Effects of cutting time and plant height of ‘Reyan No.4’ king grass on distribution of lactic acid bacteria and silage fermentation quality

doi:10.11686/cyxb2020079

Abstract

Abstract:

In this study， we investigated the effects of cutting time and plant height on the distribution of lactic acid bacteria （LAB） and the fermentation quality of king grass （Pennisetum purpureum×Pennisetum typhoideum cv. ‘Reyan No.4’） silage. We analyzed the LAB distribution on， and characteristics of， king grass cut at different times （first， second， and third cuttings） and at different plant heights （1.0， 1.5， and 2.0 m）， and evaluated the fermentation quality of silages produced from these materials. The results showed that with the increase in king grass height， the contents of dry matter （DM）， neutral detergent fiber （NDF）， and acid detergent fiber （ADF） increased significantly （P<0.05）， and the crude protein （CP） content and pH value significantly decreased （P<0.05）. The DM content in king grass was significantly higher （P<0.05） at the second cutting than at the first and third cuttings. At the first cutting， the contents of CP， water soluble-carbohydrate （WSC）， and ADF were the highest， and the NDF content was the lowest. The fermentation quality of the silage produced from the second cutting was better than that of the silages produced from the first and the third cuttings. The fermentation quality of silage produced from 2.0 m high king grass was better than that of silages produced from 1.0 and 1.5 m high king grass. The number of LAB detected from king grass was significantly higher （P<0.05） at the second and third cuttings than at the first cutting. The highest number of LAB was detected from 2.0 m high king grass， but the number did not differ significantly among the three heights （P>0.05）. The most abundant LAB on king grass were Lactobacillus plantarum and Weissella confusa. Two types of LAB were isolated from king grass at the first cutting and four types of LAB were isolated at the third cutting.

Key words: Reyan No.4 king grass, cutting, plant height, lactic acid bacteria

Xin-zhu CHEN, Jian-guo ZHANG. Effects of cutting time and plant height of ‘Reyan No.4’ king grass on distribution of lactic acid bacteria and silage fermentation quality[J]. Acta Prataculturae Sinica, 2021, 30(1): 150-158.

Figures/Tables 4

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项目Items	茬次Cutting			高度Height			方差分析Analysis of variance
项目Items	第1茬First	第2茬Second	第3茬Third	1.0 m	1.5 m	2.0 m	茬次 Cutting	高度 Height	茬次×高度 Cutting×height
干物质Dry matter (DM, %FM)	16.10b	19.83a	17.10b	16.17b	16.87b	20.00a	**	**
粗蛋白Crude protein (%DM)	10.56a	7.75b	9.99a	11.26a	8.70b	8.34b	**	**	**
可溶性碳水化合物Water soluble carbohydrate (%DM)	9.68a	8.89a	6.43b	7.44	9.09	8.48	**	**	**
pH	5.04a	4.66b	4.70b	5.00a	4.81b	4.58c	**	**	**
缓冲能Buffer capacity (mE·kg^-1 DM)	55.73b	55.55b	77.75a	67.18ab	70.10a	51.74b	**	**	*
中性洗涤纤维 Neutral detergent fiber (%DM)	67.77b	69.71a	69.58a	66.87c	68.36b	71.82a	*	**	**
酸性洗涤纤维 Acid detergent fiber (%DM)	43.39a	36.33c	39.71b	37.90b	39.55b	41.97a	**	**	*
半纤维 Hemi-cellulose (%DM)	24.38c	33.38a	29.87b	28.98	28.80	29.84	**
棉子糖Melitose (%DM)	1.93a	0.03b	0.60b	0.82	1.05	0.69	**
蔗糖Sucrose (%DM)	2.59a	1.08b	0.69b	1.67a	1.10b	1.70a	**	*	**
麦芽糖Maltose (%DM)	0.12a	0.00b	0.00b	0.00b	0.12a	0.00b	**	**	**
葡萄糖Glucose (%DM)	0.08b	0.03b	0.27a	0.05b	0.23a	0.11ab	**	*	*
木糖Xylose (%DM)	0.01	0.01	0.01	0.01	0.01	0.01
半乳糖Galactose (%DM)	0.08	0.02	0.01	0.05	0.06	0.00
果糖Fructose (%DM)	1.59a	0.66b	0.48b	0.95a	0.59b	1.20a	**	*	**
乳酸菌Lactic acid bacteria (lg cfu·g^-1 FM)	2.71b	4.65a	4.45a	3.45	4.05	4.31	**		*
好氧性细菌Aerobic bacteria (lg cfu·g^-1 FM)	6.92ab	7.47a	6.86b	6.97	7.11	7.17
酵母Yeast (lg cfu·g^-1 FM)	5.53b	5.30b	6.04a	5.65	5.44	5.77
霉菌Mold (lg cfu·g^-1 FM)	3.56b	4.42a	3.84b	3.79	4.09	3.95

