復(fù)合微生物菌劑處理玉米秸稈應(yīng)用效果的研究

孫 文，許 麗

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)研究所,哈爾濱 150030）

我國(guó)北方農(nóng)作物中，玉米占很大比例，玉米秸稈成為主要的副產(chǎn)物，除極少數(shù)用于青貯外，絕大部分被隨意堆積或焚燒，不僅浪費(fèi)了寶貴的秸稈資源，而且嚴(yán)重污染了環(huán)境。目前，關(guān)于秸稈轉(zhuǎn)化為飼料，常見的方法有物理方法和化學(xué)方法。在全株青貯或玉米秸稈青貯過(guò)程中使用微生物接種劑改善秸稈品質(zhì)的研究已有報(bào)道，如將秸稈黃貯并使用微生物復(fù)合菌劑，既可將生成的還原糖轉(zhuǎn)變成乳酸，還可以軟化飼料，提高適口性[1－3]。黃化后的秸稈纖維含量高、可溶性碳水化合物低、附生微生物減少。本文對(duì)復(fù)合微生物菌劑在玉米秸稈微貯中的作用進(jìn)行了探討。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

復(fù)合微生物菌劑：植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum）、啤酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）購(gòu)自黑龍江省科學(xué)院應(yīng)用微生物研究所?？莶菅挎邨U菌（Bacillus subtilis）為實(shí)驗(yàn)室自備。商品發(fā)酵劑為市售。

試驗(yàn)動(dòng)物：試驗(yàn)選用6頭健康、出生日期、體重相近（343±8.6 kg）的荷斯坦育成奶牛進(jìn)行微貯玉米秸稈適口性的評(píng)定。在哈爾濱香坊農(nóng)場(chǎng)奶牛場(chǎng)進(jìn)行。

玉米秸稈：為玉米籽實(shí)采摘后的副產(chǎn)品，購(gòu)自哈爾濱市郊區(qū)，無(wú)腐、無(wú)霉變。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 微貯秸稈的制作

袋貯玉米秸稈處理：將玉米秸稈用粉碎機(jī)粉碎至 2～4 cm，將發(fā)酵好的菌液加入到生理鹽水溶液中，攪拌均勻備用。玉米秸稈發(fā)酵的適宜含水量為60%～70%，即抓取秸稈有濕潤(rùn)感，緊握指縫間不滴水，松手后秸稈自動(dòng)散開，不成團(tuán)。稱取混勻的秸稈0.3 kg，裝入30×20 cm2聚乙烯袋內(nèi)，真空封口機(jī)封口。封口后自然條件下發(fā)酵30 d。

窖貯玉米秸稈發(fā)酵的處理：以原料總重按添加比例量取復(fù)合微生物菌劑，并將其加入到適量的水溶液中。將玉米秸稈用鍘草機(jī)鍘至1～2 cm后加入到微貯窖中，同時(shí)加水調(diào)節(jié)水分含量至60%～70%，根據(jù)每次添加原料的重量噴灑復(fù)合微生物菌劑，盡量使其分布均勻。分層添裝揉碎的秸稈并噴灑菌液，層與層之間不能出現(xiàn)干層。玉米秸稈充分壓實(shí)，堆積壓實(shí)，上面加蓋塑料布封閉以不漏空氣為準(zhǔn)，在常溫下自然發(fā)酵30 d后，測(cè)定其營(yíng)養(yǎng)成分和微生物含量。

1.2.2 微貯玉米秸稈感官評(píng)定及實(shí)驗(yàn)室分析

微貯玉米秸稈感官評(píng)定參照德國(guó)農(nóng)業(yè)協(xié)會(huì)（DLG）青貯質(zhì)量感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。

實(shí)驗(yàn)室樣品取法：發(fā)酵到預(yù)定時(shí)間的玉米秸稈，開封后全部采用。現(xiàn)場(chǎng)發(fā)酵采樣：發(fā)酵期結(jié)束后，開封后去掉微貯料表面6～10 cm的微貯料，在料堆的10個(gè)不同位置分別采樣。每個(gè)位置稱取0.3 kg。

