体外产气法评价生薯条加工副产品-稻草混贮与全株玉米青贮组合效应的研究

doi:10.11686/cyxb2020313

草业学报 ›› 2021, Vol. 30 ›› Issue (8): 154-163.DOI: 10.11686/cyxb2020313

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体外产气法评价生薯条加工副产品-稻草混贮与全株玉米青贮组合效应的研究

温媛媛¹(), 张美琦¹, 刘桃桃¹, 沈宜钊¹, 高艳霞¹^,², 李秋凤¹^,²(), 曹玉凤¹^,²(), 李建国¹^,²()

^1.河北农业大学动物科技学院，河北保定 071000
^2.河北省牛羊胚胎工程技术研究中心，河北保定 071000

收稿日期:2020-07-06 修回日期:2020-08-10 出版日期:2021-07-09 发布日期:2021-07-09
通讯作者: 李秋凤,曹玉凤,李建国
作者简介:Corresponding author. E-mail： cyf278@126.com， lqf582@126.com， jgliauh@126.com
温媛媛（1995-），女，河北张家口人，在读硕士。E-mail： 1359181423@qq.com
基金资助:
国家肉牛牦牛产业技术体系建设项目(CARS-37);河北省现代农业产业技术体系肉牛创新团队项目(HBCT2018130202);河北省高端人才支持计划(0631608)

Associative effects between whole crop maize silage and mixed silage made from raw potato crisp processing by-product and rice straw as determined using an in vitro gas production technique

Yuan-yuan WEN¹(), Mei-qi ZHANG¹, Tao-tao LIU¹, Yi-zhao SHEN¹, Yan-xia GAO¹^,², Qiu-feng LI¹^,²(), Yu-feng CAO¹^,²(), Jian-guo LI¹^,²()

^1.College of Animal Science and Technology，Hebei Agricultural University，Baoding 071000，China
^2.Embryo Engineering and Technological Center of Cattle and Sheep of Hebei，Baoding 071000，China

Received:2020-07-06 Revised:2020-08-10 Online:2021-07-09 Published:2021-07-09
Contact: Qiu-feng LI,Yu-feng CAO,Jian-guo LI

摘要/Abstract

摘要：

旨在探究生薯条加工副产品-稻草混贮（以下简称“薯稻混贮”）与全株玉米青贮间的组合效应。“薯稻混贮”是按照1∶2混合（混贮后的干物质含量为35%）、添加青贮添加剂、用搅拌机混匀、打捆裹包机裹包、发酵60 d制成。根据“薯稻混贮”与全株玉米青贮的不同比例分为7个组合，分别为T₀组（0∶100）、T₂₀组（20∶80）、T₄₀组（40∶60）、T₅₀组（50∶50）、T₆₀组（60∶40）、T₈₀组（80∶20）、T₁₀₀组（100∶0），每个组合3个重复。通过体外产气法，测定各组合发酵48 h干物质降解率（DMD）、pH、氨态氮（NH₃-N）浓度、微生物蛋白（MCP）产量以及挥发性脂肪酸（VFA）浓度等指标，测定各组合在发酵2、4、6、8、10、12、24、36和48 h的产气量（GP）。并计算每个单项组合效应指数（SFAEI）及综合效应指数（MFAEI）。结果表明：1）GP和DMD随“薯稻混贮”比例增加显著或极显著降低（P<0.05或P<0.01）。SFAEI中T₅₀和T₈₀组的GP和DMD最低，GP和DMD最高值均出现在T₂₀组。2）不同组合发酵后的pH值为6.46~6.59，其中T₈₀组pH最高，显著或极显著高于除T₁₀₀组外的其他组别（P<0.05或P<0.01），SFAEI在T₈₀组最高。3）各组合间NH₃-N浓度、MCP产量无显著差异（P>0.05），但均以T₄₀组最高，而SFAEI分别以T₄₀和T₈₀组最高。4）乙酸、丙酸、戊酸和TVFA浓度均以T₀组最高，T₁₀₀组最低，且两组间差异极显著（P<0.01）；丁酸也以T₀组浓度最高，但以T₈₀组浓度最低。SFAEI指标中，乙、丙、丁酸分别以T₈₀、T₂₀和T₆₀组最高。通过MFAEI指数评定得出，两种饲料组合均产生正组合效应，其中T₄₀组（40∶60）最优，其次是T₅₀组（50∶50）。

