連 露,胡國富,李 冰,崔國文,冀國旭,閻南南
(東北農(nóng)業(yè)大學動物科學技術(shù)學院,黑龍江 哈爾濱150030)
青貯玉米(Zeamays)是青貯飼料的重要來源之一,成本低廉、產(chǎn)量高、營養(yǎng)豐富,所含碳水化合物、維生素含量高[1]。但青貯玉米的粗蛋白含量較低,進而影響了青貯飼料的營養(yǎng)價值。因此許多研究[2-4]將青貯玉米與豆科牧草混播混貯來提高粗蛋白含量,改善青貯品質(zhì)。這對于青貯玉米的發(fā)展十分重要,也是發(fā)展畜牧業(yè)的措施之一。秣食豆(Glycinemax(L.)Merr)是一種飼用型大豆,其莖葉柔嫩,纖維、脂肪含量較少,粗蛋白含量最高可達20.5%[5]。無論是制成干草還是制成青貯飼料,其適口性都很好,是牛、羊的較佳飼料。
將青貯玉米與秣食豆混播混貯,彌補了青貯飼料中粗蛋白含量的不足。研究結(jié)果表明,與單播青貯玉米相比,青貯玉米與秣食豆混播的群體生物產(chǎn)量增加明顯;混播處理粗蛋白、粗脂肪含量也顯著增加,粗纖維含量下降[6]。劉惠青[7]研究7個青貯玉米品種在3個種植密度下(62000,79500及97000株·hm-2)青貯品質(zhì)的變化發(fā)現(xiàn),隨種植密度的增大,粗蛋白和淀粉含量下降;NDF及ADF含量均呈上升趨勢。目前,對青貯玉米與秣食豆混播青貯發(fā)酵前營養(yǎng)品質(zhì)的研究[6,8-10]以及種植密度對青貯玉米[11-13]品質(zhì)影響的研究較多,對種植密度及混播青貯發(fā)酵后的營養(yǎng)品質(zhì)研究較少。
為此,本試驗研究青貯玉米與秣食豆不同混播比例、種植密度對青貯飼料品質(zhì)的影響,從而確定青貯玉米與秣食豆混播種植的最佳密度和比例,為青貯玉米與秣食豆的混播混貯應用提供依據(jù)。
試驗地位于黑龍江省哈爾濱市香坊農(nóng)場試驗基地,屬中溫帶大陸性氣候,土壤以黑土、黑鈣土為主,肥力適中,地力均勻。試驗地土壤(耕層0~20cm)基礎(chǔ)肥力:有機質(zhì)含量2.5%,堿解氮107.8 mg·kg-1,速效磷62.4mg·kg-1,速效鉀119.85 mg·kg-1,pH 6.58。
青貯玉米(‘陽光1號’):早熟型青貯玉米,由東北農(nóng)業(yè)大學提供。
秣食豆(‘牡丹江秣食豆’):半野生大豆,由東北農(nóng)業(yè)大學草業(yè)科學實驗室提供。
采用隨機區(qū)組試驗設(shè)計,設(shè)置青貯玉米的種植密度(5.4,6.2,7.95萬株·hm-2)和混播比例2個因素,即在3種青貯玉米種植密度下,青貯玉米與秣食豆按株數(shù)1∶1,1∶2和1∶3比例進行混播混收試驗,并分別進行青貯玉米單播,用以與混播對照(表1)。每個處理3次重復。各小區(qū)面積為21m2,間距0.5m。在青貯玉米蠟熟期收獲。收獲時各處理隨機選取5m2,從距莖基部3cm處割下。將樣品切成段,混勻后裝入聚乙烯塑料青貯袋內(nèi),壓實,每袋1kg左右,用真空包裝機封口,室溫條件下貯藏50天后開啟,取樣分析。
表1 混播試驗處理Table 1 Mixed seeding treatments
1.4.1 感官評定 青貯50天后開袋,依據(jù)《青貯飼料質(zhì)量評定標準》對青貯樣品進行感官評定[14]。
