不同添加物對(duì)萬(wàn)壽菊莖葉青貯品質(zhì)的影響*

侯志江，劉彥培，蔡 明，高月娥，張繼才，劉建勇 ，黃必志

(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，云南 昆明 650201；2.云南省草地動(dòng)物科學(xué)研究院，云南 昆明 650212；3.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 高山經(jīng)濟(jì)植物研究所，云南 麗江 674199)

近年來(lái)，隨著國(guó)家退耕還草、還林政策的實(shí)施，畜牧業(yè)發(fā)展也越趨于舍飼圈養(yǎng)模式，在此背景下，經(jīng)濟(jì)作物副產(chǎn)物的飼用化開發(fā)已逐漸得到推廣應(yīng)用[1]。萬(wàn)壽菊(Tagetes erectaL.)是世界廣泛栽培的經(jīng)濟(jì)作物，其產(chǎn)量已超過(guò)全球散花產(chǎn)量的一半[2]。中國(guó)20世紀(jì)80年代開始商品化栽培萬(wàn)壽菊，因其生長(zhǎng)適應(yīng)性較強(qiáng)，現(xiàn)已在全國(guó)廣泛種植。然而，目前對(duì)萬(wàn)壽菊的利用主要停留在提取花中的葉黃素，而采摘完花朵的萬(wàn)壽菊莖葉并沒(méi)有得到充分利用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，萬(wàn)壽菊莖葉產(chǎn)量可達(dá)到30 t/hm2[3]，而生產(chǎn)中萬(wàn)壽菊莖葉幾乎全部被丟棄，不僅帶來(lái)環(huán)境污染，還造成資源浪費(fèi)。實(shí)際上，萬(wàn)壽菊莖葉不僅含有較高的粗蛋白，而且氨基酸及微量元素豐富，是值得開發(fā)利用的粗飼料資源[4-5]。

青貯是保存飼料的重要方式，其特點(diǎn)是利用微生物的厭氧發(fā)酵保持飼料常綠。青貯成功的飼草具有芳香和柔軟等特征，相較于干草，青貯不僅可以提高飼料適口性，增加家畜采食量，而且能最大程度保存飼料的營(yíng)養(yǎng)[6-7]。前期預(yù)試驗(yàn)表明：由于萬(wàn)壽菊莖葉具有碳水化合物低、攜帶乳酸菌少及水分含量高等特點(diǎn)，單獨(dú)青貯及添加劑青貯的效果并不理想，尤其是感官評(píng)定均不能達(dá)到一級(jí)優(yōu)等。諸多研究表明：混合青貯可利用飼料的不同青貯特性，有效提高青貯品質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[8-10]。玉米粉、麥麩、稻草及全株玉米不僅容易獲得，而且是目前混合青貯中較常見的添加物，常用于調(diào)節(jié)單獨(dú)青貯過(guò)程中碳水化合物含量低、乳酸菌不足及含水量高等問(wèn)題。因此，本研究針對(duì)萬(wàn)壽菊莖葉難以單獨(dú)青貯的問(wèn)題，以其為原料添加玉米粉、麥麩、稻草及全株玉米進(jìn)行青貯，比較混合青貯與萬(wàn)壽菊莖葉青貯在感官、發(fā)酵品質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值方面的差異，以期為萬(wàn)壽菊莖葉飼用化開發(fā)利用提供理論支持和科學(xué)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料萬(wàn)壽菊、稻草和全株玉米均采自云南省騰沖市，萬(wàn)壽菊為收獲完最后一批商業(yè)花朵后的植株，玉米為乳熟期后收獲，稻草為風(fēng)干稻草；玉米面和麥麩購(gòu)自市場(chǎng)。各青貯原料營(yíng)養(yǎng)成分見表1。

表1 青貯原料營(yíng)養(yǎng)成分Tab.1 The nutritional components of ensilage materials %

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

將萬(wàn)壽菊、玉米和稻草原料粉碎至2～5 cm備用。試驗(yàn)共設(shè)5個(gè)處理(表2)，其中，CK組和MW組中的萬(wàn)壽菊莖葉及全株玉米晾曬至含水量約75%，其他處理組中萬(wàn)壽菊莖葉晾曬至含水量約80%，混合添加物后各處理組的含水量約75%。所有處理充分混合后，裝入青貯袋壓實(shí)并密封，每袋青貯料質(zhì)量為(20.0±0.5) kg。所有處理均設(shè)3次重復(fù)，在室溫下青貯50 d后取樣分析。

