不同青貯添加劑組合對(duì)稻秸青貯品質(zhì)的影響

歐陽(yáng)佳良，戚如鑫，陳逸飛，王夢(mèng)芝

（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）

稻草是我國(guó)第一大作物秸稈，年產(chǎn)量近2 億t，占全國(guó)農(nóng)作物秸稈總產(chǎn)量的1/5 以上[1]。但目前我國(guó)仍有大量的稻草資源得不到充分利用，既浪費(fèi)資源又污染環(huán)境[2]。稻秸中含有大量的粗纖維類碳水化合物，可作為草食性家畜的粗飼料資源，但稻秸粗蛋白質(zhì)（CP）含量較低，適口性差，導(dǎo)致動(dòng)物消化利用率很低[3]。青貯不僅能夠促進(jìn)稻秸中粗纖維的降解，還能改善其適口性，提高飼料的CP 含量及其飼喂價(jià)值。近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)外有很多通過(guò)青貯添加劑提升青貯發(fā)酵品質(zhì)的報(bào)道。Queiroz 等[4]采用8 種不同的化學(xué)或微生物添加劑青貯玉米，發(fā)現(xiàn)戊糖片球菌能夠提高玉米青貯發(fā)酵品質(zhì)和有氧穩(wěn)定性；Ni 等[5]研究表明，添加乳酸菌和糖蜜都能夠提高大豆的青貯發(fā)酵品質(zhì)。目前，青貯中使用最多的添加劑有青貯菌、纖維分解酶和碳源。郭海明等[6]提出復(fù)合添加青貯菌、纖維分解酶和碳源的青貯效果最好。然而，種類繁多的青貯菌、纖維分解酶和碳源中最適合于稻秸青貯的種類或組合尚不清楚。本試驗(yàn)擬通過(guò)正交試驗(yàn)的方法，結(jié)合《青貯飼料質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》[7]制定的青貯標(biāo)準(zhǔn)（感官評(píng)分、實(shí)驗(yàn)室評(píng)分）及其營(yíng)養(yǎng)成分作為綜合評(píng)價(jià)稻秸青貯品質(zhì)的分析指標(biāo)，探索添加劑對(duì)稻秸青貯品質(zhì)的影響，從而篩選出最適宜青貯稻秸的添加劑，為稻草資源合理開(kāi)發(fā)利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料和試驗(yàn)設(shè)計(jì) 新鮮的水稻秸稈（淮粳5 號(hào)）于2016 年10 月在江蘇省蘇北農(nóng)用稻田收割，將秸稈切成3～5 cm，混合均勻后取200 g 鮮樣于30 cm×500 cm 真空包裝袋（美吉斯）中，將青貯菌、纖維素分解酶溶于4 mL超純水中，均勻噴灑在秸稈鮮樣表面，再用真空機(jī)（美吉斯）將真空袋抽成真空，于20～22℃下貯存。試驗(yàn)共9 個(gè)處理，每個(gè)處理3 個(gè)重復(fù)。青貯發(fā)酵30 d 后開(kāi)包檢測(cè)。

L9（33）正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)稻秸青貯添加劑進(jìn)行篩選，試驗(yàn)設(shè)計(jì)因素及水平見(jiàn)表1。黑曲霉購(gòu)于鶴壁市百惠生物科技有限公司。綠色木霉、地衣芽孢桿菌、糞腸球菌及植物乳桿菌購(gòu)于廣州綠輝生物科技有限公司。麩皮、葡萄糖、淀粉購(gòu)于國(guó)藥集團(tuán)藥業(yè)股份有限公司。纖維素酶購(gòu)于湖南鴻鷹祥生物工程股份有限公司。青貯添加劑均參照所購(gòu)產(chǎn)品公司推薦劑量添加。青貯菌（A）中地衣芽孢桿菌、植物乳桿菌和糞腸球菌的添加量分別為12.0×107、8.0×105、6.0×105CFU/g；纖維分解酶（B）中黑曲霉、綠色木霉和纖維素酶的添加量分別為3.0×106、6.0×105CFU/g 和60 U/g；碳源（C）中葡萄糖、麩皮和淀粉添加量分別為20、20、90 mg/g。

表1 稻秸青貯條件L 9（33）正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2 樣品采集與青貯發(fā)酵品質(zhì)測(cè)定

