不同处理对发酵稻秸秆发酵品质的影响

顾拥建，占今舜，丁成龙，沙文锋

（1.江苏沿江地区农业科学研究所，江苏如皋226541；2.扬州大学动物科学与技术学院，江苏扬州225009；3.江苏省农业科学院畜牧研究所，江苏南京210014）

不同处理对发酵稻秸秆发酵品质的影响

顾拥建1，占今舜2，丁成龙3，沙文锋1

（1.江苏沿江地区农业科学研究所，江苏如皋226541；2.扬州大学动物科学与技术学院，江苏扬州225009；3.江苏省农业科学院畜牧研究所，江苏南京210014）

本文旨在研究不同处理方式对发酵稻秸秆发酵品质的影响。试验分为4个处理组，分别为加水200 kg/t稻秸组（对照组）、5 g/t乳酸菌+200 g/t纤维素酶+2%糖蜜+200 kg/t水稻秸组（试验Ⅰ组）、5 g/t乳酸菌+400 g/t纤维素酶+4%糖蜜+200 kg/t水稻秸组（试验Ⅱ组）和5 g/t乳酸菌+600 g/t纤维素酶+1%糖蜜+200 kg/t水稻秸组（试验Ⅲ组），每组5个重复。结果表明：与对照组相比，试验Ⅰ和Ⅲ组的pH、丙酸、氨态氮、乙酸和丁酸含量分别显著降低了9.16%、11.20%，93.96%、90.60%，10.70%、19.57%，14.98%、40.16%和100%、100%（P＜0.01），但乳酸含量分别显著升高了40.63%和59.38%（P＜0.01）；与对照组相比，试验Ⅱ组的干物质和可溶性碳水化合物含量分别显著升高了8.60%和45.59%（P＜0.01），而中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量分别显著降低了15.14%和13.09%（P＜0.01），但不同处理方式对粗脂肪和粗蛋白质含量无显著影响。根据V-score评分，各处理的发酵品质级别均为良，其中试验Ⅲ组的分数最高，对照组的分数最低。综上所述，在稻秸秆中添加乳酸菌、纤维素酶、糖蜜和水进行混合青贮能够改善发酵品质，提高秸秆营养成分，其中添加5 g/t乳酸菌、600 g/t纤维素酶、1%糖蜜和200 kg/t水混合青贮效果最好。

青贮；水稻秸秆；发酵品质；乳酸菌；纤维素酶

水稻在我国的种植面积非常广，每年产生的水稻秸秆量非常大。然而，水稻秸秆粗纤维、木质素等含量较高，导致其利用效率不高。研究发现，水稻秸秆中混合乳酸菌和米糠进行青贮，能够改善稻草青贮料品质；添加8%氨水（含氨20%），经过低温氨化，能够提高粗蛋白质含量和改善质地；与多花黑麦草按7∶3进行混贮能够改善发酵品质（李君临等，2014；刘卢生等，2012；许能祥等，2010）。说明秸秆经过氨化、青贮等处理，可破坏其纤维素、半纤维素和木质素间的紧密结构，且纤维素、半纤维素在酶的作用下可转化成可溶性糖，提高秸秆的营养价值（Wang等，2015）。目前，利用糖蜜、乳酸菌和纤维素酶等混合进行水稻秸秆青贮的研究鲜见报道。因此，本试验研究添加乳酸菌和不同浓度的糖蜜、纤维素酶与水稻秸秆进行混合青贮的效果，为青贮水稻秸秆作为一种粗饲料来源提供理论依据。

1材料与方法

1.1试验材料糖蜜（甘蔗糖蜜）来自广西，其总糖含量高于48%。乳酸菌种（活性乳酸菌含量1× 1011cfu/g）由江苏省农科院畜牧研究所提供。纤维素酶（活性为20000 U/g）由江苏奕农生物工程有限公司提供。

水稻秸秆的制备：将稻籽收获后（倒三叶仍为绿色）的淮稻5号水稻秸秆进行粉碎至长度2～3 cm，然后将其与乳酸菌、糖蜜和纤维素酶混合，用水稀释后进行发酵。水稻秸秆营养成分为（干物质基础）：粗蛋白质（CP）3.87%，粗脂肪（EE）2.89%，中性洗涤纤维（NDF）69.48%，酸性洗涤纤维（ADF）38.04%，可溶性多糖（WSC）5.52%。

1.2试验方法稻秸秆发酵试验分为4个处理组，分别为加水200 kg/t稻秸组（对照组）、5 g/t乳酸菌+200 g/t纤维素酶+2%糖蜜+200 kg/t水稻秸组（试验Ⅰ组）、5 g/t乳酸菌+400 g/t纤维素酶+4%糖蜜+200 kg/t水稻秸组（试验Ⅱ组）和5 g/t乳酸菌+600 g/t纤维素酶+1%糖蜜+200 kg/t水稻秸组（试验Ⅲ组），每组5个重复。然后将混合物装入5 L的涂料桶，边装边压实，层层压紧，便于青贮发酵。

