趙新德， 張美美， 姜雨軒， 姚玉昌， 于滿滿， 謝小來， 扈光輝， 武浩楠， 李慧堂， 張 勤

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，黑龍江哈爾濱150030）

我國農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量豐富，每年大約會產(chǎn)生6.4億噸秸稈（楊懂艷，2004），然而用作飼料的不足10%，大部分被白白浪費(fèi)，不僅污染環(huán)境，而且造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，合理利用秸稈作為飼料資源以飼養(yǎng)家畜具有極大的現(xiàn)實(shí)意義。

李志靜等（2015）研究不同微貯方法對稻草和玉米秸稈物理性狀和營養(yǎng)成分的影響，發(fā)現(xiàn)在玉米秸稈中使用纖維素酶進(jìn)行微貯發(fā)酵能提高玉米秸稈的營養(yǎng)價值。田宜水等（2015）研究儲存方式對生物質(zhì)燃料玉米秸稈儲存特性的影響，表明秸稈長期儲存時，打捆秸稈易于安全儲存，整株、粉碎秸稈儲存量多時，應(yīng)該保持環(huán)境通風(fēng)良好。劉永輝（2011）研究不同儲存時間和種植區(qū)域?qū)τ衩谞I養(yǎng)價值的影響，結(jié)果表明與新收獲玉米比較，儲存12個月以上的玉米硬度、容重和百粒重顯著降低，籽實(shí)重量的均勻度增加。

雖然有很多關(guān)于玉米秸稈理化性質(zhì)的研究，然而對于玉米存儲裝置這方面的研究卻鮮有報道。本試驗(yàn)為了配合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，提高秸稈利用效率，設(shè)計(jì)一種大型通風(fēng)籠，直接存儲粉碎后的玉米秸稈，并研究其存儲效果，為有效保存、利用秸稈提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與管理

1.1.1 玉米秸稈的處理方法 通風(fēng)籠法：試驗(yàn)中不同規(guī)格通風(fēng)籠的具體尺寸如表1所示。通風(fēng)籠主要組成材料為舞臺桁架、鐵絲網(wǎng)、尼龍網(wǎng)、遮雨布。通風(fēng)籠上面使用一塊遮雨布覆蓋，下面使用鐵絲網(wǎng)做通風(fēng)籠底面，四個側(cè)面上使用尼龍網(wǎng)做圍欄網(wǎng)。

通風(fēng)籠裝填秸稈：將整株玉米秸稈粉碎到5～10 cm，從通風(fēng)籠側(cè)面或者頂部添加粉碎的玉米秸稈，將通風(fēng)籠填滿為止（自然裝滿，不要人為壓實(shí)，如果壓得太實(shí)，玉米秸稈通風(fēng)透氣性變差，容易發(fā)霉）。1.1.2 傳統(tǒng)堆垛法 采用整捆秸稈平鋪堆垛的方法（徐亞云等，2014），每層秸稈分為兩排，兩排玉米秸稈的根部均朝里，并且根部要交叉重疊堆放，秸稈頭部朝外（該種堆垛方式，能減少雨雪滲入秸稈堆內(nèi)部，促進(jìn)雨水、雪水的排放）。

表1 不同規(guī)格通風(fēng)籠尺寸表

1.1.3 發(fā)酵處理 已經(jīng)儲存半年后的不同儲存方式的玉米秸稈，體外發(fā)酵產(chǎn)氣量的測定采用Menke 等（1998）方法進(jìn)行。

1.1.4 試驗(yàn)用瘤胃液供體動物 3頭體況良好、體重（650±25）kg、安裝有永久性瘤胃瘺管的荷斯坦奶牛。

1.1.5 人工唾液配制 培養(yǎng)液的配制參照馮仰廉（2006）介紹的方法。

1.1.6 體外培養(yǎng)裝置 恒溫水浴振蕩培養(yǎng)箱。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 對于測定體外發(fā)酵瘤胃液中pH、VFA與氨態(tài)氮的濃度，試驗(yàn)為單因子試驗(yàn)，變量為不同規(guī)格通風(fēng)籠儲存的玉米秸稈 （共四個水平，即1、0.8、0.5 m寬通風(fēng)籠玉米秸稈、傳統(tǒng)堆垛法玉米秸稈），使用儲存6個月的玉米秸稈進(jìn)行牛體外瘤胃發(fā)酵試驗(yàn)，試驗(yàn)共分為4組，每組試驗(yàn)3個重復(fù)，再設(shè)置一個有3個重復(fù)的空白對照 （表2），體外發(fā)酵時間為72 h。

表2 試驗(yàn)分組設(shè)計(jì)

