不同糖蜜及添加量对稻草饲料发酵品质的影响

2020-03-12潘艺伟宦海琳许能祥牟林林丁成龙

江苏农业科学 2020年1期

潘艺伟，宦海琳，许能祥，牟林林，丁成龙

(1.南京农业大学草业学院，江苏南京 210095； 2.江苏省农业科学院畜牧研究所/农业农村部种养结合重点实验室，江苏南京 210014)

我国人多地少、人畜争地矛盾突出，粗饲料资源不足已成为制约草食家畜发展的重要因素。秸秆饲料化利用是秸秆综合利用的有效途径之一，是扩大草食家畜粗饲料来源、促进草食家畜饲养业良性发展的有效方法，同时也是有效缓解秸秆焚烧压力的有效途径。通过秸秆饲料养畜、畜禽粪便还田利用，可实现粮—畜—肥的种养结合良性循环[1]。秸秆饲料化作为秸秆高值化利用方式越来越受到重视，而在我国南方农区尤以水稻秸秆的产生量大，就地处理压力较大，进行稻草饲料化应用对解决秸秆的离田、高效利用具有重要意义。稻草作为草食家畜的粗饲料具有较为悠久的利用历史，但由于常规的干稻草存在粗纤维含量高、粗蛋白质和粗脂肪含量低、质地粗硬、适口性差、消化率低等问题，其在家畜饲养中的利用效率相对较低，因而受到一定程度的限制[2-5]。近年来，随着生物处理技术的发展，对稻草进行微贮处理在很大程度上改善了稻草的家畜适口性，并在一定程度上提高了其营养品质，微贮稻草饲料化技术得到越来越广泛的应用[6-9]。

稻草表面附着的天然乳酸菌数量少、可溶性碳水化合物含量低，直接黄贮不易成功[8]。为更好地促进发酵，进行稻草饲料化处理时需添加乳酸菌及可溶性碳水化合物含量丰富的添加物[9-16]。糖蜜是秸秆微贮中常用的添加物，目前市场上的糖蜜主要有甘蔗糖蜜和大豆糖蜜，其共同特点是可溶性碳水化合物含量高，并含有少量蛋白质、大豆黄酮等其他营养物质，还含有天门冬氨酸和谷氨酸等呈味物质，非常适合作为家畜饲料利用和在秸秆饲料中添加[17]。但针对不同糖蜜的添加量及添加技术等方面的系统研究较少[17-18]，本研究以干稻草为原料，在添加乳酸菌剂的基础上研究不同糖蜜及不同添加量等对稻草发酵饲料品质的影响，旨在建立相应的工艺参数，为稻草饲料的生产提供理论支撑和技术指导。

1 材料与方法

1.1 试验材料

稻草取自江苏省农业科学院溧水植物科学基地(119°11′E、30°36′N)经晾晒的粳稻秸秆，主要成分为粗蛋白5.26%、粗纤维36.06%、可溶性糖1.80%、中性洗涤纤维59.51%、酸性洗涤纤维33.81%，此外，其体外消化率为39.86%，中性洗涤纤维消化率为19.26%，灰分含量为14.56%。甘蔗糖蜜和大豆糖蜜均购自济南鑫活化工有限公司，甘蔗糖蜜含可溶性碳水化合物21.5%，大豆糖蜜含可溶性糖15.3%，乳酸菌剂由江苏省农业科学院畜牧研究所提供，活菌数≥5.0×1010CFU/g。

1.2 试验设计与处理

在稻草+5×105CFU/g乳酸菌的基础上分别添加1.5%甘蔗糖蜜(S1)、3.0%甘蔗糖蜜(S2)、1.5%大豆糖蜜(S3)、3.0% 大豆糖蜜(S4)和5.0%大豆糖蜜(S5)作为处理组，以不加糖蜜为对照(CK)。将稻草切短至5 cm，加水、乳酸菌、不同种类不同比例的糖蜜混匀后，使其水分含量控制在60%，称取200 g装入40 cm×30 cm的聚乙烯袋内，并于微贮第30天开袋取样，3次重复，分别测定微贮稻草品质。

