不同纤维素酶浓度对高冰草青贮品质的影响

何国琼，喻滨鸿，罗 超，王毓钰，黄钰滢，邹文慧，闻小丽，郑小琴，张 艳

（四川民族学院横断山区生态修复与特色产业培育研究中心/川藏滇青林草抚育和利用研究中心 四川，康定 626001）

高冰草，原产于澳大利亚，禾本科多年生草本植物，根系发达，分裂能力强，具有耐盐、耐寒、耐干旱的能力[1]。可多次刈割，叶片丰富，牧草利用率高。鲜草带有香味，会吸引牛羊等牲畜啃食。在赵清等[2]的高冰草喂养实验中就发现，猪、马、牛、鹿等牲畜在使用高冰草喂养后其体重都有明显上涨。在刘玲等[3]的研究中发现，高冰草单独青贮形成的饲料不满足优质饲料的特征，通过控制高冰草含水量，添加甲酸、蔗糖能有效改善高冰草青贮饲料的品质，添加甲酸、蔗糖会降低青贮饲料的pH，提高乳酸含量、降低乙酸、氨态氮的含量，但青贮饲料的营养成分及干物质的保存率不高。此外，可以添加添加剂，如酶制剂、乳酸菌制剂、化学性添加剂和营养性添加剂等改善青贮品质，提高青贮饲料的营养价值及耐贮性。本实验探究添加纤维素酶是否可以改善高冰草青贮饲料的品质，利用其对青贮饲料营养价值与感官质量的影响，为青贮高冰草提供一定的理论依据和参考[4]。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

本试验所刈割的高冰草种植于四川民族学院黑日村农学实验地（30°12′N，102°17′E），该地位于甘孜州姑咱镇，地处康定市东部，大渡河西岸，平均海拔1400 m，热带河谷气候，年平均气温17℃。雨季在6～9 月，年平均降水量650 mm，日照时间长，昼夜温差大，历年无霜期250 d以上，年平均风速2～3 m[5]。

1.2 实验材料

1.2.1 高冰草

在高冰草抽穗期前（抽穗期：当高冰草的穗顶从其剑叶的叶鞘向外伸出5～25 cm 时）[5]，避开当天露水高发期（2022 年5 月20 日16：00）在试验地中选取具有代表性的区域，随机取样刈割地上部分大约25～30 cm的高冰草。

1.2.2 酶制剂

纤维素酶：酶活性为10万u/g，呈细粉末状，购自于山东隆科特酶制剂有限公司。分别称取0.01 g、0.02 g、0.03 g纤维素酶与200 g高冰草混合均匀配制成0.05 g/kg、0.1 g/kg、0.15 g/kg浓度梯度的青贮混合物进行青贮贮藏。

1.3 青贮调制

本试验为2因子8处理设计，两个因子分别是原料的含水量和不同浓度纤维素酶。不使用任何添加剂为对照（CK1：50%、CK2：70%）。收割抽穗期前的高冰草（地上部分大约25～30 cm）装入长1.2 m、宽0.8 m、厚度0.08 mm 的聚乙烯塑料袋中1小时内带回实验室。鲜样高冰草，采回即测含水量为70%；阴干高冰草原料是放置于实验室，避免太阳照射，阴干至水分含量为50%。鲜样高冰草及阴干高冰草均人工切碎至2 cm 后，按照四分法选取200 克/袋的样品装入聚乙烯塑料袋内，将不同浓度的纤维素酶（0.05 g/kg、0.1 g/kg、0.15 g/kg）与聚乙烯塑料袋内样品充分混合均匀，排除空气后密封，室温避光贮存45 d。贮藏期满，开袋查看青贮饲料的感官品质，烘干样品并磨样，测定其营养成分：粗灰分、粗脂肪、粗蛋白。

1.4 青贮饲料取样与测定

青贮材料经过烘箱105℃烘干至恒重后，放在干燥器中冷却至室温取出，经粉碎机粉碎过60目筛后，装入自封袋内待测。

粗灰分采用灰分法测定（GBT 6438-2007）；粗脂肪采用粗脂肪分析仪测定（SZF-06A）（GBT 6433-2006）；粗蛋白采用全自动凯式定氮仪测定（K9860）（GBT 6432-2018）。感官评价：使用德国农业协会青贮饲料感官评定标准（DLG）[6]，见表1。

表1 德国农业协会青贮饲料感官评定标准( DLG)

