不同辅料对高水分水葫芦青贮发酵品质及营养成分的影响

摘要 该试验中减少玉米粉、秸秆、米糠、苜蓿草4种辅料的添加量，使水葫芦青贮初始含水率为（80±2）%，考察该高水分水葫芦青贮能否达到适用的发酵品质和营养价值。结果表明，添加玉米粉和苜蓿草为辅料的高水分水葫芦青贮相对饲喂价值分别达到特级和一级水平，干物质体外消化率及粗蛋白含量均能达到低水分原料制备的青贮水平，且霉菌含量等安全性指标均达标。糖蜜的添加能进一步提高高水分水葫芦青贮的相对饲喂价值，并抑制粗蛋白的分解。该研究结果可为提高水葫芦青贮发酵的经济效益提供科学指导。

关键词 高水分水葫芦;青贮;辅料;发酵品质;营养价值

中图分类号 S816.5+3文献标识码 A文章编号 0517-6611（2022）19-0171-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.19.041

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Effects of Different Excipients on the Fermentation Quality and Nutritional Components of Eichhornia crassipes （Mart） Solms with High Moisture Content

YANG Wei-mingLIAO Zhi-hangYANG Xu-nan3 et al

（1.Shenzhen Wanchuang Green Research and Development Co.， Ltd.，Shenzhen Vanke Center， Shenzhen，Guangdong518000;2.Guangdong Provincial Key Laboratory of Water Environment Governance and Water Ecological Restoration for Watersheds， Institute of Environmental and Ecological Engineering， Guangdong University of Technology， Guangzhou，Guangdong 510006;3.Guangdong Provincial Key Laboratory of Microbial Culture，Collection and Application， State Key Laboratory of Applied Microbiology in Southern China， Institute of Microbiology， Guangdong Academy of Sciences， Guangzhou，Guangdong510070）

Abstract In this study，we reduced the addition amount of corn meal， straw， rice bran and alfalfa grass， so that the initial water content in Eichhornia crassipessilage was（80±2）%.Whether E.crassipes silage with high moisture content could achieve the suitable fermentation quality and nutrient value was investigated. The results showed that the relative feeding value of this silage with high moisture content with adding corn flour and alfalfa as excipients reached the special level and the first level respectively， the digestibility of dry matter in vitro and crude protein content could reach the level of silage prepared with materials with low moisture content， while the safety indices such as mold content met the standards.Addingmolasses could further improve the relative feeding value of E.crassipes silage with high moisture content， and inhibit the decomposition of crude protein.Theresearch results could provide scientific guidance for improving the economic benefits of E.crassipes silage fermentation.

Key words E.crassipes with high moisture content;Silage;Excipient;Fermentation quality;Nutritional value

水葫芦（Eichhornia crassipes （Mart） Solms），又名凤眼莲，属于多年生宿根浮水草本植物，起源于南美洲的亚马孙河流域[1]。水葫芦适应性强，繁殖快，在适宜的环境条件下每株水葫芦每5 d就能再生1株新植株，每公顷水葫芦的年产量（干重）从几十吨到几百吨不等[2-4]。我国华南、华中、华东与华北19个省（直辖市、自治区）均出现了严重的水葫芦入侵现象，每年需要花费大量的人力、财力、物力进行治理[5]。

水葫芦抗酸碱性、抗病性强，对水质的要求不高，同时能高效处理水体中氮、磷、重金属等，净化水体。因此，水葫芦被广泛应用于水体修复[6]。目前，水葫芦已被应用于生活用水、工业废水、畜禽养殖废水、垃圾填埋场渗滤液等污染水体的净化[7-8]。

水葫芦的资源化利用引起了国内外的广泛关注。目前，水葫芦常被用于制备燃料、肥料、饲料、造纸等[9-11]。Sophal[12]

研究添加水葫芦的饲料对当地黄牛生长性能的影响，结果发现水葫芦叶可作为生长牛瘤胃营养素的来源。将水葫芦制成青贮料，是一种对环境友好且具有一定经济效益的资源化利用方式。制备青贮是将水葫芦压实封闭起来，使贮存的青饲料与外部空气隔绝，造成内部缺氧，通过附生微生物的厌氧发酵作用产生有机酸，抑制其他有害微生物的生长，从而达到长期保存的目的。它是一种既可以减少养分损失又有利于动物消化吸收的一种贮存技术或方法[13]。黄伟等[14]通过将水葫芦渣与玉米粉混合青贮料饲喂山羊的试验，发现添加水葫芦渣的饲粮组山羊日增重及日采食量均显著大于不添加水葫芦的对照组。原料含水率是青贮发酵品质的关键因素[15]，一般青贮原料的初始含水率控制在60%～70%时对发酵最有利[16]。若含水率过高，会引起梭菌等有害菌的繁殖;若含水率过低，则会使发酵变难，延缓发酵过程。但是，新鲜水葫芦含水率高达95%，经挤压脱水处理后得到的水葫芦渣含水率仍保持在80%～85%[17]，因此前人通过添加辅料降至最佳含水量，如每吨水葫芦添加150 kg的玉米粉、秸秆、苜蓿草等辅料，但实际生产过程中大量辅料的使用将大幅度提高青贮成本。该试验减少了玉米粉、秸秆、米糠、苜蓿草4种辅料的使用量，使水葫芦青贮的初始含水率为（80±2）%，考察减少辅料使用量后水葫芦青贮能否达到适用的发酵品质和营养价值，并探索哪种辅料对高水分水葫芦的发酵效果最好，旨在为水葫芦青贮制备过程中合理添加辅料提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 青贮原料。

