周曉康 張男吉 張 潔 顧啟超 鄭一民 麻艷群 鄒彩霞

(廣西大學(xué)動物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，南寧 530003)

隨著我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，人民對動物產(chǎn)品的需求日益增長，“人畜爭糧”矛盾日益加劇。反芻動物對粗飼料的適應(yīng)比較廣泛，加快發(fā)展反芻動物“節(jié)糧型”畜牧業(yè)有助于緩解“人畜爭糧”矛盾。優(yōu)質(zhì)粗飼料資源短缺是制約反芻動物高效養(yǎng)殖的主要因素，為促進(jìn)反芻動物生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展，開發(fā)青綠飼料資源的飼料化技術(shù)非常關(guān)鍵。青貯飼料具有能長期保存、適口性好、分配靈活等優(yōu)點(diǎn)，可作為反芻動物飼料的第一選擇，能有效降低飼料的用糧量。

廣西地區(qū)非常規(guī)飼料資源豐富，如全株甘蔗、甘蔗尾、構(gòu)樹葉等，但這些飼料資源長期未得到合理利用。不能用于榨糖的次品全株甘蔗可以作為粗飼料的替代品，全株甘蔗的特點(diǎn)是可溶性碳水化合物和纖維含量高，直接飼喂會造成較低的攝入量和消化率；甘蔗尾是甘蔗的主要副產(chǎn)品，其蛋白質(zhì)含量低，具有季節(jié)積累性；構(gòu)樹葉的蛋白質(zhì)和單寧含量高、適口性差，利用微生物發(fā)酵可提高其飼喂價(jià)值。然而，蛋白質(zhì)含量較高的青綠飼料單獨(dú)青貯效果較差。如果能將廣西地區(qū)的非常規(guī)飼料以青貯方式調(diào)配成營養(yǎng)豐富的優(yōu)質(zhì)粗飼料，不僅能保證優(yōu)質(zhì)粗飼料的全年供給和提高當(dāng)?shù)胤浅Ｒ?guī)飼料資源的利用率，還能促進(jìn)當(dāng)?shù)亍肮?jié)糧型”畜牧業(yè)的發(fā)展。因此，深入開展廣西地區(qū)非常規(guī)飼料資源的混合青貯研究尤為重要。

構(gòu)樹葉中單寧含量較高，其具有苦澀味道，能和多種營養(yǎng)物質(zhì)結(jié)合成難以消化的物質(zhì)，直接飼喂構(gòu)樹葉會引起動物對營養(yǎng)物質(zhì)利用率低下等多種副作用[1]。單寧具有限制青貯過程中蛋白質(zhì)廣泛水解的能力，可以改善青貯飼料的營養(yǎng)品質(zhì)，但含量過高會降低消化率，所以微生物發(fā)酵是降低構(gòu)樹葉中單寧含量的最佳方案。然而，構(gòu)樹葉中可溶性碳水化合物含量極低[2]，伴隨其較高的緩沖能力，單獨(dú)青貯很難成功。甘蔗是廣西地區(qū)特種經(jīng)濟(jì)作物，主要用于榨糖行業(yè)，但當(dāng)?shù)貦C(jī)械化程度較低，其收集、運(yùn)輸過程比較困難，導(dǎo)致次品全株甘蔗和甘蔗尾田間滯留或丟棄，造成資源浪費(fèi)，可使用青貯方式將其保存。一般來講，甘蔗在青貯過程中，其較高的可溶性碳水化合物含量往往導(dǎo)致青貯飼料具有較高的乙醇含量，增加干物質(zhì)損失并降低其營養(yǎng)價(jià)值；甘蔗尾具備可觀的可溶性碳水化合物含量，并且其表面附著大量的乳酸菌數(shù)量，超過5.0 lg(CFU/g FM)[3]。然而，甘蔗和甘蔗尾由于纖維含量高而引起適口性差，降低了動物對其的利用率，與構(gòu)樹葉混合青貯可改善其利用效率，并且甘蔗(尾)可提供額外的乳酸菌和可溶性碳水化合物，同時(shí)降低混合青貯原料的整體緩沖能力，使pH迅速降低，以抑制蛋白質(zhì)的水解，從而達(dá)到改善飼料整體營養(yǎng)價(jià)值和適口性的目的。

由于粗蛋白質(zhì)含量較高的青綠飼料緩沖能力較高，單獨(dú)青貯效果較差，能否通過與含糖量較高的青綠飼料混合青貯以調(diào)節(jié)青貯原料中的粗蛋白質(zhì)和糖分含量，進(jìn)而調(diào)制成質(zhì)地柔軟、營養(yǎng)價(jià)值全面、適口性好的優(yōu)質(zhì)青貯飼料呢？我們設(shè)想甘蔗(尾)與構(gòu)樹葉混合青貯可能具有潛在的優(yōu)勢：1)甘蔗尾和甘蔗可提供足夠的可溶性碳水化合物來促進(jìn)發(fā)酵；2)構(gòu)樹葉可提供蛋白質(zhì)，增加飼料中粗蛋白質(zhì)含量和平衡飼料營養(yǎng)結(jié)構(gòu)；3)混合青貯可能對發(fā)酵微生物具有協(xié)同作用[4]。甘蔗和甘蔗尾之間可溶性碳水化合物、粗纖維、粗蛋白質(zhì)含量等不同，對混合青貯的發(fā)酵品質(zhì)和營養(yǎng)價(jià)值改善程度可能不同。因此，本試驗(yàn)分別探討甘蔗尾與構(gòu)樹葉、甘蔗與構(gòu)樹葉混合青貯對其發(fā)酵品質(zhì)、營養(yǎng)價(jià)值和有氧穩(wěn)定性的影響，為當(dāng)?shù)馗收?、甘蔗尾、?gòu)樹葉混合青貯飼料的實(shí)際應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 試驗(yàn)1：甘蔗尾與構(gòu)樹葉混合青貯對其發(fā)酵品質(zhì)的影響

