乳酸菌或有机酸盐与尿素复配添加对紫花苜蓿混合青贮的影响

165—1732021年5月

第 30 卷第 5 期Vol. 30, No. 5

草业学报

ACTA PRATACULTURAE SINICA

DOI ： 10. 11686/cyxb2020372

http ://cyxb . magtech. com. cn

谢展，穆麟，张志飞，等.乳酸菌或有机酸盐与尿素复配添加对紫花苜蓿混合青贮的影响•草业学报，2021, 30(5)： 165- 173.

XIE Zhan , MU Lin, ZHANG Zhi -fei , et al . Effects on fermentation in alfalfa mixed silage of added lactic acid bacteria or organic acid salt combined with

urea. Acta Prataculturae Sinica , 2021, 30(5)： 165-173.

乳酸菌或有机酸盐与尿素复配添加对紫花苜蓿混合青贮的影响

谢展】，穆麟】，张志飞广，陈桂华】，刘洋2，高帅2，魏仲珊2

(1.湖南农业大学农学院，湖南长沙410128；.湖南德人牧业科技有限公司，湖南常德415921)

摘要：以紫花苜蓿、稻秸和麦麸按质量比8： 1：1为混合青贮原料，设计双因素试验，因素A ：乳酸菌(LA )和有机酸盐 (AS )，因素B ：尿素添加量分别为1.5(U )、3.()(U )和4.5(U3)g ・kg —1FW 和未添加组(U 。)。青贮45 d 后分析发酵品质、营养品质和有氧稳定性，结果表明：乳酸菌处理组的pH 值、粗蛋白含量、中性洗涤纤维含量、酸性洗涤纤维含

量和相对饲料价值等指标均显著优于有机酸盐处理组(P <0.05)，乳酸菌处理组的乙酸、丙酸、丁酸含量和氨态氮/

总氮显著低于有机酸盐处理组(P <0.05)o U 3处理组的pH 值、乙酸、丙酸和丁酸含量和氨态氮/总氮显著高于其他

3组；U 。处理组的中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和可溶性碳水化合物含量均高于其他3组，U 。处理组的粗蛋白质含量显著低于其他3组(P <0.05)o 添加乳酸菌的同时添加1.5或3.0g-kg -1FW 的尿素，混合青贮效果最佳。关键词：混合青贮；紫花苜蓿；尿素；乳酸菌；有机酸盐

Effects on fermentation in alfalfa mixed silage of added lactic acid bacteria or

organic acid salt combined with urea

XIE Zhan 1, MU Lin 1, ZHANG Zhi -fei 1', CHEN Gui -hua 1, LIU Yang 2, GAO Shuai 2, WEI Zhong -shan 2

1. College of A gronomy , Hunan Agricultural University , Changsha 410128, China ；

2. Hunan Dere?n Husbandry Scie?nce and Tech/iol- ogy Ltd. , Changde 415921, China

Abstract : This research investigated the influence of added lactic acid bacteria (LAB ) or organic acid salt (OAS )

together with urea on mixed alfalfa silage fermentation. The silage raw materials were alfalfa ，rice straw and wheat

bran in proportions of 8： 1： 1 by mass. The experiment design was a 2X4 factorial , with LAB or OAS as factor A

and four rates of urea : 0 (U ()) , 1. 5 (U ) , 3. 0 (U 2) or 4. 5 (U 3) g * k g —1 FW , as Factor B. After 45 days of fermentation , the fermentation quality , nutritional quality and aerobic stability were analyzed. It was found that the

pH ，crude protein ，neutral detergent fiber ，acid detergent fiber and relative feed values of the LA treatment group were significantly better than those of the AS treatment group ，and the contents of acetic acid ，propionic acid ，

butyric acid and NH 3-N/TN in the LAB treatment group were significantly lower than those in the OAS treatment group (P <0. 05). The pH value , and levels of acetic acid , propionic acid , butyric acid and NH 3-N/TN in the U 3

treatment group were significantly higher than those in the other 3 groups. Neutral detergent fiber ，acid detergent

fiber and soluble carbohydrate content in the U 0 treatment group were higher than those in other 3 groups ； and crude protein content in the U 0 treatment group was significantly lower than that in the other 3 groups ( P <0. 05) . The

收稿日期:2020-08-03；改回日期:2020-10-10

基金项目：湖南省教育厅科学研究重点项目(18A097)和湖南省科技扶贫项目(2020NK3008)资助作者简介：谢展(1993-)，男，湖南邵阳人，在读硕士。E -mail ： *****************

* 通信作者 Corresponding author. E -mail : zhangzf@hunau . edu. cn

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optimal formulation for mixed silage fermentation was the addition of LAB to U】or U2urea treatments.

