添加微生物發酵劑對油菜秸稈品質的影響及在肉山羊上的應用

陳　宇，　郭春華，　徐　旭，　王小強，　傅昌秀，　柏　雪*

（1.西南民族大學生命科學與技術學院，四川成都 610041；2.四川省畜牧總站，四川成都 610041）

四川是我國農業大省，每年會產生大量農作物秸稈，油菜秸稈占其中的20%～30%，大部分油菜秸稈的處理方式為就地還田或焚燒，這造成了極大的環境污染。由于油菜秸稈整體的營養價值及動物對其的消化利用率偏低，CP含量為2.06% ～6.92%，NDF含量為50.51% ～82.12%，消化率僅為35% ～50%（王芳彬，2016；李晟，2015；黎力之，2014），且油菜秸稈適口性較差，采食率低，自然狀態下體積大、易霉變，這些都制約油菜秸稈飼用化的發展（翟明仁，2013）。改善油菜秸稈營養價值水平，提高消化利用率，使其作為反芻動物的粗飼料來源，目前主要有氨化及添加微生物發酵劑兩種方法。孟春花 （2016）等在油菜秸稈中添加不同比例（10%、15%、20%）硫酸氫銨氨化處理，使油菜秸稈CP含量均增加了2倍以上，NDF、ADF含量下降 10% 以上。陳麗園等（2010）研究表明，在油菜秸稈中添加微生物 （自篩菌種BF14）并混合麩皮和食鹽，可有效降低秸稈纖維素的含量。許蘭嬌等（2016）利用乳酸糞腸球菌微貯油菜秸稈與皇竹草飼喂錦江黃牛，其采食量、日增重有一定提高。成都麻羊是南方亞熱帶濕潤山地陵丘山羊，具有生長發育快、早熟、適應性強、耐濕熱、耐粗放飼養等特性。四川地區多為丘陵，油菜秸稈難以機械化收獲和運輸，如能就地轉化，將有利于飼料資源利用與環境保護，而油菜秸稈在山羊上的應用報道較少。

本試驗通過比較發酵過程中油菜秸稈營養成分、總霉菌數量及黃曲霉毒素B1含量，研究以油菜秸稈為發酵底物，硫酸銨為氮源，添加發酵劑與自然發酵對油菜秸稈營養成分、總霉菌數量及黃曲霉毒素B1含量的影響；同時選擇成都麻羊作為試驗對象，采用添加發酵劑的發酵油菜秸稈替代部分粗飼料進行飼喂試驗，研究其在肉羊上的應用。

1　材料與方法

1.1試驗材料油菜秸稈從四川省成都市周邊兩個縣、市收集；發酵劑由河北農業大學提供，為乳酸菌、酵母菌、解淀粉芽孢桿菌混合菌劑。

1.2試驗方法

1.2.1實驗室發酵試驗試驗于2016年5月23日在西南民族大學動物營養實驗室進行，收集干秸稈，粉碎，采用二因素有重復試驗設計，按照發酵方式A（加菌發酵A1、自然發酵 A2）和秸稈類型 B（無根 B1、帶根 B2）分為 4組，如表 1所示。處理組 A1B1、A1B2加菌量為 100 mg/kg，處理組A2B1、A2B2不加菌，每個處理組按總重量的4%添加硫酸銨，且總含水量為50%～60%，混勻，用密封袋包裝后抽真空，室溫（28～30℃）堆放發酵，每個處理設15個重復，分別于0、20、30、40、50 d 采集樣品，每次采樣單獨開袋（3袋），進行相關檢測。

表1　發酵試驗設計方案

1.2.2現場發酵試驗試驗于2016年5月23日在成都市西嶺雪農業開發有限公司成都麻羊種羊場進行，選用無根秸稈加菌發酵，采用地下發酵池發酵方式，上下覆膜，上方采用泥土壓實，發酵量約為12 t，發酵配方與實驗室一致，發酵時間為50 d。