表2 萬(wàn)壽菊莖葉混合青貯處理原料配比Tab.2 Raw materials and their ratios in the mixed silages of marigold stem and leaf

1.3 感官評(píng)定

青貯評(píng)定方法參照德國(guó)農(nóng)業(yè)協(xié)會(huì)(Deutche lan Dwirtschafts Geseutschaft)相關(guān)青貯評(píng)分法[11]進(jìn)行，評(píng)定指標(biāo)包括青貯樣品的嗅覺(jué)、結(jié)構(gòu)及色澤。感官評(píng)定總分20分，以優(yōu)良(16～20分)、尚好(10～15分)、中等(5～9分)和腐敗(0～4分)作為評(píng)定的綜合結(jié)果。

1.4 營(yíng)養(yǎng)成分分析

采用四分法稱量約200 g樣品，在105 ℃下干燥24 h后測(cè)定樣品的干物質(zhì)、粗蛋白、粗脂肪、可溶性碳水化合物、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、木質(zhì)素、粗纖維和粗灰分含量等指標(biāo)，測(cè)定方法參照《飼料分析及飼料質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)》[12]；相對(duì)飼用價(jià)值采用公式[(88.9-0.779×ADF)×(120/NDF)]/1.29計(jì)算獲得，式中ADF和NDF分別為酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維含量。

1.5 發(fā)酵品質(zhì)分析

采用四分法稱量約25 g樣品，用蒸餾水稀釋并均勻攪拌2～3 min，測(cè)定pH值以及氨態(tài)氮和有機(jī)酸含量。pH值用pH 計(jì)(WTM.noLab-pH7310)測(cè)定；采用苯酚—次氯酸鈉比色法測(cè)定氨態(tài)氮含量；采用SHIMADZE-10A液相色譜儀測(cè)定乳酸、乙酸、丙酸和丁酸含量。

1.6 統(tǒng)計(jì)分析

采用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS 19.0進(jìn)行單因素方差分析，多重比較采用Duncan氏法進(jìn)行，數(shù)據(jù)結(jié)果用平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，P<0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同添加物萬(wàn)壽菊莖葉青貯的感官品質(zhì)

由表3可知：?jiǎn)为?dú)青貯萬(wàn)壽菊莖葉發(fā)酵品質(zhì)較差，評(píng)分僅為8分，等級(jí)為中等；混合青貯對(duì)萬(wàn)壽菊莖葉青貯品質(zhì)有較大提高，均達(dá)到優(yōu)良。其中，添加玉米粉組(MM)優(yōu)于其他處理組，主要表現(xiàn)為添加玉米粉后，青貯氣味有較大改善，添加全株玉米組(MW)的質(zhì)地稍低于其他試驗(yàn)組。

表3 不同處理組青貯飼料的感官評(píng)定Tab.3 Sensory evaluation of silage in different treatment groups

2.2 不同添加物萬(wàn)壽菊莖葉青貯的纖維組分

由表4可知：經(jīng)過(guò)50 d的青貯，添加玉米粉組(MM)的中性洗滌纖維含量顯著低于其他試驗(yàn)組(P<0.05)，且除MM組外的其他試驗(yàn)組間差異不顯著；酸性洗滌纖維含量最低的也是MM組，其含量與添加麥麩組(MB)差異不顯著(P>0.05)，但與其他試驗(yàn)組差異顯著(P<0.05)；青貯后，所有試驗(yàn)組的木質(zhì)素含量與對(duì)照組相比均顯著下降(P<0.05)，其中，MM組與其他處理組差異顯著(P<0.05)；CK組的粗纖維含量與除添加稻草組(MS)外的其他處理間差異顯著(P<0.05)；青貯后，所有處理組的相對(duì)飼用價(jià)值均超過(guò)100%，其中，得到明顯提高的是MM組。

表4 青貯50 d 后萬(wàn)壽菊莖葉木制纖維組分含量Tab.4 Changes of lignocellulose constituents content in stem and leaf of marigold after 50 days ensiling

2.3 不同添加物萬(wàn)壽菊莖葉青貯的營(yíng)養(yǎng)成分

由表5可知：添加麥麩組(MB)的粗蛋白含量顯著高于其他試驗(yàn)組(P<0.05)，CK、添加玉米粉組(MM)和添加全株玉米組(MW)之間差異不顯著(P>0.05)，添加稻草組(MS)的粗蛋白含量低于其他試驗(yàn)組；MS組的干物質(zhì)含量顯著高于其他試驗(yàn)組(P<0.05)；所有試驗(yàn)組的粗脂肪含量差異均不顯著(P>0.05)；所有試驗(yàn)組的粗灰分和可溶性碳水化合物含量差異均顯著(P<0.05)。