Key words：mixed silage；alfalfa；urea；lactic acid bacteria；organic acid salt

紫花苜蓿(Medicago sativa)是世界上广泛种植的多年生优质豆科牧草，营养价值高，适口性好，有“牧草之王”的美誉。随着畜牧业的快速发展，近年来紫花苜蓿在我国南方也被广泛推广［11而南方气候多变，苜蓿收获期常遇雨季，干草晒制较为困难。罗颖洁等⑵表明利用新鲜紫花苜蓿与不同比例的水稻秸秆和麦麸进行混合青贮，可解决紫花苜蓿雨季安全贮藏的问题，同时可促进水稻秸秆饲料化，提高秸秆利用率，但水稻秸秆粗纤维含量较高，随着水稻秸秆添加量增加，混合青贮的营养品质下降。而青贮添加剂的使用是提高青贮发酵品质和营养品质的有效途径［31o

青贮促进型添加剂乳酸菌有利于青贮料快速进入乳酸菌发酵阶段，降低青贮料pH值，抑制有氧发酵菌的生长，达到保存青贮料营养物质的目的［31；青贮抑制型添加剂有机酸(盐)能够快速降低青贮料的pH值，抑制青贮初期有害微生物的繁殖，减少青贮料发酵初期营养物质的损失，从而保证有更多的营

养物质供乳酸菌繁殖利用产生有机酸，达到保存更多青绿饲草营养物质的目的［3—41；青贮营养型添加剂尿素作为一种非蛋白氮，可增加青贮饲料中的粗蛋白质含量［51，还可使青贮料的有氧稳定性延长［61o全株玉米(Zea mays)青贮中复合添加乳酸菌和尿素能提高青贮料的乳酸和氨态氮含量，防止pH值过分降低，提高粗蛋白质含量［71；玉米青贮中添加丙酸和尿素效果也优于单独添加效果［81；皇竹草(Pennisetum sinese)青贮中复合添加乙酸和尿素亦有利于提高青贮的营养品质［91。基于此可知，乳酸菌、有机酸与适量的尿素在青贮过程中可起到复配增效的作用。本研究以80%新鲜紫花苜蓿+10%水稻秸秆+10%麦麸(质量比)为青贮原料，探讨乳酸菌或有机酸与不同比例尿素复配添加对混合青贮料发酵品质、营养品质和有氧稳定性的影响，比较紫花苜蓿混合青贮料中乳酸菌与有机酸和尿素复配的青贮效果，筛选适宜的添加剂组合。

1材料与方法

1.1试验材料

紫花苜蓿种植于湖南省常德市西湖管理区试验地(海拔32m,112°03'46”E,29°07,04”N),2018年9月26日第5茬现蕾期刈割，粉碎至1~2cm待用。收获当年的风干水稻秸秆粉碎至2~3cm待用。麦麸购自邯郸市锐马面业有限公司。青贮材料化学成分见表1o

表1青贮原料化学成分

Table1Chemical composition of ensilage materials

青贮材料干物质粗蛋白质酸性洗涤纤维中性洗涤纤维可溶性碳水化合物Ensilage materials Dry matter Crude protein Acid detergent fiber Neutral detergent fiber Water soluble carbohydrate (%FW)(%DM)(%DM)(%DM)(%DM)紫花苜蓿Alfalfa26.64+0.4522.00+0.3528.46+0.2342.92+0.18 4.12+0.05水稻秸秆Rice straw89.30+0.00 4.13+0.1539.84+0.7570.98+0.23 1.64+0.08麦麸Wheat bran89.70+0.1015.68+0.0518.88+0.5739.08+9.17 4.99+0.04

DM：干物质Dry matter；FW：鲜重Fresh weight.

