不同生长期对籽粒苋干草和青贮饲料品质的影响

马 健，孙国庆，卡德尔亚·库尔班，赵尚尚，邱昊日，森巴提·黑力木别克，李胜利，余 雄

（1. 新疆农业大学动物科学学院，新疆 乌鲁木齐 830052；2. 中国农业大学动物科技学院，北京 100193）

据中国海关统计，2017年国内进口苜干草总计 达 1.82 × 106t， 同 比 增 加 8%， 进 口 苜 蓿(Medicago sativa)干草 1.40 × 106t，同比增加 0.8%，进口燕麦 (Avena sativa) 3.1 × 105t，同比增加 38%；2018 年 1-2 月，我国进口干草累计 2.76 × 105t，同比增长 1.48%，其中进口苜蓿干草 2.09 × 105t，同比增长3.43%。现有饲料资源越来越难以满足牧场生产需求，优质粗饲料资源短缺的问题将长期存在。籽粒苋(Amaranthus hypochondriacus)(又名千穗谷)是苋科苋属植物，一种粮饲兼用作物，生长速度快，产量高，起源于中美洲和东南亚的热带和亚热带地区[1]。籽粒苋的再生能力较强，每年可收割3～5次，但在中国北方地区，由于机械及人工成本等因素，一般情况下，每年收割1次。在成熟期收割，其鲜草产量可达130 t·hm-2，干草产量可达20 t·hm-2，在现蕾期收割时，籽粒苋粗蛋白可达到14%，籽粒苋调制的青贮饲料品质较优，营养成分含量损失小，可以作为一种优质的粗饲料资源[2]。

牧草不同的生长阶段对牧草的品质和产量均有明显影响，当收获过早时，牧草产量较低，水分含量高，不利于调制青贮饲料；但当牧草收获过晚时，其营养成分含量下降，降低了饲用价值。因此，在合适的时期对牧草进行刈割是影响牧草饲用价值的重要因素[3]。马健等[4]以王草(Pennisetumsp.)为研究对象，发现刈割2～2.5 m高度的禾王草调制干草和青贮饲料最为合适。张娇娇等[5]对青藏高原天然牧草进行研究，指出在牧草生长中期进行刈割，调制青干草，可提高牧草的产量和干草品质。本研究以籽粒苋为试验对象，比较不同生长期(现蕾期、初花期、盛花期、成熟期)对籽粒苋干草、青贮饲料发酵品质及营养价值的影响，以期确定籽粒苋的最佳收获时期，为籽粒苋在畜牧业中的利用提供相关数据参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

籽粒苋种植于山东高唐县，116°23′ E，36°87′ N。暖温带半干旱季风区域大陆性气候，光照充足，热量丰富，降水期一般集中在7-8月，年均降水量为574.8 mm。全年平均气温为13.1 ℃，平均年霜冻期为170 d，平均年无霜期为195 d，平均海拔27 m。

1.2 试验材料

试验所用的籽粒苋品种为K112，试验田位于山东高唐县，此前种植过一期小麦(Triticum aestivum)和一期玉米(Zea mays)，所有籽粒苋于2016年6月5日播种，籽粒苋的生长过程中没有施肥，所有籽粒苋均在自然环境下生长。

1.3 试验设计

本研究设4个处理组，按生长期的不同对籽粒苋进行刈割，按照5点取样法进行取样，分别刈割现蕾期、初花期、盛花期和成熟期的籽粒苋，整株切碎至3 cm左右，将切碎的籽粒苋分别调制干草和青贮饲料。不同生长时期籽粒苋原料的营养成分如表1所列。干草的调制采用自然晾干的方法。为方便调制青贮饲料，将2.5 kg左右的籽粒苋鲜样装至2 L发酵容器中进行青贮，层层压紧，完全压实后封口，在室内避光条件下保存。常温厌氧发酵60 d后，开罐取样品。试验中每个处理组含有4个重复，合计16个样本。

表 1 不同生长期的籽粒苋原料的营养成分Table 1 Nutrient composition of Amaranthus hypochondriacus material in different growth stages

