糖蜜和乳酸菌對(duì)去穗玉米秸稈青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響

李龍興， 龔正發(fā)， 黎 俊， 張明婧， 王順英， 朱 欣， 韋方鴻， 羅玉潔

(貴州省草地技術(shù)試驗(yàn)推廣站， 貴州 貴陽 550025)

貴州地區(qū)農(nóng)作物秸稈利用率較低，致使大量秸稈被焚燒或丟棄于田邊地角發(fā)霉腐爛，既造成資源浪費(fèi)，又污染環(huán)境[1]。長(zhǎng)期以來，貴州地區(qū)玉米秸稈的利用大都采用直接打捆曬干或自然風(fēng)干的方式，莖稈變得粗硬，營(yíng)養(yǎng)損失較多，影響家畜的采食量和消化率，不能滿足家畜生長(zhǎng)發(fā)育及畜產(chǎn)品生產(chǎn)的需要，且容易受陰雨潮濕天氣的影響。青貯是一種操作簡(jiǎn)單、成本低廉的秸稈加工利用方式，其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)損失小于傳統(tǒng)利用方式。此外，玉米秸稈青貯可以解決飼草料生產(chǎn)中存在的青貯原料不足的難題，有效減少糧食消耗，同時(shí)滿足家畜對(duì)各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需求。

糖蜜和乳酸菌均屬于青貯發(fā)酵促進(jìn)劑，常用于青貯飼料生產(chǎn)中，糖蜜可以為乳酸菌生長(zhǎng)繁殖提供發(fā)酵底物，彌補(bǔ)青貯原料中水溶性碳水化合物含量不足的缺陷，乳酸菌可促進(jìn)乳酸發(fā)酵，抑制霉菌等有害微生物的活動(dòng)，減少青貯飼料的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)損失[2]。目前，貴州地區(qū)青貯大多采用自然發(fā)酵方式，很多不穩(wěn)定的因素限制了青貯的發(fā)酵效果，因此本試驗(yàn)針對(duì)去穗玉米秸稈水溶性碳水化合物含量低和附著的乳酸菌數(shù)量不足等問題，研究糖蜜和乳酸菌對(duì)去穗玉米秸稈青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

青貯原料：玉米(ZeamaysL.)種植于貴州省草地技術(shù)試驗(yàn)推廣站獨(dú)山試驗(yàn)基地，于2015年8月5日刈割。玉米秸稈為去穗后的莖稈。青貯原料營(yíng)養(yǎng)成分見表2。添加劑：糖蜜為柳州市金黔灣糖蜜有限公司生產(chǎn)的甘蔗糖蜜，含糖量為48%(±1%)；乳酸菌為秸稈青貯專用添加劑，活性乳酸菌數(shù)量為1.0×1010cfu g-1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置對(duì)照組(C，無添加劑)、糖蜜處理組(M)、乳酸菌處理組(LAB)、糖蜜與乳酸菌組合添加處理組(M+LAB)4個(gè)處理。添加劑添加量按照鮮草比重計(jì)算，糖蜜添加量為3%，乳酸菌添加量為0.025 g·kg-1。每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1青貯制作 將刈割后的玉米秸稈切短至2 cm左右，莖葉充分混合均勻，按設(shè)計(jì)比例添加糖蜜和乳酸菌，對(duì)照組添加相應(yīng)體積的蒸餾水，充分混合均勻后快速裝入1 m×0.5 m的聚乙烯青貯袋中，抽真空后密封置于10～25℃條件下避光貯藏，青貯60 d后打開青貯袋測(cè)定其營(yíng)養(yǎng)成分和發(fā)酵品質(zhì)。

1.3.2營(yíng)養(yǎng)成分分析 將鮮草樣品及青貯飼料在65℃中烘干，測(cè)定干物質(zhì)(DM)含量，烘干后粉碎通過1 mm篩，用于測(cè)定相應(yīng)營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)。粗蛋白(CP)采用凱氏定氮法測(cè)定；粗脂肪(EE)采用索氏脂肪提取法測(cè)定；粗灰分(CA)采用干灰化法測(cè)定；水溶性碳水化合物(WSC)采用蒽酮-硫酸比色法測(cè)定；中性洗滌纖維(NDF)采用GB/T 20806-2006測(cè)定；酸性洗滌纖維(ADF)采用NY/T 1459-2007測(cè)定。

