稻壳和麦麸对鲜玉米秸秆青贮品质的影响

杜昭昌， 王 红， 闫艳红， Muhammad Tahir， 韦 潇， 曾泰儒， 李洪亮

(四川农业大学草业科技学院， 四川 成都 611130)

我国反刍动物的养殖方式正在从传统的放牧养殖逐渐转变为集约规模化养殖，饲料的需求量也随之激增，但受到产量制约，原料价格上涨，反刍动物饲料的生产受到阻碍[1]。水稻(OryzasativaL.)和小麦(TriticumaestivumL.)是我国的主要粮食作物，每年都会产生大量的副产品，其不合理利用会造成严重的资源浪费和环境污染[2]，将这些副产品资源合理用于反刍动物饲养，既可以减少对环境的污染，也有利于我国反刍动物养殖业的发展。稻壳的干物质含量高，但主要成分是粗纤维，适口性差，不宜直接饲喂。麦麸营养丰富，但直接饲喂反刍动物会引起缺钙、拉稀、消化系统紊乱等症状[3]。因此，稻壳和麦麸都需经过适当的加工调制，才有利于其安全饲喂。

青贮发酵是一种常见的饲料加工储存方式，厌氧发酵可以改善高纤维饲料的饲喂价值[4-5]。王开丽等[6]报道，发酵可以使稻壳中的粗纤维得到有效降解，并经生化转化形成氨基酸、脂肪酸、菌体蛋白及维生素等，产生酵、酸等特殊风味，改善稻壳的适口性和营养价值。也有研究表明，发酵的稻壳粉可以提升母猪的生产性能，稻壳添加还可提升全混合日粮的适口性[7-8]。发酵是提升稻壳的适口性和饲喂价值的可行途径，但受原料化学成分影响，发酵后的稻壳营养价值较低，需要添加富含营养成分的物质才能满足发酵和饲喂需求。麦麸蛋白含量较高，通常作为蛋白来源或水分调节剂用于青贮饲料的生产。Pang等[9]发现麦麸等副产品替代小麦用于制作全混合日粮时，不影响奶牛泌乳性能；GüL等[10]在油菜青贮中添加5%～10%的麦麸，结果显示油菜青贮的干物质含量和代谢能显著提升。因此，麦麸或可用于提升发酵稻壳的营养价值。

成功的青贮除需要适宜的环境[11]外，还需要充足的可溶性碳水化合物[12]和适宜的含水量(60%～70%)[13]，稻壳和麦麸的含水量过低，不能满足青贮发酵的需求。鲜玉米秸秆具有可溶性碳水化合物含量高、含水量适宜等优点，是最常用的青贮原料[14]，将稻壳和麦麸与鲜玉米秸秆混合青贮，可以实现农作物副产品的有效利用。稻壳多被用作青贮的水分调节剂，如在笋壳青贮中添加20%～40%的稻壳[15]，在以王草为主的全混合日粮中添加10%的稻壳调节水分[8]。麦麸可按照5%～10%的比例添加在全混日粮中作为饲料的蛋白来源[16]，来提升饲料营养价值；在一些高水分的青贮中也经常添加10%的麦麸来改善青贮饲料的含水量[17]，进而提升发酵品质；但在一些试验中，添加10%的麦麸效果并不理想[18]。当稻壳和麦麸的添加比例过低时不利于二者的大规模饲料化利用，而添加比例过高又会导致饲料营养价值或发酵品质下降，且含水量过低不利于乳酸菌发酵。为此，本研究将稻壳和麦麸按不同比例单独或同时与鲜玉米秸秆混合青贮，通过发酵品质、营养成分的分析来探讨稻壳和麦麸添加对鲜玉米秸秆青贮品质的影响，以及确定3者最佳的混合比例，以期为稻壳和麦麸饲料资源的优化利用提供理论依据与技术支撑。

