農(nóng)作物秸稈混合青貯優(yōu)化研究

apple12151007 · 發(fā)表于 2010-9-15 13:33:40

　　農(nóng)作物秸稈混合青貯優(yōu)化研究

　　吳進(jìn) 東

　　( 皖西學(xué)院化生系安徽六安 237012 )

　　摘要：為了研究綠汁發(fā)酵液和乳酸菌對農(nóng)作物秸稈混合青貯品質(zhì)的影響，試驗(yàn)選用乳酸菌制劑、稀釋5倍綠汁發(fā)酵液、稀釋20倍的綠汁發(fā)酵液作為試驗(yàn)因素,用量分別為0.5L/t、2.5L/t、2.5L/t。60d后對開封的青貯飼料進(jìn)行感官鑒定和實(shí)驗(yàn)室鑒定。結(jié)果表明：添加不同稀釋度的綠汁發(fā)酵液或乳酸菌制劑顯著地降低了青貯飼料的pH值以及乙酸、丁酸、氨態(tài)氮含量，顯著提高了乳酸、粗蛋白、可溶性碳水化合物的含量，中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量差異不顯著?？傊?，試驗(yàn)三處理均顯著提高青貯品質(zhì)，三處理之間差異不顯著。在生產(chǎn)中推薦使用稀釋5-20倍的綠汁發(fā)酵液?！　?/P>

關(guān)鍵詞：綠汁發(fā)酵液，乳酸菌，農(nóng)作物秸稈，混合青貯，發(fā)酵品質(zhì)　　

Optimization Study on the Mixture Silage 　　of Several Crop Straws 　　WU Jin-dong 　　(Biochemistry Department, West Anhui University, Lu’an, 237012) 　　Abstract: In order to study effects of previous fermented juice(PFJ) and Lactobacillus on fermentation quality of several crop straws mixture silage, Lactobacillus、the PFJ diluted with 5 times、the PFJ diluted with 20 times were selected as additives and their dosages were 0.5L/t、2.5L/t、2.5L/t respectively. Sense assessment and laboratory evaluation were carried on the mixture silage after sealed fermentation for 60 days. The results showed that the pH and the acetic acid、butyric acid、ammonia nitrogen content of the mixture silage decreased significantly and lactic acid、crude protein、water soluble carbohydrate content of the mixture silage increased significantly with the dilution PFJ or Lactobacillus; the neutral-detergent fiber、acid-detergent fiber content were not affected. Comprehensively considering, there were insignificant difference of the fermentation quality of the mixture silage among 3 treatments and they increased the fermentation quality. The PFJ whose diluted times from 5 to 20 were recommended to application. 　　Key words: previous fermented juice, Lactobacillus, crop straws, mixture silage, fermentation quality 　　

隨著我國農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展以及種植結(jié)構(gòu)的改變，農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量大幅增加，全國年產(chǎn)農(nóng)作物秸稈約6億多t，主要有玉米秸、麥秸、稻草、豆秸、紅薯藤、花生秧等。但農(nóng)作物秸稈在自然條件下是一種劣質(zhì)飼料，粗纖維含量高，可消化利用營養(yǎng)成分低，有些秸稈質(zhì)地粗硬，適口性差，采食率極低，這些決定了農(nóng)作物秸稈不能被有效利用。有研究表明，對秸稈采用添加劑進(jìn)行青貯，能夠分解木質(zhì)素，降低粗纖維含量，提高營養(yǎng)價值，增強(qiáng)適口性，提高利用率，達(dá)到減少資源浪費(fèi)的目的[1-4]。為了擴(kuò)大青貯原料來源，提高農(nóng)作物秸稈青貯品質(zhì)，試驗(yàn)通過對農(nóng)村常見且數(shù)量較大的農(nóng)作物秸稈使用一些青貯添加劑進(jìn)行混合青貯試驗(yàn)，以期找到一種方便實(shí)用的添加劑進(jìn)行農(nóng)作物秸稈青貯調(diào)制，為畜牧業(yè)的發(fā)展，農(nóng)民的增收做出貢獻(xiàn)，同時也為農(nóng)村秸稈利用找尋出路，減少秸稈焚燒引起的污染?！　?/P>