微生物測(cè)定：采用平皿涂布法，稱取樣品25 g，放入含有適量玻璃珠和無(wú)菌水225 mL的500 mL稀釋瓶中，在搖床上震蕩25 min，制成1：10的樣品勻液，將此溶液作一系列稀釋（10－1～10－7）后，選擇適當(dāng)梯度分別取0.1 mL在培養(yǎng)基上涂布，每個(gè)樣品均在不同培養(yǎng)基上涂布，每個(gè)梯度做兩個(gè)重復(fù)。

乳酸菌的測(cè)定：MRS分離培養(yǎng)基，pH 6.2～6.4，瓊脂2%，121℃ 滅菌 15 min，培養(yǎng)溫度 37℃，時(shí)間48 h。

酵母菌的測(cè)定：土豆汁瓊脂培養(yǎng)基，pH 6.4，瓊脂2%，121℃ 滅菌20 min，培養(yǎng)溫度 28℃，時(shí)間36 h。

枯草芽孢桿菌的測(cè)定：營(yíng)養(yǎng)肉汁培養(yǎng)基，自然pH，瓊脂2%，112℃滅菌30min，培養(yǎng)溫度37℃，時(shí)間 24 h。

霉菌測(cè)定：孟加拉紅培養(yǎng)基，自然pH，121℃滅菌20min，培養(yǎng)溫度28℃，時(shí)間36 h。

1.2.3 微貯玉米秸稈適口性的評(píng)定

通過(guò)采食速度的測(cè)定評(píng)定玉米秸稈的適口性，早飼前每頭牛同時(shí)投給計(jì)量的粗飼料保證1 h后能有剩余，1 h后同時(shí)取出剩余粗飼料，并稱重，計(jì)算1 h內(nèi)的采食速度，連續(xù)測(cè)定3 d。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SAS 8.2軟件的一般線性模型（GLM）進(jìn)行單因素方差分析，用Duncan′s的極大復(fù)極差法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 秸稈微貯工藝的確定

2.1.1 不同菌種復(fù)合對(duì)玉米秸稈微貯效果的影響

不同菌種復(fù)合對(duì)玉米秸稈微貯效果的影響見表1。

表1 添加復(fù)合菌種后發(fā)酵產(chǎn)物的成分

接種比例均為0.10%，添加量按活菌數(shù)1×108cfu·g－1風(fēng)干玉米秸稈，處理玉米秸稈10 kg。

由表1可見，添加復(fù)合微生物菌劑后，微貯后的玉米秸稈質(zhì)量有一定程度的提高。各組的干物質(zhì)含量（DM）數(shù)值相近，其中乳酸＋芽孢＋酵母組比其他組更優(yōu)于商品發(fā)酵組。試驗(yàn)組的粗蛋白（CP）含量均略高于商品發(fā)酵組。復(fù)合菌劑發(fā)酵后的玉米秸稈中的中性洗滌纖維（NDF）與酸性洗滌纖維（ADF）含量較商品發(fā)酵組的結(jié)果對(duì)比不顯著（P＞0.05）。各組pH與商品發(fā)酵組接近。在感官評(píng)定上，各組氣味優(yōu)良。并且顏色與原料顏色相近。其中乳酸＋酵母、乳酸＋芽孢＋酵母組芳香氣味明顯，后者的pH優(yōu)于前者。因此，試驗(yàn)選擇乳酸＋芽孢＋酵母組作為玉米秸稈微貯的復(fù)合微生物菌劑。

2.1.2 菌種的不同配比對(duì)微貯后飼料成分的影響

在混合菌種添加總量為0.10%，添加量按活菌數(shù)1×106cfu·g－1風(fēng)干玉米秸稈的條件下，將植物乳桿菌、枯草芽孢桿菌和啤酒酵母的液體菌劑分別按1： 1： 1、2： 1：1、2： 1：2、2： 2：1 混合，進(jìn)行微貯發(fā)酵試驗(yàn)，發(fā)酵時(shí)間為30 d。

添加不同配比菌劑微貯后飼料成分的影響結(jié)果見表2。

由表2可見，微貯后第2組最為優(yōu)異。從感觀評(píng)定上該組微貯氣味芳香、酸味適中、色澤自然、手感柔軟。因此，確定植物乳桿菌、枯草芽孢桿菌和啤酒酵母的液體菌劑比例為2：1：1。

表2 添加不同配比菌劑微貯后飼料的成分的影響

2.2 不同添加水平的復(fù)合菌種對(duì)玉米秸稈微貯效果的影響

分別以0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%5個(gè)添加水平，微貯30 d，不同用量的混合菌種微貯后飼料成分含量結(jié)果見表3。

