不同收获期燕麦青贮品质分析

宋 磊，王彦超，张凡凡，王旭哲，张 建，马春晖

(1.石河子大学动物科技学院，新疆石河子 832000；2.石河子大学食品学院，新疆石河子 832000)

0 引 言

【研究意义】燕麦(Avenasativa)是禾本科燕麦属粮饲兼用型作物，具有产草量高，耐旱、抗寒、耐贫瘠，且营养成分含量高、适口性好、消化率高、适宜于青饲或调制干草[1]。燕麦饲草作为奶牛、肉羊、肉牛的理想饲料[2]。目前饲用燕麦的主要利用形式为调制干草和加工草粉，而刈割期受降雨影响，晾晒过程中养分损失大，难以调制优质干草[3]。青贮不受气候影响，且燕麦青贮技术也较为成熟[4]，原料的营养品质差异是造成青贮品质不同的根本原因[5]。燕麦品种对于当地气候条件的适应情况及收获时期是影响原料营养品质的主要因素。西藏[6]、甘肃[7]、青海[8]和吉林[9]等地，对多个品种饲用燕麦的种植栽培技术、收获期青干草和青贮饲料调制[10]研究发现，不同品种燕麦在不同环境下表现出不同的差异性，燕麦生育期长短受环境因素影响，如我国华北和内蒙古燕麦生育期90～115 d；甘肃在90～110 d[11]；而青海牧区多为110～140 d[12]。青引1号(Qingyin NO.1)在吉林[9]与西藏河谷地区[6]分别种植，营养品质存在显著差异，新疆作为西北地区重要的畜产业基地，确定当地适应性最好的品种及其青贮收获期是青贮技术精准改良的关键之一[13-15]。【前人研究进展】燕麦品种在不同生育期的青贮营养价值均优于青干草[16]，但燕麦的鲜草草产量高峰与营养品质高峰不在同一时期[17]，燕麦在抽穗期时有最高的鲜草产量和蛋白含量，此时青贮能够在保证鲜草产量的前提下，获得较高的青贮品质[18-19]。抽穗期含水量过高，不利于青贮，会引起厌氧杂菌发酵造成营养物质大量流失[20-21]，应该控制原料含水量在55%～65%，较容易青贮[22]，燕麦适宜青贮的时期为乳熟期接近蜡熟期[23]。【本研究切入点】燕麦青贮收获时期上需进一步的研究。研究适宜新疆石河子地区种植的青贮燕麦品种并确定最佳收获期。【拟解决的关键问题】选取5个早、中熟品种燕麦在抽穗期、乳熟期分别刈割并青贮并分析测定其营养品质及发酵品质，筛选出最佳种植的燕麦品种和适宜收获期，为燕麦品种选育及青贮加工提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材 料

试验地在新疆石河子147团4连牧草实验站(N 44°20′、E 85°57′)，土壤类型为灰漠土，土壤容重为1.48 g/cm3，田间持水量为24.6%，土壤饱和体积含水量为29.2%，0～20 cm耕层土壤含有机质25.3 g/kg，碱解氮72.6 mg/kg，速效磷26.3 mg/kg，全磷0.51 g/kg。年均气温7.5～8.2℃，年日照数为2 721～2 818 h，年降雨量180～270 mm，年蒸发量1 000～1 500 mm，无霜期147～191 d。1年中的最高气温在7月，平均气温28～32℃；最低气温在1月，平均气温-14℃左右[24]。

2018年4月28日播种，参试5个燕麦品种，抽穗期、乳熟期刈割，分别取20个样方，每个样方1 m2。采样时保持草株完整。燕麦收获后用粉碎机粉碎，粉碎长度约2～3 cm，待贮。真空袋选用33 cm×48 cm的聚乙烯青贮袋，用真空打包机(SINBO Vacuum Sealer)抽真空后密封。表1

1.2 方 法

在抽穗期、乳熟期收获测定鲜草产量(fresh grass yield，FY)后采用真空袋青贮，每袋2.0 kg，3次重复，青贮60 d开袋感官评定，同时检测样品的干物质(dry matter，DM)、中性洗涤纤维(neutral detergent fiber，NDF)、酸性洗涤纤维(acid detergent fiber，ADF)、粗蛋白(crude protein，CP)、可溶性碳水化合物(water soluble carbohydrate，WSC)、pH、乳酸(lactic acid，LA)、乙酸(acetic acid，AA)、丙酸(propionic acid，PA)和氨态氮(ammonia cal nitrogen，NH3-N)含量。

