白杰,李德芳,陈安国,李建军,黄思齐,李辉,唐慧娟
(中国农业科学院麻类研究所,长沙 410205)
添加蔗糖和甲酸对红麻青贮饲料品质的影响
白杰,李德芳*,陈安国,李建军,黄思齐,李辉,唐慧娟
(中国农业科学院麻类研究所,长沙 410205)
探讨甲酸和蔗糖两种添加剂对红麻青贮的影响。以刈割后的红麻为青贮原料,添加不同计量的蔗糖(10 g/kg,15 g/kg和20 g/kg)和甲酸(3 mL/kg,6 mL/kg和9 mL/kg),并分别设空白对照,密封青贮60 d后分析。结果显示,添加蔗糖或者甲酸能够显著提高粗蛋白含量(P<0.05)和可溶性碳水化合物含量(P<0.05)降低红麻青贮饲料的PH值,实验组pH均小于4.0,乳酸含量显著增加(P<0.05),氨态氮含量显著降低(P<0.05),实验组均没有检测到丁酸含量,青贮发酵品质良好;且在本实验研究范围内认为,添加20 g/kg的蔗糖得到的红麻青贮饲料的品质优于其他实验组,添加9 mL/kg的甲酸得到的红麻青贮饲料的品质优于其他实验组。
红麻;青贮饲料;添加剂
红麻(HibiscuscannzzbinusL.),一年生韧皮纤维植物,广泛种植于东南亚、欧洲及中国南方部分地区。国内外许多学者对红麻的饲用价值进行了研究和探索,其具有较好的适口性和较高的营养价值[1-2]。红麻作为高营养价值的非粮型饲料原料,对中国优质蛋白饲料源的匮乏有重要作用。
蔗糖和甲酸作为最常见的青贮添加剂,已经广泛应用于各类青贮饲料的加工过程中。蔗糖作为一种营养添加剂能够促进乳酸菌的发酵,进而提高青贮品质;甲酸作为一种抑制性添加剂能够抑制青贮过程中无益微生物的生长和繁殖,从而起到保存青贮原料营养的作用。红麻青贮饲料的加工研究在国内外仍然处于初步探索阶段,有关添加剂对红麻青贮饲料品质影响的研究鲜有报道。本实验通过添加蔗糖和甲酸两种添加剂,研究其对红麻青贮饲料品质的影响,为后续有关研究提供参考。
1.1 红麻青贮饲料的制备
红麻青贮原料来源于湖南省长沙市中国农业科学院麻类研究所创新实验基地。红麻生长期65 d进行刈割,于空旷处晾晒,使其水分降低至65%左右;然后粉碎机粉碎至1.0~1.5 cm段,根据实验设计将添加剂添加至青贮料中并混匀,然后装青贮罐(PE材质,体积1000 mL,带内盖,壁厚不低于1.5 mm,直径11 cm),压实密封避光处青贮,青贮60 d后取出为红麻青贮样。
1.2 实验设计
1.2.1 添加蔗糖的红麻青贮实验设计
实验设计采用单因子设计方法。实验组蔗糖添加量(添加量以青贮料鲜重计算)为10 g/kg,15 g/kg和20 g/kg,另设空白对照组;每处理组设三个重复。
1.2.2 添加甲酸的红麻青贮实验设计
实验设计采用单因子设计方法。实验组甲酸添加量(添加量以青贮料鲜重计算)为3 mL/kg,6 mL/kg和9 mL/kg,另设空白对照组;每处理组设三个重复。
1.3 品质测定样本制备
1.3.1 营养品质测定样本制备
青贮发酵60 d后开罐,将青贮后的红麻青贮饲料混合均匀,称取100 g样品于烘干袋中,然后置于鼓风干燥箱中在65℃下烘干36 h~48 h至恒重;将烘干样本放在高速粉碎机中粉碎,过40目筛后装入自封袋,编号,用于营养成分的测定。
1.3.2 发酵品质测定样本制备
准确称取20 g红麻青贮样品于250 mL三角瓶中,加入200 mL蒸馏水,搅拌均匀;置于恒温震荡箱,震荡24 h(4℃,120 r/min);震荡提取液用4层纱布过滤,再用定量滤纸过滤两次即得红麻青贮浸提液,可用于pH值的测定,保存需置于-20℃环境下。
2.1 感官评定
青贮60 d后开罐取样,参照德国农业协会(DLG)青贮质量感官评分标准[3]。对青贮饲料质量进行感官评定,评定项目包括颜色、气味、霉变、结构分等项目(表1)。
表1 青贮质量感官评分标准
Tab.1 Sensory evaluation standard of silage
评分标准分数气味无丁酸臭,有芳香味或明显的面包气味14有微弱的丁酸臭味,或较强烈的酸味、芳香气味弱10丁酸味颇重,或有刺鼻的焦糊臭或霉味4有很强的丁酸臭味或氨味,或几乎无酸味2结构茎叶结构保持良好4茎叶结构保持较差2叶子结构保持极差或发现轻度霉菌或轻度污染1茎叶腐烂或污染严重0色泽与原料相似,烘干后变成淡褐色2略有变色,呈淡黄色或带褐色1变色严重,墨绿色或褐色呈黄色,呈较强的霉味0总分16~2010~155~90~4等级1级优等2级尚好3级中等4级腐败
注:资料来源 蔡敦江1997
2.2 营养成分测定
干物质(DM)测定参考GB/T6435-2006,粗蛋白测(CP)定参考GB/T6432-1994,粗脂肪(EE)测定参考GB/T6443-2006,粗灰分(Ash)测定参考GB/T6438-2007,中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)测定参考Van Soest方法,水溶性碳水化合物(WSC)采用蒽酮-硫酸法。
