蒙脫石的添加對玉米秸稈青貯飼料品質(zhì)的影響

宋朝霞，徐榮敏，范 玲，植加雄，曹曉磊，劉帥霞

（河南工程學院 資源與環(huán)境學院，河南鄭州451191）

我國每年產(chǎn)生的農(nóng)作物秸稈高達9億t，其中大部分直接被丟棄或被違規(guī)焚燒，不僅浪費了資源也造成了環(huán)境污染。如果能合理利用秸稈制作出高品質(zhì)的青貯飼料將在一定程度上緩解我國飼草供應短缺的現(xiàn)狀，同時能解決秋冬季節(jié)干草營養(yǎng)成分不足、適口性差的問題。

近年，青貯飼料已成為各國發(fā)展畜牧業(yè)的重要手段。為縮短青貯發(fā)酵時間，提高青貯飼料的品質(zhì)，可根據(jù)需要在青貯處理前向體系中添加某些添加劑（王興剛，2013）。蒙脫石常被作為動物飼料添加劑來使用，其對消化道內(nèi)的致病菌及其產(chǎn)生的毒素等有強烈的吸附作用；蒙脫石還能夠起到預防和治療畜禽腹瀉、增強禽畜對疾病的抵抗力等作用。蒙脫石的使用方法通常是將其按照一定比例添加到飼料中攪拌均勻后對動物進行喂食或是與水混合對禽畜進行灌服。目前，鮮見有將蒙脫石作為青貯添加劑的報道。

本研究利用市面上購買的青貯菌源和蒙脫石對玉米秸稈進行青貯處理。在青貯過程中，以飼料的分析與檢測為主，感官評價為輔的方法來確定飼料的品質(zhì)。

1 材料與方法

1.1 材料及處理 將刈割的玉米秸稈在陽光下晾曬適當時間，保證原料含水率維持在65%左右，用剪刀剪至長度為2～3 cm備用。

木聚糖酶Ⅰ型發(fā)酵菌源和蒙脫石均為市面上購買的常規(guī)原料，其中木聚糖Ⅰ型發(fā)酵菌源活菌≥2×108cfu/kg。

1.2 青貯飼料的制作 木聚糖酶Ⅰ型發(fā)酵菌源的用量參照使用說明書，按1000 kg玉米秸稈添加250 g青貯菌源的比例進行添加 （發(fā)酵袋標記為1#）；另一袋玉米秸稈除添加青貯菌源外，按1000 kg玉米秸稈添加800 g蒙脫石的比例進行蒙脫石的添加（發(fā)酵袋標記為2#）。將原料和添加劑充分混合均勻，裝入發(fā)酵袋中，人工壓實發(fā)酵袋，待空氣排凈后封好密封條，將發(fā)酵袋置于光照培養(yǎng)箱中25℃發(fā)酵（張平定，2005），直至青貯飼料制備完成（發(fā)酵時間為25～30 d）。

1.3 青貯飼料分析與檢測

1.3.1 青貯飼料的感官評價 發(fā)酵結(jié)束后，對青貯飼料從顏色、氣味和飼草結(jié)構(gòu)質(zhì)地方面進行感官評價。

1.3.2 飼料含水率的測定 將試樣放置在103℃的電熱鼓風干燥箱中，干燥至恒重，通過測量青貯飼料干燥前后的質(zhì)量即可計算出含水率。

1.3.3 飼料pH的測定 取10 g青貯飼料加入20 mL水中，蓋緊蓋子置于冰箱中浸提24 h，對浸提液進行抽濾后用pH計進行測定（張磊，2010）。

1.3.4 飼草中可溶性糖含量的測定 采用優(yōu)化的蒽酮比色法測定飼草中可溶性糖的含量 （李曉旭等，2013）。

1.3.5 飼草中有機酸的測定 有機酸的提?。悍Q取5 g待測試樣置于離心管中，加入30 mL超純水并加入H2SO4酸化使pH＜2，蓋緊蓋子，于 4℃浸提 24 h（傅彤等，2013）。

氣相色譜法測定條件：取一定量的浸提液于離心管中，在14000 r/min條件下離心10 min，取上清液過有機濾膜進行GC分析。檢測條件為：色譜柱為 HP-FFAP（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；檢測器為FID；程序升溫；進樣口溫度與檢測器溫度均為250℃；分流比為10：1；色譜柱流量與尾吹氣流量分別為1.0 mL/min與30 mL/min；氫氣與空氣流量分別為47 mL/min和400 mL/min。

1.3.6 飼草中粗蛋白質(zhì)的測定 飼草中粗蛋白質(zhì)的檢測采用凱氏定氮法，測出樣品中氮含量，將結(jié)果乘以換算系數(shù)6.25，即可計算出粗蛋白質(zhì)的含量（陳桂銀等，2013）。采用常量凱氏定氮裝置，為防止產(chǎn)生倒流現(xiàn)象，將其中的冷凝管替換為球形冷凝管（王水生，2006）。

1.3.7 掃描電鏡分析 將玉米秸稈置于烘箱中40℃烘干8 h后取出存入密封袋備用。掃描分析前將烘干的玉米秸稈剪成條狀，粘在導電膠上，抽真空后用掃描電鏡進行成像分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同青貯方法對飼料感官的影響 發(fā)酵后青貯飼料外觀和氣味記錄如表1所示，兩種不同的添加劑處理都能得到品質(zhì)良好的青貯飼料，其中采用青貯菌源和蒙脫石聯(lián)合處理的玉米秸稈酸味更濃，秸稈結(jié)構(gòu)更為松散。

