韓雅慧，蔣再慧，侯建軍，唐德江，韓華，房家琛，曹陽

（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，大慶 163319；2.黑龍江中升牧業(yè)有限公司；3.日本弘前大學(xué)農(nóng)學(xué)生命科學(xué)部）

不同發(fā)酵處理對(duì)玉米秸稈TMR的微生物組成及In vitro甲烷生成的影響

韓雅慧1，蔣再慧1，侯建軍2，唐德江1，韓華1，房家琛3，曹陽1

（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，大慶 163319；2.黑龍江中升牧業(yè)有限公司；3.日本弘前大學(xué)農(nóng)學(xué)生命科學(xué)部）

采用單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)，試驗(yàn)處理分別為青貯玉米秸稈TMR（Total Mixed Rations）組、黃貯玉米秸稈TMR組及氨化玉米秸稈TMR組。通過實(shí)驗(yàn)室小規(guī)模發(fā)酵13個(gè)月后開封，對(duì)發(fā)酵飼料物理性狀感官評(píng)定，對(duì)飼料中干物質(zhì)（DM）、有機(jī)物（OM）、粗脂肪（EE）、粗蛋白（CP）、中性洗滌纖維（NDF）、酸性洗滌纖維（ADF）等一般營養(yǎng)成分及總水分和pH值兩項(xiàng)發(fā)酵指標(biāo)測(cè)定，同時(shí)，結(jié)合飼料微生物計(jì)數(shù)來綜合研究三種發(fā)酵處理對(duì)玉米秸稈TMR的微生物組成及化學(xué)成分的影響。結(jié)果表明，經(jīng)青貯和黃貯這兩種方式處理的玉米秸稈TMR具有較好的發(fā)酵品質(zhì)；從飼料營養(yǎng)成分的角度來看，經(jīng)氨化處理的玉米秸稈TMR顯著的提高了（P＜0.05）玉米秸稈中粗蛋白含量；微生物組成方面，大腸桿菌僅在青貯中檢測(cè)到，數(shù)量為104（cfu·g-1），耐熱菌也僅在氨化飼料中出現(xiàn)，數(shù)量為103（cfu·g-1）；三種處理樣本中乳酸菌的數(shù)量均在104（cfu·g-1）以下，好氧菌的數(shù)量在106（cfu·g-1）以下，酪酸菌、酵母菌及霉菌均未發(fā)現(xiàn)。In vitro干物質(zhì)消失率中，青貯秸稈TMR顯著高于黃貯秸稈TMR，而甲烷生成量方面，青貯秸稈TMR顯著低于黃貯秸稈TMR。

青貯；黃貯；氨化；發(fā)酵品質(zhì)；甲烷

我國玉米秸稈的產(chǎn)量極其豐富，年產(chǎn)量可達(dá)5.560億t[1]，位居世界前列。但是，我國玉米秸稈的利用卻存在著利用率低且浪費(fèi)嚴(yán)重的問題。而被我們所浪費(fèi)的絕大部分玉米秸稈則被作為燃料焚燒使用，這不但造成了資源的浪費(fèi)，還嚴(yán)重的污染了環(huán)境，這與我國所大力倡導(dǎo)的可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境友好相違背。因此，為了解決玉米秸稈資源浪費(fèi)的這一問題，我們需要將玉米秸稈變廢為寶，將它進(jìn)行發(fā)酵處理，以提高玉米秸稈這種豐富廉價(jià)資源的利用效率。

作為一種可利用的飼料資源，玉米秸稈含有豐富的營養(yǎng)和許多可利用的化學(xué)成分，是主要被用作反芻動(dòng)物粗飼料的主要飼料原料之一。但是，就我國目前的情況來說，被用作飼料的玉米秸稈卻不足10%[2]。這主要是因?yàn)橛衩捉斩挻嬖谥值鞍缀康?，NDF含量高，適口性差的問題[3]。正常情況下，一般要求反芻動(dòng)物飼料CP含量不應(yīng)低于8%[3]，而玉米秸稈中CP的含量難以達(dá)到8%且消化率低，這會(huì)造成瘤胃內(nèi)氨濃度過低，最終影響到瘤胃微生物的增殖和發(fā)酵[4]。此外，玉米秸稈中NDF的含量比較高，這也是影響玉米秸稈消化率和消化能的重要因素[5]。從飼料適口性的方面來看，玉米秸稈質(zhì)地粗糙堅(jiān)硬，屬于低質(zhì)粗飼料，適口性很差，會(huì)降低動(dòng)物的采食量。因此，為了提高玉米秸稈的飼料利用品質(zhì)，我們需要對(duì)玉米秸稈進(jìn)行化學(xué)、物理或生物等不同方式的處理[6]，以研發(fā)出適應(yīng)實(shí)際生產(chǎn)需要的玉米秸稈TMR飼料。

