添加油橄榄果渣对玉米秸秆青贮品质的影响

2024-04-24何玉鹏叶文斌苏满春陈文东王让军

草业科学 2024年3期

何玉鹏，叶文斌，苏满春，陈文东，王让军，王昱

（陇南师范高等专科学校农林技术学院 / 陇南特色农业生物资源研究开发中心, 甘肃陇南 742500）

油橄榄(Olea europaea)是木犀科木犀榄属的常绿乔木，其鲜果经过冷榨制成的果油既是优质的食用油，又是重要的工业原料，被誉为“液体黄金”[1]。我国油橄榄总种植面积已达8 万hm2，年产鲜果4.7 万t，年产橄榄油6 677.38 t[2]。在鲜果冷榨出油的同时会产生大量副产物，其中果渣占鲜果重35%～40%[3]，这些果渣尚未被高值化利用[4]。研究发现，油橄榄果渣含有较丰富的粗蛋白质、代谢能、粗脂肪、粗纤维等营养物质，其中组成蛋白质的氨基酸有17 种，氨基酸的构成接近于最佳蛋白质的氨基酸模式[5-6]。此外，油橄榄果渣中含有羟基酪醇、橄榄苦苷、总黄酮等具有抗氧化、抑菌、降血糖和降血脂等作用的生物活性物质，有助于增强动物体质、提高生长性能[6-10]。因此，油橄榄果渣具有较高的饲料化利用价值。然而，油橄榄果渣不易贮存，暴露于空气后的几天内会迅速酸败，使其在动物饲料中的使用受到限制。已有大量的研究对油橄榄果渣进行了物理、化学和微生物制剂处理，如干燥[11-12]、脱脂[10,13]、脱壳[14-15]、碱化[16-17]、酶制剂[18]、益生菌[19]，但是，这些措施存在成本高或养分损失较大的缺点。

青贮是一种低成本、长期保存新鲜多汁饲料营养价值的方法。Symeou 等[20-21]和Neofytou 等[22-23]分别对青贮油橄榄果渣饲喂绵羊和奶牛进行了试验研究，但均未涉及青贮发酵品质研究。经测定，油橄榄果渣的含水量仅为47.44%，水溶性碳水化合物含量仅为2.4 g·kg-1，需要与含水量高、含糖量高的作物或添加剂混合青贮才能调制优质的青贮饲料。玉米(Zea mays)秸秆的收获期与油橄榄果渣一致，两者混合青贮不但能避免油橄榄果渣存放和加工导致的氧化酸败、养分损失和成本增加，而且能将油橄榄果渣中的养分与生物活性成分保存在青贮玉米秸秆中，具有一定的经济效益和社会效益。但目前国内外鲜见关于油橄榄果渣与玉米秸秆混合青贮的研究，尤其有关油橄榄果渣营养价值和生物活性物质对混合青贮或玉米秸秆影响的研究。本研究旨在探索调制油橄榄果渣与玉米秸秆混合青贮饲料的适宜比例，为油橄榄果渣饲料化利用提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

油橄榄果渣和玉米秸秆均采于2020 年10 月18 日。油橄榄果渣由甘肃省陇南市陇锦园油橄榄开发有限责任公司提供。玉米秸秆采自甘肃省陇南市成县城关镇梁旗村(33°45′24″ N，105°44′49″ E，海拔1 069 m)，于籽实收获后茎秆下部有2～3 片枯叶时刈割。

1.2 试验设计与青贮饲料的调制

采用单因子随机设计，设5 个处理组，分别为玉米秸秆(对照组，C)、5%油橄榄果渣 + 95%玉米秸秆(T5)、10%油橄榄果渣 + 90%玉米秸秆(T10)、20%油橄榄果渣 + 80%玉米秸秆(T20)、30%油橄榄果渣 + 70%玉米秸秆(T30)，每个处理4 个重复，每个重复300 g，添加比例以原料鲜重计算。将玉米秸秆切短至1～2 cm，与鲜油橄榄果渣(粒度为3 mm)混合均匀，逐层装入聚乙烯青贮袋(20 cm × 40 cm)中，用真空泵抽真空后密封，置于11～16 ℃室内避光保存。

