多功能復(fù)合菌劑發(fā)酵玉米秸稈粉營(yíng)養(yǎng)成分分析及其對(duì)育肥豬的飼喂效果

■李術(shù)娜 李紅亞 劉 利 徐麗娜 王 全 朱寶成

（1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，河北保定 071001；2.河北工程大學(xué)，河北邯鄲 056038）

生豬養(yǎng)殖業(yè)是我國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)中的重要產(chǎn)業(yè)，關(guān)系國(guó)計(jì)民生。目前，在我國(guó)生豬養(yǎng)殖成本構(gòu)成中飼料占60%～70%，飼糧組成主要是糧食，因此其發(fā)展受糧食產(chǎn)量和價(jià)格的雙重制約，隨著近年耕地面積逐年減少，仍以糧食作為飼料已很難滿足畜牧養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的需求，尋求新型替代飼料已經(jīng)成為我國(guó)學(xué)者亟待解決的問(wèn)題。開(kāi)發(fā)秸稈發(fā)酵飼料、提高其飼用價(jià)值對(duì)緩解我國(guó)畜牧養(yǎng)殖業(yè)中人畜爭(zhēng)糧矛盾意義重大，引起政府部門(mén)及相關(guān)學(xué)者的持續(xù)關(guān)注[1-3]。

秸稈發(fā)酵離不開(kāi)微生物的作用，近年來(lái)，有關(guān)微生物發(fā)酵秸稈飼料化菌劑的研究報(bào)道很多，其進(jìn)展主要集中在高效的木質(zhì)纖維素降解菌種資源的發(fā)掘、秸稈發(fā)酵蛋白功能菌開(kāi)發(fā)、單菌或混菌發(fā)酵秸稈技術(shù)的開(kāi)發(fā)等方面。如采用白腐菌、木霉黑曲霉等進(jìn)行秸稈木質(zhì)纖維素的降解、采用酵母和白地霉發(fā)酵秸稈使之粗蛋白含量提高、混合菌體共同發(fā)酵秸稈合成單細(xì)胞蛋白等等[4-8]。這些報(bào)道大多集中于對(duì)秸稈某一項(xiàng)功能的改善，只能從某一方面提高秸稈飼用價(jià)值，并不能從根本上解決秸稈飼用率偏低的問(wèn)題，而秸稈飼用價(jià)值的提高與真正應(yīng)用于畜禽生產(chǎn)，需要多個(gè)營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)的綜合改善。因此，秸稈發(fā)酵技術(shù)尚需要大力開(kāi)展發(fā)酵秸稈種質(zhì)資源的發(fā)掘與積累，應(yīng)由單一菌株發(fā)酵發(fā)展成混合菌發(fā)酵體系。而關(guān)于發(fā)酵秸稈的飼喂效果研究方面，大多的報(bào)道集中于牛羊等反芻動(dòng)物與兔、鵝等品種中?，F(xiàn)有的生豬發(fā)酵飼料研究，有的是指對(duì)成品飼糧進(jìn)行直接發(fā)酵[9-13]，或者將稻殼、餅粕、米糠、蘋(píng)果渣、酒糟等發(fā)酵后進(jìn)行飼喂[14-16]，應(yīng)用發(fā)酵玉米秸稈飼喂育肥豬的相關(guān)研究極少[17-24]，且有些研究多側(cè)重于考察發(fā)酵秸稈對(duì)育肥豬的表觀增重效果，缺乏對(duì)發(fā)酵秸稈營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的權(quán)威檢測(cè)及其促生長(zhǎng)機(jī)制與體內(nèi)代謝情況、物質(zhì)轉(zhuǎn)化規(guī)律等深入研究。且所采用的發(fā)酵菌劑功能較為單一，因此對(duì)秸稈飼用價(jià)值提升的規(guī)模較小，如劉定發(fā)[17]報(bào)道了用發(fā)酵玉米、發(fā)酵高粱秸和發(fā)酵麥添加于飼料中確定其對(duì)生長(zhǎng)育肥豬的效果，但未見(jiàn)其對(duì)發(fā)酵菌劑以及發(fā)酵后的效果進(jìn)行描述與系統(tǒng)測(cè)定?？傊?，亟需對(duì)擴(kuò)大發(fā)酵秸稈在單胃動(dòng)物上的飼喂效果研究，并深入展開(kāi)理論探討。

