摘要：试验用饲用甜高粱全株作为原料。设置植物乳杆菌（0.02‰）、蔗糖（2.0%）、纤维素酶（0.05‰）、尿素（4%）、丙酸钙（0.2%）和蒸馏水对照（CK）6个处理组，3次重复。在室温条件下青贮60 d后，进行营养成分、发酵品质及有氧稳定性的测定。结果显示，所有添加剂处理组的感官评价均优于对照组。与对照组相比，添加剂处理降低了青贮料的干物质（DM）、酸性洗涤纤维（ADF）、中性洗涤纤维（NDF）和水溶性碳水化合物（WSC）含量，并显著提升了粗蛋白（CP）含量。与对照组相比，添加剂处理降低了青贮原料的pH值和NH3-N含量，并提高了乳酸（LA）含量及有氧稳定性（AS）。通过模糊隶属函数计算得出，植物乳杆菌处理组的青贮综合评价值（D值）最高，表明其青贮品质最佳，而蔗糖处理组效果次之。
关键词：添加剂,甜高粱,青贮,品质
0引言
甜高粱茎秆富含糖分，也被称为糖高粱，是一种优质的粮食和饲料作物，也是重要的能源作物。它以强大的抗逆性和广泛的适应性著称，被誉为作物界的“骆驼”。在我国，甜高粱在黑龙江、山东、甘肃等地区得到广泛的种植[1]。与普通籽粒高粱相比，甜高粱不仅生物产量更高，营养价值也更为丰富。合理开发甜高粱的饲料价值，对于推动我国畜牧业的可持续发展具有重要的意义[2]。近年，随着我国畜牧业对饲草的需求不断扩大，传统的以粮食为主的饲料结构正逐步向粮草结合的方向转变。优质青贮饲料的短缺，已经成为制约畜牧业可持续发展的一个关键因素[3]。
目前，甜高粱青贮添加剂使用效果的研究主要以普通甜高粱为试验材料，为验证这些添加剂在饲用甜高粱上的青贮效果，本研究选取饲用甜高粱全株作为试验材料，旨在探究不同添加剂对饲用甜高梁青贮的效果，最终筛选出适合青贮的最佳添加剂，为黑龙江区域饲用甜高粱调制青贮饲料提供有利的技术支持。
1材料与方法
1.1试验材料
本次试验采用荷兰百绿公司生产的饲用甜高粱品种“大力士”的地上茎叶作为青贮原料。在抽穗期，于距离地面10 cm处进行刈割。刈割后的甜高粱经过水分调节，确保其含水量达到65%～75%，随后粉碎成2～3 cm的小段，以备青贮处理。植物乳杆菌（1×1011 CFU/g）由西安泽邦生物公司提供；蔗糖（分析纯AR）由天津锦耀翔承科技有限公司提供；纤维素酶（活菌数1×105 CFU/g）购于上海源叶生物有限公司；尿素（分析纯AR）购于江苏科洛吉健康有限公司；丙酸钙（分析纯AR）购于自广州江顺化工公司。
1.2试验设计
试验设计5种不同的饲料添加剂处理，T1处理使用了0.02‰的植物乳杆菌；T2处理使用了2.0%的蔗糖；T3处理使用了0.05‰的纤维素酶；T4处理使用了4%的尿素；T5处理使用了0.2%的丙酸钙。对照组CK则不添加任何物质，仅喷洒等量的蒸馏水。试验中取900 g已切成小段的甜高粱，根据各自处理方案配制青贮液。使用已灭菌的喷壶将不同处理的青贮液均匀喷洒在谷草上，并进行充分搅拌。每份青贮原料喷洒量均为20 mL。随后，将制备好的青贮原料平均分成3份（每份为1次重复），装入聚乙烯发酵袋中密封，并在室温条件下发酵60 d。
1.3测定内容及方法
1.3.1青贮饲料感官评定
参照张子仪[4]的评价标准，对青贮发酵60 d后的青贮原料进行现场感官评价，评价标准包括颜色、质地、气味，具体评分评级标准见表1。
1.3.2发酵指标测定
取30 g发酵成熟的甜高粱青贮饲料，加入270 mL蒸馏水，利用组织破碎机进行捣碎处理。随后在6℃的环境下浸泡10 h，先通过双层细纱布进行初步过滤，再进行精滤，精滤过程换成定性滤纸，最后得到滤液测定pH值和氨态氮（NH3-N）含量。pH值的测定采用上海力辰仪器科技有限公司生产的pH-100B型酸度计，而氨态氮含量的测定则采用苯酚-次氯酸比色法[5]。此外，乳酸含量的测定将通过液相色谱法进行[6]。
1.3.3营养成分测定
