刈割高度与发酵方法对Cenchrus fungigraminus（Juncao）青贮饲料影响的比较研究：自然发酵与微生物菌剂对青贮品质及纤维降解的作用

《Fermentation》：A Comparative Study of Cutting Height and Fermentation Method on Cenchrus fungigraminus Silage: Effects of Natural Fermentation Versus Microbial Inoculant on Silage Quality and Fiber Degradation Hongyuan He, Ziting Wang, Fuke Hako, Ben Menda Ukii, Jufen Deng, Mengying Zhao, Zhanxi Lin, Peishan He, Jing Li and Dongmei Lin + 2 authors

　　

： Cenchrus fungigraminus (Juncao， 巨菌草) 是一种高产、速生的饲料作物，在反刍动物饲养中具有巨大潜力；然而，优化其加工处理对于降低成本和提升品质至关重要。本研究包含三个部分：(1) 采用灰色关联分析（Grey Relational Analysis, GRA）对中国西南地区五个地点的25个农场青贮样品进行综合分析；(2) 评估三种刈割高度（低：100-150 cm；中：150-200 cm；高：200-250 cm）对青贮品质的影响；(3) 比较成熟巨菌草（250-300 cm）自然发酵与添加微生物菌剂处理下的青贮品质。结果显示：(1) 在农场青贮样品中，碳添加量与总可消化养分（Total Digestible Nutrients, TDN）、相对饲料价值（Relative Feed Value, RFV）、乙醚浸出物（Ether Extract, EE）及感官评价显著正相关（p < 0.05），GRA确定了排名最高的处理，包括J2、J3、J6、X6和J5；(2) 在刈割高度试验中，纤维含量随刈割高度增加显著增加（p < 0.05），而粗蛋白（Crude Protein, CP）和TDN显著降低（p < 0.05）。200-250 cm组表现出最佳的发酵品质，其特征是总挥发性脂肪酸（Total Volatile Fatty Acids, Total VFA）和乳酸浓度最高，同时pH值和氨态氮/总氮（NH3-N/TN）比值最低；(3) 在菌剂比较中，自然发酵组的酸洗纤维（Acid Detergent Fiber, ADF）、中性洗涤纤维（Neutral Detergent Fiber, NDF）和酸性洗涤木质素（Acid Detergent Lignin, ADL）降解率显著高于微生物菌剂组，同时还保持了更低的pH、更高的总VFA和乳酸。因此，对于农场生产，建议进行碳添加以改善青贮品质。尽管刈割高度低于200 cm的巨菌草营养价值更高，但建议采用200-250 cm的高度以确保最佳的发酵特性。此外，对于成熟巨菌草，自然发酵被证明优于微生物菌剂处理。总之，这些措施为生产高品质巨菌草青贮饲料提供了有效策略。

论文解读文章

研究背景与问题

在反刍动物生产中，饲料成本约占生产总成本的60%。目前，玉米、大豆等主要饲料原料存在“人畜争粮”的问题。因此，寻找高产、低成本的饲草资源成为反刍动物营养研究的重点。Cenchrus fungigraminus（Juncao， 巨菌草）是一种在亚洲和非洲热带地区广泛种植的多年生禾草，具有良好的营养特性，作为饲料作物潜力巨大。青贮（Ensiling）技术能有效优化巨菌草的营养成分，提高粗蛋白（CP）含量并降低纤维水平，从而增强其适口性。然而，刈割高度、水分含量以及青贮添加剂的应用都会显著影响发酵品质和饲料特性。针对巨菌草这一相对较新的饲草品种，关于其最佳刈割高度或标准化添加剂方案的系统研究尚不完善，青贮技术呈现碎片化，缺乏统一标准。因此，本研究旨在系统评估和优化巨菌草青贮生产。

研究设计与方法

本研究在中国西南地区的实际生产条件下开展，主要包括三部分，分别评估了农场生产现状、刈割高度和发酵方法的影响。研究人员首先于2023年从中国西南部五个地点（建水县、砚山县、思茅区、昌宁县、寻甸县）收集了25个农场青贮样本，利用灰色关联分析（GRA）对多个品质指标（如干物质DM、粗蛋白CP、中性洗涤纤维NDF、酸洗纤维ADF、pH、总挥发性脂肪酸Total VFA等）进行综合评价，以了解当前生产实践。随后，在寻甸县开展田间试验，设立低（100-150 cm）、中（150-200 cm）、高（200-250 cm）三个刈割高度处理，研究其对青贮营养和发酵品质的影响。最后，选用纤维含量最高的成熟期巨菌草（250-300 cm），比较自然发酵与添加微生物菌剂（含植物乳杆菌Lactococcus lactis和布氏乳杆菌Lactobacillus buchneri）两种处理对青贮品质和纤维降解的影响。所有青贮样品均真空包装，室温自然发酵60天后，依据相关国家标准（如GB/T）测定营养成分，并采用近红外光谱（NIRS）分析发酵产物。感官品质依据德国农业协会（DLG）标准评估。