而瘤胃內(nèi)飼料中碳水化合物等經(jīng)過微生物發(fā)酵，產(chǎn)生可吸收利用的揮發(fā)性脂肪酸（VFA）的同時(shí)，產(chǎn)甲烷菌生成大量的甲烷[7]。瘤胃內(nèi)飼料總能量的12%左右以甲烷的形式損失掉的同時(shí)，甲烷作為溫室氣體也極大地加劇全球變暖[8]。全球每年甲烷的排放量約為525 Tg，其中反芻動(dòng)物甲烷的排放量約為85 Tg[8]。大量的反芻動(dòng)物不僅需要提供龐大數(shù)量的飼料，而且排放甲烷量也急劇上升。因此，如果通過飼料調(diào)制手段，擴(kuò)大飼料資源有效利用的同時(shí)，控制甲烷的排放，對(duì)減緩地球變暖具有重要意義。

以分別經(jīng)過青貯、黃貯及氨化這三種處理的玉米秸稈TMR為研究對(duì)象，通過對(duì)飼料物理性狀的感官評(píng)定，一般營養(yǎng)成分的測(cè)定以及發(fā)酵品質(zhì)的分析，比較青貯、黃貯、氨化三種處理的玉米秸稈TMR的一般化學(xué)成分，微生物組成以及體外培養(yǎng)干物質(zhì)消失率和甲烷生成量，綜合研究三種處理對(duì)玉米秸稈TMR發(fā)酵后的微生物組成及體外培養(yǎng)甲烷生成的影響。從而進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)科學(xué)合理的利用玉米秸稈類飼料資源的目標(biāo)，提高玉米秸稈的利用，減少甲烷排放，為畜牧業(yè)生產(chǎn)提供低甲烷排放高質(zhì)量飼料處理技術(shù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 發(fā)酵TMR及處理

全株玉米、無籽粒玉米秸稈來源于吉林省長嶺縣中科院草地生態(tài)站。根據(jù)NRC（1985）育肥期肉羊營養(yǎng)需要，將全株玉米、玉米秸稈粉碎后分別與蛋白、能量等飼料按一定比例混合（見表1），調(diào)制成為全混合日糧TMR。三種處理均裝入16×25 cm的塑料袋內(nèi)（每個(gè)處理5袋），真空密封包裝后，貯存于室溫條件下，13個(gè)月后開封供分析檢測(cè)。

表1 玉米秸稈發(fā)酵全混合日糧配方Table 1 The diet formula of fermented TMR with whole corn or corn straw

1.1.2 主要儀器設(shè)備

AB104N型電子分析天平；均質(zhì)器；280B手提式高壓滅菌鍋；磁力攪拌器；1 000 μm微量取液器；200 μm微量取液器；DK-S14型電熱恒溫水浴鍋；潔凈工作臺(tái)；DRP-9272型電熱恒溫培養(yǎng)箱；PHS-3C型實(shí)驗(yàn)室pH計(jì)；DGG-92408B型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱；粉碎機(jī)；消煮爐；TDGC2J-2型凱式定氮儀；酸堿滴定設(shè)備；冒福爐；SX2-4-10箱式電阻爐；干燥器；索氏提取器；PTHW型電熱套；SHZ-D型循環(huán)水式真空泵。

1.1.3 培養(yǎng)基

預(yù)先配制足夠的MRS、BLU、NA、DRCA、PDA（需加入20%酒石酸）固體培養(yǎng)基備用，分別用于培養(yǎng)乳酸菌、大腸桿菌、好氧及耐熱菌、酪酸菌、霉菌和酵母菌。以上培養(yǎng)基均購自青島海博生物有限公司。

1.2 方法

1.2.1 飼料物理性狀的感官評(píng)定

開封后，我們主要從質(zhì)地、色澤、有無霉變和氣味這四個(gè)方面進(jìn)行感官評(píng)定。經(jīng)不同處理的玉米秸稈其質(zhì)地不同，但多數(shù)發(fā)酵秸稈質(zhì)地柔軟、疏松稍濕潤，松軟不粘手，無發(fā)霉現(xiàn)象。