1.3.3青貯發(fā)酵品質(zhì)分析 發(fā)酵60 d后，打開青貯袋將青貯飼料樣品充分混合均勻，稱取70 g左右青貯飼料置于錐形瓶中，加入140 mL蒸餾水將青貯飼料完全淹沒，密封后放入4℃冰箱中浸提24 h。然后用漏斗進(jìn)行過濾，濾液收集于塑料瓶并保存在-20℃冷凍箱中，用來測(cè)定氨態(tài)氮、pH值和有機(jī)酸(乳酸、乙酸、丙酸和丁酸)。氨態(tài)氮(AN)含量采用苯酚-次氯酸鈉分光光度計(jì)比色法測(cè)定；pH值用PHS-3C型pH計(jì)測(cè)定；有機(jī)酸采用高效氣相色譜儀測(cè)定。

1.3.4V-Score評(píng)分 V-Score評(píng)分體系是以青貯飼料中所含的氨態(tài)氮/總氮值和乙酸、丙酸、丁酸含量來評(píng)定青貯發(fā)酵品質(zhì)的優(yōu)劣，總分按100分計(jì)，計(jì)算方法詳見表1，根據(jù)評(píng)分結(jié)果將青貯飼料品質(zhì)分為3個(gè)等級(jí)，即良好(>80分)、尚可(60～80分)、不良(<60分)。

表1 青貯飼料V-Score評(píng)分Table 1 V-Score evaluation for silage

注：XN、XA、XB分別為氨態(tài)氮/總氮值(%)、乙酸+丙酸含量(%FM)、丁酸含量(%FM)；YN、YA、YB分別為氨態(tài)氮/總氮、乙酸+丙酸、丁酸的得分，Y為總評(píng)分

Note：XN：The value of NH3-N/TN(%)；XA：The content of acetic acid+propionic acid(%FM)；XB：The content of butyric acid(%FM)；YN：The score of NH3-N/TN；YA：The score of acetic acid+propionic acid；YB：The score of butyric acid.Y：The total score

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel處理數(shù)據(jù)與作圖，用SPSS19.0進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 去穗玉米秸稈主要營(yíng)養(yǎng)成分

去穗玉米秸稈的營(yíng)養(yǎng)成分如表2所示。

表2 去穗玉米秸稈主要營(yíng)養(yǎng)成分Table 2 The main nutritional components of ear-removed Corn straws

2.2 青貯發(fā)酵品質(zhì)分析

由表3可知，發(fā)酵60 d后，添加劑組的pH值顯著降低(P<0.05)，M+LAB組的pH值顯著低于M和LAB組(P<0.05)。M+LAB組的LA含量顯著高于C組和M組(P<0.05)，而與LAB組無顯著差異。添加劑組的AA、BA、VFA含量和AN/TN值均顯著降低(P<0.05)，因此LA/AA值呈現(xiàn)相反的變化趨勢(shì)。

表3 糖蜜和乳酸菌對(duì)去穗玉米秸稈青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響Table 3 The effects of molasses and lactic acid bacteria on the fermentation quality of ear-removed corn straws silage

注：不同字母表示各處理間差異顯著(P<0.05)，下同

Note：Different letters indicate significant difference among the treatments at the 0.05 level,the same as below

2.3 青貯營(yíng)養(yǎng)價(jià)值分析

由表4可知，M和M+LAB組的DM含量顯著高于C組(P<0.05)，各添加劑處理組的CP和WSC含量顯著增加(P<0.05)，EE含量沒有明顯的變化規(guī)律，M和M+LAB組的CA含量顯著高于C組(P<0.05)，各組的NDF含量無顯著差異，添加劑組ADF含量降低。

表4 糖蜜和乳酸菌對(duì)去穗玉米秸稈青貯飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的影響Table 4 The effects of molasses and lactic acid bacteria on the nutritional value of ear-removed corn straws silage

2.4 青貯發(fā)酵品質(zhì)V-Score評(píng)分分析

采用V-Score評(píng)分體系對(duì)青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)進(jìn)行評(píng)分(圖1)，結(jié)果表明添加劑組的得分均顯著高于C組(P<0.05)，M組、LAB組和M+LAB組的得分分別為94.17分、96.07分和98.05分，C組得分為81.70分，因此各添加劑組的青貯飼料總體評(píng)價(jià)為良好(>80分)。

