不同添加剂对皇竹草青贮品质的影响

2021-10-21寇江涛雷佳星张海波郭冬生孟佳琪

中国畜牧杂志 2021年10期

寇江涛，雷佳星，张海波，郭冬生，孟佳琪，刘鑫，李乐，程钰

（宜春学院生命科学与资源环境学院，江西省作物生长发育调控重点实验室，江西宜春 336000）

皇竹草（Pennisetum sinese）是美洲狼尾草和象草杂交培育的品种，具有高产、营养丰富、适应性强等优点，可作为草食家畜优质饲料来源[1]。皇竹草适宜在南方地区种植，但收获期多集中在雨季，不利于青草保存和干草调制，难以做到全年均衡供应[2]。青贮能够最大程度地保留皇竹草的营养价值，延长保存时间，并不受季节性影响，对年度均衡供应草食家畜优质饲料具有重要意义。

皇竹草粗纤维含量较高，水溶性碳水化合物含量较低，导致其直接青贮难以获得优质的青贮饲料[3]。研究表明，青贮添加剂可以有效改善青贮饲料的营养价值和饲用价值[4]。Ellis 等[5]研究发现，添加植物乳杆菌和布氏乳杆菌可以有效降解粗纤维，提高乳酸含量并有效降低pH，抑制有害菌的生长。张诗等[6]研究发现，添加木聚糖酶能有效破坏植物细胞壁结构，将纤维素分解为可溶性单糖，提高水溶性碳水化合物含量，为青贮发酵提供充足底物，进而提高青贮品质。

目前，青贮添加剂在玉米秸秆、苜蓿等饲草青贮中应用较多。本试验旨在研究植物乳杆菌、布氏乳杆菌和木聚糖酶对皇竹草青贮品质的影响，筛选出适合皇竹草青贮的添加剂，为皇竹草的高效利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料皇竹草来自于江西省庆盛农牧有限公司，主要营养成分含量见表1。植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）和布氏乳杆菌（Lactobacillus buchneri）为固体粉末（台湾亚芯生物科技有限公司），菌粉采用液态氮冷冻干燥技术生产，铝箔袋包装，水分＜6%，活性乳酸菌含量均≥1×1011CFU/g。木聚糖酶（Xylanase）为木霉代谢产生的固体粉末制剂（宁夏和氏璧生物技术有限公司），食用聚乙烯袋包装，水分＜6%，酶活≥5×104U/g。

表1 皇竹草主要营养成分含量（干物质基础） %

1.2 试验设计试验设4 个处理，分别为对照、植物乳杆菌（添加1×106CFU/g）、布氏乳杆菌（添加1×106CFU/g）、木聚糖酶（添加250 U/g），3 种添加剂的添加量均按原料重量计算，试验重复6 次。皇竹草刈割（留茬高度5 cm）后萎蔫3 h，含水量降至65%左右时，将其全株用揉丝铡草机切碎至1～1.5 cm，试验组分别根据试验设计浓度添加对应的添加剂，对照组添加等量蒸馏水，充分混均后，分别装入1 L 带塞青贮罐中，装填密度为650 kg/m3，密封后常温保存。发酵120 d 后，开封进行感官评定，并取样测定其青贮品质。

1.3 测定方法

1.3.1 感官评定参照王杰等[7]评定标准，从色泽、气味、质地、水分和pH 等5 个方面对皇竹草青贮进行感官评定，其中pH 参照寇江涛等[8]方法测定。

1.3.2 营养品质测定开封后采用四分法取青贮样品250 g，65 ℃烘干至恒重，粉碎并过20 目标准筛。DM、CP、EE、粗灰分（CA）、钙（Ca）、镁（Mg）、钾（K）和磷（P）参照张丽英[9]的方法测定，NDF、ADF 和木质素（Lignin）采用Van Soest 纤维法[10]测定，NFC 采用蒽酮-硫酸法测定[11]。

1.3.3 养分消化率测定利用ANKOM DaisyII 型人工培养箱模拟瘤胃发酵进行体外培养，采用离体两阶段消化法[12]测定皇竹草青贮的干物质消化率（IVTDMD，%of DM）、中性洗涤纤维可消化率（dNDF，% of DM）及体外中性洗涤纤维消化率（NDFD，% of NDF），体外发酵所用缓冲液参照Menke 等[13]的方法配制。

1.3.4 饲用价值计算干物质采食量（DMI）、总可消化养分（TDN）、可消化干物质（DDM）、相对饲喂价值（RFV）和相对牧草质量（RFQ）参照熊乙等[14]方法计算。