1.4.2 發(fā)酵品質(zhì)測定 感官評定后將青貯料混合均勻,按4分法取樣。稱取20g樣品放入錐形瓶中,加入去離子水180mL,搖晃均勻后,用保鮮膜覆蓋瓶口將其密封,放入4℃的冰箱中浸提,靜置24h,用四層紗布過濾制備液態(tài)樣品。pH用酸度計測定;氨態(tài)氮(NH3-N)含量測定采用苯酚-次氯酸鈉比色法[15];乳酸(LA)含量測定利用高效液相色譜分析儀[16];揮發(fā)性脂肪酸(VFA)含量用氣相色譜分析儀測定[17]。采用VScore評分系統(tǒng),以氨態(tài)氮和乙酸、丙酸、丁酸為評定指標進行青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)評分[18]。滿分為100分,80分以上青貯品質(zhì)良好,60~80分青貯品質(zhì)尚可,60分以下為不良。
1.4.3 青貯營養(yǎng)品質(zhì)測定 青貯料樣品烘干粉碎后過40目篩并保存于封口袋中待測。干物質(zhì)(DM)含量的測定參考楊勝(1991)方法[19]。粗蛋白(CP)含量用FOSS全自動定氮儀測定;中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗洗滌纖維(ADF)含量用ANKOM半自動纖維分析儀測定;粗脂肪(EE)含量采用乙醚浸提法[19];可溶性糖(WSC)和淀粉(Starch)含量采用硫酸-蒽酮比色法測定[20]。
1.4.4 數(shù)據(jù)分析 使用Excel軟件對試驗數(shù)據(jù)進行基本處理,再利用SAS統(tǒng)計分析軟件進行方差分析,結(jié)果以平均值±標準差的形式表示。
2.1.1 不同種植密度和混播比例對pH、乳酸、乙酸、NH3-N/TN含量的影響 不同混播比例和種植密度下青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)如表2所示。青貯玉米與秣食豆的混播比例和種植密度對青貯pH、乳酸、乙酸、NH3-N/TN含量無顯著影響。
M2B3處理pH最高,M1B4處理pH最低。單播處理時,各處理乳酸含量隨種植密度的增加呈增長趨勢;混播處理時,同比例下,除混播比例為1∶2的處理外,種植密度為6.2萬株·hm-2處理下的乳酸含量最高。除種植密度為6.2萬株·hm-2處理外,同密度下單播處理的乳酸含量高于混播處理。單播處理時,各處理NH3-N/TN值隨種植密度的增加呈降低趨勢;混播處理時,同比例下種植密度為6.2萬株·hm-2處理下的NH3-N/TN值最低。同密度下,混播處理除5.4萬株·hm-2密度外,NH3-N/TN值隨秣食豆比例增加而增加。除M2B2處理發(fā)現(xiàn)丙酸外,其他處理均未檢測到丙酸和丁酸。
表2 不同種植密度和混播比例對pH、乳酸、乙酸、NH3-N/TN含量的影響Table 2 pH,contents of lactate,acetic and NH3-N/TN under different mixed seeding rates and planting densities
2.1.2 青貯發(fā)酵品質(zhì)感官評定 各處理莖葉結(jié)構(gòu)保持良好,色澤呈褐色或黃褐色,均未發(fā)現(xiàn)有霉變現(xiàn)象。由表3可知,M1B4,M2B3,M3B4處理綜合評分為滿分20分,屬1級青貯飼料;M1B1,M2B2,M3B3處理的綜合評分為15分,為2級青貯飼料;其他處理雖然未達到滿分但也屬于1級青貯飼料。
2.1.3 青貯發(fā)酵品質(zhì)V-Score綜合評定 由表4可知,本試驗單播處理青貯后發(fā)酵品質(zhì)評分較高,在混播處理中,各處理綜合評分均高于80分,青貯發(fā)酵品質(zhì)等級為良好。6.2萬株·hm-2種植密度下青貯玉米單播單貯評分最高為98.10,其次是6.2萬株·hm-2種植密度下混播比例為1∶1的處理,種植密度為7.95萬株·hm-2混播比例為1∶3的處理V-Score綜合評分較低。
