不同添加劑對(duì)皇竹草青貯品質(zhì)的影響

寇江濤，雷佳星，張海波，郭冬生，孟佳琪，劉 鑫，李 樂，程 鈺

（宜春學(xué)院生命科學(xué)與資源環(huán)境學(xué)院，江西省作物生長(zhǎng)發(fā)育調(diào)控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西宜春 336000）

皇竹草（Pennisetum sinese）是美洲狼尾草和象草雜交培育的品種，具有高產(chǎn)、營養(yǎng)豐富、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可作為草食家畜優(yōu)質(zhì)飼料來源[1]?；手癫葸m宜在南方地區(qū)種植，但收獲期多集中在雨季，不利于青草保存和干草調(diào)制，難以做到全年均衡供應(yīng)[2]。青貯能夠最大程度地保留皇竹草的營養(yǎng)價(jià)值，延長(zhǎng)保存時(shí)間，并不受季節(jié)性影響，對(duì)年度均衡供應(yīng)草食家畜優(yōu)質(zhì)飼料具有重要意義。

皇竹草粗纖維含量較高，水溶性碳水化合物含量較低，導(dǎo)致其直接青貯難以獲得優(yōu)質(zhì)的青貯飼料[3]。研究表明，青貯添加劑可以有效改善青貯飼料的營養(yǎng)價(jià)值和飼用價(jià)值[4]。Ellis 等[5]研究發(fā)現(xiàn)，添加植物乳桿菌和布氏乳桿菌可以有效降解粗纖維，提高乳酸含量并有效降低pH，抑制有害菌的生長(zhǎng)。張?jiān)姷萚6]研究發(fā)現(xiàn)，添加木聚糖酶能有效破壞植物細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，將纖維素分解為可溶性單糖，提高水溶性碳水化合物含量，為青貯發(fā)酵提供充足底物，進(jìn)而提高青貯品質(zhì)。

目前，青貯添加劑在玉米秸稈、苜蓿等飼草青貯中應(yīng)用較多。本試驗(yàn)旨在研究植物乳桿菌、布氏乳桿菌和木聚糖酶對(duì)皇竹草青貯品質(zhì)的影響，篩選出適合皇竹草青貯的添加劑，為皇竹草的高效利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 皇竹草來自于江西省慶盛農(nóng)牧有限公司，主要營養(yǎng)成分含量見表1。植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum）和布氏乳桿菌（Lactobacillus buchneri）為固體粉末（臺(tái)灣亞芯生物科技有限公司），菌粉采用液態(tài)氮冷凍干燥技術(shù)生產(chǎn)，鋁箔袋包裝，水分＜6%，活性乳酸菌含量均≥1×1011CFU/g。木聚糖酶（Xylanase）為木霉代謝產(chǎn)生的固體粉末制劑（寧夏和氏璧生物技術(shù)有限公司），食用聚乙烯袋包裝，水分＜6%，酶活≥5×104U/g。

表1 皇竹草主要營養(yǎng)成分含量（干物質(zhì)基礎(chǔ)） %

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)設(shè)4 個(gè)處理，分別為對(duì)照、植物乳桿菌（添加1×106CFU/g）、布氏乳桿菌（添加1×106CFU/g）、木聚糖酶（添加250 U/g），3 種添加劑的添加量均按原料重量計(jì)算，試驗(yàn)重復(fù)6 次。皇竹草刈割（留茬高度5 cm）后萎蔫3 h，含水量降至65%左右時(shí)，將其全株用揉絲鍘草機(jī)切碎至1～1.5 cm，試驗(yàn)組分別根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)濃度添加對(duì)應(yīng)的添加劑，對(duì)照組添加等量蒸餾水，充分混均后，分別裝入1 L 帶塞青貯罐中，裝填密度為650 kg/m3，密封后常溫保存。發(fā)酵120 d 后，開封進(jìn)行感官評(píng)定，并取樣測(cè)定其青貯品質(zhì)。

1.3 測(cè)定方法

1.3.1 感官評(píng)定 參照王杰等[7]評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，從色澤、氣味、質(zhì)地、水分和pH 等5 個(gè)方面對(duì)皇竹草青貯進(jìn)行感官評(píng)定，其中pH 參照寇江濤等[8]方法測(cè)定。