1.4 统计分析利用Excel 2007 将青贮品质中的百分数（%）作反正弦转换，然后利用SPSS 19.0 进行One-Way ANOVA 分析，并用Duncan's 进行多重比较，结果表示为平均值±标准误。

2 结果

2.1 不同添加剂对皇竹草青贮感官评定的影响由表2可知，皇竹草青贮发酵120 d 后，植物乳杆菌、布氏乳杆菌和木聚糖酶组的色泽评分均高于对照组（P＜0.05），气味评分、质地评分和水分评分均低于对照组（P＜0.05）；植物乳杆菌、布氏乳杆菌和木聚糖酶组的pH 均低于对照组（P＜0.05），pH 评分均高于对照组（P＜0.05），且木聚糖酶组的pH 低于植物乳杆菌和布氏乳杆菌组（P＜0.05），pH 评分高于植物乳杆菌和布氏乳杆菌组（P＜0.05）。木聚糖酶组的综合评分高于对照组（P＜0.05），感官评定等级为良好，植物乳杆菌和布氏乳杆菌组的综合评分与对照组差异不显著，感官评定等级均为一般。

表2 不同添加剂对皇竹草青贮感官评定的影响

2.2 不同添加剂对皇竹草青贮营养成分的影响由表3可知，植物乳杆菌、木聚糖酶组的DM、EE 含量高于对照组（P＜0.05），CP 含量与对照组无显著差异，布氏乳杆菌组的CP 含量高于对照组（P＜0.05），DM、EE 含量与对照组无显著差异；木聚糖酶组的Lignin、ADF 含量低于对照组（P＜0.05），NFC 含量高于对照组（P＜0.05），植物乳杆菌、布氏乳杆菌组的Lignin、ADF 和NFC 含量均与对照组无显著差异，植物乳杆菌、布氏乳杆菌和木聚糖酶组的NDF 含量均与对照组无显著差异；布氏乳杆菌组的P 含量高于对照组（P＜0.05），植物乳杆菌、木聚糖酶组的K 含量高于对照组（P＜0.05），木聚糖酶组的Mg 含量高于对照组（P＜0.05），植物乳杆菌、布氏乳杆菌和木聚糖酶组的CA、Ca 含量均与对照组无显著差异。

2.3 不同添加剂对皇竹草青贮养分消化率的影响由表4 可知，植物乳杆菌、木聚糖酶组的dNDF30、IVTDMD30 和NDFD30 均高于对照组（P＜0.05），布氏乳杆菌组的dNDF30 和NDFD30 与对照组无显著差异，IVTDMD30 低于对照组（P＜0.05）；木聚糖酶组的dNDF48、NDFD48 低于对照组（P＜0.05），布氏乳杆菌组的dNDF48 高于对照组（P＜0.05），植物乳杆菌组的dNDF48 与对照组无显著差异，植物乳杆菌、布氏乳杆菌组的NDFD48 均高于对照组（P＜0.05），植物乳杆菌、布氏乳杆菌和木聚糖酶组的IVTDMD48 均与对照组无显著差异。

2.4 不同添加剂对皇竹草青贮饲用价值的影响由表5可知，木聚糖酶组的DDM、TDN 高于对照组（P＜0.05），植物乳杆菌、布氏乳杆菌组的DDM、TDN 与对照组无显著差异，植物乳杆菌、布氏乳杆菌和木聚糖酶组的DMI、RFV 和RFQ 均与对照组无显著差异。

表5 不同添加剂对皇竹草青贮饲用价值的影响

3 讨论

3.1 不同添加剂对皇竹草青贮感官评定的影响感官评定能够直观反映青贮饲料品质的优劣。本试验中，添加植物乳杆菌和布氏乳杆菌对皇竹草青贮的感官评定无明显影响，感官评定等级为一般，但添加木聚糖酶显著降低了皇竹草青贮的pH，使得pH 评分显著提高，从而提高了皇竹草青贮的感官评定等级。在青贮发酵过程中，木聚糖酶能破坏细胞壁结构，降解部分半纤维素，促进乳酸菌发酵大量产生乳酸，从而降低pH[15]。张适等[16]研究表明，添加木聚糖酶显著降低了全株玉米青贮的pH，进而改善青贮品质。在厌氧条件下，植物乳杆菌和布氏乳杆菌能够快速生长并大量产生乳酸，加速发酵进程，进而降低青贮饲料pH[17]。Oliveira 等[18]研究表明，在苜蓿青贮中添加同型乳杆菌和异型乳杆菌均能提高乳酸含量，降低pH。本试验结果亦表明，同质型乳酸菌（植物乳杆菌）、异质型乳酸菌（布氏乳杆菌）和木聚糖酶均显著提高了皇竹草青贮的色泽评分，但同时也降低了气味评分、质地评分和水分评分，其原因可能是乳酸菌和木聚糖酶破坏了皇竹草细胞壁结构，导致细胞内容物大量外流，使得皇竹草青贮发酵过程中的气味、质地和水分含量发生了变化。

