乳酸菌改善苜蓿、无芒雀麦混贮发酵品质及CNCPS蛋白组分.pdf

DOI:10.11829/j.issn.1001-0629.2022-0698赵璐洁，范华芳，孙鑫畅，张霞，腾美美，高诚泽，颜安，谢开云，万江春.乳酸菌改善苜蓿、无芒雀麦混贮发酵品质及CNCPS 蛋白组分.草业科学,2023,40(5):1397-1409.ZHAOLJ,FANHF,SUNXC,ZHANGX,TENGMM,GAOCZ,YANA,XIEKY,WANJC.EffectsofadditivesonfermentationqualityandCNCPSproteinfractionsoflegumegrasssilagemixture.PrataculturalScience,2023,40(5):1397-1409.乳酸菌改善苜蓿、无芒雀麦混贮发酵品质及 CNCPS 蛋白组分赵璐洁，范华芳，孙鑫畅，张霞，腾美美，高诚泽，颜安，谢开云，万江春（新疆农业大学草业学院/新疆草地资源与生态重点实验室,新疆乌鲁木齐830052）摘要：为探究添加剂对不同混播比例混贮饲料品质以及蛋白组分的影响。试验以豆禾 12 和豆禾 22 的紫花苜蓿(Medicago sativa)和 无 芒 雀 麦(Bromus inermis)混 播 牧 草 为 原 料，分 别 设 置 对 照 和 1105cfug1的 植 物 乳 杆 菌(Lactobacillus plantarum)和干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)处理，在青贮的 0、1、3、7、15、30 和 60d 动态测定混贮饲料的蛋白组分和蛋白酶活性，并于青贮 60d 后测定混贮饲料的发酵品质、营养成分和氮组分。结果表明：添加剂可降低豆禾混贮饲料中的非蛋白氮和结合蛋白，降低羧基肽酶活性，同时可降低混贮饲料的 pH 和氨态氮，并增加乳酸，起到改善豆禾混贮饲料品质的作用。豆禾 12 为混贮原料制成的混贮饲料品质优于豆禾 22；添加植物乳杆菌后的豆禾 1:2 混贮饲料，其 pH3.74，乳酸含量为 85.3gkg1，V-Score 评分为 90，发酵品质最好。关键词：紫花苜蓿；无芒雀麦；植物乳杆菌；干酪乳杆菌；蛋白酶；豆禾混播草地；青贮品质文献标志码：A文章编号：1001-0629(2023)05-1397-13Effects of additives on fermentation quality and CNCPS proteinfractions of legumegrass silage mixtureZHAOLujie,FANHuafang,SUNXinchang,ZHANGXia,TENGMeimei,GAOChengze,YANAn,XIEKaiyun,WANJiangchun(CollegeofGrasslandScience,XinjiangAgriculturalUniversity/XinjiangKeyLaboratoryofGrasslandResourcesandEcology,Urumqi830052,Xinjiang,China)Abstract:Medicago sativaandBromus inermiswithratiosof12and22legumegrassmixtureswereusedasmaterialtostudytheeffectsofadditivesonfermentationqualityandCNCPSproteinfractionsofmixedforagewithdifferentmixedsowingproportion.Thecontrol,Lactobacillus plantarumandLactobacillus caseitreatmentwereset,respectively.TheLABinoculantwereappliedattherateof1.0105cfug1.Theproteincomponentsandproteaseactivitiesofthemixedforageweredynamicallymeasuredat0,1,3,7,15,30and60daftersilage.Thefermentationquality,nutrientcomponents,andnitrogencomponentsweremeasuredat60daftersilage.Theresultshaveshownthattheadditivescouldreducethenonproteinnitrogen,conjugatedprotein,carboxypeptidasesactivity,pH,andammonianitrogen.Incontrast,itincreasedthe收稿日期：2022-09-01接受日期：2022-11-03基金项目：新疆维吾尔自治区自然科学基金(2022D01A69)；新疆维吾尔自治区重点研发任务专项计划：优质牧草高效生产与加工关键技术集成示范(2022B02003)，第一作者：赵璐洁(1998-)，女，新疆乌鲁木齐人，在读硕士生，研究方向为饲草料加工与利用。E-mail:通信作者：万江春(1987-)，男，重庆万州人，副教授，博士，研究方向为饲草料加工与利用。