糖蜜和乳酸菌對去穗玉米秸稈青貯發酵品質的影響

李龍興， 龔正發， 黎 俊， 張明婧， 王順英， 朱 欣， 韋方鴻， 羅玉潔

(貴州省草地技術試驗推廣站， 貴州 貴陽 550025)

貴州地區農作物秸稈利用率較低，致使大量秸稈被焚燒或丟棄于田邊地角發霉腐爛，既造成資源浪費，又污染環境[1]。長期以來，貴州地區玉米秸稈的利用大都采用直接打捆曬干或自然風干的方式，莖稈變得粗硬，營養損失較多，影響家畜的采食量和消化率，不能滿足家畜生長發育及畜產品生產的需要，且容易受陰雨潮濕天氣的影響。青貯是一種操作簡單、成本低廉的秸稈加工利用方式，其營養物質損失小于傳統利用方式。此外，玉米秸稈青貯可以解決飼草料生產中存在的青貯原料不足的難題，有效減少糧食消耗，同時滿足家畜對各種營養物質的需求。

糖蜜和乳酸菌均屬于青貯發酵促進劑，常用于青貯飼料生產中，糖蜜可以為乳酸菌生長繁殖提供發酵底物，彌補青貯原料中水溶性碳水化合物含量不足的缺陷，乳酸菌可促進乳酸發酵，抑制霉菌等有害微生物的活動，減少青貯飼料的營養物質損失[2]。目前，貴州地區青貯大多采用自然發酵方式，很多不穩定的因素限制了青貯的發酵效果，因此本試驗針對去穗玉米秸稈水溶性碳水化合物含量低和附著的乳酸菌數量不足等問題，研究糖蜜和乳酸菌對去穗玉米秸稈青貯發酵品質的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

青貯原料：玉米(ZeamaysL.)種植于貴州省草地技術試驗推廣站獨山試驗基地，于2015年8月5日刈割。玉米秸稈為去穗后的莖稈。青貯原料營養成分見表2。添加劑：糖蜜為柳州市金黔灣糖蜜有限公司生產的甘蔗糖蜜，含糖量為48%(±1%)；乳酸菌為秸稈青貯專用添加劑，活性乳酸菌數量為1.0×1010cfu g-1。

1.2 試驗設計

試驗設置對照組(C，無添加劑)、糖蜜處理組(M)、乳酸菌處理組(LAB)、糖蜜與乳酸菌組合添加處理組(M+LAB)4個處理。添加劑添加量按照鮮草比重計算，糖蜜添加量為3%，乳酸菌添加量為0.025 g·kg-1。每個處理設置3個重復。

1.3 試驗方法

1.3.1青貯制作 將刈割后的玉米秸稈切短至2 cm左右，莖葉充分混合均勻，按設計比例添加糖蜜和乳酸菌，對照組添加相應體積的蒸餾水，充分混合均勻后快速裝入1 m×0.5 m的聚乙烯青貯袋中，抽真空后密封置于10～25℃條件下避光貯藏，青貯60 d后打開青貯袋測定其營養成分和發酵品質。

1.3.2營養成分分析 將鮮草樣品及青貯飼料在65℃中烘干，測定干物質(DM)含量，烘干后粉碎通過1 mm篩，用于測定相應營養指標。粗蛋白(CP)采用凱氏定氮法測定；粗脂肪(EE)采用索氏脂肪提取法測定；粗灰分(CA)采用干灰化法測定；水溶性碳水化合物(WSC)采用蒽酮-硫酸比色法測定；中性洗滌纖維(NDF)采用GB/T 20806-2006測定；酸性洗滌纖維(ADF)采用NY/T 1459-2007測定。

1.3.3青貯發酵品質分析 發酵60 d后，打開青貯袋將青貯飼料樣品充分混合均勻，稱取70 g左右青貯飼料置于錐形瓶中，加入140 mL蒸餾水將青貯飼料完全淹沒，密封后放入4℃冰箱中浸提24 h。然后用漏斗進行過濾，濾液收集于塑料瓶并保存在-20℃冷凍箱中，用來測定氨態氮、pH值和有機酸(乳酸、乙酸、丙酸和丁酸)。氨態氮(AN)含量采用苯酚-次氯酸鈉分光光度計比色法測定；pH值用PHS-3C型pH計測定；有機酸采用高效氣相色譜儀測定。

1.3.4V-Score評分 V-Score評分體系是以青貯飼料中所含的氨態氮/總氮值和乙酸、丙酸、丁酸含量來評定青貯發酵品質的優劣，總分按100分計，計算方法詳見表1，根據評分結果將青貯飼料品質分為3個等級，即良好(>80分)、尚可(60～80分)、不良(<60分)。

表1 青貯飼料V-Score評分Table 1 V-Score evaluation for silage

注：XN、XA、XB分別為氨態氮/總氮值(%)、乙酸+丙酸含量(%FM)、丁酸含量(%FM)；YN、YA、YB分別為氨態氮/總氮、乙酸+丙酸、丁酸的得分，Y為總評分

Note：XN：The value of NH3-N/TN(%)；XA：The content of acetic acid+propionic acid(%FM)；XB：The content of butyric acid(%FM)；YN：The score of NH3-N/TN；YA：The score of acetic acid+propionic acid；YB：The score of butyric acid.Y：The total score

1.4 數據分析

采用Excel處理數據與作圖，用SPSS19.0進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 去穗玉米秸稈主要營養成分

