■張微微 張永根 李欣新 柴新義 向玉勇 顧海洋 李夢元

（1.滁州學院生物與食品工程學院，安徽滁州 239000；2.東北農(nóng)業(yè)大學動物科學與技術學院，黑龍江哈爾濱 150030；3.滁州市水產(chǎn)研究所，安徽滁州 239000）

馬鈴薯渣是一種高產(chǎn)、低廉優(yōu)質(zhì)的反芻動物飼料，利用微生物發(fā)酵技術生產(chǎn)馬鈴薯渣飼料，是具有發(fā)展?jié)摿Φ腫1-6]。如何更好地提高薯渣飼料利用率被廣泛關注。采用體外產(chǎn)氣法測定飼料瘤胃發(fā)酵指標，對高效利用飼料與瘤胃營養(yǎng)調(diào)控有著重要意義[7-10]。史卉玲等（2013）利用體外產(chǎn)氣法研究苜蓿青貯與玉米青貯組合，結果表明，不同比例組合可提高粗飼料的利用效率[11]。李劍楠(2014)利用體外產(chǎn)氣法研究薯渣混合秸稈青貯與玉米青貯，當其比例為25∶75時，組合效果最好[12]。研究證實，利用微生物發(fā)酵薯渣飼喂動物，可提高動物生產(chǎn)性能，降低動物飼養(yǎng)成本[13-17]。本研究采用接種黑曲霉與酵母菌固態(tài)發(fā)酵薯渣與秸稈混合物與玉米青貯組合，采用體外產(chǎn)氣技術評價薯渣發(fā)酵產(chǎn)物和玉米青貯不同比例組合體外發(fā)酵的特性，旨在通過獲取最佳組合，提高飼料利用效率，為反芻動物日糧合理配置馬鈴薯渣發(fā)酵產(chǎn)物提供參考。

1 材料與方法

1.1 原料

薯渣發(fā)酵產(chǎn)物（SSF）：本實驗室課題組自制（薯渣與秸稈混合，采用黑曲霉和酵母菌混合發(fā)酵獲?。?。

青貯玉米（CS）：來源于東北農(nóng)業(yè)大學實驗基地。

1.2 試驗設計與方法

1.2.1 試驗分組

薯渣發(fā)酵產(chǎn)物與青貯玉米以干物質(zhì)為基礎，按照0∶100、25∶75、50∶50、75∶25、100∶0的比例混合，底物總重200 mg，置于玻璃注射器中，同時設置空白組（只有體外培養(yǎng)液）作為產(chǎn)氣量校正，置39℃恒溫培養(yǎng)箱中預熱，每個時間點3個重復。

1.2.2 培養(yǎng)液的制備

人工唾液參照Menke[18]的方法進行配置，將人工唾液置于39℃恒溫水浴鍋內(nèi)，并用磁力攪拌器攪拌，持續(xù)通入無氧CO2，然后加入已預熱的瘤胃液，混合制成體外培養(yǎng)液（瘤胃液∶人工唾液=1∶2）。

1.2.3 測定指標

產(chǎn)氣量：當培養(yǎng)0、2、4、6、8、10、12、14、16、18、24、32、36、40、48、72 h各時間點時，迅速取出培養(yǎng)管，冰浴，快速記錄讀數(shù)（ml）。

某時間點累積凈產(chǎn)氣量（0.200 g DM）（ml）=某時間段產(chǎn)氣量(ml)-對應時間段3支空白管平均產(chǎn)氣量(ml)。

pH值、氨氮、揮發(fā)性脂肪酸（乙酸、丙酸、丁酸）測定根據(jù)辛杭書等（2015）[19]方法進行測定。

1.3 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)處理采用Excel進行，根據(jù)動態(tài)發(fā)酵模型，采用SAS 9.12統(tǒng)計軟件中NON-LINEAR方法計算不同時間點、不同混合比例的動態(tài)產(chǎn)氣參數(shù)，并進行擬合，利用GLM方法進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 不同組合體外產(chǎn)氣特性

各組合的體外產(chǎn)氣曲線見圖1。由圖1可知，各組合在48 h之內(nèi)隨著培養(yǎng)時間的增加，產(chǎn)氣量逐漸增加。48 h之后，產(chǎn)氣量處于穩(wěn)定狀態(tài)。在12 h之前，產(chǎn) 氣 量SC100＞SC0＞SC25＞SC50＞SC75，12 h之 后，SC75的產(chǎn)氣量一直處于最低，SC50產(chǎn)氣量迅速增加，24 h之后，一直高于SC25，48 h之后，產(chǎn)氣量接近SC0。

圖1 不同組合的飼料產(chǎn)氣曲線

薯渣發(fā)酵產(chǎn)物和青貯玉米不同組合的產(chǎn)氣參數(shù)見表1。從表1中得出SC100最大理論產(chǎn)氣量最高（P＜0.05），SC50和SC0之間差異不顯著（P＞0.05），但顯著高于其它兩個處理組（P＜0.05）。SC100和SC75產(chǎn)氣速率較高，分別為0.645和0.585 h-1，顯著高于其他處理組（P＜0.05），SC50延滯期顯著高于其它處理組（P＜0.05），SC100最低。

表1 不同組合的產(chǎn)氣參數(shù)

注：1.SC表示固態(tài)發(fā)酵產(chǎn)物與青貯玉米的組合，數(shù)字表示固態(tài)發(fā)酵產(chǎn)物占組合的百分比；B為最大產(chǎn)氣量，C為產(chǎn)氣速率，Lag為延滯期；

