穆 麟，李 顺，曾宁波，陈桂华，张志飞*，叶志刚

(1. 湖南农业大学农学院，湖南 长沙 410128；2. 湖南中苋生态科技有限公司，湖南 长沙 410016)

籽粒苋(Amaranthushypochondriacus)为苋科苋属一年生草本植物，具有抗性强、产量高、生长速度快[1]、氨基酸组成平衡且优质[2]等特点，全株籽粒苋在我国各地作为优质饲草加以利用。籽粒苋含水量高，且茎秆中含有胶状物质，不适宜加工干草，青贮是安全有效的贮藏方式[1,3]。籽粒苋含水量高，单一青贮很难成功，刘艳芳等[4]通过晾晒控制籽粒苋含水量在65%左右，然后通过添加剂青贮，试验发现添加30 g·kg-1的葡萄糖或乳酸菌可有效加快青贮进程，改善青贮品质，未添加青贮效果相对较差；陶雅等[5]研究发现，籽粒苋单独青贮品质不佳，青贮时添加青贮玉米(Zeamays)可显著提高总有机酸和干物质含量，降低pH和氨态氮含量；牧人和斯日古楞[6]研究发现籽粒苋与玉米秸秆调制比例为6:4时，青贮料营养效果最佳。Rahjerdi等[7]研究认为玉米与苋菜(Amaranthusspp.)混合青贮较单一玉米青贮可提高青贮料中粗蛋白的含量。可见籽粒苋混合青贮或者添加剂青贮是降低原料中含水量、调控营养成分的有效措施。我国稻秸资源丰富，但稻秸粗蛋白含量低，木质素、纤维素含量较高[8]，限制其在畜牧生产中的有效利用。近年来有研究发现稻秸青贮(或黄贮)有助于改善秸秆品质，但由于稻秸可溶性碳水化合物含量低、附生乳酸菌较少等原因，单一青贮(或黄贮)很难获得成功[9]。

鉴于此，本研究拟通过一定比例的稻秸与新鲜收获的全株籽粒苋混合以保证青贮原料适宜的含水量，通过添加糖蜜、乳酸菌等添加剂调控青贮品质，研究糖蜜或乳酸菌对混合青贮的发酵品质和营养品质及有氧稳定性的影响，旨在为全株籽粒苋安全贮藏及稻秸饲料化高效利用提供科学参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验以湖南中苋生态科技有限公司津市试验地栽培的籽粒苋为青贮材料，稻秸为当年贮藏的干秸秆。添加剂为乳酸菌(购自台湾亚芯生物科技有限公司，含有植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)及其它乳酸菌类，活菌数为1.0×1011cfu·g-1)，糖蜜(购自金黔湾有限公司)。

1.2 试验设计

将新鲜全株籽粒苋与稻秸均粉碎至1 cm，按照3：2质量比充分混合。混合料中分别喷洒糖蜜(40 g·kg-1FM，M处理组)、乳酸菌剂(2×108cfu·kg-1FM，LAB处理组)及乳酸菌剂+糖蜜(LAB+M处理组)，对照组喷洒等量水(CK组)，再次充分混合，每袋样量为600 g，真空包装后室温保存。每处理分别于青贮1，3，5，7，30 d后进行开包留样，每处理各时间点4个重复。

1.3 测定指标及方法

青贮1，3，5，7 d后分别开包，取出全部样品混合均匀按照“四分法”称取20 g样品放入250 mL锥形瓶，加入180 mL去离子水浸泡30 min，用搅拌机(九阳JYL-C012型多功能搅拌机)搅拌1 min，然后通过2层纱布和定性滤纸过滤，所得液体为青贮饲料浸提液，置于-20℃冷冻，用于测定乳酸和挥发性脂肪酸。

青贮30 d后开包进行青贮感官评定；如上方法取样，测定pH值、氨态氮、乳酸和挥发性脂肪酸。取完好的青贮料200 g进行有氧稳定性评价，将剩余青贮料收集烘干，测定干物质、粗蛋白、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维以及水溶性碳水化合物。有氧稳定性评价时，将青贮料置于12 cm×12 cm发芽盒中并盖上湿纱布，防止交叉污染和减少水分损失；分别在青贮料有氧暴露2，4，6 d取样测定pH值、乳酸和挥发性脂肪酸。每处理各时间点3次重复。