本研究室研發(fā)出新型秸稈飼料化復(fù)合菌劑，功能菌株包括木質(zhì)纖維素降解菌株、無(wú)機(jī)氮源轉(zhuǎn)化菌株、揮發(fā)性有機(jī)酸產(chǎn)生菌株，以此菌劑進(jìn)行秸稈的發(fā)酵處理，使得秸稈飼用價(jià)值呈現(xiàn)質(zhì)的提升；且秸稈發(fā)酵后口感酸甜，動(dòng)物喜食，可適當(dāng)提高采食量；秸稈上還包含數(shù)量相當(dāng)可觀的活菌，這些功能菌具有產(chǎn)酶和產(chǎn)生益生物質(zhì)等能力，隨同秸稈的采食進(jìn)入動(dòng)物體內(nèi)，會(huì)對(duì)動(dòng)物胃腸道的菌群數(shù)量分布以及菌群所產(chǎn)生的各種消化酶的數(shù)量與種類產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響其體內(nèi)代謝情況。制備的發(fā)酵玉米秸稈用于牛羊等反芻動(dòng)物，已取得令人滿意的飼喂效果。

本研究利用該微生物菌劑發(fā)酵玉米秸稈粉，測(cè)定其改善秸稈營(yíng)養(yǎng)成分的效果，并將其添加于育肥豬飼糧中組成替代飼糧，考察該替代飼料對(duì)育肥豬的生長(zhǎng)性能的影響，并進(jìn)一步探討其促進(jìn)生長(zhǎng)的機(jī)理，以期為新型秸稈發(fā)酵飼料化菌劑的推廣和玉米秸稈資源的再利用奠定科學(xué)基礎(chǔ)，為生豬養(yǎng)殖拓寬飼料來(lái)源，推進(jìn)育肥豬的節(jié)糧養(yǎng)殖。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與地點(diǎn)

復(fù)合發(fā)酵菌劑：由枯草芽孢桿菌XWS-8、枯草芽孢桿菌MZS-3-6和酵母菌JM-1按4∶4∶3比例混合而成，總菌量1.0×1010CFU/g，菌劑所含菌株包括木質(zhì)素與纖維素降解、無(wú)機(jī)氮源轉(zhuǎn)化利用、產(chǎn)生有機(jī)酸、產(chǎn)益生物質(zhì)等功能。河北農(nóng)業(yè)大學(xué)研制，由河北眾邦生物技術(shù)有限公司生產(chǎn)。

試驗(yàn)場(chǎng)地與動(dòng)物：河北邢臺(tái)任縣永福庒鄉(xiāng)種豬基地，選擇日齡90 d、體況良好的同一代大白×長(zhǎng)白×杜洛克三元雜交豬作為試驗(yàn)動(dòng)物，平均體重（37.78±0.45）kg。

試驗(yàn)秸稈：取自種植于河北保定市清苑縣白團(tuán)村采摘籽實(shí)后的含穗青黃玉米秸稈（品種為“農(nóng)大3138”），自然含水量為65%。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 發(fā)酵秸稈的制備及常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分分析

將新采收的玉米秸稈磨成粉（約40目），調(diào)整含水量，使其干物質(zhì)與含水量之比為1∶1.2，加入4%無(wú)機(jī)氮源硫酸銨，并按照每噸10 000億施菌量施入復(fù)合菌劑，置室內(nèi)封閉發(fā)酵（平均溫20℃）20 d后使用。

發(fā)酵結(jié)束后，委托“農(nóng)業(yè)部飼料效價(jià)與安全監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心”對(duì)兩種供試秸稈進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)成分的測(cè)定，各指標(biāo)的測(cè)定方法如下：粗蛋白（GB/T 6432-1994），粗脂肪（GB/T 6433-2006），粗纖維（GB/T 6434-2006），中性洗滌纖維（GB/T 20286-2006），酸性洗滌纖維（NY/T 1459-2007），灰分（GB/T 6438-2007），水分（GB/T 6435-2006），真蛋白（SXA03-FB-002），鈣（GB/T6436-2002），磷（GB/T6437-2002），乳酸、揮發(fā)性有機(jī)酸（離子色譜法）等常規(guī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量并測(cè)定總能（ISO 9831-1998）。

