刈割期及添加剂对甜高粱青贮发酵品质的影响

岳丽，山其米克，再吐尼古丽·库尔班，王卉，叶凯，茆军，涂振东

(新疆农业科学院生物质能源研究所，乌鲁木齐 830091)

0 引 言

【研究意义】随着畜牧业的快速发展，草畜矛盾开始凸显，饲草供应季节间的不均衡性是影响畜牧业可持续发展的关键[1]。甜高粱(sweetsorghum)具有抗旱、耐盐碱、耐贫瘠、生物学产量高等优良特性，茎秆富含糖分，叶片柔软多汁，适口性好，是优质的饲料作物[2-4]。甜高粱具有转化率高，营养丰富的优势，用作青贮饲料是其饲用中最重要的途径[5]。新疆冬季饲草短缺形势严峻，青贮饲料可有效解决新疆冬季饲草短缺的问题，其用量正在逐年增加[6]。【前人研究进展】研究表明，甜高粱的干物质产量、粗蛋白含量和青贮饲料的有氧稳定性均高于青贮玉米，青贮饲料的pH值，乳酸含量与青贮玉米相近[7]。王建等[8]以玉米青贮为对照，分析孕穗期日本饲用高粱青贮前后常规营养成分的变化，日本饲用高粱单位面积产量是青贮玉米的数倍，并且各项营养性能指标均与玉米青贮接近。Liu[9]研究了扁豆和甜高粱适宜的混合青贮比例是3∶7或5∶5。柴庆伟[10]用甜高粱青贮料饲喂奶牛，日平均产奶量增加了4.33%，乳脂含量提高了3.34%。【本研究切入点】目前，国内外有关甜高粱青贮的研究主要集中在添加剂对青贮发酵品质的影响[11-14]，关于刈割时期对甜高粱青贮饲料体外消化率的研究较为缺乏。研究刈割期与添加剂对甜高粱青贮饲料发酵品质和营养成分的影响。【拟解决的关键问题】以新疆地区种植的甜高粱为研究材料，分别于乳熟期、蜡熟期和完熟期刈割调制青贮，比较和分析不同刈割期、添加剂对青贮饲料的感官、发酵品质和体外消化率的影响，确定适宜新疆甜高粱青贮的刈割期及添加剂。

1 材料与方法

1.1 材 料

甜高粱品种：新高粱3号(XT- 2)、新高粱9号(T601)，种植于新疆农业科学院玛纳斯试验站。

青贮小样制作：利用粉碎机将刈割的甜高粱粉碎，加入添加剂后人工装入太空杯，边装填边压实，装满后密封，经过60 d左右发酵后开盖测定品质。

1.2 方 法

1.2.1 试验设计

试验共3个处理，分别为不添加(空白组，CK)，添加0.5%尿素(N)、0.01%青贮添加剂(EM,北京精准动物营养研究中心)。

1.2.2 测定指标

开盖后先进行感官评定，然后测定样品的营养成分和体外消化率。

1.2.2.1 感官评定

感官评定参照德国农业协会青贮质量感官评分等级方法[15]。根据气味、质地、颜色3项进行评分，满分为20分，得分总和16～20分，为一等(品质优良)；10～15分为二等(品质尚好)；5～9分为三等(品质中等)；0～4分为四等(腐败)。

1.2.2.2 评定

pH测定：利用PHS-3C酸度计测定；

蛋白质(CP)：参照GB/T 6432-94饲料中粗蛋白的测定；

可溶性碳水化合物(WSC)：采用蒽酮-硫酸比色法测定；

粗纤维(CF)：参照GB/T 6434-2006饲料中粗纤维的含量测定；

粗灰分(Ash)：参照GB/T 6438-2007饲料中粗灰分的测定；

中性洗涤纤维(NDF)：参照GB/T 20806-2006饲料中中性洗涤纤维的测定；

酸性洗涤纤维(ADF)：参照NY/T 1459-2007饲料中酸性洗涤纤维的测定；

体外消化率(IVDMD)：采用胃蛋白酶-纤维素酶酶解法[16]测定(胃蛋白酶，上海蓝季科技发展有限公司，活性1∶3000；纤维素酶，上海源叶生物科技有限公司，活性≥10 μ/mg)；

1.3 数据处理

运用SPSS19.0 进行统计分析，采用Duncan’s进行多重比较，差异显著水平以P<0.05表示。

2 结果与分析

2.1 不同品种甜高粱青贮饲料感官评价

加入青贮添加剂的青贮饲料色泽呈绿色，茎叶结构保存较好，有芳香味，无明显丁酸味，青贮效果良好，品质优良；添加尿素的青贮饲料茎叶结构保存良好，芳香味弱，有较强的酸味，青贮效果尚可；空白组青贮饲料呈深绿色，无明显丁酸味，茎叶结构保存较好。表1

