柱花草的栽培技术 (柱花草)

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柱花草(Stylosanthes guianensis)与象草(Pennisetum purpureum)是我国南方地区广泛种植的多年生暖季型牧草,具有高产、优质和营养丰富等特点,在畜牧生产中常被用作粗饲料。

柱花草和象草生长具有季节性,为满足家畜在牧草减产季节的营养需求,通常采用青贮的方式来保存。

但柱花草缓冲能值高,加之收割时水分含量高,导致梭菌等有害菌增殖,因而不宜直接青贮。

植物提取物是指人们利用物理或化学等方法从植物体内提取出具有生物活性的物质,其中包括多糖、多酚、有机酸等有效成分,用作饲料添加剂时,其耐药性较小,不容易产生残留及毒副作用,具有较高的安全性和可靠性。

象草与巨菌草的生长范围,柱花草介绍

有研究表明,牛至和百里香的水提取物和乙醇提取物可降低多年生黑麦草(Lolium perenne L.)、红三叶草(Trifolium pretense)和紫花苜蓿(Medicago sativa L.)青贮样品中的真菌毒素含量,提高青贮发酵品质。

孙建政等发现松针精油的添加可对青贮主要有害微生物表现为较强抑制作用,对青贮有益菌(嗜酸乳杆菌)的生长起到一定促进作用。

因此,植物提取物是青贮饲料的一种理想添加剂。

辣木(Moringa oleifera Lam.),原产于印度,是多年生热带落叶乔木,在我广东、海南、云南和贵州等地种植,其叶子富含氨基酸、蛋白质、维生素矿物质等营养物质与黄酮、多糖等活性成分。

研究表明,辣木叶粉能降低蛋鸡血清总胆固醇与低密度脂蛋白胆固醇含量,在一定程度上改善动物机体性能。

辣木叶作为蛋白补充剂添加到青贮饲料饲喂奶牛,可使奶牛的采食量、消化率和产奶量提高。

象草与巨菌草的生长范围,柱花草介绍

随着我国反刍家畜的养殖规模不断扩大,作为反刍家畜基础日粮的青贮饲料品质也越来越得到人们的关注。

植物提取物作为一种新型饲料添加剂在反刍动物生产方面的研究报道颇为广泛,而在青贮饲料领域的应用较少。

本试验通过添加不同含量的辣木叶提取物调制柱花草和象草青贮饲料,在青贮30天后开袋,分析不同含量的辣木叶提取物对柱花草和象草青贮饲料营养成分、体外产气发酵指标与微生物菌群丰度的影响,以期为生产提供理论参考。

象草与巨菌草的生长范围,柱花草介绍

材料与方法

试验材料

本试验所用柱花草和象草材料种植于华南农业大学跃进北试验田(23°19′ N,113°34′ E),辣木叶提取物(Moringa oleifera leaves extracts,MLE)为实验室将新鲜辣木叶阴干后粉碎,在60℃,230 W条件下超声提取1 h,经60℃旋转蒸发浓缩后冻干获得的粉状物。

象草与巨菌草的生长范围,柱花草介绍

试验设计

在2022年12月将新鲜的开花期的柱花草(CIAT 184)和抽穗期的象草分别用铡刀切成约2 cm的短段,各自混合均匀用于以下处理:(1)对照组(CK);(2)1%MLE处理组(MLE1);(3)2%MLE处理组(MLE2)。

添加量按照原材料鲜物质(fresh matter,FM)的百分比计算。

共6组处理,每组3个重复,每袋约100 g,共18袋。

用真空封口机密封后于常温下储存30天。

象草与巨菌草的生长范围,柱花草介绍

微生物数目及化学指标的测定

青贮开袋后,将90 mL无菌生理盐水加入到盛装有10 g样品的三角瓶中,并逐级稀释至10-6倍,得到6个梯度的样品浸提液,分别用Man Rogosa Sharpe(MRS)琼脂培养基、结晶紫中性红琼脂培养基和孟加拉红培养基培养乳酸菌、大肠杆菌、霉菌与酵母菌,采用平板计数法计数。

培养基均购于广东环凯微生物科技有限公司。

取10 g青贮样品与90 mL纯水混合均匀后置于4℃冰箱保存24h,取出后过滤,用pH计测定滤液pH值。

分别随机取样70 g,置于65℃恒温烘箱中烘干48h后称重测定其干物质(Dry matter,DM)含量,用微型植物粉碎机对干燥后的样品进行粉碎处理并过1 mm筛,置与干燥阴凉处用以测定其他营养成分。