1.2.3飼喂試驗試驗于2016年9月15日在成都市西嶺雪農業開發有限公司成都麻羊種羊場進行。飼喂所用的油菜秸稈為現場發酵試驗所出。選擇體重11.6 kg左右的公肉羊40只，分為2個處理組，每組4個重復，每個重復5只羊。本試驗采用先飼喂精料，后飼喂粗料的飼喂方式，對照組和試驗組精料飼喂量為每日120 g，配方一致；對照組粗料為新鮮羊草，試驗組以20%的油菜秸稈發酵飼料替代對照組中粗料。飼養方式為舍飼，試驗期2個月。在試驗期間記錄每天飼喂日糧的數量和剩余量。預試期對測試羊只進行驅蟲和傳染性疾病的免疫注射。每周進行一次圈舍消毒，每兩天清除羊糞一次，保持羊舍清潔衛生。

1.3指標測定及方法

1.3.1營養成分的測定用Van Soest法測定中性洗滌纖維（NDF）和酸性洗滌纖維（ADF）含量，烘箱干燥法測定干物質（DM）含量，凱氏定氮法測定粗蛋白質（CP）的含量，具體方法詳見張麗英主編的《飼料分析及飼料質量檢測技術》。

1.3.2霉菌數量的測定采用平皿計數法測定樣品中總霉菌數量，所用培養基為虎紅瓊脂培養基。方法如下：稱取1 g發酵秸稈樣品，裝入盛有9mL 0.9%滅菌生理鹽水的無菌管內，搖勻，放入搖床振蕩30 min，逐級稀釋，吸取適宜濃度的稀釋液100μL于倒有虎紅瓊脂培養基的培養皿內，均勻涂布。進行3次重復試驗，每次重復試驗7個平行，取平均值。計測單位為：每克鮮樣所含菌落數，萬個/g鮮樣。

1.3.3曲霉毒素B1含量的測定采用ELISA試劑盒測定樣品中黃曲霉毒素B1的含量。試劑盒為深圳三方圓生物科技有限公司產的黃曲霉毒素B1酶聯免疫檢測試劑盒，具體檢測方法參考其使用說明書。

1.3.4羊育肥效果測定測定羊只的采食量，在試驗初期、中期、末期各測一次體重。

1.4數據分析采用SAS 9.0軟件對實驗室發酵試驗數據進行二因素有重復方差分析，方差分析差異顯著時采用LSD法對各組合平均值進行多重比較，統計結果用“平均值±標準差”表示；采用SPSS 18.0軟件對肉羊飼喂試驗數據進行T檢驗。

2　結果與分析

2.1發酵過程中油菜秸稈營養水平的變化

2.1.1油菜秸稈NDF含量的變化由表2看出，除0 d，其余時間點發酵方式與秸稈類型的互作效應顯著（P＜0.05），且加菌發酵無根油菜秸稈組效果最好；從發酵方式來看，加菌發酵油菜秸稈NDF含量（除0 d）顯著低于自然發酵油菜秸稈（P＜0.01）；從秸稈類型來看，無根油菜秸稈NDF含量顯著低于帶根油菜秸稈（P＜0.01）。無根、帶根加菌發酵油菜秸稈NDF含量發酵結束后較發酵前均降低15%左右；無根、帶根自然發酵油菜秸稈NDF含量均無明顯變化。

表2　不同時間點油菜秸稈NDF含量%DM

2.1.2油菜秸稈ADF含量的變化從表3可以看出，各時間點發酵方式與秸稈類型的互作效應顯著（P＜0.01），效果最好的為加菌發酵無根油菜秸稈組；從發酵方式來看，加菌發酵油菜秸稈ADF含量顯著低于自然發酵油菜秸稈 （P＜0.01）；從秸稈類型來看，除0 d，無根油菜秸稈ADF含量顯著低于帶根油菜秸稈（P＜0.01）。無根加菌發酵油菜秸稈ADF含量發酵結束后較發酵前降低約20%，帶根加菌發酵油菜秸稈ADF含量降低約8%，無根、帶根自然發酵油菜秸稈ADF含量均無明顯變化。