2.同列數(shù)據(jù)肩標字母不同表示差異顯著（P＜0.05），字母相同表示差異不顯著（P＞0.05）；表2、表4同。

薯渣發(fā)酵產(chǎn)物和青貯玉米不同組合效應值見表2。通過產(chǎn)氣量的實測值和加權計算值比較，由表2中的各組合效應值可知，SC50組合各時間點都出現(xiàn)正組合效應，其余處理組合各時間點都出現(xiàn)微弱的負組合效應，且差異顯著（P＜0.05）。

表2 不同組合的組合效應值

2.2 不同組合處理組體外發(fā)酵培養(yǎng)24 h的pH值、NH3-N濃度

不同組合處理組發(fā)酵24 h培養(yǎng)液的pH值與NH3-N含量見表3。從表3中可知，各處理組間pH值相對穩(wěn)定。SC75顯著高于其它四個處理組（P＜0.05），SC25和SC50顯著低于SC0（P＜0.05）,與SC100相比差異不顯著（P＞0.05）。SC0的NH3-N含量為4.60 mg/100 ml，顯著高于其他試驗組（P＜0.05）。SC50與SC100 NH3-N含量最低，兩組間無顯著差異（P＞0.05）,且顯著低于SC75和SC25處理組（P＜0.05）。

表3 不同組合pH值、NH3-N含量

2.3 不同組合體外發(fā)酵揮發(fā)性脂肪酸含量

表4為不同組合體外培養(yǎng)揮發(fā)性脂肪酸（VFA）含量。由表4可知，SC100總酸含量為57.45 mmol/l，顯著高于其他處理組（P＜0.05），且與SC0相比，不同程度添加薯渣發(fā)酵產(chǎn)物可顯著提高VFA含量（P＜0.05）。馬鈴薯渣與青貯玉米不同組合中，SC75和SC25處理中乙酸含量相對于SC0顯著升高（P＜0.05）；丙酸方面，SC25和SC50處理組與SC0處理組相比差異不顯著（P＞0.05），SC75顯著低于SC0（P＜0.05），SC100顯著降低了丁酸含量（P＜0.05），提高了乙酸∶丙酸比例（P＜0.05）,其他處理組乙酸∶丙酸比例與SC0相比差異不顯著（P＞0.05）。

表4 不同組合揮發(fā)性脂肪酸（VFA）含量

3 討論

3.1 不同組合體外產(chǎn)氣量的變化

瘤胃中氣體主要是飼料中碳水化合物和蛋白質(zhì)中含碳部分被微生物作用產(chǎn)生的，因此產(chǎn)氣量在一定程度上可綜合反應飼料的發(fā)酵程度[12]。本試驗中由圖1可知，培養(yǎng)液的產(chǎn)氣曲線隨著時間的增加而增加，在12 h之前產(chǎn)氣迅速，12～48 h產(chǎn)氣增加，但速度較緩慢，48 h趨于平緩，造成的原因可能是前期發(fā)酵底物中營養(yǎng)物質(zhì)比較豐富，隨著時間的增加，微生物利用底物減少，產(chǎn)氣量也減少。表2產(chǎn)氣量組合效應顯示，SC50處理組在發(fā)酵階段一直呈現(xiàn)組合正效應，可以取得較為理想的效果，能快速提供足夠的能量和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)用于微生物的生長。

3.2 不同比例體外培養(yǎng)液pH值、NH3-N的變化

瘤胃內(nèi)環(huán)境中pH值和NH3-N濃度是反應瘤胃發(fā)酵參數(shù)的重要指標，主要反映纖維物質(zhì)的消化和微生物氮供應情況[12]。Depeters等（1986）指出僅當瘤胃pH值處于6.6～6.8[20]，纖維降解效果最好。本試驗中各組合的pH值在6.65～6.71之間，與報道吻合，其中SC75 pH值最高（6.71），這與此處理組的低含量揮發(fā)性脂肪酸相呼應（見表4）。本試驗各組合pH值較低，主要由于發(fā)酵底物比較單一，且為粗飼料；其次培養(yǎng)體系本身的薯渣發(fā)酵產(chǎn)物中含有檸檬酸與果膠兩種具有緩沖、恒定pH值能力的物質(zhì)。

有學者研究指出，氨氮濃度對微生物快速增長最適臨界量為20～50 mg/l[21]。本試驗中所有處理組培養(yǎng)液中氨氮濃度在3.34～4.60 mg/100 ml之間（＜5 mg/100 ml），在最適氨氮變化范圍之內(nèi)，對瘤胃內(nèi)微生物氮供應效果良好。

3.3 不同比例體外培養(yǎng)液VFA的變化

揮發(fā)性脂肪酸（VFA）是反芻動物能量的主要來源物質(zhì)，主要反映瘤胃消化代謝活動[11]。試驗中薯渣發(fā)酵產(chǎn)物和青貯玉米不同比例組合培養(yǎng)后，總酸含量提高。研究指出，提高VFA中丙酸含量，可提高飼料利用率[16]。體外發(fā)酵試驗得出，SC100與SC75降低丙酸含量，不利于提高飼料效率。

4 結論

試驗結果可知，SC100處理組產(chǎn)氣量最大，表明此處理組瘤胃微生物活動較強，SC50處理組優(yōu)于其它混合組合，其中發(fā)酵過程中僅SC50產(chǎn)氣量發(fā)生正組合效應，說明能較好利用飼料營養(yǎng)物質(zhì)。不同比例組合提高了發(fā)酵液的VFA含量，且SC25和SC50處理組提高了丙酸含量，從而降低了飼料成本。綜合瘤胃發(fā)酵液參數(shù)，當薯渣發(fā)酵產(chǎn)物與青貯玉米比例為1∶1為最優(yōu)組合，能獲得最佳經(jīng)濟效益。