1.3.2 營養(yǎng)品質(zhì)測(cè)定 開封后采用四分法取青貯樣品250 g，65 ℃烘干至恒重，粉碎并過20 目標(biāo)準(zhǔn)篩。DM、CP、EE、粗灰分（CA）、鈣（Ca）、鎂（Mg）、鉀（K）和磷（P）參照張麗英[9]的方法測(cè)定，NDF、ADF 和木質(zhì)素（Lignin）采用Van Soest 纖維法[10]測(cè)定，NFC 采用蒽酮-硫酸法測(cè)定[11]。

1.3.3 養(yǎng)分消化率測(cè)定 利用ANKOM DaisyII 型人工培養(yǎng)箱模擬瘤胃發(fā)酵進(jìn)行體外培養(yǎng)，采用離體兩階段消化法[12]測(cè)定皇竹草青貯的干物質(zhì)消化率（IVTDMD，%of DM）、中性洗滌纖維可消化率（dNDF，% of DM）及體外中性洗滌纖維消化率（NDFD，% of NDF），體外發(fā)酵所用緩沖液參照Menke 等[13]的方法配制。

1.3.4 飼用價(jià)值計(jì)算 干物質(zhì)采食量（DMI）、總可消化養(yǎng)分（TDN）、可消化干物質(zhì)（DDM）、相對(duì)飼喂價(jià)值（RFV）和相對(duì)牧草質(zhì)量（RFQ）參照熊乙等[14]方法計(jì)算。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析 利用Excel 2007 將青貯品質(zhì)中的百分?jǐn)?shù)（%）作反正弦轉(zhuǎn)換，然后利用SPSS 19.0 進(jìn)行One-Way ANOVA 分析，并用Duncan's 進(jìn)行多重比較，結(jié)果表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤。

2 結(jié)果

2.1 不同添加劑對(duì)皇竹草青貯感官評(píng)定的影響 由表2可知，皇竹草青貯發(fā)酵120 d 后，植物乳桿菌、布氏乳桿菌和木聚糖酶組的色澤評(píng)分均高于對(duì)照組（P＜0.05），氣味評(píng)分、質(zhì)地評(píng)分和水分評(píng)分均低于對(duì)照組（P＜0.05）；植物乳桿菌、布氏乳桿菌和木聚糖酶組的pH 均低于對(duì)照組（P＜0.05），pH 評(píng)分均高于對(duì)照組（P＜0.05），且木聚糖酶組的pH 低于植物乳桿菌和布氏乳桿菌組（P＜0.05），pH 評(píng)分高于植物乳桿菌和布氏乳桿菌組（P＜0.05）。木聚糖酶組的綜合評(píng)分高于對(duì)照組（P＜0.05），感官評(píng)定等級(jí)為良好，植物乳桿菌和布氏乳桿菌組的綜合評(píng)分與對(duì)照組差異不顯著，感官評(píng)定等級(jí)均為一般。

表2 不同添加劑對(duì)皇竹草青貯感官評(píng)定的影響

2.2 不同添加劑對(duì)皇竹草青貯營養(yǎng)成分的影響 由表3可知，植物乳桿菌、木聚糖酶組的DM、EE 含量高于對(duì)照組（P＜0.05），CP 含量與對(duì)照組無顯著差異，布氏乳桿菌組的CP 含量高于對(duì)照組（P＜0.05），DM、EE 含量與對(duì)照組無顯著差異；木聚糖酶組的Lignin、ADF 含量低于對(duì)照組（P＜0.05），NFC 含量高于對(duì)照組（P＜0.05），植物乳桿菌、布氏乳桿菌組的Lignin、ADF 和NFC 含量均與對(duì)照組無顯著差異，植物乳桿菌、布氏乳桿菌和木聚糖酶組的NDF 含量均與對(duì)照組無顯著差異；布氏乳桿菌組的P 含量高于對(duì)照組（P＜0.05），植物乳桿菌、木聚糖酶組的K 含量高于對(duì)照組（P＜0.05），木聚糖酶組的Mg 含量高于對(duì)照組（P＜0.05），植物乳桿菌、布氏乳桿菌和木聚糖酶組的CA、Ca 含量均與對(duì)照組無顯著差異。

2.3 不同添加劑對(duì)皇竹草青貯養(yǎng)分消化率的影響 由表4 可知，植物乳桿菌、木聚糖酶組的dNDF30、IVTDMD30 和NDFD30 均高于對(duì)照組（P＜0.05），布氏乳桿菌組的dNDF30 和NDFD30 與對(duì)照組無顯著差異，IVTDMD30 低于對(duì)照組（P＜0.05）；木聚糖酶組的dNDF48、NDFD48 低于對(duì)照組（P＜0.05），布氏乳桿菌組的dNDF48 高于對(duì)照組（P＜0.05），植物乳桿菌組的dNDF48 與對(duì)照組無顯著差異，植物乳桿菌、布氏乳桿菌組的NDFD48 均高于對(duì)照組（P＜0.05），植物乳桿菌、布氏乳桿菌和木聚糖酶組的IVTDMD48 均與對(duì)照組無顯著差異。