干物质含量测定(dry matter，DM)采用烘箱干燥法测定，pH值用Spectrum公司SI400型pH计测定；乳酸含量使用高效液相色谱仪(Agilent 1260)测定(色谱柱：Acclaim TM Organic acid 150×4 mm；柱温：30℃；流速：0.6 mL·min-1；进样量：5 μL；检测波长：210 nm；流动相：50 mmol·L-1NaH2PO4；pH =2.65)；乙酸、丙酸和丁酸含量使用气相色谱仪(Agilent 7890A)测定[10](色谱柱:DB-FFAP柱(30 m×250 μm×0.25 μm)；载气：高纯氮气(99.999%)；流量0.8 mL·min-1；辅助气：高纯氢气(99.999%)；检测器：火焰离子化检测仪(Flame Ionization Detector，FID)；检测器温度：280℃；进样口温度：250℃；分流比：50：1；进样量：1 μL)；水溶性碳水化合物含量(Water Soluble Carbohydrate，WSC)采用蒽酮比色法测定[11]；氨态氮含量(Ammonia Nitrogen，AN)采用苯酚、次氯酸钠比色法测定[12]；粗蛋白(Crude Protein，CP)含量采用凯氏定氮法测定[13]；中性洗涤纤维(Neutral Detergent Fiber，NDF)和酸性洗涤纤维(Acid Detergent Fiber，ADF)含量采用范氏法测定[13]；根据青贮前后的质量及干物质含量测定干物质损失率(Dry Matter Loss Rate，DMLR)。按照德国农业协会的感官评价标准进行感官评价[14]。每处理3次重复。

1.4 数据分析

试验数据经Excel 2016软件初步整理后利用DPS 7.05软件进行单因素方差分析。

2 结果与分析

2.1 籽粒苋和稻秸原料营养成分分析

因天气原因籽粒苋收割时间延迟至结实期(2017年7月15日)，此时籽粒苋部分叶片受到虫害破坏，蛋白含量较低。青贮原料营养成分见表1。

2.2 糖蜜、乳酸菌对籽粒苋与稻秸混合青贮感官评定的影响

由表2可知，各添加剂处理组青贮料结构完好，色泽与原材料相近，未发生明显变色，芳香气味明显，均获得感官评价满分，感官评价总分等级均为优。而未添加的CK组芳香气味不明显，但未有臭味产生，总评分16分。

2.3 糖蜜、乳酸菌对籽粒苋与稻秸混合青贮发酵品质的影响

混合青贮4个处理组不同发酵时间点中均未检测到丙酸和丁酸含量，故仅对乳酸和乙酸含量加以分析。

表1 籽粒苋和稻秸原料营养成分Table 1 Nutritional composition of whole amaranth and rice straw

注：数据表示为“平均值±标准差”。下同

Note:Data are expressed as" mean + S. D". The same as below

表2 不同处理组混合青贮饲料的感官评定Table 2 The sensory evaluation of mixed silage for different additives

由图1可知，LAB+M处理组在发酵前7 d乳酸含量保持稳定增长；M处理组在发酵前5 d乳酸含量保持增长，一直到30 d发酵结束，LAB+M和M组的乳酸含量均保持较高水平；CK和LAB处理在第3 d后的乳酸含量增长缓慢，发酵30 d时，CK和LAB处理组乳酸含量显著低于LAB+M和M组(P<0.05)，对照组乳酸含量最低(表3)。

由图2可知，发酵第1 d LAB+M处理组的乙酸含量高于其他处理组，第3～5 d，M处理组的乙酸含量增加，高于其他处理组；第7 d时，各处理组差异不大；至30 d发酵结束，CK和LAB处理组产生较多乙酸显著高于M和LAB+M(P<0.05)；M和LAB+M处理组在整个发酵过程中乙酸产生量变化较小，总体来看各处理组的乙酸产生量均在2%以下，含量较低(表3)。

LAB+M和M处理组的乳酸/乙酸均在10以上，显著高于LAB和CK处理组，LAB和CK处理组的乳酸/乙酸的比值仅分别为2.82和2.16(表3)。

青贮发酵30 d结束试验时，所有处理组pH值均小于4.2，达到优质青贮要求，同时M和M+LAB处理组的pH值降至3.9以下，显著低于LAB组和CK组(P<0.05)。LAB+M和CK处理组NH3-N/TN含量显著高于M和LAB处理组(P<0.05)(表3)。