研究结果

2.1. 中国西南地区巨菌草青贮样品收集

本研究采集了25个农场样品，其采样点分布如图1所示。经过60天自然发酵后取样分析，为后续的综合评价提供了基础数据。

2.2. 刈割高度与发酵方法比较试验

试验地点位于云南省寻甸县，为高原季风气候。研究人员设计了随机区组试验，比较了不同刈割高度下新鲜巨菌草的营养成分（见表2），并设置了对照（T， 未青贮）、自然发酵（T1）和微生物菌剂（T2）三个处理，以评估发酵方法的影响。

2.3. 指标测定与方法

测定指标包括基于DLG标准的感官评价、营养成分（DM、CP、NDF、ADF等）和发酵特性（pH、NH₃-N、Total VFA、乳酸等）。相对饲料价值（RFV）通过公式RFV = ((88.9 - 0.779 × ADF) × (120 / NDF)) / 1.29计算。此外，采用GRA方法对农场样品的12个指标进行综合评价，通过计算灰色关联度来比较各样品与理想参考样本的接近程度。

1. 农场样品GRA分析结果

在农场青贮样品中，碳添加量与总可消化养分（TDN）、相对饲料价值（RFV）、乙醚浸出物（EE）及感官评价呈显著正相关。GRA分析显示，综合表现最好的样品（即灰色关联度最高）包括J2、J3、J6、X6和J5，表明这些处理条件下的青贮品质更接近理想状态。

2. 刈割高度对青贮品质的影响

随着刈割高度从100-150 cm增加到200-250 cm，纤维含量（如NDF、ADF）显著增加，而粗蛋白（CP）和总可消化养分（TDN）显著降低。然而，在发酵品质方面，200-250 cm（高）处理组表现出最佳特性，其总挥发性脂肪酸（Total VFA）和乳酸浓度最高，pH值和氨态氮/总氮（NH₃-N/TN）比值最低。这表明较高的刈割高度虽然降低了营养价值，但促进了更好的发酵过程。

3. 自然发酵与微生物菌剂比较结果

对于成熟期（250-300 cm）巨菌草，自然发酵（T1）在多项指标上优于添加微生物菌剂（T2）的处理。自然发酵组的酸洗纤维（ADF）、中性洗涤纤维（NDF）和酸性洗涤木质素（ADL）降解率显著更高，表明其纤维降解效果更好。同时，自然发酵组还保持了更低的pH、更高的总VFA和乳酸含量，显示出更优越的发酵品质。

讨论与结论

本研究的讨论部分整合了上述结果，并得出了明确的结论。首先，对农场样品的分析表明，碳添加是改善巨菌草青贮品质的一个可行措施。其次，在刈割管理上，虽然较低的刈割高度（<200 cm）能提供更高的营养价值（更高CP和TDN），但从保证良好发酵品质（高乳酸、低pH）的角度出发，建议采用200-250 cm的刈割高度。最后，也是最关键的发现是，对于纤维含量高的成熟巨菌草，自然发酵的效果优于添加特定的微生物菌剂（含植物乳杆菌和布氏乳杆菌）。自然发酵在促进纤维降解和产生有益发酵产物方面表现更佳。

结论翻译：

因此，对于农场生产，建议进行碳添加以改善青贮品质。尽管刈割高度低于200 cm的巨菌草营养价值更高，但建议采用200-250 cm的高度以确保最佳的发酵特性。此外，对于成熟巨菌草，自然发酵被证明优于微生物菌剂处理。总之，这些措施为生产高品质巨菌草青贮饲料提供了有效策略。

本研究发表在期刊《Fermentation》上，系统评估了巨菌草青贮生产中的关键影响因素，为优化其加工工艺提供了重要的科学依据和实践指导，有助于推动这种高产饲草资源在畜牧业中的规模化应用。