混播比例及乳酸菌剂对燕麦-饲用豌豆发酵TMR品质及瘤胃降解特性的影响

doi:10.11686/cyxb2023144

草业学报 ›› 2024, Vol. 33 ›› Issue (1): 169-181.DOI: 10.11686/cyxb2023144

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混播比例及乳酸菌剂对燕麦-饲用豌豆发酵TMR品质及瘤胃降解特性的影响

张珈敏¹(), 关皓¹(), 李海萍²^,³, 贾志锋², 马祥², 刘文辉², 陈有军¹, 陈仕勇¹, 蒋永梅²^,⁴, 甘丽¹, 周青平¹, 杨丽雪¹()

^1.西南民族大学四川若尔盖高寒湿地生态系统国家野外科学观测研究站，四川成都 610041
^2.青海省青藏高原优良牧草种质资源利用重点实验室，青海大学畜牧兽医科学院，青海西宁 810016
^3.青海师范大学数学与统计学院，青海西宁 810016
^4.四川文理学院化学化工学院，四川达州 635000

收稿日期:2023-04-29 修回日期:2023-06-08 出版日期:2024-01-20 发布日期:2023-11-23
通讯作者: 关皓,杨丽雪
作者简介:yanglixue@swun.edu.cn
E-mail： guanh0427@outlook.com
张珈敏（1998-），女，四川资阳人，在读硕士。E-mail： Jiamin.Z@outlook.com
基金资助:
青海省重点研发与转化计划“高品质燕麦生产及牦牛高效转化利用关键技术研究”(2022-NK-130);国家重点研发与转化项目(2022YFD1601601);中央高校基本科研业务费专项资金(2022NYXXS040)

Effects of oat∶feed pea sowing ratio and lactic acid bacteria addition on crop silage fermentation and ruminal degradation characteristics of the resulting total mixed ration

Jia-min ZHANG¹(), Hao GUAN¹(), Hai-ping LI²^,³, Zhi-feng JIA², Xiang MA², Wen-hui LIU², You-jun CHEN¹, Shi-yong CHEN¹, Yong-mei JIANG²^,⁴, Li GAN¹, Qing-ping ZHOU¹, Li-xue YANG¹()

^1.Sichuan Zoige Alpine Wetland Ecosystem National Observation and Research Station，Southwest Minzu University，Chengdu 610041，China
^2.Key Laboratory of Superior Forage Germplasm in the Qinghai-Tibetan Plateau，Qinghai Academy of Animal Science and Veterinary Medicine，Qinghai University，Xining 810016，China
^3.School of Mathematics and Statistics，Qinghai Normal University，Xining 810016，China
^4.Department of Chemistry and Chemical Engineering，Sichuan Institute of Arts and Science，Dazhou 635000，China

Received:2023-04-29 Revised:2023-06-08 Online:2024-01-20 Published:2023-11-23
Contact: Hao GUAN,Li-xue YANG

摘要/Abstract

摘要：

为探究燕麦和饲用豌豆混播比例及乳酸菌剂对发酵全混合日粮（TMR）品质和瘤胃降解特性的影响，筛选出适宜制作发酵TMR的燕麦饲用豌豆混播比例，本试验将青海甜燕麦和青建一号饲用豌豆进行混播种植，混播比例为（燕麦∶饲用豌豆）0∶10，5∶5，6∶4，7∶3，8∶2，10∶0。在燕麦乳熟期和豌豆结荚期刈割后调制袋装发酵TMR，共设计12个处理，其中6个不接种乳酸菌，按照6个不同混播比例分别为C₁、C₂、C₃、C₄、C₅、C₆；另外6个处理在各比例基础上均匀加入混合乳酸菌（植物乳杆菌160∶短乳杆菌248∶戊糖乳杆菌260，比例为1∶1∶1，菌活：10⁶ cfu·mL^-1左右），即分别为I₁、I₂、I₃、I₄、I₅、I₆。所有处理按照饲草和农副7∶3的比例加入农副产品（青稞秸秆∶油菜秸秆∶油菜粕=1∶1∶1），实验室温度（20±5） ℃下发酵60 d后对其营养成分、发酵品质及瘤胃降解特性进行测定。结果表明，随原料中燕麦比例的增加，中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量呈上升趋势，粗蛋白呈下降趋势，产气量呈下降趋势；添加混合乳酸菌显著降低了干物质损失（P<0.05）、pH和NH₃-N/TN（P<0.05），其中C₃和I₃的干物质损失为0.38%和0.15%，显著低于同组其他处理（P<0.05）；各混合比例的燕麦-饲用豌豆发酵TMR的粗蛋白降解率和酸性洗涤纤维降解率显著高于单一燕麦发酵TMR和单一豌豆发酵TMR（P<0.05），其中I₂的瘤胃降解率最优。C₃和I₃的瘤胃NH₃-N含量为29.65%和31.68%，显著高于同组其他处理（P<0.05）。通过隶属函数法和主成分分析对发酵TMR品质进行综合评价，得分最高的为I₂（0.868），其次是I₃（0.610）和C₃（0.469）。因此当燕麦和饲用豌豆混播比例为6∶4或5∶5时，可将其作为主要饲草来源生产高品质发酵TMR饲料。

