凝結芽孢桿菌在發酵飼料技術上的應用

摘要：引進凝結芽孢桿菌作為菌種，利用呼吸袋發酵技術將金針菇渣、玉米淀粉、花生殼、酒糟、醋渣和果渣、苜蓿粉、棉籽粕、菜籽粕等含高抗營養因子的農副產品進行發酵。微生物發酵處理過程中的溫度、濕度、pH值控制等技術難題，使得微生物好氧發酵和厭氧發酵能在同一個環境下進行，接種的微生物組合巧妙，能有效殺滅大腸桿菌和沙門氏菌，同時又能促進乳酸菌快速生長。利用微生物處理難利用的大宗飼料原料如發酵飼料、發酵原料的理化性狀，增加適口性，消化率及營養價值高，達到育肥的效果。

關鍵詞：張家川縣；凝結芽孢桿菌；發酵飼料

1 背景

飼料是畜牧業的物質基礎。發展飼料生產，搞好飼料供應，對發展畜牧業生產，逐步改變人們的食物結構和改善人民生活具有重要意義[1]。張家川縣為甘肅省隴東南畜牧大縣，飼料品種豐富，粗飼料共有五類，農作物秸稈、農村釀造加工副產品、人工種植飼草、天然牧草、田間雜草和樹葉。精飼料包括三類，農作物籽實年產量55萬t、麩皮全市的年產量22.98萬t、各類油餅全市產量3.69萬t[1]。截至2022年底全縣牛存欄12.4萬頭，牛出欄5.43萬頭，肉類總產量0.85 萬t，農副產品11.68萬t。農業總產值21.47億元，農業增加值12.72億元[2]。為了增加張家川縣畜牧業產值和降本增效進行發酵飼料的研發與投入，發酵飼料可顯著降低肉牛育肥成本，提升肉牛養殖效益，而且菌渣豐富的營養成分，又可提升牛肉產品的效益，具有極大的推廣價值，將使發酵飼料成為全縣及周邊肉牛養殖場戶的理想飼料，助推張家川縣肉牛產業提質增效。

1.1 任務需求分析

張家川縣牧谷草業開發有限公司現建有發酵飼料生產線1條，實現年產量1 000 t的發酵目標，掌握獨有的發酵工藝技術一項，可降低生產成本，提高飼料的利用率和飼料的消化率。育肥牛的年出欄量達到1 000頭，讓肉牛提質增效，達到快速育肥的效果。目前公司已采購5 t的攪拌機一套、全自動上料機一套，生物飼料自動封口機一套，裝40 kg重的帶排氣閥發酵呼吸袋3 000個，引進凝結芽孢桿菌作為菌種，形成農副產物發酵飼料的多元化生產。根據生產實際形成生物發酵飼料相關的技術體系和標準，以提高牛羊生產性能和降低生產成本為目標，實現新型發酵飼料的規模化生產和應用。

1.2 技術需求分析

目前天水市飼料資源從源頭分為天然草場資源、人工種植飼草資源、農作物秸稈資源、農副產品飼料資源[1]，而發酵飼料正是這四種資源的整合和利用。當前面對國內外各種因素的影響，按照現有的技術需求選擇微生物發酵飼料進行生產：①目前我國飼料生產中的蛋白原料魚粉、肉骨粉、大豆的需求長期依賴國際市場，國內生產供應不足，致使飼料原料價格不斷上漲， 飼料成本不斷提高，已經成為制約我國畜牧業發展的重要因素；②當前農業生產的重心是牢牢守住18億畝耕地紅線，將中國人的糧食牢牢端在自己手里，基本農田只能種植糧食作物，通過微生物發酵技術將食用菌農副產物的資源再利用，可以節約大量的糧食資源，一定程度上緩解人畜爭地爭糧的矛盾；③在抗生素禁用的政策下，開展無抗高效的飼料添加劑乃至新型飼料，也符合生物安全需要，有利于人民健康。

2 凝結芽孢桿菌在發酵飼料中的應用

凝結芽孢桿菌是活菌制劑，主要可以用于腸道菌群失調的患病動物，起到調節胃腸道菌群的作用，可以促進有益菌的生長，并且對有害菌具有一定的抑制作用，起到調節胃腸道菌群，保護胃腸道的功效。可以用于由于腸道菌群失調所引起的急慢性腹瀉，也可以用于慢性便秘、腹脹，以及消化不良的患者。凝結芽孢桿菌是一個活菌制劑，因此不能夠放置于高溫處，并且應該避免與抗菌藥物同時使用，如果確實需要同時使用，應該至少間隔2～3 h。

2.1 發酵底物農副產物范圍

農副產物的發酵底物包括金針菇渣、玉米淀粉、花生殼、酒糟、醋渣和果渣、苜蓿粉、棉籽粕、菜籽粕等高抗營養因子農副產品。

2.2 發酵飼料的制作工藝

微生物發酵飼料的制作工藝，分為五個部分：①菌苗的激活擴繁，按照生產噸位的比例將凝結芽孢桿菌與紅糖配比1：2比例進行勾兌激活菌苗；②底物接種菌劑，按照生產噸位要求干物質占70%，水分占30%的生產技術要求將飼料原料與菌苗充分混合攪拌；③裝入呼吸袋中密封發酵3～7 d；④將發酵好的飼料按照每頭牛每次量2.5 kg的量進行投喂；⑤監測育肥效果。