1.3 测定方法

1.3.1 样品处理开袋取样，将微贮料充分混匀后，称取 20 g 微贮料于三角瓶中，加入180 g去离子水，搅拌均匀，于 4 ℃ 下浸提24 h，之后用4层纱布和定性滤纸过滤，得到浸提液。置于-20 ℃冷冻冰箱中保存待测。滤液用作测定pH值、氨态氮、有机酸(乳酸、乙酸、丙酸、丁酸)含量。另取10 g鲜样品，加入90 mL 0.9%无菌去离子水，用封口膜封口，用于对乳酸菌、好气性细菌、霉菌、酵母的计数。将剩余的青贮料于105 ℃杀青2 h，然后于75 ℃烘箱中烘48 h以上至恒质量，测定干物质含量，将烘干的样品用高速万能粉碎机粉碎、过筛，放入聚乙烯自封袋中密封保存，用于营养成分分析。

1.3.2 测定方法营养品质分析：可溶性碳水化合物含量采用蒽酮-硫酸比色法测定[19]；粗蛋白含量采用凯氏定氮法，使用KjeltecTM2300型全自动凯氏定氮仪(丹麦FOSS公司)测定[20]；中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维采用van Soest等的方法[21]测定。

消化率分析：采用体外胃蛋白酶-纤维素酶2步消化法测定样品的体外干物质消化率(IVDMD)，用消化后的样品残渣测定中性洗涤纤维含量，计算体外中性洗涤纤维消化率(IVNDFD)。

发酵品质分析：pH值用Micro-Bench型pH计测定。微贮饲料的氨态氮含量采用苯酚-次氯酸钠比色法测定[22]。有机酸(乳酸、乙酸、丙酸、丁酸)含量采用高效液相色谱仪(安捷伦1260型，购自德国安捷伦科技有限公司)测定，配备示差检测器和Carbomix®H-NP5色谱柱(流动相：2.5 mmol/L H2SO4；流速：0.5 mL/min；温度：55 ℃；购自美国赛分科技有限公司)。

微生物计数：采用平板培养法。用 0.9% 无菌生理盐水进行梯度稀释，选择2个合适的梯度涂板，每个梯度设3个重复。好气性细菌、乳酸菌、霉菌分别采用营养肉汤琼脂培养基、MRS琼脂培养基和马铃薯葡萄糖琼脂培养基培养计数。

1.4 数据处理与分析

用Excel 2010对原始数据进行初步统计，用SPSS 19.0软件进行单因素方差分析(one-way ANOVA)，并用Duncan’s法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 添加糖蜜对微贮稻草营养成分的影响

由表1可知，同对照相比较，添加糖蜜处理均显著提高了微贮稻草的粗蛋白和可溶性碳水化合物含量，并随着添加量的提高，粗蛋白和可溶性碳水化合物的含量呈上升趋势。添加糖蜜处理显著降低微贮稻草的粗纤维含量。3.0%、5.0%大豆糖蜜处理组能显著降低微贮稻草中酸性洗涤纤维的含量。不同糖蜜处理组与对照组之间的粗灰分、淀粉、中性洗涤纤维含量均无显著差异。同稻草原料相比，只有对照的粗蛋白含量稍有下降，添加糖蜜处理组的粗蛋白含量均有不同程度的提高。

表1 不同糖蜜处理对微贮稻草营养成分的影响

注：同列数据后不同小写字母表示不同糖蜜处理条件下差异显著(P<0.05)。下表同。

2.2 添加糖蜜对微贮稻草体外消化率的影响

由表2可知，与对照相比较，糖蜜添加组的干物质体外消化率均显著高于对照，而中性洗涤纤维体外消化率在处理组与对照组之间差异不显著。不同糖蜜处理的微贮稻草干物质体外消化率之间存在显著差异，其中以5.0%大豆糖蜜处理效果最好，干物质体外消化率比对照高19.80%。对于同一种糖蜜的添加处理，干物质体外消化率有随添加量增加而提高的趋势，但甘蔗糖蜜添加量在1.5%和3.0%之间差异不显著，而添加5.0%大豆糖蜜的干物质体外消化率明显高于添加1.5%和3.0%的大豆糖蜜。

表2 不同糖蜜添加处理对微贮稻草体外消化率的影响

2.3 添加糖蜜对微贮稻草发酵品质的影响

由表3可知，与对照相比，添加糖蜜处理能显著降低微贮稻草的pH值，添加糖蜜的不同处理组之间的pH值差异较小，在3.83～3.87之间，差异不显著。随着同一种糖蜜添加量的增加，乳酸、乙酸含量呈上升趋势，且乙酸含量在不同添加量之间差异显著。添加低浓度糖蜜(1.5%甘蔗糖蜜或1.5%大豆糖蜜)处理均显著降低微贮稻草中氨态氮/总氮的比值，但随着添加量的增加，氨态氮/总氮的比值提高；添加3.0%甘蔗糖蜜处理的氨态氮/总氮的比值显著高于1.5%甘蔗糖蜜处理。不同浓度大豆糖蜜处理的氨态氮/总氮的比值与对照间的差异总体较小，仅1.5%大豆糖蜜处理组显著低于对照组，3.0%和5.0%大豆糖蜜添加组与对照组间差异不显著。糖蜜的添加对丙酸、丁酸含量无显著影响，与对照组间的差异均不显著。