1.3 样品处理

鲜油橄榄果渣和玉米秸秆采样后立即测定干物质(dry matter, DM)、粗蛋白质(crude protein, CP)、中性洗涤纤维(neutral detergent fiber, NDF)、酸性洗涤纤维(acid detergent fiber, ADF)、pH、缓冲能值(buffering capacity, BC)和水溶性碳水化合物(water soluble carbohydrate, WSC)含量。

在青贮的第45 天打开青贮袋，按照刘建新等[24]的研究方法取样，待测定DM、CP、NDF、ADF 和WSC 含量。浸提液于-20 ℃冷冻保存，待测定氨态氮(ammonia nitrogen, NH3-N)、乳酸(lactic acid, LA)、乙酸(acetic acid, AA)、丁酸(butyric acid, BA)含量。

1.4 指标测定

DM 采用王成等[25]的方法测定。CP 采用凯氏定氮法[26]测定。NDF 和ADF 采用Van Soest 等[27]的方法测定。半纤维素是NDF 和ADF 差值。青贮前原料的pH 采用Playne 和McDonald[28]的方法测定。BC 采用滴定法[28]测定。WSC 采用蒽酮－硫酸法[29]测定。青贮后pH 用酸度计测定。感官评分采用刘建新等[24]的方法。NH3-N 采用苯酚－次氯酸钠比色法[30]测定，结果用NH3-N ∶ TN 表示。LA 采用对羟基联苯比色法[31]测定。AA 和BA 采用何玉鹏等[32]的方法测定。发酵系数(fermentation coefficient, FC) =DM+ 8 ×WSC/BC[33]。

1.5 数据统计

采用SPSS 27.0 进行单因素方差分析，以P＜0.05表示差异显著。当方差分析差异显著时用Duncan法进行多重比较。结果用“平均值 ± 标准差”表示。

2 结果与分析

2.1 原料的营养成分与青贮特性

油橄榄果渣的DM、EE、NDF、ADF、FC 高于玉米秸秆，而CP、WSC、半纤维素、pH、BC 低于玉米秸秆(表1)。与玉米秸秆相比，添加油橄榄果渣提高了青贮原料的DM 含量和FC，降低了青贮原料的WSC 含量和BC (表2)。

表1 青贮前原料的营养成分与青贮特性Table 1 The nutrient content and silage characteristics of the original materials before ensiling

表2 青贮前混合原料的青贮特性Table 2 The silage characteristics of the mixtures before ensiling

2.2 添加油橄榄果渣对玉米秸秆青贮饲料感官评分的影响

所有处理组的总评分均在良好及以上等级，C(对照组)和T5、T10的评分等级为优，而T20和T30的评分等级为良(表3)。C 的总评分显著高于T20和T30(P＜ 0.05)，T5、T10的总评分显著高于T30，其他各组间差异不显著(P＞ 0.05)。在气味上，C、T5、T10和T20均有酸香味，但随着油橄榄果渣添加比例的提高，醋酸味逐渐增加，C 的气味评分显著高于T20和T30。在色泽上，各组均具有亮黄色或浅黄色且差异不显著。在质地上，各组均松散不粘手，但T20和T30的叶片结构不清晰，C 和T5的质地评分显著高于T20和T30，C 和T5、T10的质地评分差异不显著。在水分上，各处理组水分含量均低于70%，评分均为满分。在pH 上，C、T5、T10和T20的评分显著高于T30。

表3 添加油橄榄果渣对玉米秸秆青贮饲料感官评分的影响Table 3 Effect of olive cake on the sensory score of corn stalk silage