1.4 测定指标与方法

1.4.1 测定指标

开罐取样后，按照德国农业协会的感官评定标准对籽粒苋青贮饲料进行感官评定[6]。分气味(0～14分)、色泽(0～2分)和质地(0～4分)3个方面进行评价，腐败青贮饲料总分为0～4分，中等为5～9分，良好为10～15分，优为16～20分。对籽粒苋青贮饲料感官评定的同时，随机取样检测青贮饲料的pH、NH3-N和有机酸等发酵指标。并检测籽粒苋干草和青贮饲料的干物质(dry matter，DM)、粗蛋白(crude protein，CP)、中性洗涤纤维(neutral detergent fiber，NDF)、酸性洗涤纤维 (acid detergent fiber， ADF)、 可 溶 性 碳 水 化 合 物 (water soluble carbohydrate，WSC)和淀粉(Starch)等营养成分含量，计算粗饲料相对价值指数 (relative feed value，RFV)。

1.4.2 测定方法

pH采用Han等[7]的方法测定，有机酸利用SHIMADZE-10A型高效气相色谱进行分析，NH3-N：使用苯酚-次氯酸钠比色法进行测定[8]，WSC采用蒽酮-硫酸比色法进行测定[9]。淀粉采用淀粉试剂盒法测定，试剂盒购自北京中检葆泰生物技术有限公司。其他营养成分测定参考张丽英[10]的方法。

1.5 统计分析

用Excel对籽粒苋干草和青贮饲料的营养成分及籽粒苋青贮饲料的发酵品质等数据进行整理，再用SPSS 19.0统计分析软件中的One-way ANOVA对这些数据进行分析，并用Duncan氏法进行多重比较，结果用平均数 ± 标准差表示，差异显著性的判断标准为P＜0.05。

2 结果与分析

2.1 籽粒苋干草饲料的营养成分

不同生长期对籽粒苋干草的营养成分有明显的影响(表2)。随着生长期的延长，籽粒苋干草的NDF和ADF含量线性增加：成熟期的NDF含量最高，但与盛花期差异不显著(P＞0.05)，显著高于现蕾期和初花期(P＜0.05)；ADF含量逐渐增加，各时期差异显著(P＜0.05)。成熟期的DM含量最高，与初花期和盛花期差异不显著(P＞0.05)，显著高于现蕾期 (P＜0.05)。Ash和 CP 含量、RFV 值随生长期的延长逐渐降低：现蕾期干草CP含量显著高于其他时期(P＜0.05)，初花期和盛花期干草CP差异不显著 (P＞0.05)，显著高于成熟期 (P＜0.05)。

2.2 籽粒苋青贮饲料的感官评定

盛花期和成熟期的籽粒苋青贮饲料气味评分最高，现蕾期青贮饲料具有微弱的丁酸味，其余各生长期均具有芳香气味(表3)；盛花期和成熟期籽粒苋调制的青贮饲料色泽黄绿，色泽评分为最高分2分；从质地品质上看，盛花期和成熟期的青贮饲料茎叶结构保持良好，现蕾期的青贮饲料较为柔软，水分较多，青贮发酵罐顶层出现发霉现象。总体来说，现蕾期和初花期青贮饲料评定级别为良好，盛花期和成熟期评定等级为优质青贮饲料。

表 2 不同生长期的籽粒苋干草的营养成分Table 2 Nutrient composition of Amaranthus hypochondriacus hay in different growing stages

表 3 不同生长期的籽粒苋青贮饲料的感官评定Table 3 Sensory evaluation of Amaranthus hypochondriacus silage in different growing stages

