α-淀粉酶對不同NSC含量稻草青貯品質(zhì)的影響

許能祥，董臣飛，顧洪如，程云輝，張文潔，丁成龍

（江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧研究所，江蘇南京210014）

α-淀粉酶對不同NSC含量稻草青貯品質(zhì)的影響

許能祥，董臣飛，顧洪如，程云輝，張文潔，丁成龍*

（江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧研究所，江蘇南京210014）

適時收獲的新鮮稻草中含有相當(dāng)數(shù)量的非結(jié)構(gòu)性碳水化合物（NSC），其中淀粉占有相當(dāng)比例。淀粉在青貯中需水解成可溶性糖（WSC）才能被大部分乳酸菌利用。本研究選用兩個稻草中NSC含量差異顯著的水稻品種（雜交秈稻兩優(yōu)培九和常規(guī)粳稻武香粳14），設(shè)置0．5，1．0和1．5 g／kg的3個α-淀粉酶添加濃度和對照（無添加）進(jìn)行試驗，研究不同的α-淀粉酶添加濃度對稻草青貯品質(zhì)的影響，為改善稻草飼用品質(zhì)提供依據(jù)。結(jié)果表明，兩優(yōu)培九稻草中的NSC含量為6．89%，淀粉含量為3．68%，顯著低于武香粳14稻草中的NSC（16．51%）和淀粉（10．63%）含量（P＜0．05）；添加不同濃度的α-淀粉酶后青貯稻草的飼用品質(zhì)和發(fā)酵品質(zhì)間存在顯著差異（P＜0．05），兩優(yōu)培九以1．5 g／kg的α-淀粉酶添加濃度效果最好，武香粳14以1．0 g／kg的添加濃度效果最好；武香粳14稻草添加α-淀粉酶的青貯效果顯著優(yōu)于兩優(yōu)培九。添加α-淀粉酶后兩優(yōu)培九稻草中的NSC、WSC和淀粉含量，以及武香粳14稻草中的NSC和淀粉含量均呈持續(xù)下降趨勢，而武香粳14稻草中的WSC含量則呈“降－升－降”變化趨勢；添加α-淀粉酶處理組的WSC含量在青貯第3天時較青貯第2天均有不同程度上升，并顯著高于對照；但在青貯第5～14天期間，WSC含量大幅下降，與對照組差異減小。

稻草；α-淀粉酶；青貯；NSC

稻草（Oryza sativa）是我國南方主要農(nóng)副產(chǎn)品之一，年產(chǎn)近2億t［1］。目前稻草的有效利用量較少，導(dǎo)致大部分被就地焚燒，引發(fā)嚴(yán)重的環(huán)境污染［2］。近年來隨著我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和草食畜牧業(yè)的興起，農(nóng)區(qū)出現(xiàn)了粗飼料的嚴(yán)重短缺。開發(fā)稻草飼用將能有效減少稻草焚燒、增加粗飼料產(chǎn)量，并能夠增加稻草過腹還田量，增加土壤肥力，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。稻草曾是我國農(nóng)區(qū)反芻家畜粗飼料的主要來源之一，但因傳統(tǒng)的利用方式是將稻草自然風(fēng)干后直接飼喂，導(dǎo)致其中的可消化養(yǎng)分大量流失，含量降低，而粗纖維和硅的含量高，導(dǎo)致稻草消化率低、適口性差，使其在現(xiàn)代畜牧業(yè)中的利用受到限制。