1.2.2 試驗(yàn)分組與管理

選擇發(fā)育正常、身體健康的供試豬120頭，將其隨機(jī)分為4組，每組3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)10只：對(duì)照組飼喂正常飼糧組（飼糧配方見(jiàn)表1）；試驗(yàn)組Ⅰ飼喂10%發(fā)酵玉米秸稈粉（濕重）+90%正常飼糧；試驗(yàn)組Ⅱ飼喂20%發(fā)酵玉米秸稈粉（濕重）+80%正常飼糧；試驗(yàn)組Ⅲ飼喂25%發(fā)酵玉米秸稈粉（濕重）+75%正常飼糧。

試驗(yàn)豬舍為通風(fēng)較好的半封閉式房屋，使用之前用消毒水對(duì)豬舍的護(hù)欄、墻壁、地面等進(jìn)行徹底消毒，7 d后才能引入試驗(yàn)豬進(jìn)行飼養(yǎng)試驗(yàn)。每組分別飼喂相對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)飼糧進(jìn)行飼喂試驗(yàn)，前10 d為預(yù)飼期，結(jié)束后立即開(kāi)始正式飼喂，為期30 d；自由采食，自由飲水；每日早晚各清圈1次。各組育肥豬在試驗(yàn)期內(nèi)正常接種疫苗。

表1 試驗(yàn)豬基礎(chǔ)飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))

1.2.3 生長(zhǎng)性能的研究

供試豬生長(zhǎng)性能指標(biāo)包括：平均日增重(ADG)，平均日采食量（ADFI），料重比(F/G)，全程價(jià)格，增重成本，測(cè)定及計(jì)算方法如下：

① ADG：預(yù)飼10 d后，進(jìn)入試驗(yàn)期（共30 d）。供試豬分別于試驗(yàn)開(kāi)始的前3 d及試驗(yàn)結(jié)束的前3 d每天06：00用精確度為0.01 kg的秤進(jìn)行空腹稱重，其平均數(shù)分別為試驗(yàn)始重和試驗(yàn)?zāi)┲兀囼?yàn)?zāi)┲睾驮囼?yàn)始重之差再除以試驗(yàn)天數(shù)即為試驗(yàn)豬的平均日增重。

② ADFI：提前稱出每天的喂料量，于第2 d喂料前收集前1 d天的剩料并稱重，供料量與剩料量之差即為每天的采食量。

③F/G：平均日采食量與平均日增重之比。

1.3 數(shù)據(jù)處理

用SPSS 17.0軟件進(jìn)行單因素方差統(tǒng)計(jì)分析，用Duncan's法進(jìn)行最小顯著性檢驗(yàn)，取α=0.05，結(jié)果以(平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)偏差)表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵秸稈粉的菌含量及發(fā)酵后常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分

秸稈粉在密封發(fā)酵30 d后，5點(diǎn)法取樣，混勻后進(jìn)行常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分的含量測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 供試玉米秸稈營(yíng)養(yǎng)成分

表2結(jié)果表明，發(fā)酵后的玉米秸稈在粗脂肪（EE）與粗灰分（Ash）含量上略高于未發(fā)酵秸稈，但差異不顯著（P＞0.05）；但 粗 蛋白（CP）比發(fā) 酵 前增 加111.96%，提高至2.12倍，差異極顯著（P＜0.01）；發(fā)酵后中性洗滌纖維纖維（NDF）降低了38.69%（P＜0.01）；酸性洗滌纖維（ADF）降低了37.07%（P＜0.01）。且發(fā)酵后秸稈中較不發(fā)酵出現(xiàn)數(shù)量可觀的揮發(fā)性有機(jī)酸。除此之外，經(jīng)檢測(cè)發(fā)酵秸稈中富含數(shù)量可觀的功能菌株，達(dá)到6.56×1010CFU/g。

