Effects of additive types and combinations on silage quality of whole-plant rape after harvesting and air-drying

doi:10.11686/cyxb2021035

Abstract

Abstract:

The aim of study was to develop an effective additive formulation for ensiling whole-plant rape. A rape crop was harvested at the final flowering stage and air-dried in the field for 3-4 days， then ensiled as the moisture content dropped below 70%， with different additives used in different silage batches. Fermentation outcomes were evaluated for seven additive treatments： Control （no additive）， a solid inoculum treatment （S）， a liquid inoculum treatment （L）， a solid inoculum+liquid inoculum treatment （SL）， a solid inoculum+liquid inoculum+corn flour treatment （SLC）， a solid inoculum+liquid inoculum+brown sugar treatment SLB， and a corn meal treatment （C）. Sensory characteristics， chemical composition and animal rumen degradation rate were measured and data was evaluated using multivariate analysis. It was found that the sensory characteristics of the silage rape were excellent in all treatments， including the control. As judged by pH and moisture data， the SLC and SLB treatments were the most stable （P<0.05）. Analysis of chemical composition showed that neutral detergent fiber （P>0.05） and acid detergent fiber contents （P<0.05） were lowest in the SLC treatment， and that the dry matter content was significantly higher in SLC than in other treatments （P<0.05）. Results from rumen degradation of silage samples using the nylon bag method showed that the degradation of dry matter， crude protein， neutral and acidic detergent fiber in all treatments increased with digestion time （P<0.05）. After 60 days fermentation， the rumen degradation rate of dry matter， crude protein and neutral and acid detergent fiber differed significantly （P<0.05） between additive treatments， with the SLC treatment having the highest degradation rate （72 h）（P<0.05）. In summary， whole-plant rape harvested and air-dried to a moisture content under 70% made stable， high quality silage. Addition of S， L or more complex SLC additives mixed thoroughly with the chopped rape further increased the whole-plant rape silage nutritional value and rumen digestibility. The study provides technical data on the preservation of rape silage， which has great potential to help address the shortage of feed resources in the herbivore animal industries and support the conversion of “oil-to-feed”.

Key words: rape, silage, silage additives, rumen degradation rate

Di ZHOU, Shuai YANG, Xin-xin ZHANG, Jing YUAN, Yan-xia GAO, Jian-guo LI, Bo WANG, Guang-sheng ZHOU, Ting-dong FU, Jun YE, Li-guo YANG, Guo-hua HUA. Effects of additive types and combinations on silage quality of whole-plant rape after harvesting and air-drying[J]. Acta Prataculturae Sinica, 2022, 31(4): 124-135.