1.3指标的测定

1.3.1营养成分的测定取出青贮秸秆样品，在105℃烘箱内放置3～4 h后测定干物质（DM）。将烘干后的样品进行粉碎，然后根据《饲料分析及饲料质量检测技术》中的方法进行粗蛋白质（CP）、粗脂肪（EE）、中性洗涤纤维（NDF）和酸性洗涤纤维（ADF）含量的测定。可溶性碳水化合物（WSC）采用蒽酮-硫酸比色法测定，乳酸采用对羟基联苯法进行测定（杨平平等，2013）。

1.3.2pH、氨态氮和挥发性脂肪酸的测定称取20 g青贮饲料于三角瓶中，加入180 mL蒸馏水搅拌均匀，浸泡24 h后用四层纱布过滤，再将滤液用定量滤纸2次过滤，所得浸提液用pH计测定pH值。取青贮秸秆浸提液进行氨态氮（NH3-N）含量的测定，其检测方法采用苯酚-次氯酸钠比色法。另外，取一部分的浸提液利用气相色谱仪检测乙酸（AA）、丙酸（PA）和丁酸（BA）含量。检测条件参照顾拥建等（2016）的方法。

1.3.3发酵品质的评定根据V-Score评价体系进行发酵品质评定，其方法见表1。

表1 V-Score评分标准

1.4数据处理试验数据先用Excle 2007进行预处理，结果以“平均值±标准误”表示，采用SPSS 21.0进行单因素方差分析（ANOVA），LSD法进行多重比较，P＜0.01表示差异极显著，P＜0.05表示差异显著。

2结果

2.1青贮稻秸秆的发酵品质从表2中可知，与对照组相比，试验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组的pH和丙酸含量分别显著降低9.16%、9.16%、11.20%和93.96%、62.42%、90.60%（P＜0.01），但乳酸含量显著升高40.63%、40.63%、59.38%（P＜0.01）；试验Ⅰ和Ⅲ组的氨态氮、乙酸和丁酸含量分别显著降低10.70%、19.57%，14.98%、40.16%和100%、100%（P＜0.01或P＜0.05）。

表2 青贮稻秸秆的发酵品质

2.2青贮稻秸秆的营养成分从表3中可知，试验Ⅰ和Ⅱ组的干物质含量显著低于对照组和试验Ⅲ组（P＜0.01）；试验Ⅱ组的粗蛋白质含量显著高于试验Ⅰ和Ⅲ组（P＜0.01），但粗脂肪含量则相反。与对照组相比，试验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组的中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维分别显著降低10.19%、15.14%、12.08%和8.40%、13.09%、10.39%（P＜0.01），但试验Ⅱ和Ⅲ组可溶性碳水化合物含量分别显著升高45.59%和23.53%（P＜0.01）。

2.3青贮稻秸秆V-Score评分由表4可知，根据V-score评分，各处理的发酵品质级别均为良，其中分数从大到小为试验Ⅲ组＞试验Ⅰ组＞试验Ⅱ组＞对照组。

表3 青贮稻秸秆的营养成分%

表4 V-score评分结果

3讨论

青贮是微生物活动和生物化学变化的过程，其中水分、乳酸菌种类和数量、可溶性碳水化合物等在青贮过程中均能影响秸秆发酵品质。当水分含量过高时，会影响乳酸菌发酵，导致挥发性脂肪酸含量升高，降低发酵品质。另外，水分含量过高会导致秸秆中的营养物质渗出，降低青贮饲料的营养价值（史卉玲等，2013）。Catchpoole等（1971）研究表明，pH值小于4.2，丁酸含量小于2 g/kg DM，乳酸含量为30～130 g/kg DM是青贮饲料发酵品质好的标准。根据这个标准，本试验中所有处理组的发酵品质均较好，结果说明在本试验中水稻秸秆中添加水的量比较适合。研究发现，将乳酸菌复合系添加到水稻秸秆中发酵一个月，能够增加乳酸生成量，降低pH值，而添加酶制剂的效果比添加乳酸菌差（高丽娟等，2007；门宇新，2007）。说明添加乳酸菌能够改善秸秆的发酵品质。陶莲和刁其玉（2016）研究发现，在青贮过程中，乳酸菌数量升高，pH值降低。本试验结果表明，与对照组相比，试验组的pH值显著降低，乳酸生成量显著增加。挥发性脂肪酸是评定青贮质量的指标之一。蛋白质、葡萄糖和乳酸能够被腐败菌等有害微生物分解产生丁酸，如果丁酸含量下降，说明有害微生物的活动受到抑制。在青贮过程中，氨态氮是由蛋白质和氨基酸降解产生的，氨态氮含量高低可以反映青贮质量的好坏（顾拥建等，2016）。从本试验结果来看，在水稻秸秆中添加适当的乳酸菌、纤维素酶和糖蜜进行混贮，能够降低丁酸和氨态氮含量。可能是因为混合青贮提高了乳酸的含量，降低pH值，进而抑制有害微生物分解营养物质。V-score是用来评定青贮饲料等级的一种有效的方法，其是通过测定氨态氮以及挥发性脂肪酸含量来进行计算分数，进而确定等级。V-score评分能够比较客观地反映青贮饲料的发酵品质。从本试验结果来看，在水稻秸秆中添加适当的乳酸菌、纤维素酶和糖蜜进行混贮能够提高V-score评分。可能是因为混合青贮提高了乳酸含量，有害微生物的生长受到抑制，进而降低了丁酸和氨态氮含量。