2.3 籽粒苋青贮饲料的发酵品质

随着生长期的延长，籽粒苋青贮饲料的pH逐渐降低，现蕾期pH最高，显著高于其他时期(P＜0.05)，除现蕾期外，其他生长期的pH低于4.2(表4)。成熟期和盛花期青贮饲料的乳酸含量差异不显著(P＞0.05)，显著高于现蕾期和初花期 (P＜0.05)。初花期乙酸含量最高，与现蕾期差异不显著(P＞0.05)，显著高于盛花期和成熟期 (P＜0.05)，成熟期乙酸含量最低；现蕾期和初花期青贮饲料含有少量丙酸，现蕾期青贮饲料还含有少量的丁酸，其余各时期均不含丙酸和丁酸。现蕾期青贮饲料的NH3-N/TN较成熟期高85.52%，成熟期的比值最小，与盛花期和初花期差异不显著(P＞0.05)。

2.4 籽粒苋青贮饲料的营养成分

成熟期的籽粒苋青贮饲料DM含量显著高于其他时期 (P＜0.05)，初花期和盛花期差异不显著 (P＞0.05)(表5)。CP含量最高的是现蕾期，与初花期和盛花期差异不显著 (P＞0.05)，显著高于成熟期 (P＜0.05)。随着生长期的延长，籽粒苋青贮饲料的NDF含量线性升高，成熟期青贮饲料的NDF含量显著高于现蕾期(P＜0.05)，与盛花期和初花期差异不显著(P＞0.05)；各时期青贮饲料的ADF含量也随着生长期的延长而增加，但差异不显著(P＞0.05)。成熟期青贮饲料的WSC和淀粉含量最高，显著高于其他 3 个时期 (P＜0.05)。

3 讨论

3.1 生长期对籽粒苋干草品质的影响

影响干草品质的主要因素是牧草自身的营养成分含量，牧草的DM产量随着生长期的延长逐渐增加，但营养成分含量却逐渐降低，因此，收割牧草时要兼顾牧草产量和营养价值[11]。对籽粒苋而言，现蕾期收割时鲜草产量为85 t·hm-2，初花期为 106 t·hm-2，盛花期可达 110 t·hm-2，成熟期高达130 t·hm-2，这与张莹等[12]对燕麦草的研究结果类似。在本研究中，籽粒苋干草的CP含量随着生长期的延长而逐渐降低，但NDF和ADF含量逐渐升高，成熟期的NDF含量最高，这与生长期有关，随着牧草生长，叶含量降低，茎叶比升高，茎中含有大量的粗纤维。Coblentz等[13]研究表明，在盛花期刈割苜蓿时，其DM产量比现蕾期刈割高18%，但CP低7.5%；张晓佩等[14]发现，随着刈割高度的增大，黑麦草(Lolium perenne)的粗纤维含量逐渐增加，这与本研究结果一致。RFV值是美国常用的粗饲料质量评定指数，粗饲料的品质越好，越容易被动物消化，RFV值越大。试验中，籽粒苋干草的RFV值随着生长期延长逐渐降低，这与宋书红等[15]的研究结果一致。综合籽粒苋的产量以及营养成分含量，刈割盛花期到成熟期之间的籽粒苋调制干草最为合适。

表 4 不同生长期的籽粒苋青贮饲料的发酵品质Table 4 Fermentation quality of Amaranthus hypochondriacus silage in different growing stages

表 5 不同生长期的籽粒苋青贮饲料的营养成分Table 5 Nutrient composition of Amaranthus hypochondriacus silage in different growing stages

3.2 生长期对籽粒苋青贮饲料感官评定的影响

所有的籽粒苋青贮饲料，从感官评定上看，均可以调制青贮饲料。本研究中，现蕾期和初花期籽粒苋调制的青贮饲料较为柔软，含水量高，酸味较淡，发酵品质较差。这可能是因为生长前期的籽粒苋含水量较高，虽然可以促进乳酸发酵，但同时会促进丁酸发酵，梭菌对高水分更敏感，导致青贮发酵品质差。张晓娜[16]以苜蓿青贮饲料为研究对象，指出低含水量处理组在感官评分上高于高含水量处理组，本研究结果与此一致。马健等[4]研究表明，牧草成熟度过高，木质化程度加剧，会影响青贮饲料的感官评定。

