玉米秸秆揉丝微贮与传统青贮饲料发酵过程中pH和微生物的变化

程银华，雷雪芹，徐廷生，王青青，田英申

(1 河南科技大学 动物科技学院，河南 洛阳471003；2 西安新天地草业有限公司，陕西 临潼 710605)

随着畜牧业的快速发展，饲料不足已成为限制畜牧业持续发展的重要因素。玉米秸秆作为我国重要的秸秆资源，年产量可达2.65亿t以上[1]。但由于玉米秸秆粗蛋白含量低、粗纤维含量高、干物质消化率低、适口性差等原因，限制了其在畜牧业中的利用。因此，建立一种安全有效的玉米秸秆资源利用方法显得尤为重要。在新型玉米秸秆揉丝微贮饲料生产过程中，将传统的横向铡切改为纵向拉丝、揉搓，破坏了玉米秸秆表面的硬质茎节，使秸秆呈柔软的草丝状，同时加入秸秆生物贮料调制剂，经密闭厌氧发酵，降低了饲料的pH，抑制了有害微生物的活动，防止原料中的养分分解从而延长了保存期。目前，我国的玉米秸秆揉丝微贮技术正在逐步兴起。张静[2]通过西安一家公司在吉林、宁夏和陕西省临潼、径阳、宝鸡等地的大量试验表明，使用玉米秸秆微生物揉丝饲草技术，可使奶牛日增产奶量达 3～5 kg，肉牛日增质量达 0.5 kg，为养殖户增加了经济效益。

本试验在前人对玉米秸秆揉丝微贮饲料与传统青贮饲料成分进行全面对比分析的基础上[3]，探讨发酵过程中玉米秸秆揉丝微贮饲料和传统青贮饲料中pH和微生物数量的变化规律，旨在为玉米秸秆饲料的生产提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

纵向拉丝、揉搓和横向铡切的玉米秸秆均采自河南洛阳市孟津犇犇犇奶牛养殖专业合作社；秸秆生物贮料调制剂购自西安新天地草业有限公司，为复合微生态制剂，有效成分为益生活干菌，益生菌总数≥5×107g-1。

1.2 玉米秸秆揉丝微贮与传统青贮饲料的制作及试验设计

揉丝微贮饲料是在纵向拉丝、揉搓的玉米秸秆中加入秸秆生物贮料调制剂(每千克秸秆加秸秆生物贮料调制剂0.5 g)后装入1 L瓶内贮存，而传统青贮饲料是将横向铡切的玉米秸秆直接装入瓶内贮存。每种饲料分别做70瓶，并将瓶内秸秆压实密封，实验室室温避光保存备用。

分别在装瓶前(第0天)及装瓶完成后的第1，2，3，5，6，7，8，9，10，11，12，15，16，18，20，22，26，28，30和35天，取样检测各样品的pH值以及乳酸菌、酵母菌和霉菌数量，每次从揉丝微贮和传统青贮饲料中各取3瓶，且每瓶样品均设3个重复。

1.3 试验方法

1.3.1 pH测定 称取样品10 g，再加入90 mL蒸馏水，在5 ℃条件下静置0.5 h，待其充分浸泡后，用电子酸度计进行测定。

1.3.2 乳酸菌数量测定 采用MRS培养基[4]，分别接种10-6，10-7，10-8，10-94个稀释梯度的悬浮液，将接种好的培养皿于37 ℃培养72 h后，选取MRS培养基上光滑、圆形的灰白色菌落进行乳酸菌计数。

1.3.3 酵母菌和霉菌数量测定 采用孟加拉红培养基[5]，分别接种10-1，10-2，10-3,10-44个稀释梯度的悬浮液，于(28±1) ℃培养48 h后，选取孟加拉红培养基上湿润、光滑、不透明、比细菌大而厚的菌落进行酵母菌计数；同时选取菌丝细长、菌落疏松呈绒毛状、蜘蛛网状、棉絮状菌落进行霉菌计数。

1.3.4 统计分析 数据用EXCEL 2007和SPSS 17.0 软件进行统计与分析。

2 结果与分析

2.1 玉米秸秆揉丝微贮和传统青贮饲料发酵过程中pH的变化

pH是评价微贮和青贮饲料品质最简单且最重要的指标，pH值越低，酸度越大，则说明饲料得到了很好的保存。揉丝微贮和传统青贮饲料发酵过程中的pH变化见图1。

图1 玉米秸秆揉丝微贮和传统青贮饲料发酵过程中pH的变化

由图1可知，随着揉丝微贮和传统青贮饲料发酵时间的延长，2种饲料的pH在发酵初期均迅速下降，揉丝微贮和传统青贮饲料在发酵第3天时pH下降到了4.5以下，达到良好饲料的pH标准[6]。发酵后揉丝微贮饲料的pH下降较快，也比较平稳，35 d时pH较低，而传统青贮饲料的pH在发酵过程中有些波动，35 d时其pH高于揉丝微贮饲料。

