王 誠(chéng)，范秋蘋，董桂紅，何榮彥，翟桂玉，劉德娟

1.山東健源生物科技有限公司，山東泰安 271000；2.山東省畜牧總站，濟(jì)南 250100；3.泰安市動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心，山東泰安 271000

玉米在我國(guó)種植面積廣泛，每年產(chǎn)生大量的玉米秸稈，但多數(shù)玉米秸稈被焚燒、廢棄或就地還田，造成了環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。因此，綜合利用玉米秸稈資源不僅可以解決畜牧業(yè)粗飼料短缺的問(wèn)題，而且還能促進(jìn)農(nóng)業(yè)廢棄物的循環(huán)利用，對(duì)畜牧業(yè)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義[1-2]。

由于玉米秸稈質(zhì)地粗硬、適口性差，細(xì)胞壁特殊的纖維素復(fù)合結(jié)構(gòu)較難分解，若直接飼喂牲畜，飼料的消化率較低?？刹捎糜衩捉斩捛噘A的方法來(lái)改善玉米秸稈的適口性和營(yíng)養(yǎng)成分，提高玉米秸稈飼料的利用率和儲(chǔ)存時(shí)間，有利于畜牧產(chǎn)業(yè)集約化發(fā)展[2-4]。常見(jiàn)的青貯添加劑有益生菌、酶、有機(jī)酸、非蛋白氮等，主要作用為調(diào)節(jié)發(fā)酵過(guò)程，經(jīng)發(fā)酵后可以降低青貯飼料中雜菌和粗纖維含量，提高粗蛋白含量，產(chǎn)生多種有機(jī)酸等[5]。本試驗(yàn)采用菌酶協(xié)同發(fā)酵玉米秸稈飼料，利用纖維素酶和木聚糖酶對(duì)玉米秸稈進(jìn)行高效降解，通過(guò)植物乳桿菌與布氏乳桿菌產(chǎn)生多種有機(jī)酸和代謝產(chǎn)物，旨在降低青貯飼料的pH 值，抑制其中有害細(xì)菌和霉菌的繁殖，改善青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

山東健源生物科技有限公司自主分離的布氏乳桿菌和植物乳桿菌，經(jīng)發(fā)酵、冷凍干燥制得高活性菌粉，二者混合比例為1∶1，活菌數(shù)為2.0×1010cfu/g。纖維素酶與木聚糖酶均購(gòu)于夏盛（北京）生物科技開(kāi)發(fā)有限公司，酶活力分別為10 000 U 和30 000 U，纖維素酶與木聚糖酶按照質(zhì)量比1∶1 混合備用。選取泰安市玉米收獲后的新鮮秸稈，將其切碎至3～5 cm 備用。

1.2 試驗(yàn)方法

1）青貯飼料制備。本試驗(yàn)設(shè)4 個(gè)處理：CK 對(duì)照組（無(wú)添加劑）、E 組（添加0.1%復(fù)合酶）、L 組（添加106cfu/g 復(fù)合乳酸菌）、EL 組（添加0.1%復(fù)合酶+106cfu/g 復(fù)合乳酸菌），每組做3 次平行。將1 kg 玉米秸稈原料與上述添加劑混勻裝入聚乙烯袋中，充分壓實(shí)并抽真空后密封，室溫下發(fā)酵60 d 后開(kāi)封，檢測(cè)玉米秸稈青貯的感官品質(zhì)并測(cè)定發(fā)酵指標(biāo)、營(yíng)養(yǎng)成分和微生物數(shù)量。

2）青貯飼料感官評(píng)定。根據(jù)《青貯飼料質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)玉米秸稈青貯的色澤、質(zhì)地和氣味進(jìn)行評(píng)定[6]。