1.2.1 現(xiàn)場(chǎng)感官評(píng)定 青貯發(fā)酵30 d 后開(kāi)包進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)青貯飼料感官評(píng)定。參照《青貯飼料質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》[7]，青貯開(kāi)包后，立即觀察青貯飼料的氣味、顏色、質(zhì)地，取一部分青貯飼料在100℃的通風(fēng)烘箱內(nèi)烘18 h，所失重量為青貯飼料中的水分含量。另取30 g 青貯飼料樣品放入200 mL 的廣口三角瓶中，加入超純水120 mL后加塞，放入4℃冰柜中浸提24 h，每隔2 h 搖晃1 次三角瓶。浸提后將浸提液通過(guò)定量濾紙過(guò)濾，采用上海雷磁Phs-3C 型精密pH 計(jì)測(cè)定浸提液pH。根據(jù)稻秸青貯飼料的pH（25 分）、水分（20 分）、氣味（25 分）、色澤（20 分）和質(zhì)地（10 分）感官指標(biāo)進(jìn)行感官評(píng)定。

1.2.2 實(shí)驗(yàn)室評(píng)定 將感官評(píng)定中過(guò)濾后的浸提液分裝在2 個(gè)5 mL 的離心管中，放入-20℃冰箱中貯存待測(cè)氨態(tài)氮（NH3-N）和有機(jī)酸（乳酸、乙酸和丁酸）濃度。浸提液樣品的NH3-N 濃度采用苯酚-次氯酸鈉法測(cè)定[8]；總氮（TN）采用凱氏定氮法測(cè)定[9]；有機(jī)酸濃度采用氣相色譜法測(cè)定[10]，總有機(jī)酸含量為乙酸、丁酸和乳酸含量之和。參照《青貯飼料質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》[7]，將氨氮/總氮（NH3-N/TN）得分和有機(jī)酸得分（乙酸、丙酸和丁酸得分之和除以2）相加作為實(shí)驗(yàn)室評(píng)定的總得分。

1.2.3 常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定 取一部分青貯飼料按照常規(guī)法烘干后測(cè)定飼料中的CP、中性洗滌纖維（NDF）和酸性洗滌纖維（ADF）含量。采用凱氏定氮法測(cè)定CP含量[9]；采用Van Soest 等[11]方法測(cè)定NDF 和ADF 含量。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析 數(shù)據(jù)先采用Excel 2016 進(jìn)行初步整理，采用SPSS 13.0 進(jìn)行單因素方差分析，Duncan′s 多重比較，P＜0.05 為差異顯著。采用極差分析法和綜合平衡法對(duì)青貯發(fā)酵得分進(jìn)行正交分析，ki 為該因素i 水平的平均值，ki 越大表明該水平越優(yōu)，分析NDF 和ADF 時(shí)，纖維含量越少（ki 越小）水平越優(yōu)。極差R 值為該因素各水平均值中最大值與最小值之差，R 值越大表明該因素對(duì)結(jié)果影響越大。

2 結(jié) 果

2.1 不同添加劑對(duì)稻秸青貯發(fā)酵品質(zhì)感官評(píng)定結(jié)果的影響 由表2 可知，處理5 的感官總得分顯著高于其他處理，而處理1、2、3 的總得分低于其他處理（P＜0.05）。處理1、3 的pH 最高，得分最低，而處理5、6 的pH 最低，其得分最高（P＜0.05）。處理1 的氣味、色澤得分均低于其他處理（P＜0.05）。正交分析中，感官評(píng)定總得分的極差為A＞B＞C，且分別以A2、B2 和C2 水平最優(yōu)。

2.2 不同添加劑對(duì)稻秸青貯發(fā)酵品質(zhì)實(shí)驗(yàn)室評(píng)定結(jié)果的影響 由表3 可知，處理4、5、7、8、9 實(shí)驗(yàn)室總得分高于處理1、3（P＜0.05），且處理7、8 最高。處理1、3 中乳酸含量低于其他處理（P＜0.05），處理7 最高。處理5、6、7 中乙酸含量低于其他處理（P＜0.05）。正交分析中，實(shí)驗(yàn)室評(píng)定總得分的極差為A＞C＞B，且分別以A3、C2、B2 水平最優(yōu)。