关键词: 燕麦, 饲用豌豆, 混播比例, 发酵TMR, 品质, 主成分分析

Abstract:

This research investigated the effects of oat∶feed pea sowing ratio and lactic acid bacteria addition on crop fermentation， total mixed ration （TMR） nutritive value and rumen degradation characteristics of the resulting silage. Qinghai sweet oat and Qingjian No.1 feed pea were mixed-planted at oat∶feed pea sowing ratios of 0∶10， 5∶5， 6∶4， 7∶3， 8∶2， 10∶0. In the oat milk-ripening stage and pea-podding stage， crops of the six abovementioned mixtures were harvested and samples of each placed in fermentation bags after inoculation with a lactic acid bacterial preparation （I₁， I₂， I₃， I₄， I₅ and I₆， respectively）_{or uninoculated （C₁， C₂， C₃， C₄， C₅， C₆， respectively）， making a total of 12 treatments. The lactic acid bacterial preparation contained Lactobacillus plantarum 160， Lactobacillus brevis 248 and Lactobacillus pentosus 260 mixed at a ratio of 1∶1∶1 （bacterial activity： about 10⁶ cfu·mL^-1）. The oat∶feed pea mixtures were combined with feed supplement （highland barley straw， rape straw， and rape meal， mixed 1∶1∶1） in a forage∶supplement of 7∶3. After fermentation at （20±5） ℃ for 60 days， the nutrient composition， fermentation quality and rumen degradation characteristics were determined. The results showed that with increase in the proportion of oats， the neutral detergent fiber and acid detergent fiber content increased， the crude protein content decreased， and the gas production decreased. The addition of the mixed lactic acid bacterial preparation significantly reduced dry matter loss， pH and NH₃-N/TN （P<0.05）. The dry matter loss in C₃ and I₃ was 0.38% and 0.15% and both of these values were significantly lower （P<0.05） than those of other treatments in the respective control and inoculated groups. The rumen crude protein and acid detergent fiber degradation rates of the oat-feed pea ensiled TMR were significantly higher than those of the TMR of the two monocrops （P<0.05）， and the rumen degradation rate of I₂ was the best. The rumen NH₃-N content of C₃ was 29.65% and I₃ was 31.68%， and both of these values were significantly higher （P<0.05） than those of other treatments in the respective inoculated or control groups. The quality of oat-feed pea silage TMR was evaluated by the membership function and principal component analysis methods， and in these multivariate assessments the highest score was I₂ （0.868）， followed by I₃ （0.610） and C₃ （0.469）. Therefore， when using mixed oat∶feed pea crops to produce ensiled TMR， oat∶feed pea planting ratios of 6∶4 or 5∶5 are optimal for ensuring high quality ensiled TMR feed， based on these results.}

Key words: oats, feed peas, proportion of mixed sowing, fermentation TMR, quality, principal component analysis

张珈敏, 关皓, 李海萍, 贾志锋, 马祥, 刘文辉, 陈有军, 陈仕勇, 蒋永梅, 甘丽, 周青平, 杨丽雪. 混播比例及乳酸菌剂对燕麦-饲用豌豆发酵TMR品质及瘤胃降解特性的影响[J]. 草业学报, 2024, 33(1): 169-181.