1.5 统计与分析

粗灰分（Ash）含量计算公式：

Ash（%）=（m2-m1）/m×100

式中，m2为炭化后坩埚加灰分的质量（g），m1空坩埚质量（g），m为试样质量（g）。

粗脂肪（EE）含量计算公式：

EE（%）=（m2-m1）/m×100

式中，m2为抽提后恒重盛有脂肪的抽提瓶质量（g），m1抽提瓶重量（g），m为试样质量（g）。

粗蛋白（CP）含量计算公式：

CP（%）=（V1-V2）×C×0.014×6.25/m

式中，V2为空白样消耗的盐酸量，空白值为0.2 mL;V1为滴定时消耗的盐酸量（mL）；C为盐酸浓度为0.1 mol/L，m为式样质量（g）。

使用Excel 整理数据，用SPSS 23.0 进行单因素方差分析，采用LSD 进行多重比较，显著性水平为0.05，不符合方差齐性检验的数据采用韦尔奇检验。

2 结果与分析

2.1 感官质量评价

由表2 可见，依据感官评定标准（DLG）评价，高冰草青贮时的含水量为50%：所有处理的高冰草青贮饲料的等级均为“良好”。纤维素酶浓度为0.15 g/kg 评分最高（14.3分），较CK1高出3.3分；0.1 g/kg次之（12.3分），高出对照（CK1）1.3 分；最低评分为0.05g/kg（11 分）与CK1评分相同。含水量为70%时：纤维素酶浓度为0.15 g/kg 处理组评分最高（13.6 分）等级为“良好”，较CK2高出7.6 分；0.05 g/kg次之（11.4分）等级也为“良好”，高出CK25.4分；最低评分为0.1 g/kg（9.4 分），高出CK23.4 分，与CK2等级相同均为“中等”。

表2 不同浓度添加剂对高冰草青贮饲料感官质量的影响

添加纤维素酶后高冰草青贮饲料的分数均优于CK组，青贮后呈黄色或深黄绿色且伴有轻微牧草香味。CK1分数最低呈墨绿色且伴有酸臭味。70%含水量高冰草青贮饲料感官评价整体表现低于50%含水量高冰草青贮饲料，添加纤维素酶0.15 g/kg 的青贮饲料感官评价优于其它添加剂处理组。

2.2 高冰草青贮饲料的营养价值

由图1 可见，高冰草青贮时原料含水量为50%时：不同浓度之间粗灰分、粗脂肪与粗蛋白含量均无显著性差异。随纤维素酶浓度的增加粗灰分、粗蛋白含量呈先降低后升高；粗脂肪含量呈逐渐增多，在纤维素酶浓度0.1 g/kg时高于对照组，0.15 g/kg时最高，为35.03 g/kg。

图1 原料含水量50%时高冰草青贮饲料的营养成分

由图2 可见，高冰草青贮时原料含水量为70%时：纤维素酶处理下3 个浓度的粗灰分含量显著低于CK2（P＜0.05）；纤维素酶处理下3 个浓度的粗蛋白含量无显著性差异，但随纤维素酶浓度增加粗蛋白含量呈增加的趋势，在纤维素酶浓度0.15g/kg 时粗蛋白含量最高。各不同浓度纤维素酶处理组之间粗脂肪含量有显著性差异，纤维素酶浓度为0.15g/kg 时粗脂肪含量显著大于0.05 g/kg、0.1 g/kg（P＜0.05）；纤维素酶浓度为0.5 g/kg 与0.1g/kg 浓度的粗脂肪含量无显著性差异。随着纤维素酶浓度的增加粗灰分、粗脂肪、粗蛋白含量呈现上升趋势。

图2 原料含水量70%时高冰草青贮饲料的营养成分

由表3 可见，零添加剂处理时，高冰草青贮原料含水量为70%的粗灰分和粗蛋白含量显著高于50%，粗脂肪显著低于50%；纤维素酶浓度为0.05 g/kg、0.1 g/kg、0.15 g/kg 时，高冰草青贮原料含水量为50%的粗灰分、粗脂肪和粗蛋白含量显著高于70%。

表3 不同高冰草原料含水量青贮饲料养分含量对比

高冰草原料的水分含量从70%降至50%，随着高冰草青贮原料的水分含量的减少，高冰草青贮饲料的粗灰分、粗脂肪、粗蛋白含量均有所提高。

3 讨论

3.1 含水量对高冰草青贮饲料的影响

含水量是决定青贮饲料成功与否的关键条件，一般来说，常规青贮以65%～75%为宜，半干青贮以45%～55%为宜，原料水分过高会导致青贮饲料发酵过程中出现漏液现象，营养物质散失，降低青贮饲料营养价值，本研究青贮原料水分为50%～70%，符合青贮标准[7]。