青貯前采樣：構(gòu)樹葉采自廣西大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院牧場試驗(yàn)基地；甘蔗尾采自廣西大學(xué)生命科學(xué)院的試驗(yàn)基地。上述新鮮原料采集時(shí)間為2018年12月24日，其營養(yǎng)特性和主要微生物數(shù)量見表1。

表1 新鮮甘蔗尾和構(gòu)樹葉的營養(yǎng)特性和主要微生物數(shù)量Table 1 Nutritional characteristics and main microbial counts of fresh sugarcane top and Broussonetia papyrifera leaf

續(xù)表1項(xiàng)目 Items甘蔗尾 Sugarcane top構(gòu)樹葉Broussonetia papyrifera leafSEMP值 P-value微生物數(shù)量 Microbial counts/[lg(CFU/g FM)]乳酸菌LAB4.094.380.150.393腸桿菌 EB5.205.520.050.138酵母菌Yeast6.406.840.070.131霉菌 Mold0.000.000.001.000緩沖容量 BC/(mE/kg DM)208.23b605.31a4.27<0.001

1.1.2 試驗(yàn)2：甘蔗與構(gòu)樹葉混合青貯對其發(fā)酵品質(zhì)的影響

青貯前采樣：構(gòu)樹葉采自廣西大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院牧場試驗(yàn)基地；甘蔗采自廣西大學(xué)生命科學(xué)院的試驗(yàn)基地。上述新鮮原料采集時(shí)間為2019年10月19日，其營養(yǎng)特性和主要微生物數(shù)量見表2。

表2 新鮮甘蔗和構(gòu)樹葉的常規(guī)營養(yǎng)成分和主要微生物數(shù)量Table 2 Nutritional characteristics and main microbial counts of fresh sugarcane and Broussonetia papyrifera leaf

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)1：將甘蔗尾和構(gòu)樹葉切碎至長度2 cm左右，將構(gòu)樹葉和甘蔗尾新鮮樣按照5種質(zhì)量比例進(jìn)行混合，每個混合比例設(shè)5個重復(fù)，構(gòu)樹葉∶甘蔗尾分別為100∶0(全構(gòu)樹葉組)、75∶25(25%甘蔗尾組)、50∶50(50%甘蔗尾組)、25∶75(75%甘蔗尾組)、0∶100(全甘蔗尾組)。將青貯原料充分混勻，裝入2.5 L塑料罐中并壓實(shí)，密封，青貯255 d。有氧暴露采樣時(shí)間點(diǎn)分別為有氧暴露第0、1、2、3、4、5、6、7天。

試驗(yàn)2：將甘蔗和構(gòu)樹葉切碎至長度2 cm左右，將構(gòu)樹葉和甘蔗尾新鮮樣按照5種質(zhì)量比例進(jìn)行混合，每個混合比例設(shè)5個重復(fù)，構(gòu)樹葉∶甘蔗分別為100∶0(全構(gòu)樹葉組)、75∶25(25%甘蔗組)、50∶50(50%甘蔗組)、25∶75(75%甘蔗組)、0∶100(全甘蔗組)。將青貯原料充分混勻，裝入2.5 L塑料罐中并壓實(shí)，密封，青貯255 d。有氧暴露采樣時(shí)間點(diǎn)分別為有氧暴露第0、1、2、4、6、8、10、12天。

1.3 指標(biāo)測定

1.3.1 常規(guī)營養(yǎng)成分測定

干物質(zhì)(DM)含量參考張麗英[5]的方法測定；粗蛋白質(zhì)(CP)含量采用凱氏定氮儀測定；中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維(ADF)含量參考Van Soest等[6]的方法；半纖維素(HC)含量為中性洗滌纖維與酸性洗滌纖維含量之差；粗纖維(CF)含量參考GB/T 6434—2006[7]中方法測定；粗灰分(Ash)含量在馬弗爐中550 ℃燃燒5 h測定；有機(jī)物(OM)含量為100減去粗灰分百分含量；可溶性碳水化合物含量參考Murphy[8]的方法測定；緩沖容量(BC)參考姜軍等[9]的方法測定。青貯損失(SL)計(jì)算公式如下：

青貯損失(%)=100×[青貯后罐重(g)-青貯前罐重(g)]/[青貯前罐重(g)-青貯空罐重(g)]。

1.3.2 發(fā)酵參數(shù)測定

pH測定：參考文獻(xiàn)[10]的方法采用pH計(jì)測定。

氨態(tài)氮(NH3-N)含量測定：參考Broderick等[11]的方法測定。

乳酸(LA)含量測定：參考Pryce[12]的方法測定。

乙酸(AA)、丙酸(PA)、丁酸(BA)和乙醇含量測定：參考Erwin等[13]的方法測定。

1.3.3 主要微生物數(shù)量

乳酸菌(LAB)、腸桿菌(EB)、酵母菌和霉菌數(shù)量：采用平板計(jì)數(shù)法測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