2.3 不同添加劑組合對(duì)青貯稻秸營(yíng)養(yǎng)成分的影響 由表4 中可知，處理3、9 中CP 含量高于其他處理（P＜0.05），而其NDF 和ADF 含量低于其他處理（P＜0.05）。處理1、4、6、7 中CP 含量低于其他組（P＜0.05），處理1、2、4、6、7 中NDF 含量最高，且處理1、4、6、7 中ADF 含量高于其他組（P＜0.05）。正交分析中，青貯稻秸CP含量的極差為B＞C＞A，分別以B3、C2、A1 水平最優(yōu)；NDF 含量的極差為B＞A＞C，分別以B3、A3、C3 水平最優(yōu)；ADF 含量的極差為B＞C＞A，分別以B3、C3、A3 水平最優(yōu)。

2.4 不同添加劑組合對(duì)稻秸青貯品質(zhì)影響的綜合平衡法正交分析 由表5 可知，添加劑對(duì)稻秸青貯品質(zhì)影響為B＞A＞C，青貯菌、纖維分解酶和碳源中分別以A3、B3和C2 水平最優(yōu)。因此，最優(yōu)組合為B3A3C2，即纖維素酶、糞腸球菌和麩皮。

表2 不同添加劑稻秸青貯飼料試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)感官評(píng)定正交分析表

表3 不同添加劑組合青貯稻秸實(shí)驗(yàn)室評(píng)定正交分析表

表4 不同添加劑組合對(duì)青貯稻秸營(yíng)養(yǎng)成分影響正交分析表

表5 正交試驗(yàn)綜合平衡法分析表

3 討 論

3.1 不同添加劑對(duì)稻秸青貯發(fā)酵品質(zhì)感官評(píng)定的影響 感官評(píng)定是評(píng)價(jià)青貯發(fā)酵品質(zhì)的重要依據(jù)之一，通過(guò)感官評(píng)定可以簡(jiǎn)單有效地判斷青貯飼料發(fā)酵的品質(zhì)。1996年中國(guó)農(nóng)業(yè)部（現(xiàn)“農(nóng)業(yè)農(nóng)村部”）頒布《青貯飼料質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（試行）[7]，綜合p H、水分、氣味、色澤和質(zhì)地對(duì)青貯飼料進(jìn)行感官評(píng)分。本試驗(yàn)中，處理1、2、3 的感官總得分顯著低于其他處理，說(shuō)明地衣芽孢桿菌青貯稻秸的品質(zhì)較差，不適宜用于稻秸青貯；除處理8 外，處理4、5、6 的感官總得分顯著高于其他處理，說(shuō)明植物乳桿菌的青貯效果較好；正交分析中，不同添加劑對(duì)青貯稻秸現(xiàn)場(chǎng)感官評(píng)定的影響中青貯菌極差最大，說(shuō)明青貯菌的種類對(duì)青貯飼料感官品質(zhì)影響非常大，而青貯菌中植物乳桿菌水平最優(yōu)，從而印證了感官評(píng)定中的結(jié)論。

3.2 不同添加劑對(duì)稻秸青貯發(fā)酵品質(zhì)實(shí)驗(yàn)室評(píng)定的影響 青貯飼料中氨氮含量能夠反映微生物分解青貯飼料中蛋白質(zhì)的情況，含量越小表明青貯品質(zhì)越好。青貯發(fā)酵過(guò)程中，乳酸菌利用飼料中的糖類物質(zhì)發(fā)酵產(chǎn)生大量乳酸，降低青貯飼料pH，進(jìn)而抑制有害菌的生長(zhǎng)繁殖，提高青貯飼料的品質(zhì)并延長(zhǎng)飼料貯藏時(shí)間。青貯發(fā)酵中產(chǎn)生的乙酸可以提高青貯飼料的有氧穩(wěn)定性，而丁酸往往與有害菌的生長(zhǎng)有一定關(guān)系。因此，乙酸和丁酸含量也是判斷青貯飼料品質(zhì)的重要依據(jù)。本試驗(yàn)中，處理1、3中的乳酸含量及其實(shí)驗(yàn)室總得分都低于其他處理，再次說(shuō)明地衣芽孢桿菌不適宜用于稻秸青貯，可能是因?yàn)榈匾卵挎邨U菌發(fā)酵的最佳碳源為可溶性淀粉，而青貯稻秸飼料中可溶性淀粉含量很低，導(dǎo)致發(fā)酵產(chǎn)生的乳酸含量較低[12]。而處理4、5、6 和7、8、9 實(shí)驗(yàn)室總得分都很高，說(shuō)明植物乳桿菌和糞腸球菌青貯稻秸品質(zhì)較好。