1 材料與方法　　

1.1 材料　　

1.1.1青貯原料　　

玉米秸稈為蠟熟期夏播玉米(品種掖單4號)，含水率72.4%;花生秧在收花生(品種寶豐)前2-3天，割下地上部分進(jìn)行青貯，莖葉青綠，質(zhì)量較好;甘薯藤(品種大紅袍)收割時含水量較高，收后晾曬1-2天，使水分減少到75%左右，再進(jìn)行青貯。青貯原料清潔新鮮、無泥土夾雜，剔除過于枯老以及霉變的部分。青貯原料各組成的營養(yǎng)成分見表1?！　?/P>

表1 青貯原料的營養(yǎng)成分　　

Table 1 Nutrient contents of crop straws

指標(biāo)

干物質(zhì)**

粗蛋白*

可溶性碳

水化合物*

中性洗滌

纖維*

酸性洗滌

纖維*

粗灰分*

原料

28.1±2.1

8.7±0.7

22.4±1.9

47.6±3.5

28.7±2.6

8.6±0.8

　　注：**表示“/鮮重%”，*表示“/干物質(zhì)%”，F(xiàn)M表示青貯原料的鮮重;DM表示青貯原料的干物質(zhì)重;下同。　　Note: **is “/FM%”，*is“/DM%”，F(xiàn)M ,fresh matter; DM，dry matter; the same as below. 　　

1.1.2 添加劑　　

供試添加劑為：乳酸菌制劑Pioneer brand，美國Pioneer Hi –bred International公司,每g約為1.0×109菌落形成單位(Colony Forming-Unit，CFU)。稀釋度為5倍綠汁發(fā)酵液(Previous Fermented Juice， PFJ)的制備：甘薯藤刈割后，立即帶回室內(nèi)，切碎。用甘薯藤5倍的蒸餾水打漿，浸泡0.5h，兩層粗紗布過濾。以濾液的2%添加蔗糖，混勻后，裝5L玻璃瓶中，密封，避光，30℃發(fā)酵48h,每g約為2.6×108菌落形成單位(CFU)。稀釋度為20倍綠汁發(fā)酵液(PFJ)制備：原料切碎至lcm后，加20倍的蒸餾水，用粗紗布裹封，放入20L塑料瓶內(nèi)，加2%蔗糖，滴加食用白米醋，調(diào)節(jié)發(fā)酵原液pH至4.2，密封發(fā)酵48h,每g約為1.7×108菌落形成單位(CFU)?！　?/P>

1.2 試驗(yàn)設(shè)計　　試驗(yàn)采用單因素四水平五重復(fù)的完全隨機(jī)設(shè)計。試驗(yàn)因素為添加劑，四個處理分別為：對照(CK)、稀釋度為5倍綠汁發(fā)酵液(A) 、稀釋度為20倍綠汁發(fā)酵液(B) 、乳酸菌添加劑(C)。青貯原料組成比例(花生秧：甘薯藤：玉米秸稈)為1：1：2。青貯試驗(yàn)處理見表2?！　?/P>

1.3 試驗(yàn)方法　　

1.3.1 青貯料的制作　　

2006年9月23日，將20個容量為10L的圓柱形塑料桶經(jīng)濃度為0.1%的高錳酸鉀溶液浸泡消毒后,晾干備用。將三種青貯原料分別單獨(dú)進(jìn)行機(jī)械切割，揉切至3-5cm長，按質(zhì)量組成比例搭配，并混拌均勻，將各種添加劑溶液按量分別均勻噴灑在原料上,裝入塑料桶中,乳酸菌組要另外添加2L/t的水，對照組添加2.5L/t的水以使各組添加水量相等。青貯時桶底先鋪上一層3cm的糠麩方便吸水，壓實(shí)后蓋上外蓋,并用石蠟封口, 貼上標(biāo)簽，然后將青貯桶在常溫20- 25℃貯存，60d后開封?！　?/P>