2.3 選擇4種底物進行發酵試驗分析

按照需求選擇4種不同的底物將凝結芽孢桿菌作為菌種進行發酵試驗如下：

1）選擇金針菇渣作為底物進行發酵：金針菇渣1 000 kg，凝結芽孢桿菌1 kg，水300 L。

2）選擇玉米淀粉作為底物進行發酵：玉米淀粉1 000 kg，凝結芽孢桿菌1 kg，水300 L。

3）選擇酒糟作為底物進行發酵：酒糟1 000 kg，凝結芽孢桿菌1 kg，水300 L。

4）混合發酵：蟲草菌渣、金針菇渣、玉米淀粉、油餅渣、麩皮、酒糟、食鹽、少量微量元素、凝結芽孢桿菌。按比例調配，測量出干物質占比58%，水分占比42%。

試驗結論：選擇呼吸袋進行密封獨立包裝發酵7 d后，按照發酵環境溫度進行延期投喂，溫度越低發酵時間越長，發酵充分后給育肥成年母牛進行投喂，經過3個月的投喂試驗并與沒有投喂發酵飼料的成年母牛進行觀察試驗對比，投喂過發酵飼料的牛適口性好，采食量大，反芻次數增加，產生多種益生菌，有效地促進牛瘤胃蠕動，能夠幫助營養成分的吸收與利用，增強抗病能力，拉稀減少、牛舍氨氣臭味減少，毛色光亮，生長速度快，育肥效果顯著，試驗育肥成年母牛3個月后平均體重680 kg以上。

2.4 凝結芽孢桿菌發酵飼料產生經濟效益

利用現代畜牧業科學技術和當地資源優勢，開展食用菌生產副產物飼料化利用，將會促進肉牛產業的發展，同時菌渣的資源化再利用技術減少了農業方面造成的環境污染。由此說明，發展食用菌渣發酵產業，具有生態、經濟和社會三大效益。食用菌渣開發項目是一項集科研、開發、肉牛養殖、銷售為一體的產業化經營項目，直接影響帶動其他產業或行業發展。天水眾興菌業作為甘肅省兩大食用菌生產企業之一，具有大量的食用菌開發副產物可供利用。實施種養加結合的方式，通過養牛養殖利用飼草料，過腹還田，增加土壤有機質，改良土壤，提高農作物產量與質量。而發展肉牛產業，所需的精、粗飼料均來源于農產品和農副產品，經加工后再進行肉牛飼養，生產高品質、高檔次的牛肉，提高飼料的有效利用率和肉品的商品價值，形成農牧業的良性循環。食用菌渣的資源化利用，促進農業的發展，而且對農民的經濟收入將有較大幅度提高，將是養殖增收的重要舉措。

一是響應國家畜牧產業發展政策助推鄉村振興，積極開展農副產品資源化利用；二是開展生物發酵飼料在肉牛養殖中的應用，有效提高育肥效果；三是把呼吸袋應用于生物發酵飼料，徹底解決了固體發酵雜菌污染難以控制的技術難題；四是將凝結芽孢桿菌作為菌種進行發酵，添加有益菌，增加了瘤胃、腸道微生物數量，加速了飼料的降解，增加育肥效果，提升經濟效益；五是通過發酵，提高了飼料中的營養成分和粗纖維的降解，動物小腸對飼料的吸收得到充分的利用，增加牛適口性，含有多種有益微生物，如霉菌、酵母菌、細菌等可以補充有益菌，調節動物的微生態平衡。產生多種有益代謝物，可抑制和殺死飼料中的有害菌。增加了多種有益的酶和維生素，可提高動物機體免疫力，提高飼料的轉化率和利用率，減少疾病的發生，消除排泄物的臭味，節約飼料成本，減少飼養周期，出欄率提高，增加經濟效益。

3 總結

對引進的凝結芽孢桿菌經過4種型號不同配方的發酵，進行數據比對和育肥效果比對，試驗出一種配比最優、育肥效果顯著、發酵理想的技術配方，形成生產工藝推廣應用。筆者認為生物發酵飼料生產目前并非主流生產模式，生產存在諸多方式，如發酵益生菌的選擇、用量、發酵時限等不夠完善，均是影響本項目的主要因素。目前，生產發酵飼料存在的主要問題：①復合菌種的選擇問題；②發酵底物的選擇，是單一發酵還是復合發酵；③發酵工藝的改進提高方面；④企業自己生產發酵菌種的質量；⑤大規模生產采用呼吸袋技術還是發酵池的選擇；⑥各種農副產品的營養成分，以及品質控制；⑦發酵飼料的飼喂量，是否能夠替代部分蛋白質或者能量飼料。今后的工作重點將是建立自己的有益菌培養體系和生產，努力提高菌種選育水平，開發益生菌、酶制劑等多種形式的生物飼料，大力開展飼喂試驗和推廣，提高產品效能和質量。此文章是筆者在生產實踐中的總結，有不妥之處望專家指正。

參考文獻：

[1] 田富忠.天水市畜牧獸醫志[M].蘭州：甘肅文化出版社，2013.

[2] 張家川縣統計局.張家川縣2022年國民經濟和社會發展統計公報[EB/OL]. （2023-04-28）[2023-10-20].https：//www.zjc.gov.cn/info/1291/697501.htm.