不同處理對(duì)發(fā)酵稻秸稈發(fā)酵品質(zhì)的影響

顧擁建，占今舜，丁成龍，沙文鋒

（1.江蘇沿江地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，江蘇如皋226541；2.揚(yáng)州大學(xué)動(dòng)物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，江蘇揚(yáng)州225009；3.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧研究所，江蘇南京210014）

不同處理對(duì)發(fā)酵稻秸稈發(fā)酵品質(zhì)的影響

顧擁建1，占今舜2，丁成龍3，沙文鋒1

（1.江蘇沿江地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，江蘇如皋226541；2.揚(yáng)州大學(xué)動(dòng)物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，江蘇揚(yáng)州225009；3.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧研究所，江蘇南京210014）

本文旨在研究不同處理方式對(duì)發(fā)酵稻秸稈發(fā)酵品質(zhì)的影響。試驗(yàn)分為4個(gè)處理組，分別為加水200 kg/t稻秸組（對(duì)照組）、5 g/t乳酸菌+200 g/t纖維素酶+2%糖蜜+200 kg/t水稻秸組（試驗(yàn)Ⅰ組）、5 g/t乳酸菌+400 g/t纖維素酶+4%糖蜜+200 kg/t水稻秸組（試驗(yàn)Ⅱ組）和5 g/t乳酸菌+600 g/t纖維素酶+1%糖蜜+200 kg/t水稻秸組（試驗(yàn)Ⅲ組），每組5個(gè)重復(fù)。結(jié)果表明：與對(duì)照組相比，試驗(yàn)Ⅰ和Ⅲ組的pH、丙酸、氨態(tài)氮、乙酸和丁酸含量分別顯著降低了9.16%、11.20%，93.96%、90.60%，10.70%、19.57%，14.98%、40.16%和100%、100%（P＜0.01），但乳酸含量分別顯著升高了40.63%和59.38%（P＜0.01）；與對(duì)照組相比，試驗(yàn)Ⅱ組的干物質(zhì)和可溶性碳水化合物含量分別顯著升高了8.60%和45.59%（P＜0.01），而中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量分別顯著降低了15.14%和13.09%（P＜0.01），但不同處理方式對(duì)粗脂肪和粗蛋白質(zhì)含量無顯著影響。根據(jù)V-score評(píng)分，各處理的發(fā)酵品質(zhì)級(jí)別均為良，其中試驗(yàn)Ⅲ組的分?jǐn)?shù)最高，對(duì)照組的分?jǐn)?shù)最低。綜上所述，在稻秸稈中添加乳酸菌、纖維素酶、糖蜜和水進(jìn)行混合青貯能夠改善發(fā)酵品質(zhì)，提高秸稈營養(yǎng)成分，其中添加5 g/t乳酸菌、600 g/t纖維素酶、1%糖蜜和200 kg/t水混合青貯效果最好。

青貯；水稻秸稈；發(fā)酵品質(zhì)；乳酸菌；纖維素酶

水稻在我國的種植面積非常廣，每年產(chǎn)生的水稻秸稈量非常大。然而，水稻秸稈粗纖維、木質(zhì)素等含量較高，導(dǎo)致其利用效率不高。研究發(fā)現(xiàn)，水稻秸稈中混合乳酸菌和米糠進(jìn)行青貯，能夠改善稻草青貯料品質(zhì)；添加8%氨水（含氨20%），經(jīng)過低溫氨化，能夠提高粗蛋白質(zhì)含量和改善質(zhì)地；與多花黑麥草按7∶3進(jìn)行混貯能夠改善發(fā)酵品質(zhì)（李君臨等，2014；劉盧生等，2012；許能祥等，2010）。說明秸稈經(jīng)過氨化、青貯等處理，可破壞其纖維素、半纖維素和木質(zhì)素間的緊密結(jié)構(gòu)，且纖維素、半纖維素在酶的作用下可轉(zhuǎn)化成可溶性糖，提高秸稈的營養(yǎng)價(jià)值（Wang等，2015）。目前，利用糖蜜、乳酸菌和纖維素酶等混合進(jìn)行水稻秸稈青貯的研究鮮見報(bào)道。因此，本試驗(yàn)研究添加乳酸菌和不同濃度的糖蜜、纖維素酶與水稻秸稈進(jìn)行混合青貯的效果，為青貯水稻秸稈作為一種粗飼料來源提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料糖蜜（甘蔗糖蜜）來自廣西，其總糖含量高于48%。乳酸菌種（活性乳酸菌含量1× 1011cfu/g）由江蘇省農(nóng)科院畜牧研究所提供。纖維素酶（活性為20000 U/g）由江蘇奕農(nóng)生物工程有限公司提供。