圖1 糖蜜和乳酸菌對(duì)去穗玉米秸稈青貯發(fā)酵品質(zhì)得分的影響Fig.1 The effects of molasses and lactic acid bacteria on thefermentation quality score of ear-removed corn straws silage

3 討論

飼草青貯過程中，充足的含糖量和乳酸菌數(shù)量是保證青貯成功的關(guān)鍵性因素，研究表明在牧草青貯中添加糖蜜能夠提高乳酸含量，降低pH值[3]。pH值是評(píng)價(jià)青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)的重要指標(biāo)，從本研究結(jié)果來看，去穗玉米秸稈青貯發(fā)酵60 d后添加糖蜜或乳酸菌均顯著降低了pH值，糖蜜和乳酸菌組合添加的乳酸含量比對(duì)照組增加了14.3%，說明添加乳酸菌促進(jìn)了乳酸發(fā)酵，產(chǎn)生大量乳酸，使青貯飼料的pH值降低。而添加劑處理組的乙酸含量比對(duì)照組分別降低了31.4%、38.8%和51.1%，由于乙酸是異型乳酸菌發(fā)酵或者乳酸異化產(chǎn)生[4]，本試驗(yàn)添加的乳酸菌為同型乳酸菌，因此在青貯發(fā)酵體系中同型乳酸菌成為優(yōu)勢(shì)發(fā)酵菌體，促進(jìn)了同型乳酸發(fā)酵，發(fā)酵產(chǎn)物主要是乳酸，所以乙酸的含量顯著減少。

青貯飼料中丁酸是腐敗菌和酪酸菌分解蛋白質(zhì)、葡萄糖和乳酸的產(chǎn)物，氨態(tài)氮的含量反映了飼料中的蛋白質(zhì)被微生物分解的程度[5]。本試驗(yàn)中，添加劑處理組的丁酸含量和氨態(tài)氮/總氮值顯著低于對(duì)照組，粗蛋白含量顯著增加，這是因?yàn)樘砑觿┙M的pH值較低，抑制了腐敗菌和植物蛋白酶的活性，導(dǎo)致丙酸和丁酸含量降低，蛋白質(zhì)分解減弱，使氨態(tài)氮/總氮值降低，因此糖蜜和乳酸菌組合添加組的V-Score評(píng)分最高。

本試驗(yàn)采用袋裝青貯，無汁液流失，青貯中干物質(zhì)損失主要是由有害微生物消耗營(yíng)養(yǎng)成分引起的[6]，添加糖蜜和乳酸菌有效促進(jìn)青貯環(huán)境快速酸化，抑制了有害微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)成分的分解，降低干物質(zhì)的損失[7]，因此添加劑組干物質(zhì)含量增加。糖分是青貯微生物發(fā)酵的主要底物，添加糖蜜或乳酸菌使青貯飼料水溶性碳水化合物含量增加，這是由于糖蜜本身富含水溶性碳水化合物，一方面為乳酸發(fā)酵提供充足發(fā)酵底物，抑制有害微生物與乳酸菌競(jìng)爭(zhēng)發(fā)酵底物，從而節(jié)省發(fā)酵底物，另一方面糖蜜添加組也會(huì)有部分水溶性碳水化合物的剩余[8]。添加糖蜜或乳酸菌，中性洗滌纖維含量無顯著差異，酸性洗滌纖維含量降低，可能是由于青貯過程中使用添加劑提高了青貯發(fā)酵品質(zhì)，產(chǎn)生較多的酸，促進(jìn)了細(xì)胞壁的分解。陳育峰等在甘蔗尾中添加糖蜜能顯著降低青貯料的粗纖維含量[9]。Baytok等研究也表明隨著糖蜜添加比例的增加，玉米青貯飼料中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量顯著下降[10]。本研究與以上學(xué)者的研究結(jié)果基本一致。

4 結(jié)論

綜上所述，糖蜜或乳酸菌均可以改善去穗玉米秸稈青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì)，糖蜜和乳酸菌組合添加組的V-Score評(píng)分最高。因此，在去穗玉米秸稈青貯實(shí)際生產(chǎn)過程中，建議使用糖蜜和乳酸菌組合添加劑。