E-mail:xjau_第40卷第5期草业科学1397-1409Vol.40,No.5PRATACULTURALSCIENCE5/2023http:/lacticacid,therefore,improvingthequalityofthelegumegrasssilagemixture.Thequalityoftheratioof12legumegrasssilagemixturewashigherthanthatof22legumegrasssilagemixtures.Theratioof12legumegrasssilagemixturewithLactobacillus plantarumaddedhadthehighestfermentationqualitywithpH3.74,lacticacidcontentof85.3gkg1,andaDMandV-Scoreof90.Keywords:Medicago sativa;Bromus inermis;Lactobacillus plantarum;Lactobacillus casei;protease;legume grassmixtures;silagequalityCorresponding author:WANJiangchunE-mail:xjau_紫花苜蓿(Medicago sativa)具有产量高、营养丰富、可利用时间长等特点，在我国大多数地区被广泛种植。无芒雀麦(Bromus inermis)作为一种适应性强、适口性好、营养价值高的禾本科牧草，是我国西北、东北和华北建造栽培草地的优质草种1。豆禾混播草地因其具有较好的生产力、营养价值和适口性等优点，使其成为建植栽培草地的首选2。紫花苜蓿与无芒雀麦混播产量和品质都优于其单播牧草3，可为家畜提供优质的干草饲料和放牧草地4，从而为畜牧业的可持续发展提供有力保障。新疆维吾尔自治区伊犁哈萨克自治州昭苏县位于伊犁哈萨克自治州西南部，由于鼠虫危害以及长期过度放牧等原因，当地天然草地植破坏严重，生产力下降。在当地有条件的区域建立高产的豆禾混播草地，可提高产草量，是解决当地饲草料短缺问题的重要途径。昭苏县夏季气温低、多雷雨，已建植的豆禾混播栽培草地在作为打草场利用调制成干草时，往往会遇到不利天气，造成干草品质较差，严重降低栽培草地的使用价值。青贮可以弥补干草调制困难的问题，还能有效地减少养分损失。佟明昊等5研究结果表明，紫花苜蓿和高丹草(Sorghumbicolor S.sudanense)以 9010、8020 的比例混贮时品质最佳，对蛋白质的降解也有改善作用。吴羽晨和蔺芳6研究表明，将紫花苜蓿与多年生黑麦草(Lolium perenne)以 46 的比例进行混合青贮，能保留更多的营养成分。青贮原料表面的乳酸菌数量往往不足，不能满足青贮需求，为提高青贮品质，生产上采用青贮添加剂来提高青贮品质以及青贮成功率7。植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)和干酪乳杆菌(L.casei)均是兼性异型发酵乳酸菌，具有产酸速度快，产酸能力强的特点8，能够快速降低青贮饲料的 pH，抑制有害菌的活动，并且发酵产物乙酸能够提高青贮饲料的有氧稳定性9。目前，关于豆禾混播牧草青贮的研究大多将供试材料单独种植，收获后按一定比例混合青贮，再结合使用外源添加剂，探究其适宜的混合比例及外源添加剂对混贮饲料品质的影响，对建植后豆禾混播草地青贮特性及调控机理的报道则很少涉及。以紫花苜蓿为主要豆科牧草的混播草地按照一定混播比例种植并收获后，混贮饲料是否能达到预期效果还需验证。基于此，本研究以两种不同比例紫花苜蓿和无芒雀麦混播草地为研究对象，采用不同类型乳酸菌添加剂，探讨添加剂对不同混播比例青贮饲料品质以及蛋白组分的影响，以期确定适宜青贮的混播比例，为豆禾混播草地建设及利用积累理论依据。1 材料与方法 1.1 原料与添加剂昭苏县位于新疆维吾尔自治区伊犁哈萨克自治州西南部，全县草地面积 50 多万 hm2，占全县总面积的 46.7%。当地年均气温 2.70，年均降水量 512mm，土壤为黑钙土。本试验所用豆禾混贮原料为紫花苜蓿(新牧 4 号，新疆草地资源与生态重点实验室)和无芒雀麦(Carlton，北京正道种业有限公司)。种植时的豆禾混播比例分别为 12 和 22。豆禾 12 处理为紫花苜蓿与无芒雀麦各占其单播量的 33%和 67%(紫花苜蓿播种量为 5.0kghm2，无芒雀麦播种量为 20.0kghm2)，豆禾 22 处理紫花苜蓿与无芒雀麦各占其单播量的 50%(紫花苜蓿播种量为 7.5kghm2，无芒雀麦播种量为 15.0kghm2)，在紫花苜蓿初花期时进行取样，取样时豆禾混贮原料的碳氮比为 12 处理其碳氮比为 19.81(豆禾 12)和 16.31(豆禾 22)。添加剂为外源微生物菌剂，分别为植物乳杆菌(L.plantarumCGMCC10474)和干酪乳杆菌(L.caseiCGMCC10472)。1398草业科学第40卷http:/ 1.2 青贮试验设计本试验为双因素试验设计(混播比例、添加剂)，在豆禾 12(B1)和豆禾 22(B2)处理下，分别设置不使用外源添加剂(C1)、植物乳杆菌(C2)和干酪乳杆菌(C3)3 个处理，外源微生物菌剂的添加量为 1105cfug1。将含水量在 60%左右的新鲜豆禾混贮原料切碎至 2cm 左右，与乳酸菌添加剂充分混匀后，称重 300400g 装入聚乙烯塑料袋中，抽真空密封，每个处理重复 30 次，室温下贮存 60d 测定混贮饲料的营养品质、化学成分和氮组分，分别在青贮发酵的第 0、1、3、7、15、30 和 60 天打开 3 袋测定蛋白组分和蛋白酶。1.3 测定项目及方法1.3.1 混贮饲料营养品质原料和青贮料在 65 下干燥 48h 至恒重，计算干物质(drymatter,DM)含量，干燥后将样品粉碎，过 0.425mm 筛，进行以下指标的测定。水分，105 下烘干测定；粗蛋白质(crudeprotein,CP)，采用凯氏定氮法进行测定；可溶性碳水化合物(watersolublecarbohydrates,WSC)，采用蒽酮硫酸比色法进行测定；中性洗涤纤维(neutraldetergentfiber,NDF)和 酸 性 洗 涤 纤 维(aciddetergentfiber,ADF)，采 用VanSoest 洗涤纤维素分析法进行测定；粗灰分(crudeash,CA)，采用灼烧法进行测定；粗脂肪(etherextract,EE)，采用抽提瓶增重法进行测定；缓冲能值(buffercapacity,BC)，采用滴定法进行测定。非纤维性碳水化合物(no