关键词: 生薯条加工副产品, 稻草, 全株玉米青贮, 体外发酵, 组合效应

Abstract:

The aim of this study was to evaluate the associative effects between whole crop maize silage （WCS） and mixed silage made from raw potato crisp processing by-product and rice straw （PRS）. The PRS （35% dry matter） was produced by mixing potato crisp processing by-product with rice straw at a ratio of 1∶2， adding silage additive， mixing with a blender， bundling and wrapping the silage substrate using a machine， and then fermenting for 60 days. The treatments consisted of seven combinations of PRS and WCS at different ratios： 0∶100 （T₀）， 20∶80 （T₂₀）， 40∶60 （T₄₀）， 50∶50 （T₅₀）， 60∶40 （T₆₀）， 80∶20 （T₈₀）， and 100∶0 （T₁₀₀） on a dry matter （DM） basis. Each combination had three replicates. Gas production （GP） was measured using an in vitro method. Dry matter digestibility （DMD）， pH， and the concentrations of ammonia nitrogen （NH₃-N）， microbial protein （MCP）， and volatile fatty acids （VFA） were determined at 48 h of incubation. The GP was recorded at 2， 4， 6， 8， 10， 12， 24， 36， and 48 h of incubation. The single factor associative effects index （SFAEI） and multiple factors associative effects index （MFAEI） of different combinations were calculated. The results show that： 1） GP and DMD decreased significantly or extremely significantly （P<0.05 or P<0.01） as the proportion of PRS increased. The SFAEIs of GP and DMD were the lowest in the T₅₀ and T₈₀ groups， respectively， and the highest values of those indexes were in the T₂₀ group. 2） The pH of different combinations ranged from 6.46 to 6.59. The pH of the T₈₀ group was the highest， and was significantly or extremely significantly higher than that in other groups， except for the T₁₀₀ group （P<0.05 or P<0.01）. The highest SFAEI of pH was in the T₈₀ group. 3） There was no significant difference in NH₃-N concentrations and MCP production among different combinations （P>0.05）， but the highest values were in the T₄₀ group. The SFAEIs of NH₃-N and MCP were highest in the T₄₀ and T₈₀ groups， respectively. 4） The concentrations of acetic acid， propionic acid， valeric acid， and total VFAs were highest in the T₀ group and lowest in the T₁₀₀ group， and the differences between the two groups were extremely significant （P<0.01）. The concentration of butyric acid was highest in the T₀ group and lowest in the T₈₀ group. The highest SFAEIs of acetic acid， propionic acid， and butyric acid were in the T₈₀， T₂₀， and T₆₀ groups， respectively. According to the MFAEI index evaluation， two combinations had positive associative effects； The combination in the T₄₀ group （40∶60） had the best effect， followed by that in the T₅₀ group （50∶50）.

Key words: raw potato crisp processing by-product, rice straw, whole corn silage, in vitro fermentation, associative effects

温媛媛, 张美琦, 刘桃桃, 沈宜钊, 高艳霞, 李秋凤, 曹玉凤, 李建国. 体外产气法评价生薯条加工副产品-稻草混贮与全株玉米青贮组合效应的研究[J]. 草业学报, 2021, 30(8): 154-163.

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图/表 6

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项目 Items	薯稻混贮 Mixed silage	全株玉米青贮 Whole corn silage
粗蛋白CP	8.90	7.00
粗脂肪EE	1.69	3.02
淀粉Starch	13.24	31.65
中性洗涤纤维NDF	57.12	48.61
酸性洗涤纤维ADF	35.53	26.31
Ca	0.42	0.28
P	0.21	0.19

项目 Items	薯稻混贮 Mixed silage	全株玉米青贮 Whole corn silage
粗蛋白CP	8.90	7.00
粗脂肪EE	1.69	3.02
淀粉Starch	13.24	31.65
中性洗涤纤维NDF	57.12	48.61
酸性洗涤纤维ADF	35.53	26.31
Ca	0.42	0.28
P	0.21	0.19