Figures/Tables 9

References 39

1	Dong X Y， Tang S Q. Biological characteristics and application of feed Brassica napus L. Animal Agriculture， 2014（7）： 9-11.
	董小英，唐胜球. 饲料油菜生物学特性及应用研究进展. 畜牧产业， 2014（7）： 9-11.
2	Yang Q F， Teng H Y， Niu J L， et al. Studies on nutrient content dynamics and nutritive value of Huaxie 1 forage rape. Acta Prataculturae Sinica， 2003（2）： 87-92.
	杨祁峰，滕怀渊，牛菊兰，等. 饲用双低油菜华协1号营养成分含量动态及营养价值研究. 草业学报， 2003（2）： 87-92.
3	Statistics Bureau of the People's Republic of China. China statistical yearbook. Beijing： China Statistics Press， 2019.
	中华人民共和国国家统计局. 中国统计年鉴. 北京：中国统计出版社， 2019.
4	Grant R J， Ferraretto L F. Silage review： Silage feeding management： Silage characteristics and dairy cow feeding behavior. Journal of Dairy Science， 2018， 101（5）： 4111-4121.
5	Li D X， Ni K K， Zhang Y C， et al. Influence of lactic acid bacteria， cellulase， cellulase-producing Bacillus pumilus and their combinations on alfalfa silage quality. Journal of Integrative Agriculture， 2018， 17（12）： 2768-2782.
6	Zhao N， Yang X H， Wei J T， et al. Nutritional value and silage fermentation quality of forage cole in different growth periods. Pratacultural Science， 2020， 37（5）： 933-941.
	赵娜，杨雪海，魏金涛，等. 不同生长期饲用油菜的营养价值和青贮发酵品质. 草业科学， 2020， 37（5）： 933-941.
7	Yin F T， Zhang Y L， Shi J， et al. Quality of silage made with different ratios of feed rape and corn stalk. Acta Prataculturae Sinica， 2018， 26（4）： 1011-1019.
	阴法庭，张玉龙，石婧，等. 饲料油菜与玉米秸秆混合青贮品质研究. 草业学报， 2018， 26（4）： 1011-1019.
8	Wang H Z， Shang Z D， Liu S Z， et al. Effect of different ratios of rape and clover on mixed silage fermentation quality in tibet. Journal of Plateau Agriculture， 2018， 2（6）： 647-653.
	王洪壮，商振达，刘锁珠，等. 西藏地区不同比例油菜与三叶草混合青贮对饲料发酵品质的影响. 高原农业， 2018， 2（6）： 647-653.
9	Liu Y P， Huang B Z， Liu J Y， et al. The research on nutrients value and silage technology of whole rape plant at fruiting stage. Grass-Feeding Livestock， 2017（6）： 22-26.
	刘彦培，黄必志，刘建勇，等. 结实期全株油菜及油菜秸秆青贮技术研究. 草食家畜， 2017（6）： 22-26.
10	Chen D， Li S， Zeng N B， et al. Effect of different additives on fermentation quality of silage with different rations of Amaranthus hypochondriacus and rape straw. Journal of Hunan Agricultural University， 2020， 46（1）： 113-118.
	陈东，李顺，曾宁波，等. 不同添加剂对籽粒苋与油菜秸秆混合青贮品质的影响. 湖南农业大学学报， 2020， 46（1）： 113-118.
11	Liu Q H， Li X Y， Desta S T， et al. Effects of Lactobacillus plantarum and fibrolytic enzyme on the fermentation quality and invitro digestibility of total mixed rations silage including rape straw. Journal of Integrative Agriculture， 2016， 15（9）： 2087-2096.
12	Li L Z， Liu C J， Qu M R， et al. Characteristics of a recombinant Lentinula edodes endoglucanase and its potential for application in silage of rape straw. International Journal of Biological Macromolecules， 2019， 139： 49-56.
13	Mao X， Zhao J Y， Liu G Q， et al. Effect of forage rape fermentation total mixed ration （FTMR） on intensity finishing in lamb. China Feed， 2019（11）： 66-68.
	毛鑫，赵家宇，刘桂琼，等. 饲料油菜FTMR的羔羊强度育肥效果研究. 中国饲料， 2019（11）： 66-68.
14	Fan H R. The nutrition value of rape silage and microbial-treated chaff of Flammulina velutipes and feeding effect in buffaloes. Wuhan： Huazhong Agricultural University， 2016.
	范海瑞. 青贮油菜与微贮金针菇菌糠的营养价值评定及饲喂奶水牛效果. 武汉：华中农业大学， 2016.
15	Wang L J. Nutrition estimation of drying and silage on the harvested rape and feeding effects of silage rape on diary buffalo. Wuhan： Huazhong Agricultural University， 2017.
	王力军. 油菜收割后晾晒和青贮对营养价值的影响与青贮油菜饲喂奶水牛试验研究. 武汉：华中农业大学， 2017.
16	Yang X H， Guo W Z， Huang S W， et al. Study on rape forage nutritive value evaluation in different growth stages. Feed Industry， 2017， 38（21）： 19-22.
	杨雪海，郭万正，黄少文，等. 不同生长阶段的油菜饲用营养价值评价研究. 饲料工业， 2017， 38（21）： 19-22.
17	Mcdonald P， Hendson A R. Determination of water-soluble carbohydrates in grass. Journal of the Science of Food and Agriculture， 1964， 15（6）： 395-398.
18	Zhao N，Yang X H，Wei J T， et al. Effects of different carbohydrate sources on quality of forage rape silage. Chinese Journal of Oil Crop Science， 2021， 43（2）： 236-240.
	赵娜，杨雪海，魏金涛，等. 不同碳水化合物源对饲料油菜青贮品质的影响. 中国油料作物学报， 2021， 43（2）： 236-240.
19	Wang H C， Liu C L， Liu D S， et al. Evaluation of nutritive value of the forage rape at the different development stages using CNCPS. Feed Industry， 2016， 37（21）： 31-34.
	王洪超，刘春龙，刘大森，等. 利用CNCPS体系评价不同生育期饲料油菜的营养价值研究. 饲料工业， 2016， 37（21）： 31-34.
20	Liu Z K， Wang Y F， Wang S P， et al. Drying method effects on forage nutritive quality. Acta Prataculturae Sinica， 2004（3）： 47-51.