表3 糖蜜不同添加量对微贮稻草发酵品质的影响

2.4 糖蜜不同添加量对微贮稻草微生物的影响

由表4可知，糖蜜的添加对乳酸菌、酵母、需氧细菌的数量没有显著影响，处理组与对照组间差异不显著。添加糖蜜对微贮稻草中的霉菌具有一定的抑制作用，随着糖蜜添加量的增加，霉菌的数量呈下降趋势，除添加1.5%甘蔗糖蜜处理组与对照间的霉菌数量差异不显著外，其他添加糖蜜处理的微贮稻草中霉菌数量均显著低于对照组。

表4 糖蜜不同添加量对微贮稻草中微生物的影响

3 讨论

稻草直接青(黄)贮饲料化利用受2个方面因素制约，一是稻草表面附着的天然乳酸菌数量较少，二是稻草，特别是干稻草中可溶性碳水化合物含量低[14-15]，乳酸发酵底物不足。青贮一般要求原料中可溶性碳水化合物的含量在3%以上，而稻草中可溶性碳水化合物含量一般不足2%[9]，因此在稻草青(黄)贮处理过程中常通过微生物制剂(主要是乳酸菌)和富含可溶性碳水化合物辅料的添加以改善稻草饲料的发酵品质[8]。添加糖蜜有利于提高体系中可溶性碳水化合物的含量，促进乳酸发酵，提高发酵品质。本研究中在以干稻草+乳酸菌的基础上添加不同种类、不同比例的糖蜜，结果表明，添加糖蜜处理均不同程度提高了微贮饲料中的乳酸、乙酸含量，并随糖蜜添加量的增加而增加，其中添加糖蜜处理的微贮稻草中乳酸含量均显著高于对照。且添加糖蜜处理的微贮稻草的pH值均显著低于对照，并达到优质青贮的pH值标准[23]。

氨态氮与总氮的比值反映青贮饲料中蛋白质和氨基酸分解的程度，正常青贮饲料中蛋白质只分解至氨基酸，氨存在则表明有腐败现象，比值越大，说明蛋白质和氨基酸分解得越多，意味着青贮饲料品质不佳[24]。本研究中低浓度的糖蜜处理(1.5%甘蔗糖蜜和1.5%大豆糖蜜)具有较低的氨态氮与总氮的比值，并显著低于对照，随着糖蜜浓度的提高，氨态氮与总氮的比值提高，这与丁武蓉等的研究结果[25]一致。添加糖蜜促进青贮发酵，发酵微生物利用青贮原料中蛋白质或外源添加的蛋白质进行自身繁殖，真蛋白转变为氨态氮，导致高浓度糖蜜青贮料中氨态氮含量增加。添加糖蜜处理组青贮料中粗蛋白较对照没有降低的原因可能与糖蜜中含有较高浓度的蛋白质有关。

从粗饲料营养成分来看，稻草中纤维素占较高的比例，中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)是反映纤维质量好坏的最有效的指标，酸性洗涤纤维含量与动物消化率呈负相关，其含量越低，饲草的消化率越高，饲用价值越大。李龙兴等研究发现，外源添加3%糖蜜可显著降低去穗玉米秸秆青贮料中酸性洗涤纤维(ADF)含量，但对中性洗涤纤维(NDF)含量无显著影响[17]。通过乳酸菌和糖蜜的复合添加，稻草微贮饲料中酸性洗涤纤维含量有一定程度的降低，其中添加高浓度大豆糖蜜可显著降低微贮稻草中酸性洗涤纤维的含量，饲料品质得到一定程度的改善。饲料干物质消化率体现了动物对饲料的利用率，是饲料品质评定的直接指标，本研究结果表明，添加糖蜜显著提高了微贮稻草干物质体外消化率，且随糖蜜添加量的增加，干物质体外消化率呈提高趋势。随着糖蜜添加量的增加，可溶性碳水化合物含量增加，增加了微生物的活动，提高了发酵效率，导致微贮稻草干物质体外消化率提高，此结果与Li等的研究结果[26]一致。