乳酸菌剂购自台湾亚芯生物科技有限公司，含植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)及其他乳酸菌类，活菌数为1.0X1011cfu-g—1o有机酸盐购自四川爱客信生物科技股份有限公司，含丙酸＞20%，丙酸铵＞15%，铅＜10 mg-kg-1,^＜2mg-kg—1o尿素购自湖北省三宁化工股份有限公司，总氮＞46.5%。

1.2试验设计

本试验采用双因素试验设计，因素A为菌酸添加剂，设2个水平：乳酸菌(lactic acid,LA)剂组，添加量2g

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t-1FW和有机酸盐(organic acid salt,AS)组添加量1g-kg-1FW；因素B为尿素添加量，设4个水平，添加量分别为0(U0)、1.5(U1)、3.0(U)和4.5(U3)g-kg-1FW。共8个处理组，每处理组6次重复。

新鲜紫花苜蓿、水稻秸秆和麦麸的质量比例为8：1：1。首先将不同添加比例的尿素溶解于少量水中分别均匀喷洒在水稻秸秆上，再将乳酸菌或有机酸盐均匀喷洒新鲜紫花苜蓿，然后二者与麦麸混合均匀；使用聚乙烯包装袋真空包装，每袋600g。避光室温(25°C)保存45d后，开包取样测定各项指标。

1.3指标与测定方法

开包后取20g青贮料装入榨汁机(九阳JYL-C012型多功能搅拌机)，加入180mL去离子水，运行2min，用2层无菌纱布过滤，再用定性滤纸进行过滤，得到青贮饲料浸提液，用于pH值、乳酸(LA)、乙酸(acetic acid,AA)、丙酸(propionic acid,PA)、丁酸(butyric acid,BA)和氨态氮(ammonia-N,NH3-N)含量的测定，各指标3次重复。pH值采用Spectrum公司SI400型pH计测定；乳酸含量使用高效液相色谱仪(Agilent1260，美国)测定；乙酸、丙酸和丁酸含量使用气相色谱仪(Agilent7890A，美国)测定［10］；NH3-N测定方法参照T/CAAA003-2018中的苯酚一次氯酸钠比色法测定［11］。

其余青贮饲料四分法取150g,65C烘干48h，测定干物质含量(dry matter,DM)；干样用于粗蛋白(crude protein,CP)、可溶性碳水化合物(water soluble carbohydrates,WSC)、中性洗涤纤维(neutral detergent fiber,NDF)和酸性洗涤纤维(acid detergent fiber,ADF)含量的测定，各指标3次重复。CP含量

采用凯氏定氮法测定［12］,NDF和ADF含量采用范氏法测定［12］,WSC含量采用蔥酮比色法测定［13］。根据NDF和ADF含量计算相对饲料价值(relative feed value,RFV)［14］。

1.4青贮饲料发酵品质的评分

参照日本草地畜产协会制定的青贮饲料发酵品质V-score评分标准［15］，根据NH3-N/TN、AA、PA及BA含量计算V-score评分，满分为100分，得分越高，发酵品质越好。

1.5青贮饲料有氧稳定性分析

采用天贺MDL-1048A高精度温度记录仪说(上海)进行采集开包后青贮料暴露在空气中的实时温度，每隔30min记录一次温度［16］。每个处理3次重复，有氧暴露7d终止试验。

1.6统计分析

采用Excel2007和DPS7.05软件进行数据处理以及双因素方差分析和多重比较。

2结果与分析

2.1菌酸添加剂及尿素添加量对紫花苜蓿混合青贮营养品质和发酵品质的影响

双因素方差分析结果表明(表2)，菌酸添加剂种类对紫花苜蓿混合青贮pH值和NH3-N/TN均有显著影响(P V0.05)，对AA含量有极显著影响(P<0.01)，对其他指标无显著性影响(P>0.05)；尿素添加量对紫花苜蓿混合青贮DM含量有显著影响(P<0.05)，对AA含量和NH3-N/TN有极显著影响(P<0.01)，对其他指标无显著性影响(P>0.05)；菌酸添加剂和尿素添加量的交互作用对紫花苜蓿混合青贮AA含量有显著影响(P< 0.05)，对CP、NDF、ADF、RFV、pH值、PA、BA含量均有极显著影响(P<0.01)；对其他指标均无显著影响(P>0.05)。

2.2菌酸添加剂对紫花苜蓿混合青贮发酵品质和营养品质的影响

菌酸添加剂多重比较表明(表3),LA组的pH值为4.44，显著低于AS组(4.75)(P<0.05)；LA组的AA、PA、BA含量和NH3-N/TN显著低于AS组(P<0.05)；LA组的LA含量比AS组高，但不存在显著差异(P> 0.05)。LA组的CP.RFV指标显著优于AS组(P<0.05)；LA组的NDF、ADF、WSC含量显著低于AS组(P< 0.05)；LA组的干物质含量高于AS组，但无显著差异(P>0.05)。综合来看，乳酸菌处理组的青贮效果好于有机酸盐处理组。