2.3 发酵品质测定
2.3.1 有机酸的测定
参照白杰等的方法[2],采用HPLC方法测定红麻青贮饲料中的四种有机酸乳酸(LA)、乙酸(AA)、丙酸(PA)和丁酸(BA)。
2.3.2 氨态氮(NH3-N)含量的测定
采用苯酚-次氯酸钠比色法[4]。
2.3 数据分析
试验数据采用Microsoft Excel 2010进行数据图表的制作;采用SAS9.2统计分析软件进行统计分析,对数据进行ANOVA单因子方差分析,显著水平设为5%,采用Duncan多重比较方法。
3.1 感官评定分析
感官评定是通过综合考量青贮饲料的气味、结构、色泽等外观方面的项目来评定青贮饲料的好坏,是最方便而且最直观的一种评定方法。优质的青贮饲料一般会有果香或者面包发酵的气味,手感松软不粘手,茎叶结构分明,无丁酸臭味,无霉味。
表2 添加蔗糖的红麻青贮饲料感官评定
Tab.2 Sensory evaluation quality of kenaf silage with added sucrose
蔗糖添加量(g/kg)气味结构色泽得分等级01132161101232171151232171201232171
表3 添加甲酸的红麻青贮饲料感官评定
Tab.3 Sensory evaluation quality of kenaf silage with added formic acid
甲酸添加量(mL/kg)气味结构色泽得分等级01132161314422016144220191442201
由表2可知,添加不同水平蔗糖的实验组和对照组均达到了1级优等水平。由表3可知,添加不同水平甲酸的实验组和对照组均达到了1级优等水平。
3.2 营养成分分析
3.2.1 红麻青贮原料的营养成分
表4 红麻青贮原料的营养成分
Tab.4 Chemical composition of kenaf silage raw material
项目含量DM(%)37.68±0.29CP(%)15.56±0.14EE(%)5.45±0.10NDF(%)52.14±0.16ADF(%)25.68±0.09Ash(%)8.78±0.09WSC(%)14.07±0.15
红麻青贮原料经晾晒后,水分降低至65%左右,根据相应的测定方法对原料进行干物质(DM)、粗蛋白(CP)、粗脂肪(EE)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维、粗灰分(Ash)和可溶性性碳水化合物(WSC)的测定。
红麻青贮原料中CP含量要高于苏丹草,与多花黑麦草相当,但是低于紫花苜蓿[5-7];饲料中WSC含量达到14.07%,高于苏丹草、大麦等常见牧草要;中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量均比苏丹草、大麦低,但是比紫花苜蓿略高[8-10]。
3.2.2 添加蔗糖红麻青贮的营养成分分析
表5 添加蔗糖红麻青贮的营养成分
Tab.5 Nutrient content of kenaf silage with added sucrose
处理水平(%)0101520DM(%)37.43±0.24a38.07±0.75a37.51±0.72a37.40±0.97aCP(%)13.50±0.77b14.85±0.13a14.98±0.06a14.81±0.11aEE(%)5.30±0.34a5.51±0.37a5.48±0.35a5.20±0.14aNDF(%)50.76±2.67a51.82±1.19a51.34±0.25a51.32±0.82aADF(%)25.63±2.57a25.92±2.14a24.02±1.82a24.01±1.48aAsh(%)8.73±0.15a8.95±0.20a8.75±0.20a8.93±0.04aWSC(%)12.03±0.25d13.66±0.04c13.70±0.34b13.98±0.02a
注:不同字母间表示差异显著(P<0.05)。
表5表明,随着蔗糖添加量的增加,青贮饲料DM并没有显著变化(P>0.05),并且与对照组无明显区别(P>0.05);粗蛋白含量方面,添加蔗糖的实验组明显高于对照组(P<0.05),这说明添加蔗糖有利于保存青贮饲料的蛋白质,但是随着蔗糖添加量的增加,各处理的CP含量差异不显著(P>0.05);添加蔗糖的各处理组和对照组的EE含量差异不显著(P>0.05),各处理组间差异不显著(P>0.05);添加蔗糖对青贮红麻的NDF和ADF含量无显著影响(P>0.05),与原材料相比,含量差异不大;添加蔗糖对青贮红麻的Ash含量无显著影响(P>0.05),且各处理组间无显著差异(P>0.05);WSC含量方面,添加蔗糖实验组含量显著高于对照组(P<0.05),并且随着蔗糖添加量的增加,WSC含量增加,并且各实验组间差异显著(P<0.05),这说明,添加蔗糖有助于保存青贮原料的WSC。
