玉米秸稈揉絲微貯與傳統(tǒng)青貯飼料發(fā)酵過程中pH和微生物的變化

程銀華，雷雪芹，徐廷生，王青青，田英申

(1 河南科技大學 動物科技學院，河南 洛陽471003；2 西安新天地草業(yè)有限公司，陜西 臨潼 710605)

隨著畜牧業(yè)的快速發(fā)展，飼料不足已成為限制畜牧業(yè)持續(xù)發(fā)展的重要因素。玉米秸稈作為我國重要的秸稈資源，年產(chǎn)量可達2.65億t以上[1]。但由于玉米秸稈粗蛋白含量低、粗纖維含量高、干物質(zhì)消化率低、適口性差等原因，限制了其在畜牧業(yè)中的利用。因此，建立一種安全有效的玉米秸稈資源利用方法顯得尤為重要。在新型玉米秸稈揉絲微貯飼料生產(chǎn)過程中，將傳統(tǒng)的橫向鍘切改為縱向拉絲、揉搓，破壞了玉米秸稈表面的硬質(zhì)莖節(jié)，使秸稈呈柔軟的草絲狀，同時加入秸稈生物貯料調(diào)制劑，經(jīng)密閉厭氧發(fā)酵，降低了飼料的pH，抑制了有害微生物的活動，防止原料中的養(yǎng)分分解從而延長了保存期。目前，我國的玉米秸稈揉絲微貯技術(shù)正在逐步興起。張靜[2]通過西安一家公司在吉林、寧夏和陜西省臨潼、徑陽、寶雞等地的大量試驗表明，使用玉米秸稈微生物揉絲飼草技術(shù)，可使奶牛日增產(chǎn)奶量達 3～5 kg，肉牛日增質(zhì)量達 0.5 kg，為養(yǎng)殖戶增加了經(jīng)濟效益。

本試驗在前人對玉米秸稈揉絲微貯飼料與傳統(tǒng)青貯飼料成分進行全面對比分析的基礎上[3]，探討發(fā)酵過程中玉米秸稈揉絲微貯飼料和傳統(tǒng)青貯飼料中pH和微生物數(shù)量的變化規(guī)律，旨在為玉米秸稈飼料的生產(chǎn)提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

縱向拉絲、揉搓和橫向鍘切的玉米秸稈均采自河南洛陽市孟津犇犇犇奶牛養(yǎng)殖專業(yè)合作社；秸稈生物貯料調(diào)制劑購自西安新天地草業(yè)有限公司，為復合微生態(tài)制劑，有效成分為益生活干菌，益生菌總數(shù)≥5×107g-1。

1.2 玉米秸稈揉絲微貯與傳統(tǒng)青貯飼料的制作及試驗設計

揉絲微貯飼料是在縱向拉絲、揉搓的玉米秸稈中加入秸稈生物貯料調(diào)制劑(每千克秸稈加秸稈生物貯料調(diào)制劑0.5 g)后裝入1 L瓶內(nèi)貯存，而傳統(tǒng)青貯飼料是將橫向鍘切的玉米秸稈直接裝入瓶內(nèi)貯存。每種飼料分別做70瓶，并將瓶內(nèi)秸稈壓實密封，實驗室室溫避光保存?zhèn)溆谩?/p>

分別在裝瓶前(第0天)及裝瓶完成后的第1，2，3，5，6，7，8，9，10，11，12，15，16，18，20，22，26，28，30和35天，取樣檢測各樣品的pH值以及乳酸菌、酵母菌和霉菌數(shù)量，每次從揉絲微貯和傳統(tǒng)青貯飼料中各取3瓶，且每瓶樣品均設3個重復。

1.3 試驗方法

1.3.1 pH測定 稱取樣品10 g，再加入90 mL蒸餾水，在5 ℃條件下靜置0.5 h，待其充分浸泡后，用電子酸度計進行測定。

1.3.2 乳酸菌數(shù)量測定 采用MRS培養(yǎng)基[4]，分別接種10-6，10-7，10-8，10-94個稀釋梯度的懸浮液，將接種好的培養(yǎng)皿于37 ℃培養(yǎng)72 h后，選取MRS培養(yǎng)基上光滑、圓形的灰白色菌落進行乳酸菌計數(shù)。