表5 青貯50 d 后萬(wàn)壽菊莖葉營(yíng)養(yǎng)成分含量Tab.5 Changes of nutritional composition content in stems and leaves of marigold after 50 days ensiling %

2.4 不同添加物萬(wàn)壽菊莖葉青貯的發(fā)酵品質(zhì)

由表6可知：添加全株玉米組(MW) pH值僅3.66，顯著低于其他試驗(yàn)組(P<0.05)，而其他試驗(yàn)組pH值均高于4.2；MW組乳酸含量顯著高于其他試驗(yàn)組(P<0.05)，而其他試驗(yàn)組之間差異不顯著(P>0.05)；CK組氨態(tài)氮/總氮顯著高于其他試驗(yàn)組(P<0.05)，MW組氨態(tài)氮/總氮僅為5.94，顯著低于其他試驗(yàn)組(P<0.05)；青貯50 d后所有試驗(yàn)組均未檢測(cè)到丙酸和丁酸。

表6 青貯50 d 后萬(wàn)壽菊莖葉發(fā)酵品質(zhì)變化Tab.6 Changes of fermentation quality in stems and leaves of marigold after 50 days ensiling

3 討論

3.1 混合青貯對(duì)萬(wàn)壽菊莖葉感官品質(zhì)的影響

本研究中，萬(wàn)壽菊莖葉的可溶性碳水化合物含量?jī)H為0.96%，遠(yuǎn)低于優(yōu)質(zhì)青貯所建議的4%以上[13]，玉米粉和麥麩作為營(yíng)養(yǎng)型添加劑，不僅為乳酸菌發(fā)酵提供了充足的底物——可溶性碳水化合物，同時(shí)能有效調(diào)節(jié)青貯原料的含水量，保證青貯的成功率。因此，添加玉米粉和麥麩后，萬(wàn)壽菊莖葉青貯的感官品質(zhì)最好，尤其是添加玉米粉后青貯萬(wàn)壽菊莖葉的氣味得到最大改善。SINGH等[14]和高群英等[15]研究表明：萬(wàn)壽菊莖葉中大量揮發(fā)性萜類物質(zhì)是造成萬(wàn)壽菊強(qiáng)烈刺激氣味的原因，而大量的萜類揮發(fā)物不僅會(huì)造成家畜拒食，還會(huì)影響家畜的采食量和健康[16-17]。目前，通過(guò)發(fā)酵改變揮發(fā)性有機(jī)化合物的研究主要集中在食品及釀造方面，通過(guò)混合青貯降低飼草和飼料中萜類揮發(fā)物、提高青貯感官品質(zhì)的研究未見報(bào)道，值得進(jìn)一步研究。由于全株玉米和萬(wàn)壽菊莖葉的含水量均較高，添加全株玉米組青貯后質(zhì)地較差，不易于保存。稻草雖然也能降低青貯原料水分，但其較低的可溶性碳水化合物含量不利于發(fā)酵，從而降低了萬(wàn)壽菊莖葉的感官品質(zhì)。

3.2 混合青貯對(duì)萬(wàn)壽菊莖葉木制纖維組分的影響

本研究中，添加玉米粉青貯降低了萬(wàn)壽菊莖葉中中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、木質(zhì)素和粗纖維含量。程宣等[18]研究表明：添加玉米粉后香蕉莖葉和假莖中中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量顯著降低，一方面可能是玉米粉中的木制纖維組分含量基礎(chǔ)值較低，降低了青貯原料木制纖維組分的總體含量；另一方面是添加玉米粉青貯能較好地促進(jìn)纖維組分及細(xì)胞壁分解并轉(zhuǎn)化為糖類物質(zhì)，進(jìn)一步促進(jìn)發(fā)酵[9]，這也使得添加玉米粉的萬(wàn)壽菊莖葉相對(duì)飼用價(jià)值最高。低木制纖維飼料是畜牧業(yè)中最理想的粗飼料，一般認(rèn)為木制纖維素成分的生物降解主要依靠微生物和相關(guān)酶的作用[19]，玉米粉發(fā)酵過(guò)程有多種酶促反應(yīng)[20]，這是否作用于降解木制纖維組分還需進(jìn)一步研究。

