多功能复合菌剂发酵玉米秸秆粉营养成分分析及其对育肥猪的饲喂效果

■李术娜 李红亚 刘 利 徐丽娜 王 全 朱宝成

（1.河北农业大学生命科学学院，河北保定 071001；2.河北工程大学，河北邯郸 056038）

生猪养殖业是我国农业经济中的重要产业，关系国计民生。目前，在我国生猪养殖成本构成中饲料占60%～70%，饲粮组成主要是粮食，因此其发展受粮食产量和价格的双重制约，随着近年耕地面积逐年减少，仍以粮食作为饲料已很难满足畜牧养殖业发展的需求，寻求新型替代饲料已经成为我国学者亟待解决的问题。开发秸秆发酵饲料、提高其饲用价值对缓解我国畜牧养殖业中人畜争粮矛盾意义重大，引起政府部门及相关学者的持续关注[1-3]。

秸秆发酵离不开微生物的作用，近年来，有关微生物发酵秸秆饲料化菌剂的研究报道很多，其进展主要集中在高效的木质纤维素降解菌种资源的发掘、秸秆发酵蛋白功能菌开发、单菌或混菌发酵秸秆技术的开发等方面。如采用白腐菌、木霉黑曲霉等进行秸秆木质纤维素的降解、采用酵母和白地霉发酵秸秆使之粗蛋白含量提高、混合菌体共同发酵秸秆合成单细胞蛋白等等[4-8]。这些报道大多集中于对秸秆某一项功能的改善，只能从某一方面提高秸秆饲用价值，并不能从根本上解决秸秆饲用率偏低的问题，而秸秆饲用价值的提高与真正应用于畜禽生产，需要多个营养指标的综合改善。因此，秸秆发酵技术尚需要大力开展发酵秸秆种质资源的发掘与积累，应由单一菌株发酵发展成混合菌发酵体系。而关于发酵秸秆的饲喂效果研究方面，大多的报道集中于牛羊等反刍动物与兔、鹅等品种中。现有的生猪发酵饲料研究，有的是指对成品饲粮进行直接发酵[9-13]，或者将稻壳、饼粕、米糠、苹果渣、酒糟等发酵后进行饲喂[14-16]，应用发酵玉米秸秆饲喂育肥猪的相关研究极少[17-24]，且有些研究多侧重于考察发酵秸秆对育肥猪的表观增重效果，缺乏对发酵秸秆营养品质的权威检测及其促生长机制与体内代谢情况、物质转化规律等深入研究。且所采用的发酵菌剂功能较为单一，因此对秸秆饲用价值提升的规模较小，如刘定发[17]报道了用发酵玉米、发酵高粱秸和发酵麦添加于饲料中确定其对生长育肥猪的效果，但未见其对发酵菌剂以及发酵后的效果进行描述与系统测定。总之，亟需对扩大发酵秸秆在单胃动物上的饲喂效果研究，并深入展开理论探讨。

本研究室研发出新型秸秆饲料化复合菌剂，功能菌株包括木质纤维素降解菌株、无机氮源转化菌株、挥发性有机酸产生菌株，以此菌剂进行秸秆的发酵处理，使得秸秆饲用价值呈现质的提升；且秸秆发酵后口感酸甜，动物喜食，可适当提高采食量；秸秆上还包含数量相当可观的活菌，这些功能菌具有产酶和产生益生物质等能力，随同秸秆的采食进入动物体内，会对动物胃肠道的菌群数量分布以及菌群所产生的各种消化酶的数量与种类产生影响，进而影响其体内代谢情况。制备的发酵玉米秸秆用于牛羊等反刍动物，已取得令人满意的饲喂效果。

本研究利用该微生物菌剂发酵玉米秸秆粉，测定其改善秸秆营养成分的效果，并将其添加于育肥猪饲粮中组成替代饲粮，考察该替代饲料对育肥猪的生长性能的影响，并进一步探讨其促进生长的机理，以期为新型秸秆发酵饲料化菌剂的推广和玉米秸秆资源的再利用奠定科学基础，为生猪养殖拓宽饲料来源，推进育肥猪的节粮养殖。

1 材料与方法

1.1 试验材料与地点

复合发酵菌剂：由枯草芽孢杆菌XWS-8、枯草芽孢杆菌MZS-3-6和酵母菌JM-1按4∶4∶3比例混合而成，总菌量1.0×1010CFU/g，菌剂所含菌株包括木质素与纤维素降解、无机氮源转化利用、产生有机酸、产益生物质等功能。河北农业大学研制，由河北众邦生物技术有限公司生产。