2.2 玉米秸秆揉丝微贮和传统青贮饲料发酵过程中微生物数量的变化

玉米秸秆揉丝微贮和传统青贮饲料发酵过程中微生物的数量变化见表1。

2.2.1 乳酸菌 由表1可知，在发酵初期，玉米秸秆揉丝微贮饲料中的乳酸菌数量迅速增加，在第5天达到第1个高峰，乳酸菌数量为5.58×1011CFU/g；然后随发酵时间的延长逐渐下降并趋于平缓，至第11天出现第2个高峰，乳酸菌数量为 2.80×1011CFU/g，之后乳酸菌数量总体呈降低趋势，到微贮发酵第20天时乳酸菌数量为7.12×109CFU/g，此后饲料中的乳酸菌数量基本趋于稳定。传统青贮饲料乳酸菌数量在发酵第6天出现高峰，乳酸菌数量为8.00×1010CFU/g，然后随发酵时间的延长乳酸菌数量逐渐下降，至第12天出现第2个高峰，乳酸菌数量为2.17×1010CFU/g，之后乳酸菌数量总体呈降低趋势，到第22天时乳酸菌数量为6.77×108CFU/g，乳酸菌数量开始趋于稳定。

表1 玉米秸秆揉丝微贮和传统青贮饲料发酵过程中微生物数量的变化

2.2.2 酵母菌 由表1可知，随着发酵时间的延长，玉米秸秆揉丝微贮饲料酵母菌数量总体呈下降趋势，到第26天之后检测不到酵母菌的存在。传统青贮饲料在发酵1 d后酵母菌数量迅速增加，之后随发酵时间延长呈下降趋势，到第30天之后检测不到酵母菌的存在。

2.2.3 霉 菌 由表1可知，随着发酵时间的延长，玉米秸秆揉丝微贮和传统青贮饲料霉菌数量均迅速减少，到第3天之后几乎检测不到霉菌的存在。

3 讨 论

3.1 玉米秸秆揉丝微贮和传统青贮饲料发酵过程中pH 的变化

pH能反映青贮饲料是否得到了很好的保存以及其被腐败菌分解的程度[7]，品质优良的青贮饲料pH为3.8～4.5[6]。本试验中，玉米秸秆揉丝微贮饲料的pH在贮存发酵的第6天便降到4.0以下，然后稳定在3.8左右，饲料保存发酵效果较好。这是由于揉丝微贮饲料中加入了秸秆生物贮料调制剂，使饲料中分解纤维的菌数增加，降低了pH值，从而抑制了饲料中有害微生物(腐败菌、酵母菌、丁酸菌等)的生长繁殖。在整个发酵过程中，传统青贮饲料的pH一直高于揉丝微贮饲料。

3.2 玉米秸秆揉丝微贮和传统青贮饲料发酵过程中乳酸菌、酵母菌和霉菌数量的变化

在青贮饲料发酵过程中，乳酸菌是起主要作用的有益微生物，可在厌氧状态下将原料中的糖类转化为乳酸。本试验表明，玉米秸秆揉丝微贮饲料的pH下降很快，在第3 天时便降到4.5以下，为乳酸菌发挥作用提供了良好条件。本试验中，玉米秸秆揉丝微贮和传统青贮饲料中的乳酸菌数量共出现了2次升降变化，最后趋于稳定，这与张慧杰[8]对饲草青贮过程中乳酸菌数量变化的研究结果相似。

在玉米秸秆揉丝微贮和传统青贮饲料发酵过程中，酵母菌起着非常重要的作用。酵母菌是一种单细胞兼性厌氧真菌，在厌氧条件下，其利用原料中的糖类发酵生成乙醇和CO2，使饲料具有酒香味。陈耀钦[9]研究表明，酵母菌能够提高奶牛的产奶量，调节瘤胃微生物、pH和挥发性脂肪酸等。但是在青贮饲料发酵过程中酵母菌剧烈活动是不利的，其可能会导致青贮饲料发生二次发酵。本试验中，揉丝微贮饲料和传统青贮饲料的酵母菌数量总体呈下降趋势，但传统青贮饲料在发酵1 d后酵母菌数量出现上升，此结果与杨云贵等[10]对玉米带穗青贮过程中酵母菌数量变化的研究结果相似。

霉菌是导致发酵饲料好气性变质的主要微生物。霉菌常存在于饲料的表层和边缘与空气接触的部分，一般多采用降低pH值和保证厌氧环境来抑制霉菌的生长。据报道，全世界每年约有 1/4的谷物和饲料原料被霉菌毒素污染而变色、变味或结块，导致适口性下降，严重降低了饲料的营养价值[11]。因此，青贮饲料中的霉菌数量越少越好，消失的时间越早越好。本试验中，揉丝微贮和传统青贮饲料中的霉菌数量均随发酵时间的延长而迅速减少，且均在第3天后几乎检测不到霉菌的存在。

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