杏鮑菇菌糠和植物乳桿菌對全株玉米青貯有氧穩定性和體外發酵特性的影響

摘要： 試驗旨在研究杏鮑菇菌糠和植物乳桿菌對全株玉米青貯有氧穩定性和體外發酵特性的影響。以玉米品種‘康農玉999’為青貯材料，添加杏鮑菇菌糠和植物乳桿菌混合青貯。青貯60 d后取樣分析。對青貯前后發酵各組營養品質、發酵品質、有氧穩定性和體外消化效果進行研究。結果表明：青貯后，混合青貯發酵營養品質、乙酸含量和有氧穩定性時間優于全株玉米單獨青貯；體外發酵試驗中，添加10%杏鮑菇菌糠+植物乳桿菌0.02 g·kg-1組CP降解率顯著提高。由此可見，在全株玉米青貯中添加杏鮑菇菌糠和植物乳桿菌提高了青貯品質和有氧穩定性，改善了體外發酵特性，提高了CP降解率。綜合考慮，以90%全株玉米+10%杏鮑菇菌糠+植物乳桿菌0.02 g·kg-1混合青貯時可獲得較好的效果。

關鍵詞： 杏鮑菇菌糠；植物乳桿菌；全株玉米；體外發酵；有氧穩定性

中圖分類號：S816.5+3 """文獻標識碼：A """"文章編號： 1007-0435（2024）02-0646-08

Effects of the Addition of Pleurotus eryngii Mushroom Bran and Lactobacillus

Plantarum on the Aerobic Stability and In Vitro Fermentation Characteristics

of Whole Corn Silage

WU Wei-cheng1， XIAO Ding-fu1*， ZHANG Zhi-fei2， CHEN Dong1*， WEN Juan3，

HUANG Chun-yong4， CHEN Yan5， XU Zhi-xiong4， WEI Zhong-shan6， LIU Yi-ran7

（1. College of Animal Science and Technology，Hunan Agricultural University， Changsha， Hunan Province 410128， China;

2. Hunan Institute of Animal Husbandry and Veterinary Medicine， Changsha， Hunan Province 410125， China; 3. Inner Mongolia General

Forestry and Grassland Protection Station， Hohhot， Inner Mongolia 010000， China; 4. Management Committee of Xiangxi

National Agricultural Science and Technology Park， Xiangxi Tujia and Miao Autonomous Prefecture， Hunan Province 416499，

China; 5. Huayuan County Agricultural Specialty Industry Service Center， Xiangxi Tujia and Miao Autonomous Prefecture，

Hunan Province 416499， China; 6. Hunan Dren Grass Technology Development Co.， Ltd， Changde， Hunan Province 415000，

China;7. Hunan Ma Ru Agricultural Products Sales Co.， Xiangxi Tujia and Miao Autonomous Prefecture， Hunan

Province 416499， China）

Abstract： This experiment investigated the effects of pleurotus eryngii mushroom bran and plant lactobacillus on the aerobic stability and in vitro fermentation characteristics of whole-plant corn silage. The corn variety Kangnongyu 999 was used as silage material，and a mixture of mushroom bran and plant lactobacillus was added for silage. Sample were analyzed after 60 days of ensiling. The nutritional quality，fermentation quality，aerobic stability，and in vitro digestion effect of each fermentation group were studied before and after ensiling. The results showed that the fermentation nutritional quality，acetic acid content，and aerobic stability time of mixed silage were superior to those of the whole plant corn silage alone. In the in vitro fermentation experiment，the addition of 10% pleurotus eryngii mushroom bran and 0.02 g·kg-1 plant lactobacillus significantly increased the CP degradation rate. Thus，adding pleurotus eryngii mushroom bran and plant lactobacillus to the entire corn silage improved the silage quality and aerobic stability，improved in vitro fermentation characteristics，and increased CP degradation rate. Taking all factors into consideration，a mixed silage of 90% whole plant corn，10% pleurotus eryngii mushroom bran，and 0.02 g·kg-1 plant lactobacillus can achieve better results.