象草与巨菌草的生长范围,柱花草介绍

采用许庆方等的方法测定乳酸、乙酸、丙酸和丁酸含量。

按照Broderick等的方法测定氨态氮(Aammonium nitrogen,NH3-N)含量。

参照李玲等的方法测定粗蛋白(Crude protein,CP)和真蛋白(True protein,TP)含量,非蛋白氮含量(Non-protein nitrogen,NPN)为粗蛋白与真蛋白之间的差值。

中性洗涤纤维(Neutral detergent fiber,NDF)和酸性洗涤纤维(Acid detergent fiber,ADF)含量则参照Van soest等[17]的方法测定。

采用蒽酮比色法测定可溶性碳水化合物(Water-soluble carbohydrates,WSC)含量。

象草与巨菌草的生长范围,柱花草介绍

体外产气发酵指标

体外产气发酵指标包括24 h产气气体组分,48 h干物质消化率,72 h产气量。

取0.2 g样品粉末放入经39℃恒温箱预热的含30 mL人工瘤胃液体的100 mL质玻璃注射器中,参照张丹丹等的方法,测定体外干物质消化率与产气量。

产气量为样品产气体积减去空白产气体积。

产气气体组分参照Wang等和Chen等的方法测定。

象草与巨菌草的生长范围,柱花草介绍

微生物多样性分析

使用HiPure Soil DNA试剂盒对柱花草和象草青贮样品进行DNA提取,使用引物341F(5'-ACTCCTACGGGAGWGCAGCAG-3')和806R(5'-GGACTACHVGGGTATCTAAT-3')扩增细菌16SrRNA基因的V3~V4区域。

而后进行聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction,PCR),用Illumina平台(Guangzhou Gene Denovo,Guangzhou,China)对纯化后的PCR产物进行测序。

象草与巨菌草的生长范围,柱花草介绍

数据处理

用SPSS 26和Microsoft Office Excel 2016软件数据进行处理,采用One-way ANOVA进行单因素方差分析,采用Duncan多重极差检验进行显著性差异。

采用OriginPro 2023进行绘图。

象草与巨菌草的生长范围,柱花草介绍

结果与分析

青贮原料

柱花草干物质含量为30.25%,CP含量为8.67% DM,WSC含量为3.35% DM,NDF和ADF含量分别为59.71%DM和49.39% DM,微生物包括乳酸菌、大肠杆菌、酵母菌和霉菌,数量分别为2.97,3.74,4.77和4.77 lg cfu·g -1 FM。

象草干物质含量为21.70%,CP含量为7.85% DM,WSC含量为3.93% DM,NDF和ADF含量分别为67.68% DM和39.02% DM,微生物包括乳酸菌、大肠杆菌、酵母菌和霉菌,分别为3.45,3.80,4.02和4.58 lg cfu·g -1 FM。

青贮原料的特性(n=3)

项目Items

青贮原料silage materials

柱花草Stylosanthes guianensis

象草Pennisetum purpureum

干物质DM /% FM

30.25±0.39

21.70±0.25

粗蛋白CP /% DM

8.67±0.13

7.85±0.22

可溶性碳水化合物WSC /% DM

3.35±0.10

3.93±0.69

中性洗涤纤维NDF /% DM

59.71±1.87

67.68±0.38

酸性洗涤纤维ADF /% DM

49.39±0.93

39.02±0.98

乳酸菌Lactic acid bacteria /lg cfu·g-1 FM

2.97±0.12

3.45±0.35

大肠杆菌Coliform /lg cfu·g-1 FM

3.74±0.27

3.80±0.75

酵母菌Yeasts /lg cfu·g-1 FM

4.77±0.10

4.02±0.18

霉菌Molds /lg cfu·g-1 FM

4.77±0.07

4.58±0.14

注:FM:鲜物质;DM:干物质;cfu:菌落形成单位

辣木叶提取物对柱花草青贮品质和微生物数量的影响

辣木叶提取物(MLE)对柱花草青贮发酵品质和微生物数量的影响如下面所示。

添加2%辣木叶提取物显著提升柱花草干物质含量(P<0.05),添加辣木叶提取物极显著降低了pH值、大肠杆菌数量以及丁酸含量(P<0.01),同时极显著提升了乳酸菌数量、乳酸含量和乙酸含量(P<0.01)。