原料Ingredient	含量Content （%）	^2）营养水平Nutrient levels	含量Content
玉米Corn	20.50	综合净能NE_mf （MJ·kg^-1）	6.50
豆粕Soybean meal	4.36	粗蛋白CP （%）	13.93
棉粕Cottonseed meal	9.36	中性洗涤纤维NDF （%）	36.80
干酒糟及其可溶物DDGS	3.69	酸性洗涤纤维ADF （%）	17.10
石粉Limestone	0.49	Ca （%）	0.65
^1）预混料Premix	0.50	P （%）	0.40
小苏打NaHCO₃	0.70
食盐NaCl	0.40
全株玉米青贮Whole corn silage	40.00
羊草L. chinensis	20.00
合计Total	100.00

原料Ingredient	含量Content （%）	^2）营养水平Nutrient levels	含量Content
玉米Corn	20.50	综合净能NE_mf （MJ·kg^-1）	6.50
豆粕Soybean meal	4.36	粗蛋白CP （%）	13.93
棉粕Cottonseed meal	9.36	中性洗涤纤维NDF （%）	36.80
干酒糟及其可溶物DDGS	3.69	酸性洗涤纤维ADF （%）	17.10
石粉Limestone	0.49	Ca （%）	0.65
^1）预混料Premix	0.50	P （%）	0.40
小苏打NaHCO₃	0.70
食盐NaCl	0.40
全株玉米青贮Whole corn silage	40.00
羊草L. chinensis	20.00
合计Total	100.00

组别 Groups	发酵时间Fermentation time
组别 Groups	2 h	4 h	6 h	8 h	10 h	12 h	24 h	36 h	48 h
T₀	11.59±0.24Aa	20.78±0.13Aa	32.10±0.23Aa	47.30±0.49Aa	60.09±0.74Aa	71.40±1.00Aa	106.35±1.41Aa	129.59±1.80Aa	146.46±2.33Aa
T₂₀	11.32±0.14ABa	19.69±0.23Bb	30.32±0.36Bb	44.38±0.48Bb	56.04±0.50Bb	66.80±0.70Bb	100.25±0.75Bb	123.64±1.04Bb	140.51±1.27Bb
T₄₀	10.90±0.14BCb	19.55±0.27BCbc	28.53±0.36Cc	43.89±0.50Cc	50.90±0.77Cc	60.56±1.12Cc	93.02±1.26Cc	114.89±1.49Cc	130.31±2.15Cc
T₅₀	10.49±0.14CDbc	18.73±0.49CDcd	27.17±0.41Dd	38.55±0.47Dd	47.74±0.83Dd	56.73±1.19Dd	87.88±1.26Dd	109.59±0.95Dd	123.86±0.88Dd
T₆₀	10.35±0.01DEc	18.45±0.23Dd	25.96±0.46Ee	36.10±0.62Ee	44.78±1.06Ee	52.92±1.54Ee	81.98±2.53Ee	102.33±2.48Ee	116.04±2.79Ee
T₈₀	10.07±0.14DEce	18.58±0.14Dd	25.69±0.14Ee	35.01±0.36Ee	42.98±0.24Ee	50.75±1.39Ee	79.32±0.73Ee	98.63±0.59Ee	112.04±0.46Ee
T₁₀₀	9.66±0.14Ee	17.37±0.35Ee	23.54±0.61Ff	31.52±0.74Ff	38.15±1.05Ff	45.39±1.56Ff	74.44±1.44Ff	92.85±1.27Ff	105.71±1.05Ff
SEM	0.21	0.41	0.56	0.76	1.12	1.50	2.05	2.11	2.48
P值P-value	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001

体外产气法评价生薯条加工副产品-稻草混贮与全株玉米青贮组合效应的研究

Associative effects between whole crop maize silage and mixed silage made from raw potato crisp processing by-product and rice straw as determined using an in vitro gas production technique