	刘忠宽，王艳芬，汪诗平，等. 不同干燥失水方式对牧草营养品质影响的研究. 草业学报， 2004（3）： 47-51.
21	Zhu C Y， Huang B， Zhu S S， et al. Discussion on two silage methods of forage rape. Hubei Journal of Animal and Veterinary Sciences， 2019， 40（1）： 12-16.
	朱昌友，黄彬，朱爽爽，等. 饲料油菜的两种青贮方法探讨. 湖北畜牧兽医， 2019， 40（1）： 12-16.
22	Ren H W， Wang C， Dou J W， et al. Mixed ensiling quality of maize straw with waste cabbage and biogas production potential analysis. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering， 2016， 32（12）： 187-194.
	任海伟，王聪，窦俊伟，等. 玉米秸秆与废弃白菜的混合青贮品质及产沼气能力分析. 农业工程学报， 2016， 32（12）： 187-194.
23	Li Y F. Effects of mixed silage corn and alfalfa on nutritional value and quality. Xianyang： Northwest A&F University， 2019.
	李雅斐. 玉米和紫花苜蓿混合青贮对营养价值和品质的影响. 咸阳：西北农林科技大学， 2019.
24	Qu Y L， Jiang W， Li S L， et al. Study on the evaluation of nutritional value of mixed sowing corn silage and lentil silage. Chinese Journal of Animal Science， 2010， 46（13）： 72-74.
	曲永利，蒋微，李胜利，等. 青贮玉米与扁豆混播青贮营养价值评定的研究. 中国畜牧杂志， 2010， 46（13）： 72-74.
25	Santos A O， Ávila C L S ， Schwan R F. Selection of tropical lactic acid bacteria for enhancing the quality of maize silage. Journal of Dairy Science， 2013， 96（12）： 7777-7789.
26	Waroon K， Suradej P， David H， et al. Natural lactic acid bacteria population of tropical grasses and their fermentation factor analysis of silage prepared with cellulase and inoculant. Journal of Dairy Science， 2016， 99（12）： 9768-9781.
27	Sun Z H， Liu S M， Tayo G O， et al. Effects of cellulase or lactic acid bacteria on silage fermentation and in vitro gas production of several morphological fractions of maize stover. Animal Feed Science and Technology， 2009， 152（3/4）： 219-231.
28	Zhang J G， Kawamoto H， Cai Y M. Relationships between the addition rates of cellulase or glucose and silage fermentation at different temperatures. Animal Science Journal， 2010， 81（3）： 325-330.
29	Schmidt R J， Kung L .The effects of Lactobacillus buchneri with or without a homolactic bacterium on the fermentation and aerobic stability of corn silages made at different locations. Journal of Dairy Science， 2010， 93（4）： 1616-1624.
30	Chen Y Y， Deng M， Li B， et al. Effects of different additives on the quality of Broussonetia papyrifera silage. Heilongjiang Animal Science and Veterinary Medicine， 2019（14）： 120-124.
	陈奕业，邓铭，李斌，等. 不同添加剂对构树叶青贮品质的影响. 黑龙江畜牧兽医， 2019（14）： 120-124.
31	Nagel S A， Broderick G A. Effect of formic acid or formaldehyde treatment of alfalfa silage on nutrient utilization by dairy cows. Journal of Dairy Science， 1992， 75（1）： 140-154.
32	Yu H R， Ge G T， Wang Z J， et al. Effects of formic acid additives and ensiling time on the quality of alfalfa silage. Acta Prataculturae Sinica， 2020， 29（3）： 89-95.
	于浩然，格根图，王志军，等. 甲酸添加剂及青贮时间对紫花苜蓿青贮品质的影响. 草业学报， 2020， 29（3）： 89-95.
33	Wang X Z， Yue Y F， Zhang F F， et al. The compaction effect of nutritional quality of whole plant corn silage. Pratacultural Science， 2016， 33（9）： 1893-1900.
	王旭哲，岳亚飞，张凡凡，等. 全株玉米青贮营养品质的紧实度效应. 草业科学， 2016， 33（9）： 1893-1900.
34	Xu Y W. Study on effect of three microbial preparations and their conbinations on nutritive value of micro-storage rice straw. Nanchang： Jiangxi Agricultural University， 2012.
	许宇薇. 不同微生物制剂及其组合处理对微贮稻草营养价值的影响评定. 南昌：江西农业大学， 2012.
35	Li X L， Zhang X Y， Tang Y G， et al. Effect of concentrate-forage ratio in diet on live weight gain of stall-fed goats. Acta Prataculturae Sinica， 2008（2）： 85-91.
	李向林，张新跃，唐一国，等. 日粮中精料和牧草比例对舍饲山羊增重的影响. 草业学报， 2008（2）： 85-91.
36	Colombatto D， Hervás G， Yang W Z， et al. Effects of enzyme supplementation of a total mixed ration on microbial fermentation in continuous culture， maintained at high and low pH. Journal of Animal Science， 2003， 81（10）： 2617-2627.
37	Diao Q Y， Tu Y. Degradabilities of crude protien in feedstuffs for dairy cow in rumen. Journal of Dairy Science and Technology， 2005（2）： 70-74.
	刁其玉，屠焰. 奶牛常用饲料蛋白质在瘤胃的降解参数. 乳业科学与技术， 2005（2）： 70-74.
38	Jimmy H C， David K R， Richard A E， et al. The nutrition requirement of dairy cows. 7th edition. Meng Q X， translate. Beijing： China Agricultural University Press， 2002： 1-2.
	Jimmy H C， David K R， Richard A E， et al. 奶牛营养需要. 第七版. 孟庆翔，译. 北京：中国农业大学出版社， 2002： 1-2.
39	Feng Y L， Lu D X， Lu Z N， et al. Nutritional requirements and feed ingredients of dairy cows. Beijing： China Agriculture Press， 2007.
	冯仰廉，卢德勋，陆治年，等. 奶牛营养需要和饲料成分. 北京：中国农业出版社， 2007.