图1 添加剂对混合青贮乳酸的影响Fig.1 Effect of different additives on lactic acid of mixed silage

图2 添加剂对混合青贮乙酸的影响Fig.2 Effect of different additives on acetic acid of mixed silage

注：同列不同小写字母表示在P<0.05水平上差异显著。下同

Note:Values with different lowercase letter in a column are significantly different at the 0.05 probability level. The same as below

2.4 糖蜜、乳酸菌对籽粒苋与稻秸混合青贮营养品质的影响

由表4可知，发酵后的混合青贮料干物质含量在34.07%～36.80%，满足乳酸菌繁殖适宜含水量范围(65%±5%)。混合青贮后CK组CP含量显著低于其他3个添加剂处理组(P<0.05)，M组CP含量显著高于LAB和LAB+M(P<0.05)。M组和LAB+M组的NDF含量没有显著差异(P>0.05)；但显著低于CK和LAB(P<0.05)。M组的ADF含量最低，显著低于CK和LAB(P<0.05)，但与LAB+M之间不存在显著性差异(P>0.05)。M组的WSC含量最高，显著高于其他处理组(P<0.05)；CK组DM损失率最高，LAB+M处理组损失率较低。

表4 青贮30 d不同处理组混合青贮饲料的营养成分Table 4 The nutritional quality of mixed silage for different additives

2.4 糖蜜、乳酸菌对籽粒苋与稻秸混合青贮有氧稳定性的影响

表5可见，混合青贮在有氧条件下暴露2 d，CK组和LAB+CK组的pH迅速上升，达到7以上，显著高于LAB组和CK组(P<0.05)。有氧条件下LAB组pH值上升的趋势最为缓慢，在暴露6 d时，达到5.91。

CK组和LAB+M组的乳酸含量在有氧暴露第2 d即迅速下降到0.15%和0.27%；LAB组乳酸含量在第2 d有小幅下降，一直到第6 d，乳酸含量仍旧有2.04%；M组乳酸含量在第2 d有小幅回升，然后在第4 d迅速下降，至第6 d仅有0.37%。有氧条件下CK组和LAB+M组的乙酸含量迅速下降；M组在有氧暴露第2 d乙酸含量有小幅下降，之后迅速降低；LAB组在有氧暴露第2，4 d乙酸含量上升，到第6 d下降到0.76%。

可见，LAB处理组的有氧稳定性最好，M组次之；LAB+M组和CK组开包后不宜长时间暴露在有氧条件。

表5 混合青贮料在有氧暴露条件pH值及乳酸、乙酸含量的变化Table 5 The changes of pH,Lactic acid and Acetic acid (%DM) of the mixed silages during aerobic exposure

3 讨论

3.1 糖蜜、乳酸菌对青贮发酵品质的影响

青贮原料表面活性乳酸菌和可溶性碳水化合物是青贮发酵的关键因子，生产中常通过外源添加乳酸菌或糖蜜以提高青贮发酵品质，但糖蜜或乳酸菌在不同原料的青贮过程中发挥的作用不尽一致。郭刚等[15]在西藏地区利用燕麦秸秆(Avenasativa)和多年生黑麦草(Loliumperenne)(4∶6)进行混合青贮，研究发现单独添加4%糖蜜较单独添加乳酸菌或糖蜜+乳酸菌组合添加青贮效果更好。而肖慎华等[16]研究发现西藏地区用箭筈豌豆(Viciasativa)与苇状羊茅(Festucaarundinacea)进行混合青贮时，乳酸菌+4%的糖蜜组合添加青贮效果好于单独添加糖蜜或乳酸菌的处理。刘艳芳等[4]研究发现添加籽粒苋青贮过程中，添加乳酸菌+30 g·kg-1葡萄糖可使pH值和氨态氮/总氮显著低于单独添加乳酸菌或葡萄糖处理组及未添加对照组(P<0.05)；乳酸菌和葡萄糖共同作用可加快籽粒苋青贮发酵进程，减少营养物质损失。HashemzadehCigari等[17]在紫花苜蓿(Medicagosativa)青贮研究中发现，同源发酵乳酸菌剂(HO)和同源发酵乳酸菌+丙酸产生菌复合菌剂(HOPAB)与5%糖蜜组合添加时可极显著降低苜蓿青贮料中的氨氮含量(P<0.01)。本研究结果表明，单独添加糖蜜或糖蜜+乳酸菌组合添加均可改善籽粒苋与稻秸混合青贮发酵品质，糖蜜组和糖蜜+乳酸菌复合添加的混合青贮pH、乙酸含量显著低于单独添加乳酸菌组和未添加的对照组，而乳酸和乳酸/乙酸显著高于单独添加乳酸菌组和未添加的对照组，但乳酸菌组的有氧稳定性最好，糖蜜组次之，糖蜜+乳酸菌处理组合未添加的对照组较差。值得注意的是，本研究中糖蜜处理或和糖蜜+乳酸菌复合添加处理混合青贮料中乳酸含量显著提高，但乙酸含量显著下降。陈鑫珠等[18]研究亦发现在苎麻与杂交狼尾草混合青贮中添加5%糖蜜显著(P<0.05)降低青贮料的pH、氨态氮含量、乙酸含量和丁酸含量，显著(P<0.05)提高青贮料的干物质含量和乳酸含量。

