趙政 李旭
水稻秸稈是我國長江以南廣大地區(qū)最為豐富的農作物秸稈資源,年產量可達1.92億噸以上,占農作物秸稈總量的29.93%[1]。水稻秸稈中又以早秈稻秸稈為主,早秈稻是南方地區(qū)的主要糧食作物。由于早秈稻秸稈的營養(yǎng)含量不高,飼用價值較低,造成大量的浪費和積壓,因此,如何利用稻草秸稈資源發(fā)展草食動物生產具有特別重要的現實意義。
稻草秸稈莖堅、中空,與玉米等常規(guī)飼料作物秸稈相比內部空氣含量較高,青貯時容易腐爛,青貯能否成功很大程度上取決于乳酸菌能否迅速而大量增殖。添加乳酸菌與酶制劑可促進乳酸菌快速繁殖,產生大量有機酸,使青貯稻草秸稈的pH值迅速下降,并且有效抑制有害微生物的活動和繁殖,減少干物質損失,提高青貯質量[2-3]。為解決水稻秸稈青貯難的問題,近年來,國外學者研制開發(fā)出水稻秸稈專用青貯的乳酸菌制劑,并作為商品投入市場。在我國有關水稻秸稈青貯的研究報道較少[4-5],有關水稻秸稈添加乳酸菌和酶制劑對青貯品質的影響方面未見報道。本試驗的目的旨在研究乳酸菌制劑和纖維素酶制劑對稻草秸稈青貯飼料發(fā)酵品質的影響,以期尋求適合南方草食動物生產實際的稻草青貯工藝。
1.1 試驗材料
1.1.1 青貯材料
由廣西農業(yè)職業(yè)技術學院生物工程系提供特優(yōu)838早秈稻脫谷后的秸稈。
1.1.2 乳酸菌制劑
采用日本Snow Brand Seed公司生產的乳酸菌制劑(3.6×109cfu/g)。
1.1.3 纖維素酶制劑
由廣西農業(yè)職業(yè)技術學院食品科學系提供。
1.2 試驗設計
試驗設對照組、試驗1組(乳酸菌)、試驗2組(纖維素酶)和試驗3組(乳酸菌+纖維素酶)4個處理組,按原料干物質重量分別添加經用水稀釋后的乳酸菌制劑150 ml、纖維素酶制劑150 ml和乳酸菌制劑+纖維素酶制劑(75+75)ml/kg。為了控制水分含量,各組添加劑用水稀釋成相同體積,對照組添加等量的水,均勻地噴灑在稻桔上,裝入塑料桶中,隨機區(qū)組設計,每個組3次重復(見表1)。
表1 早秈稻秸稈青貯試驗設計
1.3 試驗方法
1.3.1 青貯稻草的加工調制
首先將稻草秸放入揉搓機內揉搓一遍,然后鍘切成3 cm左右長度,按添加不同比例的乳酸菌制劑和纖維素酶制劑處理后,以25 kg為單位裝入塑料桶中,壓實排除空氣密封,置于常溫下貯藏35 d后開封檢測。
1.3.2 青貯稻草的品質檢測
pH值的測定用pHS-3C型酸度計測定;干物質(DM)采用65℃干燥法測定;粗蛋白(CP)按GB6432—86進行測定;氨態(tài)氮(TBN)采用直接蒸餾法;中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)和酸性木質素(ADL)采用范氏纖維法測定;有機酸采用GL-C610H型高效液相色譜儀測定;可溶性碳水化合物采用蒽酮-硫酸法測定。
1.3.3 數據處理
用SPSS軟件中的ANOVA方差分析對照組和試驗各組玉米青貯料中的營養(yǎng)成分及乳酸菌菌落總數的差異,對差異顯著的數據采用最小LSD法。
2.1 青貯稻草秸飼料的感官指標評定
一般青貯原料的含水量為65%~75%時最適宜乳酸菌生長繁殖;含水量>80%時,將導致汁液流失并促進腐敗菌發(fā)酵;含水量<60%,則會使收獲損失及青貯飼料溫度升高[6]。對照組與各試驗組稻草青貯料在色澤、質地上差異不大,均呈黃褐色,質地松軟,不粘連,但對照組表面有少量霉變。試驗各組青貯料比對照組有比較濃的酸香味,感官評定屬于優(yōu)質青貯料,表明添加乳酸菌制劑和纖維素酶制劑處理后能促進稻秸乳酸菌發(fā)酵,產生大量的有機酸,這一點通過試驗測定數據證實,見表2。
表2 青貯稻草秸飼料的感官指標評定
2.2 青貯稻秸的化學成分和DMR(見表3)
表3 青貯稻草秸稈的化學成分和DMR(%)
由表3可知,試驗各組青貯稻秸料中的NDF和ADF含量都比對照組降低,試驗1組、試驗2組和試驗3組中的ADF含量分別比對照組降低5.18%、20.29%和19.76%(P<0.01),ADF的含量以試驗2組降低最多,達20.29%。試驗各組青貯稻秸料中的DM、CP、WSC含量無顯著差異,但試驗1組的WSC和CP含量最高而比值最低。說明添加乳酸菌制劑和纖維素酶制劑可以顯著降低稻草秸稈的NDF和ADF含量,提高WSC的含量。表明纖維素酶能有效的降解植物細胞壁,對稻草秸稈纖維素產生降解作用,為青貯過程中乳酸菌的發(fā)酵提供更多的底物,同時使青貯料中殘余的WSC含量提高,這一點與國外學者的研究結果相一致。