所有數(shù)據(jù)分析在R語言(版本4.1)中進(jìn)行，乳酸菌、腸桿菌、霉菌和酵母菌數(shù)量通過lg(n+1) CFU/g進(jìn)行轉(zhuǎn)換(n=菌群形成單位數(shù)量)。數(shù)據(jù)分析過程，首先通過Excel 2020整理數(shù)據(jù)，然后導(dǎo)入R studio中，不同處理和不同有氧暴露時(shí)間點(diǎn)利用“aov”函數(shù)進(jìn)行方差分析，事后檢驗(yàn)利用“agricolae”軟件包進(jìn)行圖基(Tukey)檢驗(yàn)，新鮮原料對比采用“t.Experiment”函數(shù)進(jìn)行雙樣本t檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 甘蔗尾與構(gòu)樹葉混合青貯對其發(fā)酵品質(zhì)的影響

2.1.1 甘蔗尾與構(gòu)樹葉混合青貯對其常規(guī)營養(yǎng)成分含量和青貯損失的影響

由表3可知，甘蔗尾與構(gòu)樹葉的混合比例對混合青貯飼料的常規(guī)營養(yǎng)成分含量和青貯損失均存在顯著影響(P<0.05)。75%甘蔗尾組、50%甘蔗尾組和25%甘蔗尾組的青貯損失顯著高于全構(gòu)樹葉組和全甘蔗尾組(P<0.05)，且全甘蔗尾組的青貯損失最低，為1.37%。全甘蔗尾組和75%甘蔗尾組的干物質(zhì)含量分別為233.32和241.5 g/kg，顯著低于其他試驗(yàn)組(P<0.05)。此外，全甘蔗尾組和75%甘蔗尾組的水溶性碳水化合物含量最高，分別為128.75和162.52 g/kg DM，構(gòu)樹葉組的可溶性碳水化合物含量最低，而50%甘蔗尾組和25%甘蔗尾組之間差異不顯著(P>0.05)。全甘蔗尾組的中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維和半纖維素以及有機(jī)物含量顯著高于全構(gòu)樹葉組(P<0.05)，而中性和酸性洗滌纖維含量隨甘蔗尾占比的降低而顯著降低(P<0.05)。相反，粗灰分含量在全構(gòu)樹葉組中最高，并隨構(gòu)樹葉占比的降低而顯著降低(P<0.05)。

表3 甘蔗尾和構(gòu)樹葉混合青貯對其常規(guī)營養(yǎng)成分含量和青貯損失的影響Table 3 Effects of mixed silage of sugarcane top and Broussonetia papyrifera leaf on its conventional nutrient contents and SL

2.1.2 甘蔗尾與構(gòu)樹葉混合青貯對其發(fā)酵參數(shù)和主要微生物數(shù)量的影響

由表4可知，全甘蔗尾組的pH低于5，而50%甘蔗尾組的pH最高，為6.24；75%甘蔗尾組和25%甘蔗尾組之間pH差異不顯著(P>0.05)，且均顯著低于50%甘蔗尾組和全構(gòu)樹葉組(P<0.05)。全甘蔗尾組的氨態(tài)氮含量為5.17 g/kg DM，顯著低于其他試驗(yàn)組(P<0.05)；50%甘蔗尾組的氨態(tài)氮含量最高，與全構(gòu)樹葉組無顯著差異(P>0.05)，全構(gòu)樹葉組的氨態(tài)氮含量顯著高于75%甘蔗尾組(P<0.05)。75%甘蔗尾組和50%甘蔗尾組的乳酸含量分別為4.73和4.44 g/kg DM，顯著低于全甘蔗尾組的6.73 g/kg DM(P<0.05)；全構(gòu)樹葉組的乳酸含量為14.77 g/kg DM，顯著高于其他試驗(yàn)組(P<0.05)。各試驗(yàn)組的乙醇含量均小于1 g/kg DM，其中全甘蔗尾組和75%甘蔗尾組的乙醇含量最高，均為0.58 g/kg DM。25%甘蔗尾組的乙酸含量高達(dá)9.86 g/kg DM，而全甘蔗尾組和75%甘蔗尾組的乙酸含量分別為1.30和1.79 g/kg DM，顯著低于25%甘蔗尾組和全構(gòu)樹葉組(P<0.05)。全甘蔗尾組的丙酸含量僅為0.18 g/kg DM，顯著低于75%甘蔗尾組除外的其他試驗(yàn)組(P<0.05)。全構(gòu)樹葉組擁有最低的丁酸含量，為0.04 g/kg DM，而75%甘蔗尾組的丁酸含量最高，為2.56 g/kg DM，并且丁酸含量隨著構(gòu)樹葉占比的增加而降低。

表4 甘蔗尾與構(gòu)樹葉混合青貯對其發(fā)酵參數(shù)和主要微生物數(shù)量的影響Table 4 Effects of mixed silage of sugarcane top and Broussonetia papyrifera leaf on its fermentation parameters and main microbial counts

各試驗(yàn)組的乳酸菌數(shù)量均超過了4.0 lg(CFU/g FM)，其中75%甘蔗尾組數(shù)量最高，并且75%甘蔗尾組和50%甘蔗尾組之間沒有顯著差異(P>0.05)，而25%甘蔗尾組數(shù)量最低，為4.20 lg(CFU/g FM)。全甘蔗尾組的腸桿菌數(shù)量為3.55 lg(CFU/g FM)，顯著高于其他試驗(yàn)組(P<0.05)；而全構(gòu)樹葉組腸桿菌數(shù)量為1.19 lg(CFU/g FM)，顯著低于其他試驗(yàn)組(P<0.05)；50%甘蔗尾組和25%甘蔗尾組之間腸桿菌數(shù)量沒有顯著差異(P>0.05)。25%甘蔗尾組的酵母菌數(shù)量顯著高于其他試驗(yàn)組(P<0.05)。各試驗(yàn)組之間霉菌數(shù)量沒有顯著差異(P>0.05)。