3.3 生长期对籽粒苋青贮饲料发酵品质的影响

pH是判断青贮饲料发酵品质高低的一个重要指标，优质青贮饲料的pH在4.2以下[17]。试验中，除现蕾期青贮饲料以外，其他各时期青贮饲料的pH均在4.2以下，说明青贮饲料发酵品质较好。籽粒苋在现蕾期含水量高，植株处于幼嫩阶段，缓冲能值较高，造成青贮饲料pH下降缓慢。Muck[18]研究表明，青贮饲料的pH受牧草DM含量的影响，本研究结果也表现出相似的规律。NH3-N/TN常用来反映青贮饲料中蛋白质和氨基酸的分解程度，比值越大，青贮饲料品质越差。本研究中，现蕾期青贮饲料的比值最高，显著高于其他时期，而成熟期比值最低，说明品质较好。

有机酸构成比例及其含量可评定青贮饲料发酵过程的好坏，乳酸、乙酸、丙酸和丁酸是重要的几种有机酸，青贮饲料中乳酸比例越大越好，丁酸比例越小越好[19]。本研究中，成熟期籽粒苋青贮饲料的乳酸含量最高，现蕾期最低，初花期的乙酸含量最高，在现蕾期青贮饲料中检测出少量丙酸和丁酸，这可能是因为现蕾期含水量高，为丁酸菌提供了适宜的生长环境。张晓娜[16]指出，含水量低，可降低青贮饲料pH和NH3-N/TN，乳酸菌数量增加，抑制有害微生物的繁殖，促进发酵，这与本研究结果一致。Fraser等[20]研究表明，生长18周的羽衣甘蓝(Brassica oleracea)比15周的更容易调制青贮饲料，乳酸含量升高，pH、NH3-N和乙酸含量显著降低；马健等[4]指出，刈割2.5 m高度禾王草调制的青贮饲料乳酸含量显著高于1 m高度，本研究结果与以上研究一致。

3.4 生长期对籽粒苋青贮饲料营养成分的影响

本研究中，随着刈割生长期的延长，籽粒苋青贮饲料的DM、NDF和ADF含量逐渐升高，CP和Ash含量逐渐降低。蒋慧[21]以骆驼刺(Alhagi sparsifolia)为研究对象，指出随刈割时间的推迟，青贮饲料的CP含量下降，NDF和ADF含量上升，本研究结果与此一致。Neylon和Yattx[3]研究表明，刈割时期会对青贮饲料pH有显著影响，但对纤维性物质无明显影响，这与本研究中NDF含量的变化规律不一致，这可能是因为试验所用的材料不同。

WSC含量是青贮饲料成功的关键因素，在一定范围内，青贮饲料中的WSC含量越多越好[22]。在本研究中，成熟期青贮饲料的WSC含量最高。随着牧草的生长，DM含量上升，在青贮过程中损失的汁液较少，为乳酸菌发酵提供了充足的底物，产生了较多乳酸。庄益芬等[23]将象草(Pennisetum purpureum)和玉米秸秆混合青贮，提高了青贮饲料的WSC含量，明显改善了青贮饲料的品质，乳酸含量增加。籽实是淀粉的最大贡献者，籽粒苋在成熟期结出籽实，因此成熟期的淀粉含量显著高于其他3个时期。籽粒苋青贮饲料的营养价值随着生长期的延长有一定的降低，但综合分析青贮原料的调制要求、感官评分以及发酵品质，刈割成熟期的籽粒苋调制青贮饲料最为合适。

4 结论

1)随着籽粒苋生长期的延长，干草的RFV值和CP含量逐渐降低，NDF和ADF含量逐渐增加。

2)除现蕾期青贮饲料以外，其他时期青贮饲料的pH均不到4.2，成熟期乳酸含量最高，与盛花期差异不显著，显著高于其他时期，成熟期NH3-N/TN显著低于现蕾期。随着生长期的延长，青贮饲料的CP含量逐渐降低，NDF和ADF含量逐渐增加，成熟期WSC和淀粉含量显著高于其他生长期。

综上所述，刈割成熟期的籽粒苋调制为干草和青贮饲料最为合适。