前期研究表明適時收獲的新鮮稻草中含有相當(dāng)數(shù)量的非結(jié)構(gòu)性碳水化合物（nonstructural carbohydrates，NSC）和粗蛋白（crude protein，CP）等可消化養(yǎng)分［3-4］。將新鮮稻草進(jìn)行青貯是保存稻草中可消化養(yǎng)分的有效途徑。不同類型水稻品種稻草中的NSC含量差異顯著，粳稻品種稻草中的NSC含量顯著高于秈稻品種［3，5］。稻草中的NSC有相當(dāng)部分是淀粉，粳稻品種中的淀粉含量更高［5］。淀粉在稻草中是一種初級的無細(xì)胞結(jié)構(gòu)的碳水化合物，不能被大部分乳酸菌所利用，這是由于乳酸菌作用的底物主要是葡萄糖和果糖等單糖。前期有研究報道玉米（Zea mays）青貯料中加入α-淀粉酶可提高肉用犢牛的日增重和飼料轉(zhuǎn)化效率約7%；另外，通過牛體內(nèi)氣體產(chǎn)生量的估測可知，飼喂用α-淀粉酶處理的青貯料的犢牛，其瘤胃內(nèi)微生物的活力增加［6-7］。以往的稻草青貯及微貯研究中多使用乳酸菌、纖維素酶及補(bǔ)充C源的添加劑等［8-10］，尚未見到在稻草中添加淀粉酶青貯的報道。因此本研究擬選用兩個稻草中NSC含量差異顯著的水稻品種，設(shè)置不同的α-淀粉酶添加量，研究α-淀粉酶在不同NSC含量稻草青貯中的作用，并篩選出適宜的添加濃度，為改善稻草青貯品質(zhì)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1．1 供試材料

試驗材料為江蘇地區(qū)目前生產(chǎn)中常用的早熟晚粳稻武香粳14和雜交秈稻兩優(yōu)培九。

1．2 試驗設(shè)計與田間管理

2013年在江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻試驗田（南京）進(jìn)行田間試驗，5月10日播種，6月10日插秧。單穴單株栽插，行株距為30和20 cm。以常規(guī)肥水管理進(jìn)行田間管理。

1．3 測定內(nèi)容及方法

2013年9月30日和2013年10月15日分別于水稻成熟期收獲兩優(yōu)培九和武香粳14，去穗。取主莖倒3節(jié)進(jìn)行徒手切片，觀測莖稈中的淀粉顆粒。其余稻草用鍘刀切成2～3 cm長，混勻，取300 g左右105℃殺青15 min，然后75℃烘干至恒重并稱重，粉碎過粒徑0．38 mm網(wǎng)篩，用于測定干物質(zhì)含量（dry matter content，DM）、粗蛋白（CP）、非結(jié)構(gòu)性碳水化合物（NSC）、中性洗滌纖維（neutral detergent fiber，NDF）、酸性洗滌纖維（acid detergent fiber，ADF）、干物質(zhì)體外消化率（in vitro dry matter digestibility，IVDMD）。另取混勻的稻草分別加入0（CK），0．5，1．0和1．5 g／kg（以鮮稻草為基準(zhǔn)）4個不同濃度的α-淀粉酶（活力為3000～5000 IU／g，分別用CK，RA0．5，RA1．0，RA1．5表示），然后裝入30 cm×20 cm聚乙烯袋內(nèi)，每袋250 g，用真空封口機(jī)封口，封口后置于室溫下避光保存。分別于青貯后第1，2，3，5，14和45天開袋檢測，每次取3個重復(fù)。

1．3．1 飼用品質(zhì)測定 NSC的測定方法參考Yoshida［11］的方法［NSC由可溶性糖（water soluble carbohydrates，WSC）和淀粉組成］。CP用丹麥產(chǎn)的蛋白分析儀測定（KJEI TEC2300，F(xiàn)oss，Denmark）。NDF和ADF用范氏法測定［12］。IVDMD的測定參考胃蛋白酶－纖維素酶兩步法［13］。

1．3．2 p H值、乳酸、氨態(tài)氮測定 青貯料開袋后充分混勻，稱取20 g樣品，放入250 m L的三角瓶里，加入180 m L去離子水后置于4℃冰箱內(nèi)浸提24 h，然后通過2層紗布和濾紙過濾，將濾液置于－20℃冰箱中冷凍保存，用于測定p H值、乳酸（lactic acid，LA）、氨態(tài)氮（ammoniacal nitrogen，AN）。p H值使用梅特勒臺式p H計（型號：FE20K）測定；LA采用對羥基聯(lián)苯法測定［14］；AN采用苯酚－次氯酸鈉比色法測定［15］。將剩余部分的青貯料收集起來烘干，用于測定飼用品質(zhì)NSC、CP、NDF、ADF和IVDMD。