水稻秸稈的制備：將稻籽收獲后（倒三葉仍為綠色）的淮稻5號(hào)水稻秸稈進(jìn)行粉碎至長度2～3 cm，然后將其與乳酸菌、糖蜜和纖維素酶混合，用水稀釋后進(jìn)行發(fā)酵。水稻秸稈營養(yǎng)成分為（干物質(zhì)基礎(chǔ)）：粗蛋白質(zhì)（CP）3.87%，粗脂肪（EE）2.89%，中性洗滌纖維（NDF）69.48%，酸性洗滌纖維（ADF）38.04%，可溶性多糖（WSC）5.52%。

1.2試驗(yàn)方法稻秸稈發(fā)酵試驗(yàn)分為4個(gè)處理組，分別為加水200 kg/t稻秸組（對(duì)照組）、5 g/t乳酸菌+200 g/t纖維素酶+2%糖蜜+200 kg/t水稻秸組（試驗(yàn)Ⅰ組）、5 g/t乳酸菌+400 g/t纖維素酶+4%糖蜜+200 kg/t水稻秸組（試驗(yàn)Ⅱ組）和5 g/t乳酸菌+600 g/t纖維素酶+1%糖蜜+200 kg/t水稻秸組（試驗(yàn)Ⅲ組），每組5個(gè)重復(fù)。然后將混合物裝入5 L的涂料桶，邊裝邊壓實(shí)，層層壓緊，便于青貯發(fā)酵。

1.3指標(biāo)的測(cè)定

1.3.1營養(yǎng)成分的測(cè)定取出青貯秸稈樣品，在105℃烘箱內(nèi)放置3～4 h后測(cè)定干物質(zhì)（DM）。將烘干后的樣品進(jìn)行粉碎，然后根據(jù)《飼料分析及飼料質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)》中的方法進(jìn)行粗蛋白質(zhì)（CP）、粗脂肪（EE）、中性洗滌纖維（NDF）和酸性洗滌纖維（ADF）含量的測(cè)定?？扇苄蕴妓衔铮╓SC）采用蒽酮-硫酸比色法測(cè)定，乳酸采用對(duì)羥基聯(lián)苯法進(jìn)行測(cè)定（楊平平等，2013）。

1.3.2pH、氨態(tài)氮和揮發(fā)性脂肪酸的測(cè)定稱取20 g青貯飼料于三角瓶中，加入180 mL蒸餾水?dāng)嚢杈鶆?，浸?4 h后用四層紗布過濾，再將濾液用定量濾紙2次過濾，所得浸提液用pH計(jì)測(cè)定pH值。取青貯秸稈浸提液進(jìn)行氨態(tài)氮（NH3-N）含量的測(cè)定，其檢測(cè)方法采用苯酚-次氯酸鈉比色法。另外，取一部分的浸提液利用氣相色譜儀檢測(cè)乙酸（AA）、丙酸（PA）和丁酸（BA）含量。檢測(cè)條件參照顧擁建等（2016）的方法。

1.3.3發(fā)酵品質(zhì)的評(píng)定根據(jù)V-Score評(píng)價(jià)體系進(jìn)行發(fā)酵品質(zhì)評(píng)定，其方法見表1。

表1 V-Score評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.4數(shù)據(jù)處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)先用Excle 2007進(jìn)行預(yù)處理，結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示，采用SPSS 21.0進(jìn)行單因素方差分析（ANOVA），LSD法進(jìn)行多重比較，P＜0.01表示差異極顯著，P＜0.05表示差異顯著。

2結(jié)果

2.1青貯稻秸稈的發(fā)酵品質(zhì)從表2中可知，與對(duì)照組相比，試驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組的pH和丙酸含量分別顯著降低9.16%、9.16%、11.20%和93.96%、62.42%、90.60%（P＜0.01），但乳酸含量顯著升高40.63%、40.63%、59.38%（P＜0.01）；試驗(yàn)Ⅰ和Ⅲ組的氨態(tài)氮、乙酸和丁酸含量分別顯著降低10.70%、19.57%，14.98%、40.16%和100%、100%（P＜0.01或P＜0.05）。

表2 青貯稻秸稈的發(fā)酵品質(zhì)