1.3.3 酵母菌和霉菌數(shù)量測定 采用孟加拉紅培養(yǎng)基[5]，分別接種10-1，10-2，10-3,10-44個稀釋梯度的懸浮液，于(28±1) ℃培養(yǎng)48 h后，選取孟加拉紅培養(yǎng)基上濕潤、光滑、不透明、比細菌大而厚的菌落進行酵母菌計數(shù)；同時選取菌絲細長、菌落疏松呈絨毛狀、蜘蛛網(wǎng)狀、棉絮狀菌落進行霉菌計數(shù)。

1.3.4 統(tǒng)計分析 數(shù)據(jù)用EXCEL 2007和SPSS 17.0 軟件進行統(tǒng)計與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 玉米秸稈揉絲微貯和傳統(tǒng)青貯飼料發(fā)酵過程中pH的變化

pH是評價微貯和青貯飼料品質(zhì)最簡單且最重要的指標，pH值越低，酸度越大，則說明飼料得到了很好的保存。揉絲微貯和傳統(tǒng)青貯飼料發(fā)酵過程中的pH變化見圖1。

圖1 玉米秸稈揉絲微貯和傳統(tǒng)青貯飼料發(fā)酵過程中pH的變化

由圖1可知，隨著揉絲微貯和傳統(tǒng)青貯飼料發(fā)酵時間的延長，2種飼料的pH在發(fā)酵初期均迅速下降，揉絲微貯和傳統(tǒng)青貯飼料在發(fā)酵第3天時pH下降到了4.5以下，達到良好飼料的pH標準[6]。發(fā)酵后揉絲微貯飼料的pH下降較快，也比較平穩(wěn)，35 d時pH較低，而傳統(tǒng)青貯飼料的pH在發(fā)酵過程中有些波動，35 d時其pH高于揉絲微貯飼料。

2.2 玉米秸稈揉絲微貯和傳統(tǒng)青貯飼料發(fā)酵過程中微生物數(shù)量的變化

玉米秸稈揉絲微貯和傳統(tǒng)青貯飼料發(fā)酵過程中微生物的數(shù)量變化見表1。

2.2.1 乳酸菌 由表1可知，在發(fā)酵初期，玉米秸稈揉絲微貯飼料中的乳酸菌數(shù)量迅速增加，在第5天達到第1個高峰，乳酸菌數(shù)量為5.58×1011CFU/g；然后隨發(fā)酵時間的延長逐漸下降并趨于平緩，至第11天出現(xiàn)第2個高峰，乳酸菌數(shù)量為 2.80×1011CFU/g，之后乳酸菌數(shù)量總體呈降低趨勢，到微貯發(fā)酵第20天時乳酸菌數(shù)量為7.12×109CFU/g，此后飼料中的乳酸菌數(shù)量基本趨于穩(wěn)定。傳統(tǒng)青貯飼料乳酸菌數(shù)量在發(fā)酵第6天出現(xiàn)高峰，乳酸菌數(shù)量為8.00×1010CFU/g，然后隨發(fā)酵時間的延長乳酸菌數(shù)量逐漸下降，至第12天出現(xiàn)第2個高峰，乳酸菌數(shù)量為2.17×1010CFU/g，之后乳酸菌數(shù)量總體呈降低趨勢，到第22天時乳酸菌數(shù)量為6.77×108CFU/g，乳酸菌數(shù)量開始趨于穩(wěn)定。

表1 玉米秸稈揉絲微貯和傳統(tǒng)青貯飼料發(fā)酵過程中微生物數(shù)量的變化

2.2.2 酵母菌 由表1可知，隨著發(fā)酵時間的延長，玉米秸稈揉絲微貯飼料酵母菌數(shù)量總體呈下降趨勢，到第26天之后檢測不到酵母菌的存在。傳統(tǒng)青貯飼料在發(fā)酵1 d后酵母菌數(shù)量迅速增加，之后隨發(fā)酵時間延長呈下降趨勢，到第30天之后檢測不到酵母菌的存在。