1．3．3 微生物培養(yǎng)及測定 1）培養(yǎng)基的制備。MRS培養(yǎng)基（用于乳酸菌培養(yǎng)）：蛋白胨10．0 g、牛肉膏10．0 g、酵母膏粉5．0 g、葡萄糖20．0 g、Tween 80 1．0 g、K2HPO42．0 g、CH3COONa·3H2O 5．0 g、檸檬酸氫二銨2．0 g、MgSO4·7H2O 0．2 g、MnSO4·5H2O 54 mg、H2O 1000 m L、瓊脂20．0 g、p H 6．5，121℃高壓蒸汽滅菌20 min備用。NA培養(yǎng)基（用于細(xì)菌培養(yǎng)）：蛋白胨10 g、牛肉膏3 g、NaCl 5 g、瓊脂20 g、p H 7．0～7．2、H2O 1000 m L，121℃高壓蒸汽滅菌20 min備用。PDA培養(yǎng)基，即馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基（用于酵母菌和霉菌培養(yǎng)），購自北京奧博星生物技術(shù)有限公司。

2）微生物稀釋液的配制。稱取5 g青貯樣品，放入裝有45 m L無菌水的100 m L三角瓶中，封口膜封口，置于搖床上震蕩30 min，使微生物細(xì)胞分散均勻，靜置30 s，即成10－1稀釋液；取0．2 m L 10－1稀釋液，注入含有1．8 m L生理鹽水試管中，震蕩搖勻，即成10－2稀釋液；再吸取0．2 m L 10－2稀釋液，注入含有1．8 m L生理鹽水試管中，震蕩搖勻，此液為10－3稀釋液，以此類推，連續(xù)稀釋，制成10－4，10－5，10－6，10－7等一系列稀釋菌液。

3）微生物培養(yǎng)。將上述培養(yǎng)基平板底面分別用記號筆標(biāo)明稀釋度，然后用無菌吸管分別由對應(yīng)稀釋液中各取20μL，小心地滴在對應(yīng)培養(yǎng)基表面的扇形區(qū)域內(nèi)，再用涂布棒將菌液在培養(yǎng)基上涂抹均勻。將涂抹好的培養(yǎng)基放在桌子上靜置20～30 min，使菌液滲透至培養(yǎng)基內(nèi)，然后將培養(yǎng)基倒轉(zhuǎn)，MRS培養(yǎng)基在37℃厭氧條件下培養(yǎng)48 h，NA、PDA培養(yǎng)基在37℃有氧條件下培養(yǎng)48 h后計數(shù)。

1．4 統(tǒng)計分析

用Excel初步處理試驗數(shù)據(jù)，采用SPSS 11．5統(tǒng)計軟件進(jìn)行兩因素方差分析，并用LSD法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2．1 不同水稻品種稻草飼用品質(zhì)的差異

兩優(yōu)培九和武香粳14稻草原料的飼用品質(zhì)見表1。兩優(yōu)培九稻草中的NSC含量為6．89%，而武香粳14稻草中的NSC含量為16．51%，顯著高于兩優(yōu)培九（P＜0．05），其中兩優(yōu)培九稻草中淀粉含量僅為3．68%，但武香粳14中的淀粉含量為10．63%，差異顯著（P＜0．05）。兩優(yōu)培九的CP含量極顯著高于武香粳14（P＜0．01），而IVDMD和ADF含量差異不顯著（P＞0．05）。

表1 2個水稻品種的稻草飼用品質(zhì)性狀Table 1 The feeding quality related traits of rice straw among two varieties%

徒手切片結(jié)果表明（圖1），武香粳14倒3節(jié)莖稈中含大量的淀粉顆粒，兩優(yōu)培九的倒3節(jié)莖稈中淀粉顆粒極少。

圖1 2個水稻品種倒3節(jié)莖稈徒手切片F(xiàn)ig．1 The free hand sections of the top 3rd internode of two rice varieties