2.3 添加油橄榄果渣对玉米秸秆青贮饲料发酵品质的影响

总体而言，随着油橄榄果渣添加量的提高，青贮发酵品质逐渐下降(表4)。然而，NH3-N ∶ TN 有不同的趋势，添加油橄榄果渣降低了NH3-N ∶ TN，T20和T30的NH3-N ∶ TN 显著低于C (P＜ 0.05)，C 和T5、T10的NH3-N ∶ TN 差异不显著(P＞ 0.05)，试验组之间的NH3-N ∶ TN 差异不显著。

表4 添加油橄榄果渣对玉米秸秆青贮发酵品质的影响Table 4 Effect of olive cake on the fermentation quality of corn stalk silage

T30的pH 显著高于其他处理(P＜ 0.05)，T10和T20的pH 显著高于C 和T5(表4)。试验组的LA 含量显著低于C 组，T5、T10和T20的LA 含量差异不显著(P＞ 0.05)，T10、T20和T30的LA 含量差异不显著。各组AA 含量差异不显著，且均未检测到BA 含量(表4)。C 和T5的LA ∶ AA 显著高于T10、T20和T30，T10和T20的LA ∶ AA 显著高于T30(表4)。

2.4 添加油橄榄果渣对玉米秸秆青贮饲料营养价值的影响

随着油橄榄果渣添加量的提高，混合青贮饲料的DM、NDF、ADF 含量显著增加(P＜ 0.05)，而WSC含量显著降低(表5)。T30的DM 含量显著高于其他处理，T10和T20的DM 含量显著高于C，T5、T10、T20的DM 含量差异不显著，C 和T5的DM 含量差异不显著(P＞ 0.05)。C 的WSC 含量显著高于试验组，T5的WSC 含量显著高于T20、T30，其他各组间差异不显著。T10、T20和T30的NDF 含量显著高于T5和C，T5的NDF 含量显著高于C，T10和T20、T20和T30的NDF 含量差异不显著。T20和T30的ADF 含量显著高于T10、T5和C，T10的ADF 含量显著高于T5和C，T5的ADF 含量显著高于C。

表5 添加油橄榄果渣对玉米秸秆青贮饲料营养价值的影响Table 5 Effect of olive cake on the nutritional value of corn stalk silage

3 讨论

3.1 添加油橄榄果渣对原料青贮特性的影响

青贮发酵品质受原料青贮特性的影响，青贮特性受化学成分、收获期、田间管理措施、附着微生物、气候条件和青贮调制技术等多重因素的影响[34-35],其中原料的化学成分是决定青贮发酵潜力的根本因素，尤其原料的DM、WSC 含量和BC 是决定青贮成败的关键指标[36]，发酵潜力可以用发酵系数来评估，FC ＜ 35 为差，35 ＜ FC ＜ 45 为中，FC ＞ 45 为优[35]，本研究中各组的发酵系数均大于45，说明均具有良好的发酵潜力，但采用发酵系数评价青贮特性还需考虑原料的DM、WSC 含量和BC 这3 个指标是否在适宜范围之内。常规青贮的禾本科原料适宜DM 含量为250～350 g·kg-1[37]，这既能避免DM 含量过高难以压实造成的厌氧环境不足的问题，又能避免DM 含量过低腐败菌发酵、DM 流失造成的乳酸菌繁殖受限的问题。青贮原料的WSC 高于10 g·kg-1[38]、BC 低于350 mE·kg-1[39]才能为乳酸菌发酵提供足够的底物，产生的LA 足以使pH 降低，从而抑制各类微生物的生存与繁殖。本研究中，油橄榄果渣的DM 含量为525.6 g·kg-1，与张华玲等[6](506.6 g·kg-1)、Neofytou 等[22](522.6 g·kg-1)的结果相近。WSC 含量为2.4 g·kg-1，与张华玲等[6](2.5 g·kg-1)的结果相近。综上所述，油橄榄果渣的DM 和WSC含量均不满足常规青贮的条件，不适合单独青贮。然而，油橄榄果渣的BC (150.9 mE·kg-1)达到了常规青贮的条件。玉米秸秆的DM、WSC 含量和BC 均符合常规青贮的条件，添加油橄榄果渣后，提高了DM 含量，降低了BC，改善了发酵系数，当添加30%油橄榄果渣后，DM 含量达到366.2 g·kg-1，超过了最适宜青贮的DM 条件。

