不同添加物和密度对杂交狼尾草青贮效果的影响

路桂聪，许 辉，玉永雄,，蒋曹德

（1. 西南大学动物科学技术学院，重庆 400715；2. 四川水利职业技术学院，四川 成都 611231）

杂交狼尾草(Pennisetum americanum×Pennisetum purpureum)是以美洲狼尾草(P.americanum)为母本、象草(P.purpureum)为父本杂交而成的多年生草本植物[1]。该杂交种较好地综合了父母亲本各自的优点，不仅具有耐湿、耐旱、耐贫瘠、抗倒伏等优点，而且生长速度快、产量高、适口性好、分蘖能力强、再生性好、生物量高[2]，成为热带、亚热带地区的重要牧草和食草淡水鱼类的饲草资源，也是我国夏季主栽牧草品种之一。

我国杂交狼尾草多种植在长江中下游一带及以南地区，利用期较短。青贮不仅解决了杂交狼尾草季节性供应不均衡的问题，而且可以提高其适口性和利用效率。但是，我国南方地区夏季雨水多、湿度大，晒制干草困难[3]；而且杂交狼尾草的糖分含量偏低、水分含量高，低水分青贮、混合青贮等方法不易成功，青贮品质差，因此添加剂青贮成为杂交狼尾草青贮品质改善和贮草方法的最佳选择[4-7]。

基于此，本研究通过添加玉米粉降低杂交狼尾草青贮水分含量[8]；添加淀粉提高杂交狼尾草青贮含糖量；添加乳酸菌剂加快杂交狼尾草青贮发酵进程[9]，减少养分损失和提高适口性；添加尿素增加杂交狼尾草青贮粗蛋白含量。本研究旨在探讨不同青贮密度下玉米粉、乳酸菌和尿素3 种添加物对杂交狼尾草青贮品质的影响，以便筛选出最佳的青贮密度以及玉米粉、乳酸菌和尿素添加量，达到改善青贮品质以及提高青贮成功率、营养价值和消化利用率的目的，用于杂交狼尾草青贮实践。

1 材料与方法

1.1 试验材料

杂交狼尾草Tift23A × N51：种植于重庆市渝北区茨竹镇西南大学牧草基地(海拔808.99 m，106°41′12″ E，30°03′49″ N，气温22～31 ℃，相对湿度82%，含氧量19.66%)，长至2 m 时进行人工刈割。鲜草水分含量为83.2%，干物质含量为17.8%。

乳酸菌(植物乳杆菌360)：由四川高福记生物科技有限公司提供，活菌数2.0 × 1010cfu·mL−1。将乳酸菌剂溶于少量的蒸馏水中，并用小喷雾瓶均匀地喷洒于杂交狼尾草表面。

尿素：购自成都市科隆化学品有限公司(分析纯，含量 ≥ 99.0%)。

玉米粉：购自超市(成都昌盛鸿笙食品有限公司)，每100 g 含能量1 605 kJ、蛋白质7.0 g、脂肪4.8 g、碳水化合物74.0 g。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计

采用四因素三水平正交法。四因素分别为玉米粉(A)、尿素(B)、乳酸菌(C)、密度(D)，每个因素3 个水平。试验采用L9(43)正交设计方案对青贮条件进行优化，即共设9 个处理组，每个处理组3 个重复(表1)。

1.2.2 青贮调制

将新鲜的杂交狼尾草刈割后，不经过晾晒直接用揉搓粉碎机粉碎，按表1 的试验设计方案将不同添加物混合均匀，根据不同的密度确定各处理重量，装入0.55 L 聚乙烯塑料瓶中，压紧密封。室温条件下贮藏50 d 后开封。

表1 L9(43)正交设计方案Table 1 Orthogonal experimental design for L9(43)

1.2.3 青贮感官评价

采用德国农业协会青贮质量感官评分等级方法[10]，从色泽、气味和质地3 个方面进行评价。具体评价标准如表2 所列。

表2 青贮饲料感官评定标准Table 2 Evaluation criteria for silage sensory

1.2.4 实验室评定

将发酵50 d 的青贮瓶打开，用镊子去除上层5 cm左右的样品，准确称取25 g 青贮料样品至三角瓶中，加入225 mL 蒸馏水，搅拌混合均匀，封口膜封口，静置于4 ℃冰箱24 h。静置完成后用榨汁机搅拌1 min 匀浆，4 层纱布和滤纸过滤，然后再用漏斗过滤，制备青贮样品浸提液，于离心管中冷冻保存。