2.4 不同添加劑對(duì)皇竹草青貯飼用價(jià)值的影響 由表5可知，木聚糖酶組的DDM、TDN 高于對(duì)照組（P＜0.05），植物乳桿菌、布氏乳桿菌組的DDM、TDN 與對(duì)照組無顯著差異，植物乳桿菌、布氏乳桿菌和木聚糖酶組的DMI、RFV 和RFQ 均與對(duì)照組無顯著差異。

表5 不同添加劑對(duì)皇竹草青貯飼用價(jià)值的影響

3 討 論

3.1 不同添加劑對(duì)皇竹草青貯感官評(píng)定的影響 感官評(píng)定能夠直觀反映青貯飼料品質(zhì)的優(yōu)劣。本試驗(yàn)中，添加植物乳桿菌和布氏乳桿菌對(duì)皇竹草青貯的感官評(píng)定無明顯影響，感官評(píng)定等級(jí)為一般，但添加木聚糖酶顯著降低了皇竹草青貯的pH，使得pH 評(píng)分顯著提高，從而提高了皇竹草青貯的感官評(píng)定等級(jí)。在青貯發(fā)酵過程中，木聚糖酶能破壞細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，降解部分半纖維素，促進(jìn)乳酸菌發(fā)酵大量產(chǎn)生乳酸，從而降低pH[15]。張適等[16]研究表明，添加木聚糖酶顯著降低了全株玉米青貯的pH，進(jìn)而改善青貯品質(zhì)。在厭氧條件下，植物乳桿菌和布氏乳桿菌能夠快速生長(zhǎng)并大量產(chǎn)生乳酸，加速發(fā)酵進(jìn)程，進(jìn)而降低青貯飼料pH[17]。Oliveira 等[18]研究表明，在苜蓿青貯中添加同型乳桿菌和異型乳桿菌均能提高乳酸含量，降低pH。本試驗(yàn)結(jié)果亦表明，同質(zhì)型乳酸菌（植物乳桿菌）、異質(zhì)型乳酸菌（布氏乳桿菌）和木聚糖酶均顯著提高了皇竹草青貯的色澤評(píng)分，但同時(shí)也降低了氣味評(píng)分、質(zhì)地評(píng)分和水分評(píng)分，其原因可能是乳酸菌和木聚糖酶破壞了皇竹草細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)容物大量外流，使得皇竹草青貯發(fā)酵過程中的氣味、質(zhì)地和水分含量發(fā)生了變化。

3.2 不同添加劑對(duì)皇竹草青貯營養(yǎng)成分的影響 青貯發(fā)酵過程中，營養(yǎng)物質(zhì)損失是影響青貯品質(zhì)的主要原因。植物乳桿菌作為同質(zhì)型乳酸菌，在厭氧環(huán)境下生長(zhǎng)良好，并可抑制有害菌的生長(zhǎng)，降低有害菌生長(zhǎng)對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生的有氧消耗，從而減少青貯原料的養(yǎng)分損失[19]。本試驗(yàn)中植物乳桿菌顯著提高了皇竹草青貯的DM 和CP 含量。Oliveira 等[20]研究也表明，同型乳桿菌接種可以減少青貯飼料的DM 損失。青貯發(fā)酵過程中的蛋白質(zhì)損失是導(dǎo)致青貯品質(zhì)不佳的主要原因。布氏乳桿菌作為異質(zhì)型乳酸菌，在厭氧環(huán)境下將乳酸轉(zhuǎn)化為乙酸，酸性環(huán)境能夠抑制蛋白水解酶的活性，進(jìn)而減少CP 損失[21]。塔娜等[22]在無芒雀麥青貯試驗(yàn)中也得到了相同的結(jié)果。

