酸性洗涤纤维（ADF）含量[11]；粗灰分（ASH）采用高温灼烧法测定[11]；蒽酮硫酸比色法测定可溶性碳水化合物（WSC）含量[11]。分别采用相对饲用价值（RFV）[13]和粗饲料分级指数（GI）评价青贮饲料的营养品质。

式中：DMI（干物质随意采食量，kg/d）=120/NDF；DDM（可消化干物质）=88.9-0.779×ADF。

GI以600 kg体重的奶牛为基础计算，计算公式如下[14]：

式中：VDMI（饲草干物质随意采食量，kg/d）=1.2×BW/NDF；NEL（产 乳 净 能 值，MJ/d）=[1.044-(0.0119×ADF)]×9.29。

1.4 数据统计与分析

使用Excel 2010软件进行数据整理，采用SPSS23.0软件进行单因素ANOVA分析，结果以“平均值±标准误”表示，P＜0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 原料属性分析（见表2）

由表2可知，原料干物质含量为52.42%、水分含量调节至47.58%、蛋白含量较高、纤维含量较低，整体水平较高。

2.2 NaNO3对青贮饲料发酵品质的影响（见表3、表4）

由表3可知，与对照相比，各NaNO3添加量处理组的pH值无显著变化（P＞0.05）；当NaNO3添加量为0.1 g/kg时，与对照组相比，琥珀酸、丙酸和异丁酸含量均显著提高（P＜0.05）；所有处理组均无丁酸生成。

由表4可知，NaNO3对氨态氮/总氮和丁酸及以上VFA得分无显著影响（P＞0.05）；与对照组相比，0.1 g/kg NaNO3添加量处理组乙酸+丙酸得分、V-Score评分显著降低（P＜0.05）。

表2 原料属性分析(干物质基础）Tab.2 Analysis of raw material attributes(Dry matter basis)

表3 NaNO3对苜蓿半干青贮饲料发酵品质的影响Tab.3 Effect of NaNO3 on fermentation quality of alfalfahaylage

表4 NaNO3对青贮饲料的V-Score评分的影响Tab.4 Effect of NaNO3 on the V-Scoreof silage

2.3 NaNO3对苜蓿半干青贮营养成分的影响（见表5）

由表5可知，与对照组相比，NaNO3添加量为0.15 g/kg和0.2 g/kg时，干物质含量显著降低（P＜0.05）；添加量为0.10 g/kg时，粗蛋白含量显著提高（P＜0.05），在0.15 g/kg时，显著降低（P＜0.05)。各添加量处理组之间的灰分含量无显著变化（P＞0.05）。与对照组相比，NaNO3添加量为0.1 g/kg和0.15 g/kg时，可溶性糖含量有降低趋势，而添加量为0.2 g/kg略有上升。添加NaNO3使半干苜蓿青贮RFV有升高的趋势。各处理粗饲料分级指数均较高，NaNO3添加量为0.1 g/kg时，粗饲料分级指数较对照组升高幅度较大，在此处理组中，粗蛋白质含量也呈升高状态。

表5 NaNO3对苜蓿半干青贮饲料营养成分的影响Tab.5 Effect of NaNO3 on nutrient composition of alfalfahaylage

3 讨论

3.1 硝酸盐对苜蓿半干发酵品质的影响

苜蓿在直接青贮的情况下，由于水分含量过高，容易产生品质较差、不稳定的青贮饲料；将苜蓿水分含量晾晒至45%～55%时可以调制出优质的苜蓿半干青贮饲料[15]。半干苜蓿由于在晾晒降低水分含量的过程中，细胞中汁液浓度升高使得细胞内渗透压上升-54～-60 Pa，接近于生理干旱状态，对青贮饲料发酵品质影响较大的梭菌受到抑制[16]，微生物发酵微弱，蛋白质分解程度低，有机酸形成数量也较少，在这种情况下，苜蓿青贮原料可以摆脱可溶性碳水化合物含量过低的限制。