Jia-min ZHANG, Hao GUAN, Hai-ping LI, Zhi-feng JIA, Xiang MA, Wen-hui LIU, You-jun CHEN, Shi-yong CHEN, Yong-mei JIANG, Li GAN, Qing-ping ZHOU, Li-xue YANG. Effects of oat∶feed pea sowing ratio and lactic acid bacteria addition on crop silage fermentation and ruminal degradation characteristics of the resulting total mixed ration[J]. Acta Prataculturae Sinica, 2024, 33(1): 169-181.

图/表 8

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项目 Item	干物质 Dry matter	干物质损失 Dry matter loss	粗灰分 Ash	粗蛋白 Crude protein	中性洗涤纤维 Neutral detergent fiber	酸性洗涤纤维 Acid detergent fiber	淀粉 Starch	水溶性碳水化合物Water soluble carbohydrate	粗脂肪 Ether extract
C₁	40.21Ad	0.64Ab	5.43Aa	21.30Aa	29.09Bde	18.41Bb	9.01Ab	2.59Bb	3.31Ac
C₂	41.41Bd	1.18Aa	4.73Ad	20.78Ab	27.51Ae	14.70Ac	8.87Bc	1.22Bc	3.70Ac
C₃	47.90Aa	0.38Ac	4.37Be	20.72Ab	32.13Acd	17.52Ab	10.05Aa	1.19Ad	5.10Ab
C₄	41.47Ad	0.40Ac	4.83Bcd	18.44Ad	34.56Bbc	18.08Bb	9.10Ab	0.85Be	6.31Aa
C₅	44.45Bc	0.39Ac	4.93Ac	19.30Ac	36.37Aab	19.82Bb	8.60Ad	0.67Bf	5.75Aab
C₆	45.74Ab	0.53Abc	5.07Ab	18.19Ae	38.78Aa	22.57Aa	8.68Bd	3.31Ba	5.98Aa
SEM	0.57	0.09	0.05	0.11	1.69	1.09	0.05	0.01	0.35
I₁	40.34Ad	0.27Bab	5.10Ba	20.48Ba	32.14Acd	19.73Abc	8.81Bb	4.60Ab	3.37Ad
I₂	42.77Ac	0.32Ba	4.80Ab	20.22Bb	29.33Ad	14.91Ad	10.25Aa	1.58Ad	4.91Ac
I₃	48.00Aa	0.15Bc	4.90Ab	20.28Bb	35.57Aab	18.40Ac	10.05Aa	0.95Bf	5.36Aab
I₄	43.00Ac	0.17Bc	5.13Aa	18.21Ac	41.10Aa	23.31Aa	9.11Ab	1.24Ae	5.46Aab
I₅	45.94Ab	0.20Bbc	5.10Aa	17.66Bd	38.40Aab	21.44Aab	8.87Ab	5.07Aa	5.78Aa
I₆	47.09Aa	0.29Bab	4.60Bc	17.36Be	36.00Aab	19.03Abc	10.03Aa	3.81Ac	5.77Aa
SEM	0.50	0.04	0.08	0.09	2.13	1.10	0.17	0.01	0.32
添加剂Inoculant	**	**	**	**	**	*	**	**	NS
混播比例Mixture ratio	**	**	NS	**	**	**	**	**	**
添加剂×混播比例Inoculant×mixture ratio	NS	**	**	**	NS	**	**	**	**

