乳酸菌添加剂在青贮饲料中的应用现状
2019-03-19王力
王 力
(甘肃省庆阳市动物疫病预防控制中心,甘肃 庆阳 745000)
青贮是青饲料长久贮藏的重要方式,可以提高饲料的营养品质和适口性,增强反刍动物的消化功能,因此在饲草畜牧业发展中起着举足轻重的作用。乳酸菌是饲草青贮系统中最重要的微生物,其数量和质量决定着青贮的成功率。然而,附着在青贮原料表面的乳酸菌数量甚少,而且不一定都有利于青饲料的发酵[1]。乳酸菌添加剂可以增加青饲料发酵过程的乳酸菌种数量,抑制有害微生物如腐败菌、梭菌等的繁衍[2-5],加快发酵速度,同时还可以改善青贮饲料的品质。乳酸菌添加剂的应用对优质青贮饲料的调制提供了必要的保障。本文阐述了乳酸菌添加剂在青贮饲料中的应用及其对青贮发酵的影响,同时对乳酸菌添加剂的发展前景进行了展望,以期改善我国饲料短缺的严峻形势,促进畜牧产业的可持续发展。
1 青贮乳酸菌添加剂
乳酸菌在青贮中的生长和繁殖对青贮的成败有着极大的影响。饲草表面附着的乳酸菌数量不足105 cfu/g,而且生存能力不强,从而导致青贮饲料无法长期贮藏。因此,在青贮过程中使用乳酸菌添加剂可以保证发酵的顺利进行,从而获取良好的青贮效果。由于发酵形式的不同,青贮饲料中的乳酸菌可以分为两种类型:同型发酵乳酸菌和异型发酵乳酸菌,二者均可通过糖酵解作用将葡萄糖生成乳酸,而区别在于异型发酵乳酸菌还有醋酸、乙醇和二氧化碳等产物。相对于异型发酵乳酸菌而言,同型发酵乳酸菌可以有效利用营养物质,产生更多的乳酸,因此许多研究学者认为在筛选青贮发酵菌剂时应该选择同型发酵乳酸菌制剂。此外,也有研究表明同型乳酸菌添加剂降低了青贮饲料的有氧稳定性,而且造成霉菌、酵母菌等腐败菌的滋生,造成青贮饲料的有氧腐败,这对反刍动物的健康饲养带来了很大的威胁。
2 乳酸菌添加剂对青贮发酵的影响
在青贮过程中,乳酸菌添加剂可以抑制乙酸、丁酸等微生物的生长,从而有利于乳酸菌迅速占据菌群的优势地位,改善青贮饲料的品质和适口性。乳酸菌青贮添加剂在促进畜牧业饲料资源开发利用中具有突出的发展优势,是目前国内外研究的热点。由于发酵类型的不同,同型发酵乳酸菌和异型发酵乳酸菌对青贮饲料品质的影响也存在一定的差异。乳酸菌是同型发酵乳酸菌在青贮发酵过程中的唯一产物,能量损失率低,而且还可明显降低铵态氮和乙醇的含量。同型发酵乳酸菌不仅可以产生大量的乳酸,而且能够快速降低青贮发酵过程中的pH值,提高了营养物质的利用效率,有利于青贮原料的发酵,因此在青贮饲料应用方面的研究较多。许庆方等研究认为,同型发酵乳酸菌添加剂降低了苜蓿青贮的pH值,同时增加了乳酸菌的含量,而且硝态氮、丁酸和乙酸的含量有所减少。在禾本科牧草和谷物中,同型发酵乳酸菌添加剂具有良好的青贮效果,主要是由于青贮过程中产生的酵母菌数量较少,故而增加了其有氧稳定型。然而,异型发酵乳酸菌在发酵过程中产生的乙酸能够增加青贮饲料的有氧稳定性,避免出现二次发酵。相比同型发酵乳酸菌,异型发酵乳酸菌在青贮过程中会消耗较多的营养物质,但是其可以通过增加青贮后期的有氧稳定性和反刍动物的生产性能弥补这部分消耗的物质。
乳酸菌添加剂在不同青贮原料发酵过程中表现出不同的青贮效果,其中在紫花苜蓿和禾本科牧草中效果更佳。兴丽等研究发现,乳酸菌添加剂能改善玉米青贮饲料的发酵品质,同时氨态氮与总氮的比值也有所下降。王建兵等指出,复合乳酸菌添加剂对玉米秸秆青贮过程中乙酸、丁酸含量和pH值没有明显的影响作用。同样对老芒青贮的研究发现,相比较直接青贮而言,乳酸菌和纤维素酶混合处理以及乳酸菌添加剂处理的青贮饲料并没有表现出良好的发酵品质。在大麦青贮过程中,添加乳酸菌可以促进乳酸菌的产生,同时降低了氨态氮的含量。
3 乳酸菌添加剂对动物生产性能的影响
相比较青贮饲料的安全储藏而言,动物生产性能的增加对于促进现代畜牧业的快速发展和满足人民日益增长的肉类需求发挥着关键性的作用。乳酸菌可以软化青贮饲料中的纤维物质,提高了青贮饲料的适口性,最终增强了反刍动物的消化功能。研究表明,乳酸菌可以抑制发酵过程中有害微生物的生长发育,减少了青贮饲料中毒素的含量,从而为瘤胃创造了良好的环境。McAllister等研究发现,乳酸菌添加剂可以增加整株大麦的降解率和营养吸收率,从而有利于肉牛体重的增加。此外,陶莲等研究了青贮添加剂对玉米秸秆青贮发酵品质和瘤胃降解率的影响,其中乳酸菌制剂增加了玉米秸秆的干物质含量和粗蛋白的瘤胃降解率。在尾菜青贮过程中,植物乳酸菌制剂仅提高了部分尾菜的体外消化率,这可能与瘤胃微生物量的增加有关,从而导致动物生产性能的增强。
4 展望
乳酸菌添加剂不仅对青贮发酵品质和有氧稳定性具有一定的影响,而且还能增加动物的生产性能。因此,随着畜牧业规模化的迅速发展,乳酸菌添加剂对青贮饲料质量的改善,乃至畜牧业的健康发展具有重要的经济价值。然而,由于国产乳酸菌的活菌数量少、保存时间短,进口乳酸菌制剂价格相对昂贵等,因此青贮乳酸菌制剂的研发和筛选是目前青贮饲料研究的主攻目标。随着“人畜争粮”问题的日益突出,粮食危机已成为世界性的巨大挑战。相比较畜牧业中的禽类和单胃动物,反刍动物的养殖可以有效利用大量的青贮饲料,具有很大的发展潜力。深入研究乳酸菌制剂在青贮发酵过程中发挥的作用,同时还应该全面考虑发酵品质和抗菌机理的影响,以期改善我国饲料短缺的严峻形势,促进畜牧产业的可持续发展。