3.2 糖蜜、乳酸菌对青贮营养品质的影响

各类添加剂在改善发酵品质的同时，对营养品质也有一定影响。刘艳芳等[4]研究发现籽粒苋青贮过程中添加乳酸菌+30 g·kg-1葡萄糖可显著提高CP含量，降低DM损失率；马春晖等[19]发现在青贮中添加乳酸菌可提高CP含量。高丹草(Sorghumbicolor×Sorghumsudanefe)青贮时添加甘蔗糖蜜和磨碎的玉米粒均不影响青贮料中粗蛋白含量，但糖蜜处理组的粗蛋白含量显著高于磨碎玉米处理组(P<0.05)；糖蜜处理组的NDF和半纤维素含量显著高于磨碎玉米处理组(P<0.05)[20]。陶莲等[21]研究发现，在红三叶(Trifoliumpratense)青贮时NDF和ADF都具有随着糖蜜含量的增加而降低的趋势。李龙兴等[22]研究发现外源添加3%的糖蜜可显著降低去穗玉米秸秆青贮料中ADF含量(P<0.05)，但对NDF含量无显著影响。本研究中糖蜜、乳酸菌+糖蜜及乳酸菌处理组的CP含量均显著高于未添加组；糖蜜及乳酸菌+糖蜜处理可同时显著降低NDF和ADF含量(P<0.05)。

3.3 籽粒苋与稻秸混合青贮可行性分析

混合青贮可扩大青贮原料来源，趋利避害，是生产上较为实用的技术。阴法庭等[23]研究发现盛花期刈割收获的饲料油菜(Brassicanapus)与玉米秸秆以7：3的混合青贮品质较好。陈鑫珠等[18]研究发现苎麻(Boehmerianivea)和杂交狼尾草(Pennisetumamericanum×P.purpureum)以5:5的混合青贮品质较好，如外源添加糖蜜则以7：3效果较好。

水分含量过高是限制籽粒苋单独青贮成功的重要限制因素，青绿饲草收获季节如遇阴雨天气，实际生产过程中很难通过晾晒控制含水量；籽粒苋茎干较粗，且含有胶质状物质，生产中多采用压扁装置处理茎干，但晾晒至青贮适宜含水量仍需1～2 d，且增加了操作程序；如收割后采用不落地青贮法，直接粉碎与吸水性强的稻秸混合，可快速调节含水量，使其达到青贮适宜水分含量要求，同时稻秸质地柔软便于挤压，可提高混合青贮压实密度。新鲜全株籽粒苋与稻秸原料按3：2质量比进混合青贮，可保证原料适宜乳酸菌繁殖的含水量范围(65%±5%)，混合青贮饲料各处理pH值均小于4.2，且青贮料中未检测到丁酸，同时NH3-N/TN均小于4%，达到优质青贮范围(NH3-N/TN<10%)，说明籽粒苋与稻秸混合青贮原料配比可行，外源添加糖蜜或者乳酸菌可提高青贮品质和有氧稳定性。

4 结论

外源添加4%糖蜜、乳酸菌或复合添加均可有效改善新鲜全株籽粒苋与稻秸混合青贮发酵品质和营养品质，且损失率较低；乳酸菌单独添加混合青贮有氧稳定最好，糖蜜次之。