项目 Item	干物质 Dry matter	干物质损失 Dry matter loss	粗灰分 Ash	粗蛋白 Crude protein	中性洗涤纤维 Neutral detergent fiber	酸性洗涤纤维 Acid detergent fiber	淀粉 Starch	水溶性碳水化合物Water soluble carbohydrate	粗脂肪 Ether extract
C₁	40.21Ad	0.64Ab	5.43Aa	21.30Aa	29.09Bde	18.41Bb	9.01Ab	2.59Bb	3.31Ac
C₂	41.41Bd	1.18Aa	4.73Ad	20.78Ab	27.51Ae	14.70Ac	8.87Bc	1.22Bc	3.70Ac
C₃	47.90Aa	0.38Ac	4.37Be	20.72Ab	32.13Acd	17.52Ab	10.05Aa	1.19Ad	5.10Ab
C₄	41.47Ad	0.40Ac	4.83Bcd	18.44Ad	34.56Bbc	18.08Bb	9.10Ab	0.85Be	6.31Aa
C₅	44.45Bc	0.39Ac	4.93Ac	19.30Ac	36.37Aab	19.82Bb	8.60Ad	0.67Bf	5.75Aab
C₆	45.74Ab	0.53Abc	5.07Ab	18.19Ae	38.78Aa	22.57Aa	8.68Bd	3.31Ba	5.98Aa
SEM	0.57	0.09	0.05	0.11	1.69	1.09	0.05	0.01	0.35
I₁	40.34Ad	0.27Bab	5.10Ba	20.48Ba	32.14Acd	19.73Abc	8.81Bb	4.60Ab	3.37Ad
I₂	42.77Ac	0.32Ba	4.80Ab	20.22Bb	29.33Ad	14.91Ad	10.25Aa	1.58Ad	4.91Ac
I₃	48.00Aa	0.15Bc	4.90Ab	20.28Bb	35.57Aab	18.40Ac	10.05Aa	0.95Bf	5.36Aab
I₄	43.00Ac	0.17Bc	5.13Aa	18.21Ac	41.10Aa	23.31Aa	9.11Ab	1.24Ae	5.46Aab
I₅	45.94Ab	0.20Bbc	5.10Aa	17.66Bd	38.40Aab	21.44Aab	8.87Ab	5.07Aa	5.78Aa
I₆	47.09Aa	0.29Bab	4.60Bc	17.36Be	36.00Aab	19.03Abc	10.03Aa	3.81Ac	5.77Aa
SEM	0.50	0.04	0.08	0.09	2.13	1.10	0.17	0.01	0.32
添加剂Inoculant	**	**	**	**	**	*	**	**	NS
混播比例Mixture ratio	**	**	NS	**	**	**	**	**	**
添加剂×混播比例Inoculant×mixture ratio	NS	**	**	**	NS	**	**	**	**

项目 Item	pH	乳酸 Lactic acid	乙酸 Acetic acid	丙酸 Propionic acid	丁酸 Butyric acid	氨态氮/总氮 NH₃-N/TN
C₁	4.93Aa	1.82Bb	1.05Bf	ND	ND	11.43Aa
C₂	4.19Ab	2.68Aab	1.87Be	ND	ND	4.19Ac
C₃	4.10Ac	2.77Bab	2.45Bb	ND	ND	2.83Ad
C₄	4.02Ad	2.69Aab	2.63Aa	ND	ND	2.85Ad
C₅	4.05Ad	3.33Aa	2.34Bc	ND	ND	5.47Ab
C₆	4.15Ab	2.05Aab	2.01Bd	ND	ND	2.57Ae
SEM	0.02	0.61	0.04	ND	ND	0.03
I₁	4.26Ba	1.94Af	2.09Ac	ND	ND	4.79Ba
I₂	4.06Bb	2.29Be	2.66Ab	ND	ND	1.82Bf
I₃	4.04Bb	3.00Ab	2.66Ab	ND	ND	2.35Bc
I₄	4.06Ab	2.67Bd	2.10Bc	ND	ND	2.39Bb
I₅	4.06Ab	3.53Aa	2.95Aa	ND	ND	2.26Bd
I₆	4.04Bb	2.89Ac	2.67Ab	ND	ND	1.97Be
SEM	0.02	0.01	0.01	ND	ND	0.00
添加剂Inoculant	**	NS	**	ND	ND	**
混播比例Mixture ratio	**	**	**	ND	ND	**
添加剂×混播比例Inoculant×mixture ratio	**	NS	**	ND	ND	**