2．2 不同α-淀粉酶濃度對青貯稻草飼用品質(zhì)的影響

不同α-淀粉酶濃度處理的稻草青貯飼用品質(zhì)見表2。不同α-淀粉酶濃度處理對兩優(yōu)培九青貯稻草IVDMD的影響差異不顯著（P＞0．05），RA1．0處理組的武香粳14青貯稻草的IVDMD最高，顯著高于其他處理（P＜0．05）；2個品種間差異極顯著（P＜0．01）。RA1．0處理組的兩優(yōu)培九和RA1．5處理組的武香粳14青貯稻草中的WSC含量最高，分別達(dá)0．56%和1．02%。隨著α-淀粉酶濃度的增加，2個品種青貯稻草的淀粉含量呈下降趨勢，CK青貯稻草的淀粉含量顯著高于其他處理組（P＜0．05）。NSC的變化趨勢與淀粉含量的相似，武香粳14的變化幅度較大。RA1．5處理組青貯稻草的CP含量最高，兩優(yōu)培九為4．60%，武香粳14為6．74%。不同α-淀粉酶濃度處理對2個品種青貯稻草NDF和ADF含量的影響均不顯著（P＞0．05）。

表2 α-淀粉酶對青貯稻草飼用品質(zhì)的影響Table 2 Effect ofα-amylase on the feeding quality of rice straw silage %

2．3 不同α-淀粉酶濃度對青貯稻草發(fā)酵品質(zhì)的影響

不同α-淀粉酶濃度處理的稻草青貯發(fā)酵品質(zhì)見表3。兩優(yōu)培九CK的青貯稻草p H顯著低于α-淀粉酶添加組（P＜0．05），武香粳14的RA0．5和RA1．0處理組p H顯著低于RA1．5和CK（P＜0．05）。α-淀粉酶濃度對兩優(yōu)培九青貯稻草的乳酸含量的影響差異不顯著（P＞0．05），而α-淀粉酶對武香粳14青貯稻草LA含量的影響均極顯著（P＜0．01），RA1．0處理組的LA含量最高，達(dá)45．00 g／kg。RA1．0和RA1．5處理組的武香粳14青貯稻草AN含量顯著高于CK和RA0．5（P＜0．05）。

表3 α-淀粉酶對青貯稻草發(fā)酵品質(zhì)的影響Table 3 Effect ofα-amylase on fermentation quality of rice straw silage

2．4 不同α-淀粉酶濃度對青貯稻草中微生物數(shù)量的影響

不同α-淀粉酶濃度處理的青貯稻草中微生物組成變化見表4。隨著α-淀粉酶濃度的增加，2個品種的青貯稻草中乳酸菌數(shù)量呈增加趨勢，其中兩優(yōu)培九CK的青貯稻草乳酸菌數(shù)量極顯著低于α-淀粉酶添加組（P＜0．01），武香粳14各處理組間差異極顯著（P＜0．01）。RA1．5處理組的兩優(yōu)培九和RA1．0處理組的武香粳14青貯稻草中好氧細(xì)菌數(shù)量最少，顯著低于CK和RA0．5（P＜0．05）。隨著α-淀粉酶濃度的增加，2個品種的青貯稻草中酵母菌和霉菌數(shù)量呈下降趨勢。

表4 α-淀粉酶對青貯稻草中微生物數(shù)量的影響Table 4 Effect ofα-amylase on the microbial quantities of rice straw silage log cfu／g FM

2．5 α-淀粉酶處理后青貯稻草中NSC及其組分的變化動態(tài)