将发酵完成的青贮甜高粱均匀混合后，取50 g样品放入烘箱烘干至恒重，烘箱设为65℃,以测定干物质含量；随后烘干的样品进行粉碎，并过40目筛，测定粗蛋白、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的含量。粗蛋白的测定采用凯氏定氮法[7]；中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的测定则采用范氏洗涤纤维法[8]；水溶性碳水化合物的含量测定则采用蒽酮比色法[9]。
1.3.4有氧稳定性时间
使用苏州特安斯电子实业有限公司生产的四通道温度记录仪测定发酵60 d青贮袋内的温度变化，当袋内温度高于外面环境温度2℃时，此时间即为有氧稳定性[10]。
1.4数据统计
用Microsoft Excel 2019、SPSS19.0软件进行数据统计及方差分析。参照孙东雷等[11]的方法运用模糊隶属函数和均方差系数赋予权重对各青贮处理进行综合评价，其中，与青贮品质呈正相关的指标（DM、CP、WSC、AS）采用公式（1）计算，与青贮品质呈负相关的指标（pH值、NH3-N、ADF、NDF）采用公式（2）计算。具体公式如下：
2结果与分析
2.1不同添加剂对青贮饲用甜高粱感官评价的影响
经过60 d的青贮发酵，各处理饲用甜高粱青贮品质均良好，无明显发霉现象。根据气味、色泽和质地的优劣进行评价打分，见表2。CK组感官评价总分5分，发酵品质感官评价为中等；各添加剂组T1～T5的感官评价均在10分以上（总分20分），其中处理T1、T3、T2的感官评价分数分别为19、17、15分，均高于15分，发酵品质评定为1级优等，处理T4、T5的感官评价分数14、12分，发酵品质评定2级良好。由此可见，各处理组青贮饲用甜高粱的感官评价均在2级以上，青贮添加剂均可用于饲用甜高粱全株青贮。
2.2不同添加剂对青贮饲用甜高粱发酵指标的影响
厌氧发酵60 d后，不同添加剂处理组发酵指标如表3所示。通过对pH值、NH 3-N及有机酸的分析可知，各添加剂处理的发酵指标均与CK有显著差异。其中各添加剂处理的pH值均显著低于CK，变化范围为3.45～3.99，T1、T2处理的pH值最低，分别为3.45、3.54，显著低于其他处理及CK；NH3-N含量的变化范围为2.78%～3.55%，其中T1处理的NH3-N含量最低（2.78%），显著低于其他处理及CK；LA含量的变化范围为44.10～64.07 mg/g，各添加剂处理组显著高于照组CK，其中LA含量最高是处理T1和T3，分别为64.07、62.01 mg/g，显著高于其他处理。
2.3不同添加剂对青贮饲用甜高粱营养成分的影响
由表4可知，经过60 d青贮处理后，不同处理组对全株青贮饲用甜高粱的营养成分产生不同影响。各处理组的DM、ADF、NDF、WSC含量均显著低于CK（P＜0.05），除T1外其他处理组CP显著高于CK。DM变化范围为22.64%～31.03%，T2、T4、T1处理的DM含量较高分别为28.97%、27.69%、27.60%，显著高于T5、T3处理；CP变化范围为7.08%～9.17%，T4处理的CP含量最高（9.17%），显著高于其他处理；ADF变化范围为40.05%～45.20%，T1处理的ADF含量最低（40.05%），显著低于其他处理；NDF变化范围为60.73%～72.48%，T2、T4处理的NDF含量较低，分别为60.73%、61.89%，显著低于其他处理；WSC变化范围为5.10%～7.79%，T1处理的NDF含量最低（5.10%），显著低于其他处理。
2.4不同添加剂对青贮饲用甜高粱有氧稳定性的影响