2.3尿素添加量对紫花苜蓿混合青贮发酵品质和营养品质的影响

尿素添加量多重比较表明(表4),U1组的pH值最低(4.38)，显著低于其他处理组(P<0.05),U3组的pH值最

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表2添加剂种类和尿素添加量对紫花苜蓿混合青贮的影响

Table 2 Effects of additive types and different urea addition on alfalfa mixed silage

项目Item

指标Index

菌酸添加剂Microbial acid additive

尿素添加量Urea addition

交互作用Interaction

发酵品质 Fermentation quality pl I 值 pl I value

NS **

乳酸 Lactic acid NS NS NS 乙酸 Acetic acid **

丙酸 Propionic acid

NS NS **丁酸 Butyric acid NS NS **

氨态氮/总氮NH a -N/TN

**NS 营养成分 Nutrient quality 干物质Dry matter NS *

NS 粗蛋白质Crude protein

NS NS **中性洗涤纤维 Neutral detergent fiber

NS NS **酸性洗涤纤维Acid detergent fiber

NS NS **

可溶性碳水化合物Water soluble carbohydrate NS NS NS 相对饲料价值Relative feed value

* ：P <0. 05 ； ** ：P <0. 01 ； NS ：不显著 Not significant.

表3菌酸添加剂对紫花苜蓿混合青贮营养品质和发酵品质的影响

Table 3 Effects of different additives on fermentation quality and nutrient quality of the alfalfa mixed silage

注：同行不同小写字母表示差异显著(P V0.05)；LA ：乳酸菌；AS ：有机酸盐。下同

项目Item

指标 Index LA AS 发酵品质 Fermentation quality pl I 值 pl I value

4. 44+0. 22b

4. 75+0. 25a

乳酸 Lactic acid (%DM )

6. 50+0. 71a 5. 53+1. 11a

乙酸 Acetic acid ( %DM )0. 96+0. 08b 1. 16+0. 33a 丙酸 Propionic acid ( % DM )

0. 04+0. 01b 0. 08+0. 08a 丁酸 B utyric acid ( % DM )0. 01+0. 02b 0. 08+0. 08a

氨态氮/总氮NH a -N/TN (%)

8. 91+3. 60b

10. 06+3. 12a

营养成分 Nutrient quality 干物质Dry matter (%FW )39. 00+1. 88a 38. 87+1. 65a 粗蛋白质 Crude protein (%DM )

17. 03+ 0. 57a

16. 79+0. 66b

中性洗涤纤维 Neutral detergent fiber ( %DM )

37. 58+1. 55b 41. 35+2. 66a 酸性洗涤纤维 Acid detergent fiber (%DM )

21. 46+1. 79b 22. 23+1. 53a

可溶性碳水化合物 Water soluble carbohydrate ( %DM )

0. 88+0. 16b

1. 05+0. 11a

相对饲料价值Relative feed value

179. 06+10. 02a 161. 81+13. 03b

Note : Different lowercase letters in the same line show significant differences (P <0. 05) ； LA : Lactic acid ； AS : Organic acid salt. The same below.

高；各处理组的LA 含量不存在显著性差异(P 〉0.05)，但随着尿素添加量的增加，LA 含量有减少的趋势；U 3组的

AA 、PA 和BA 含量和NH 3-N/TN 显著高于其他3组(P <0. 05) ； NH 3-N/TN 随尿素添加量的增加而显著升高。

U 1组的DM 含量显著高于其他组(P <0.05)；U ”组的CP 含量显著低于U 1、U 2和U 3组(P <0. 05)，其中U ：组的CP

含量最高，为17.52% ；U1.U 2和U 3组的NDF 和ADF 含量显著低于U °组(P <0. 05)，其中U 组最低，分别为

37. 40%和21. 10% ；U1.U 2和U 3组的RFV 显著高于U °组(P <0. 05)，其中U 组的RFV 最高，为180. 56。综合来

看，U 1和U ?组的青贮效果优于U 3和U "组。

2. 4尿素添加量对菌酸添加剂组紫花苜蓿混合青贮料pH 值、干物质和氨态氮/总氮的影响

分别对菌酸添加剂和不同尿素添加量混合青贮的pH 、DM 和NH 3-N/TN 进行单因素方差分析(表5)，结果发

第30卷第5期草业学报2021年169现：乳酸菌作为添加剂时，U1组的干物质含量为41.77%，显著高于

其他3组(P<0.05),pH值为4.27，显著低于其他3组(P<0.05)，其中U3组的pH值最高。有机酸盐作为添加剂时，U1组的干物质含量为40.77%，显著高于U2和U3组(P<0.05),U1组的pH值为4.48，显著低于和U°组(P<0.05)。菌酸添加剂的氨态氮/总氮值均随尿素添加量的增加而显著上升(P<0.05)。