鲜草产量测定，小区25 m2(5 m×5 m)样方，刈割(留茬5 cm)称鲜重，重复3次；感官评定采用以嗅觉、结构和色泽为评定指标的德国农业协会(Deutche lan dwirtschafts geseut-schaft)评分法，满分为20分，16～20分为优良，10～15分为尚好，5～9分为中等，0～4分为腐败[25]。各化学指标均按国标法测定[26]，采用烘干法测定DM含量；范式(van soest)洗涤纤维法测定NDF和ADF含量；半微量凯氏定氮法测定CP含量；蒽酮—硫酸比色法测定WSC含量；酸度计(pHS-25，上海雷磁)测定pH值；有机酸含量(LA、AA、PA)用液相色谱法测定，色谱条件为：色谱柱Agilent ZORBAX SB-C18(5 μm，4.6×250 mm)，流动相0.01 mol/L(NH4)2HPO4，用1 mol/L的HPO调至pH=2.70，临用前用超声波脱气，流速1.0 mL/min，进样20 μL，紫外检测器波长214 nm；苯酚—次氯酸钠比色法测NH3-N含量[27]。

1.3 数据处理

采用Excel 2007软件进行数据的初步整理，SPSS 22.0软件进行数据的F检验，当通过F检验后进行单因素(One- way ANOVA)方差分析，多重比较方法均采用Duncan法。采用隶属函数评价法选取其中DM、NDF、ADF、CP、WSC、NH3-N/TN及LA含量，共计7个指标进行综合评价，其中DM、CP、WSC及LA含量呈正相关隶属函数值；NDF、ADF和NH3-N含量呈负相关隶属函数值，最后根据各项指标得分总和进行排序，评价出最佳处理[28]，计算隶属函数值的具体公式为：

Ux(+)=(Xij-Ximin)/(Ximax-Ximin);Ux(-)=1-Ux(+).

式中：X为样品各指标测定值；Ux(+)为各指标呈正相关隶属函数值；Ux(+)为各指标呈负相关隶属函数值。

2 结果与分析

2.1 不同品种不同收获期燕麦青贮感官评定

研究表明，不同收获期的5个品种燕麦在经过60 d发酵后，在抽穗期魅力、陇燕2号感官评价明显优于其他3个品种，有较明显的芳香味或芳香果味、茎叶结构保持良好，且色泽与原料较为接近，为1级满分；青引1号和陇燕3号茎叶结构保持良好色泽呈现黄褐色，因芳香味较弱，得分16分；领袖色泽与原料接近，但芳香味较弱且茎叶结构保持较差，得到14分，评级为2级。各品种青贮感官评定乳熟期均优于抽穗期，有较明显的芳香味或芳香果味、茎叶结构保持良好，且色泽与原料较为接近，达到1级满分。表2

表2 不同品种燕麦青贮感官变化Table 2 Sensory analysis of different varieties of oat silage

2.2 不同燕麦品种原料品质对比

研究表明，不同燕麦品种之间各项指标均存在显著差异(P<0.05)，且不同收获期间差异显著(P<0.05)。品种对燕麦原料各项营养指标影响均达到显著(P<0.05)水平；品种间收获期对于各项指标的影响均达到显著(P<0.05)水平；对各项发酵品质指标影响均达到显著(P<0.05)水平；品种间收获期对于各项发酵品质指标的影响均达到显著(P<0.05)水平。

同品种不同收获期间对比，乳熟期各品种燕麦的YF、DM、WSC均显著(P<0.05)高于抽穗期；2个收获期NDF和ADF含量除青引1号NDF含量无显著差异外(P>0.05)，其余均差异显著(P<0.05)；抽穗期各品种CP含量显著高于乳熟期(P<0.05)。青引1号、陇燕2号和陇燕3号2收获期间pH值存在显著差异；领袖、陇燕3号和魅力2收获期间LA含量存在显著差异(P<0.05)；同品种2个收获期间NH3-N含量均存在显著差异(P<0.05)。表3

2.3 不同收获期燕麦青贮营养品质及发酵品质对比

研究表明，品种对燕麦青贮各项营养指标影响均达到显著(P<0.05)水平；收获期对于各品种间的各项指标的影响达到显著水平(P<0.05)，发酵时间对于燕麦营养品质的影响同样达到显著水平(P<0.05)。

经过60 d青贮发酵，供试燕麦的DM、NDF、ADF及WSC含量均显著下降(P<0.05)，CP含量显著上升(P<0.05)。乳熟期各品种燕麦青贮DM含量显著高于抽穗期(P<0.05)；抽穗期燕麦青贮的NDF、ADF及CP含量均显著高于乳熟期燕麦青贮(P<0.05)；2个收获期的试样经过60 d青贮发酵后WSC含量大幅下降，从之前的乳熟期显著(P<0.05)高于抽穗期，变成2个收获期间WSC虽有显著差异(P<0.05)，但无明显趋势。

抽穗期中，陇燕2号、陇燕3号和魅力DM显著高于其余品种(P<0.05)，青引1号、陇燕2号NDF显著低于其余品种(P<0.05)而pH显著高于其余品种(P<0.05)，陇燕2号的ADF含量显著高于其余品种(P<0.05)，青引1号和陇燕3号的CP、WSC均显著高于其他品种(P<0.05)，领袖的LA显著高于其余品种(P<0.05)，青引1号和魅力AA、NH3-N显著高于其余品种(P<0.05)，领袖和魅力的PA显著低于其余品种(P<0.05)。