2.1.3油菜秸稈CP含量的變化由表4可知，發酵第30、40天，發酵方式與秸稈類型的互作效應顯著 （P＜0.01），CP含量最高的為加菌發酵無根油菜秸稈組；從發酵方式來看，加菌發酵油菜秸稈CP含量顯著高于自然發酵油菜秸稈 （P＜0.01）；從秸稈類型來看，除第 0、50天，無根油菜秸稈CP含量顯著高于帶根油菜秸稈（P＜0.01）。加菌發酵無根、帶根油菜秸稈發酵結束后較發酵前CP含量有所提高，自然發酵無根、帶根油菜秸稈發酵前后CP含量均無明顯變化。

表3　不同時間點油菜秸稈ADF含量%DM

表4　不同時間點油菜秸稈CP含量%DM

2.2發酵過程中油菜秸稈總霉菌數量的變化根據表5可以看出，各時間點（除0 d）發酵方式與秸稈類型的互作效應顯著（P＜0.01），總霉菌數量最少的是加菌發酵無根油菜秸稈組；從發酵方式來看，各時間點（除0 d）加菌發酵油菜秸稈總霉菌數量顯著低于自然發酵油菜秸稈（P＜0.01）；從秸稈類型來看，無根油菜秸稈總霉菌數量顯著低于帶根油菜秸稈（P＜0.01）。無根加菌發酵油菜秸稈（除0 d）未檢測出霉菌；帶根加菌發酵油菜秸稈則從第40天未檢出霉菌；自然發酵油菜秸稈各時間點均有霉菌檢出，但數量呈下降趨勢。

表5　不同時間點油菜秸稈中總霉菌數量（萬個/g鮮樣）

2.3發酵過程中油菜秸稈黃曲霉毒素B1含量的變化對不同時間點發酵油菜秸稈黃曲霉毒素B1的含量進行測定，結果如表6所示。各時間點，無根加菌發酵油菜秸稈、帶根加菌發酵油菜秸稈其黃曲霉毒素B1的含量均 ＜5μg/kg；無根、帶根自然發酵油菜秸稈黃曲霉毒素B1的含量先上升再下降，但均 ＜15μg/kg，且無根油菜秸稈黃曲霉毒素B1含量低于帶根油菜秸稈。

表6　不同時間點油菜秸稈中黃曲霉毒素B1含量　μg/kg

2.4規模化發酵油菜秸稈營養成分含量變化從表7可以看出，干油菜秸稈經發酵以后，干物質狀態下CP和真蛋白質的含量可提高1倍多，NDF含量降低約50%，ADF含量降低約30%，木質素含量降低約8%，極大改善油菜秸稈的營養價值。

2.5肉羊飼喂試驗結果由表8可知，在肉羊飼喂試驗中對照組與20%發酵油菜秸稈組飼喂的精料與粗料總重量在干物質重量上差異均不顯著（P ＞ 0.05），總采食量的差異也不顯著（P ＞ 0.05）。肉羊的增重情況如表9所示，肉羊在試驗初期、中期、末期的重量差異均不顯著（P＞0.05）；中期日增重與全期日增重20%發酵油菜秸稈組低于對照組，但差異均不顯著（P＞0.05）。

表7規模化發酵無根油菜秸稈營養成分變化（DM）%

表8發酵油菜秸稈對肉羊采食量的影響（DM）kg

表9　發酵油菜秸稈飼喂肉羊增重情況kg

3　討論

3.1發酵過程中油菜秸稈營養水平變化油菜秸稈 CP含量為 2.06%～6.92%，NDF含量為50.51%～82.12%，整體營養價值偏低，對油菜秸稈進行發酵，可提高油菜秸稈的營養價值。在發酵過程中，微生物使得部分纖維素和半纖維素被降解，轉換成可利用的可溶性碳水化合物，而可溶性碳水化合物的合成及添加的硫酸銨可促進微生物的生長繁殖，從而增加菌體蛋白的含量。與自然發酵相比，添加微生物如乳酸菌等，對油菜秸稈進行發酵是近幾年來研究與應用較多的方式。萬楚筠（2010）用混合菌劑發酵油菜秸稈，纖維素、半纖維素的質量分數較自然發酵的油菜秸稈分別減少了15.2%、6.5%；呂育財（2012）等發現，加菌發酵與自然發酵相比，加菌發酵能有效提高油菜秸稈的降解，纖維素降解率最高為22.47%，半纖維素為9.16%。