3）青貯飼料發(fā)酵指標(biāo)測(cè)定。采用精密pH 計(jì)測(cè)定玉米秸稈青貯的pH，苯酚-次氯酸比色法測(cè)定氨態(tài)氮含量，計(jì)算氨態(tài)氮/總氮，采用蒽酮－硫酸比色法測(cè)定可溶性碳水化合物含量[7]，采用高效液相色譜儀檢測(cè)乳酸、乙酸、丙酸和丁酸含量[8]。

4）青貯飼料營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定。參照《飼料分析及飼料質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)》，采用65 ℃烘干48 h 方法測(cè)定干物質(zhì)含量，凱氏定氮法測(cè)定粗蛋白含量[9]。采用范氏法測(cè)定中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量[10]。

5）青貯飼料微生物數(shù)量測(cè)定。本試驗(yàn)采用平板計(jì)數(shù)法測(cè)定玉米秸稈青貯中微生物數(shù)量，乳酸菌、酵母菌、霉菌和好氧細(xì)菌分別采用MRS 培養(yǎng)基、馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基、高鹽察氏培養(yǎng)基和營(yíng)養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)[11-13]，微生物數(shù)量采用對(duì)數(shù)形式lg(cfu/g)表示。

6）數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。通過(guò)Excel 2010 初步整理數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，使用SPSS 26.0 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析，P<0.05 表示差異顯著[14]。

2 結(jié)果與分析

2.1 玉米秸稈青貯飼料感官評(píng)價(jià)

經(jīng)感官評(píng)定，各組玉米秸稈青貯飼料的色澤為黃褐色，質(zhì)地松軟不粘手，莖葉結(jié)構(gòu)保持良好，無(wú)霉變腐爛，酸香味濃郁，均為優(yōu)質(zhì)青貯飼料。

2.2 玉米秸稈青貯飼料的發(fā)酵指標(biāo)

由表1 可知，與CK 組相比，E 組、L 組和EL 組青貯飼料的pH 降低，丁酸、氨態(tài)氮/總氮、可溶性碳水化合物的含量顯著下降，乳酸、乙酸、丙酸含量顯著提高，EL 組青貯飼料的pH、氨態(tài)氮/總氮含量顯著低于另外3 組，E 組和L 組的乳酸、丙酸、可溶性碳水化合物含量無(wú)顯著性差異。表明菌酶協(xié)同發(fā)酵玉米秸稈青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì)優(yōu)于其他組。

表1 玉米秸稈青貯的發(fā)酵指標(biāo)測(cè)定結(jié)果

2.3 玉米秸稈青貯飼料的營(yíng)養(yǎng)成分

由表2 可知，4 組青貯飼料的干物質(zhì)含量無(wú)顯著性差異，CK 組、E 組與L 組的粗蛋白、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量無(wú)顯著性差異，但EL 組與其他組相比，粗蛋白含量顯著升高，中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量顯著降低。表明菌酶協(xié)同發(fā)酵改善了玉米秸稈青貯的營(yíng)養(yǎng)成分，其營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)優(yōu)于其他組。

表2 玉米秸稈青貯的營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定結(jié)果 %

2.4 玉米秸稈青貯飼料的微生物數(shù)量

由表3 可知，與CK 組相比，E 組、L 組與EL 組青貯飼料的乳酸菌數(shù)量均明顯升高，霉菌與好氧細(xì)菌的數(shù)量明顯下降。EL 組的乳酸菌數(shù)量顯著高于CK 組和E 組，酵母菌數(shù)量顯著低于CK 組和L 組。

表3 玉米秸稈青貯的微生物數(shù)量測(cè)定結(jié)果 lg(cfu/g)

3 討 論

3.1 菌酶協(xié)同發(fā)酵對(duì)青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)的影響