乳熟期中青引1号和陇燕3号DM显著低于其余品种(P<0.05)，领袖与陇燕3号的NDF和WSC显著高于其余品种，青引1号与魅力的ADF含量显著高于其余品种(P<0.05)，陇燕2号CP、PA含量显著高于其余品种(P<0.05)而LA含量与陇燕3号一起显著低于其余品种(P<0.05)，领袖AA含量显著高于其余品种(P<0.05)，陇燕2号PA显著高于其余品种(P<0.05)，陇燕3号和魅力的NH3-N显著高于其余品种(P<0.05)。表4

2.4 不同收获期处理青贮燕麦各指标综合价值评价

研究表明，乳熟期领袖(0.65)>乳熟期陇燕3号(0.53)>乳熟期陇燕2号(0.52)>乳熟期青引1号(0.50)>乳熟期魅力(0.45)>抽穗期领袖(0.41)>抽穗期陇燕3号(0.40)>抽穗期青引1号(0.33)>抽穗期魅力(0.27)>抽穗期陇燕2号(0.26)。表5

表5 不同收获期燕麦青贮发酵60 d隶属函数变化Table 5 Subjection function analysis of oat silage in different growth period for 60 days

3 讨 论

3.1 不同收获期对燕麦原料及青贮的影响

收获期对燕麦青贮品质有显著影响，不同收获期对不同燕麦品种的YF、DM、CP、NDF、ADF及WSC含量均有显著影响[29]。试验中，乳熟期YF均高于抽穗期，乳熟期刈割的领袖YF最高，产量达46.29 t/hm2，抽穗期各品种燕麦原料DM含量为22.08%～25.09%，乳熟期DM含量在31.06%～37.74%，随着收获期的推迟，DM含量呈升高的趋势，与丰明等[30]的研究结果一致。

NDF和ADF是反映饲草纤维品质最主要的指标，ADF与动物消化率呈负相关，是指示饲草能量的关键，其含量越低，饲草的消化率越高，饲用价值越高[31]，研究认为，CP、NDF和ADF等营养品质，随着燕麦生长呈降低趋势，而WSC含量呈上升趋势[32]，研究中，抽穗期收获的各品种燕麦NDF和ADF含量显著高于乳熟期，而乳熟期燕麦WSC含量显著高于抽穗期，印证了这一观点。以往研究认为青贮要求的最低WSC含量为2.5%～3.5%[33]，研究中各试样抽穗期WSC含量为11.75%～13.22%，乳熟期WSC含量为17.42%～19.20%，即使DM含量较少的抽穗期领袖，也在感官评价环节有着较高的评分，可能是因为试样中充足的WSC含量为乳酸菌的生长繁殖提供充足的底物，加快了产酸速率，使得pH值迅速降低，发酵时间缩短，保留了原料的营养物质[34]。

优质青贮饲料的pH值应小于4.2[33]，且NH3-N/TN的比值不高于10% TN，NH3-N/TN的比值越高，CP分解率越高，青贮品质差[35]。试验中，抽穗期各品种pH值处于3.95～5.29，均值为4.60，LA含量在4.19%～6.29%，NH3-N/TN比值在6.12%～8.64%，乳熟期pH值处于3.95～4.71，均值为4.25，LA含量在4.77%～6.89%，氨态氮/总氮比值在6.07%～8.90%，所有供试品种NH3-N/TN的比值均低于10%，在发酵品质上乳熟期刈割优于抽穗期，对比青贮前后营养品质变化情况，乳熟期刈割并青贮，使营养品质保存更为完整，且CP含量上升1%左右，这与以往青贮饲料出现CP含量下降的情况有所不同，结合营养指标及发酵指标情况，可能是由于青贮前后蛋白损失较少，且NDF、ADF和WSC的总体下降，且导致CP在DM中的比例上升。参考营养品质变化情况及发酵指标及其隶属函数分析结果均印证了这一观点。

3.2 燕麦青贮隶属综合评价

研究运用隶属函数分析法较为客观的评价了不同收获期各品种燕麦的鲜草产量、营养指标及发酵指标并得出结论。通过综合评价分析方法能客观、综合地反映品种间的综合青贮品质的差异，可为筛选适合青贮的优良牧草及该牧草的最佳收获期提供重要科学依据。乳熟期领袖的综合评价数值最高。

4 结 论

对比2收获期燕麦原料品质，乳熟期YF、DM和WSC均显著高于抽穗期(P<0.05)，CP显著低于抽穗期(P<0.05)；NDF和ADF除青引1号NDF无显著差异外，其余品种均存在显著差异(P<0.05)，对比2个收获期燕麦青贮品质，乳熟期DM显著高于抽穗期(P<0.05)；抽穗期NDF、ADF及CP均显著高于乳熟期(P<0.05)。收获期差异是影响燕麦青贮品质变化的主要因素，各品种燕麦青贮品质乳熟期均优于抽穗期。较其它几个品种燕麦，领袖无论在抽穗期或乳熟期收获，青贮品质均最优。石河子地区燕麦青贮种植品种为领袖，以该品种乳熟期收获为燕麦青贮生产的主要方式。