本试验将苜蓿原料的干物质含量调节至50%左右，形成对调制苜蓿半干青贮有利的水分条件。优质的半干苜蓿青贮pH值应低于4.8[17]。在本试验中，对照组pH值为4.54，添加NaNO3后，pH值依然维持在4.8以下，均达到良好的pH值水平。NaNO3添加量从0.10 g/kg提高至0.20 g/kg，与对照组相比，pH值无显著变化，而乳酸含量有所累积，表明NaNO3增加了乳酸的积累[18]。目前，围绕青贮饲料pH值与硝酸盐关系的研究尚不多见，从研究泡菜发酵pH值与亚硝酸盐的消长关系的结果来看，pH值变化与硝酸盐含量变化之间呈正相关。

硝酸盐在青贮过程中会部分降解为亚硝酸盐[19]。本试验中，NaNO3添加量变化时，pH值无明显变化，降解产物亚硝酸盐的含量可能是一个稳定的状态[20]，而NaNO3添加量为0.10 g/kg时乳酸含量明显升高，据此推测0.10 g/kg NaNO3添加量处理的微生物发生了变化。研究表明，硝酸盐可以显著改变微生物群落结构[21]。在青贮发酵的过程中，有多种微生物同时发挥作用来影响青贮发酵品质。在本试验中，0.10 g/kg NaNO3添加量的处理组，乳酸含量和氨态氮含量较其他处理明显升高，由此可以推测不同的微生物对于硝酸盐的耐受性不相同。

出于对青贮饲料安全性的考虑，本试验NaNO3添加量最高仅设置为0.20 g/kg，硝酸盐添加量对于青贮饲料品质和安全有待于加以研究。同时，根据V-Score评分来看，评分组间区别不大，整体评分较为稳定，在添加量为0.10 g/kg时评分比其他组低，在此添加量下丙酸较其他组略高，但影响并不大。在未添加NaNO3的情况下，对照组V-Score得分可达95.47，原因在于本试验所采用的苜蓿原料水分含量调制到合适的水平，在直接青贮的情况下已达到了较为理想的状态[22]，在添加NaNO3之后各项发酵品质的整体趋势虽不明显，但均是正向发展。

3.2 硝酸盐对苜蓿半干青贮营养成分的影响

苜蓿半干青贮在不添加硝酸盐的情况下，可以获得品质较好的苜蓿青贮。本试验设置不同浓度NaNO3添加到半干苜蓿当中，结果表明，加入NaNO3可以使苜蓿半干青贮的干物质含量随添加量升高呈现略微上升的趋势，可见添加剂在一定程度上减缓了青贮后干物质的损失，这一现象与刘家杏[6]对甜高粱中硝酸盐与青贮发酵品质和营养成分的研究结论相似。粗蛋白是判断苜蓿青贮品质的重要指标[23]。青贮过程中，NaNO3添加量为0.15 g/kg时，粗蛋白质含量降低，与苗芳等[24]的研究结果类似，可能与蛋白质降解酶的作用和微生物代谢活动有关，由于此浓度下粗蛋白质含量降低导致后续营养价值评分也低于其他处理。当NaNO3添加量达到0.20 g/kg时，可溶性糖与对照相比有升高的趋势，抑制发酵，制约一些微生物的生长[25-26]。水分调控至合理范围时[22]，苜蓿已经达到优质青贮饲料的条件[27]。在王法明等[13]的研究中，苜蓿干草营养价值较其他牧草更高，苜蓿干草GI值范围在18.47到26.00 MJ/d，RFV值范围为104.50～112.82。本试验中，苜蓿原料GI值已达到127.59 MJ/d，RFV值也高达223.58，是1种优质青贮饲料，添加NaNO3对青贮营养成分影响并不明显。

4 结论

本试验苜蓿半干原料直接青贮，获得良好的青贮品质；硝酸盐添加量低于0.20 g/kg，对苜蓿半干青贮饲料的发酵品质和营养成分无较大影响；添加硝酸盐能够保留青贮饲料营养成分。试验结果显示，在安全范围内添加硝酸盐对保持苜蓿半干青贮品质是可行的。