1.3.2青貯品質(zhì)的分析　　

1.3.2.1 感官鑒定按德國農(nóng)業(yè)協(xié)會(DLG)青貯品質(zhì)感官評分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評定[5]。　　

1.3.2.2 實(shí)驗(yàn)室評定取青貯料樣品20g，加入180ml蒸餾水，攪拌均勻，靜置24 h，用PHS-3C酸度計測定青貯料浸出液的pH值[6];乳酸(LA)含量測定是用鎢酸、硫酸銅和氫氧化鈣處理后，用比色法測定乳酸含量[7];用SQ206氣相色譜儀測定浸出液的揮發(fā)性脂肪酸(VFA)乙酸(AA)、丁酸(BA)的含量[8]，并用弗氏(Fleig)評分法評分[9];氨態(tài)氮(NH3-N)和粗蛋白質(zhì)(CP)的含量用凱氏定氮法測定;中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)采用范氏(Van Soest)測定方法[10]。干物質(zhì)(DM)是用烘干法測定，在105 ℃下烘8h [11]?！　?.3.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析用SPSS12.0和DPS統(tǒng)計軟件進(jìn)行方差分析和多重比較。　　

2 結(jié)果與分析　　

2.1青貯料的感官鑒定　　

表2 試驗(yàn)處理和青貯飼料的感官鑒定(德國農(nóng)業(yè)協(xié)會DLG評分) 　　

Table 2 Treatments of experiment and Sense assessment of the mixture silage (DLG)

處理	CFU /g	添加量L/t	感官鑒定	DLG評分（等級）
CK	－	－	刺鼻酸味濃,香味淡，少許丁酸臭味；莖葉結(jié)構(gòu)保存較差；略有變色，褐色。	13（中）
A	2.6×108	2.5	酸香可口，無丁酸臭味；莖葉結(jié)構(gòu)保存良好；色澤近原色，黃綠	20（優(yōu)）
B	1.7×108	2.5	酸香可口，無丁酸臭味；莖葉結(jié)構(gòu)保存良好；色澤近原色，黃褐	16（優(yōu)）
C	1.0×109	0.5	酸香可口，無丁酸臭味；莖葉結(jié)構(gòu)保存良好；色澤近原色，青綠。	20（優(yōu)）

　　感官上根據(jù)德國農(nóng)業(yè)協(xié)會(DLG)青貯飼料質(zhì)量評分法來看，綜合青貯飼料嗅覺、結(jié)構(gòu)、色澤三項(xiàng)得分給出評定結(jié)果見表2：處理A、B、C為“優(yōu)”等級;對照組為“中”等級。綜合分析，各添加劑處理均顯著提高了青貯飼料品質(zhì);稀釋度為20倍綠汁發(fā)酵液處理色澤微變，但仍屬優(yōu)等;對照組屬中等?！　?/P>