3.2.3 添加甲酸的红麻青贮营养成分分析
表6 添加甲酸红麻青贮的营养成分
Tab.6 Nutrient content of kenaf silage with added formic acid
处理水平(mL/kg)0369DM(%)37.43±0.24a38.06±0.95a38.25±0.83a37.47±0.80aCP(%)13.38±0.55d13.43±0.16c13.50±0.77b14.26±0.49aEE(%)5.30±0.34a4.25±0.14b4.30±0.17b4.11±0.01cNDF(%)50.76±2.67a48.16±1.36a49.84±3.32a46.39±0.82abADF(%)25.63±2.57a26.28±1.86a24.81±0.78a25.31±0.15aAsh(%)8.73±0.15a8.99±0.16a8.74±0.34a8.70±0.12aWSC(%)12.03±0.25d13.45±0.23c13.37±0.11b13.81±0.20a
注:不同字母间表示差异显著(P<0.05)。
由表6可知,甲酸的添加量对DM含量并没有产生显著影响(P>0.05),且与原料的DM含量差异不大;添加甲酸有助于保存青贮红麻的CP含量,且明显高于对照组(P<0.05),随着甲酸添加量的增加,青贮饲料中CP含量呈上升趋势,且当甲酸添加量为9 mL/kg的实验组的CP含量显著高于其他实验组(P<0.05);与对照组相比,添加甲酸能够显著降低青贮饲料中的EE含量(P<0.05),且随着甲酸添加量的增加,EE含量呈下降趋势,且当甲酸添加量为9 mL/kg的实验组的EE含量显著低于其他实验组(P<0.05);甲酸的添加并没有对青贮饲料中NDF和ADF的含量产生显著影响(P>0.05);各处理实验组间的Ash含量与对照组间无显著差异(P>0.05);随着甲酸添加量的增加,青贮饲料中WSC含量呈上升趋势,各处理实验组间对产生了显著差异,且当甲酸添加量为9 mL/kg的实验组的WSC含量显著高于其他实验组(P<0.05)。
3.3 发酵品质分析
3.3.1 添加蔗糖红麻青贮的发酵品质分析
表7 添加蔗糖红麻青贮的青贮品质
Tab.7 Fermentation quality of kenaf silage with added sucrose
处理水平(%)0101520pH3.55±0.04a3.27±0.02b3.27±0.02b3.26±0.04bNH3-N(%)1.71±0.04a0.66±0.04b0.56±0.05c0.49±0.02dLA(%)0.86±0.01d1.11±0.01c1.22±0.01b1.41±0.01aAA(%)0.73±0.01a0.46±0.01b0.42±0.02c0.28±0.01dPA(%)0.28±0.01a0.26±0.00b0.21±0.01c0.17±0.01dBA(%)NANANANA
注:不同字母间表示差异显著(P<0.05)。NA表示该项没有检测到。
由表7可知,与对照组相比,添加蔗糖能够显著降低红麻青贮饲料的pH(P<0.05),并且对照组和各处理实验组的pH值均小于4.0,说明各实验组的红麻青贮饲料达到了优等水平[11],但随着蔗糖添加的增加,青贮饲料的pH差异不显著(P>0.05);NH3-N含量随着蔗糖添加量的增加,呈现显著下降趋势(P<0.05),说明添加蔗糖能够降低NH3-N含量,有助于CP的保存;LA含量方面,蔗糖添加实验组显著高于对照组(P<0.05),随着蔗糖添加量的增加而呈现上升趋势,且各处理实验组间差异显著(P<0.05);AA和PA含量,蔗糖添加实验组显著低于对照组(P<0.05),且随着蔗糖添加量的增加,AA和PA含量呈现下降趋势,且各处理实验组间差异显著(P<0.05);对照实验组和添加蔗糖的实验组均没有检测到BA。
3.3.2 添加甲酸的红麻青贮发酵品质分析
表8 添加甲酸红麻青贮的青贮品质
Tab.8 Fermentation quality of kenaf silage with added formic acid
处理水平(mL/kg)0369pH3.55±0.04a3.29±0.02b3.24±0.03c3.20±0.03dNH3-N(%)1.71±0.04a1.46±0.04b1.17±0.04c0.97±0.04dLA(%)0.86±0.01d2.09±0.01c2.31±0.00b2.63±0.01aAA(%)0.73±0.01c1.03±0.01c1.27±0.01b1.59±0.01aPA(%)0.28±0.01c0.09±0.01c0.11±0.01b0.12±0.00aBA(%)NANANANA