对照组与处理组T1～T5有氧暴露之后稳定时间分别为64、112、85、103、91、85 h，见图1。各处理T1～T5的有氧稳定时间均显著高于对照CK（P＜0.05），其中处理T1有氧稳定时间为最长，显著高于其余处理T2～T5（P＜0.05），T3、T4处理之间差异不显著（P＞0.05），T2、T4、T5处理之间差异不显著（P＞0.05），各处理有氧稳定性具体表现为T1＞T3＞T4＞T2＞T5＞CK。
2.5不同青贮处理的综合评价
为避免单一指标可能带来的片面性，本试验综合考虑了发酵指标（pH值、氨态氮NH3-N、乳酸LA）、营养成分指标（干物质DM、粗蛋白CP、酸性洗涤纤维ADF、中性洗涤纤维NDF、水溶性碳水化合物WSC）以及AS。通过模糊隶属函数对原始数据进行标准化处理，随后采用均方差系数法为各项指标赋予相应的权重，对不同添加剂处理下的综合青贮品质进行综合评价。结果显示，将原始数据通过公式（1）、（2）进行隶属函数标准化（表5），然后通过公式（3）和公式（4）确定各指标的权重系数，权重系数分别为pH值（5.72%）、NH3-N（9.20%）、LA（15.12%）、DM（12.00%）、CP（9.70%）、ADF（4.77%）、NDF（7.44%）、WSC（16.33%）、AS（19.72%），利用公式（5）计算出各对照及各添加剂处理的综合评价值，由表5可知，不同青贮处理的综合评价值由高到低顺序为T1＞T2＞T4＞T3＞T5＞CK。
3讨论
甜高粱的收割季节对季节性和时效性要求极为严格，若贮存不当，易导致养分流失和腐败变质，这将严重影响作物的利用效率[12]。青贮技术作为一种经典的饲料保存方法，不仅广泛应用于农作物秸秆等原料的贮存，而且在青贮过程中通常会加入添加剂进行预处理[13]。青贮添加剂能够显著提升青贮原料的发酵品质和营养品质，减少青贮发酵过程中的营养损失，并增强饲料的适口性[14]。常见的青贮添加剂包括纤维素酶、植物乳杆菌、蔗糖等，这些添加剂已在多种作物的青贮过程中得到广泛应用[15]。
3.1不同添加剂对青贮饲用甜高粱感官评价的影响
本研究采用抽穗期全株饲用甜高粱作为青贮原料，结果显示，对照组（CK）的感官评价为3级中等，而所有添加剂处理组的感官评价均达到1级优等或2级良好，其青贮感官品质优于对照组。这表明常规青贮难以实现乳酸菌发酵所需的厌氧环境，进而影响了感官评价。相比之下，添加剂青贮处理能够降低青贮原料的pH值，抑制腐败细菌的生长，有效保持了茎叶结构的完整性。郁冯艳等[16]的研究表明，与空白对照组相比，青贮添加剂能显著降低甜高粱青贮饲料的pH值、酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量，并提高粗蛋白含量，这与本研究的发现相吻合。在各添加剂处理中，植物乳杆菌处理组的感官评价最佳，可能是植物乳杆菌能迅速产生大量乳酸，导致pH值迅速下降。然而，在纤维素酶处理下，甜高粱的茎叶结构保持情况较差，因为纤维素酶消耗了细胞壁中的多糖等成分，改变了甜高粱的纤维结构，从而影响了茎叶结构的稳定性[17-18]。
3.2不同添加剂对青贮饲用甜高粱发酵品质的影响
在评估青贮品质时，pH值、氨态氮含量和乳酸含量是关键指标。一般而言，较低的pH值意味着较高的乳酸含量，这表明发酵品质更佳[19]。对青贮原材料中碳水化合物和蛋白质的转化效率有明显影响是有机酸和NH3-N的含量。先前的研究指出，优质的青贮饲料应具有pH值低于4.1、NH3-N含量不超过10%以及LA含量介于4%～6%[20]。本研究结果，青贮甜高粱经过各种添加剂处理，其pH值和NH3-N含量显著低于对照组，而LA含量与对照组相比较为显著。特别是乳杆菌处理T1，对提升发酵饲料LA的含量效果显著。可能是植物乳杆菌作饲料添加剂，增加了青贮饲料表面的乳杆菌数量，从而促进了发酵过程并产生更多的乳酸。麦提图尔荪·阿卜杜克热木等[21]的研究也发现，在甜高粱青贮中添加不同的青贮菌剂后，与对照组相比，青贮料的pH值显著降低，各种添加剂处理均能有效抑制有害微生物的生长，提高乳酸含量，改善发酵品质，这与本研究的发现相吻合。然而，任海伟等[22]在甜高粱青贮中施用了4种不同的添加剂，结果表明不同，添加剂处理下的NH3-N含量有的高于对照组，有的则低于对照组，这与本研究结果存在差异，这可能是由于添加剂种类或青贮环境的不同所导致。