试验场地与动物：河北邢台任县永福庒乡种猪基地，选择日龄90 d、体况良好的同一代大白×长白×杜洛克三元杂交猪作为试验动物，平均体重（37.78±0.45）kg。

试验秸秆：取自种植于河北保定市清苑县白团村采摘籽实后的含穗青黄玉米秸秆（品种为“农大3138”），自然含水量为65%。

1.2 试验方法

1.2.1 发酵秸秆的制备及常规营养成分分析

将新采收的玉米秸秆磨成粉（约40目），调整含水量，使其干物质与含水量之比为1∶1.2，加入4%无机氮源硫酸铵，并按照每吨10 000亿施菌量施入复合菌剂，置室内封闭发酵（平均温20℃）20 d后使用。

发酵结束后，委托“农业部饲料效价与安全监督检验测试中心”对两种供试秸秆进行营养成分的测定，各指标的测定方法如下：粗蛋白（GB/T 6432-1994），粗脂肪（GB/T 6433-2006），粗纤维（GB/T 6434-2006），中性洗涤纤维（GB/T 20286-2006），酸性洗涤纤维（NY/T 1459-2007），灰分（GB/T 6438-2007），水分（GB/T 6435-2006），真蛋白（SXA03-FB-002），钙（GB/T6436-2002），磷（GB/T6437-2002），乳酸、挥发性有机酸（离子色谱法）等常规营养物质的含量并测定总能（ISO 9831-1998）。

1.2.2 试验分组与管理

选择发育正常、身体健康的供试猪120头，将其随机分为4组，每组3个重复，每个重复10只：对照组饲喂正常饲粮组（饲粮配方见表1）；试验组Ⅰ饲喂10%发酵玉米秸秆粉（湿重）+90%正常饲粮；试验组Ⅱ饲喂20%发酵玉米秸秆粉（湿重）+80%正常饲粮；试验组Ⅲ饲喂25%发酵玉米秸秆粉（湿重）+75%正常饲粮。

试验猪舍为通风较好的半封闭式房屋，使用之前用消毒水对猪舍的护栏、墙壁、地面等进行彻底消毒，7 d后才能引入试验猪进行饲养试验。每组分别饲喂相对应的试验饲粮进行饲喂试验，前10 d为预饲期，结束后立即开始正式饲喂，为期30 d；自由采食，自由饮水；每日早晚各清圈1次。各组育肥猪在试验期内正常接种疫苗。

表1 试验猪基础饲粮组成及营养水平(风干基础)

1.2.3 生长性能的研究

供试猪生长性能指标包括：平均日增重(ADG)，平均日采食量（ADFI），料重比(F/G)，全程价格，增重成本，测定及计算方法如下：

① ADG：预饲10 d后，进入试验期（共30 d）。供试猪分别于试验开始的前3 d及试验结束的前3 d每天06：00用精确度为0.01 kg的秤进行空腹称重，其平均数分别为试验始重和试验末重，试验末重和试验始重之差再除以试验天数即为试验猪的平均日增重。

② ADFI：提前称出每天的喂料量，于第2 d喂料前收集前1 d天的剩料并称重，供料量与剩料量之差即为每天的采食量。

③F/G：平均日采食量与平均日增重之比。

1.3 数据处理

用SPSS 17.0软件进行单因素方差统计分析，用Duncan's法进行最小显著性检验，取α=0.05，结果以(平均数±标准偏差)表示。

2 结果与分析

2.1 发酵秸秆粉的菌含量及发酵后常规营养成分

秸秆粉在密封发酵30 d后，5点法取样，混匀后进行常规营养成分的含量测定，结果见表2。

表2 供试玉米秸秆营养成分

表2结果表明，发酵后的玉米秸秆在粗脂肪（EE）与粗灰分（Ash）含量上略高于未发酵秸秆，但差异不显著（P＞0.05）；但 粗 蛋白（CP）比发 酵 前增 加111.96%，提高至2.12倍，差异极显著（P＜0.01）；发酵后中性洗涤纤维纤维（NDF）降低了38.69%（P＜0.01）；酸性洗涤纤维（ADF）降低了37.07%（P＜0.01）。且发酵后秸秆中较不发酵出现数量可观的挥发性有机酸。除此之外，经检测发酵秸秆中富含数量可观的功能菌株，达到6.56×1010CFU/g。

2.2 试猪生长性能

饲喂期结束后，空腹称取供试猪的末重，计算ADG，ADFI、F/G，结果见表3。

表3 饲粮中添加发酵秸秆粉对育肥猪生产性能的影响

由表3可知，试验组Ⅰ的平均增重比对照组增加6.80%（P＜0.01），差异极显著；试验组Ⅱ增加3.65%（P＜0.05），差异显著；试验组Ⅲ下降4.75%（P＜0.01），差异极显著。试验组Ⅰ的采食量相比对照组降低1.89%（P＞0.05），差异不显著；试验组Ⅱ提高1.79%（P＞0.05），差异不显著；试验组Ⅲ提高 5.07%（P＜0.01），差异极显著。试验组Ⅰ的料肉比F/G与对照组相比降低了8.06%（P＜0.01），差异极显著；试验组Ⅱ降低了1.73%（P＜0.05），差异显著，而试验组Ⅲ增加了10.29%（P＜0.01），差异极显著。