Key words： Pleurotus eryngii mushroom bran;Lactobacillus plantarum;Whole plant corn;In vitro fermentation;Aerobic stability

隨著畜牧業的快速發展，中國對優質青貯飼料的需求大幅增加。目前，全株玉米因其礦物質和維生素含量高而成為反芻動物的重要飼料［1］。玉米是季節性收獲的農作物，全年飼喂反芻動物新鮮飼料難以實現。青貯是保存青綠飼料的一種重要方法，不僅改善了粗飼料的營養品質，還可以全年為牲畜提供飼料。隨著健康飲食日益增長的趨勢，食用菌深受廣大消費者的喜愛，并因其豐富的營養成分而經常出現在日常膳食中［2］。據統計，我國食用菌生產居世界首位［3］。然而，隨著食用菌產業快速發展，經過幾個周期的收獲后，產生大量的副產物，即廢棄菌糠。每生產1 kg新鮮食用菌，就會產生大約5 kg的副產物［4］。2019年，我國杏鮑菇產量203.45萬t，預計會產生約1 017.25萬t菌糠［5］。菌糠通常被當做農業廢棄物，通過填埋、糞便堆肥或焚燒處理，不當的處置方法可能導致土壤、空氣和水體污染等環境安全問題［6］。為了環境保護、廢棄物回收利用、提高養殖場經濟和食用菌產業的可持續發展，將菌糠制作成青貯飼料飼喂反芻動物被視為一種高效的利用方式［7］。黃麗琴等［8］研究發現，全株水稻與平菇菌糠共同發酵飼料可提高瀏陽黑山羊肌纖維密度。發酵金針菇菌糠替代白酒糟顯著提高了TM7、假丁酸弧菌屬和脫硫弧菌屬的相對豐度，降低了脂類代謝、脂肪酸合成、脂肪酸代謝和遺傳信息處理代謝通路等相關功能基因豐度，提高了氨基糖和核苷酸糖代謝、光合作用和氰氨基酸代謝通路等相關功能基因豐度［9］。此外，有研究發現，植物乳桿菌可提高全株玉米青貯的營養價值［10］。鑒于此，我們提出了將全株玉米、杏鮑菇菌糠和植物乳桿菌混合青貯，為農業副產物高值化利用及環境保護提供研究思路和解決方案。

本試驗旨在通過有氧穩定性試驗和體外產氣法探究杏鮑菇菌糠和植物乳桿菌對全株玉米青貯有氧穩定性、產氣量、體外發酵特性和營養物質降解率的影響，為合理利用杏鮑菇菌糠提供理論依據和數據支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

選用玉米品種‘康農玉999’為青貯試驗材料，乳熟后期收獲，10 cm留茬高度收割，粉碎成3～5 cm長度備用。試驗用杏鮑菇菌糠由湖南永州果秀食品有限公司提供，植物乳桿菌（活菌數為4×109 CFU·g－1）購自善恩康生物科技有限公司。青貯前原料營養成分見表1 。

1.2 試驗設計

采用單因素試驗設計，共分為7組：對照組（CON）無添加，各試驗組以全株玉米（鮮重）與杏鮑菇菌糠（鮮重）混合青貯，比例分別為90∶10（CS10組）、80∶20（CS20組）、70∶30（CS30組）、CS10+植物乳桿菌0.02 g·kg-1（CSL10組）、CS20+植物乳桿菌0.02 g·kg-1（CSL20組）和CS30+植物乳桿菌0.02 g·kg-1（CSL30組），每組4個重復。將杏鮑菇菌糠與全株玉米混合均勻，植物乳桿菌充分溶解在10 mL蒸餾水中，隨后使用噴霧器均勻噴灑在青貯原料上，再次混勻，取3 kg裝入聚氯乙烯袋中（晨光實業，35 cm×45 cm），室溫密閉保存，青貯60 d后開封，取樣分析。

1.3 青貯品質分析

根據AOAC［11］中的方法測定全株玉米、杏鮑菇菌糠和青貯飼料樣品中DM，CP，WSC含量；根據Van Soest等［12］的方法使用全自動纖維分析儀（ANKOM2000i，美國）測定全株玉米、杏鮑菇菌糠和青貯飼料樣品中NDF、ADF含量。