在青貯飼料制備中將pH 作為重要判斷指標(biāo)，本試驗(yàn)中4 組青貯飼料的pH 均在4.2 以下，表明發(fā)酵品質(zhì)良好。各試驗(yàn)組的pH 均低于對(duì)照組，主要原因是添加復(fù)合酶加速玉米秸稈降解，為乳酸菌提供充足底物，添加復(fù)合乳酸菌提高優(yōu)勢(shì)菌群數(shù)量，提高發(fā)酵過(guò)程產(chǎn)酸能力，快速降低pH；各試驗(yàn)組乳酸、乙酸、丙酸含量均顯著高于對(duì)照組，丁酸、氨態(tài)氮/總氮含量顯著低于對(duì)照組，這與尹珺伊等[15]、譚樹(shù)義等[16]的研究結(jié)果基本一致。由于本試驗(yàn)采用了植物乳桿菌和布氏乳桿菌，產(chǎn)生了較高水平的乳酸和乙酸，另外復(fù)合酶的降解作用為乳酸菌提供更多底物，促使發(fā)酵過(guò)程快速產(chǎn)生乳酸，降低青貯飼料的pH，有效抑制雜菌對(duì)粗蛋白的分解，降低了氨態(tài)氮的產(chǎn)生；各試驗(yàn)組的可溶性碳水化合物含量均低于對(duì)照組，這與萬(wàn)江春等[17]的研究結(jié)果一致，可能原因是在青貯過(guò)程中添加復(fù)合酶與復(fù)合乳酸菌提高了乳酸菌對(duì)底物的利用[2-4]。

3.2 菌酶協(xié)同發(fā)酵對(duì)青貯飼料營(yíng)養(yǎng)成分的影響

4 組青貯飼料的干物質(zhì)含量差異不顯著，但各試驗(yàn)組的粗蛋白含量明顯高于對(duì)照組，這與馮鵬等[8]、張適等[18]的研究結(jié)果一致，主要原因是復(fù)合酶和復(fù)合乳酸菌的添加促進(jìn)了發(fā)酵過(guò)程快速產(chǎn)生乳酸，降低了青貯飼料的pH，抑制了酪酸梭菌和霉菌等對(duì)蛋白的分解。菌酶協(xié)同發(fā)酵能夠顯著降低青貯飼料的中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量，這與尹珺伊等[15]、譚樹(shù)義等[16]研究結(jié)果一致，可能原因有2個(gè)：一是纖維素酶與木聚糖酶的作用是降解玉米秸稈中的纖維素和木質(zhì)素，能夠破壞玉米秸稈的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)；二是適宜的乳酸菌能夠調(diào)節(jié)青貯飼料內(nèi)的微生物變化，調(diào)控發(fā)酵過(guò)程，促進(jìn)多糖與粗纖維的轉(zhuǎn)化[19]。

3.3 菌酶協(xié)同發(fā)酵對(duì)青貯飼料中微生物數(shù)量的影響

在本試驗(yàn)中，菌酶協(xié)同發(fā)酵青貯飼料的乳酸菌數(shù)量顯著高于對(duì)照組，酵母菌、霉菌和好氧細(xì)菌數(shù)量顯著低于對(duì)照組，這與孫貴賓等[7]、王嘯林等[20]的研究結(jié)果一致。由于在青貯過(guò)程中添加復(fù)合酶和復(fù)合乳酸菌能為乳酸菌提供更多底物，使乳酸菌在發(fā)酵前期快速建立優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)生大量乳酸以降低青貯飼料的pH，抑制了青貯飼料中酵母菌、霉菌和好氧細(xì)菌的繁殖代謝活動(dòng)，另外布氏乳桿菌還能產(chǎn)生乙酸等揮發(fā)性短鏈脂肪酸，具有一定的防腐效果，有助于提高青貯飼料的安全性和有氧穩(wěn)定性。

4 結(jié) 論

本試驗(yàn)采用菌酶協(xié)同發(fā)酵玉米秸稈，促進(jìn)了玉米秸稈厭氧發(fā)酵過(guò)程，顯著提高了青貯的發(fā)酵品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，降低了酵母菌、霉菌和好氧細(xì)菌的數(shù)量，提高了青貯飼料的安全性，為玉米秸稈資源的飼料化利用提供了理論基礎(chǔ)。