2.1.3 有氧暴露對甘蔗尾與構(gòu)樹葉混合青貯發(fā)酵參數(shù)的影響

由表5可知，有氧暴露前5 d內(nèi)，25%甘蔗尾組的pH變化幅度較小，之后隨著有氧暴露時(shí)間的增加而顯著增加(P<0.05)；相比之下，有氧暴露期間全甘蔗尾組、75%甘蔗尾組、50%甘蔗尾組和全構(gòu)樹葉組的pH小幅波動，但全甘蔗尾組的pH顯著低于其他試驗(yàn)組(P<0.05)。在有氧暴露前2 d內(nèi)，除全甘蔗尾組之外，其他試驗(yàn)組的氨態(tài)氮含量顯著下降(P<0.05)，隨后顯著下降(P<0.05)。各試驗(yàn)組的乳酸含量隨有氧暴露時(shí)間的增加先增加后降低，其中全甘蔗尾組、75%甘蔗尾組和50%甘蔗尾組的上升期大約在有氧暴露前3 d，隨后乳酸含量逐漸減少。

表5 有氧暴露對甘蔗尾和構(gòu)樹葉混合青貯pH、氨態(tài)氮和乳酸含量的影響Table 5 Effects of aerobic exposure on pH, NH3-N and LA contents of mixed silage of sugarcane top and Broussonetia papyrifera leaf

由表6可知，有氧暴露第3天，各試驗(yàn)組的乙醇含量均有不同程度增加，隨后降低至有氧暴露第5天。有氧暴露前6 d內(nèi)，全構(gòu)樹葉組、全甘蔗尾組、75%甘蔗尾組和50%甘蔗尾組的乙酸含量隨著有氧暴露時(shí)間的增加而增加，在有氧暴露第6天均較有氧暴露第1天顯著增加(P<0.05)。有氧暴露前3 d內(nèi)，全甘蔗尾組、75%甘蔗尾組和50%甘蔗尾組以及全構(gòu)樹葉組的丙酸含量隨著有氧暴露時(shí)間的增加而增加。在有氧暴露前4或5 d內(nèi)，75%甘蔗尾組和50%甘蔗尾組的丁酸含量持續(xù)增加，隨后降低。

表6 有氧暴露對甘蔗尾和構(gòu)樹葉混合青貯乙醇和短鏈脂肪酸含量的影響Table 6 Effects of aerobic exposure on ethanol and short-chain fatty acid contents in mixed silage of sugarcane top and Broussonetia papyrifera leaf g/kg DM

2.1.4 有氧暴露對甘蔗尾與構(gòu)樹葉混合青貯主要微生物數(shù)量的影響

由表7可知，在有氧暴露前2 d內(nèi)，各試驗(yàn)組乳酸菌數(shù)量先降低，隨后升高至有氧暴露第4天。此外，全甘蔗尾組在有氧暴露階段均未檢測到乳酸菌數(shù)量的顯著變化(P>0.05)。在有氧暴露第2天，全構(gòu)樹葉組、全甘蔗尾組、75%甘蔗尾組和25%甘蔗尾組的腸桿菌數(shù)量顯著降低(P<0.05)，隨后75%甘蔗尾組顯著升高至有氧暴露第4天(P<0.05)。50%甘蔗尾組有氧暴露第3天腸桿菌數(shù)量顯著降低(P<0.05)，隨后顯著增加至有氧暴露第5天(P<0.05)。有氧暴露第2天，25%甘蔗尾組的酵母菌數(shù)量顯著降低至0(P<0.05)。類似，在有氧暴露第1天，75%甘蔗尾組的酵母數(shù)量顯著降低至0(P<0.05)。有氧暴露3 d后，各試驗(yàn)組酵母數(shù)量均降低至0。在有氧暴露前2 d內(nèi)，全構(gòu)樹葉組霉菌數(shù)量呈現(xiàn)輕微增長趨勢，隨后顯著降低至有氧暴露第4天(P<0.05)。與之相比，在有氧暴露前2 d內(nèi)，全甘蔗尾組、75%甘蔗尾組、50%甘蔗尾組和25%甘蔗尾組的霉菌數(shù)量隨有氧暴露時(shí)間的增加有降低趨勢，然后又出現(xiàn)增加。

表7 有氧暴露對甘蔗尾和構(gòu)樹葉混合青貯主要微生物數(shù)量的影響Table 7 Effects of aerobic exposure on main microbial counts in mixed silage of sugarcane top and Broussonetia papyrifera leaf lg(CFU/g FM)

2.2 甘蔗與構(gòu)樹葉混合青貯對其發(fā)酵品質(zhì)的影響

2.2.1 甘蔗與構(gòu)樹葉混合青貯對其常規(guī)營養(yǎng)成分含量和青貯損失的影響

由表8可知，甘蔗與構(gòu)樹葉混合比例對中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維含量和青貯損失沒有顯著影響(P>0.05)。全構(gòu)樹葉組的干物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)和粗灰分含量顯著高于全甘蔗組(P<0.05)，并隨著甘蔗占比的降低而顯著增加(P<0.05)，但75%甘蔗組和50%甘蔗組之間的干物質(zhì)和粗蛋白質(zhì)含量差異不顯著(P>0.05)?？扇苄蕴妓衔锖恳?5%甘蔗組最高，達(dá)197.07 g/kg DM，顯著高于其他試驗(yàn)組(P<0.05)，全甘蔗組次之，顯著高于構(gòu)樹葉組、50%甘蔗組和25%甘蔗組(P<0.05)，而全構(gòu)樹葉組、50%甘蔗組和25%甘蔗組之間差異不顯著(P>0.05)。全甘蔗組的有機(jī)物含量為949.64 g/kg DM，顯著高于其他試驗(yàn)組(P<0.05)，全構(gòu)樹葉組最低，為797.34 g/kg DM。此外，全甘蔗組和全構(gòu)樹葉組之間粗纖維和半纖維素含量沒有顯著差異(P>0.05)。