2.2 不同青貯方法對飼料品質(zhì)的影響 從表2中可以看出，原秸稈含水率最低只有64.59%，經(jīng)過青貯處理后的玉米秸稈含水率都有一定程度上升，其中青貯菌源單獨處理的秸稈含水率為73.49%，而采用蒙脫石和青貯菌源聯(lián)合處理的秸稈含水率高達78.85%，該飼料更鮮嫩多汁。分析原因可能是蒙脫石的加入對青貯菌源的降解有一定的促進作用，產(chǎn)生更多的還原糖被利用，原料失重較多，導致含水率有所升高。

pH能夠在一定程度上反映出青貯品質(zhì)的好壞，品質(zhì)優(yōu)良的青貯飼料在發(fā)酵完成后pH一般都會保持在4.2以下。從表2中可以看出，原秸稈的pH為5.68，經(jīng)過青貯后的玉米秸稈pH明顯下降，1#青貯飼料pH為3.85，而2#青貯飼料pH僅為3.53。從pH的下降情況可以看出采用蒙脫石與青貯菌源聯(lián)合處理的玉米秸稈產(chǎn)酸量更多，pH更低有利于抑制青貯飼料中各種微生物的活性，青貯飼料可以長期穩(wěn)定保存。

發(fā)酵過程中，微生物利用秸稈提供的可溶性糖作為碳源和能源進行生長繁殖，經(jīng)過青貯后，秸稈的可溶性糖含量都有所降低。從表2中可以看出，1#青貯飼料中可溶性糖含量下降43.39%，2#青貯飼料可溶性糖含量雖然也降低，但是糖含量下降僅為33.99%，分析原因可能是蒙脫石的添加提高了青貯菌源中木聚糖酶酶活穩(wěn)定性，使其能夠更好地對纖維素類物質(zhì)進行水解，從而補充了糖含量。

從表2中可以看出，原秸稈粗蛋白質(zhì)含量最高達到5.40%，2#青貯飼料中粗蛋白質(zhì)含量次之，為3.94%，1#青貯飼料中粗蛋白質(zhì)含量最低為3.56%。從上述數(shù)據(jù)中可以看出，粗蛋白質(zhì)在青貯后大部分被保留下來，說明蒙脫石的添加能夠更好地保留青貯飼料的營養(yǎng)成分。

飼草在青貯過程中會積累大量有機酸，其中主要是乳酸、乙酸和丁酸等揮發(fā)性脂肪酸，這些酸具有良好的可溶性（李思義，2000）。從表2中可以看出，發(fā)酵前秸稈中沒有檢測到乳酸，但丁酸含量為13.46 mg/L；1#青貯飼料中乳酸含量為6.44 mg/L，丁酸含量為11.45 mg/L；2#青貯飼料中乳酸和丁酸含量分別為11.79 mg/L和6.65 mg/L。2#青貯飼料中乳酸含量明顯高于1#青貯飼料，說明蒙脫石的添加能更好的促進乳酸菌發(fā)酵。丁酸含量在發(fā)酵后都有所降低，且2#青貯飼料中丁酸含量要低于1#青貯飼料，說明青貯過程能有效抑制腐敗菌的生長，并且蒙脫石的添加對丁酸菌的抑制作用更明顯。

2.3 不同青貯處理方法對飼料纖維結(jié)構(gòu)的影響 為了進一步研究蒙脫石的添加對青貯玉米秸稈形態(tài)的影響，利用掃描電鏡（SEM）觀察不同青貯處理的作物秸稈微觀結(jié)構(gòu)的變化，結(jié)果如圖1所示。

表2 不同青貯方法對玉米秸稈青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)的影響

圖1 不同處理方法制備的青貯玉米秸稈掃描電鏡圖

通過圖1對比可以看出，青貯前的秸稈纖維結(jié)構(gòu)表面光滑平整，經(jīng)過青貯后的纖維表面變得褶皺，1#秸稈還能看出規(guī)則的纖維結(jié)構(gòu)，2#秸稈出現(xiàn)了碎片化的纖維結(jié)構(gòu)和纖維表面裂痕，并且纖維結(jié)構(gòu)變得雜亂。說明在青貯過程中，木聚糖酶及菌源所產(chǎn)的生物酶能夠?qū)w維素進行作用，分解植物纖維結(jié)構(gòu)，使其變得疏松，尤其是采用青貯菌源和蒙脫石聯(lián)合處理的玉米秸稈，纖維結(jié)構(gòu)更為疏松，有利于動物的消化吸收。

3 結(jié)論

通過對兩種青貯方法制備的青貯飼料進行各項指標的比較分析發(fā)現(xiàn)，采用青貯菌源和蒙脫石聯(lián)合制備的青貯玉米秸稈更鮮嫩多汁，飼料中的養(yǎng)分含量更高，有益于動物腸道菌群的改善，能提高動物采食率并且更容易被消化吸收。同時，較低的pH更有利于青貯飼料的長期穩(wěn)定保存。添加蒙脫石的青貯過程簡單易行，利于推廣。