青贮原料为采自广州市南沙区河涌内的野生水葫芦，经打捞后切成2 cm左右块状，晾晒风干4 h，使原料含水率降至85%左右，与水葫芦打捞后经机械挤压脱水处理后的含水率一致。

1.1.2 辅料。

试验选用玉米粉、秸秆、米糠、苜蓿草4种辅料，其含水率和浸提液pH如表1所示。

1.1.3 添加剂。

青贮添加剂为郑州牧田生物科技有限公司生产的植物青贮剂“青贮旺”（乳酸菌植物青贮菌剂），每15 g溶于3 L水。此外，在优化玉米粉辅料试验中，除了添加青贮菌剂外，还添加一定量的糖蜜作为添加剂。

1.2 青贮制备

将风干至含水率85%的水葫芦与辅料按质量比9∶1进行混合，每个样品重约400 g，均匀喷洒50 mL添加剂，压实装袋使压实密度为500 kg/m3。根据辅料的不同，分成5组，添加辅料玉米粉、秸秆、米糠与苜蓿草的组分别命名为试验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ组，另外设置一个不添加辅料的对照组。每组设置3个平行样。

1.3 指标测定

1.3.1 样本前处理。

对制备当天（初始值）及发酵45 d后（最终值）的青贮进行指标测定。将采集的水葫芦青贮制成粉末和浸提液2种。粉末是将青贮样品放置在65 ℃下干燥48 h后粉碎制成的，干燥前后测定均样品重量，以计算干物质含量。浸提液是将青贮样品浸泡在水中24 h后离心过滤制成的。

1.3.2 发酵指标的测定。

取水葫芦青贮饲料粉末，采用蒽酮-硫酸比色法[18]测定可溶性碳水化合物含量;取浸提液测定小分子有机酸、氨态氮含量和pH，其中小分子有机酸含量采用高效液相色谱法[19]测定， 氨态氮含量采用比色法[20]测定，浸提液pH使用pH计测定。

1.3.3 营养指标的测定。

中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维的含量采用Van-Soest法[21-22]测定，干物质体外消化率采用胃蛋白酶-胰蛋白酶法[23]测定，粗蛋白含量采用凯氏定氮法[24]测定。

1.3.4 安全性指标的测定。

参照国标GB/T 13091—2018[25]、GB/T 13092—2006[26]对水葫芦青贮饲料样本测定致病菌数量。采用改进的电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）法[27]对水葫芦青贮饲料粉末样本测定重金属含量。

2 结果与分析

2.1 不同辅料对高水分水葫芦青贮发酵指标的影响

从图1可以看出，不加辅料的对照组初始干物质含量为（14.4±1.1）%（即含水率约为85%），添加辅料的各试验组初始干物质含量均有所增加，其中添加玉米粉和米糠组的初始干物质含量分别达到（21.1±0.8）%和（21.7±0.5）%。发酵过程中干物质含量不断下降，表明发酵时有大量水分生成。

可溶性碳水化合物是发酵微生物菌群繁殖代谢的重要底物。一般来说，初始可溶性碳水化合物含量要大于等于3%，才能保证发酵成功。该数值越大，对发酵越有利[28]。由图2可知，不添加辅料时水葫芦青贮的初始可溶性碳水化合物含量为（4.14±0.90）%，添加辅料后该值均有所增加，其中添加玉米粉的试验Ⅰ组效果最佳，初始可溶性碳水化合物含量为（9.37±0.68）%。

在青贮发酵前期，由于厌氧乳酸菌的作用，发酵体pH快速降低，从而会抑制梭菌、腐败菌、霉菌和酵母菌等有害微生物的繁殖。因此，pH是影响青贮饲料营养品质的关键因素。pH在4.1以下时为优质青贮饲料，pH在5.0以上说明发酵品质不良，pH为4.1～4.3说明发酵品质良好，pH为4.4～5.0说明发酵品质一般[29]。由表2可知，添加玉米粉的试验Ⅰ组pH为4.05，达到优质青贮饲料标准;其余4组发酵品质均未达标。