注:不同字母间表示差异显著(P<0.05)。NA表示该项没有检测到。
表8表明,添加甲酸能够显著降低红麻青贮饲料的pH值,且不同添加量实验组间产生了显著差异(P<0.05),对照组与添加甲酸实验组的pH值均小于4.0,达到了优等水平,随着甲酸添加量的增加,红麻青贮饲料的pH值呈下降趋势,且差异显著(P<0.05)。随着甲酸添加量的增加,NH3-N的含量呈下降趋势,且各处理实验组间差异显著(P<0.05),同时处理组的NH3-N含量比对照组显著降低(P<0.05);与对照组相比,甲酸添加实验组的LA含量显著高于对照组(P<0.05),且LA含量随着甲酸添加量的增加而呈现增加趋势,不同实验组间差异显著(P<0.05);AA和PA含量随着甲酸添加量的增加而呈现增加趋势,且不同实验组之间产生了显著差异(P<0.05),实验组与对照组之间差异显著(P<0.05);所有添加甲酸实验组和对照组间均没有检测到BA的产生。
4.1 红麻青贮原料特性
青贮饲料的品质主要取决于原料的加工和调制过程,最大限度的保存青贮原料中的营养价值是提高其品质的重要前提[12],这其中水分和可溶性糖含量对青贮饲料品质的营养较大。有研究显示当青贮原料的干物质量大于50%的时候,能够有效降低原料中粗蛋白的分解,最大程度的保存原料中的粗蛋白[13],但是有研究显示,水分过低不利于降低青贮饲料的pH值,抑制微生物发酵,容易引起霉变[14-15],质地粗硬的原料含水量可达78%~82%[16],因此,原料不同,青贮所需的适宜的水分含量也不同。本研究中青贮原料的干物质量在37%~38%,青贮饲料的pH值均低于4.0,达到了优等水平,说明 40%左右的干物质对于红麻青贮来说是合适的。
可溶性糖是乳酸菌发酵的物质基础,乳酸菌发酵在一定程度上决定青贮饲料的品质[17]。可溶性糖含量高则易于青贮,而可溶性糖含量低不利于青贮。研究显示,玉米含有较高的可溶性糖,如果与其他可溶性糖含量较低的作物混合青贮,则能够提高青贮品质[18];并且可溶性糖含量较高的青贮对家畜氮损失影响较小[19]。本研究中,红麻青贮饲料的可溶性糖含量达到14%,低于玉米的可溶性糖含量,但是高于紫花苜蓿、多花黑麦草和大麦等作物[20],能够为乳酸菌发酵提供足够的物质基础。
4.2 添加蔗糖对红麻青贮饲料品质的影响
蔗糖作为一种营养添加剂,可以促进乳酸菌的发酵,其本身和一些富含糖的添加剂已经广泛应用在青贮饲料的调制过程中[25]。由数据分析可知,添加蔗糖对红麻青贮饲料的DM、EE、NDF、ADF和Ash的含量没有显著影响,这与多项针对苏丹草、大麦、小黑麦、苜蓿和沙打旺的研究结果基本一致[26-28]。数据分析显示,在红麻青贮饲料中添加蔗糖有助于保存青贮饲料的CP,这与许庆方等的研究结果不同,与杨富裕等对草木樨的研究结果相反,杨富裕等认为不良细菌也有可能利用蔗糖等可溶性糖进行繁殖,促进CP的降解[29]。但是报道称红麻叶的pH较低,呈强酸性,认为红麻叶不经过乳酸发酵也可青贮成功[30-31],红麻青贮饲料中的较低pH会抑制不良细菌的生长繁殖,所以在红麻青贮料中添加蔗糖将会更加有助于乳酸菌的繁殖发酵,减少CP的降解,有助于CP的保存。WSC为青贮料中乳酸菌发酵的碳源,添加一定比例的可溶性糖对于乳酸菌的发酵来说是有益的,本研究添加蔗糖的实验组WSC含量提高,有助于乳酸菌的发酵,与Henderson 等和白春生等的研究报道基本一致[28,32],较高的WSC浓度能够促进乳酸菌的活动,增加青贮饲料中的乳酸菌含量,提升青贮饲料品质。
在发酵品质方面,乳酸的产生和pH的下降是抑制梭状芽孢杆菌繁殖,减少发酵损失的主要因素,较低的pH 值说明青贮饲料得到了较好的保存,且腐败分解程度低[33]。本研究数据显示,添加蔗糖能够显著降低红麻青贮饲料的pH值,这是由于作为乳酸菌发酵的物质基础,蔗糖加速了乳酸菌的生长繁殖,使得青贮饲料的pH值降低,这与秦立刚等、薛艳林等的研究结果一致[5,34]。有研究指出,青贮饲料中的pH值青贮原料化学成分的影响,不同的原料会产生不同的结果。有报道指出,理想的青贮发酵pH值应该不高于4.20[35],本研究数据显示,对照组和添加蔗糖组的pH均低于4.20,说明红麻青贮饲料达到了理想的发酵条件,青贮饲料得到了较好的保存,且腐败分解度低。常规青贮饲料评定体系中,将NH3-N(氨态氮占总氮的比例)的值作为一项评分标准,NH3-N的值越大,说明蛋白质分解的越多,意味着青贮品质变差[36-37]。本实验数据分析显示,添加蔗糖能够显著降低青贮饲料中的NH3-N含量,说明添加蔗糖能够降低饲料蛋白质的分解,有助于保存饲料营养,这与刘建新等和Inteaz A等的研究结果一致[15,38]。LA(乳酸)作为青贮过程中乳酸菌的发酵产物,能够有效降低青贮饲料的pH值,抑制青贮饲料的二次发酵,抑制酵母菌的生长繁殖,促进有氧稳定性,改善青贮饲料的营养价值[39-41]。数据分析显示,添加蔗糖能够显著提高红麻青贮饲料中的LA含量,说明添加蔗糖有助于改善红麻青贮饲料的品质。实验数据同时显示,添加蔗糖使得AA和PA的含量降低,提高乳酸在有机酸组成中的比例,能够改善青贮品质。对照组和实验组均没有检测到BA的生成,说明红麻青贮饲料腐败分解程度很低。