项目Items	茬次Cutting			高度Height			方差分析Analysis of variance
项目Items	第1茬First	第2茬Second	第3茬Third	1.0 m	1.5 m	2.0 m	茬次 Cutting	高度 Height	茬次×高度 Cutting×height
干物质Dry matter (DM, %FM)	16.10b	19.83a	17.10b	16.17b	16.87b	20.00a	**	**
粗蛋白Crude protein (%DM)	10.56a	7.75b	9.99a	11.26a	8.70b	8.34b	**	**	**
可溶性碳水化合物Water soluble carbohydrate (%DM)	9.68a	8.89a	6.43b	7.44	9.09	8.48	**	**	**
pH	5.04a	4.66b	4.70b	5.00a	4.81b	4.58c	**	**	**
缓冲能Buffer capacity (mE·kg^-1 DM)	55.73b	55.55b	77.75a	67.18ab	70.10a	51.74b	**	**	*
中性洗涤纤维 Neutral detergent fiber (%DM)	67.77b	69.71a	69.58a	66.87c	68.36b	71.82a	*	**	**
酸性洗涤纤维 Acid detergent fiber (%DM)	43.39a	36.33c	39.71b	37.90b	39.55b	41.97a	**	**	*
半纤维 Hemi-cellulose (%DM)	24.38c	33.38a	29.87b	28.98	28.80	29.84	**
棉子糖Melitose (%DM)	1.93a	0.03b	0.60b	0.82	1.05	0.69	**
蔗糖Sucrose (%DM)	2.59a	1.08b	0.69b	1.67a	1.10b	1.70a	**	*	**
麦芽糖Maltose (%DM)	0.12a	0.00b	0.00b	0.00b	0.12a	0.00b	**	**	**
葡萄糖Glucose (%DM)	0.08b	0.03b	0.27a	0.05b	0.23a	0.11ab	**	*	*
木糖Xylose (%DM)	0.01	0.01	0.01	0.01	0.01	0.01
半乳糖Galactose (%DM)	0.08	0.02	0.01	0.05	0.06	0.00
果糖Fructose (%DM)	1.59a	0.66b	0.48b	0.95a	0.59b	1.20a	**	*	**
乳酸菌Lactic acid bacteria (lg cfu·g^-1 FM)	2.71b	4.65a	4.45a	3.45	4.05	4.31	**		*
好氧性细菌Aerobic bacteria (lg cfu·g^-1 FM)	6.92ab	7.47a	6.86b	6.97	7.11	7.17
酵母Yeast (lg cfu·g^-1 FM)	5.53b	5.30b	6.04a	5.65	5.44	5.77
霉菌Mold (lg cfu·g^-1 FM)	3.56b	4.42a	3.84b	3.79	4.09	3.95

项目Items	茬次Cutting			高度Height			方差分析Analysis of variance
项目Items	第1茬 First	第2茬 Second	第3茬 Third	1.0 m	1.5 m	2.0 m	茬次 Cutting	高度 Height	茬次×高度 Cutting×height
干物质Dry matter (%)	13.68	16.92	17.03	14.32b	14.64b	18.67a		*
pH值pH value	4.65a	4.42b	4.50a	4.56a	4.58a	4.44b	**	**	**
乳酸Lactic acid (%DM)	0.41b	1.68a	0.46b	0.93	0.71	0.91	*
乙酸Acedic acid (%DM)	5.90a	3.91ab	2.23b	6.10a	2.88b	3.01b	**	**
丙酸Propionic acid (%DM)	0.92	1.47	0.48	0.97	0.52	1.38
丁酸Butyric acid (%DM)	3.68a	1.91b	0.91b	2.48	1.91	2.10	**
氨态氮Ammonia nitrogen (%TN)	3.07a	2.10b	2.06b	2.17b	3.25a	1.80b		*	*

项目Items	茬次Cutting			高度Height			方差分析Analysis of variance
项目Items	第1茬 First	第2茬 Second	第3茬 Third	1.0 m	1.5 m	2.0 m	茬次 Cutting	高度 Height	茬次×高度 Cutting×height
干物质Dry matter (%)	13.68	16.92	17.03	14.32b	14.64b	18.67a		*
pH值pH value	4.65a	4.42b	4.50a	4.56a	4.58a	4.44b	**	**	**
乳酸Lactic acid (%DM)	0.41b	1.68a	0.46b	0.93	0.71	0.91	*
乙酸Acedic acid (%DM)	5.90a	3.91ab	2.23b	6.10a	2.88b	3.01b	**	**
丙酸Propionic acid (%DM)	0.92	1.47	0.48	0.97	0.52	1.38
丁酸Butyric acid (%DM)	3.68a	1.91b	0.91b	2.48	1.91	2.10	**
氨态氮Ammonia nitrogen (%TN)	3.07a	2.10b	2.06b	2.17b	3.25a	1.80b		*	*

名称Name	登录号Accession	相似菌株Similar strain	相似率Percent identity (%)
Mott 1	JQ811209.1	植物乳杆菌Lactococcus plantarum EU600918.1	99.80
Reyan 20	JQ811213.1	戊糖乳杆菌Lactobacillus pentosus AB362677.1	99.90
Mott 5	JQ811212.1	魏斯氏菌Weissella cibaria JQ811210.1	99.79
Mott 10	JQ811210.1	融合乳杆菌Weissella confusa JQ811212.1	99.79
D 3.3	KC845210.1	乳酸乳球菌Lactobacillus lactis JQ811214.1	100.00