由表3可見，隨著菌種添加量的增加，微貯料的CP含量有所提高，添加量為0.25%時(shí)為最高。但與添加量0.20%相比，差別不大。從節(jié)約成本考慮，選擇復(fù)合菌劑添加量為0.20%。

2.3 玉米秸稈現(xiàn)場(chǎng)發(fā)酵試驗(yàn)

按上述試驗(yàn)確定的菌種組合比例和添加水平進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)發(fā)酵試驗(yàn)。微貯原料為籽實(shí)采摘后的玉米秸稈，發(fā)酵在微貯窖中進(jìn)行。從封窖開始計(jì)算發(fā)酵時(shí)間，發(fā)酵30 d，結(jié)果見表4、5。

表3 添加不同用量的混合菌種微貯后飼料的營(yíng)養(yǎng)成分含量

表4 微貯后飼料中的營(yíng)養(yǎng)成分含量

由表4可見，進(jìn)行大規(guī)模發(fā)酵后的結(jié)果與前期進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)室袋貯發(fā)酵結(jié)果相差不大，各試驗(yàn)組DM、CP、NDF和ADF差異不顯著（P＞0.05）。窖貯組和實(shí)驗(yàn)室袋貯組的pH優(yōu)于商品發(fā)酵組。

表5 微貯后乳酸菌、酵母菌、芽孢桿菌和霉菌的數(shù)量cfu·g-1

由表5可見，窖貯組與實(shí)驗(yàn)室袋貯組發(fā)酵后4種菌數(shù)大致相同。其中霉菌均未檢測(cè)到。

2.4 微貯玉米秸稈適口性的評(píng)定

育成牛采食速度結(jié)果見表6。

表6 育成牛采食速度 g·m in-1

由表6可見，微貯后采食速度明顯高于羊草組（P＜0.05）。

3 討論與結(jié)論

品質(zhì)優(yōu)良的微貯飼料通常具有輕微的酸味和水果味。其色澤自然接近微貯前原料的本色。微貯飼料的質(zhì)地也可作為評(píng)價(jià)發(fā)酵標(biāo)準(zhǔn)之一，如果微貯料手感松散、柔而不粘手，說(shuō)明微貯質(zhì)量為優(yōu)，如果發(fā)酵后微貯料發(fā)黏或者結(jié)塊，則說(shuō)明微貯質(zhì)量差。

通過(guò)育成牛對(duì)飼料的采食速度來(lái)反應(yīng)飼料的適口性，育成牛對(duì)微貯玉米秸稈的采食速度顯著高于羊草（P＜0.05）。說(shuō)明微貯發(fā)酵后秸稈飼料得到很大程度的軟化，同時(shí)含有芳香類物質(zhì)以刺激動(dòng)物采食，從而提高動(dòng)物的采食量，提高飼料利用率，降低飼料成本。這與其他研究報(bào)道一致[4－5]。秸稈微貯技術(shù)簡(jiǎn)單，易于推廣和應(yīng)用，飼喂效果明顯，同時(shí)成本較低。還可緩解人畜爭(zhēng)糧的矛盾，對(duì)于節(jié)糧型草食家畜的發(fā)展具有十分重要的意義。

試驗(yàn)結(jié)果表明，復(fù)合微生物發(fā)酵菌劑成分為植物乳桿菌、枯草芽孢桿菌和啤酒酵母，3種菌劑的添加比例為2：1：1，添加量為0.20%。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)酵試驗(yàn)驗(yàn)證，該發(fā)酵劑發(fā)酵后的飼料質(zhì)地柔軟富彈性，莖葉結(jié)構(gòu)完整，并具有酸香味和酒香味。乳酸菌可明顯降低秸稈pH，有效抑制原料腐敗菌霉菌的生長(zhǎng)繁殖，這與席興軍等的研究結(jié)果一致[6]。CP含量提高，但差異不顯著（P＞0.05），說(shuō)明在微貯中添加酵母菌能在一定程度上改善發(fā)酵秸稈的品質(zhì)，這與王富生等的研究結(jié)果一致[7]。但也有可能是加入發(fā)酵劑后發(fā)酵劑本身提供的氮源導(dǎo)致CP含量提高，有待于進(jìn)一步研究。

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