添加蔗糖能够降低红麻青贮饲料的pH值,乳酸含量明显增加,氨态氮含量显著降低,青贮发酵品质良好。本研究结果与其他针对玉米、棉花屑、高粱添加蔗糖或糖蜜青贮后的结果一致[42-45]。
综上所述,本研究认为添加蔗糖能够改善红麻青贮饲料的常规营养品质和发酵品质,能够提高红麻青贮发酵品质;且在本实验研究范围内认为,添加20g/kg的蔗糖得到的红麻青贮饲料的品质优于其他实验组。
4.3 添加甲酸对红麻青贮饲料品质的影响
甲酸是一种常用的青贮添加剂,其作为抑制性添加剂广泛应用于各类作物的青贮技术研究和青贮饲料开发[46-47]。甲酸能够抑制好氧微生物的活力及不良微生物的发酵,防止青贮腐败,有效改善青贮发酵饲料的品质。本研究数据分析显示,添加甲酸对青贮饲料的DM、CP、NDF、ADF和Ash没有显著影响,这和秦立刚等的研究结果一致[5];但是,与其他研究不同的是,添加甲酸后,青贮饲料的EE含量明显低于对照组,原因有待研究。添加甲酸的实验组WSC含量显著高于对照组,且随着甲酸添加量的增多而增高,这是由于较高的甲酸含量抑制了微生物的活动,所以甲酸处理后青贮饲料的WSC高于对照,这与Aksu等和张晓庆等的研究是一致的[48-49]。
发酵品质方面,本研究数据分析显示,甲酸作为强酸能够显著降低红麻青贮饲料的pH值,对改善红麻青贮饲料品质有重要作用。添加甲酸的实验组,NH3-N含量显著低于对照组,说明甲酸能够抑制青贮过程中的不良发酵,从而抑制蛋白质的分解,降低发酵损失,这与Shao T等、和Nadeau等的研究结果一致[50-51]。添加甲酸的实验组中LA含量和AA含量显著高于对照组,说明添加甲酸能够提高乳酸和乙酸含量,乙酸作为一种抑制剂同样能够抑制不良发酵,这与Hiraoka等的研究结果一致[52]。添加甲酸的各实验组和对照组没有检测到BA的含量,说明红麻青贮饲料的腐败分解度很低。
添加甲酸能够降低红麻青贮饲料的pH值,乳酸含量明显增加,氨态氮含量显著降低,青贮发酵品质良好。本研究结果与其他对麻叶荨麻、甘蔗梢、多年黑麦草和鲜稻草添加甲酸青贮后的研究结果一致[49,53-54]。
综上所述,本研究认为添加甲酸能够改善红麻青贮饲料的常规营养品质和发酵品质,提高红麻青贮的发酵品质;且在本实验研究范围内认为,添加9mL/kg的甲酸得到的红麻青贮饲料的品质优于其他实验组。
4.4 红麻青贮饲料品质的分析
通过本研究数据分析可知,红麻原料富含WSC,能够为青贮饲料中微生物的生长繁殖提供充足的物质基础;但是有报告显示,当青贮饲料的pH下降到3.80以下后,包括乳酸菌在内的许多微生物的活动会受到抑制,此时青贮饲料的生物化学过程也将逐渐停止,进入稳定期[55-57]。红麻青贮饲料的pH很低,大约在3.20~3.50,低于包括玉米、紫花苜蓿、苏丹草和大麦等在内的许多作物青贮饲料的最终pH值,抑制了包括多数乳酸菌种类在内的绝大部分微生物的活动;但是,添加蔗糖后的红麻青贮饲料的pH显著低于对照,这说明在红麻青贮饲料中可能天然存在某种耐酸性较强的乳酸菌,其耐酸值可能约为3.20~3.50,所以接种一般的乳酸菌可能不会有助于红麻青贮饲料品质的改善这需要动态检测来进行考证;添加甲酸的实验组不能用来说明这一点,因为甲酸本身是有机强酸。
日本学者研究指出,红麻叶片的pH值约为3.10~3.30,呈强酸性,认为不经过乳酸发酵也能青贮成功,因为青贮的目的是将饲料长期保存,保持其青绿鲜嫩,提高适口性等特点[58],大部分饲料青贮是通过乳酸菌发酵降低其pH来实现的,乳酸菌发酵只是达到青贮目的的方法,不是必要途径,因此,当青贮原料本身的特性能够对绝大多数的对青贮不利的生物化学过程起到抑制作用,最终能达到青贮目的的时候,乳酸菌发酵过程就不再重要。本研究对照组的数据分析结果显示,红麻原料直接青贮的品质达到了较好水平,但是其在青贮过程中的青贮损失依然比添加蔗糖或甲酸的实验组大,这是因为红麻青贮原料包括了叶片和茎秆,其初始的pH值可能会比叶片的pH值要大,而青贮过程中pH的下降是动态的过程,在此过程中可能会导致青贮损失,不过这需要进一步的试验数据进行分析考证。