1.2.2 開封及其濾液的制備

開封后立即從三種玉米秸稈TMR樣品中分別取20 g，放入聚乙烯袋內(nèi)，再加入180 mL蒸餾水，隨后，用均質(zhì)器拍打90 s，再用定性濾紙進(jìn)行過濾，收集完濾液后，立即測(cè)定過濾液的pH值。開封后立即從三種玉米秸稈TMR樣品中分別取20 g，放入聚乙烯袋內(nèi)，再加入180 mL蒸餾水，隨后，用均質(zhì)器拍打90 s，再用定性濾紙進(jìn)行過濾，收集完濾液后，立即測(cè)定過濾液的pH值。

1.2.3 化學(xué)成分分析

將所有剩余的經(jīng)三種處理的玉米秸稈TMR樣本進(jìn)行風(fēng)干處理，即放入通風(fēng)干燥箱內(nèi)在65℃的溫度下烘干48 h，然后將所有飼料樣本置于室溫下，使其自然回潮24 h制得風(fēng)干樣品。再將3種風(fēng)干樣品逐一放入粉碎機(jī)內(nèi)研磨粉碎（篩子口徑為1 mm），為后續(xù)的一般營養(yǎng)成分的測(cè)定及發(fā)酵品質(zhì)的分析做準(zhǔn)備。在幾個(gè)營養(yǎng)成分的測(cè)定指標(biāo)中，干物質(zhì)（DM），粗蛋白（CP），粗脂肪（EE）分析是根據(jù)（AOAC）[9]中的方法934.01，976.05，920.39進(jìn)行。酸性洗滌纖維（ADF）和中性洗滌纖維（NDF）的分析方法根據(jù)的是Van soest[10]的方法進(jìn)行的。飼料中的粗蛋白質(zhì)（CP）主要是根據(jù)凱氏定氮法來進(jìn)行測(cè)定的。

1.2.4 微生物培養(yǎng)與細(xì)菌形態(tài)及計(jì)數(shù)

主要對(duì)三種TMR樣本原菌液中所含有的乳酸菌（MRS）、大腸桿菌（BLU）、耐熱細(xì)菌（NA）、好氧菌（NA）、酪酸菌（DRCA）、酵母菌（PDA）、霉菌（PDA）這七種細(xì)菌分別進(jìn)行微生物培養(yǎng)與計(jì)數(shù)。首先，制作足夠數(shù)量的MRS、BLU、NA、DRCA、PDA（需加入20%酒石酸）的固體培養(yǎng)基備用。再將三種TMR待測(cè)菌液的原一一進(jìn)行梯度稀釋，分別稀釋為10倍液、20倍液（使用前需要75℃加熱15 min，冷卻后使用）、30倍液及50倍液。再分別移取20 μm的稀釋菌液，并將菌液涂布于已編號(hào)并做好分區(qū)的固體培養(yǎng)基平板上的相應(yīng)位置。再將涂好的BLU、NA、PDA平板置于30℃恒溫培養(yǎng)箱中，恒溫培養(yǎng)48 h；將涂好的MRS、DRCA置于厭氧培養(yǎng)箱中，培養(yǎng)48 h。最后，觀察平板上長出的菌落，一一進(jìn)行區(qū)分并計(jì)數(shù)。而平板上相應(yīng)區(qū)域的總菌數(shù)，可用該區(qū)域上所出現(xiàn)的菌落數(shù)乘以該區(qū)域所涂布菌液的稀釋倍數(shù)，即可算出原菌液中活菌的含菌數(shù)。

通常，在MRS培養(yǎng)基上生長的乳酸菌呈乳白色有光澤的球狀小圓點(diǎn)；在BLU培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌呈藍(lán)白色光滑斑點(diǎn)；在NA培養(yǎng)基上生長的好氧菌呈乳白色或淡黃色菌團(tuán)；其中，部分在NA培養(yǎng)基上生長的耐熱菌呈乳白色邊緣整齊的圓形菌落。

1.2.5 In vitro體外培養(yǎng)

1.2.5.1 人工唾液

采用McDougll's緩沖液的配制方法進(jìn)行配制，1L人工唾液的組成分別為NaHCO3（9.8g），KCl（0.57g），CaCl（0.04 g），NaHPO4·12H2O（9.3 g），NaCl（0.47 g），MgSO4·7H2O（0.12 g），Cysteine hydrochloride（0.25 g），Resazurin（0.001 g）。