青貯原料中的纖維素和Lignin 含量高、水溶性碳水化合物（WSC）含量低是影響皇竹草青貯發(fā)酵品質(zhì)的另一主要原因。木聚糖酶能夠破壞植物細(xì)胞壁中復(fù)合纖維素結(jié)構(gòu)，充分釋放細(xì)胞內(nèi)容物，產(chǎn)生大量的WSC被乳酸菌利用，為青貯發(fā)酵提供更多底物，并降低pH抑制有害菌的生長(zhǎng)，減少其對(duì)養(yǎng)分的消耗，從而提高青貯發(fā)酵品質(zhì)[23]。本試驗(yàn)中，木聚糖酶顯著降低了皇竹草青貯的ADF、Lignin 含量，顯著提高了DM、EE 和NFC 含量。Li 等[24]研究結(jié)果也表明，在苜蓿青貯中添加纖維復(fù)合酶可有效降低ADF 含量、提高DM 含量；Hou 等[25]在牧草青貯中添加纖維復(fù)合酶顯著提高了EE和WSC 含量；Desta 等[26]在象草青貯中添加纖維素酶顯著降低了Lignin 含量，提高了WSC 含量，說明添加木聚糖酶能夠有效降低青貯過程中的養(yǎng)分損失，提高皇竹草青貯的營養(yǎng)品質(zhì)。

3.3 不同添加劑對(duì)皇竹草青貯養(yǎng)分消化率的影響 養(yǎng)分消化率能夠反映動(dòng)物對(duì)于青貯飼料的可消化性和消化力，是間接判斷飼料品質(zhì)好壞的重要指標(biāo)。Romero 等[27]研究表明，添加木聚糖酶后，玉米和紫花苜蓿的青貯品質(zhì)顯著改善，NDFD 和IVTDMD 顯著提高。Lara 等[28]研究表明，植物乳桿菌可顯著提高玉米青貯的表觀有機(jī)物消化率。本試驗(yàn)中，植物乳桿菌和木聚糖酶均顯著提高了皇竹草青貯30 h 的dNDF、IVTDMD 和NDFD，可能是因?yàn)樘砑又参锶闂U菌后，乳酸菌大量繁殖并產(chǎn)生乳酸，抑制有害菌的生長(zhǎng)，減少有害菌對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的消耗，進(jìn)而通過乳酸作用降解細(xì)胞壁中木質(zhì)素和纖維素，木聚糖酶也能破壞皇竹草中的纖維結(jié)構(gòu)，并為乳酸菌提供發(fā)酵底物，從而提高了皇竹草青貯的養(yǎng)分消化率，改善其青貯品質(zhì)。Rabelo 等[29]研究表明，玉米青貯中添加布氏乳桿菌后，瘤胃發(fā)酵9 h 養(yǎng)分消化率與對(duì)照無明顯差異，但瘤胃發(fā)酵48 h 養(yǎng)分消化率顯著提高，可能是由于布氏乳桿菌能夠產(chǎn)生細(xì)菌素，進(jìn)而影響纖維素的體外降解能力，直到48 h，青貯飼料中的NDF 才被降解，這與本試驗(yàn)中布氏乳桿菌顯著提高皇竹草青貯48 h的dNDF 和NDFD 相一致。

3.4 不同添加劑對(duì)皇竹草青貯飼用價(jià)值的影響 飼用價(jià)值是青貯飼料品質(zhì)的綜合評(píng)定指標(biāo)，其數(shù)值大小能夠反映營養(yǎng)價(jià)值的高低[14]。DDM 和TDN 的大小取決于ADF 含量高低，而NDFD 直接影響DMI，進(jìn)而影響青貯飼料的RFQ 和RFV[30]。本試驗(yàn)中，木聚糖酶顯著降低了皇竹草青貯的ADF 含量，提高NDFD，因此DDM和TDN 顯著提高；而植物乳桿菌和布氏乳桿菌對(duì)皇竹草青貯飼用價(jià)值沒有顯著影響，這與NDF、ADF 含量無明顯變化的結(jié)果相一致。陳亮等[31]研究也表明，添加植物乳桿菌后，玉米秸稈、水稻秸稈青貯的NDFD、干物質(zhì)降解率沒有顯著變化，說明植物乳桿菌和布氏乳桿菌能夠提高皇竹草青貯的營養(yǎng)品質(zhì)和養(yǎng)分利用率，但對(duì)其飼用價(jià)值的影響較小。

4 結(jié) 論

本研究結(jié)果表明，3 種添加劑中以木聚糖酶的青貯效果最佳，添加木聚糖酶后，皇竹草青貯的感官評(píng)定等級(jí)為良好，木聚糖酶能有效改善皇竹草青貯的感官品質(zhì)，還能提高其營養(yǎng)品質(zhì)、養(yǎng)分消化率和飼用價(jià)值。