1.4 有氧穩定性分析

青貯拆包后，把飼料樣品混勻放入無菌的聚乙烯小桶中，插入MDL-1048A多通道溫度記錄儀探頭，測定飼料樣品和環境溫度變化。用雙層脫脂紗布將桶口覆蓋，以避免污染和減少水分流失。分別于有氧暴露后第0，2，4和6天取樣，測定pH、NH3-N和VFA。本研究中，有氧穩定性被定義為超過環境溫度2℃之前維持穩定的小時數［13］。

1.5 體外發酵

選擇3頭體況良好、體重為（357.0±23.0）kg、安裝有永久性瘤胃瘺管的湘西黃牛作為瘤胃液供體動物。參考我國《肉牛飼養標準》（NY/T815-2004）配制基礎飼糧，每日定時飼喂2次（08：00和16：00），自由飲水。

青貯拆包后，按照四分法取樣，經烘箱65℃干燥48 h至恒重后粉碎過40目分析篩，用分析天平稱取各組1.0 g（0.000 1 g）左右的樣品于200 mL的產氣瓶中。按照Menke等［14］方法配制人工瘤胃緩沖液，向配制好的人工瘤胃緩沖液中持續通入二氧化碳（CO2）氣體，直至緩沖液由藍色變為粉紅色，最終接近無色即可。試驗當天按照鄒詩雨等［15］方法采集和保存瘤胃液，將人工瘤胃緩沖液和采集的瘤胃液以體積比1∶2的比例混合均勻制成培養液。

在提前置入39.5℃恒溫培養箱內預熱的發酵瓶中，注入50 mL配制好的培養液（邊操作邊通CO2），用橡膠塞蓋緊瓶口后，在（39.5±0.5）℃的水浴搖床中體外發酵24 h，每組樣品設置6個重復，同時做空白試驗。發酵過程中用具有1 mL分度的100 mL玻璃注射器量取并記錄培養3，6，9，12和24 h的產氣體積。24 h后置于冰水中終止發酵并測定降解率和發酵參數。

1.6 指標測定及方法

1.6.1 產氣量及產氣參數 ""產氣量按照鄒詩雨等［15］的方法計算。將試驗組各時間點累積產氣量代入SPSS 22軟件中使用非線性模型計算產氣參數。

公式：GPt=a+b（1-e-ct）

式中，GPt為t時刻累積產氣量（mL），a為快速產氣參數（mL），b為慢速產氣參數（mL），c為產氣速率（mL·h－1），a+b為理論總產氣量（mL），t為發酵時間。

1.6.2 發酵參數 ""使用pH計測定每個發酵瓶中發酵液的pH，VFA根據Muetzel等［16］的方法測定，氨態氮采用T/CAAA003-2018中的苯酚-次氯酸鈉比色法測定。參照Makkar等［17］提出的考馬斯亮藍比色法測定微生物蛋白（MCP）含量。

1.6.3 體外降解特性 ""DM、CP、NDF和ADF體外降解率按照鄒詩雨等［15］的方法計算。

1.7 數據統計

數據經Excel軟件整理后，使用SPSS 22.0軟件進行單因素方差分析（one-way AVOVA），采用Duncan氏法進行多重比較，結果以平均值和標準誤表示，Plt;0.05為差異顯著，Plt;0.001為差異極顯著。

2 結果

2.1 杏鮑菇菌糠和植物乳桿菌對全株玉米青貯品質的影響

由表2可知，CS20、CS30和CSL30組DM含量顯著高于CON組（Plt;0.05），CS30和CSL30組CP含量高于CON、CS10和CSL10組（Plt;0.05），CS10和CSL10組ADF含量顯著低于CON和CS30組（Plt;0.05）。各組WSC和NDF含量無顯著差異。