本試驗中加菌發酵油菜秸稈NDF含量在發酵結束后較未發酵時降低約20%，ADF含量降低10% ～ 20%。與孟春花（2016）、王亮（2013）、陳麗園（2010）等的試驗結果基本一致。本試驗中加菌發酵油菜秸稈CP含量較自然發酵油菜秸稈提高40%～50%，加菌發酵油菜秸稈在發酵結束后較未發酵時提高約40%。與龔劍明 （2015）、王亮（2013）、Tuyen（2013）等的試驗結果一致。 在油菜秸稈發酵過程中添加乳酸菌、酵母菌、解淀粉芽孢桿菌或不同真菌，CP含量都可提高。無根油菜秸稈發酵效果優于帶根油菜秸稈，這可能因為秸稈根部木質化程度更高，發酵過程中更難被降解利用。現場發酵試驗油菜秸稈營養水平優于實驗室發酵結果，這可能是因為實驗室發酵所用的油菜秸稈量少，在堆放發酵過程中中心溫度低于現場發酵試驗。

3.2發酵過程中油菜秸稈總霉菌數量及黃曲霉毒素B1含量變化霉菌是導致有氧腐敗最主要的有害微生物。在發酵過程中，未壓實或未密封好都可能導致霉菌大量生長。大量生長的霉菌不僅消耗營養物質，抑制其他有益菌生長，部分的霉菌在其生長過程中還會產生一些毒素，這不僅導致發酵品質降低，甚至會影響家畜健康。本試驗中，發酵后期加菌發酵油菜秸稈未檢出霉菌，這可能是因為發酵過程中乳酸菌等的生長降低了pH，從而抑制霉菌的生長。這和楊云貴等（2012）在玉米青貯、陶雅等（2015）在大麥草青貯、司丙文等（2012）在尖葉胡枝子青貯試驗中的結果一致。本試驗自然發酵油菜秸稈雖檢測出霉菌，但檢出的總霉菌數量 ＜1000個。加菌發酵油菜秸稈所使用的發酵劑為乳酸菌、酵母菌、解淀粉芽孢桿菌混合菌劑，這相對于自然發酵而言額外添加了乳酸菌等有益微生物，抑制了霉菌的生長，故加菌發酵油菜秸稈總霉菌數量更低甚至未檢出。

黃曲霉毒素B1是最常見、毒性最強的倉儲型毒素。其可以直接危害家畜的健康及生產性能，還會殘留在各種動物產品中，通過食物鏈進入人體，影響人類健康。微生物可破壞黃曲霉毒素毒性基團從而達到去毒的目的（張玲玲，2015；馮鵬，2011；韓麗英，2010）。 本試驗中，各處理組不同時間點均檢出黃曲霉毒素B1，但含量均 ＜15μg/kg，遠低于飼料原料標準。馮鵬（2011）等發現，青貯后沙打旺單貯處理黃曲霉毒素含量最高達到8.21μg/kg；韓立英（2010）等試驗中青貯玉米未檢出黃曲霉毒素。其原因可能是在發酵過程中微生物降解了大部分黃曲霉毒素，使其含量低于標準安全限，甚至未檢出。

3.3肉羊飼喂試驗結果本試驗發現與對照組相比，當發酵油菜秸稈替代粗料比例為20%時，山羊的采食量有所下降，但在干物質基礎下相當；日增重無論是中期還是全期均無明顯差異。其原因可能是本試驗所選用羊只較小，對粗料的適應性較差。

4　結論

本試驗結果表明，加菌發酵油菜秸稈品質優于自然發酵油菜秸稈，無根油菜秸稈品質優于帶根油菜秸稈，品質最優為加菌發酵無根油菜秸稈。另外，以20%的發酵油菜秸稈替代粗料對肉羊生長性能無明顯影響。

[1]陳麗園，夏倫志，吳東.油菜秸稈的無公害處理研究[J].中國草食動物，2010，30（4）：36 ～ 38.