2.2 試豬生長(zhǎng)性能

飼喂期結(jié)束后，空腹稱取供試豬的末重，計(jì)算ADG，ADFI、F/G，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 飼糧中添加發(fā)酵秸稈粉對(duì)育肥豬生產(chǎn)性能的影響

由表3可知，試驗(yàn)組Ⅰ的平均增重比對(duì)照組增加6.80%（P＜0.01），差異極顯著；試驗(yàn)組Ⅱ增加3.65%（P＜0.05），差異顯著；試驗(yàn)組Ⅲ下降4.75%（P＜0.01），差異極顯著。試驗(yàn)組Ⅰ的采食量相比對(duì)照組降低1.89%（P＞0.05），差異不顯著；試驗(yàn)組Ⅱ提高1.79%（P＞0.05），差異不顯著；試驗(yàn)組Ⅲ提高 5.07%（P＜0.01），差異極顯著。試驗(yàn)組Ⅰ的料肉比F/G與對(duì)照組相比降低了8.06%（P＜0.01），差異極顯著；試驗(yàn)組Ⅱ降低了1.73%（P＜0.05），差異顯著，而試驗(yàn)組Ⅲ增加了10.29%（P＜0.01），差異極顯著。

由此可見(jiàn)，試驗(yàn)組Ⅰ和試驗(yàn)組Ⅱ均可用于育肥豬的飼喂，但試驗(yàn)組Ⅰ更能促進(jìn)動(dòng)物增加采食量和促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)，表明了將發(fā)酵玉米秸稈粉添加于生豬日糧的可行性。

2.3 經(jīng)濟(jì)效益分析

計(jì)算各組飼糧成本，并結(jié)合增重情況進(jìn)行增重成本計(jì)算，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 經(jīng)濟(jì)效益分析

每kg飼糧按時(shí)價(jià)分析其價(jià)格為2.97元、發(fā)酵玉米秸稈粉每公斤按照1.0元計(jì)（包含秸稈成本+菌劑成本+人工成本）。則試驗(yàn)組Ⅰ飼糧價(jià)格為2.97×0.9+1.0×0.1=2.77 元/kg、試驗(yàn)組Ⅱ2.97×0.8+1.0×0.2=2.58 元/kg，試驗(yàn)組Ⅲ2.97×0.75+1.0×0.25=2.45元/kg。

從表4看出，從飼糧價(jià)格看，添加10%發(fā)酵玉米秸稈粉的試驗(yàn)組Ⅰ其飼糧價(jià)格比對(duì)照組的常規(guī)飼糧下降6.63%、添加20%發(fā)酵秸稈粉的試驗(yàn)組Ⅱ其飼糧價(jià)格下降13.13%，添加25%發(fā)酵秸稈粉的試驗(yàn)組Ⅲ飼糧價(jià)格下降17.51%；從增重成本分析，試驗(yàn)組Ⅰ、試驗(yàn)組Ⅱ和試驗(yàn)組Ⅲ的增重成本分別比對(duì)照組降低14.10%、14.75%和8.93%。以上數(shù)據(jù)充分表明，利用新型發(fā)酵秸稈替代飼糧，可明顯降低生產(chǎn)成本。

3 討論

3.1 微生物菌劑的發(fā)酵作用對(duì)秸稈營(yíng)養(yǎng)成分產(chǎn)生的影響

本試驗(yàn)采用多功能秸稈發(fā)酵飼料復(fù)合菌劑處理玉米秸稈粉，發(fā)酵后其營(yíng)養(yǎng)成分呈現(xiàn)綜合、全面的改善與提高。秸稈中不利于單胃動(dòng)物吸收的大分子的木質(zhì)纖維素含量大幅降低，被降解為小分子糖類，并經(jīng)功能菌株的代謝作用形成各種揮發(fā)性有機(jī)酸，可作為動(dòng)物的能量來(lái)源。菌劑中的無(wú)機(jī)氮轉(zhuǎn)化菌株利用加入的輔助氮源轉(zhuǎn)化為菌體蛋白，使得發(fā)酵秸稈的粗蛋白質(zhì)含量顯著升高。養(yǎng)殖業(yè)中，粗蛋白含量與纖維構(gòu)成是衡量飼草營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的重要指標(biāo)，從這兩項(xiàng)指標(biāo)看，發(fā)酵后的秸稈粉基本達(dá)到優(yōu)質(zhì)高蛋白粗飼料的要求。