pH 测定：将上述制备好的青贮浸提液部分转移至50 mL 烧杯中，用pH 计测定pH。

氨态氮测定：标准氨贮备液和铵态氮的测定参照中国畜牧业协会[11]规定的方法，即取标准铵贮备液稀释配制成1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mmol·L−15 个不同浓度梯度的标准液，向每支试管中加入50 μL 标准液，空白对照为50 μL 蒸馏水；再向每支试管中加入2.5 mL 的苯酚(0.15 g 亚硝基铁氰化钠溶解于1.5 L蒸馏水中，再加入29.7 g 结晶苯酚，定容到3 L，低温保存在棕色玻璃试剂瓶中)和2 mL 次氯酸钠(15 g氢氧化钠溶解于2 L 蒸馏水中，再加入113.6 g 磷酸氢二钠，加热并不断搅拌至完全溶解，冷却后加入44.1 mL 含 8.5%活性氯的次氯酸钠溶液并混匀，定容到3 L，低温保存于棕色试剂瓶中)，混合后在95 ℃水浴中加热显色反应5 min，冷却，630 nm 波长下比色；以吸光度和标准液浓度为坐标轴建立标准曲线。取50 μL 青贮浸出液，按上述检测步骤测定样本液的吸光度，根据标准曲线计算青贮浸出液铵态氮含量。

1.2.5 营养成分与相对营养价值分析

分别测定样品的干物质(dry matter, DM)[12]、粗蛋白(crude protein, CP)[13]、粗脂肪(ether extract, EE)[14]、粗灰分(crude ash, Ash)[15]、中性洗涤纤维(neutral detergent fiber, NDF)[16]、酸性洗涤纤维(acid detergent fiber, ADF)含量[17]。相对饲用价值(relative feeding value, RFV)采用公式RFV= (DDM×DMI)/1.2 计算，其中干物质采食量(dry matter intake,DMI) = 120/NDF，可消化干物质(digestible dry matter,DDM) = 88.9 −0.779 ×ADF[18]。

1.3 数据统计与分析

数据经Excel 2010 初步处理后，运用SPSS 21.0软件对玉米粉、尿素、乳酸菌和密度进行单因素方差分析来检验同一因素不同水平间的差异，试验结果均以“平均值 ± 标准差”表示。并进行邓肯多重比较，比较和分析主效应因素的K 值，确定主效应因素最优水平。

2 结果与分析

2.1 青贮饲料的感官评分

按德国农业协会青贮饲料感官评定标准及等级评定法[19-20]，将杂交狼尾草青贮饲料感官评定等级分为优级(16～20 分)、尚好(10～15 分)、中等(5～9 分)、腐败(0～4 分) 4 个等级。9 个处理感官评定综合评分除了A1B1C1D1、A1B2C2D2、A1B3C3D3处理组为三级外，其他处理组均达到二级及二级以上，说明添加玉米粉、尿素和乳酸菌在700～900 kg·m−3的密度下青贮均取得较好的效果(表3)。

表3 青贮饲料感官评价综合得分Table 3 Comprehensive score of sensory evaluation of silage

2.2 不同密度和添加剂对青贮品质的影响

pH 是判断青贮品质好坏的重要指标，青贮饲料pH 越高，说明青贮品质越差，优质的青贮饲料其pH 应在4.2 左右[21]。玉米粉、尿素、乳酸菌以及密度均极显著地影响青贮料的pH (P< 0.01)，即随着玉米粉添加量的增加，pH 呈降低趋势，但是随着尿素、乳酸菌添加量、密度的增加，pH 呈上升趋势(表4)。结果说明过高的尿素添加量和较高的青贮密度不利于青贮饲料的发酵。

氨态氮与总氮的比值(NH3-N / total nitrogen)可反映青贮饲料中蛋白质及氨基酸的分解程度，比值越大，说明蛋白质分解越多，青贮品质就越不理想[22]。玉米粉、尿素、乳酸菌及密度4 个因素可以极显著地影响NH3-N / TN (P< 0.01)。随着玉米粉添加量的增加，氨态氮与总氮的比值显著下降(P< 0.05)，从A1水平到A3水平下降了22.21；而随着尿素、乳酸菌添加量、密度的增加，NH3-N / TN 呈上升趋势(表4)。