2.2青貯稻秸稈的營養(yǎng)成分從表3中可知，試驗(yàn)Ⅰ和Ⅱ組的干物質(zhì)含量顯著低于對(duì)照組和試驗(yàn)Ⅲ組（P＜0.01）；試驗(yàn)Ⅱ組的粗蛋白質(zhì)含量顯著高于試驗(yàn)Ⅰ和Ⅲ組（P＜0.01），但粗脂肪含量則相反。與對(duì)照組相比，試驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組的中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維分別顯著降低10.19%、15.14%、12.08%和8.40%、13.09%、10.39%（P＜0.01），但試驗(yàn)Ⅱ和Ⅲ組可溶性碳水化合物含量分別顯著升高45.59%和23.53%（P＜0.01）。

2.3青貯稻秸稈V-Score評(píng)分由表4可知，根據(jù)V-score評(píng)分，各處理的發(fā)酵品質(zhì)級(jí)別均為良，其中分?jǐn)?shù)從大到小為試驗(yàn)Ⅲ組＞試驗(yàn)Ⅰ組＞試驗(yàn)Ⅱ組＞對(duì)照組。

表3 青貯稻秸稈的營養(yǎng)成分%

表4 V-score評(píng)分結(jié)果

3討論

青貯是微生物活動(dòng)和生物化學(xué)變化的過程，其中水分、乳酸菌種類和數(shù)量、可溶性碳水化合物等在青貯過程中均能影響秸稈發(fā)酵品質(zhì)。當(dāng)水分含量過高時(shí)，會(huì)影響乳酸菌發(fā)酵，導(dǎo)致?lián)]發(fā)性脂肪酸含量升高，降低發(fā)酵品質(zhì)。另外，水分含量過高會(huì)導(dǎo)致秸稈中的營養(yǎng)物質(zhì)滲出，降低青貯飼料的營養(yǎng)價(jià)值（史卉玲等，2013）。Catchpoole等（1971）研究表明，pH值小于4.2，丁酸含量小于2 g/kg DM，乳酸含量為30～130 g/kg DM是青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)好的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，本試驗(yàn)中所有處理組的發(fā)酵品質(zhì)均較好，結(jié)果說明在本試驗(yàn)中水稻秸稈中添加水的量比較適合。研究發(fā)現(xiàn)，將乳酸菌復(fù)合系添加到水稻秸稈中發(fā)酵一個(gè)月，能夠增加乳酸生成量，降低pH值，而添加酶制劑的效果比添加乳酸菌差（高麗娟等，2007；門宇新，2007）。說明添加乳酸菌能夠改善秸稈的發(fā)酵品質(zhì)。陶蓮和刁其玉（2016）研究發(fā)現(xiàn)，在青貯過程中，乳酸菌數(shù)量升高，pH值降低。本試驗(yàn)結(jié)果表明，與對(duì)照組相比，試驗(yàn)組的pH值顯著降低，乳酸生成量顯著增加。揮發(fā)性脂肪酸是評(píng)定青貯質(zhì)量的指標(biāo)之一。蛋白質(zhì)、葡萄糖和乳酸能夠被腐敗菌等有害微生物分解產(chǎn)生丁酸，如果丁酸含量下降，說明有害微生物的活動(dòng)受到抑制。在青貯過程中，氨態(tài)氮是由蛋白質(zhì)和氨基酸降解產(chǎn)生的，氨態(tài)氮含量高低可以反映青貯質(zhì)量的好壞（顧擁建等，2016）。從本試驗(yàn)結(jié)果來看，在水稻秸稈中添加適當(dāng)?shù)娜樗峋?、纖維素酶和糖蜜進(jìn)行混貯，能夠降低丁酸和氨態(tài)氮含量?？赡苁且?yàn)榛旌锨噘A提高了乳酸的含量，降低pH值，進(jìn)而抑制有害微生物分解營養(yǎng)物質(zhì)。V-score是用來評(píng)定青貯飼料等級(jí)的一種有效的方法，其是通過測(cè)定氨態(tài)氮以及揮發(fā)性脂肪酸含量來進(jìn)行計(jì)算分?jǐn)?shù)，進(jìn)而確定等級(jí)。V-score評(píng)分能夠比較客觀地反映青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì)。從本試驗(yàn)結(jié)果來看，在水稻秸稈中添加適當(dāng)?shù)娜樗峋⒗w維素酶和糖蜜進(jìn)行混貯能夠提高V-score評(píng)分。可能是因?yàn)榛旌锨噘A提高了乳酸含量，有害微生物的生長受到抑制，進(jìn)而降低了丁酸和氨態(tài)氮含量。