表8 甘蔗和構(gòu)樹葉混合青貯對其常規(guī)營養(yǎng)成分含量和青貯損失的影響Table 8 Effects of mixed silage of sugarcane and Broussonetia papyrifera leaf on its conventional nutrient contents and SL

2.2.2 甘蔗與構(gòu)樹葉混合青貯對其發(fā)酵參數(shù)和主要微生物數(shù)量的影響

由表9可知，全甘蔗組和75%甘蔗組的pH低于4，分別是3.48和3.65；然而，其他3個試驗(yàn)組的pH均超過了5，并且互相之間差異不顯著(P>0.05)。全甘蔗組具有最低的氨態(tài)氮含量，為2.76 g/kg DM，75%甘蔗組的氨態(tài)氮含量較高，為10.41 g/kg DM，但均顯著低于其他試驗(yàn)組(P<0.05)。75%甘蔗組的乳酸含量為24.34 g/kg DM，顯著高于其他試驗(yàn)組(P<0.05)，全甘蔗組的乳酸含量為17.96 g/kg DM，而全構(gòu)樹葉組的乳酸含量最低，為5.96 g/kg DM。全甘蔗組和75%甘蔗組的乙醇含量分別為7.57和3.83 g/kg DM，顯著高于其他試驗(yàn)組(P<0.05)。75%甘蔗組的乙酸含量為13.67 g/kg DM，顯著高于其他試驗(yàn)組(P<0.05)，而全甘蔗組的乙酸含量最低，為5.35 g/kg DM。全甘蔗組的丙酸含量為0.34 g/kg DM，顯著低于其他試驗(yàn)組(P<0.05)，而75%甘蔗組和50%甘蔗組的丙酸含量均不超過1.5 g/kg DM，全構(gòu)樹葉組的丙酸含量最高，為7.39 g/kg DM。50%甘蔗組的丁酸含量高達(dá)15.43 g/kg DM，75%甘蔗組的丁酸含量為1.64 g/kg DM，全甘蔗組的丁酸含量最低，為0.48 g/kg DM。

表9 甘蔗和構(gòu)樹葉混合青貯對其發(fā)酵參數(shù)和主要微生物數(shù)量的影響Table 9 Effects of mixed silage of sugarcane and Broussonetia papyrifera leaf on fermentation parameters and main microbial counts

75%甘蔗組的乳酸菌數(shù)量為4.54 lg(CFU/g FM)，顯著高于其他試驗(yàn)組(P<0.05)，全甘蔗組的乳酸菌數(shù)量最低，為2.46 lg(CFU/g FM)；全構(gòu)樹葉組和50%甘蔗組之間乳酸菌數(shù)量沒有顯著差異(P>0.05)。全甘蔗組和75%甘蔗組的腸桿菌數(shù)量均為0，而全構(gòu)樹葉組的腸桿菌數(shù)量為2.27 lg(CFU/g FM)，顯著高于其他試驗(yàn)組(P<0.05)；25%甘蔗組和50%甘蔗組的腸桿菌數(shù)量差異不顯著(P>0.05)。25%甘蔗組的酵母菌數(shù)量為0.99 lg(CFU/g FM)顯著高于其他試驗(yàn)組(P<0.05)。全甘蔗組的霉菌數(shù)量為0.37 lg(CFU/g FM)，顯著高于75%甘蔗組(P<0.05)。

2.2.3 有氧暴露對甘蔗與構(gòu)樹葉混合青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響

由表10可知，在有氧暴露階段，甘蔗與構(gòu)樹葉混合青貯的試驗(yàn)組pH變化幅度較小；在有氧暴露第4天，盡管75%甘蔗組的pH顯著增加(P<0.05)，但其pH在有氧暴露階段均低于4，與其他甘蔗與構(gòu)樹葉混合青貯的試驗(yàn)組相比顯著降低(P<0.05)。在有氧暴露前3 d內(nèi)，全甘蔗組的pH變化較小，但隨后顯著增加至有氧暴露第8天(P<0.05)。在有氧暴露階段，全甘蔗組的氨態(tài)氮含量逐漸降低，尤其是在有氧暴露第8天，降至0；在有氧暴露第2天，75%甘蔗組氨態(tài)氮含量顯著增加(P<0.05)，隨后在有氧暴露第6天降至最低值7.95 g/kg DM。在有氧暴露第4天，全甘蔗組和75%甘蔗組的乳酸含量顯著增加(P<0.05)，隨后顯著降低(P<0.05)。

表10 有氧暴露對甘蔗和構(gòu)樹葉混合青貯pH、氨態(tài)氮和乳酸含量的影響Table 10 Effects of aerobic exposure on pH, NH3-N and LA contents in mixed silage of sugarcane and Broussonetia papyrifera leaf

