本试验于2014年5-7月, 从河北涿州实验基地收集了不同时期的中苜三号苜蓿样品制作青贮饲料, 采集时期分别包括第1茬及第2茬的现蕾、初花、盛花3个时期(表1)。

表1

Table 1

表1(Table 1)

表1 苜蓿青贮试验原料特性 Table 1 Characteristics of test materials of alfalfa silage 茬次 Stubble time 刈割时期 Mowing time 干物质含量 Dry matter/% 粗蛋白 Crude protein/% 中性洗涤纤维 Neutral detergent fiber/% 酸性洗涤纤维 Acid detergent fiber/% 第1茬 First stubble 现蕾期Budding period 28.58± 0.07c 24.28± 0.19a 38.04± 0.51c 25.97± 0.57c 初花期Early flowering period 31.25± 0.17a 22.35± 0.17b 41.65± 0.27b 27.34± 0.48c 盛花期Flowering period 29.98± 0.09b 18.84± 0.11d 43.79± 0.45b 31.95± 0.42b 第2茬 Second stubble 现蕾期Budding period 30.61± 0.12b 21.93± 0.16b 40.82± 0.37b 30.82± 0.58b 初花期Early flowering period 28.19± 0.07c 20.41± 0.10c 42.19± 0.52b 32.35± 0.89b 盛花期Flowering period 29.65± 0.13b 17.62± 0.33d 48.63± 1.19a 37.52± 0.57a 注:同列不同小写字母表示不同茬次不同刈割期差异显著(P< 0.05)。 Note: Different lowercase letters within the same column indicate significant difference among different mowing periods at the 0.05 level.

表1 苜蓿青贮试验原料特性 Table 1 Characteristics of test materials of alfalfa silage

苜蓿刈割期:第1茬现蕾期、初花期、盛花期; 第2茬现蕾期、初花期、盛花期。

青贮添加剂:乳酸菌添加剂, 选取在苜蓿青贮中使用效果较好的乳酸菌制剂(LD), 主要成分为植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum), 由中国农业大学牧草青贮实验室提取, 添加量均为10⁶ cfu· g^-1鲜草。丙酸钠添加剂, 化学纯, 本试验添加量为每克鲜草0.5%。

苜蓿刈割后, 人工铡刀切碎, 切碎长度为2 cm左右, 将茎秆混匀即为青贮原料, 含水量60%~70%。青贮密度为700 g· L^-1。将原料与添加剂混合均匀后, 装入0.5 L聚乙烯桶中, 压实后盖上内外盖并封口, 每个处理重复3次, 室温条件, 贮藏45 d后开封, 取样分析。

青贮样品开启后, 称取青贮饲料20 g, 加入180 mL蒸馏水, 搅拌均匀后, 使用家用榨汁机榨汁1 min, 然后依次用4层纱布和中速定性滤纸过滤得到浸提液, 用雷磁PHS-3C精密pH计测定滤液pH值^[8]。将得到的浸出液经0.45 μ m孔径的滤膜过滤得到滤液, 采用岛津LC-20A型高效液相色谱仪(色谱柱:KC-811 column, Shimadzu, 日本; 检测器:SPD-M10AVP; 流动相:3 mmol· L^-1高氯酸, 流速1 mL· min^-1, 柱温50 ℃; 检测波长210 nm, 进样量5 μ L)进行有机酸的测定^[9]。利用苯酚-次氯酸钠法进行氨态氮/总氮值的测定^[10]。采用范氏法测定中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维^[11]。采用凯氏定氮法测定粗蛋白含量^[12]。非蛋白氮及可溶性蛋白含量测定方法参考Licitra等^[13]的方法。以未加入饲料的经中性洗涤纤维测定程序的滤袋作为测定蛋白含量的空白值, 将测定中性洗涤纤维测定后的滤袋及残渣的含氮量即为NDIP。以未加入饲料的经酸性洗涤纤维测定程序的滤袋作为空白值, 将经酸性洗涤纤维程序后的滤袋及残渣置于凯氏定氮仪中测得的含氮量即为ADIP。CNCPS计算方法根据Sniffen等^[6]的方法进行。

CNCPS蛋白组分计算方法如下:

PA(%CP)=NPN(%CP)× 0.1× SOLP(%CP);

PB1(%CP)=SOLP(%CP)-PA(%CP);

PB3(%CP)=NDFIP(%CP)-ADFIP(%CP);

PC(%CP)=ADFIP(%CP);

PB2(%CP)=100-PA(%CP)- PB1(%CP)-PB3(%CP)-PC(%CP).