3.3不同添加剂对青贮饲用甜高粱营养品质的影响
原料自身原因以及发酵中微生物活动对青贮饲料的营养品质变化会产生极大影响。青贮中各营养成分的含量是评价青贮发酵品质的关键指标。通常认为，青贮饲料中干物质、粗蛋白和水溶性碳水化合物的含量较高时，青贮饲料的品质较好[23]。林树岩等[24]的研究表明，在植物乳杆菌青贮处理下，青贮高粱的DM含量与对照组相比无显著差异。然而，本研究发现，使用各种添加剂处理后，DM含量显著降低，这与林树岩等[24]的研究结论不一致，具体原因需要进一步研究。在本研究中，大部分添加剂处理组的CP含量显著高于对照组，这可能是由于添加青贮添加剂后，抑制了青贮料中CP的降解[25]，这与冯银萍[26]的研究结果不一致，这可能与所选用的青贮添加剂种类有关。饲料中洗涤纤维的含量与消化率和采食量密切相关，含量越低，饲料品质越好。麦提图尔荪·阿卜杜克热木等[21]认为青贮添加剂可以显著降低甜高粱青贮料的酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量，而任海伟等[22]和秦立刚等[27]则认为添加剂对甜高粱青贮料的ADF和NDF含量显著低于对照。在本研究中，添加剂处理的ADF和NDF含量显著低于CK，这表明前人关于添加剂对青贮料中ADF和NDF含量影响的研究结论一致。在本研究中，添加剂处理的WSC含量均显著低于CK，可能是由于添加剂青贮料发酵过程中乳酸菌数量持续增加，消耗大量糖分物质形成乳酸，导致WSC含量降低，这与岳丽等[28]的研究结果不一致，分析原因可能是原材料的刈割时期不同导致，本试验刈割在抽穗期，而岳丽的试验在乳熟期之后。
3.4不同添加剂对青贮饲用甜高粱有氧稳定性的影响
当打开青贮袋后，发酵原料直接接触空气，增强了其呼吸作用，导致青贮原料的温度和pH值逐渐上升。这为霉菌、酵母菌等有害微生物提供了繁殖的温床，进而引起青贮原料的腐败[29]。先前的研究表明，青贮原料的组成、pH值以及添加剂的种类等因素与青贮原料的稳定性紧密相关[30]。王文博等[31]的研究指出，通过添加剂处理可以显著提高青贮甜高粱的有氧稳定性。在本研究中，所有添加剂处理的青贮甜高粱的AS均显著优于对照组，尤其是T1处理效果最佳。这可能归因于植物乳杆菌的添加使得发酵原料的pH值降低到一个较低的水平，有效抑制了有害细菌的繁殖，这一结果与先前的研究结论一致。
4结论
在本研究的条件下，通过在全株饲用甜高粱青贮过程中添加植物乳杆菌、蔗糖、纤维素酶、尿素以及丙酸钙，观察到这些添加剂均能提升青贮饲料的感官评价、营养成分和发酵品质，并增强其有氧稳定性。通过模糊隶属函数的计算，发现植物乳杆菌处理的青贮饲料综合评价值（D值）最高，表明其青贮品质最佳，而蔗糖处理的效果次之。进一步分析表明，植物乳杆菌的添加不仅提高了青贮饲料的整体品质，而且在微生物群落结构上也产生了积极的影响。试验结果显示，植物乳杆菌能够有效抑制有害微生物的生长，促进有益微生物的繁殖，优化了青贮过程中的微生物环境。此外，植物乳杆菌的添加还对青贮饲料中的酸性环境起到了调节作用，有助于降低pH值，进一步抑制腐败菌的活动。在实际应用中，植物乳杆菌的使用也显示出其操作简便、成本效益高的优点。与传统青贮方法相比，添加植物乳杆菌不仅能够减少青贮饲料的营养损失，还能提高动物的采食量和消化率，提升畜牧业的整体经济效益。因此，植物乳杆菌作为一种高效的青贮添加剂，具有广泛的应用前景和推广价值。
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