2.2.3 霉 菌 由表1可知，隨著發(fā)酵時間的延長，玉米秸稈揉絲微貯和傳統(tǒng)青貯飼料霉菌數(shù)量均迅速減少，到第3天之后幾乎檢測不到霉菌的存在。

3 討 論

3.1 玉米秸稈揉絲微貯和傳統(tǒng)青貯飼料發(fā)酵過程中pH 的變化

pH能反映青貯飼料是否得到了很好的保存以及其被腐敗菌分解的程度[7]，品質(zhì)優(yōu)良的青貯飼料pH為3.8～4.5[6]。本試驗中，玉米秸稈揉絲微貯飼料的pH在貯存發(fā)酵的第6天便降到4.0以下，然后穩(wěn)定在3.8左右，飼料保存發(fā)酵效果較好。這是由于揉絲微貯飼料中加入了秸稈生物貯料調(diào)制劑，使飼料中分解纖維的菌數(shù)增加，降低了pH值，從而抑制了飼料中有害微生物(腐敗菌、酵母菌、丁酸菌等)的生長繁殖。在整個發(fā)酵過程中，傳統(tǒng)青貯飼料的pH一直高于揉絲微貯飼料。

3.2 玉米秸稈揉絲微貯和傳統(tǒng)青貯飼料發(fā)酵過程中乳酸菌、酵母菌和霉菌數(shù)量的變化

在青貯飼料發(fā)酵過程中，乳酸菌是起主要作用的有益微生物，可在厭氧狀態(tài)下將原料中的糖類轉(zhuǎn)化為乳酸。本試驗表明，玉米秸稈揉絲微貯飼料的pH下降很快，在第3 天時便降到4.5以下，為乳酸菌發(fā)揮作用提供了良好條件。本試驗中，玉米秸稈揉絲微貯和傳統(tǒng)青貯飼料中的乳酸菌數(shù)量共出現(xiàn)了2次升降變化，最后趨于穩(wěn)定，這與張慧杰[8]對飼草青貯過程中乳酸菌數(shù)量變化的研究結(jié)果相似。

在玉米秸稈揉絲微貯和傳統(tǒng)青貯飼料發(fā)酵過程中，酵母菌起著非常重要的作用。酵母菌是一種單細胞兼性厭氧真菌，在厭氧條件下，其利用原料中的糖類發(fā)酵生成乙醇和CO2，使飼料具有酒香味。陳耀欽[9]研究表明，酵母菌能夠提高奶牛的產(chǎn)奶量，調(diào)節(jié)瘤胃微生物、pH和揮發(fā)性脂肪酸等。但是在青貯飼料發(fā)酵過程中酵母菌劇烈活動是不利的，其可能會導致青貯飼料發(fā)生二次發(fā)酵。本試驗中，揉絲微貯飼料和傳統(tǒng)青貯飼料的酵母菌數(shù)量總體呈下降趨勢，但傳統(tǒng)青貯飼料在發(fā)酵1 d后酵母菌數(shù)量出現(xiàn)上升，此結(jié)果與楊云貴等[10]對玉米帶穗青貯過程中酵母菌數(shù)量變化的研究結(jié)果相似。

霉菌是導致發(fā)酵飼料好氣性變質(zhì)的主要微生物。霉菌常存在于飼料的表層和邊緣與空氣接觸的部分，一般多采用降低pH值和保證厭氧環(huán)境來抑制霉菌的生長。據(jù)報道，全世界每年約有 1/4的谷物和飼料原料被霉菌毒素污染而變色、變味或結(jié)塊，導致適口性下降，嚴重降低了飼料的營養(yǎng)價值[11]。因此，青貯飼料中的霉菌數(shù)量越少越好，消失的時間越早越好。本試驗中，揉絲微貯和傳統(tǒng)青貯飼料中的霉菌數(shù)量均隨發(fā)酵時間的延長而迅速減少，且均在第3天后幾乎檢測不到霉菌的存在。

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