表1 不同品种甜高粱青贮感官评分(完熟期)Table 1 Different varieties of sweet sorghum silage sensory score (ripe stage)

2.2 刈割期对甜高粱青贮饲料品质的影响

2.2.1 刈割期对青贮饲料消化率的影响

研究表明，刈割时期对新高粱9号青贮饲料粗纤维含量的影响显著(P<0.05)。两个品种甜高粱各刈割时期的粗纤维含量均在20%以上；新高粱9号在乳熟期刈割时粗纤维含量显著高于其它刈割时期(P<0.05)；蜡熟期和完熟期刈割时粗纤维含量差异不显著，但均显著低于乳熟期。新高粱9号和新高粱3号在乳熟期时酸性洗涤纤维含量高于其它时期(P<0.05)，分别为54.94%、55.08%。新高粱9号在乳熟期时中性洗涤纤维为36.92%，蜡熟期、完熟期与其相比分别降低了17.14%、21.4%。新高粱9号、新高粱3号青贮饲料的体外消化率均在完熟期达到最大，最高可达到52.87%、65.35%；与乳熟期相比，分别提高了47.3%、48.4%；与蜡熟期相比，分别提高了21.9%、42.5%。图1

图1 不同刈割期下甜高粱青贮体外消化率变化
Fig.1 Effect of cutting time on digestibility of sweet sorghum silage

2.2.2 刈割期对青贮饲料营养品质的影响

甜高粱青贮饲料的营养价值受生育期的影响较大，不同生育期的甜高粱植株营养特性和青贮特性有一定的差别。在乳熟期、蜡熟期和完熟期收获的新高粱9号整株干物质含量分别为18.36%、26.95%、29.19% ; 新高粱3号的干物质含量分别为21.15%、21.41%、34.59%。

从刈割期来看，随着刈割时间的延迟，蛋白质和可溶性碳水化合物含量逐渐增加，完熟期时高于乳熟期和蜡熟期，对新高粱9号而言，蛋白质含量分别比乳熟期、蜡熟期提高了 7.02%、3.7%，可溶性碳水化合物分别增加了18.75%、20.9%。表2

表2 不同刈割期下甜高粱青贮品质变化(空白组)Table 2 Effect of Cutting Time on the Quality of Sweet Sorghum Silage(CK)

注：同一品种不同生育期尾标字母相同表示无显著差异,不同则为差异显著
Note: There is no significant difference in the same variety with the same letter at different growth stages,but the difference is significant in different letter

2.3 添加剂对甜高粱青贮饲料品质的影响

2.3.1 添加剂对青贮饲料消化率的影响

纤维含量是决定饲草适口性及消化率的重要因素，其中酸性洗涤纤维含量与动物消化率呈负相关[17]，酸性洗涤纤维含量越低，饲草的消化率越高，饲用价值越大。研究表明，不同添加剂处理对甜高粱青贮饲料中酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、粗纤维含量均有一定的影响。与空白组相比，尿素处理组与青贮添加剂处理组均能降低青贮饲料中酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、粗纤维的含量(P<0.05)。相比空白组，新高粱9号青贮添加剂组饲料中酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、粗纤维分别降低了32%、26.5%、27%；新高粱3号青贮添加剂饲料中分别降低了19.2%、7.8%、21.7%。与空白组相比较,尿素处理后新高粱9号青贮中粗纤维、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的含量降低率分别为 21.74%、12.65 %、25.12%。添加尿素和青贮添加剂后，青贮饲料的体外消化率均能增加。添加青贮添加剂后，新高粱3号青贮饲料的体外消化率可达到65.35%，与空白组相比提高了7.17%。图2

图2 不同添加剂下甜高粱青贮体外消化率变化
Fig.2 Effects of Different Additives on Digestibility of Sweet Sorghum Silage

2.3.2 添加剂对青贮饲料营养品质的影响

可溶性碳水化合物是乳酸菌的发酵底物，是影响青贮效果的重要因素[18]。研究表明，可溶性碳水化合物含量与青贮饲料的pH值呈负相关，可溶性碳水化合物含量越高，青贮饲料的pH越低。尿素和青贮添加剂处理能够增加青贮料中的乳酸含量，其中青贮添加剂处理组和尿素处理组的 pH 值均显著低于空白组(P<0.05)。

不同添加剂对新高粱3号干物质含量影响的差异不显著，而添加剂对新高粱9号干物质含量影响的差异显著(P<0.05)。添加尿素和青贮添加剂可有效减少蛋白质的损失，且在尿素处理组中效果更明显。加入青贮添加剂青贮后，蛋白质含量水平高于空白组，新高粱9号和新高粱3号分别比空白组提高了3.34%、4.4%；加入尿素青贮后，新高粱9号和新高粱3号的蛋白质含量分别比空白组提高了11.4%、6.5%；尿素和青贮添加剂处理均可以比较好的保存青贮料中的干物质和蛋白质含量。表3