乳酸菌和可溶性碳水化合物含量能夠影響青貯發(fā)酵品質(zhì)。青貯過程中乳酸菌數(shù)目大于105cfu/g，才會(huì)使青貯的早期發(fā)酵以乳酸菌發(fā)酵為主。因此，添加乳酸菌能抑制有害菌的繁殖，促進(jìn)有益微生物的繁殖，從而導(dǎo)致大量菌體蛋白的產(chǎn)生，增加青貯飼料中的粗蛋白質(zhì)和有機(jī)酸含量。另外，可溶性碳水化合物能夠促進(jìn)乳酸菌發(fā)酵，進(jìn)而影響青貯發(fā)酵品質(zhì)（顧擁建等，2016）。研究發(fā)現(xiàn)，青貯水稻秸稈的CP含量隨乳酸菌制劑添加量的增加而升高，NDF和ADF含量則相反（吳曉杰和韓魯佳，2005）。與青貯原料相比，水稻秸稈中添加乳酸菌進(jìn)行青貯，秸稈的DM和NDF含量降低，CP和ADF含量升高；添加纖維素酶，秸稈的DM、CP和NDF含量降低，ADF含量升高（門宇新，2007）。另外，水稻秸稈青貯中添加乳酸菌，能夠降低粗蛋白質(zhì)和酸性洗滌纖維的損失量，但對(duì)干物質(zhì)、可溶性多糖和中性洗滌纖維含量無顯著影響（候曉靜，2011）。說明添加纖維素酶和乳酸菌能夠影響青貯水稻秸稈的營養(yǎng)成分。本試驗(yàn)結(jié)果表明，添加乳酸菌、纖維素酶和糖蜜進(jìn)行混貯，秸稈的DM和WSC的含量升高，NDF和ADF的含量降低。原因可能是纖維素酶分解秸稈中的纖維素形成可溶性碳水化合物，導(dǎo)致纖維含量下降。另外，糖蜜主要成分是糖類，因此隨著糖蜜添加劑量升高，導(dǎo)致可溶性碳水化合物的含量升高，乳酸菌的繁殖增快，水稻秸稈的營養(yǎng)成分提高。但試驗(yàn)Ⅲ組的營養(yǎng)成分較試驗(yàn)Ⅱ組差，可能是因?yàn)樘敲酆可?，可溶性碳水化合物的含量低，造成發(fā)酵品質(zhì)較差，秸稈的營養(yǎng)成分有所降低。從這個(gè)試驗(yàn)結(jié)果可以看出，在影響水稻秸稈青貯發(fā)酵品質(zhì)方面，糖蜜的作用可能高于纖維素酶。

4結(jié)論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，在稻秸稈中添加乳酸菌、纖維素酶、糖蜜和水進(jìn)行混合青貯能夠改善其發(fā)酵品質(zhì)，提高秸稈營養(yǎng)成分，其中添加5 g/t乳酸菌、600 g/t纖維素酶、1%糖蜜和200 kg/t水混合青貯效果最好。

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The aim of this study was to study the effects of different treatment on fermentation of ensiled rice straw. The experiment were divided into 4 groups for control group（rice straw+200 kg/t water），groupⅠ（5 g/t Lactobacillus+200 g/t cellulase+2%molasses+rice straw+200 kg/t water），groupⅡ（5 g/t Lactobacillus+400 g/t cellulase+4%molasses+rice straw+200 kg/t water），groupⅢ（5 g/t Lactobacillus+600 g/t cellulase+1%molasses+rice straw+200 kg/t water）.All groups with 5 replicates respectively.The results showed that compared with the control group，the pH，and the concentration of propionic acid，ammoniacal nitrogen，butyric acid，acetic acid in groupsⅠandⅢwere reduced by 9.16%，11.20%；93.96%，90.60%；10.70%，19.57%；14.98%，40.16%and 100%，100%，respectively（P＜0.01），whereas the concentration of lactic acid were increased by 40.63%and 59.38%，respectively（P＜0.01）.Compared with the control group，the contents of dry matter，water soluble carbohydratein in groupⅡwere increased by 8.60%and 45.59%，respectively（P＜0.01），whereas the neutral detergent fiber and acid detergent fiber content in groupⅡwere reduced by 15.14%and 13.09%，respectively（P＜0.01）.However，the content of crude fat and crude protein in the control group and groupⅡhad no significant difference.The score of groupⅢwas the highest，and the score of the control group was the lowest.The grade of fermenting quality in all treatment groups were good by the V-score.In conclusion，rice straw mixed with Lactobacillus，cellulose，molasses，and water could improve fermentation quality and nutrition composition of straw，and the ensiled effect of rice straw mixed with 5 g/t Lactobacillus，600 g/t cellulose，1%molasses，and 200 kg/t water was the better.

silage；rice straw；fermentation quality；Lactobacillus；cellulase

S816.6

A

1004-3314（2017）12-0018-03

10.15906/j.cnki.cn11-2975/s.20171205

南通市科技局（MS22015027）