2.2青貯料的試驗(yàn)室鑒定　　2.2.1不同處理對青貯飼料pH值的影響　　青貯飼料pH值的高低反映其發(fā)酵品質(zhì)，優(yōu)良青貯飼料的pH值應(yīng)在4.2以下。由表3的pH值可以發(fā)現(xiàn)，處理A、B、C 達(dá)到優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)一步對pH值進(jìn)行方差分析和多重比較其差異得出，試驗(yàn)三處理均顯著低于對照組，三處理之間差異不顯著。青貯本質(zhì)是通過乳酸發(fā)酵抑制有害微生物活動，從而保存飼料營養(yǎng)。當(dāng)青貯原料本身含糖量不足，乳酸發(fā)酵難以產(chǎn)生足夠的乳酸，不易于青貯時，可以使用添加劑提高青貯品質(zhì)。試驗(yàn)中添加乳酸菌制劑、5倍稀釋度的綠汁發(fā)酵液、20倍稀釋度的綠汁發(fā)酵液均可為發(fā)酵過程提供有效活菌種，促進(jìn)發(fā)酵，進(jìn)而降低pH值?！　?.2.2不同處理對青貯飼料有機(jī)酸含量及弗氏(Fleig)評分的影響　　在各種有機(jī)酸中，乳酸、乙酸和丁酸含量是衡量青貯飼料品質(zhì)的三個重要指標(biāo)。乳酸是由乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)生，一般來說乳酸含量越高青貯品質(zhì)越好。乙酸是一種揮發(fā)性有機(jī)酸，是大腸桿菌等發(fā)酵糖分的主要產(chǎn)物，主要產(chǎn)生在發(fā)酵初期。丁酸，也是一種揮發(fā)性有機(jī)酸，具有難聞的氣味，使青貯料發(fā)臭，降低營養(yǎng)價值，一般在青貯后期由酪酸菌發(fā)酵產(chǎn)生，發(fā)生丁酸發(fā)酵的飼料，青貯品質(zhì)較差。有機(jī)酸構(gòu)成可以反映青貯發(fā)酵過程的好壞。該指標(biāo)可以采用世界通用的修訂后的弗氏(Fleig)評分法進(jìn)行評分，結(jié)果見表3。以弗氏(Fleig)評分評定青貯飼料質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)來看，試驗(yàn)中處理A、B、C評分分別為93、88、95，均超過80分，為“優(yōu)”等級，對照處理評分54分，為“可”等級。處理A、B、C的乳酸占總酸比值顯著高于對照組，分別比對照增加25.9%、20.7%、29.3%，三處理間差異不顯著;處理A、B、C的乙酸占總酸比值含量顯著低于對照組，分別比對照降低29.4%、23.5%、35.3%，三處理間差異不顯著;處理A、B、C的丁酸占總酸比值為0，對照組為3.0%。對各處理有機(jī)酸和弗氏(Fleig)評分進(jìn)行方差分析和多重比較其差異所得結(jié)論與2.2.1基本一致，試驗(yàn)三處理的青貯品質(zhì)均顯著優(yōu)于對照組，三處理之間差異不顯著。究其原因，添加乳酸菌制劑和綠汁發(fā)酵液后，乳酸菌主導(dǎo)發(fā)酵過程，以同型發(fā)酵為主，抑制霉菌的活動，提高青貯飼料中乳酸含量，降低乙酸、丁酸含量?！　?/P>

表3 青貯飼料試驗(yàn)室鑒定　　

Table 3 Laboratory evaluation of the mixture silage

指標(biāo)	對照組CK	稀釋5倍綠汁發(fā)酵液A	稀釋20倍綠汁發(fā)酵液B	乳酸菌制劑C
pH值	4.62±0.40b	3.96±0.43a	4.08±0.42a	3.89±0.31a
乳酸/總酸％	58±4.6b	73±4.2a	70±5.1a	75±4.4a
乙酸/總酸％	34±2.2a	24±2.5b	26±2.8b	22±1.9b
丁酸/總酸％	3.0±0.6a	0	0	0
弗氏（Fleig）評分	54±3.7	93±4.1	88±5.2	95±3.6
氨態(tài)氮/總氮％	12.9±2.1b	5.1±2.4a	5.6±1.6a	4.8±1.9a
粗蛋白*	7.8±0.6b	8.7±0.6a	8.5±0.7a	8.8±0.8a
可溶性碳水化合物*	20.1±1.1b	22.8±3.1a	22.7±3.1a	22.1±2.5a
中性洗滌纖維*	47.8±4.0a	48.1±4.5a	47.9±4.2a	48.1±3.4a
酸性洗滌纖維*	29.2±4.3a	28.7±3.4a	28.9±4.1a	29.0±3.8a

　　注：同列不同小寫字母間平均數(shù)差異顯著(P<0.05)?！　?/P>

Note: Means in the same columns with a different letters represent significant difference (P<0.05). 　　