隨著青貯時間的延長，不同濃度α-淀粉酶處理的青貯稻草中WSC含量均呈持續(xù)下降趨勢，青貯14 d后WSC含量的下降幅度趨緩（圖2）。兩優(yōu)培九稻草青貯第3天和第5天時α-淀粉酶添加組的WSC含量均高于CK，青貯第45天時RA1．0處理組的WSC含量最高，達(dá)0．56%。武香粳14青貯稻草α-淀粉酶添加組的WSC含量均高于CK，并且其變化趨勢呈“降－升－降”型；α-淀粉酶添加組的WSC含量在青貯第3天時較青貯第2天均有不同程度上升，RA1．5處理組上升幅度最大；α-淀粉酶添加組在青貯第3天和第5天時WSC含量均高于CK，但第5～14天期間，WSC含量大幅下降，與CK差異減??；青貯45 d時RA1．0和RA1．5處理組WSC含量分別為0．88%和1．02%。隨著青貯時間的延長，不同濃度α-淀粉酶處理組的青貯稻草中淀粉含量均呈下降趨勢，其中兩優(yōu)培九平穩(wěn)下降，到青貯第45天時RA1．5處理組的淀粉含量最低，為0．54%，α-淀粉酶添加組的淀粉含量下降幅度均高于CK；武香粳14青貯稻草的淀粉含量表現(xiàn)出2個大幅下降時期，分別是青貯第1～2天和第5～14天，到第45天時RA1．0和RA1．5處理組的淀粉含量最低，分別為2．62%和2．55%；α-淀粉酶添加組的下降幅度均高于CK；所有處理組在青貯第5～14天間下降幅度最大。隨著青貯時間的延長，兩優(yōu)培九稻草α-淀粉酶處理組的NSC含量均緩慢下降，各處理間差異較小，到青貯第45天時CK的NSC含量最高，達(dá)1．29%，武香粳14稻草中NSC的含量變化趨勢與淀粉含量變化趨勢相同，青貯第1～2天和第5～14天是NSC含量2個大幅下降時期，到青貯第45天時RA1．0和RA1．5處理組的NSC含量最低，分別為3．50%和3．57%。

圖2 添加α-淀粉酶后青貯稻草中NSC含量的變化Fig．2 Changes of NSC contents in rice straw silage afterα-amylase application

3 討論

3．1 不同類型水稻品種稻草中NSC含量的差異

傳統(tǒng)觀念認(rèn)為稻草是低值粗飼料，因其粗纖維和灰分含量高，可消化營養(yǎng)物質(zhì)含量低導(dǎo)致其消化率和適口性較差。其實稻谷成熟后適時收獲的新鮮稻草中含有相當(dāng)數(shù)量的NSC［3-4］，但不同類型水稻品種稻草中NSC含量差異顯著，粳稻品種稻草中的NSC含量顯著高于秈稻品種［3，5］，本研究的結(jié)果也佐證了這一點（表1，圖1）。這可能與水稻的庫源類型有關(guān)。秈稻具有不同程度的早衰現(xiàn)象［16］，多為大穗型品種，“庫大源弱”，導(dǎo)致生育后期貯存在莖鞘中的光合產(chǎn)物大部分轉(zhuǎn)移到籽粒中，因為水稻灌漿時運輸?shù)阶蚜熘械墓夂袭a(chǎn)物不僅包含灌漿期的光合產(chǎn)物，還有營養(yǎng)生長期貯存在莖鞘中的NSC等成分。Dong等［4］報道水稻開花后3周左右，灌漿基本完成時光合產(chǎn)物又會部分轉(zhuǎn)移到莖鞘中。因此對于早衰型品種，其生育后期再次貯存在莖鞘中的光合產(chǎn)物較少。而粳稻品種“庫”小“源”強(qiáng)，葉片的有效功能期長，使得生育后期莖鞘中的NSC含量回升幅度大，使其收獲時稻草中的NSC含量較高。

在稻草的NSC中，主要有WSC和淀粉兩種不同組分。對于雜交秈稻兩優(yōu)培九來說，稻草中的WSC含量和淀粉含量差異不顯著，淀粉含量略高于WSC含量，而粳稻品種武香粳14稻草中的淀粉含量為10．63%，極顯著高于WSC含量（5．88%）（表1）（P＜0．01）。與早衰、庫大的秈稻品種相比較，粳稻品種在生育后期增加的貯存光合產(chǎn)物大部分以淀粉形式貯存。定量測定結(jié)果與徒手切片結(jié)果一致（圖1），在稻草的倒3節(jié)莖稈中，武香粳14的淀粉顆粒數(shù)量遠(yuǎn)高于兩優(yōu)培九。