去穗玉米秸稈的營養成分如表2所示。

表2 去穗玉米秸稈主要營養成分Table 2 The main nutritional components of ear-removed Corn straws

2.2 青貯發酵品質分析

由表3可知，發酵60 d后，添加劑組的pH值顯著降低(P<0.05)，M+LAB組的pH值顯著低于M和LAB組(P<0.05)。M+LAB組的LA含量顯著高于C組和M組(P<0.05)，而與LAB組無顯著差異。添加劑組的AA、BA、VFA含量和AN/TN值均顯著降低(P<0.05)，因此LA/AA值呈現相反的變化趨勢。

表3 糖蜜和乳酸菌對去穗玉米秸稈青貯發酵品質的影響Table 3 The effects of molasses and lactic acid bacteria on the fermentation quality of ear-removed corn straws silage

注：不同字母表示各處理間差異顯著(P<0.05)，下同

Note：Different letters indicate significant difference among the treatments at the 0.05 level,the same as below

2.3 青貯營養價值分析

由表4可知，M和M+LAB組的DM含量顯著高于C組(P<0.05)，各添加劑處理組的CP和WSC含量顯著增加(P<0.05)，EE含量沒有明顯的變化規律，M和M+LAB組的CA含量顯著高于C組(P<0.05)，各組的NDF含量無顯著差異，添加劑組ADF含量降低。

表4 糖蜜和乳酸菌對去穗玉米秸稈青貯飼料營養價值的影響Table 4 The effects of molasses and lactic acid bacteria on the nutritional value of ear-removed corn straws silage

2.4 青貯發酵品質V-Score評分分析

采用V-Score評分體系對青貯飼料發酵品質進行評分(圖1)，結果表明添加劑組的得分均顯著高于C組(P<0.05)，M組、LAB組和M+LAB組的得分分別為94.17分、96.07分和98.05分，C組得分為81.70分，因此各添加劑組的青貯飼料總體評價為良好(>80分)。

圖1 糖蜜和乳酸菌對去穗玉米秸稈青貯發酵品質得分的影響Fig.1 The effects of molasses and lactic acid bacteria on thefermentation quality score of ear-removed corn straws silage

3 討論

飼草青貯過程中，充足的含糖量和乳酸菌數量是保證青貯成功的關鍵性因素，研究表明在牧草青貯中添加糖蜜能夠提高乳酸含量，降低pH值[3]。pH值是評價青貯飼料發酵品質的重要指標，從本研究結果來看，去穗玉米秸稈青貯發酵60 d后添加糖蜜或乳酸菌均顯著降低了pH值，糖蜜和乳酸菌組合添加的乳酸含量比對照組增加了14.3%，說明添加乳酸菌促進了乳酸發酵，產生大量乳酸，使青貯飼料的pH值降低。而添加劑處理組的乙酸含量比對照組分別降低了31.4%、38.8%和51.1%，由于乙酸是異型乳酸菌發酵或者乳酸異化產生[4]，本試驗添加的乳酸菌為同型乳酸菌，因此在青貯發酵體系中同型乳酸菌成為優勢發酵菌體，促進了同型乳酸發酵，發酵產物主要是乳酸，所以乙酸的含量顯著減少。

青貯飼料中丁酸是腐敗菌和酪酸菌分解蛋白質、葡萄糖和乳酸的產物，氨態氮的含量反映了飼料中的蛋白質被微生物分解的程度[5]。本試驗中，添加劑處理組的丁酸含量和氨態氮/總氮值顯著低于對照組，粗蛋白含量顯著增加，這是因為添加劑組的pH值較低，抑制了腐敗菌和植物蛋白酶的活性，導致丙酸和丁酸含量降低，蛋白質分解減弱，使氨態氮/總氮值降低，因此糖蜜和乳酸菌組合添加組的V-Score評分最高。

本試驗采用袋裝青貯，無汁液流失，青貯中干物質損失主要是由有害微生物消耗營養成分引起的[6]，添加糖蜜和乳酸菌有效促進青貯環境快速酸化，抑制了有害微生物對營養成分的分解，降低干物質的損失[7]，因此添加劑組干物質含量增加。糖分是青貯微生物發酵的主要底物，添加糖蜜或乳酸菌使青貯飼料水溶性碳水化合物含量增加，這是由于糖蜜本身富含水溶性碳水化合物，一方面為乳酸發酵提供充足發酵底物，抑制有害微生物與乳酸菌競爭發酵底物，從而節省發酵底物，另一方面糖蜜添加組也會有部分水溶性碳水化合物的剩余[8]。添加糖蜜或乳酸菌，中性洗滌纖維含量無顯著差異，酸性洗滌纖維含量降低，可能是由于青貯過程中使用添加劑提高了青貯發酵品質，產生較多的酸，促進了細胞壁的分解。陳育峰等在甘蔗尾中添加糖蜜能顯著降低青貯料的粗纖維含量[9]。Baytok等研究也表明隨著糖蜜添加比例的增加，玉米青貯飼料中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量顯著下降[10]。本研究與以上學者的研究結果基本一致。

4 結論

綜上所述，糖蜜或乳酸菌均可以改善去穗玉米秸稈青貯飼料的發酵品質，糖蜜和乳酸菌組合添加組的V-Score評分最高。因此，在去穗玉米秸稈青貯實際生產過程中，建議使用糖蜜和乳酸菌組合添加劑。