式中:PA表示非蛋白氮; PB1表示快速降解蛋白质; PB2表示中速降解蛋白质; PB3表示慢速降解蛋白质; PC表示结合蛋白质; NPN为非蛋白氮; SOLP表示可溶性蛋白, NDFIP表示中性洗涤不溶氮; ADFIP表示酸性洗涤不溶氮。

用Excel 2007对苜蓿原料及青贮饲料样品的发酵品质和化学成分数据进行整理与分析, 采用SAS 8.0软件对数据进行方差分析。

添加剂能显著降低苜蓿青贮饲料的pH值(P< 0.01), 随着收获时期的延迟, 各苜蓿青贮饲料的pH值呈下降的趋势(表2)。其中, 第2茬盛花期刈割、LD处理组的pH值最低, 为4.61。茬次、刈割时期与添加剂互作效应的分析表明, 茬次对pH无显著影响, 刈割时期对pH值的影响显著(P< 0.05), 添加剂对pH值的影响极显著(P< 0.01), 茬次与刈割时期对pH没有互作效应, 茬次、刈割时期和添加剂存在互作效应而且互作效应极显著(P< 0.01)。

第1茬中现蕾期LD处理组的乳酸含量最高, 较同时期的对照组提高了84.85%; 第2茬盛花期LD处理组的乳酸含量最高, 较同时期的对照组提高了153.62%。三因素互作效应的影响分析表明, 添加剂及刈割时期对乳酸含量的影响显著(P< 0.05), 茬次、刈割时期及添加剂存在互作效应, 且互作效应极显著(P< 0.01)。

各刈割时期除第2茬现蕾期LD处理组外, 添加剂处理组的乙酸含量均高于对照组。其中第1茬盛花时期SP处理组的乙酸含量最高, 与处理组相比提高了55.56%。刈割时期与添加剂及其互作效应的影响分析表明, 茬次和刈割时期对苜蓿青贮饲料的乙酸含量没有显著影响, 而添加剂对乙酸含量的影响显著(P< 0.05), 三者存在互作效应且效应显著(P< 0.05)。

除第1茬现蕾期和第2茬盛花期外, 各个刈割时期的丙酸含量均低于对照组, 其中第1茬现蕾时期SP处理组的丙酸含量最低, 显著低于对照组(P< 0.05)。茬次、刈割时期对丙酸含量的影响不显著(P> 0.05), 而添加剂对丙酸含量影响显著(P< 0.05), 三因素存在互作效应且效果显著(P< 0.05)。各刈割时期加入添加剂的处理组的氨态氮占全氮含量基本显著低于对照组(P< 0.05), 三因素互作效应的影响分析表明, 茬次、刈割时期对氨态氮占全氮含量的影响显著(P< 0.05), 添加剂对氨态氮占全氮含量的影响极显著(P< 0.01), 三者存在互作效应, 效应极显著(P< 0.01)。

苜蓿青贮中的CP含量均随着同一茬次生育期的延长而显著降低(P< 0.05), 添加LD可显著提高CP含量(表3)。在苜蓿青贮饲料中, 第1茬现蕾期刈割的LD处理组的苜蓿青贮的CP含量最高, 为24.03%, 而第1茬盛花期刈割的苜蓿青贮对照组的CP含量最低, 为15.94%。第2茬盛花期刈割的苜蓿青贮的PA组分含量以对照为高, 显著高于SP和LD处理的青贮苜蓿(P< 0.05)。苜蓿青贮各处理中的PB2含量均是占PB含量的最大比例。第1茬现蕾期刈割的SP处理组的苜蓿青贮饲料中的NDF最低, 为33.41%, 而第2茬盛花期的苜蓿青贮饲料中的NDF含量较高, 与第1茬现蕾期相比, 增加了44.87%。随着刈割时期的延长, 青贮苜蓿中ADF含量总体逐渐升高, 最高含量达36.27%。刈割时期除对PB3和NDF没有显著影响, 对其他指标均有显著影响(P< 0.05)。茬次与刈割期互作除对PC、NDF、ADF有显著影响(P< 0.05), 对其他指标没有显著影响, 刈割时期与添加剂、茬次与添加剂互作对所有指标均有显著影响(P< 0.05)。三因素互作对所有指标均有显著影响(P< 0.05), 且对CP、PB1、PC有极显著影响(P< 0.01)。