项目 Item	pH	乳酸 Lactic acid	乙酸 Acetic acid	丙酸 Propionic acid	丁酸 Butyric acid	氨态氮/总氮 NH₃-N/TN
C₁	4.93Aa	1.82Bb	1.05Bf	ND	ND	11.43Aa
C₂	4.19Ab	2.68Aab	1.87Be	ND	ND	4.19Ac
C₃	4.10Ac	2.77Bab	2.45Bb	ND	ND	2.83Ad
C₄	4.02Ad	2.69Aab	2.63Aa	ND	ND	2.85Ad
C₅	4.05Ad	3.33Aa	2.34Bc	ND	ND	5.47Ab
C₆	4.15Ab	2.05Aab	2.01Bd	ND	ND	2.57Ae
SEM	0.02	0.61	0.04	ND	ND	0.03
I₁	4.26Ba	1.94Af	2.09Ac	ND	ND	4.79Ba
I₂	4.06Bb	2.29Be	2.66Ab	ND	ND	1.82Bf
I₃	4.04Bb	3.00Ab	2.66Ab	ND	ND	2.35Bc
I₄	4.06Ab	2.67Bd	2.10Bc	ND	ND	2.39Bb
I₅	4.06Ab	3.53Aa	2.95Aa	ND	ND	2.26Bd
I₆	4.04Bb	2.89Ac	2.67Ab	ND	ND	1.97Be
SEM	0.02	0.01	0.01	ND	ND	0.00
添加剂Inoculant	**	NS	**	ND	ND	**
混播比例Mixture ratio	**	**	**	ND	ND	**
添加剂×混播比例Inoculant×mixture ratio	**	NS	**	ND	ND	**

项目 Item	粗蛋白降解率 Crude protein degradation rate	中性洗涤纤维降解率 Neutral detergent fiber degradation rate	酸性洗涤纤维降解率 Acid detergent fiber degradation rate	干物质降解率 Dry matter degradation rate
C₁	29.44Bc	40.52Bc	37.73Bd	77.29Bc
C₂	38.82Bab	55.99Bab	44.92Bc	83.65Ba
C₃	40.64Aa	56.26Aab	46.17Aab	81.89Ab
C₄	37.15Ab	60.16Aa	51.16Aa	82.39Aab
C₅	36.65Ab	53.85Aab	47.80Aab	78.39Ac
C₆	31.76Ac	51.65Ab	44.32Ac	75.21Bd
SEM	1.15	3.25	2.27	0.75
I₁	33.11Ac	49.48Ac	49.25Ab	79.03Ac
I₂	44.80Aa	67.69Aa	60.25Aa	89.55Aa
I₃	38.59Ab	59.36Ab	50.19Ab	81.59Ab
I₄	36.41Ab	54.16Ac	49.11Ab	75.83Bd
I₅	38.28Ab	49.34Bc	45.11Ab	75.71Bd
I₆	33.05Ac	53.62Ac	43.96Ab	78.22Ac
SEM	1.01	2.31	2.67	1.14
添加剂Inoculant	**	NS	NS	NS
混播比例Mixture ratio	**	**	**	**
添加剂×混播比例Inoculant×mixture ratio	**	*	**	*

混播比例及乳酸菌剂对燕麦-饲用豌豆发酵TMR品质及瘤胃降解特性的影响

Effects of oat∶feed pea sowing ratio and lactic acid bacteria addition on crop silage fermentation and ruminal degradation characteristics of the resulting total mixed ration

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Metrics

项目 Item	编号 Number	混播比例 Mixture ratio	燕麦 Oat	饲用豌豆 Feed pea	青稞秸秆 Highland barley straw	油菜秸秆 Rape straw	油菜粕 Rape meal	总计 Total
不添加 No adding	C₁	0∶10	0	70	10	10	10	100
	C₂	5∶5	35	35	10	10	10	100
	C₃	6∶4	42	28	10	10	10	100
	C₄	7∶3	49	21	10	10	10	100
	C₅	8∶2	56	14	10	10	10	100
	C₆	10∶0	70	0	10	10	10	100
添加 Adding	I₁	0∶10	0	70	10	10	10	100
	I₂	5∶5	35	35	10	10	10	100
	I₃	6∶4	42	28	10	10	10	100
	I₄	7∶3	49	21	10	10	10	100
	I₅	8∶2	56	14	10	10	10	100
	I₆	10∶0	70	0	10	10	10	100