1.2.5.2 瘤胃液的收集

3頭安裝永久性瘤胃瘺管的綿羊提供瘤胃液。上午采食2 h后，通過4頭綿羊的瘤胃瘺管進(jìn)行采集瘤胃液，采集的瘤胃液用4層紗布過濾后，等體積混合，并通入CO2保持厭氧環(huán)境。

1.2.5.3 培養(yǎng)液的制備

人工唾液和瘤胃液以體積比4∶1的比例混合后，通入CO2，并置于39℃水浴鍋中備用。

1.2.5.4 生物飼料培養(yǎng)

稱取粉碎（2 mm）的風(fēng)干樣品1 g，分別置于體積為128 mL的培養(yǎng)瓶中，稱取50 mL的培養(yǎng)液注入培養(yǎng)瓶內(nèi)，通入氮?dú)獗３謪捬醐h(huán)境，立即蓋上膠蓋，并用專用封口鉗子壓緊鋁蓋，將培養(yǎng)瓶置于恒溫震蕩水浴鍋內(nèi)，39℃震蕩培養(yǎng)48 h。

1.2.5.5 干物質(zhì)消失率、pH及甲烷測(cè)定

根據(jù)Cao等[11]的方法，分別對(duì)培養(yǎng)后樣品的干物質(zhì)消失率、培養(yǎng)液的pH以及甲烷進(jìn)行了測(cè)定。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

實(shí)驗(yàn)使用SAS9.0[12]統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)青貯、黃貯以及氨化三種處理的玉米秸稈TMR的化學(xué)成分和發(fā)酵品質(zhì)的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。經(jīng)過單因素方差分析對(duì)差異顯著項(xiàng)目進(jìn)行多重比較，采用Tukey法鑒定比較平均數(shù)之間的差異顯著性（P＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 感官評(píng)定

經(jīng)青貯發(fā)酵的玉米秸稈TMR，其質(zhì)地柔軟、疏松稍濕潤，色澤鮮亮，無發(fā)霉現(xiàn)象，顏色為黃綠色，有濃郁的酸香味；經(jīng)黃貯發(fā)酵的玉米秸稈TMR，其質(zhì)地柔軟均勻、不粘手，呈原材料色澤，無發(fā)霉現(xiàn)象，顏色為暗黃色，有芳香酸味、酒味較濃；氨化處理的玉米秸稈TMR，其質(zhì)地松軟、濕潤膨松，色澤較好，無發(fā)霉現(xiàn)象，顏色為黃褐色，有刺鼻氨臭味。

2.2 化學(xué)成分

飼料一般化學(xué)成分見表2。玉米秸稈經(jīng)過青貯、黃貯、氨化三種處理后DM、OM、EE、CP、ADF這些指標(biāo)間均有顯著性差異（P＜0.05），而三種TMR中僅NDF指標(biāo)之間無顯著性差異（P＞0.05）。在干物質(zhì)含量上，青貯和黃貯＞氨化；在有機(jī)物含量上，氨化的含量介于青貯和黃貯之間；在粗脂肪含量上，氨化＞青貯＞黃貯；在粗蛋白含量上，氨化＞青貯和黃貯；在ADF含量上，氨化和黃貯＞青貯。

表2 發(fā)酵TMR的化學(xué)成分Table 2 Chemical composition of fermented TMR

2.3 貯藏品質(zhì)

2.3.1 發(fā)酵品質(zhì)

飼料經(jīng)過青貯、黃貯、氨化三種處理后的發(fā)酵品質(zhì)見表3。通過總水分和pH的測(cè)定可以看出，三種處理TMR的總水分與pH這兩項(xiàng)指標(biāo)均有顯著性差異（P＜0.05）?？偹趾繛椋被厩噘A和黃貯；三種處理的pH值為，氨化＞黃貯＞青貯。其中，青貯玉米秸稈TMR的pH為4.2；黃貯玉米秸稈TMR的pH為4.4，兩者的pH均在4.5以下。