2.3 不同密度和添加剂对青贮营养成分的影响

2.3.1 干物质含量

干物质(DM)含量的多少一定程度上代表饲料中营养的高低。本研究各处理组DM 含量在15.65%～17.47%，乳酸菌、密度对DM 含量产生极显著的影响(P< 0.01)。随着玉米粉、尿素添加量和密度的增加，DM 含量均表现为先上升后小幅度下降的趋势，但是随着乳酸菌添加量的增加，DM 含量呈下降趋势(表4)。

2.3.2 粗蛋白含量

粗蛋白(CP)是评价青贮饲料营养价值的重要指标，其含量越高，说明青贮营养价值越高，也就意味着整个发酵过程中蛋白质分解的越少[23]。添加玉米粉和尿素对CP 含量有极显著的影响(P< 0.01)，青贮料CP 含量随着这两种添加剂的增加而增加(表4)。在玉米粉添加量从0 到6%水平、尿素添加量从0 到0.6%水平时，CP 含量分别提高了2.37%和7.05%。随着乳酸菌添加量和密度的增加CP 含量有所下降。乳酸菌添加量从0 到10 g·t−1水平，CP含量下降了0.48%；密度从700 到900 kg·m−3水平，CP含量下降了0.72%。

2.3.3 粗脂肪含量

粗脂肪(EE)是动物的能量物质，也是饲料的营养指标之一。添加玉米粉后，青贮料EE 含量显著下降(P< 0.05)；添加尿素、乳酸菌两种添加剂及不同的密度对青贮料中EE 含量均无显著影响(P> 0.05)(表4)。但是，总体上随着玉米粉和尿素添加量的增加，EE 含量呈现下降趋势；随着密度增大，EE 含量先上升后下降。

表4 不同添加物和密度对杂交狼尾草青贮品质的影响Table 4 Effects of different additives and densities on the silage quality of hybrid Pennisetum

2.3.4 粗灰分含量

方差分析结果显示，玉米粉对粗灰分(Ash)含量有极显著的影响(P< 0.01)。添加3%和6%的玉米粉，Ash 含量显著下降(P< 0.05)，但3%与6%处理水平间差异不显著(P> 0.05) (表4)。添加物尿素、乳酸菌对Ash 含量无显著影响(P> 0.05)。密度增加到900 kg·m−3时，Ash 含量显著增加(P> 0.05)。

2.3.5 中性洗涤纤维与酸性洗涤纤维含量

酸性洗涤纤维(ADF)和中性洗涤纤维(NDF)可反映饲草的纤维品质，其含量越低，饲草饲用价值越高[24]。方差分析结果显示，4 种处理对ADF 和NDF含量产生显著(P< 0.05)或者极显著(P< 0.01)的影响。随着玉米粉添加量的不断增加，ADF 和NDF 含量极显著降低(P< 0.01) (表5)。同样，尿素添加量从0 到0.6%水平，青贮料的ADF 和NDF 含量显著降到最低(P< 0.05)。乳酸菌添加量从0 到10 g·t−1水平，ADF 和NDF 含量表现为先下降后上升的趋势，在5 g·t−1水平最低。密度对ADF 和NDF 含量的影响不一致，即NDF 含量随着密度的增加而增加，ADF 含量随着密度的增加而降低(P> 0.05)。

2.4 不同密度和添加剂对相对饲用价值的影响

饲用价值是粗饲料的重要经济指标之一，相对饲用价值(RFV)是饲料质量的评定指数，其值越高说明该粗饲料的营养价值越高。玉米粉和尿素剂量显著提高青贮料RFV 值(P< 0.01)，玉米粉添加量从0 到6%水平、尿素添加量从0 到0.6%水平，其RFV 分别提高了17.26 和4.39 (表5)。乳酸菌添加量在5 g·t−1水平时，RFV 较0 和10 g·t−1处理提高了2.44 (P< 0.05)和4.5 (P< 0.01)。随着密度增加，RFV 呈下降趋势，从700 kg·m−3到900 kg·m−3水平，青贮料RFV 值降低了3.44。

表5 不同添加物和密度对杂交狼尾草青贮洗涤纤维含量和相对饲用价值的影响Table 5 Effects of different additives and densities on detergent fiber concentration and relative feeding value of hybrid Pennisetum silage