表4不同尿素添加量对紫花苜蓿混合青贮发酵品质和营养品质的影响

Table4Effects of different urea dosage on fermentation quality and nutrient quality of the alfalfa mixed silage 项目Item指标Index U0U1U2U3

发酵品质pH值pH value 4.44士0.15c 4.38士0.12d 4.67士0.32b 4.90士0.13a Fermentation乳酸Lactic acid(%DM) 6.34士0.85a 6.34士0.38a 5.94士1.03a 5.45士1.64a quality

乙酸Acetic acid(%DM)0.95士0.09b0.93士0.03b 1.01士0.02b 1.37士0.38a

丙酸Propionic acid(%DM)0.03士0.00b0.03士0.00b0.04士0.01b0.12士0.10a

丁酸Butyric acid(%DM)0.02士0.02c0.00士0.00d0.03士0.03b0.12士0.10a

氨态氮/总氮NH3-N/TN(%) 6.93士1.04c7.25士1.12c9.05士1.19b14.72士0.96a 营养成分干物质Dry matter(%FW)38.97士1.11b41.27士0.65a38.12士1.09bc37.38士0.84c Nutrient quality粗蛋白质Crude

protein(%DM)16.17士0.09d16.76士0.30c17.52士0.32a17.19士0.55b 中性洗涤纤维Neutral detergent fiber(%DM)41.65士2.78a37.40士1.78c38.70士1.03c40.11士3.73b

酸性洗涤纤维Acid detergent fiber(%DM)23.47士0.65a21.10士0.60b21.46士0.81b21.33士2.67b

可溶性碳水化合物Water soluble carbohydrate(%DM)0.93士0.15a 1.06士0.12ab0.98士0.22ab0.90士0.09b

相对饲料价值Relative feed value158.32士10.83c180.56士8.45a173.62士5.05b169.24士20.61b

表5尿素对不同添加剂组紫花苜蓿混合青贮pH、干物质和氨态氮/总氮的影响

Table5Effects of additives and urea on fermentation quality of the alfalfa mixed silage

菌酸添加剂Bacteroic acid additive

尿素添加量

Urea addition

干物质

Dry matter(%FW)

pH值

pH value

氨态氮/总氮

NH3-N/TN(%)

LA U038.60士1.10b 4.31士0.00c 6.10士0.77c

U141.77士0.50a 4.27士0.00d 6.49士0.36c

U238.27士0.50b 4.40士0.01b8.55士1.48b

U337.37士1.10b 4.79士0.00a14.51士0.79a AS U039.33士1.21ab 4.57士0.01c7.77士0.21c

U140.77士0.25a 4.48士0.01d8.02士1.12bc

U237.97士1.63b 4.95士0.01b9.55士0.78b

U337.40士0.76b 5.01士0.00a14.93士1.24a

注：同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，下同。

Note:Different lowercase letters in the same column show significant difference(P<0.05),the same below.

2.5尿素添加量对菌酸添加剂组紫花苜蓿混合青贮料有机酸含量的影响

乳酸菌作为添加剂时，各尿素添加组的LA.AA和PA含量不存在显著差异(P>0.05)，仅U3组检测出BA；V-score值随尿素添加量的增加呈下降趋势，其中U3组最低，为69.29，其他各组均高于90.00。有机酸盐作为添加剂时，各处理组的LA含量无显著差异(P>0.05)；U3组的A A.PA和BA含量显著高于其他3组(P<0.05)；U 组的V-score值在同组中为最低，其他组评分均在87.67分以上，属于青贮发酵品质良好(表6)。

2.6尿素添加量对菌酸添加剂组紫花苜蓿混合青贮料营养品质的影响

乳酸菌作为添加剂时，各尿素添加组的WSC含量无显著差异(P〉0.05)；CP含量随尿素添加量的增加呈显

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