3．2 不同NSC含量的稻草青貯適宜的α-淀粉酶添加量

淀粉是一種初級的無細(xì)胞結(jié)構(gòu)的碳水化合物，不能被大部分乳酸菌利用，這是由于乳酸菌作用的底物主要是葡萄糖和果糖等單糖。α-淀粉酶，即α-1，4-葡聚糖-4-葡萄糖水解酶（α-1，4-glucan-4-glucanohydrolase），能隨機(jī)作用于淀粉、糖原、寡糖或多聚糖分子內(nèi)部的1，4-糖苷鍵，將淀粉水解成糊精、麥芽糖、低聚糖和葡萄糖等一系列小分子物質(zhì)［17-18］。前期有研究表明α-淀粉酶能把淀粉轉(zhuǎn)化為葡萄糖，能夠促進(jìn)乳酸菌的生長，使發(fā)酵結(jié)果更好；當(dāng)玉米青貯料中加入α-淀粉酶時，可提高肉用犢牛的日增重和飼料轉(zhuǎn)化效率約7%。通過牛體內(nèi)氣體產(chǎn)生量的估測可知，飼喂α-淀粉酶處理的青貯料的犢牛，其瘤胃內(nèi)微生物的活力增加［9-10］。青貯飼料中加入α-淀粉酶對牛生長的促進(jìn)作用一方面是由于α-淀粉酶保護(hù)了青貯料中更多的原始氮和其他組成成分免受損失，另一方面可能是α-淀粉酶處理過的青貯料使牛瘤胃微生物的群體向有益方面轉(zhuǎn)化（包括微生物的數(shù)量，群屬和外形的改變），這些有益的變化可使揮發(fā)性脂肪酸的產(chǎn)生量以及微生物蛋白的合成量增加，使動物的生長和飼料轉(zhuǎn)化率增高［9-10］。

本研究中添加α-淀粉酶后兩優(yōu)培九和武香粳14稻草的青貯品質(zhì)均得到改善（表2，表3）。由于α-淀粉酶具有保護(hù)青貯料干物質(zhì)免受損失的作用，勢必會提高青貯料的營養(yǎng)價值。鑒于不同水稻品種稻草中淀粉含量不同，α-淀粉酶對稻草青貯效果的影響也存在顯著差異。α-淀粉酶水解淀粉的能力依賴于多種外在因素，例如溫度、p H、底物的濃度、底物的性質(zhì)、酶液濃度、Ca2＋等。本研究中，雜交秈稻兩優(yōu)培九稻草中的淀粉含量為3．68%，常規(guī)粳稻品種武香粳14稻草中的淀粉含量高達(dá)10．63%（表1），添加不同濃度的α-淀粉酶后青貯品質(zhì)間的差異極顯著（P＜0．01）：對于兩優(yōu)培九來說，添加1．5 g／kg的α-淀粉酶后青貯料的飼用品質(zhì)、發(fā)酵品質(zhì)顯著優(yōu)于其他處理（P＜0．05），而對武香粳14來說，1．0 g／kg的α-淀粉酶添加量效果最好；兩優(yōu)培九的CK和處理組的青貯品質(zhì)均顯著低于武香粳14（P＜0．05）。兩個品種的稻草在α-淀粉酶處理后的青貯品質(zhì)均高于CK，但對于兩優(yōu)培九的效果不如武香粳14顯著（表2，表3）。

