乳酸菌和纖維素酶對(duì)早秈稻秸稈青貯飼料品質(zhì)的試驗(yàn)

趙政 李旭

水稻秸稈是我國長江以南廣大地區(qū)最為豐富的農(nóng)作物秸稈資源，年產(chǎn)量可達(dá)1.92億噸以上，占農(nóng)作物秸稈總量的29.93%[1]。水稻秸稈中又以早秈稻秸稈為主，早秈稻是南方地區(qū)的主要糧食作物。由于早秈稻秸稈的營養(yǎng)含量不高，飼用價(jià)值較低，造成大量的浪費(fèi)和積壓，因此，如何利用稻草秸稈資源發(fā)展草食動(dòng)物生產(chǎn)具有特別重要的現(xiàn)實(shí)意義。

稻草秸稈莖堅(jiān)、中空，與玉米等常規(guī)飼料作物秸稈相比內(nèi)部空氣含量較高，青貯時(shí)容易腐爛，青貯能否成功很大程度上取決于乳酸菌能否迅速而大量增殖。添加乳酸菌與酶制劑可促進(jìn)乳酸菌快速繁殖，產(chǎn)生大量有機(jī)酸，使青貯稻草秸稈的pH值迅速下降，并且有效抑制有害微生物的活動(dòng)和繁殖，減少干物質(zhì)損失，提高青貯質(zhì)量[2-3]。為解決水稻秸稈青貯難的問題，近年來，國外學(xué)者研制開發(fā)出水稻秸稈專用青貯的乳酸菌制劑，并作為商品投入市場(chǎng)。在我國有關(guān)水稻秸稈青貯的研究報(bào)道較少[4-5]，有關(guān)水稻秸稈添加乳酸菌和酶制劑對(duì)青貯品質(zhì)的影響方面未見報(bào)道。本試驗(yàn)的目的旨在研究乳酸菌制劑和纖維素酶制劑對(duì)稻草秸稈青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)的影響，以期尋求適合南方草食動(dòng)物生產(chǎn)實(shí)際的稻草青貯工藝。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 青貯材料

由廣西農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院生物工程系提供特優(yōu)838早秈稻脫谷后的秸稈。

1.1.2 乳酸菌制劑

采用日本Snow Brand Seed公司生產(chǎn)的乳酸菌制劑（3.6×109cfu/g）。

1.1.3 纖維素酶制劑

由廣西農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品科學(xué)系提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)對(duì)照組、試驗(yàn)1組（乳酸菌）、試驗(yàn)2組（纖維素酶）和試驗(yàn)3組（乳酸菌+纖維素酶）4個(gè)處理組，按原料干物質(zhì)重量分別添加經(jīng)用水稀釋后的乳酸菌制劑150 ml、纖維素酶制劑150 ml和乳酸菌制劑+纖維素酶制劑（75+75）ml/kg。為了控制水分含量，各組添加劑用水稀釋成相同體積，對(duì)照組添加等量的水，均勻地噴灑在稻桔上，裝入塑料桶中，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)組3次重復(fù)（見表1）。

表1 早秈稻秸稈青貯試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 青貯稻草的加工調(diào)制

首先將稻草秸放入揉搓機(jī)內(nèi)揉搓一遍,然后鍘切成3 cm左右長度，按添加不同比例的乳酸菌制劑和纖維素酶制劑處理后，以25 kg為單位裝入塑料桶中，壓實(shí)排除空氣密封，置于常溫下貯藏35 d后開封檢測(cè)。

1.3.2 青貯稻草的品質(zhì)檢測(cè)

pH值的測(cè)定用pHS-3C型酸度計(jì)測(cè)定；干物質(zhì)（DM）采用65℃干燥法測(cè)定；粗蛋白（CP）按GB6432—86進(jìn)行測(cè)定；氨態(tài)氮（TBN）采用直接蒸餾法；中性洗滌纖維（NDF）、酸性洗滌纖維（ADF）和酸性木質(zhì)素（ADL）采用范氏纖維法測(cè)定；有機(jī)酸采用GL-C610H型高效液相色譜儀測(cè)定；可溶性碳水化合物采用蒽酮-硫酸法測(cè)定。