随着苜蓿生育期的改变, 其所含的水分含量下降; 可溶性糖含量、纤维素含量等升高; 乳酸菌附着先升后降在初花期达到高峰^[14]。这直接导致了苜蓿青贮饲料发酵品质的差异。在制作青贮饲料的过程中, 牧草刈割的理想时期应该是茎叶纤维化程度低、可溶性糖分含量较高的时期^[15]。青贮饲料中, 水分、可溶性碳水化合物、缓冲能是影响发酵品质的重要因素^[16]。可溶性碳水化合物是产生乳酸、减少蛋白质的分解损失的前提, Fraser等^[17]研究羽衣甘蓝(Brassica oleracea var. acephala f. tricolor)青贮时发现, 生长期为18及20周的羽衣甘蓝比生长期为15周的羽衣甘蓝更易成功, 其具有较高含量的乳酸及较低含量的氨态氮和乙酸, 从侧面证实了这一点。在制作苜蓿青贮时, 有研究表明, 刈割时间的延迟对苜蓿青贮饲料的发酵品质影响不大, 且在现蕾期获得最优质青贮饲料^[18]。而本研究结果与其一致。

优质的青贮饲料应该具有较高含量的乳酸以及较低含量的丁酸和氨态氮^[19]。氨态氮占总氮的含量是衡量青贮饲料好坏的重要指标之一, 其含量越高, 说明蛋白质和氨基酸分解越多, 青贮质量越差^[20]。傅彤^[21]的研究表明, 将乳酸菌添加到青贮饲料中, 可以显著降低青贮饲料的pH, 提高乳酸含量, 进而有效改善青贮饲料的发酵品质。本研究中, 各个刈割时期的乳酸菌处理组青贮品质与对照组相比均有不同程度的提高, 与其研究结果一致。青贮饲料添加乳酸菌制剂后, 直接促进了青贮饲料中乳酸菌的发酵, 从而提高了乳酸含量。

苜蓿青贮饲料相对于苜蓿干草, 其营养价值较低, 这是因为苜蓿青贮过程中, 大量的蛋白质被降解形成不能被反刍动物利用的非蛋白氮^[22], 其大部分的氮以尿素的形式排出体外。研究表明, 苜蓿鲜草中的非蛋白氮占其总蛋白的8%~18%, 而青贮之后苜蓿中的非蛋白氮占总蛋白的比例在44%~87%^[23]。苜蓿青贮中的蛋白所占比例远小于鲜草, 相当于鲜草的37%, 其余的均被降解为非蛋白氮^[24]。饲料中的非蛋白氮、可溶性蛋白属于易分解部分, 其受饲草中蛋白含量的影响较大。从研究结果来看, 随着刈割时期的延长, 苜蓿的蛋白质含量呈降低趋势, 而非蛋白氮与可溶性蛋白等组分的比例即呈现升高的趋势。这可能是因为苜蓿从刈割到调制成青贮之前, 一直保持较为新鲜的状态, 而在此过程中蛋白质的降解已经发生, 蛋白质降解酶对苜蓿中的蛋白降解作用已经非常明显^[25]。瘤胃快速降解蛋白占苜蓿鲜草中粗蛋白的比例最大, 苜蓿青贮后, 中速降解蛋白占粗蛋白的比例最大, 而此时, 蛋白大部分被降解形成了非蛋白氮^[22]。

青贮过程中, 蛋白分解会受到几种因素的影响, 其中主要包括牧草的种类、青贮料的pH值、牧草的干物质含量以及贮存时的温度等。本研究苜蓿青贮中, 非蛋白氮所占粗蛋白的比例最大, 可降解蛋白与结合蛋白所占比例较少, 这说明随着青贮饲料的发酵, 饲料中蛋白质的降解加剧, 这与以往的研究结果类似^[26]。苜蓿中的蛋白酶最适宜pH值为6.0, 酶的活性会随着pH值的下降而降低。由于较低的pH值环境能够抑制蛋白酶的活性, 所以在青贮饲料发酵过程中, 快速降低pH可以有效缓解苜蓿中的蛋白质降解。

组分结合蛋白属于不可利用的蛋白, 其含量越低, 蛋白质的生物学效价越高。组分中速降解蛋白和慢速降解蛋白在瘤胃中的降解速率分别属于中速和慢速, 其部分可以进入小肠, 形成瘤胃蛋白, 对提高家畜的生产性能具有较大的作用^[27]。