3．3 α-淀粉酶在青貯過程中與微生物活動的關(guān)系

目前市場上應(yīng)用的α-淀粉酶存在許多需要改進(jìn)的地方，比如在高溫且低p H（低于5．5）的環(huán)境中該酶非常容易失活。因此在青貯過程中隨著不同發(fā)酵區(qū)系微生物的活動，青貯料的p H發(fā)生變化，必將對α-淀粉酶的活性產(chǎn)生影響。而α-淀粉酶水解淀粉產(chǎn)生的可溶性糖促進(jìn)了乳酸菌發(fā)酵，乳酸含量升高，將對其他微生物的活動產(chǎn)生作用。在自然青貯發(fā)酵過程中乳酸菌在數(shù)量上不具優(yōu)勢，其數(shù)量與好氧細(xì)菌、酵母與霉菌等的數(shù)量相當(dāng)。Longston等［19］報道，新鮮作物或牧草上分布有許多微生物，其中有害微生物的比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于有益微生物的比例。通常情況下，作物上天然附著的乳酸菌數(shù)量小于105cfu／g FM［20-21］。Lindgren等［22］報道了紫花苜蓿（Medicagosativa）和其他草料上的微生物，腸桿菌的數(shù)量達(dá)到了108cfu／g，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于乳酸菌的數(shù)量，是其數(shù)量的100～1000倍。蔡義民等［23］報道，飼料作物和牧草上附著的乳酸桿菌數(shù)量極其微小。玉米和紫花苜蓿乳酸菌較多，但每克也不足104個；禾本科牧草上附著的乳酸菌更少，不良微生物較多。要使乳酸菌主導(dǎo)發(fā)酵進(jìn)程，必須達(dá)到105cfu／g以上乳酸菌［21，24］。張慧杰［25］報道青貯原料上附生的乳酸菌數(shù)量遠(yuǎn)少于好氧細(xì)菌、大腸桿菌、酵母及霉菌等有害微生物的數(shù)量。本研究中，添加α-淀粉酶后，兩種不同NSC含量稻草青貯發(fā)酵中的微生物變化趨勢一致。隨著α-淀粉酶濃度的增加，2個品種的稻草在青貯中乳酸菌含量呈增加趨勢，其中兩優(yōu)培九CK的青貯稻草乳酸菌含量極顯著低于α-淀粉酶添加組（P＜0．01），武香粳14各處理組間均達(dá)極顯著差異（P＜0．01）。RA1．5處理的兩優(yōu)培九和RA1．0處理的武香粳14青貯稻草中好氧細(xì)菌最少，顯著低于CK和RA0．5（P＜0．05）。隨著α-淀粉酶濃度的增加，2個品種稻草青貯料中的酵母菌和霉菌含量呈下降趨勢（表4）。

3．4 添加α-淀粉酶后青貯稻草中NSC的變化

本研究中不同NSC含量的稻草在添加α-淀粉酶后稻草中NSC及其組分WSC和淀粉的變化趨勢不同（圖2）。隨著青貯時間的延長，兩優(yōu)培九α-淀粉酶處理組的青貯稻草中WSC、淀粉和NSC含量均持續(xù)下降。而武香粳14稻草添加α-淀粉酶處理后的WSC變化趨勢呈“降-升-降”型；α-淀粉酶添加組的WSC含量在青貯第3天時較青貯第2天均有不同程度上升，RA1．5處理組上升最大；但第5～14天期間，WSC含量大幅下降，與CK差異減小。隨著青貯時間的延長，武香粳14青貯稻草的淀粉含量表現(xiàn)出2個大幅下降時期，分別是青貯第1～2天和第5～14天，α-淀粉酶添加組的下降幅度均高于CK；所有處理組在青貯第5～14天間下降幅度最大。產(chǎn)生上述結(jié)果的原因可能是武香粳14稻草中含有豐富的淀粉，在淀粉酶的作用下水解成糊精、麥芽糖、低聚糖和葡萄糖等一系列小分子物質(zhì)，增加了青貯稻草中的WSC的含量，表現(xiàn)出隨著青貯時間的延長而出現(xiàn)WSC的含量上升或下降緩慢的趨勢。與武香粳14相比，兩優(yōu)培九青貯稻草淀粉含量極少，沒有出現(xiàn)這種變化。