[2]馮鵬，孫啟忠.不同比例玉米與沙打旺混貯營養成分及有毒有害物質分析[J].畜牧獸醫學報.2011，42（9）：1264 ～ 1270.

[3]李晟，燕海峰，李昊幫，等.南方草食動物產業中農副產品資源利用現狀[J].安徽農業科學，2015，43（23）：127 ～ 132.

[4]黎力之，潘珂，袁安，等.幾種油菜秸稈營養成分的測定[J].江西畜牧獸醫雜志，2014，5：28 ～ 29.

[5]龔劍明，趙向輝，周珊，等.不同真菌發酵對油菜秸稈養分含量、酶活性及體外發酵有機物降解率的影響[J].動物營養學報，2015，27（7）：2309 ～ 2316.

[6]韓立英，張英俊，玉柱.生物添加劑對全株玉米青貯飼料中黃曲霉毒素的影響[J].中國畜牧雜志，2010，46（23）：63 ～ 66.

[7]孟春花，喬永浩，錢勇，等.氨化對油菜秸稈營養成分及山羊瘤胃降解特性的影響[J].動物營養學報，2016，6：1796～1803.

[8]瞿明仁.南方經濟作物副產物生產、飼料化利用之現狀與問題[J].飼料工業，2013，23：1 ～ 6.

[9]司丙文，王宗禮，孫啟忠，等.尖葉胡枝子青貯微生物數量變化及發酵特性[J].草業科學，2012，29（4）：186 ～ 186.

[10]陶雅，李峰，高鳳芹，等.短芒大麥草青貯微生物特性研究及優良乳酸菌篩選[J].草業學報，2015，24（12）：66 ～ 73.

[11]王芳彬.基于CNCPS和近紅外光譜技術評定油菜秸稈營養價值：[碩士學位論文][D].蘭州：甘肅農業大學，2016.

[12]萬楚筠，黃鳳洪，劉睿，等.微生物預處理油菜秸稈對提高沼氣產量的影響[J].農業工程學報，2010，26（6）：267 ～ 271.

[13]王亮.不同微貯制劑及其組合處理油菜秸稈的營養價值評定：[碩士學位論文][D].南昌：江西農業大學，2013.

[14]許蘭嬌，王福春，王家迎，等.乳酸糞腸球菌處理油菜秸稈與皇竹草青貯混合料對錦江黃牛生產性能及養分消化率影響[J].江西飼料，2016，6：1～3.

[15]呂育財，崔宗均，王小芬，等.三組微生物菌群分解油菜秸稈的消化液性質比較[J].農業工程學報，2012，28（3）：210 ～ 214.

[16]楊云貴，張越利，杜欣，等.2種玉米青貯飼料青貯過程中主要微生物的變化規律研究[J].畜牧獸醫學報，2012，43（3）：397 ～ 403.

[17]張玲玲，楊彩梅，張旭，等.微生物降解黃曲霉毒素的研究進展[J].飼料博覽，2015，7：18 ～ 21.

[18]Lopez-Linares JC，Cara-Corpas C，Ruiz-Ramos E.Hem icellulose-derived sugarsSolubilisation of Rape Straw.Cofermentation of Pentosesand Hexosesby Escherichia coli[J].Spanish Journal of Agricultural Research，2015，13（3）：e0213.

[19]Soto-Sánchez A，Ramírez-Bribiesca JE，Meneses-M ayo M.Effectsof Pleurotus sapidus （Schulzer） Sacc.Treatment on Nutrient Composition and Num inal Fermentability of Barley Straw，barley Rootless，and amixture of the two[J].Chilean Journal of Agricultural Research，2015，75（3）：176 ～ 178.

[20]Shirif A M，Chaudhry A S，Younger A.The effect of Soaking and U rea Treatments on the Voluntary Intake of W heat Straw by Sheep[J].Advances in Animal Biosciences，2010，1（1）：40.

[21]Tuyen D V，Phuong H N，Cone JW.Effect of Fungal Treatments of Fibrous Agricultural By-products on Chemical Composition and in vitro，Rumen Fermentation and Methane Production[J].Bioresource Technology，2013，129（2）：256 ～ 263.