乳酸菌和可溶性碳水化合物含量能够影响青贮发酵品质。青贮过程中乳酸菌数目大于105cfu/g，才会使青贮的早期发酵以乳酸菌发酵为主。因此，添加乳酸菌能抑制有害菌的繁殖，促进有益微生物的繁殖，从而导致大量菌体蛋白的产生，增加青贮饲料中的粗蛋白质和有机酸含量。另外，可溶性碳水化合物能够促进乳酸菌发酵，进而影响青贮发酵品质（顾拥建等，2016）。研究发现，青贮水稻秸秆的CP含量随乳酸菌制剂添加量的增加而升高，NDF和ADF含量则相反（吴晓杰和韩鲁佳，2005）。与青贮原料相比，水稻秸秆中添加乳酸菌进行青贮，秸秆的DM和NDF含量降低，CP和ADF含量升高；添加纤维素酶，秸秆的DM、CP和NDF含量降低，ADF含量升高（门宇新，2007）。另外，水稻秸秆青贮中添加乳酸菌，能够降低粗蛋白质和酸性洗涤纤维的损失量，但对干物质、可溶性多糖和中性洗涤纤维含量无显著影响（候晓静，2011）。说明添加纤维素酶和乳酸菌能够影响青贮水稻秸秆的营养成分。本试验结果表明，添加乳酸菌、纤维素酶和糖蜜进行混贮，秸秆的DM和WSC的含量升高，NDF和ADF的含量降低。原因可能是纤维素酶分解秸秆中的纤维素形成可溶性碳水化合物，导致纤维含量下降。另外，糖蜜主要成分是糖类，因此随着糖蜜添加剂量升高，导致可溶性碳水化合物的含量升高，乳酸菌的繁殖增快，水稻秸秆的营养成分提高。但试验Ⅲ组的营养成分较试验Ⅱ组差，可能是因为糖蜜含量少，可溶性碳水化合物的含量低，造成发酵品质较差，秸秆的营养成分有所降低。从这个试验结果可以看出，在影响水稻秸秆青贮发酵品质方面，糖蜜的作用可能高于纤维素酶。

4结论

本试验结果表明，在稻秸秆中添加乳酸菌、纤维素酶、糖蜜和水进行混合青贮能够改善其发酵品质，提高秸秆营养成分，其中添加5 g/t乳酸菌、600 g/t纤维素酶、1%糖蜜和200 kg/t水混合青贮效果最好。

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The aim of this study was to study the effects of different treatment on fermentation of ensiled rice straw. The experiment were divided into 4 groups for control group（rice straw+200 kg/t water），groupⅠ（5 g/t Lactobacillus+200 g/t cellulase+2%molasses+rice straw+200 kg/t water），groupⅡ（5 g/t Lactobacillus+400 g/t cellulase+4%molasses+rice straw+200 kg/t water），groupⅢ（5 g/t Lactobacillus+600 g/t cellulase+1%molasses+rice straw+200 kg/t water）.All groups with 5 replicates respectively.The results showed that compared with the control group，the pH，and the concentration of propionic acid，ammoniacal nitrogen，butyric acid，acetic acid in groupsⅠandⅢwere reduced by 9.16%，11.20%；93.96%，90.60%；10.70%，19.57%；14.98%，40.16%and 100%，100%，respectively（P＜0.01），whereas the concentration of lactic acid were increased by 40.63%and 59.38%，respectively（P＜0.01）.Compared with the control group，the contents of dry matter，water soluble carbohydratein in groupⅡwere increased by 8.60%and 45.59%，respectively（P＜0.01），whereas the neutral detergent fiber and acid detergent fiber content in groupⅡwere reduced by 15.14%and 13.09%，respectively（P＜0.01）.However，the content of crude fat and crude protein in the control group and groupⅡhad no significant difference.The score of groupⅢwas the highest，and the score of the control group was the lowest.The grade of fermenting quality in all treatment groups were good by the V-score.In conclusion，rice straw mixed with Lactobacillus，cellulose，molasses，and water could improve fermentation quality and nutrition composition of straw，and the ensiled effect of rice straw mixed with 5 g/t Lactobacillus，600 g/t cellulose，1%molasses，and 200 kg/t water was the better.

silage；rice straw；fermentation quality；Lactobacillus；cellulase

S816.6

A

1004-3314（2017）12-0018-03

10.15906/j.cnki.cn11-2975/s.20171205

南通市科技局（MS22015027）