项目Item	D	S	L	SL	SLB	SLC	C
玉米粉Corn （g）	-	-	-	-	-	300	300
固体青贮菌剂 Solid bacterial agent （g）	-	0.75	-	0.75	0.75	0.75	-
液体青贮菌剂 Liquid bacterial agent （mL）	-	-	7.5	7.5	7.5	7.5	-
红糖 Brown sugar （g）	-	-	-	-	120	-	-
水Water^* （mL）	-	60	60	60	60	60	60

项目Item	D	S	L	SL	SLB	SLC	C
玉米粉Corn （g）	-	-	-	-	-	300	300
固体青贮菌剂 Solid bacterial agent （g）	-	0.75	-	0.75	0.75	0.75	-
液体青贮菌剂 Liquid bacterial agent （mL）	-	-	7.5	7.5	7.5	7.5	-
红糖 Brown sugar （g）	-	-	-	-	120	-	-
水Water^* （mL）	-	60	60	60	60	60	60

项目 Item	评定标准 Evaluation standards	分值 Score
色泽 Color	变色严重，呈墨绿色或黄色Serious discoloration， dark green or yellow	0
	略有色变，呈淡黄色或褐色 Slight color change， light yellow or brown	1
	接近原料原色，烘干后呈淡褐色 Close to the original color of the raw material， light brown after drying	2
气味 Smell	有很强的丁酸味或氨味，或几乎无酸味 Strong butyric acid or ammonia taste， or almost no sour taste	2
	丁酸味浓，或有刺鼻的焦糊臭味或霉味 Butyric acid taste strong， or has a pungent burnt smell or musty smell	4
	有微弱的丁酸臭味，或较强的酸味，芳香味弱 Weak butyric odor， or a strong sour taste， weak aromatic taste	10
	无丁酸臭味，芳香味浓或有明显的面包香味 No butyric odor， strong aroma or obvious bread aroma	14
质地 Texture	茎叶腐烂或污染严重 The stems and leaves are rotted or heavily polluted	0
	茎叶结构保持极差，或发现轻度霉菌污染 The stem and leaf structure remains extremely poor， or mild mold contamination is found	1
	茎叶结构破坏不严重 The damage of stem and leaf structure is not serious	2
	茎叶结构清晰可见 Stem and leaf structure is clearly visible	4
等级 Grade	1级优等Level 1 for excellent	16~20
	2级尚好Level 2 for good	10~15
	3级中等Level 3 for medium	5~9
	4级腐败Level 4 for corruption	0~4