1 材料与方法

1.1 青贮原料

新鲜玉米秸秆(‘正红505’，粮饲兼用型，完熟前期[19]收获)、麦麸和稻壳的化学成分见表1。

表1 鲜玉米秸秆、麦麸和稻壳的化学成分

1.2 试验设计

试验共设6个处理，分别为M0F0(CK)：0%稻壳+0%麦麸+100%鲜玉米秸秆；M0F1：0%稻壳+5%麦麸+95%鲜玉米秸秆；M0F2：0%稻壳+10%麦麸+90%鲜玉米秸秆；M1F0：10%稻壳+0%麦麸+90%鲜玉米秸秆；M1F1：10%稻壳+5%麦麸+85%鲜玉米秸秆；M1F2：10%稻壳+10%麦麸+80%鲜玉米秸秆。各处理的干物质含量依次为34.8%，37.50%，40.21%，40.45%，43.16%，45.86%。

1.3 青贮调制

将收获的新鲜玉米秸秆切成2～3 cm长小段，按照试验设计比例将稻壳和麦麸与鲜玉米秸秆充分混匀后，称取300 g，装入聚乙烯口袋中用小型真空机抽真空密封青贮，每个处理设计3个重复。青贮袋封口后置于室温下避光保存，60 d后开袋，进行青贮饲料发酵品质和营养价值分析。

1.4 测定项目及方法

开封聚乙烯袋后，取青贮材料20 g，加入180 mL去离子水，封口放置于4℃冰箱浸提过夜(>24 h)，处理后的浸提液用4层纱布过滤，得到的滤液放入—20℃冰箱中保存，用于测定pH值,氨态氮/总氮(Ammonia nitrogen/total nitrogen,AN/TN)，乳酸(Lactic acid,LA),乙酸(Acetic acid,AA),丙酸(Propionic acid,PA)和丁酸(Butyric acid,BA)含量。pH值用雷磁PHS-3C精密pH计测定；AN含量的测定采用苯酚-次氯酸钠法[20]；有机酸含量的测量参考许庆方等[21]的方法，用SHIMADZE-10A型高效液相色谱仪分析，色谱柱：ShodexRspak KC-811S-DVB gel Column 300×8 mm;检测器：SPD-M10AVP;流动相：3 mmol·L-1高氯酸;流速：1 mL·min-1;进样量：5 μL;柱温：50℃，检测波长：210 nm。

青贮原料以及开袋后的青贮饲料称取200 g，在65℃烘箱中干燥72 h，于干燥器中冷却至室温后称重计算干物质(Dry matter,DM)含量[22]，称重后粉碎过筛，用凯氏定氮法[23]测定粗蛋白(Crude protein,CP)、蒽酮比色法[24]测定可溶性碳水化合物(Water soluble carbohydrate,WSC)、范式纤维法[25]测定中性洗涤纤维(Neutral detergent fiber,NDF)和酸性洗涤纤维(Acid detergent fiber,ADF)的含量。

1.5 统计分析

应用Kaiser评分法(表2)[26]对各处理的发酵品质进行综合评价，利用Excel 2010和SPSS 20.0软件对数据进行处理和分析。

表2 Kaiser法青贮饲料发酵品质评分

2 结果与分析

2.1 稻壳和麦麸添加对鲜玉米秸秆发酵品质的影响

由表3可知，各处理pH均低于4.2，处于稳定状态。与对照相比，M0F1，M0F2的BA含量相较CK分别显著升高51%和53%(P<0.05)，且含量超过1%，发酵品质较差。M1F0的AA含量以及AN/TN显著下降(P<0.05)，其中AN/TN下降了29%，显著低于其他处理(P<0.05)；M1F1和M1F2处理的AA含量显著低于对照(P<0.05)，BA含量和AN/TN与对照无显著差异。由Kaiser法评价可知，M1F1为2级青贮得分最高，其余处理均为3级青贮。

表3 稻壳、麦麸添加对鲜玉米秸秆发酵品质的影响

2.2 稻壳和麦麸添加对鲜玉米秸秆青贮饲料营养成分的影响

由图1可知，稻壳和麦麸添加显著提高了干物质含量(P<0.05)(M0F1除外)。M0F1处理的CP含量达10.14%，较CK处理高16.09%，差异显著(P<0.05)；M0F2处理的CP,WSC含量分别较CK处理高39.66%和31.54%，差异显著(P<0.05)；M1F0的CP,WSC含量则显著低于CK处理(P<0.05)。M1F1和M1F2处理的WSC含量与CK处理均无显著性差异，但M1F2处理的CP含量显著高于CK处理(P<0.05)。M0F2处理的NDF，ADF含量显著低于CK处理(P<0.05)，而M1F0，M1F1处理的NDF和ADF含量显著高于CK处理(P<0.05)。