對于測定玉米秸稈體外消化產(chǎn)氣量的指標(biāo)，試驗(yàn)為4×6雙因子（不同規(guī)格通風(fēng)籠儲存的玉米秸稈×發(fā)酵時間）等重復(fù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，不同規(guī)格通風(fēng)籠儲存的玉米秸稈共四個水平，即1、0.8、0.5 m寬通風(fēng)籠玉米秸稈、傳統(tǒng)堆垛法玉米秸稈，發(fā)酵時間共 6 個水平，分別為 3、6、12、24、48、72 h。 試驗(yàn)再設(shè)置一個空白對照。

1.3 測定指標(biāo)及方法 產(chǎn)氣量：觀察記錄每個樣品在 6 個時間點(diǎn)（分別為 3、6、12、24、48、72 h）的產(chǎn)氣量，推算200 mg樣品在每個時間點(diǎn)的產(chǎn)氣量計(jì)算公式如下：

式中：GPt為樣品在 t時刻的產(chǎn)氣量，mL；Vt為樣品發(fā)酵t h后，培養(yǎng)管理刻度；V0為樣品在開始培養(yǎng)時，培養(yǎng)管刻度讀數(shù)；W為樣品干物質(zhì)重量，mg。

pH采樣后立即用梅特勒-托利多FE20型酸度計(jì)測定；氨態(tài)氮采用苯酚次氯酸鈉比色法，具體方法參考劉凱玉（2014）所介紹的方法進(jìn)行測定；VFA采用高效氣相色譜測定法，具體方法參考劉凱玉（2014）所介紹的方法進(jìn)行測定。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析 試驗(yàn)結(jié)果使用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。 用SPSS 19.0對單因子試驗(yàn)或雙因子有重復(fù)交叉試驗(yàn)建立一般線性模型 （GLM）進(jìn)行方差分析，用Duncan’s進(jìn)行各組間多重比較。試驗(yàn)結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，P＜0.05為差異顯著，P＞0.05為差異不顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 通風(fēng)籠規(guī)格和發(fā)酵時間對玉米秸稈體外發(fā)酵產(chǎn)氣量的影響 由表3可知，通風(fēng)籠規(guī)格對玉米秸稈的體外瘤胃發(fā)酵的產(chǎn)氣量有極顯著影響（P＜0.01），在相同的發(fā)酵時間里，12 h的不同規(guī)格通風(fēng)籠儲存的玉米秸稈發(fā)酵產(chǎn)氣量沒有顯著性差異（P＞0.05），這與王芳等（2016）所報道的結(jié)果一致；3、6、24、48、72 h 的不同規(guī)格通風(fēng)籠儲存的玉米秸稈的發(fā)酵產(chǎn)氣量均有顯著性差異 （P＜0.05），其中0.5 m寬通風(fēng)籠玉米秸稈的產(chǎn)氣量較傳統(tǒng)堆垛法玉米秸稈的產(chǎn)氣量在3 h時提高35.7%（P＜0.05），其他時間點(diǎn)均無顯著差異（P＞0.05）；0.8 m寬通風(fēng)籠玉米秸稈的產(chǎn)氣量較傳統(tǒng)堆垛法玉米秸稈的產(chǎn)氣量在3 h和6 h兩個時間點(diǎn)提高28.6%和40%（P＜0.05），其他時間點(diǎn)無顯著差異 （P＞0.05）；1m寬通風(fēng)籠與傳統(tǒng)堆垛法儲存的玉米秸稈在 3、6、12、24、48、72 h 的產(chǎn)氣量均沒有顯著性差異（P＞0.05）。由表3的主效應(yīng)數(shù)據(jù)得知，0.8 m寬通風(fēng)籠與0.5 m寬通風(fēng)籠儲存的玉米秸稈產(chǎn)氣量相比沒有顯著性差異 （P＞0.05），1 m寬通風(fēng)籠與傳統(tǒng)堆垛法儲存的玉米秸稈產(chǎn)氣量相比沒有顯著性差異（P＞0.05）；0.8 m寬通風(fēng)籠和0.5 m寬通風(fēng)籠的產(chǎn)氣量較1 m寬通風(fēng)籠產(chǎn)氣量提高52%和31.2%（P＜0.05），較傳統(tǒng)堆垛法的產(chǎn)氣量提高48.2%和30.4%（P＜0.05）。

發(fā)酵時間對玉米秸稈的體外瘤胃發(fā)酵的產(chǎn)氣量有極顯著影響（P＜0.01），由表3主效應(yīng)部分能夠得知，3 h與6 h的產(chǎn)氣量沒有顯著性差異 （P＞0.05），之后每個時間段都顯著高于前一個時刻的產(chǎn)氣量（P＜0.05），隨發(fā)酵時間的延長產(chǎn)氣量增加。

表3 通風(fēng)籠規(guī)格和發(fā)酵時間對玉米秸稈體外發(fā)酵產(chǎn)氣量的影響

由表3的P值來看，通風(fēng)籠規(guī)格與發(fā)酵時間對玉米秸稈的體外瘤胃發(fā)酵的產(chǎn)氣量有極顯著的互作效應(yīng)（P ＜ 0.01）。