项目 Item	评定标准 Evaluation standards	分值 Score
色泽 Color	变色严重，呈墨绿色或黄色Serious discoloration， dark green or yellow	0
	略有色变，呈淡黄色或褐色 Slight color change， light yellow or brown	1
	接近原料原色，烘干后呈淡褐色 Close to the original color of the raw material， light brown after drying	2
气味 Smell	有很强的丁酸味或氨味，或几乎无酸味 Strong butyric acid or ammonia taste， or almost no sour taste	2
	丁酸味浓，或有刺鼻的焦糊臭味或霉味 Butyric acid taste strong， or has a pungent burnt smell or musty smell	4
	有微弱的丁酸臭味，或较强的酸味，芳香味弱 Weak butyric odor， or a strong sour taste， weak aromatic taste	10
	无丁酸臭味，芳香味浓或有明显的面包香味 No butyric odor， strong aroma or obvious bread aroma	14
质地 Texture	茎叶腐烂或污染严重 The stems and leaves are rotted or heavily polluted	0
	茎叶结构保持极差，或发现轻度霉菌污染 The stem and leaf structure remains extremely poor， or mild mold contamination is found	1
	茎叶结构破坏不严重 The damage of stem and leaf structure is not serious	2
	茎叶结构清晰可见 Stem and leaf structure is clearly visible	4
等级 Grade	1级优等Level 1 for excellent	16~20
	2级尚好Level 2 for good	10~15
	3级中等Level 3 for medium	5~9
	4级腐败Level 4 for corruption	0~4

时间 Time	项目 Item	D	S	L	SL	SLB	SLC	C
30 d	颜色Color	2	2	2	2	2	2	2
	气味Smell	12.7	12.7	12.7	12.7	13.7	13.7	12.3
	质地Texture	3.0	3.3	3.3	3.3	3.7	3.7	3.3
	综合评分Comprehensive score	17.7	18.0	18.0	18.0	19.4	19.4	17.6
	等级Grade	优等 Excellent	优等 Excellent	优等 Excellent	优等 Excellent	优等 Excellent	优等 Excellent	优等 Excellent
45 d	颜色Color	2	2	2	2	2	2	2
	气味Smell	13.0	12.7	12.7	12.7	13.3	13.7	12.7
	质地Texture	3.0	3.3	3.3	3.3	3.7	3.7	3.0
	综合评分Comprehensive score	18.0	18.0	18.0	18.0	19.0	19.4	17.7
	等级Grade	优等 Excellent	优等 Excellent	优等 Excellent	优等 Excellent	优等 Excellent	优等 Excellent	优等 Excellent
60 d	颜色Color	2	2	2	2	2	2	2
	气味Smell	13.0	13.0	13.0	13.0	13.7	13.3	13.0
	质地Texture	3.3	3.3	3.3	3.3	3.7	3.7	3.3
	综合评分Comprehensive score	18.3	18.3	18.3	18.3	19.4	19.0	18.3
	等级Grade	优等 Excellent	优等 Excellent	优等 Excellent	优等 Excellent	优等 Excellent	优等 Excellent	优等 Excellent
75 d	颜色Color	2	2	2	2	2	2	2
	气味Smell	12.7	12.7	12.7	12.7	13.0	12.7	12.7
	质地Texture	3.0	3.0	3.0	3.0	3.0	3.3	3.0
	综合评分Comprehensive score	17.7	17.7	17.7	17.7	18.0	18.0	17.7
	等级Level	优等 Excellent	优等 Excellent	优等 Excellent	优等 Excellent	优等 Excellent	优等 Excellent	优等 Excellent
90 d	颜色Color	2	2	2	2	2	2	2
	气味Smell	12.7	12.7	12.7	13.0	13.0	13.0	12.7
	质地Texture	3.0	3.0	3.0	3.0	3.0	3.0	3.0
	综合评分Comprehensive score	17.7	17.7	17.7	18.0	18.0	18.0	17.7
	等级Grade	优等 Excellent	优等 Excellent	优等 Excellent	优等 Excellent	优等 Excellent	优等 Excellent	优等 Excellent