图1 稻壳、麦麸添加对鲜玉米秸秆青贮饲料化学成分的影响

3 讨论

pH是反映青贮饲料品质优劣的一个重要指标，常规青贮要求的pH应低于4.2[27]。在本试验中，所有处理的pH均低于4.2，说明稻壳和麦麸可以通过与鲜玉米秸秆混合青贮的方式发酵成功。稻壳与鲜玉米秸秆混合青贮的AA和LA含量显著低于其他处理，这与柳俊超[28]的研究结果一致，这可能是稻壳所含的WSC较低造成的。

AN/TN可反映腐败微生物对青贮饲料中蛋白质的分解程度，比值越大表明不良发酵越多，青贮品质越差[29]；BA是丁酸菌代谢的产物，BA含量的变化与丁酸菌的活动息息相关[30]。本研究中5%麦麸单独添加处理的AN/TN和BA含量均高于CK，与Qin等人[17]和GüL等人[10]在玉米秸秆和花生藤混合青贮及油菜青贮中的研究结果相反，但和吕建敏等人[31]在稻草上所做的研究结果一致。这是由于在Qin等[17]的研究中，玉米秸秆和花生藤的WSC含量仅为3.07%和1.26%，远低于麦麸的14.9%，因此麦麸的添加为LBA发酵提供了充足的底物，提升了发酵品质；而在GüL等[10]的研究中，油菜含水量为78.21%，麦麸添加通过调节青贮水分提高了发酵品质。同时，本研究还发现10%麦麸和90%鲜玉米秸秆混合青贮的丁酸含量也显著上升(P<0.05)，与詹湉湉等[18]在香蕉茎青贮上的研究结果一致。这可能是由于麦麸添加后，原料中蛋白质含量升高，青贮系统中的缓冲能上升，pH下降较慢，为丁酸菌活动提供了适宜的环境[32]，进而导致丁酸含量增加；而稻壳的添加导致青贮中蛋白质含量下降，饲料缓冲能降低，pH下降较快，丁酸菌活动时间少，丁酸含量也随之下降。

WSC和CP是青贮饲料中重要的营养物质，本研究发现稻壳添加导致WSC和CP含量下降，这是由于稻壳的WSC和CP含量均低于鲜玉米秸秆，与柳俊超等[28]的研究结果一致。稻壳的纤维素含量极高，其添加会导致青贮前NDF和ADF含量的升高，但经过微生物的发酵后饲料的NDF含量有所下降，可能是因为发酵过程中LAB除了可以产生LA以外，一些纤维素酶还可以对原料的纤维素进行降解，与Dewar等[33]的研究结果一致。麦麸作为蛋白来源，其添加显著提高了青贮饲料的CP含量，与吕建敏等[31]和GüL等[10]的研究结果一致。稻壳和麦麸的添加都显著地提高了青贮饲料的干物质含量，可能是因为稻壳和麦麸本身含水量低。5%麦麸、10%稻壳和85%鲜玉米秸秆混贮组合的CP和WSC的干重含量与CK相比无显著变化，但干物质含量显著提升，说明相同质量的新鲜饲料中，可利用WSC和CP的量更多。可见，与鲜玉米秸秆单独青贮相比，5%麦麸、10%稻壳和85%鲜玉米秸秆混贮可以改善青贮饲料的营养成分。

4 结论

综上，稻壳单独添加降低了青贮饲料的营养成分，麦麸单独添加降低了青贮饲料的发酵品质，两者同时添加时青贮发酵品质和营养成分与鲜玉米秸秆单独青贮相当，其中5%麦麸+10%稻壳+85%鲜玉米秸秆混合青贮处理的Kaiser法评分最高，达到了2级，且干物质含量相较CK显著升高(P<0.05)。因此，用5%麦麸、10%稻壳和85%鲜玉米秸秆混合青贮可以更好地利用农作物副产品资源。