1.3.3 數(shù)據(jù)處理

用SPSS軟件中的ANOVA方差分析對(duì)照組和試驗(yàn)各組玉米青貯料中的營養(yǎng)成分及乳酸菌菌落總數(shù)的差異,對(duì)差異顯著的數(shù)據(jù)采用最小LSD法。

2 結(jié)果與分析

2.1 青貯稻草秸飼料的感官指標(biāo)評(píng)定

一般青貯原料的含水量為65%～75%時(shí)最適宜乳酸菌生長繁殖；含水量＞80%時(shí)，將導(dǎo)致汁液流失并促進(jìn)腐敗菌發(fā)酵；含水量＜60%，則會(huì)使收獲損失及青貯飼料溫度升高[6]。對(duì)照組與各試驗(yàn)組稻草青貯料在色澤、質(zhì)地上差異不大，均呈黃褐色，質(zhì)地松軟，不粘連，但對(duì)照組表面有少量霉變。試驗(yàn)各組青貯料比對(duì)照組有比較濃的酸香味，感官評(píng)定屬于優(yōu)質(zhì)青貯料，表明添加乳酸菌制劑和纖維素酶制劑處理后能促進(jìn)稻秸乳酸菌發(fā)酵，產(chǎn)生大量的有機(jī)酸，這一點(diǎn)通過試驗(yàn)測(cè)定數(shù)據(jù)證實(shí)，見表2。

表2 青貯稻草秸飼料的感官指標(biāo)評(píng)定

2.2 青貯稻秸的化學(xué)成分和DMR（見表3）

表3 青貯稻草秸稈的化學(xué)成分和DMR（%）

由表3可知，試驗(yàn)各組青貯稻秸料中的NDF和ADF含量都比對(duì)照組降低，試驗(yàn)1組、試驗(yàn)2組和試驗(yàn)3組中的ADF含量分別比對(duì)照組降低5.18%、20.29%和19.76%（P＜0.01）,ADF的含量以試驗(yàn)2組降低最多,達(dá)20.29%。試驗(yàn)各組青貯稻秸料中的DM、CP、WSC含量無顯著差異，但試驗(yàn)1組的WSC和CP含量最高而比值最低。說明添加乳酸菌制劑和纖維素酶制劑可以顯著降低稻草秸稈的NDF和ADF含量，提高WSC的含量。表明纖維素酶能有效的降解植物細(xì)胞壁，對(duì)稻草秸稈纖維素產(chǎn)生降解作用，為青貯過程中乳酸菌的發(fā)酵提供更多的底物，同時(shí)使青貯料中殘余的WSC含量提高，這一點(diǎn)與國外學(xué)者的研究結(jié)果相一致。

青貯稻草秸稈中氨態(tài)氮占總氮量的百分比（NH3-N/TN）是評(píng)定青貯飼料質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)之一，它不僅反應(yīng)青貯過程中粗蛋白質(zhì)分解的多少，而且氨態(tài)氮的含量與青貯料的飼用價(jià)值有很大關(guān)系。根據(jù)我國青貯飼料質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)[5]，本次試驗(yàn)各組青貯稻草秸稈中NH3-N/TN比值均優(yōu)于對(duì)照組。

試驗(yàn)各組青貯稻草秸稈的干物質(zhì)回收率均低于對(duì)照組，說明試驗(yàn)各組采用添加乳酸菌制劑和纖維素酶制劑后，青貯料內(nèi)部的發(fā)酵作用加強(qiáng)，水解作用增加，從而使?jié)B出物損失增加。本試驗(yàn)中各試驗(yàn)組青貯稻秸料中的DMR降低，可能與青貯原料稻秸中DM的含量相對(duì)較低有關(guān)。

2.3 不同處理對(duì)青貯稻草秸稈的pH值和有機(jī)酸的影響（見表 4）

表4 不同處理對(duì)青貯稻草桔稈的pH值和有機(jī)酸的含量

從表4中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，添加乳酸菌和纖維素酶制劑可以使青貯稻草飼料的pH值降低，并隨著添加量的增大pH值降低的幅度增大（P＜0.05）。各種有機(jī)酸與總酸的質(zhì)量之比表明青貯稻草飼料的發(fā)酵品質(zhì)，對(duì)青貯發(fā)酵過程影響較大的是乳酸、乙酸和丁酸的含量及與總酸的質(zhì)量之比。乳酸菌制劑和纖維素酶制劑的添加對(duì)試驗(yàn)各組中的乳酸、乙酸和總酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均有顯著的差異（P＜0.05）。