表3 青貯品質(zhì)感官評定Table 3 The sense evaluation of silage
表4 青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)V-Score綜合評分Table 4 The comprehensive score of fermentation quality of silage under V-Score
由表5可知,青貯玉米與秣食豆的混播比例和種植密度對青貯干物質(zhì)含量、NDF、ADF、EE含量無顯著影響。種植密度為7.95萬株·hm-2混播比例為1∶1的處理干物質(zhì)含量最高,達到了28.71%。青貯玉米單播單貯NDF、ADF含量隨密度的增加而增加。除5.4萬株·hm-2外,混播處理的NDF含量低于青貯玉米單貯;但同密度下混播處理ADF高于青貯玉米單貯。
青貯玉米與秣食豆的混播比例對青貯粗蛋白含量具有極顯著影響(P<0.01)。同密度下,單播處理的粗蛋白含量極顯著低于混播處理(P<0.01);混播比例為1∶3的處理,粗蛋白含量高于混播處理1∶1和1∶2;混播比例為1∶3的處理與1∶1的處理相比,在3種種植密度下粗蛋白含量分別提高了4.07%,7.44%和7.45%;在6.2萬株·hm-2和7.95萬株·hm-2種植密度下,混播比例為1∶3的處理與1∶2的處理相比,粗蛋白含量分別提高了3.59%和0.38%。
青貯玉米種植密度對可溶性糖含量無顯著影響。單播種植時,各處理可溶性糖含量隨種植密度的增加呈增長趨勢。青貯玉米與秣食豆的混播比例對青貯可溶性糖含量具有極顯著影響(P<0.01)。同密度下,單播處理的可溶性糖含量高于混播處理;混播比例為1∶2的處理可溶性糖含量高于1∶1和1∶3的混播處理。
青貯玉米種植密度對青貯淀粉含量具有極顯著影響(P<0.01)。單播種植時,各處理的淀粉含量隨種植密度的增加呈降低趨勢;混播種植時,除混播比例為1∶1的處理外,同比例下,各處理淀粉含量隨種植密度的增加呈降低趨勢。青貯玉米與秣食豆的混播比例對青貯淀粉含量有顯著影響(P<0.05)。M1B4處理淀粉含量最高,M3B2處理淀粉含量最低,二者之間差異顯著(P<0.05)。同密度下,混播處理比例為1∶1的淀粉含量高于1∶2和1∶3的淀粉含量。
采用灰色關(guān)聯(lián)分析方法,將感官評價分數(shù)、VScore綜合評定分數(shù)、干物質(zhì)、粗蛋白、NDF、ADF、可溶性糖、淀粉和粗脂肪含量作為一個整體,即灰色系統(tǒng),進行灰色相關(guān)分析。由表6可知,青貯品質(zhì)綜合評分第一的是M3B1處理,即種植密度為7.95萬株·hm-2混播比例為1∶1的處理青貯品質(zhì)綜合評分最高;評分最低的為 M2B1處理,即種植密度為6.2萬株·hm-2混播比例為1∶1的處理青貯品質(zhì)綜合評分最低。
表5 不同種植密度和混播比例下青貯營養(yǎng)品質(zhì)的變化Table 5 The change of nutritional quality of silage under different planting densities and mixed sowing ratios/%
表6 營養(yǎng)品質(zhì)和青貯品質(zhì)的灰色關(guān)聯(lián)分析Table 6 Grey relevancy analysis of nutritional quality and silage quality