3.2 添加油橄榄果渣对青贮发酵品质和营养价值的影响

青贮饲料的气味、色泽、质地等感官评分对家畜的适口性和采食量影响较大。本研究中，玉米秸秆采于刚收获果穗后植株下部有2～3 片枯叶时，青贮感官评分等级为优，与杜昭昌等[40]的研究结果一致，但与郭睿等[41]的研究结果不一致，这与玉米秸秆的收获期不同有关。添加油橄榄果渣降低了感官评分，但添加5%和10%油橄榄果渣处理组与玉米秸秆组差异不显著，感官评分等级均为优，说明最高添加10%的油橄榄果渣对玉米秸秆青贮饲料的感官评分无影响。

青贮饲料的pH 越低，发酵品质越好，pH ＜ 4.2时青贮饲料质量为优等[42]。pH 的降低与乳酸菌利用发酵底物产生乳酸的量密切相关[36]。本研究中，随着油橄榄果渣添加比例的提升，pH 逐渐升高，其中T20、T10、T5和C 的pH 均低于4.2，而T30的pH 高于4.2，这可能与添加30%的油橄榄果渣使得混合青贮饲料的生物活性物质[3]和单宁酸[43]含量增加抑制了乳酸菌的繁殖有关。本研究中，随着油橄榄果渣比例的提高，乳酸含量和LA ∶ AA 逐渐降低，可能原因是WSC 的降低使得乳酸菌发酵底物减少。从pH、LA 和AA 指标分析，油橄榄果渣的添加比例最高以不超过20%为宜。

NH3-N ∶ TN 和BA 是表征青贮饲料蛋白质分解为非蛋白质含氮化合物情况的指标，其值越低，植物蛋白的酶解和氨基酸的分解比例越少，蛋白质降解型梭菌的代谢产物丁酸越少[44]，发酵品质越好，营养价值越高。刘建新等[24]制定的青贮饲料质量评定标准中NH3-N ∶ TN 小于50 g·kg-1评定为满分，优质青贮饲料的NH3-N ∶ TN 小于100 g·kg-1，BA 含量低于10 g·kg-1[45]。本研究中，随着油橄榄果渣比例的提高，NH3-N : TN 逐渐降低，仅T20组和T30组的NH3-N ∶ TN 小于50 g·kg-1，这可能与油橄榄果渣的生物活性物质抑制了乳酸菌、梭菌的繁殖，降低了蛋白质的分解有关[44]。各组的BA 含量均未检测到，可能原因是BA 含量低于仪器可识别的检测最小值，说明梭菌的繁殖受到了抑制，这可能与较低的pH[46]和油橄榄果渣中的生物活性成分的抑菌作用有关，有待进一步研究。

各处理组间粗蛋白质含量差异不显著，但NH3-N ∶ TN随着油橄榄果渣添加比例的升高而显著降低，这可能与油橄榄果渣对梭菌的抑制存在剂量效应有关。纤维成分是反刍动物重要的养分，但是过高的纤维含量会降低饲料的消化率。本研究中，由于油橄榄果渣较高的纤维含量，随着油橄榄果渣添加比例的升高，混合青贮饲料的NDF 和ADF 含量显著提高。本研究中，各处理组青贮饲料WSC 含量随油橄榄果渣添加比例的上升显著下降，可能的原因是随着油橄榄果渣添加比例的提高，pH 上升，有害微生物数量增加，对WSC 的消耗量也逐渐提高。