4 結(jié)論

兩優(yōu)培九稻草中的NSC含量為6．89%，淀粉含量為3．68%，顯著低于武香粳14稻草中的NSC（16．51%）和淀粉（10．63%）含量（P＜0．05），添加α-淀粉酶能夠增加青貯稻草中WSC的含量。WSC可以為乳酸菌生長提供更多的發(fā)酵底物，改善其發(fā)酵進(jìn)程，有效地保存原料的營養(yǎng)價值［26］。添加不同濃度的α-淀粉酶后青貯稻草的飼用品質(zhì)和發(fā)酵品質(zhì)間存在顯著差異（P＜0．05）：兩優(yōu)培九以1．5 g／kg的α-淀粉酶添加濃度效果顯著優(yōu)于其他處理，而武香粳14以1．0 g／kg的α-淀粉酶添加濃度效果顯著優(yōu)于其他處理；武香粳14的稻草添加α-淀粉酶的效果顯著優(yōu)于兩優(yōu)培九。添加α-淀粉酶后兩優(yōu)培九稻草中的NSC、WSC和淀粉含量，以及武香粳14稻草中的NSC和淀粉含量與CK相比均呈持續(xù)下降趨勢，而武香粳14稻草中的WSC含量則呈“降-升-降”變化趨勢：α-淀粉酶添加組的WSC含量在青貯第3天時較青貯第2天均有不同程度上升，顯著高于對照（P＜0．05）；但第5～14天期間，WSC含量大幅下降，與CK差異減小。

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Effects ofα-amylase on fermentation of rice（Oryza sativa）straw

XU Neng-Xiang，DONG Chen-Fei，GU Hong-Ru，CHENG Yun-Hui，ZHANG Wen-Jie，DING Cheng-Long*
Institute of Animal Science，Jiangsu Academy of Agricultural Sciences，Nanjing 210014，China

Rice（Oryza sativa）straw harvested at the appropriate time to achieve good nonstructural carbohydrate content（NSC）was utilized in this study；the main NSC was starch．Starch in rice straw should be initially hydrolyzed into water soluble carbohydrates（WSC）which are able to be utilized by lactic acid bacteria during the ensiling process．Two rice varieties（hybrid indica rice，variety Liangyoupeijiu and common japonica rice，variety Wuxiangjing 14）containing different NSC in the straw were treated with four different concentrations ofα-amylase（0．5，1．0 and 1．5 g／kg）to investigate the effects ofα-amylase on rice straw silage quality．The results revealed that the NSC and starch content in the straw of Liangyoupeijiu was 6．89%and 3．68% respectively，significantly lower than Wuxiangjing 14（P＜0．05），16．51%and 10．63%respectively．The forage quality and fermentation quality of rice straw resulting from differentα-amylase treatments also differedsignificantly（P＜0．05）．1．5 g／kg ofα-amylase was optimum for Liangyoupeijiu whereas 1．0 g／kgα-amylase was optimum for Wuxiangjing 14．Afterα-amylase application（2－3 days），the NSC，WSC and starch content in the straw of Liangyoupeijiu，and the NSC and starch in the straw of Wuxiangjing 14 decreased，while the WSC in Wuxiangjing 14 increased and was significantly higher than the control．However during the 5th to 14th days of ensiling the WSC content decreased sharply and differences betweenα-amylase treatments were minimal．

rice straw；α-amylase；fermentation；NSC

10．11686／cyxb2014499 http：／／cyxb．lzu．edu．cn

許能祥，董臣飛，顧洪如，程云輝，張文潔，丁成龍．α-淀粉酶對不同NSC含量稻草青貯品質(zhì)的影響．草業(yè)學(xué)報，2015，24（11）：146-154．

XU Neng-Xiang，DONG Chen-Fei，GU Hong-Ru，CHENG Yun-Hui，ZHANG Wen-Jie，DING Cheng-Long．Effects ofα-amylase on fermentation of rice（Oryza sativa）straw．Acta Prataculturae Sinica，2015，24（11）：146-154．

2014-12-02；改回日期：2015-03-30

江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資金項目［CX（12）1002］和國家牧草產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項目（CARS-35-31）資助。

許能祥（1976-），男，江蘇句容人，助理研究員，碩士。E-mail：xunengxiang97＠aliyun．com

*通訊作者Corresponding author．E-mail：dingcl＠jaas．a(chǎn)c．cn