综上,结合本研究的数据分析,红麻因其含有较高的WSC和其叶片pH较低而适合直接青贮,并且直接青贮的品质优良。
添加蔗糖或甲酸能够显著提高粗蛋白含量(P<0.05)和可溶性碳水化合物含量(P<0.05)降低红麻青贮饲料的pH值,实验组pH均小于4.0,乳酸含量显著增加(P<0.05),氨态氮含量显著降低(P<0.05),实验组均没有检测到丁酸含量,青贮发酵品质良好,在本实验范围内,随着蔗糖添加量的增加,青贮饲料的品质逐渐提高,因此添加蔗糖能够改善红麻青贮饲料的常规营养品质和发酵品质,提高红麻青贮饲料品质;且在本实验研究范围内认为,添加20 g/kg的蔗糖或9 mL/kg的甲酸得到的红麻青贮饲料的品质优于其他实验组。
[1] 白杰.红麻饲用价值的研究进展
[2]白杰等,HPLC法测定红麻青贮饲料中的有机酸
[3]蔡敦江, 周兴民. 苜蓿添加剂青贮,半干青贮和与麦秸混贮的研究[J]. 草地学报, 1997, 5(02):123-127.
[4]Bandarage G, Lucchese R R. Desirable characteristics of forage legumes for improving protein utilization in ruminants.[J]. Journal of Animal Science, 1995, 73(9):2760-73.
[5]秦立刚, 许庆方, 王保平,等. 添加甲酸或蔗糖对苏丹草青贮品质的影响[J]. 中国草地学报, 2010, 32(06):76-80.
[6]张静, 玉柱, 邵涛. 丙酸、乳酸菌添加对多花黑麦草青贮发酵品质的影响[J]. 草地学报, 2009, 17(02):162-165.
[7]邬彩霞, 汤前, 韩志森,等. 水分、乳酸菌和蔗糖对青贮苜蓿品质的影响[J]. 中国奶牛, 2015(18):22-26.
[8]郭金双, 赵广永, 杨雅芳,等. 添加蔗糖对大麦青贮品质及中、酸性洗涤纤维瘤胃降解率的影响[J]. 中国畜牧杂志, 2000, 36(04):18-20.
[9]王莹, 玉柱. 不同添加剂对紫花苜蓿青贮发酵品质的影响[J]. 中国草地学报, 2010, 32(05):80-84.
[10]马春晖, 夏艳军, 韩军,等. 不同青贮添加剂对紫花苜蓿青贮品质的影响[J]. 草业学报, 2010, 19(01):128-133.
[11]黄其芬. 不同添加剂对杂交象草青贮品质的影响[D]. 福建农林大学, 2012.
[12]孙余卓, 吕莉华, 韩吉雨,等. 青贮研究进展[J]. 内蒙古民族大学学报:自然科学版, 2010, 25(3):307-310.
[13]Edmunds B, Spiekers H, Südekum K H, et al. Effect of extent and rate of wilting on nitrogen components of grass silage[J]. Grass & Forage Science, 2014, 69(1):140-152.
[14]张金霞, 乔红霞, 刘雨田. 水分和添加剂对紫花苜蓿青贮品质的影响[J]. 草业科学, 2014, 31(04):766-770.
[15]刘建新, 杨振海. 青贮饲料的合理调制与质量评定标准(续)[J]. 饲料工业, 1999(03):3-5.
[16]张德玉, 李忠秋, 刘春龙. 影响青贮饲料品质因素的研究进展[J]. 家畜生态学报, 2007, 28(01):109-112.
[17]司华哲, 金春爱, 刘晗璐,等. 青贮饲料研究新进展[J]. 饲料研究, 2015(24):4-8.
[18]Qin M Z, Shen Y X. Effect of Application of a Bacteria Inoculant and Wheat Bran on Fermentation Quality of Peanut Vine Ensiled Alone or with Corn Stover[J]. Journal of Integrative Agriculture, 2013, 12(3):556-560.
[19]Hassanat F, Gervais R, Julien C, et al. Replacing alfalfa silage with corn silage in dairy cow diets: Effects on enteric methane production, ruminal fermentation, digestion, N balance, and milk production[J]. Journal of Dairy Science, 2013, 96(7):4553-4567.