青貯稻草飼料中乳酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈梯度上升，這與乳酸菌制劑和纖維素酶制劑添加量有關(guān)；試驗(yàn)1組、2組、3組與對(duì)照組相比，乳酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別上升239.7%、51.5%、101.5%；乙酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈現(xiàn)出不規(guī)則的變化，從總體上呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，其中以試驗(yàn)1組和試驗(yàn)2組最為明顯，試驗(yàn)1組乙酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)比對(duì)照組減少了27.78%；總酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)以試驗(yàn)1組最高，與對(duì)照組、試驗(yàn)2組和試驗(yàn)3組相比，分別高出30.52%、73.75%和41.12%；丙酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化也呈現(xiàn)不規(guī)律，但試驗(yàn)各組與對(duì)照組相比均有不同程度降低，其中試驗(yàn)1組相差最大。

2.4 不同的青貯處理方法對(duì)青貯稻草飼料品質(zhì)的影響

水稻因品種、栽培環(huán)境、收獲季節(jié)、收割方式及貯藏方法的不同，其品質(zhì)有較大差異，這些差異對(duì)水稻秸稈青貯飼料品質(zhì)有較大影響[6]。在不考慮添加乳酸菌制劑和纖維素酶制劑對(duì)稻草秸稈飼料影響的前提下，對(duì)稻草秸稈青貯飼料中pH值、有機(jī)酸和總酸及化學(xué)成分等進(jìn)行分析，結(jié)果見圖1、圖2、圖3和圖4。

圖1 試驗(yàn)1組與對(duì)照組青貯飼料中pH值、有機(jī)酸及總酸

圖2 試驗(yàn)2組與對(duì)照組青貯飼料中pH值、有機(jī)酸及總酸

對(duì)三種稻草秸稈青貯飼料中的ADF、NDF和CA的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行比較，試驗(yàn)1組最高,分別為45.05%、65.09%和12.76%；DM的質(zhì)量分?jǐn)?shù)以試驗(yàn)2組為最低,試驗(yàn)1組最高；CP的質(zhì)量分?jǐn)?shù)以試驗(yàn)2組為最高。通過添加乳酸菌制劑和纖維素酶制劑青貯稻草原料的化學(xué)成分綜合分析結(jié)果表明：添加纖維素酶制劑青貯稻草的品質(zhì)最好，其次是添加乳酸菌制劑和纖維素酶制劑青貯。

圖3 試驗(yàn)3組與對(duì)照組青貯飼料中pH值、有機(jī)酸及總酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的比較

圖4 試驗(yàn)各組與對(duì)照組青貯中化學(xué)成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比較

3 結(jié)論

3.1 南方早秈稻秸稈青貯過程中采用添加乳酸菌制劑和纖維素酶制劑不僅能有效抑制有害菌的繁殖,而且可以降低稻草秸稈中細(xì)胞壁物質(zhì)及氨態(tài)氮與總氮的比值,改善稻草青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì)；隨著乳酸菌制劑和纖維素酶制劑添加量的增加青貯稻草飼料品質(zhì)得到顯著提高。

3.2 與對(duì)照組相比纖維素酶處理使稻草秸稈青貯飼料中丁酸與總酸的摩爾比和氨態(tài)氮與總氮質(zhì)量比分別降低100%和24.9%，pH值降低了11.24%,極大地改善和提高了稻草秸稈青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì)和營養(yǎng)價(jià)值。

3.3 在稻草秸稈青貯過程中同時(shí)添加乳酸菌制劑和纖維素酶制劑,使稻草秸稈青貯飼料中的氨態(tài)氮與總氮質(zhì)量比降低27.05%,丁酸與總酸的摩爾比降低32.6%，同時(shí)使NDF和ADF的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別下降了11.66%和19.8%,明顯提高了稻草秸稈青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì)和營養(yǎng)價(jià)值。

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