2.2.3 不同處理對青貯飼料氨態(tài)氮/總氮(NH3-N/TN%)的影響　　氨態(tài)氮與總氮的質(zhì)量比，反映了青貯飼料中蛋白質(zhì)和氨基酸分解的程度，因?yàn)檎Ｇ噘A料中蛋白質(zhì)只分解至氨基酸，氨存在則表示有腐敗現(xiàn)象，該值越大說明蛋白質(zhì)和氨基酸分解越多，意味著青貯飼料品質(zhì)不佳[9]。由表3得：處理A、B、C評價等級為優(yōu)，對照處理評價等級為良，處理A、B、C的氨態(tài)氮與總氮比例顯著低于對照組，分別比對照降低61.5%、56.6%、62.8%，三處理間差異不顯著。氨態(tài)氮主要是由梭菌等腐敗菌分解，乳酸菌制劑、稀釋5倍綠汁發(fā)酵液、20倍的綠汁發(fā)酵液都能促進(jìn)乳酸發(fā)酵，使pH值迅速下降，有利于抑制梭菌等腐敗菌活動，從而減少氨態(tài)氮產(chǎn)生。　　

2.2.4不同處理對青貯飼料各營養(yǎng)成分含量的影響　　

處理A、B、C的粗蛋白含量顯著高于對照組，分別比對照增加11.2%、10.9%、11.3%，三處理間差異不顯著; 處理A、B、C的可溶性碳水化合物含量顯著高于對照組，分別比對照提高11.3%、11.3%、11.0%，三處理間差異不顯著。處理A、B、C與對照組的中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維含量差異不顯著。表明添加乳酸菌制劑和綠汁發(fā)酵液，乳酸發(fā)酵充分進(jìn)行，且以同型發(fā)酵為主，從而有效地保存了蛋白質(zhì)，可溶性碳水化合物，提高青貯飼料品質(zhì)。一般農(nóng)作物秸稈上攜帶的乳酸菌數(shù)都不足，且多為不良菌種，水溶性碳水化合物含量也不足，往往不能進(jìn)行有效的乳酸發(fā)酵，且多為異型發(fā)酵，加大了蛋白質(zhì)，可溶性碳水化合物的損失。添加乳酸菌和綠汁發(fā)酵液可以使附著在農(nóng)作物秸稈表面的乳酸菌群增值，作為乳酸發(fā)酵的啟動因子，迅速提高青貯料中的乳酸含量，降低pH值，抑制有害微生物對發(fā)酵底物的競爭，使原料的營養(yǎng)物質(zhì)較多地被保留下來?！　?/P>

3 結(jié)論與討論　　

3.1 綜合結(jié)果與分析中對青貯飼料各指標(biāo)的分析，試驗(yàn)中添加乳酸菌制劑、稀釋5倍綠汁發(fā)酵液、20倍的綠汁發(fā)酵液處理的青貯品質(zhì)均顯著優(yōu)于對照組，三添加劑處理之間差異不顯著。稀釋5-20倍綠汁發(fā)酵液在生產(chǎn)中能夠象乳酸菌制劑一樣發(fā)揮其促進(jìn)乳酸發(fā)酵，顯著改善青貯發(fā)酵品質(zhì)的作用。綠汁發(fā)酵液(PFJ)取材方便，制作簡單，在生產(chǎn)中具有較好的可操作性和推廣價值?！?.2 試驗(yàn)如有可能，應(yīng)再結(jié)合動物試驗(yàn)來綜合評判青貯飼料的適口性消化率等指標(biāo)，以使評定結(jié)果更為客觀準(zhǔn)確，為今后農(nóng)作物青貯技術(shù)提供科學(xué)依據(jù)?！　?/P>

3.3將農(nóng)作物秸稈混合青貯，在青貯發(fā)酵處理過程中，由于農(nóng)作物秸稈間水分、滲出的營養(yǎng)物質(zhì)互相調(diào)劑，使青貯易于成功;同時，可以改善秸稈適口性和提高秸稈的營養(yǎng)價值?！　?/P>

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吳進(jìn)東(1974-)，男，漢族，現(xiàn)為皖西學(xué)院化生系講師，植物學(xué)碩士，主要從事草業(yè)科學(xué)方面的教研工作。