2.5 主效应因素分析

为了直观的看出不同添加剂对青贮品质及养分含量的影响，对青贮养分主效因素的分析(表6)显示，玉米粉对于DM、NDF、ADF、RFV 均是主效应因素；尿素在提高CP 含量方面是主效应因素；乳酸菌降低NDF、ADF，提高RFV 的效果大于密度，但是密度对DM 的影响效果大于乳酸菌。因此对4 个因素的主效应排序为玉米粉 > 尿素 > 乳酸菌 > 密度。综合比较确定，玉米粉、尿素、乳酸菌和密度的最优水平分别为6%、0.6%、5 g·t−1、900 kg·m−3，即最优配比为A3B3C2D1。

表6 青贮养分主效因素分析Table 6 Analysis of K value of main factors affecting nutrient content of silage

3 讨论与结论

本研究中共有9 个处理组，其中6 个处理组的青贮品质均较好，开盖后有明显的芳香果酸味，色泽与原料相似，茎、叶结构保存良好，但是有3 个处理组中均有1 个样本开盖后有明显的丁酸臭味，并且色泽呈淡绿色，甚至还有发霉的情况。这是由于本研究青贮的杂交狼尾草是不经晾晒直接进行青贮的，而且没有加入玉米粉，碳水化合物含量较少，不利于青贮发酵。综合所有处理组结果，添加玉米粉不仅可以调节青贮原料的水分含量，而且还提供青贮原料中水溶性碳水化合物，为乳酸发酵提供充足的底物，从而改善了青贮发酵品质。

pH 是反映青贮品质好坏的重要指标。添加乳酸菌可以促进乳酸发酵，抑制有害微生物的活性，改善发酵品质。但在本研究中，添加乳酸菌后pH 和氨态氮水平呈上升趋势，这与前期研究结果一致[25-27]。这些结果说明在高水分的条件下，添加乳酸菌对青贮品质的改善效果甚微。4 个因素中，唯有添加玉米粉可以显著降低pH 和氨态氮的水平[28]。这与添加了玉米粉的混合青贮可维持较好的有氧稳定性，青贮发酵品质较好的研究结果[29]一致，进一步说明了玉米粉可以弥补青贮原料中水溶性碳水化合物的不足，改善了青贮品质。

本研究中添加0.6%尿素的处理组粗蛋白含量提高了7.05%，前期研究报道，玉米粉可以显著提升饲料中粗蛋白的含量[30]，但是本研究中玉米粉对粗蛋白含量的提升效果不及尿素。添加乳酸菌的试验组，其粗蛋白水平稍许下降。李小铃等[31]也报道了添加单一和复合乳酸菌的部分处理组，粗蛋白水平有下降的情况。在玉米和紫花苜蓿(Medicago sativa)的青贮研究中，青贮密度范围在300～700 kg·m−3[32-34]，而本研究设置的青贮密度较高，造成不同青贮密度水平对粗蛋白含量影响不显著，进一步研究发现，尿素在提高粗蛋白含量方面是主效应因素，因此添加尿素对提升杂交狼尾草青贮料的粗蛋白水平效果较好。

饲料中粗脂肪是重要的能量物质，分解产热后用于维持动物体温和供能。玉米粉、尿素、乳酸菌以及不同的密度，均对粗脂肪含量无显著影响，并且不同的处理水平下其粗脂肪含量的变化也不大。这是由于禾本科植物粗脂肪含量不高，所以各处理组中粗脂肪含量最高为1.61%，最低为1.41%。

纤维水平对动物的生长发育、反刍动物的瘤胃发酵以及营养物质的消化吸收至关重要。饲料中含有一定量中性洗涤纤维对维持瘤胃正常的发酵功能具有重要意义，但中性洗涤纤维含量过高则会对非纤维碳水化合物和干物质采食量等产生负效应[35]。本研究中添加玉米粉和尿素均可以显著降低中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的含量，而玉米粉对中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量的降低效果更加明显。这与魏海燕等[36]的研究结果一致，随着玉米粉添加量的增加，中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维的含量显著减少。相应地，添加了玉米粉和尿素的处理组相对饲用价值均显著提升，其饲料的营养价值也就越高。

综上，玉米粉、尿素、乳酸菌和密度对杂交狼尾草青贮品质和营养成分产生显著的影响。玉米粉对于干物质、pH、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、相对饲用价值均是主效应因素，尿素在提高粗蛋白含量方面是主效应因素。四因素的主次影响顺序为玉米粉 > 尿素 > 乳酸菌剂 > 密度，最优配比为6%的玉米粉、0.6%的尿素、5 g·t−1的乳酸菌、700 kg·m−3的密度。