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Metrics

组合 Groups	干物质降解率 Dry matter degradation （DMD， %）	pH	氨态氮 Ammonia nitrogen （NH₃-N， mg·dL^-1）	微生物蛋白Microbial protein （MCP， mg·mL^-1）
T₀	71.10±1.48Aa	6.46±0.02Bd	8.60±0.43Aa	2.77±0.05Aa
T₂₀	70.70±1.10Aa	6.47±0.01Bd	8.50±0.65Aa	2.71±0.71Aa
T₄₀	68.00±0.32ABab	6.52±0.01ABcd	8.69±0.07Aa	2.93±0.11Aa
T₅₀	66.65±0.79ABCabc	6.51±0.01ABcd	8.60±0.09Aa	2.88±0.07Aa
T₆₀	65.58±2.33ABCbc	6.53±0.02ABbc	8.59±0.09Aa	2.84±0.08Aa
T₈₀	63.05±1.93BCcd	6.59±0.03Aa	8.47±0.31Aa	2.72±0.02Aa
T₁₀₀	60.54±1.66Cd	6.58±0.01Aab	7.96±0.27Aa	2.71±0.32Aa
SEM	2.20	0.03	0.59	0.23
P值P-value	0.002	0.001	0.910	0.200

组别 Groups	乙酸 Acetic acid （AA）	丙酸 Propionic acid （PA）	异丁酸 Isobutyric acid	丁酸 Butyric acid	异戊酸 Isovaleric acid	戊酸 Valeric acid	总挥发性脂肪酸 Total volatile fatty acid	乙酸/丙酸 AA/PA
T₀	49.92±0.75Aa	27.73±0.26Aa	0.54±0.01a	9.03±0.10Aa	0.69±0.01a	0.97±0.01Aa	88.88±1.08Aa	1.80±0.01Gg
T₂₀	49.14±0.44ABab	26.64±0.21Aa	0.55±0.01a	9.00±0.13Aa	0.70±0.01a	0.85±0.01Bb	86.88±0.74Baa	1.84±0.01Ff
T₄₀	46.23±0.76Bc	24.20±0.45Bb	0.54±0.01a	8.69±0.09Ab	0.70±0.01a	0.92±0.01ABa	81.27±1.28BCbc	1.91±0.01Ee
T₅₀	47.08±1.06ABbc	24.11±0.57Bb	0.55±0.01a	8.67±0.10Ab	0.70±0.01a	0.81±0.02Cbc	81.93±1.74BCb	1.95±0.01Dd
T₆₀	45.45±1.23BCc	22.50±0.65BCc	0.55±0.01a	8.62±0.06Ab	0.69±0.01a	0.77±0.03CDc	78.02±1.96Cbc	2.02±0.01Cc
T₈₀	45.67±0.87BCc	21.85±0.38Cc	0.55±0.01a	7.94±0.08Bc	0.70±0.01a	0.68±0.02Dd	77.39±1.18CDc	2.09±0.01Bb
T₁₀₀	42.32±0.77Cd	19.75±0.46Dd	0.54±0.01a	8.08±0.15Bc	0.68±0.01a	0.68±0.04Dd	72.06±1.34Dd	2.14±0.01Aa
SEM	0.48	0.44	0.01	0.08	0.01	0.02	0.98	0.02
P值P-value	<0.001	<0.001	0.723	<0.001	0.951	<0.001	<0.001	<0.001

项目Items	T₂₀	T₄₀	T₅₀	T₆₀	T₈₀
48 h产气量Gas production （GP_{48 h}）	0.0159	0.0011	-0.0176	-0.0490	-0.0159
干物质降解率Dry matter degradation （DMD）	0.0247	0.0168	0.0127	0.0125	0.0063
pH	-0.0026	0.0015	-0.0013	-0.0005	0.0051
氨态氮Ammonia nitrogen （NH₃-N）	0.0037	0.0420	0.0387	0.0458	0.0469
微生物蛋白Microbial protein （MCP）	-0.0192	0.0647	0.0507	0.0423	-0.0007
乙酸Acetic acid	0.0152	-0.0135	0.0211	0.0022	0.0418
丙酸Propionic acid	0.0191	-0.0140	0.0154	-0.0191	0.0234
丁酸Butyric acid	0.0179	0.0037	0.0135	0.0190	-0.0399
综合效应指数Multiple-factors associative effects index （MFAEI）	0.0462	0.1942	0.1648	0.0450	0.0401

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