續(xù)表10項(xiàng)目Items有氧暴露時(shí)間 Aerobic exposure time/d0124681012SEMP值 P-value氨態(tài)氮NH3-N/(g/kg DM) S42.76A2.90dA2.39dA2.79dA0.04dB0.00dB0.00cB0.14dB0.15<0.001B448.34CD51.60bAB43.20aE49.24bC47.43aD50.68bB52.02aA51.43bAB0.22<0.00175S410.41EF12.14cCD9.11cFG13.77cBC7.95cG14.64cB11.64bDE16.75cA0.30<0.00150S448.84A51.05bA28.63bC53.56aA37.02bB53.35bA53.89aA55.01aA1.29<0.00125S449.3BC55.98aAB45.13aC55.33aAB51.64aABC58.53aA53.92aABC57.39aAB1.640.005SEM0.511.000.631.140.910.740.58P值 P-value<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001乳酸LA/(g/kg DM)S417.96AB18.63bAB18.99abAB28.43abA8.35cB7.63bB6.76bB7.04bB2.580.002B45.96A5.07dA4.71cA5.13cA4.49dA5.68bA4.66bA4.96bA0.270.04675S424.34BC22.93aBC26.17aBC41.8aA21.98aBC35.44aAB19.22aC21.43aBC2.770.00450S415.0813.70c14.44abc17.68bc12.28b12.70b9.41b16.60ab2.020.24525S48.37A7.46dAB7.05bcAB7.31cAB5.53cdAB7.07bAB4.99bB5.88bAB0.580.042SEM0.582.142.690.663.231.102.36P值 P-value<0.0010.0040.001<0.0010.0060.0010.014

由表11可知，在有氧暴露階段，全甘蔗組的乙醇含量降低最明顯，從有氧暴露第2天起顯著降低(P<0.05)；相反，在有氧暴露前2 d內(nèi)，75%甘蔗組、50%甘蔗組和25%甘蔗組的乙醇含量顯示增長趨勢；此外，在有氧暴露第6天，全構(gòu)樹葉組的乙醇含量顯著增加(P<0.05)。在有氧暴露第6天，75%甘蔗組的乙酸含量升至最高，之后開始顯著降低(P<0.05)；在有氧暴露第4天，全甘蔗組的乙酸含量降低至0.10 g/kg DM。整個有氧暴露階段，全甘蔗組和75%甘蔗組的丁酸含量沒有明顯波動，而其他3個試驗(yàn)組的丁酸含量變化非常明顯。

表11 有氧暴露對甘蔗和構(gòu)樹葉混合青貯的乙醇和短鏈脂肪酸含量的影響Table 11 Effects of aerobic exposure on ethanol and short-chain fatty acid contents in mixed silage of sugarcane and Broussonetia papyrifera leaf g/kg DM

續(xù)表11項(xiàng)目Items有氧暴露時(shí)間 Aerobic exposure time/d0124681012SEMP值 P-valueP值 P-value<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001丁酸 BAS40.48B0.88eA1.00cA0.24cBC0.11eC0.20eBC0.18eC0.18dC0.05<0.001B45.02C8.50cA8.53bA6.88bB3.93cC5.02cC7.40cAB6.80cB0.21<0.00175S41.64AB1.85dA1.28cC1.50cBC1.62dAB1.26dC1.27dC1.22dC0.05<0.00150S415.43A14.52aAB11.74aD13.52aC9.12bE7.40bF13.73aBC15.12aA0.18<0.00125S412.80BC12.95bBC11.16aDE13.58aB15.67aA11.82aCD10.39bE11.75bCDE0.26<0.001SEM0.110.150.230.040.060.090.34P值 P-value<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001

2.2.4 有氧暴露對甘蔗與構(gòu)樹葉混合青貯主要微生物數(shù)量的影響

由表12可知，在有氧暴露前4 d內(nèi)，各試驗(yàn)組的乳酸菌數(shù)量呈增加趨勢，隨后全甘蔗組、75%甘蔗組、50%甘蔗組和25%甘蔗組的乳酸菌數(shù)量顯著降低(P<0.05)。在整個有氧暴露階段，全甘蔗組和75%甘蔗組的腸桿菌數(shù)量均為0；在有氧暴露第1天，50%甘蔗組、25%甘蔗組和全構(gòu)樹葉組的腸桿菌數(shù)量降至0。在有氧暴露第1天，50%甘蔗組和25%甘蔗組的酵母菌數(shù)量顯著降至0(P<0.05)，而全構(gòu)樹葉組則在有氧暴露第2天顯著降至0(P<0.05)；75%甘蔗組的酵母菌數(shù)量在整個有氧暴露階段均為0。在有氧暴露第6天，全甘蔗組的霉菌數(shù)量顯著增加(P<0.05)，隨后變化不顯著(P>0.05)；在整個有氧暴露階段，全甘蔗組的霉菌數(shù)量遠(yuǎn)高于全構(gòu)樹葉組。

表12 有氧暴露對甘蔗和構(gòu)樹葉混合青貯主要微生物數(shù)量的影響Table 12 Effects of aerobic exposure on main microbial counts in mixed silage of sugarcane and Broussonetia papyrifera leaf lg(CFU/g FM)

續(xù)表12項(xiàng)目Items有氧暴露時(shí)間 Aerobic exposure time/d0124681012SEMP值 P-value酵母菌YeastS40.000.00a0.00b0.000.000.000.000.000.001.000B40.21A0.17aA0.00bB0.00B0.00B0.00B0.00B0.00B0.030.00275S40.000.00a0.00b0.000.000.000.000.000.001.00050S40.10B0.00aC1.00aA0.00C0.00C0.00C0.00C0.00C0.01<0.00125S40.99A0.00aB0.00bB0.00B0.00B0.00B0.00B0.00B0.05<0.001SEM0.030.020.000.000.000.000.00P值 P-value0.039<0.0011.0001.0001.0001.0001.000霉菌MoldS40.37D0.30aD0.47bD2.81aC4.78aAB4.88aA4.90aA4.35aB0.09<0.001B40.14BC0.21aBC0.00cC0.39cB2.22bA2.08bA0.51bB2.04bA0.07<0.00175S40.000.30a0.00c0.21c0.21d0.24d0.17c0.14d0.080.19250S40.14C1.13aA1.22aA0.94bAB0.88cAB0.74cABC0.6bABC0.35cdBC0.110.00125S40.17CD1.05aA0.14cCD0.00cD0.72cdAB0.55cABC0.49bcBCD0.54cABC0.090.001SEM0.170.040.090.120.040.060.05P值 P-value0.028<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001