3.3 混合青貯對(duì)萬(wàn)壽菊莖葉營(yíng)養(yǎng)成分的影響

混合青貯主要是利用添加物的互補(bǔ)性促使青貯成功[21]。萬(wàn)壽菊莖葉可溶性碳水化合物不足是限制其青貯成功的主要因素，當(dāng)原料可溶性碳水化合物含量較低時(shí)，通常通過(guò)添加可溶性碳水化合物含量較高的基質(zhì)進(jìn)行混合青貯。本研究4種添加物的可溶性碳水化合物均高于萬(wàn)壽菊莖葉，所有處理組未出現(xiàn)霉變，這得益于添加物提供的可溶性碳水化合物保證了青貯的成功。玉米粉提供的可溶性碳水化合物含量最高，青貯后可溶性碳水化合物含量也最高；而稻草所含的可溶性碳水化合物含量相對(duì)最低，但青貯后可溶性碳水化合物含量也較高，這是否與木制纖維素降解為糖類有關(guān)還有待于進(jìn)一步研究。粗蛋白含量是評(píng)價(jià)飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的重要指標(biāo)[22]，添加物中只有麥麩的粗蛋白含量高于萬(wàn)壽菊莖葉，故青貯后其粗蛋白含量最高。由于萬(wàn)壽菊莖葉本身具有較高的粗蛋白，建議優(yōu)選能提供大量可溶性碳水化合物的添加物。

3.4 混合青貯對(duì)萬(wàn)壽菊莖葉發(fā)酵品質(zhì)的影響

青貯發(fā)酵品質(zhì)主要由pH值、有機(jī)酸含量和氨態(tài)氮/總氮等來(lái)衡量[22]。在pH值方面，添加全株玉米組青貯后的pH值為3.66，而其他試驗(yàn)組的pH值均高于4.2。一般認(rèn)為，青貯的pH值要低于4.2[23]；然而黎英華[24]對(duì)鄂爾多斯高原主要的豆科牧草青貯研究發(fā)現(xiàn)：9種牧草的pH值均高于4.8，但都能青貯成功且品質(zhì)較好。因此，也有研究建議青貯pH值不宜作為衡量青貯品質(zhì)的主要標(biāo)準(zhǔn)[25]。本研究中，添加全株玉米組的乳酸含量顯著高于其他試驗(yàn)組，這可能是全株玉米上附著的大量乳酸菌促進(jìn)了乳酸的產(chǎn)生；而玉米粉、麥麩和稻草附著的乳酸菌數(shù)量在青貯過(guò)程中并不能形成優(yōu)勢(shì)群落，從而無(wú)法產(chǎn)生大量乳酸，這也解釋了pH值與青貯飼料中乳酸菌的數(shù)量呈負(fù)相關(guān)[26]。因此，乳酸菌含量越高，pH值越低，反之亦然。本研究中，添加全株玉米組的氨態(tài)氮/總氮值最低同樣與乳酸菌的含量有關(guān)。乳酸菌大量繁殖不僅抑制了霉菌和腸桿菌等有害微生物的生長(zhǎng)繁殖，降低了有害微生物對(duì)青貯料中蛋白質(zhì)和氨基酸的分解利用，而且乳酸菌生長(zhǎng)的酸性環(huán)境也抑制了植物蛋白酶的活性，降低了青貯料自身對(duì)蛋白質(zhì)和氨基酸的損耗[27-28]。

綜上所述，青貯發(fā)酵是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，青貯品質(zhì)受多種因素的共同影響。本研究中，由于萬(wàn)壽菊莖葉和全株玉米同時(shí)具有較高的含水量，其混合青貯感官品質(zhì)并不高，而全株玉米所攜帶的大量乳酸菌使得其發(fā)酵品質(zhì)最高；添加玉米粉組的青貯感官及木制纖維組分優(yōu)于其他試驗(yàn)組，但乳酸菌發(fā)酵不足降低了發(fā)酵品質(zhì)。鑒于萬(wàn)壽菊莖葉具有強(qiáng)烈的刺激性氣味，下一步的研究工作還要綜合考慮混合青貯的萬(wàn)壽菊飼料對(duì)家畜適口性和采食量等的影響。

4 結(jié)論

本研究4個(gè)處理的混合青貯均能提高萬(wàn)壽菊莖葉青貯品質(zhì)。添加全株玉米的萬(wàn)壽菊莖葉僅在發(fā)酵品質(zhì)上有所提升，而玉米粉與萬(wàn)壽菊莖葉混合青貯不僅能提高青貯感官品質(zhì)，還能降低木制纖維含量。綜合考慮，實(shí)際生產(chǎn)中建議使用玉米粉與萬(wàn)壽菊莖葉的混合青貯。