3.3 不同添加劑組合對(duì)青貯稻秸中CP、NDF 和ADF 的影響 優(yōu)良的青貯發(fā)酵不僅可以提高青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì)，還能改善青貯飼料中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量，提高其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。CP 是動(dòng)物從飼料中消化吸收利用的重要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，青貯飼料在發(fā)酵過(guò)程中，青貯菌不僅可以利用飼料中可溶性碳水化合物發(fā)酵生成乳酸，還可以消化飼料中的含氮物質(zhì)發(fā)酵生成菌體蛋白，提高青貯飼料中的CP含量[13]。NDF 和ADF 都是飼料中較難消化的成分，反芻動(dòng)物可以利用飼料中的NDF 作為底物發(fā)酵產(chǎn)生揮發(fā)性脂肪酸，以供自身營(yíng)養(yǎng)需要，但ADF 很難被反芻動(dòng)物消化吸收利用。本試驗(yàn)中，處理3、9 中CP 含量較高而NDF 和ADF 含量較低，可能是相較于綠色木霉和黑曲霉，直接添加纖維素酶能加快促進(jìn)稻秸中粗纖維類物質(zhì)的降解，導(dǎo)致青貯稻秸中的NDF 和ADF 含量降低，而降解粗纖維類物質(zhì)所產(chǎn)生的大量糖類物質(zhì)可以促進(jìn)青貯菌的生長(zhǎng)與繁殖，不僅加快了青貯菌利用飼料中的含氮物質(zhì)發(fā)酵生成菌體蛋白，而且青貯菌在發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的大量乳酸能夠抑制有害微生物的生長(zhǎng)，減少其對(duì)CP 等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的分解利用，從而提高了青貯飼料中的CP 含量[13]。而同樣添加了纖維素酶的處理6 中CP含量低而纖維含量高是因?yàn)槠咸烟亲鳛槔w維素酶的水解產(chǎn)物，對(duì)纖維素酶具有一定的抑制作用[14]。處理1 和8中CP 和粗纖維含量也能證明葡萄糖不適宜用于稻秸青貯。處理1、4、7 中CP 含量較低纖維含量卻很高，說(shuō)明黑曲霉對(duì)青貯稻秸中粗纖維的降解能力很差，不適宜用于稻秸青貯，該結(jié)果與唐振華等[15]將黑曲霉單獨(dú)或與其他菌株聯(lián)合用于青貯甘蔗尾的研究結(jié)果相一致。

3.4 不同添加劑組合對(duì)稻秸青貯品質(zhì)影響的綜合平衡法正交分析 綜合添加劑對(duì)稻秸青貯品質(zhì)影響的正交分析，CP、NDF 和ADF 分析中極差都是B 最大，而感官評(píng)定、實(shí)驗(yàn)室評(píng)定和NDF 中因素A 的極差都大于C，說(shuō)明添加劑對(duì)稻秸青貯品質(zhì)的影響B(tài)＞A＞C。在各添加劑水平上，實(shí)驗(yàn)室評(píng)定、CP 和ADF 分析中都以A3 水平最優(yōu)，說(shuō)明青貯菌中A3 水平最優(yōu)。纖維分解酶中，感官評(píng)定、實(shí)驗(yàn)室評(píng)定都以B2 水平最優(yōu)，但CP、NDF和ADF 分析中都以B3 水平最優(yōu)，即纖維分解酶中B3水平最優(yōu)。碳源中，感官評(píng)定、實(shí)驗(yàn)室評(píng)定和CP 分析都以C2 水平最優(yōu)。綜上，添加劑對(duì)稻秸青貯品質(zhì)的影響B(tài)＞A＞C，且分別以B3、A3 和C2 水平最優(yōu)。

4 結(jié) 論

綜上所述，不同添加劑對(duì)稻秸青貯品質(zhì)的影響為B＞A＞C，即纖維分解酶＞青貯菌＞碳源，且分別以B3、A3 和C2 水平最優(yōu)。所以最適合于稻秸青貯的添加劑組合為B3A3C2，即纖維素酶、糞腸球菌和麩皮。