3 討 論

3.1 新鮮甘蔗(尾)和構(gòu)樹葉的特性

對于新鮮原料，盡管構(gòu)樹葉表面附著可觀的乳酸菌[數(shù)量在4～6 lg(CFU/g FM)]，甚至構(gòu)樹葉的乳酸菌數(shù)量已經(jīng)顯著超過甘蔗，這對降低青貯飼料氨態(tài)氮含量和增加干物質(zhì)回收率是有利的。然而，如表1和表2所示，試驗(yàn)1和試驗(yàn)2的構(gòu)樹葉的CP含量在20 g/kg DM以上，這與吳大林等[14]報(bào)道的結(jié)果類似，并且其可溶性碳水化合物含量極低，不到50 g/kg DM，不足以滿足發(fā)酵過程所需最低要求的發(fā)酵糖含量，加上其極高的緩沖能力，所以構(gòu)樹葉單獨(dú)發(fā)酵難以保證良好的發(fā)酵品質(zhì)。

3.2 甘蔗尾或甘蔗與構(gòu)樹葉混合青貯對其常規(guī)營養(yǎng)成分含量的影響

與新鮮原料相比，青貯飼料開封后，全甘蔗組的中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量增加了，可能是發(fā)酵過程消耗了大量發(fā)酵底物，產(chǎn)生大量乙醇的緣故，因?yàn)槿收峤M青貯后與青貯前相比，可溶性碳水化合物含量顯著降低。青貯飼料中較多的乙醇(超過3%～4% DM)通常與大量酵母有關(guān)，而全甘蔗組的乙醇含量高達(dá)9% DM，表明甘蔗青貯過程中存在乙醇發(fā)酵，因?yàn)闄z測到其大量活躍的酵母菌[3.0 lg(CFU/g FM)]，而酵母菌可將蔗糖轉(zhuǎn)化為乙醇，這種青貯飼料通常在有氧暴露于空氣中時(shí)容易變質(zhì)，因?yàn)槟承┙湍妇梢栽谟醒醐h(huán)境下代謝乳酸。通常，動物采食的乙醇在瘤胃中轉(zhuǎn)化為乙酸或被瘤胃壁吸收[15]，隨后可以轉(zhuǎn)化為乳脂或用于機(jī)體代謝或生長。反芻動物大量采食乙醇會導(dǎo)致牛奶中異味[16]，甚至引起反芻動物乙醇中毒[17]，所以甘蔗單獨(dú)青貯容易造成大量營養(yǎng)素流失。此外，與其他試驗(yàn)組相比，75%甘蔗組的可溶性碳水化合物含量最高，說明可溶性碳水化合物的損失率最低，推測75%甘蔗組在發(fā)酵過程中能快速建立酸性環(huán)境，從而抑制有害微生物對額外底物的利用，因?yàn)閮H75%甘蔗組在青貯前后的粗蛋白質(zhì)含量無顯著變化，說明25%構(gòu)樹葉與75%甘蔗混合青貯有助于減少發(fā)酵過程中的蛋白質(zhì)水解。

3.3 甘蔗尾或甘蔗與構(gòu)樹葉混合青貯對其發(fā)酵參數(shù)的影響

乳酸是降低青貯飼料中pH的主要有機(jī)酸，本研究中觀測到試驗(yàn)2中各試驗(yàn)組的pH與乳酸的積累量同步變化。此外，試驗(yàn)2中各試驗(yàn)組的乙酸和乙醇含量隨甘蔗占比的增加而增加，可能是乙酸菌對酒精的強(qiáng)氧化能力將大量的乙醇轉(zhuǎn)化成乙酸[18]。青貯后試驗(yàn)1和試驗(yàn)2中丙酸含量隨構(gòu)樹葉占比的增加而增加，可能是高蛋白質(zhì)原料適宜丙酸菌的繁殖[19]。

一般來講，乳酸/乙酸通常用作發(fā)酵的定性指標(biāo)[20]。當(dāng)前研究觀測到，青貯后的全甘蔗尾組和全甘蔗組的乳酸/乙酸高于其他混合構(gòu)樹葉的試驗(yàn)組，但青貯飼料中較高的乳酸/乙酸更容易發(fā)生有氧不穩(wěn)定性，因?yàn)楦吆康娜樗峥蔀槿樗嵬湍柑峁┳銐虻陌l(fā)酵底物，而低含量的乙酸含量可能不足以抑制酵母菌的繁殖[16]。通常，良好的青貯飼料發(fā)酵通常是乳酸/乙酸為2.5～3.0，如果其比值低于1.0，通常說明發(fā)酵異常[20]。本研究中觀測到試驗(yàn)2中構(gòu)樹葉組的乳酸/乙酸為0.6，說明異型發(fā)酵比同型發(fā)酵乳酸菌更活躍，這可能與發(fā)酵環(huán)境溫度有關(guān)。Guan等[21]研究發(fā)現(xiàn)，在發(fā)酵過程中溫度是影響發(fā)酵和微生物群落結(jié)構(gòu)的主要因素，而廣西屬于亞熱帶季風(fēng)氣候(全年平均溫度20～27 ℃)。這表明構(gòu)樹葉單獨(dú)青貯更容易受外界溫度影響而產(chǎn)生乙酸發(fā)酵。