[20]徐炜, 师尚礼, 张文渝,等. 不同添加剂对低水分紫花苜蓿青贮品质的影响[J]. 草原与草坪, 2014(01):49-54.
[21]赵天章, 李慧英, 闫素梅. 反刍动物饲料纤维物质瘤胃降解规律研究进展[J]. 饲料工业, 2010, 31(07):28-31.
[22]Fahey G C, Collins M, Mertens D R, et al. Forage quality, evaluation, and utilization[J]. 1994.
[23]Dado R G, Allen M S. Intake Limitations, Feeding Behavior, and Rumen Function of Cows Challenged with Rumen Fill from Dietary Fiber or Inert Bulk[J]. Journal of Dairy Science, 1995, 78(1):118-133.
[24]Allen M S. Effects of Diet on Short-Term Regulation of Feed Intake by Lactating Dairy Cattle[J]. Journal of Dairy Science, 2000, 83(7):1598-624.
[25]Selmer-Olsen I, Henderson A R, Robertson S, et al. Cell wall degrading enzymes for silage. 1. The fermentation of enzyme-treated ryegrass in laboratory silos.[J]. Grass & Forage Science, 1993, 48(1):45-54.
[26]许庆方, 崔志文, 魏化敬,等. 不同添加剂对小黑麦青贮饲料品质的影响[J]. 草地学报, 2009, 17(04):480-484.
[27]刘贤, 韩鲁佳, 原慎一郎,等. 不同添加剂对苜蓿青贮饲料品质的影响[J]. 中国农业大学学报, 2004, 9(03):25-30.
[28]白春生, 王莹, 玉柱. 添加剂对沙打旺青贮质量的影响[J]. 草原与草坪, 2009(02):21-24.
[29]杨富裕, 周禾, 韩建国,等. 添加蔗糖对草木樨青贮品质的影响[J]. 草业科学, 2004, 21(03):35-38.
[30]熊井清雄等.晨场副产品 を利用 したケナフ叶 サイレ?ジの品质 と饲料面,畜产 の研究,1999,53(2):47-49.
[31]宫南亮等.ケナフ业部の有效利用 に关 する研究,第4回ケナフ等植物資源利用研究会予稿集 ,pp.7-1-7-2 东京, 1999.
[32]Henderson A R, Anderson D H, Scott N A. A comparison of the nutritive value of silages treated with either a bacterial inoculant/enzyme or a high level of formic acid[C].Proc. 9th Silage Conf., University of Newcastle Upon Tyne , Newcastle upon Tyne , 1990 , 70-71 .
[33]席兴军, 韩鲁佳, 原慎一郎,等. 添加乳酸菌和纤维素酶对玉米秸秆青贮饲料品质的影响[J]. 中国农业大学学报, 2003, 8(02):21-24.
[34]薛艳林, 白春生, 玉柱,等. 添加剂对苜蓿草渣青贮饲料品质的影响[J]. 草地学报, 2007, 15(04):339-343.
[35]梁祖铎. 饲料生产学[ M] . 北京: 农业出版社, 1979.
[36]张子仪 . 中国饲料学[ M] . 北京 : 中国农业出版社 , 2000 : 887.
[37]郭旭生, 丁武蓉, 玉柱. 青贮饲料发酵品质评定体系及其新进展[J]. 中国草地学报, 2008, 30(04):100-106.
[38]Inteaz A, Robert F, Ebrahim N, et al. The effects of molasses on the fermentation of chopped whole‐plant leucaena[J]. Journal of the Science of Food & Agriculture, 1984, 35(3):285-289.
[39]Guo X S, Undersander D J, Combs D K. Effect of Lactobacillus, inoculants and forage dry matter on the fermentation and aerobic stability of ensiled mixed-crop tall fescue and meadow fescue[J]. Journal of Dairy Science, 2013, 96(3):1735-1744.
[40]Queiroz O C M, Arriola K G, Daniel J L P, et al. Effects of 8 chemical and bacterial additives on the quality of corn silage.[J]. Journal of Dairy Science, 2013, 96(9).
[41]Carvalho B F, ávila C L S, Pinto J C, et al. Microbiological and chemical profile of sugar cane silage fermentation inoculated with wild strains of lactic acid bacteria[J]. Animal Feed Science & Technology, 2014, 195(9):1-13.
[42]Aguilera A, Pérez-Gil F, Grande D, et al. Digestibility and fermentative characteristics of mango, lemon and corn stover silages with or without addition of molasses and urea[J]. Small Ruminant Research, 1997, 26(1-2):87-91.
[43]Huisden C M, Adesogan A T, Kim S C, et al. Effect of applying molasses or inoculants containing homofermentative or heterofermentative bacteria at two rates on the fermentation and aerobic stability of corn silage.[J]. Journal of Dairy Science, 2009, 92(2):690-697.
[44]Kwak W S, Kim Y I, Seok J S, et al. Molasses and microbial inoculants improve fermentability and silage quality of cotton waste-based spent mushroom substrate. [J]. Bioresource Technology, 2009, 100(3):1471-1473.