由此可见，试验组Ⅰ和试验组Ⅱ均可用于育肥猪的饲喂，但试验组Ⅰ更能促进动物增加采食量和促进动物生长，表明了将发酵玉米秸秆粉添加于生猪日粮的可行性。

2.3 经济效益分析

计算各组饲粮成本，并结合增重情况进行增重成本计算，结果见表4。

表4 经济效益分析

每kg饲粮按时价分析其价格为2.97元、发酵玉米秸秆粉每公斤按照1.0元计（包含秸秆成本+菌剂成本+人工成本）。则试验组Ⅰ饲粮价格为2.97×0.9+1.0×0.1=2.77 元/kg、试验组Ⅱ2.97×0.8+1.0×0.2=2.58 元/kg，试验组Ⅲ2.97×0.75+1.0×0.25=2.45元/kg。

从表4看出，从饲粮价格看，添加10%发酵玉米秸秆粉的试验组Ⅰ其饲粮价格比对照组的常规饲粮下降6.63%、添加20%发酵秸秆粉的试验组Ⅱ其饲粮价格下降13.13%，添加25%发酵秸秆粉的试验组Ⅲ饲粮价格下降17.51%；从增重成本分析，试验组Ⅰ、试验组Ⅱ和试验组Ⅲ的增重成本分别比对照组降低14.10%、14.75%和8.93%。以上数据充分表明，利用新型发酵秸秆替代饲粮，可明显降低生产成本。

3 讨论

3.1 微生物菌剂的发酵作用对秸秆营养成分产生的影响

本试验采用多功能秸秆发酵饲料复合菌剂处理玉米秸秆粉，发酵后其营养成分呈现综合、全面的改善与提高。秸秆中不利于单胃动物吸收的大分子的木质纤维素含量大幅降低，被降解为小分子糖类，并经功能菌株的代谢作用形成各种挥发性有机酸，可作为动物的能量来源。菌剂中的无机氮转化菌株利用加入的辅助氮源转化为菌体蛋白，使得发酵秸秆的粗蛋白质含量显著升高。养殖业中，粗蛋白含量与纤维构成是衡量饲草营养价值的重要指标，从这两项指标看，发酵后的秸秆粉基本达到优质高蛋白粗饲料的要求。

同时，发酵后的秸秆粉气味酸香，改变了秸秆的适口性，可刺激动物食欲，促进采食量的增加。秸秆上还包含大量功能活菌，菌株具有产酶和产生益生物质等能力，随同秸秆的采食进入动物体内，会对动物胃肠道的菌群数量分布以及菌群所产生的各种消化酶的数量与种类产生影响，进而影响其体内代谢情况。

饲用价值的改善与对饲粮的促消化吸收作用，必然导致饲喂效果的提高。

3.2 饲粮中添加发酵饲料对育肥猪生产性能的影响

张桂荣[18]、王春华[19]、张书杰[20]分别报道了用20%的发酵秸秆粉代替日粮中的部分精料，即可降低饲料成本，又对生长速度无明显影响，同时由于有益菌的增加，有效地控制了胃肠道疾病的发生，又使经济效益有明显的提高。杨致玲[21]、武英[22]、刘定发[17]采用发酵玉米秸秆喂猪，其增重速度与对照组无明显差异。王长彦等[24]提出微生物发酵饲料比常规饲料表现出较好的生产性能，降低料肉比。谢开春等[25]报道使用微生物发酵菌剂可以明显的降低料肉比，提高经济效益，而料肉比是表示饲料转化率的重要指标。本试验的结果同样证实了将发酵玉米秸秆粉添加于生猪饲粮，可降低料肉比，提高养殖效益。

4 结论

①玉米秸秆粉经复合菌剂发酵，其营养物质成分发生显著变化，其中性洗涤纤维纤维（NDF）降低38.69%，酸性洗涤纤维（ADF）降低37.07%；粗蛋白达到12.23%，比发酵前增加111.96%，提高至2.12倍，同时产生大量乳酸及挥发性有机酸，且发酵秸秆富含数量可观的功能菌株。饲用价值显著提高。

②本研究结果证明了发酵秸秆粉在生猪养殖中的可行性，将发酵玉米秸秆粉以10%比例替代育肥猪正常饲粮，料肉比相比对照组下降8.06%，饲料价格比常规饲粮下降6.73%，增重成本降低14.10%；添加比例为20%时，料肉比下降1.73%，饲粮价格下降13.13%，增重成本下降14.75%；添加比例为25%时，料肉比提高10.29%，饲粮价格下降14.75%，增重成本降低8.93%。

综上所述，玉米秸秆作为一种潜在的生物资源，经过微生物菌剂发酵后完全可以作为一种新型的饲料原料在生猪生产中推广应用，此举既能变废为宝，又能减少人畜共粮的矛盾。本研究为拓宽生猪养殖饲料来源、提高生产性能提供了新的思路，为发酵饲料的合理利用提供了科学依据。