瘤胃微生物體外降解玉米秸稈與花生殼混合粉的研究

付釣鈞， 周清波， 郭 勇， 李佳琳， 李春豐， 朱德全， 王文新， 戴志江

（1.佳木斯大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，黑龍江佳木斯154007；2.佳木斯職業(yè)學(xué)院，黑龍江佳木斯154004；3.佳木斯市獸醫(yī)衛(wèi)生防疫站，黑龍江佳木斯154000）

秸稈類、秕殼類等農(nóng)副產(chǎn)品，蛋白質(zhì)含量低，粗灰分和粗纖維含量高，不易消化。除了牛、羊等草食動物可消耗掉一小部分外，大部分都是田間燒掉，這不但造成資源浪費，同時也給環(huán)境帶來了污染（毛勝勇和朱偉云，2010）。有效的解決辦法之一是利用瘤胃微生物體外消化低粗飼料合成自身組織，再為豬雞等非草食動物提供生物蛋白飼料。本試驗研究了玉米秸稈和花生殼的不同比例組合對瘤胃微生物體外生長繁殖的影響。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

1.1.1 瘤胃微生物的提取 取自于肉牛屠宰廠，將剛屠宰后的牛瘤胃內(nèi)容物用2層紗布過濾，濾后瘤胃液裝入保溫盒中帶回實驗室，于39℃恒溫水浴保存，備用。

1.1.2 玉米秸稈粉、花生殼粉的制備 取材于本地秋收后所產(chǎn)的玉米秸稈和花生殼，并將其晾干。選用新鮮、無霉變的玉米秸稈和花生殼，經(jīng)過40目粉碎機粉碎，并烘干存放于干燥通風(fēng)處，備用。

1.2 試驗儀器設(shè)備和試劑

1.2.1 試驗設(shè)備與器材 實驗室粉碎機 （JFSD-70，上海嘉定糧油儀器有限公司）、電熱恒溫培養(yǎng)箱（HG303-4，南京實驗儀器廠）、電子天平（EXP-140型，黑龍江東拓儀器制造有限公司）、恒溫水浴鍋（HH-24，鄭州長城科技工貿(mào)有限公司）、酸度計（PT25型，德國塞多利斯公司）、水浴鍋（SC-15，上海比朗儀器有限公司）、雙目顯微鏡（BM311110，北京視界通儀器有限公司）、三角瓶（60 mL）、漏斗、玻璃棒、燒杯若干、容量瓶、量筒、注射器（25 mL）、鑷子、膠頭滴管、濾紙、紗布、溫度計等。

1.2.2 試驗試劑 微量元素溶液 （A液）：CaCl2·2H2O 13.2 g，MnCl2·4H2O 10.0 g，CoCl2·6H2O 1.0 g，F(xiàn)eCl3·6H2O 8.0 g， 蒸餾水至 100 mL； 緩沖溶液（B液）：NH4HCO34.0 g，NaHCO335.0 g， 蒸餾水至1000 mL； 常量元素溶液 （C 液）：Na2HPO45.7 g，K H2PO46.2 g，MgSO4·7H2O 0.6 g，蒸餾水至 1000 mL；還原劑溶液：NaOH 0.16 g，Na2S·9H2O 0.625 g，蒸餾水至95 mL。

1.3 試驗方法

1.3.1 混合草粉制備 樣品置于烘干箱中烘干，測其含水量，結(jié)果見表1。

表1 樣品含水量

將玉米秸稈粉和花生殼粉按不同配比（2∶8、3∶7、4∶6、5∶5、6∶4、7∶3、8∶2）混合，形成 7 種混合草粉。

1.3.2 培養(yǎng)液的配制 營養(yǎng)液的配制：蒸餾水400 mL+A液0.1 mL+B液200 mL+C液200 mL+還原劑溶液40 mL，用前配制，并預(yù)熱至39℃。