[45]Lima R, Louren?o M, Díaz R F, et al. Effect of combined ensiling of sorghum and soybean with or without molasses and lactobacilli on silage quality and in vitro rumen fermentation. [J]. Animal Feed Science & Technology, 2010, 155(2):122-131.
[46]Phillip L E, Underhill L, Garino H. Effects of treating lucerne with an inoculum of lactic acid bacteria or formic acid upon chemical changes during fermentation, and upon the nutritive value of the silage for lambs. [J]. Grass & Forage Science, 2014, 84(6):482-484.
[47]Chamberlain D G, Thomas P C, Wait M K. The rate of addition of formic acid to grass at ensilage and the subsequent digestion of the silage in the rumen and intestines of sheep [J]. Grass & Forage Science, 1982, 37(2):159-164.
[48]Aksu T, Baytok E, Karsl? M A, et al. Effects of formic acid, molasses and inoculant additives on corn silage composition, organic matter digestibility and microbial protein synthesis in sheep[J]. Small Ruminant Research, 2006, 61(1):29-33.
[49]张晓庆, 李鹏, 郑琛,等. 添加甲酸对麻叶荨麻青贮品质的影响[J]. 草地学报, 2013, 21(03):618-621.
[50]Shao T, Wang T, Shimojo M, et al. Effect of ensiling density on fermentation quality of guinea grass (Panicum maximum Jacq.) silage during the early stage of ensiling. [J]. Asian Australasian Journal of Animal Sciences, 2005, 18(9):1273-1278.
[51]Nadeau E, Buxton D R, Russell J R. Enzyme, bacterial inoculant, and formic acid effects on silage composition of orchard grass and alfalfa. [J]. Journal of Dairy Science, 2000, 83(7):1487-502.
[52]Hiraoka H, Ishikuro E, Goto T. Simultaneous analysis of organic acids and inorganic anions in silage by capillary electrophoresis. [J]. Animal Feed Science & Technology, 2010, 161(1):58-66.
[53]李成云, 秦炜赜. 不同添加剂处理对鲜稻草青贮品质的影响[J]. 畜牧与饲料科学, 2006, 27(5):36-38.
[54]Haigh P M, Chapple D G. The Effect of Formic Acid, Formic Acid Salt and Formic Acid with Formalin on Silage Fermentation, Digestibility and Intake, and on Live weight Change of Young Cattle. [J]. Journal of Agricultural Engineering Research, 1998, 69(3):267-271.
[55]温雅俐, 高民. 青贮饲料中乳酸菌代谢及其青贮品质影响研究进展[J]. 畜牧与饲料科学, 2010, 32(9):15-17.
[56]陈万祥. 青贮饲料的制作加工技术简介[J]. 贵州畜牧兽医, 2006, 30(2):39-39.
[57]Jones R, Jones D I H. The Effect of In-Silo Effluent Absorbents on Effluent Production and Silage Quality [J]. Journal of Agricultural Engineering Research, 1996, 64(3):173-186.
[58]赵彩艳, 尤跃钧. 青贮乳酸菌的发酵及影响发酵的因素[J]. 饲料博览, 2011(10):14-17.
Effects of Formic Acid and Sucrose on Kenaf (Hibiscuscannabinus) Silage
BAI Jie, LI Defang*, CHEN Anguo, LI Jianjun, HUANG Siqi, LI Hui, TANG Huijuan
(Institute of Bast Fiber Crops, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Changsha 410205, China)
Experiments have been conducted to evaluate the quality of the kenaf silage with addition of sucrose and formic acid in this paper. Harvesting the kenaf after 65-days growth, ensilage it with sucrose (10 g/kg,15 g/kg and 20 g/kg) or formic acid(3 mL/kg,6 mL/kg and 9 mL/kg) and set control groups. The silage was analyzed after 60-days storage. The results showed that adding the sucrose or formic acid can significantly increase the crude protein content (P<0.05) and soluble carbohydrate content (P< 0.05). The pH of the kenaf silage of all the treatments was less than 4.0, and lactic acid content increased significantly (P<0.05), ammonia nitrogen content decreased significantly (P<0.05), butyric acid was not detected in all of the treatments; the silage fermentation quality was in good condition. Hence, the fermentation quality and nutritive value of kenaf silage were improved with additives of sucrose. The quality of kenaf silage with 20 g/kg of sucrose added is better than other groups and the quality of kenaf silage with 9 mL/kg of formic acid added is better than other groups in the range of this study.
kenaf ; silage; additives
1671-3532(2016)05-0212-10
2016-08-08
国家麻类产业技术体系(CARS-19-E07);中国农业科学院科技创新工程(ASTIP-IBFC03);国家青年自然科学基金(31300240)
白杰(1989-),男,硕士研究生,研究方向:红麻饲用品种选育。E-mail:baijie5266@163.com
*通讯作者:李德芳(1962-),男,博士生导师,二级研究员,主要从事一年生麻类作物育种。E-mail:chinakenaf@126.com
S563.5
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