项目Items

处理Treatments

标准误

SEM

P值

P-value

CK

MLE1

MLE2

干物质DM /% FM

31.52b

31.85b

32.66a

0.20

0.03

pH

6.06a

5.11b

5.19b

0.15

<0.01

乳酸菌Lactic acid bacteria /lg cfu·g-1 FM

7.07b

7.78a

7.70a

0.12

<0.01

大肠杆菌Coliform /lg cfu·g-1 FM

5.82

<2.00

<2.00

-

-

霉菌Molds /lg cfu·g-1 FM

<2.00

<2.00

<2.00

-

-

酵母菌Yeasts /lg cfu·g-1 FM

<2.00

<2.00

<2.00

-

-

乳酸Lactic acid /% DM

0.30c

1.66a

1.38b

0.22

<0.01

乙酸Acetic acid /% DM

0.05b

0.07a

0.08a

0.00

<0.01

丙酸Propionic acid /% DM

0.02

0.03

0.03

0.00

0.62

丁酸Butyric acid /% DM

0.36a

0.17b

0.12b

0.04

<0.01

注:同行不同小写字母表示差异显著(P<0.05)

辣木叶提取物对柱花草青贮蛋白品质和纤维含量的影响

辣木叶提取物对柱花草青贮蛋白品质和纤维含量的影响如下面所示。

添加辣木提取物对柱花草粗蛋白、非蛋白氮和酸性洗涤纤维含量没有显著性影响。

添加辣木提取物显著增加了TP的含量(P<0.05),极显著地增加了NH3-N的含量(P<0.01),显著降低了NDF的含量(P<0.05)。

辣木叶提取物对柱花草青贮蛋白组分和纤维含量的影响

项目Items

处理Treatments

标准误

SEM

P值

P-value

CK

MLE1

MLE2

粗蛋白CP /% DM

8.82

9.70

9.92

0.26

0.13

真蛋白质TP /% DM

4.78b

5.41a

5.49a

0.13

0.02

非蛋白氮NPN /% DM

4.05

4.30

4.43

0.15

0.64

氨态氮NH3-N /%TN

0.91c

4.65b

5.68a

0.73

<0.01

中性洗涤纤维NDF /% DM

61.93a

55.26b

56.17b

1.29

0.03

酸性洗涤纤维ADF /% DM

48.97

44.41

45.71

0.95

0.13

注:TN表示总氮;下同

辣木叶提取物对象草青贮品质和微生物数量的影响

辣木叶提取物对象草青贮发酵品质和微生物数量的影响如下面所示。

添加辣木叶提取物极显著地增加了象草青贮的干物质含量和乙酸含量(P<0.01),极显著降低了pH值、大肠杆菌数量以及丁酸含量(P<0.01),除此之外,添加辣木叶提取物显著增加了酵母菌数量(P<0.05)。

辣木叶提取物对象草青贮发酵品质和微生物数量的影响

项目Items

处理Treatments

标准误

SEM

P值

P-value

CK

MLE1

MLE2

干物质DM /% FM

19.44b

23.28a

23.95a

0.73

<0.01

pH

5.82a

5.05b

4.95b

0.14

<0.01

乳酸菌Lactic acid bacteria /lg cfu·g-1 FM

8.01

8.14

8.13

0.04

0.52

大肠杆菌Coliform /lg cfu·g-1 FM

7.35a

2.87b

<2.00c

-

-

霉菌Molds /lg cfu·g-1 FM

2.55

2.10

1.00

0.48

0.45

酵母菌Yeasts /lg cfu·g-1 FM

1.53b

3.81a

3.99a

0.47

0.02

乳酸LA /% DM

1.08a

0.27b

-

-

-

乙酸AA /% DM

0.24c

2.17b

2.63a

0.37

<0.01

丙酸PA /% DM

0.18

0.17

0.22

0.00

0.94

丁酸BA /% DM

0.83a

0.02b

0.03b

0.14

<0.01

注:-:未检测到;下同。

辣木叶提取物对象草青贮蛋白品质和纤维含量的影响

辣木叶提取物对象草青贮蛋白品质和纤维含量的影响如下面所示。

添加2%辣木叶提取物显著增加了CP含量(P<0.05),添加辣木叶提取物极显著地增加了NPN含量(P<0.01),极显著降低了ADF和NDF含量(P<0.01)。

辣木提取物对象草青贮蛋白品质和纤维含量的影响

项目Items

处理Treatments

标准误

SEM

P值

P-value

CK

MLE1

MLE2

粗蛋白CP /% DM

7.30b

8.41b

9.53a

0.36

0.01

真蛋白质TP /% DM

2.89

3.01

3.34

0.09

0.08

非蛋白氮NPN /% DM

4.42b

5.41a

6.19a

0.28

<0.01

氨态氮NH3-N /%TN

5.96

7.79

7.90

0.44

0.11

中性洗涤纤维NDF /% DM

68.28a

63.25b

60.11c

1.22

<0.01

酸性洗涤纤维ADF /% DM

42.30a

38.51b

36.51c

0.90

<0.01

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