3.2 不同添加剂对皇竹草青贮营养成分的影响青贮发酵过程中，营养物质损失是影响青贮品质的主要原因。植物乳杆菌作为同质型乳酸菌，在厌氧环境下生长良好，并可抑制有害菌的生长，降低有害菌生长对细胞产生的有氧消耗，从而减少青贮原料的养分损失[19]。本试验中植物乳杆菌显著提高了皇竹草青贮的DM 和CP 含量。Oliveira 等[20]研究也表明，同型乳杆菌接种可以减少青贮饲料的DM 损失。青贮发酵过程中的蛋白质损失是导致青贮品质不佳的主要原因。布氏乳杆菌作为异质型乳酸菌，在厌氧环境下将乳酸转化为乙酸，酸性环境能够抑制蛋白水解酶的活性，进而减少CP 损失[21]。塔娜等[22]在无芒雀麦青贮试验中也得到了相同的结果。

青贮原料中的纤维素和Lignin 含量高、水溶性碳水化合物（WSC）含量低是影响皇竹草青贮发酵品质的另一主要原因。木聚糖酶能够破坏植物细胞壁中复合纤维素结构，充分释放细胞内容物，产生大量的WSC被乳酸菌利用，为青贮发酵提供更多底物，并降低pH抑制有害菌的生长，减少其对养分的消耗，从而提高青贮发酵品质[23]。本试验中，木聚糖酶显著降低了皇竹草青贮的ADF、Lignin 含量，显著提高了DM、EE 和NFC 含量。Li 等[24]研究结果也表明，在苜蓿青贮中添加纤维复合酶可有效降低ADF 含量、提高DM 含量；Hou 等[25]在牧草青贮中添加纤维复合酶显著提高了EE和WSC 含量；Desta 等[26]在象草青贮中添加纤维素酶显著降低了Lignin 含量，提高了WSC 含量，说明添加木聚糖酶能够有效降低青贮过程中的养分损失，提高皇竹草青贮的营养品质。

3.3 不同添加剂对皇竹草青贮养分消化率的影响养分消化率能够反映动物对于青贮饲料的可消化性和消化力，是间接判断饲料品质好坏的重要指标。Romero 等[27]研究表明，添加木聚糖酶后，玉米和紫花苜蓿的青贮品质显著改善，NDFD 和IVTDMD 显著提高。Lara 等[28]研究表明，植物乳杆菌可显著提高玉米青贮的表观有机物消化率。本试验中，植物乳杆菌和木聚糖酶均显著提高了皇竹草青贮30 h 的dNDF、IVTDMD 和NDFD，可能是因为添加植物乳杆菌后，乳酸菌大量繁殖并产生乳酸，抑制有害菌的生长，减少有害菌对营养物质的消耗，进而通过乳酸作用降解细胞壁中木质素和纤维素，木聚糖酶也能破坏皇竹草中的纤维结构，并为乳酸菌提供发酵底物，从而提高了皇竹草青贮的养分消化率，改善其青贮品质。Rabelo 等[29]研究表明，玉米青贮中添加布氏乳杆菌后，瘤胃发酵9 h 养分消化率与对照无明显差异，但瘤胃发酵48 h 养分消化率显著提高，可能是由于布氏乳杆菌能够产生细菌素，进而影响纤维素的体外降解能力，直到48 h，青贮饲料中的NDF 才被降解，这与本试验中布氏乳杆菌显著提高皇竹草青贮48 h的dNDF 和NDFD 相一致。

3.4 不同添加剂对皇竹草青贮饲用价值的影响饲用价值是青贮饲料品质的综合评定指标，其数值大小能够反映营养价值的高低[14]。DDM 和TDN 的大小取决于ADF 含量高低，而NDFD 直接影响DMI，进而影响青贮饲料的RFQ 和RFV[30]。本试验中，木聚糖酶显著降低了皇竹草青贮的ADF 含量，提高NDFD，因此DDM和TDN 显著提高；而植物乳杆菌和布氏乳杆菌对皇竹草青贮饲用价值没有显著影响，这与NDF、ADF 含量无明显变化的结果相一致。陈亮等[31]研究也表明，添加植物乳杆菌后，玉米秸秆、水稻秸秆青贮的NDFD、干物质降解率没有显著变化，说明植物乳杆菌和布氏乳杆菌能够提高皇竹草青贮的营养品质和养分利用率，但对其饲用价值的影响较小。