2.2 杏鮑菇菌糠和植物乳桿菌對全株玉米青貯有氧暴露pH、NH3-N和乙酸含量的影響

由表3可知，有氧暴露時間顯著影響各組pH、NH3-N和乙酸含量（Plt;0.001）。有氧暴露第2天，CON組的NH3-N含量顯著高于其他組（Plt;0.05），有氧暴露第4天，CS10和CSL10組的NH3-N含量顯著低于其他組（Plt;0.05）。有氧暴露4天后，處理組pH顯著低于CON組（Plt;0.05），乙酸含量顯著高于CON組（Plt;0.05）。

2.3 杏鮑菇菌糠和植物乳桿菌對全株玉米青貯有氧暴露時間的影響

如圖1所示，各處理組有氧穩定性時間顯著高于CON組（Plt;0.05），分別提高了61.6%，54.4%，57.2%，52.4%，59.6%和54.4%。

2.4 杏鮑菇菌糠和植物乳桿菌對全株玉米青貯體外發酵產氣量和產氣參數的影響

由表4可知，在產氣過程中，CON、CS10和CS20組3 h產氣量顯著高于其他組，CON和CS10組6 h和9 h產氣量顯著高于其他組，CON組快速降解產氣量、產氣速率和理論總產量顯著高于其他組。

2.5 杏鮑菇菌糠和植物乳桿菌對全株玉米青貯體外發酵參數的影響

由表5可知，CS10組pH顯著低于其他組（Plt;0.05）。CS10和CSL10組NH3-N含量顯著高于其他組（Plt;0.05），其他指標無顯著影響。

2.6 杏鮑菇菌糠和植物乳桿菌對全株玉米青貯體外降解率的影響

由表6可知，CSL10組干物質和酸性洗滌纖維降解率顯著高于其他組（Plt;0.05），CSL10和CSL20組粗蛋白降解率顯著高于其他組（Plt;0.05）。

3 討論

3.1 杏鮑菇菌糠和植物乳桿菌對全株玉米青貯品質的影響

干物質含量是影響青貯發酵品質的關鍵因素。青貯飼料干物質含量不當會導致滲漏和不良發酵（干物質含量lt;28%），或者包裝困難［18］（干物質含量gt; 40%）。本試驗中，各組干物質含量均在正常范圍內，說明青貯品質良好，且CS20、CS30和CSL30組干物質含量顯著高于CON組，提高了青貯營養價值。粗蛋白質含量是衡量青貯飼料營養品質的重要指標之一［19］。本試驗中，CS30和CSL30組粗蛋白質含量顯著高于CON、CS10和CSL10組，說明在全株玉米中添加杏鮑菇菌糠可以提高青貯粗蛋白質含量，這與李成艦等［20］的研究結果類似。CS10和CSL10組酸性洗滌纖維含量顯著低于CON組，其原因可能是杏鮑菇菌糠中的菌絲體含有豐富的微生物，在發酵過程中迅速增殖，分解了纖維素［7］。

3.2 杏鮑菇菌糠和植物乳桿菌對全株玉米青貯有氧穩定性的影響

酵母菌、梭菌和霉菌等好氧微生物在青貯飼料開封后，與氧氣充分接觸，這些好氧微生物將會分解碳水化合物和乳酸，導致溫度和pH升高，造成青貯飼料發生有氧腐敗［21］。有氧穩定性是評估青貯飼料質量的重要指標，動物攝入有氧腐敗的飼料將對機體產生不利影響。在青貯過程中，酸性環境有助于抑制不良微生物的活性，延長有氧穩定時間。本研究中，有氧暴露4天后，處理組pH值均顯著低于CON組，與有氧穩定時間的結果相一致。Driehuis等［22］研究發現乙酸具有抗真菌的作用，能夠有效抑制有氧暴露期間青貯飼料好氧微生物的生長，提高有氧穩定性。本研究中，有氧暴露4天后，處理組乙酸含量均顯著高于CON組，這可能是處理組有氧穩定性優于CON組的原因。