研究表明:青貯過程中氨態(tài)氮含量除了與發(fā)酵過程有關(guān)外,還與牧草種類及其成分含量的多少有關(guān)[21-23]。本研究發(fā)現(xiàn),青貯玉米和秣食豆混播比例、種植密度對pH、乳酸、乙酸和NH3-N/TN含量影響不顯著。感官評價滿分為20分的多為全株玉米單貯,同時單播處理的乳酸含量高于混播處理,這可能是因為禾本科牧草玉米含有較多的可溶性碳水化合物,有利于乳酸菌將其轉(zhuǎn)化成乳酸,而豆科牧草秣食豆中含糖較低。發(fā)酵品質(zhì)青貯玉米單播單貯的V-score評分最高,乳酸含量最高達2.39%,這與顧雪瑩[9]的研究結(jié)果一致,即單貯全株玉米的發(fā)酵品質(zhì)最好。
同比例下,種植密度對pH、乳酸含量、乙酸含量和NH3-N/TN影響不顯著。這與文亦芾[24]等人研究結(jié)果相同,即種植密度對全株玉米青貯乳酸和總酸含量影響不顯著。對青貯發(fā)酵品質(zhì)有不良影響的丙酸和丁酸含量極少。青貯發(fā)酵品質(zhì)的綜合評分中,單播處理發(fā)酵品質(zhì)評分較高,說明青貯玉米單貯,發(fā)酵品質(zhì)最好。各混播處理的綜合評分均高于80分,品質(zhì)良好。
青貯玉米的營養(yǎng)品質(zhì)受很多因素影響,例如不同的種植密度會影響植株對光的利用,影響光合作用合成有機質(zhì);不同生長時期營養(yǎng)含量的積累量不同,不同收獲期也會影響青貯玉米的養(yǎng)分含量[25-26]。
本試驗中,同密度下,混播比例對DM,NDF,ADF和粗脂肪含量影響不顯著,對粗蛋白、可溶性糖含量影響極顯著(P<0.01),對淀粉含量影響顯著(P<0.05)。青貯玉米與秣食豆混播比例為1∶3的處理粗蛋白含量高于1∶1和1∶2的處理,且極顯著高于單播(P<0.01)。單播青貯玉米發(fā)酵品質(zhì)好,粗蛋白含量低,這與Contreras-Govea F E[27]的研究結(jié)果相同,與李洪影[26]研究的全株玉米單貯的粗蛋白含量最低,與高值扁豆(DolichoslabL.‘Highworth’)混貯后粗蛋白質(zhì)含量顯著增加的結(jié)果也基本一致?;觳ヌ幚淼拇值鞍缀枯^高可能是因為秣食豆中粗蛋白含量較高,隨著秣食豆混播比例的增加,混播處理中粗蛋白含量也隨之增加。單播處理的可溶性糖、淀粉含量高于混播處理,這主要是因為秣食豆中碳水化合物含量低,秣食豆混播比例的增加造成混播處理中碳水化合物的降低。
同比例下,種植密度對單播處理和混播處理的干物質(zhì)、粗蛋白、NDF、ADF、可溶性糖和粗脂肪含量影響不顯著,但對單播處理和混播處理的淀粉含量影響極顯著。隨種植密度的增加單播處理的NDF、ADF和可溶性糖含量呈增長趨勢,單播處理和混播處理的淀粉含量呈降低趨勢。這可能是由于種植密度引起的青貯原料營養(yǎng)成分發(fā)生變化所導致。與高飛[11]對3個密度(6.20,7.95,9.70萬株·hm-2)下5個青貯玉米品種單播和混播的研究結(jié)果基本一致。但各處理粗蛋白和粗脂肪含量變化趨勢無規(guī)律性,原因可能是秣食豆的加入,彌補了部分粗蛋白和粗脂肪含量的降低,具體原因有待進一步研究。
青貯發(fā)酵品質(zhì)隨青貯玉米種植密度及混播比例的改變呈無規(guī)律性變化,但青貯玉米種植密度為6.2萬株·hm-2和7.95萬株·hm-2,混播比例為1∶1的處理,氨態(tài)氮含量較低。隨青貯玉米種植密度的增加,各處理淀粉含量呈降低趨勢;在同一種植密度下,增加秣食豆混播比例,粗蛋白質(zhì)含量呈增加趨勢。種植密度為7.95萬株·hm-2混播比例為1∶1的處理可獲得較高干物質(zhì)含量;采用灰色關(guān)聯(lián)度法進行綜合比較,青貯玉米種植密度為7.95萬株·hm-2混播比例為1∶1的處理得分最高,綜合青貯品質(zhì)最佳;其次是種植密度6.2萬株·hm-2混播比例為1∶2的處理。