2.4 不同品种甜高粱青贮饲料的品质

2.4.1 不同品种甜高粱青贮饲料的消化率

新高粱3号和新高粱9号在完熟期时粗纤维含量、酸性洗涤纤维含量和中性洗涤纤维含量差异显著，但体外消化率无显著差异。新高粱3号的粗纤维含量、酸性洗涤纤维含量和中性洗涤纤维含量比新高粱9号低了18.87%、20.4%、23.38%。新高粱3号的体外消化率在完熟期可达到65.35%，比在乳熟期刈割高出了25.31%。图3

表3 不同添加剂下甜高粱青贮品质变化Table 3 Effect of Different Additives on the Quality of Sweet Sorghum Silage

注：同一品种不同处理尾标字母相同表示无显著差异,不同则为差异显著
Note: There is no significant difference in different treatments of the same cultivar,but the difference is significant in different letter

图3 不同品种甜高粱青贮体外消化率
Fig.3 In vitro digestibility of different sweet sorghum silage

2.4.2 不同品种甜高粱青贮饲料的青贮品质

研究表明，各品种甜高粱的干物质含量和碳水化合物含量均随收获时间的延长而增加，并且不同品种间存在差异。在乳熟期与蜡熟期，不同品种在相同生育期碳水化合物含量差异显著(P<0.005)。从完熟期的碳水化合物含量可看出，新高粱9号的高于新高粱3号，但是差异不显著(P>0.005)。新高粱9号与新高粱3号青贮的 pH 值均在3.60左右。表4

表4 不同品种甜高粱青贮品质的变化(青贮添加剂组)Table 4 Changes in Silage Quality of Different Sweet Sorghum Varieties (EM)

注：同一生育期不同品种尾标字母相同表示无显著差异,不同则为差异显著
Note: There is no significant difference between different varieties in the same growth period,but the difference is significant in different letter

3 讨 论

罗峰等[19]以甜杂2号为材料，研究了播期对甜高粱生育期以及不同生育时期生物产量、粗蛋白和粗纤维的影响。结果表明，播期对甜高粱的生物产量影响较大，甜高粱适宜在蜡熟期至完熟期收获。第一播期的粗纤维含量先升高后降低，在乳熟期达到最高值 32.33%。试验结果与此一致，乳熟期时粗纤维含量高于蜡熟期和完熟期，且新疆玛纳斯县种植的新高粱3号的生育期与第一播期种植的甜杂2号的生育期接近。

刈割时期是决定饲草产量和青贮品质的重要因素，确定适宜的刈割时期必须兼顾饲草产量和营养物质的动态变化，一般在营养物质与草产量均达到较高时为宜[20]。试验结果表明，随着甜高粱生长期的推移，ADF、NDF 及 CF 含量均减少，体外消化率与粗蛋白含量逐渐升高。孙仕仙等[21]的研究结果表明干物质体外消化率和纤维素之间呈线性关系，消化率随纤维含量的增加呈极显著下降，研究所得的纤维素和干物质体外消化率之间的关系也符合此规律。综合考虑粗蛋白含量、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、粗纤维和体外消化率，得出在完熟期刈割甜高粱更合适，因此，种植于新疆北疆地区的甜高粱最佳青贮收割时期是完熟期。

添加尿素和青贮添加剂均比常规青贮效果好。赵天章等[22]研究发现氨化处理不但能提高秸秆的消化率和采食量,而且能增加秸秆含氮量，改善家畜生产性能。秸秆经尿素氨化处理可以降低NDF,ADF和 CF的含量，这可能是由于氨化处理破坏了秸秆细胞壁中的木质素-半纤维素-纤维素的复合结构，使得半纤维素和木质素从细胞壁中游离出来[23]。

4 结 论

4.1 随着甜高粱刈割期的后移，粗纤维、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维含量逐渐减少，在完熟期时达到最低，新高粱3号分别为13.58%、23.51%、16.35%，新高粱9号分别为16.74%、29.55%、21.34%，与乳熟期相比降低了15.3%～32.85%、20.87%～57.31%、21.4%～24.76%；完熟期时新高粱3号的体外消化率与粗蛋白含量可达到65.35%、8.16%，比乳熟期时提高了48.4%、0.86 %。

4.2 青贮过程中，加入青贮添加剂和尿素均能降低pH值，有效减少干物质及可溶性碳水化合物的损失；蛋白质含量分别比空白组提高了3.34%～4.4%、6.5%～11.4%；体外消化率分别比空白组提高了7.17%～23.22%、1.22%～17.06%。