3.3 杏鮑菇菌糠和植物乳桿菌對全株玉米青貯體外發酵產氣量和產氣參數的影響

體外發酵產氣量的多少能夠有效反映出瘤胃微生物的活性以及青貯的發酵程度［23］。青貯中含有較多的非結構性碳水化合物，在瘤胃中被微生物降解時，其降解速率較快，將產生更多氣體［24］。Laresen等［25］研究表明，玉米青貯中易于發酵的非結構性碳水化合物含量豐富，這將直接導致青貯降解速率升高，并且在短時間內產生較多氣體［26］，這可能會導致反芻動物瘤胃迅速膨脹，壓迫瘤胃壁血管，從而降低機體對氣體的吸收能力，造成能量損失，嚴重時可能引起瘤胃脹氣，影響動物健康［27］。本試驗中，提高杏鮑菇菌糠的添加比例顯著降低了產氣速率，這可能是杏鮑菇菌糠中中性和酸性洗滌纖維含量相對較高［20］，因而降低了青貯的發酵速率。

3.4 杏鮑菇菌糠和植物乳桿菌對全株玉米青貯體外發酵參數的影響

瘤胃VFA和MCP由微生物產生［28］，與pH和NH3-N含量等指標共同維持瘤胃功能和瘤胃微生態系統的穩定［29-30］。本試驗中，體外發酵瘤胃液pH值范圍為6.15～6.55，屬于5.5～7.0的正常范圍［31］。瘤胃微生物發酵產生的VFA是反芻動物重要的能量來源，為動物機體提供主要的代謝能［32-33］。MCP由瘤胃微生物與NH3-N、肽和氨基酸合成，提供過瘤胃蛋白［34］。適宜的NH3-N含量有助于MCP合成和微生物生長［35］。本試驗中，CS10和CSL10組NH3-N含量顯著高于其他組，與Kljak等［36］研究結果相似，這可能是其粗蛋白質降解率較高。

3.5 杏鮑菇菌糠和植物乳桿菌對全株玉米青貯體外降解率的影響

降解率能夠反映青貯飼料在反芻動物瘤胃中降解的難易程度［37］，干物質降解率越高說明微生物活性越高，青貯發酵效果越好［38］。植物乳桿菌的應用促進了酶促糖化反應，糖類和蛋白質在酶作用下生成糖蛋白，增加了青貯料的瘤胃可發酵率［39］。因此，植物乳桿菌被認為是提高青貯料消化率的有效添加劑。本試驗中，較CS10、CS20組，CSL10、CSL20粗蛋白質降解率顯著提高，而CSL30較CS30組沒有顯著性，這可能與杏鮑菇菌糠添加量和特性有關，具體機制還需進一步研究。

4 結論

在全株玉米中添加杏鮑菇菌糠和植物乳桿菌混合青貯，提高了干物質和粗蛋白質含量，改善了全株玉米青貯品質。提高了有氧穩定性，有氧穩定時間最高提高61.6%；以90%全株玉米+10%杏鮑菇菌糠+混合青貯改善了體外瘤胃發酵特性，提高了干物質、酸性洗滌纖維和粗蛋白降解率。綜合考慮，以90%全株玉米+10%杏鮑菇菌糠+植物乳桿菌0.02 g·kg-1混合青貯提高了青貯品質和營養物質降解率，以此比例生產青貯飼料可獲得較好的效果。

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（責任編輯 彭露茜）

收稿日期：2023-08-24；修回時間：2023-11-29

基金項目： "中央引導地方科技發展專項資金項目（2023ZYC017，2021QZY037）；2021年湖湘英才（2021RC3139）；湖南省草食動物產業技術體系資助；湖南省重點研發計劃項目（2022NK2025，2023NK2023）；山東省重點研發計劃項目（2023TZXD046）;山東省中央引導地方科技發展專項資金項目（YDZX2022122）；國家肉牛牦牛產業技術體系（CARS-37）資助

作者簡介：

武偉成（1997-），男，漢族，河南鄭州人，碩士研究生，主要從事反芻動物營養與飼料研究，E-mail：15737169546@163.com；*通信作者Author for correspondence，E-mail：chendong_326@126.com；xiaodingfu2001@163.com