氨態(tài)氮含量和氨態(tài)氮/總氮作為衡量青貯飼料中蛋白質(zhì)分解程度的重要指標(biāo)，其值越高表明蛋白質(zhì)分解越多，優(yōu)質(zhì)的青貯飼料氨態(tài)氮含量應(yīng)該低于10%[22]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，全甘蔗尾組和全甘蔗組的氨態(tài)氮含量顯著低于其他試驗(yàn)組；75%甘蔗尾組和75%甘蔗組的氨態(tài)氮/總氮低于6%；其他試驗(yàn)組的總氮含量都極其高，并且它們的pH均超過5，這通常是梭狀芽胞桿菌蛋白質(zhì)水解活性的結(jié)果，在當(dāng)前試驗(yàn)中觀測到大量丁酸的積累足以印證這一點(diǎn)。如果動物采食高含量丁酸的飼料(超過50～100 g/d)會引起泌乳母牛的酮癥，并且由于青貯飼料的能值低，采食量和生產(chǎn)性能均會受到影響[23]。矛盾的是，丁酸含量高的青貯飼料在有氧暴露過程中趨于穩(wěn)定，因?yàn)檫@種酸具有很強(qiáng)的抗真菌特性。同樣，本研究還觀測到，與新鮮原料相比，除75%甘蔗尾組和75%甘蔗組之外，其他與構(gòu)樹葉混合青貯的試驗(yàn)組中水溶性碳水化合物含量至少降低了50%，表明其形成了梭菌青貯飼料并且會影響其干物質(zhì)消化率，因?yàn)樵S多現(xiàn)成的可溶性營養(yǎng)素已被降解[16]。此外，75%甘蔗組的氨態(tài)氮含量顯著低于其他試驗(yàn)組，表明25%構(gòu)樹葉與75%甘蔗混合青貯對抑制蛋白質(zhì)水解效果明顯，并且75%甘蔗組具有最高的乳酸含量與之較低的pH(3.65)相對應(yīng)，因?yàn)樗鬆钛堪麠U菌不耐酸的高滲透壓和低pH。此外，有氧暴露促進(jìn)了75%甘蔗組、50%甘蔗組和25%甘蔗組的氨態(tài)氮含量的增長。相反，與全構(gòu)樹葉組相比，有氧暴露后，構(gòu)樹葉與甘蔗尾混合青貯顯著降低了氨態(tài)氮的生成，因?yàn)槟芤种朴泻ξ⑸锷L的乙酸和丙酸也逐漸增加。

3.4 甘蔗尾或甘蔗與構(gòu)樹葉混合青貯對其主要微生物數(shù)量的影響

通常，腸桿菌常在溫血動物的腸道中發(fā)現(xiàn)，其大多數(shù)菌株無害，但某些血清型會引起嚴(yán)重的食物中毒[24]。本研究中，全甘蔗組和75%甘蔗組的腸桿菌數(shù)量從3.0 lg(CFU/g FM)降低至0，并且在有氧暴露后，所有混合了甘蔗的試驗(yàn)組中腸桿菌數(shù)量均為0，表明構(gòu)樹葉中添加甘蔗能有效抑制腸桿菌的繁殖。乳酸菌是乳酸的生產(chǎn)者，本試驗(yàn)中觀測到，有氧暴露后，全甘蔗組的乳酸菌數(shù)量和乳酸含量變化結(jié)果高度同步(先增加后降低)，而pH則與之變化相反。然而，從當(dāng)前試驗(yàn)結(jié)果來看，全甘蔗組極容易發(fā)生有氧不穩(wěn)定性，因?yàn)槠涿咕鷶?shù)量自有氧暴露后顯著增長，并且在有氧暴露第6天霉菌數(shù)量接近5.0 lg(CFU/g FM)，盡管霉菌數(shù)量不應(yīng)該作為霉菌毒素的指標(biāo)[25]，但其數(shù)量達(dá)到5.0 lg(CFU/g FM)通常與青貯飼料有氧變質(zhì)有關(guān)。有氧不穩(wěn)定的青貯飼料也可能會散發(fā)出霉味或發(fā)霉的氣味，并且可能會伴隨明顯的霉菌表現(xiàn)(甘蔗組在有氧暴露第6天開始出現(xiàn))。發(fā)霉的青貯飼料應(yīng)該丟棄，因?yàn)樗赡芤驯幻咕舅匚廴?，會引起?yán)重的健康、生育和生產(chǎn)等問題[26]。與之相比，在有氧暴露階段，75%甘蔗組的霉菌數(shù)量一直處于極低水平[低于1.0 lg(CFU/g FM)]，因?yàn)槠淝噘A飼料中始終保持較高水平的乙酸含量(平均含量15 g/kg DM)而抑制了霉菌繁殖。

4 結(jié) 論

甘蔗尾或甘蔗與構(gòu)樹葉混合青貯有助于提高青貯飼料的發(fā)酵質(zhì)量和營養(yǎng)價(jià)值。綜合考慮常規(guī)營養(yǎng)成分含量、發(fā)酵參數(shù)和有氧穩(wěn)定性等指標(biāo)，甘蔗與構(gòu)樹葉混合青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì)優(yōu)于甘蔗尾與構(gòu)樹葉混合青貯飼料，與構(gòu)樹葉的混合青貯中的甘蔗占比為75%時(shí)能顯著改善混合青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì)，而甘蔗尾的添加量需要超過75%才能明顯改善混合青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì)。

致謝：

感謝廣西大學(xué)生命科學(xué)院溫榮輝老師提供本次試驗(yàn)所用甘蔗材料。