项目Item	氨态氮NH₃-N （mg·dL^-1）	pH
C₁	27.47Aabc	5.92Ab
C₂	28.93Aab	6.04Aa
C₃	29.65Aa	5.99Aa
C₄	26.48Abc	6.00Ba
C₅	29.15Aab	6.01Ba
C₆	26.19Bc	6.02Aa
SEM	1.14	0.03
I₁	27.75Abc	5.92Ab
I₂	30.32Aab	5.94Bb
I₃	31.68Aa	5.96Ab
I₄	28.12Abc	6.06Aa
I₅	26.07Ac	6.13Aa
I₆	28.71Aabc	6.08Aa
SEM	1.35	0.03
添加剂Inoculant	NS	NS
混播比例Mixture ratio	**	**
添加剂×混播比例Inoculant×mixture ratio	*	**

项目 Items	主成分特征向量Principal component eigenvector
项目 Items	Z1	Z2	Z3	Z4	Z5
中性洗涤纤维Neutral detergent fiber	-0.192	0.299	-0.223	-0.093	0.221
酸性洗涤纤维Acid detergent fiber	-0.044	0.360	-0.267	-0.110	0.125
粗脂肪Ether extract	0.292	-0.133	0.051	-0.046	-0.249
粗蛋白Crude protein	-0.230	0.270	0.006	0.173	-0.071
干物质损失Dry matter loss	0.183	-0.098	0.524	0.287	0.157
干物质Dry matter	0.248	-0.037	-0.125	0.517	-0.008
淀粉 Starch	0.154	0.254	0.079	0.378	0.272
水溶性碳水化合物Water soluble carbohydrate	-0.030	-0.224	-0.003	-0.007	0.747
粗灰分Ash	0.209	0.213	-0.314	0.095	0.038
氨态氮/总氮NH₃-N/TN	0.322	0.030	0.063	-0.141	0.102
pH	0.329	0.031	0.030	-0.168	-0.107
乳酸Lactic acid	0.251	-0.061	-0.287	0.113	-0.234
乙酸Acetic acid	-0.333	-0.032	-0.045	0.044	-0.170
干物质降解率Dry matter degradation rate	0.050	0.382	0.013	-0.208	0.077
中性洗涤纤维降解率Neutral detergent fiber degradation rate	0.230	0.269	0.135	-0.234	-0.118
酸性洗涤纤维降解率Acid detergent fiber degradation rate	0.177	0.226	0.413	-0.306	0.008
粗蛋白降解率Crude protein degradation rate	0.264	0.220	-0.158	0.004	0.198
瘤胃pH Rumen pH	-0.210	0.222	0.391	0.078	0.002
瘤胃氨态氮Rumen NH₃-N	0.073	0.307	0.062	0.406	-0.164
72 h产气量72 h gas production	-0.192	0.299	-0.223	-0.093	0.221
特征值Eigenvalue	7.860	6.098	1.650	1.427	1.148
方差百分比Variance percentage （%）	39.298	30.491	8.248	7.133	5.741
累积百分比Cumulative percentage （%）	39.298	69.789	78.037	85.170	90.911

编号 Number	得分Score					综合分值 Composite score	排序 Order
编号 Number	F1	F2	F3	F4	F5	综合分值 Composite score	排序 Order
C₁	-2.539	-0.276	-0.086	0.862	0.145	-1.019	12
C₂	-0.703	0.980	-2.149	-1.129	-0.461	-0.262	9
C₃	0.390	0.898	-0.675	1.400	-0.043	0.469	3
C₄	0.445	0.074	0.268	-1.635	-0.641	0.066	5
C₅	0.193	-0.259	-0.164	0.081	-1.732	-0.110	6
C₆	-0.080	-1.276	0.301	-0.410	-0.168	-0.435	11
I₁	-1.052	-0.052	1.258	-0.398	1.327	-0.278	10
I₂	0.529	1.912	1.051	-0.868	0.916	0.868	1
I₃	0.615	0.751	0.769	1.606	-0.672	0.610	2
I₄	0.307	-0.848	1.048	-0.061	-1.120	-0.120	7
I₅	0.872	-1.545	-0.671	-0.239	1.126	-0.136	8
I₆	1.023	-0.359	-0.949	0.790	1.323	0.347	4

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