本研究发现青贮高冰草饲料的营养价值随着原料含水量的降低而升高，与原料含水量为70%处理相比，原料含水量为50%处理的粗脂肪含量分别提高了3.8 g/kg，6.67g/kg，5.3 g/kg；CP含量分别提高了8.43 g/kg，4.28 g/kg，6.76 g/kg 与闫星全等[8]的研究结果相似，高冰草水分含量降低有助于改善青贮饲料的品质。出现这个现象的原因可能是刈割后随着高冰草植物本身含水量的减少，破坏了其它有害微生物的生活环境，减少了耐低水分微生物的竞争对手，为乳酸菌等微生物创造了良好的生长环境[9]。

本试验还发现，两个不同原料含水量下青贮高冰草添加纤维素酶的粗灰分、粗脂肪粗蛋白有所改善。调控高冰草含水量被诸多学者认为是提高青贮高冰草发酵品质的有效手段，但最适含水量具体为多少当前仍没有具体结论。就本试验结果而言，原料含水量在50%时青贮饲料的发酵品质要优于在70%时与闫星全等[10]的研究结果相同。

3.2 不同纤维素酶浓度对高冰草青贮饲料感官质量的影响

感官质量是判定青贮饲料优劣最直观、最快速的方法。在青贮现场，从视、听、嗅、味、触五个方面直接对青贮饲料的水分、气味、颜色、柔软程度等方面做出基本判断[11]。在青贮过程中，检查青贮情况时发现，70%原料含水量处理组的含水量明显高于其他处理组，有少量汁液渗出密封袋，带有臭味，颜色呈现出墨绿色，牧草的茎叶结构保持极差，或有轻度白霉菌或轻度污染。其它处理组，特别是低水分、高纤维素酶的处理组，如原料含水量为50%时，添加纤维素酶0.15 g/kg 的高冰草茎叶结构保持良好，颜色呈现出淡黄色，无酸臭味，有一股芳香味。

青贮效果不佳，可能是因为采用青贮原料高冰草的含水量高，青贮过程中微生物的种类繁多，如，酵母菌、腐败菌、霉菌会利用残留的空气和压榨出的汁液大量繁殖，因此，若不压实、排气不彻底或高冰草的茎叶划破密封袋而残留空气则会出现发霉变质现象，影响青贮的感官品质[12]。

3.3 不同纤维素酶处理对高冰草青贮饲料营养成分的影响

粗灰分、粗脂肪、粗蛋白是鉴定饲料及饲料原料品质优劣的重要依据之一，对动物的生长发育，指导饲料及饲料原料加工，提高饲料品质具有重要意义[13]。粗灰分在青贮饲料生产中主要来源是植物本身的矿物质元素及泥土污染，本试验中采取地上部分大约25～30cm 的高冰草，严格控制了泥土来源，所以粗灰分基本为植物本身的矿物质元素。原料含水量为70%时，粗灰分含量相较于对照组有所下降，分别降低了7.59 g/kg，6 g/kg，5.23 g/kg；原料含水量为50%时，粗灰分含量与对照组相差不大。表明，纤维素酶有一定的降低高冰草青贮饲料粗灰分的作用。70%及50%原料含水量处理组中均为添加纤维素酶0.15g/kg 时粗脂肪含量最高，分别为31.52 g/kg、35.03 g/kg与郭婷添加纤维素酶对燕麦营养影响结果相同[14]。但粗脂肪不是越高越好，饲料中粗脂肪含量超过5%则会造成禽、兽消化不良或者腹泻，严重者会对胚胎造成伤害[15]。

有研究发现植物叶青贮中添加60～120 u/g的纤维素酶能提高青贮饲料蛋白质等营养物质的含量[16]。本试验中添加纤维素酶可以提高青贮饲料的粗蛋白、粗脂肪含量，减少鲜贮青贮饲料粗灰分的含量，但在50%含水量下粗灰分含量并没有与纤维素酶的含量呈现出相关性。纤维素酶在三个浓度处理水平之间对阴干高冰草青贮品质影响都不显著，这可能与酶浓度有关，超过一定的纤维素酶含量，发酵效果不会出现明显变化。

4 结论

高冰草进行青贮时原料含水量由70%降至50%时，高冰草青贮饲料的养分有所提高；添加纤维素酶后，高冰草的感官品质表现与CK相似，没有表现出添加纤维素酶的优势。综合考虑感官品质和养分含量，调制青贮饲料时，高冰草原料含水量为50%，纤维素酶浓度为0.15 g/kg时高冰草青贮效果最好。因此，采用含水量低的牧草并添加酶制剂更有利于青贮成功、改善青贮饲料的养分。