2.2 通風(fēng)籠規(guī)格對玉米秸稈體外發(fā)酵pH、VFA、氨態(tài)氮的影響 由表4可知，傳統(tǒng)堆垛法玉米秸稈體外瘤胃發(fā)酵的pH極顯著高于通風(fēng)籠法儲存的玉米秸稈（P＜0.05），不同規(guī)格通風(fēng)籠儲存的玉米秸稈體外瘤胃發(fā)酵的pH沒顯著性差異 （P＞0.05）；不同規(guī)格通風(fēng)籠儲存的玉米秸稈體外瘤胃發(fā)酵的氨態(tài)氮濃度以及乙酸、丙酸、丁酸的濃度均沒有顯著性差異（P＞0.05）。

3 討論

3.1 不同規(guī)格通風(fēng)籠玉米秸稈對產(chǎn)氣量的影響0.8 m寬通風(fēng)籠儲存的玉米秸稈在6個時間點(diǎn)始終是最高的，可能由于干燥較好，微生物發(fā)酵效果好。0.8 m寬通風(fēng)籠和0.5 m寬通風(fēng)籠的產(chǎn)氣量與1 m寬通風(fēng)籠和傳統(tǒng)堆垛法的產(chǎn)氣量相比顯著提高（P＜0.05），原因可能是1 m寬的通風(fēng)籠容易受到雨雪侵蝕，干燥效果比較慢，含水量多（張苗蕾等，2009），霉菌增生，在儲存過程中造成玉米秸稈營養(yǎng)物質(zhì)的損失，最終發(fā)酵效果不理想。傳統(tǒng)堆垛法比通風(fēng)籠法更易受雨雪的侵襲，另外可能由于傳統(tǒng)堆垛法處理的是整株玉米秸稈，玉米秸稈表面的蠟質(zhì)層保存較好，導(dǎo)致秸稈水分蒸發(fā)速度慢，使得干燥效果比較慢。由表3主效應(yīng)部分能夠得知，3 h與6 h的產(chǎn)氣量沒有顯著性差異 （P＞0.05），之后每個時刻都顯著高于前一個時刻的產(chǎn)氣量（P＜0.05），前兩個時刻的產(chǎn)氣量沒有顯著性差異，可能是因?yàn)榱鑫肝⑸锇l(fā)酵有一個延滯期（辛杭書等，2010），需要微生物適應(yīng)新的培養(yǎng)環(huán)境。由表3的P值來看，通風(fēng)籠規(guī)格與發(fā)酵時間對玉米秸稈體外瘤胃發(fā)酵的產(chǎn)氣量有極顯著影響（P＜0.01），而且通風(fēng)籠規(guī)格與發(fā)酵時間對玉米秸稈體外瘤胃發(fā)酵的產(chǎn)氣量有極顯著的互作效應(yīng)（P＜0.01），整體上隨著發(fā)酵時間的延長，產(chǎn)氣量呈上升趨勢（董曉玲等，2006）。

表4 通風(fēng)籠規(guī)格對玉米秸稈體外發(fā)酵pH、VFA、氨態(tài)氮的影響

3.2 不同規(guī)格的通風(fēng)籠玉米秸稈對pH、VFA、氨態(tài)氮的影響 傳統(tǒng)堆垛法玉米秸稈體外瘤胃發(fā)酵的pH最大，較0.5、0.8、1 m寬通風(fēng)籠的體外瘤胃發(fā)酵的 pH分別提高 1.3%、1.5%、1.7%（P＜0.01），通風(fēng)籠法儲存的玉米秸稈體外瘤胃發(fā)酵的pH沒顯著性差異（P＞0.05），這說明通風(fēng)籠法保存的玉米秸稈的營養(yǎng)消化比傳統(tǒng)堆垛法消化的更充分。通風(fēng)籠法和傳統(tǒng)堆垛法儲存的玉米秸稈氨態(tài)氮濃度以及乙酸、丙酸、丁酸的濃度沒有顯著性差異（P＞0.05），說明四種儲存方法的主要營養(yǎng)沉積沒有顯著的差異，四種儲存方法在飼喂反芻動物的效果上是相近的。玉米秸稈的儲存方式對產(chǎn)氣量和pH指標(biāo)有影響，對VFA和氨態(tài)氮指標(biāo)沒有影響。

4 結(jié)論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，不同儲存方式的玉米秸稈對其體外發(fā)酵的產(chǎn)氣量和pH有顯著影響，在反芻動物的消化利用方面，0.8 m寬通風(fēng)籠儲存玉米秸稈的效果最好。因此，現(xiàn)實(shí)生活中應(yīng)該根據(jù)具體情況和要求選擇最適的玉米秸稈儲存方式，以獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。