青貯稻草秸稈中氨態(tài)氮占總氮量的百分比(NH3-N/TN)是評定青貯飼料質量的一項重要指標之一,它不僅反應青貯過程中粗蛋白質分解的多少,而且氨態(tài)氮的含量與青貯料的飼用價值有很大關系。根據我國青貯飼料質量評定標準[5],本次試驗各組青貯稻草秸稈中NH3-N/TN比值均優(yōu)于對照組。
試驗各組青貯稻草秸稈的干物質回收率均低于對照組,說明試驗各組采用添加乳酸菌制劑和纖維素酶制劑后,青貯料內部的發(fā)酵作用加強,水解作用增加,從而使?jié)B出物損失增加。本試驗中各試驗組青貯稻秸料中的DMR降低,可能與青貯原料稻秸中DM的含量相對較低有關。
2.3 不同處理對青貯稻草秸稈的pH值和有機酸的影響(見表 4)
表4 不同處理對青貯稻草桔稈的pH值和有機酸的含量
從表4中的試驗數據可以看出,添加乳酸菌和纖維素酶制劑可以使青貯稻草飼料的pH值降低,并隨著添加量的增大pH值降低的幅度增大(P<0.05)。各種有機酸與總酸的質量之比表明青貯稻草飼料的發(fā)酵品質,對青貯發(fā)酵過程影響較大的是乳酸、乙酸和丁酸的含量及與總酸的質量之比。乳酸菌制劑和纖維素酶制劑的添加對試驗各組中的乳酸、乙酸和總酸的質量分數均有顯著的差異(P<0.05)。
青貯稻草飼料中乳酸的質量分數呈梯度上升,這與乳酸菌制劑和纖維素酶制劑添加量有關;試驗1組、2組、3組與對照組相比,乳酸的質量分數分別上升239.7%、51.5%、101.5%;乙酸的質量分數呈現出不規(guī)則的變化,從總體上呈現下降的趨勢,其中以試驗1組和試驗2組最為明顯,試驗1組乙酸質量分數比對照組減少了27.78%;總酸的質量分數以試驗1組最高,與對照組、試驗2組和試驗3組相比,分別高出30.52%、73.75%和41.12%;丙酸的質量分數變化也呈現不規(guī)律,但試驗各組與對照組相比均有不同程度降低,其中試驗1組相差最大。
2.4 不同的青貯處理方法對青貯稻草飼料品質的影響
水稻因品種、栽培環(huán)境、收獲季節(jié)、收割方式及貯藏方法的不同,其品質有較大差異,這些差異對水稻秸稈青貯飼料品質有較大影響[6]。在不考慮添加乳酸菌制劑和纖維素酶制劑對稻草秸稈飼料影響的前提下,對稻草秸稈青貯飼料中pH值、有機酸和總酸及化學成分等進行分析,結果見圖1、圖2、圖3和圖4。
圖1 試驗1組與對照組青貯飼料中pH值、有機酸及總酸
圖2 試驗2組與對照組青貯飼料中pH值、有機酸及總酸
對三種稻草秸稈青貯飼料中的ADF、NDF和CA的質量分數進行比較,試驗1組最高,分別為45.05%、65.09%和12.76%;DM的質量分數以試驗2組為最低,試驗1組最高;CP的質量分數以試驗2組為最高。通過添加乳酸菌制劑和纖維素酶制劑青貯稻草原料的化學成分綜合分析結果表明:添加纖維素酶制劑青貯稻草的品質最好,其次是添加乳酸菌制劑和纖維素酶制劑青貯。
圖3 試驗3組與對照組青貯飼料中pH值、有機酸及總酸質量分數的比較
圖4 試驗各組與對照組青貯中化學成分的質量分數比較
3.1 南方早秈稻秸稈青貯過程中采用添加乳酸菌制劑和纖維素酶制劑不僅能有效抑制有害菌的繁殖,而且可以降低稻草秸稈中細胞壁物質及氨態(tài)氮與總氮的比值,改善稻草青貯飼料的發(fā)酵品質;隨著乳酸菌制劑和纖維素酶制劑添加量的增加青貯稻草飼料品質得到顯著提高。
3.2 與對照組相比纖維素酶處理使稻草秸稈青貯飼料中丁酸與總酸的摩爾比和氨態(tài)氮與總氮質量比分別降低100%和24.9%,pH值降低了11.24%,極大地改善和提高了稻草秸稈青貯飼料的發(fā)酵品質和營養(yǎng)價值。
3.3 在稻草秸稈青貯過程中同時添加乳酸菌制劑和纖維素酶制劑,使稻草秸稈青貯飼料中的氨態(tài)氮與總氮質量比降低27.05%,丁酸與總酸的摩爾比降低32.6%,同時使NDF和ADF的質量分數分別下降了11.66%和19.8%,明顯提高了稻草秸稈青貯飼料的發(fā)酵品質和營養(yǎng)價值。
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