培養(yǎng)液的配制：將牛瘤胃液與營養(yǎng)液按體積比1∶2混合，制成培養(yǎng)液。

1.3.3 分裝和培養(yǎng) 在已稱完并裝好樣品的每個培養(yǎng)瓶內(nèi)分別加入40 mL培養(yǎng)液，搖勻。每個樣品設(shè)3個重復(fù)。將發(fā)酵瓶成批轉(zhuǎn)入恒溫箱 （39～40℃）中連續(xù)培養(yǎng)36 h，每2 h快速讀取產(chǎn)氣量，記錄結(jié)果后搖勻。試驗過程中鏡檢抽查發(fā)酵瓶內(nèi)纖毛蟲活動狀況。36 h后將其迅速放入0℃冰箱中1 h，使其停止發(fā)酵，然后測其干物質(zhì)含量。

2 結(jié)果

2.1 各時間段產(chǎn)氣量及總產(chǎn)氣量 從表2可以看出：試驗1～6 h產(chǎn)氣量逐漸下降，最后接近零是由于培養(yǎng)瓶樣品中存在好氧菌，這些好氧菌在利用樣品中已有的氧氣進行代謝的結(jié)果；同時，瘤胃微生物此時受到環(huán)境變化影響，活性很低。6～12 h，由于培養(yǎng)瓶中氧氣逐漸耗盡，好氧菌停止活動，瘤胃微生物活性逐漸上升，產(chǎn)氣量呈現(xiàn)快速上升狀態(tài)。12～24 h，由于培養(yǎng)瓶中瘤胃微生物的代謝產(chǎn)物不能及時排出，反饋性抑制瘤胃微生物的活性，產(chǎn)氣量由高峰逐漸下降，直到24～36 h后瘤胃微生物的活性逐漸停止，產(chǎn)氣量接近零。試驗結(jié)果說明，利用人工瘤胃發(fā)酵生產(chǎn)生物性飼料時，加料初期瘤胃微生物繁殖生長受到暫時性抑制是正常的，如及時排出代謝產(chǎn)物更有利于生物飼料的合成。

花生屬于豆科植物，其殼含氮量相對較高；玉米屬于禾本科植物，其秸稈含碳量相對較高。合適的N/C對瘤胃微生物的生長繁殖至關(guān)重要（高巍和孟慶翔等，2010）。從表2可以看出：不同比例玉米秸稈和花生殼混合粉產(chǎn)氣量有所不同，3∶7組合產(chǎn)氣量最多，是因為這一組合的營養(yǎng)成分，主要是N/C更適合瘤胃微生物生長繁殖。4∶6組合次之。其他組合因為配比不適于瘤胃微生物的生存，因此產(chǎn)氣量較少。

表2 不同配比玉米秸稈和花生殼混合粉在不同時間段的發(fā)酵產(chǎn)氣量 mL

2.2 干物質(zhì)降解率 從表3可看出：玉米秸稈和花生殼混合粉的產(chǎn)氣量和干物質(zhì)降解率呈對應(yīng)關(guān)系，產(chǎn)氣量多降解率就大，反之亦然。配比3∶7組干物質(zhì)降解率最高，發(fā)酵效果最好，4∶6組次之。這是因為花生殼中含有豐富的氮元素，是很好的氮源；玉米秸稈含有豐富的碳元素，是很好的碳源，3∶7組合C/N最適合微生物生長。4∶6組合次之。其他組由于營養(yǎng)不平衡，搭配不合理，使瘤胃微生物不能很好地生長繁殖，干物質(zhì)降解率降低。

3 結(jié)論

通過產(chǎn)氣體積和干物質(zhì)降解率的比較，利用玉米秸稈和花生殼混合粉作為底物，配比為3∶7時瘤胃微生物體外代謝最旺盛，生長繁殖最活躍。底物配比4∶6的組合次之。此外，試驗還證實，體外瘤胃微生物對纖維素的消化分解過程中，代謝終產(chǎn)物如能夠及時排出保持發(fā)酵瓶內(nèi)的動態(tài)穩(wěn)定，消除反饋抑制，有利于生物飼料的合成。

表3 不同配比玉米秸稈與花生殼混合粉干物質(zhì)降解率 g

[1]高巍，孟慶翔.瘤胃細菌原蟲和真菌降解植物細胞壁的相對貢獻及其互作[J].中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2010，8（5）：98 ～ 104.

[2]毛勝勇，朱偉云.反芻動物瘤胃真菌的研究進展[J].中國奶牛，2010，5：26～27.