同時(shí)，發(fā)酵后的秸稈粉氣味酸香，改變了秸稈的適口性，可刺激動(dòng)物食欲，促進(jìn)采食量的增加。秸稈上還包含大量功能活菌，菌株具有產(chǎn)酶和產(chǎn)生益生物質(zhì)等能力，隨同秸稈的采食進(jìn)入動(dòng)物體內(nèi)，會(huì)對(duì)動(dòng)物胃腸道的菌群數(shù)量分布以及菌群所產(chǎn)生的各種消化酶的數(shù)量與種類產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響其體內(nèi)代謝情況。

飼用價(jià)值的改善與對(duì)飼糧的促消化吸收作用，必然導(dǎo)致飼喂效果的提高。

3.2 飼糧中添加發(fā)酵飼料對(duì)育肥豬生產(chǎn)性能的影響

張桂榮[18]、王春華[19]、張書(shū)杰[20]分別報(bào)道了用20%的發(fā)酵秸稈粉代替日糧中的部分精料，即可降低飼料成本，又對(duì)生長(zhǎng)速度無(wú)明顯影響，同時(shí)由于有益菌的增加，有效地控制了胃腸道疾病的發(fā)生，又使經(jīng)濟(jì)效益有明顯的提高。楊致玲[21]、武英[22]、劉定發(fā)[17]采用發(fā)酵玉米秸稈喂豬，其增重速度與對(duì)照組無(wú)明顯差異。王長(zhǎng)彥等[24]提出微生物發(fā)酵飼料比常規(guī)飼料表現(xiàn)出較好的生產(chǎn)性能，降低料肉比。謝開(kāi)春等[25]報(bào)道使用微生物發(fā)酵菌劑可以明顯的降低料肉比，提高經(jīng)濟(jì)效益，而料肉比是表示飼料轉(zhuǎn)化率的重要指標(biāo)。本試驗(yàn)的結(jié)果同樣證實(shí)了將發(fā)酵玉米秸稈粉添加于生豬飼糧，可降低料肉比，提高養(yǎng)殖效益。

4 結(jié)論

①玉米秸稈粉經(jīng)復(fù)合菌劑發(fā)酵，其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)成分發(fā)生顯著變化，其中性洗滌纖維纖維（NDF）降低38.69%，酸性洗滌纖維（ADF）降低37.07%；粗蛋白達(dá)到12.23%，比發(fā)酵前增加111.96%，提高至2.12倍，同時(shí)產(chǎn)生大量乳酸及揮發(fā)性有機(jī)酸，且發(fā)酵秸稈富含數(shù)量可觀的功能菌株。飼用價(jià)值顯著提高。

②本研究結(jié)果證明了發(fā)酵秸稈粉在生豬養(yǎng)殖中的可行性，將發(fā)酵玉米秸稈粉以10%比例替代育肥豬正常飼糧，料肉比相比對(duì)照組下降8.06%，飼料價(jià)格比常規(guī)飼糧下降6.73%，增重成本降低14.10%；添加比例為20%時(shí)，料肉比下降1.73%，飼糧價(jià)格下降13.13%，增重成本下降14.75%；添加比例為25%時(shí)，料肉比提高10.29%，飼糧價(jià)格下降14.75%，增重成本降低8.93%。

綜上所述，玉米秸稈作為一種潛在的生物資源，經(jīng)過(guò)微生物菌劑發(fā)酵后完全可以作為一種新型的飼料原料在生豬生產(chǎn)中推廣應(yīng)用，此舉既能變廢為寶，又能減少人畜共糧的矛盾。本研究為拓寬生豬養(yǎng)殖飼料來(lái)源、提高生產(chǎn)性能提供了新的思路，為發(fā)酵飼料的合理利用提供了科學(xué)依據(jù)。