表3 發(fā)酵TMR的發(fā)酵品質(zhì)Table 3 The fermentation quality of fermented TMR

2.3.2 微生物組成及數(shù)量

飼料微生物組成及數(shù)量見表4。乳酸菌在青貯和氨化TMR中數(shù)量均為103cfu·g-1，在黃貯TMR中數(shù)量為104cfu·g-1；大腸桿菌在青貯TMR中數(shù)量為104cfu·g-1，在黃貯和氨化TMR中沒有發(fā)現(xiàn)大腸桿菌生長；好氧菌數(shù)量為104～106cfu·g-1；耐熱菌在氨化TMR中數(shù)量為103cfu·g-1，青貯和黃貯TMR中沒有耐熱菌發(fā)現(xiàn)；在三種TMR樣本中均沒有發(fā)現(xiàn)酪酸菌、酵母菌及霉菌。

表4 發(fā)酵TMR的微生物組成及數(shù)量（cfu·g-1）Table 4 The microbial compositions and counts of fermented TMR

2.4 干物質(zhì)消失率及甲烷生成量

不同處理對(duì)發(fā)酵秸稈TMR體外培養(yǎng)干物質(zhì)消失率和甲烷生成量的影響見表5。青貯秸稈TMR的干物質(zhì)消失率顯著高于黃貯秸稈TMR（P＜0.05），而青貯秸稈TMR干物質(zhì)消失率顯著低于黃貯秸稈TMR（P＜0.05）。

表5 不同處理秸稈生物發(fā)酵飼料的干物質(zhì)消失率及甲烷生成量Table 5 In vitro dry matter digestibility and methane production of fermented TMR with different corn straw

3 討論

3.1 飼料化學(xué)成分

通過分別對(duì)采用青貯、黃貯、氨化三種處理的玉米秸稈TMR營養(yǎng)成分的研究，由表3可見，除中性洗滌纖維（NDF）這一項(xiàng)指標(biāo)以外，其他各項(xiàng)指標(biāo)均顯示為顯著差異（P＜0.05）。而就DM的含量來說，青貯顯著高于氨化，主要是因?yàn)榍噘A全株玉米秸稈中除了莖、葉以外，還包含有大量的玉米籽粒，而玉米籽粒中的干物質(zhì)含量高[13]，這大大的提高了青貯玉米秸稈TMR的干物質(zhì)含量；根據(jù)OM的含量來看，氨化TMR的含量介于青貯和黃貯TMR之間，主要是因?yàn)榍噘A全株玉米秸稈TMR的果穗中含有大量豐富的有機(jī)物[14]，而脫粒玉米秸稈的有機(jī)物含量相對(duì)較低，所以造成了氨化玉米秸稈TMR的有機(jī)物含量略低于青貯玉米秸稈TMR，但脫粒玉米秸稈經(jīng)氨化處理后，尿素提高了脫粒玉米秸稈中含氮有機(jī)物的含量[15]，因此，氨化玉米秸稈TMR的有機(jī)物含量略高于黃貯TMR；在EE含量上，青貯TMR顯著高于黃貯TMR，主要是因?yàn)榍噘A玉米秸稈TMR中的籽粒含有大量的油脂[16]，因此其粗脂肪含量顯著高于黃貯玉米秸稈TMR。就CP這一項(xiàng)指標(biāo)而言，經(jīng)氨化處理的玉米秸稈TMR顯著高于經(jīng)青貯、黃貯這兩種處理玉米秸稈的方式（P＜0.05），這一結(jié)果與Lessard等[17]研究的用尿素處理玉米秸稈，發(fā)現(xiàn)在發(fā)酵過程中，用尿素處理后的玉米秸稈TMR含有較多粗蛋白的結(jié)論相符合。而造成這一結(jié)果主要是因?yàn)槟蛩刂械陌毕扰c秸稈中的有機(jī)物發(fā)生作用生成銨鹽和絡(luò)化物，再進(jìn)一步通過微生物作用形成菌體蛋白，增加了玉米秸稈中非蛋白氮的含量[18]。較氨化處理不同的是，青貯和黃貯則是通過利用微生物發(fā)酵來合成菌體蛋白的[19]。另外，氨化和黃貯處理的TMR中ADF的含量顯著高于青貯，主要是因?yàn)榍噘A全株玉米秸稈TMR，由于其所含有的玉米籽粒中有大量的可溶性糖，可溶性糖發(fā)酵分解，從而造成青貯TMR中ADF的含量低的現(xiàn)象[20]。此外，三種處理對(duì)玉米秸稈TMR中NDF含量的變化不顯著（P＞0.05）。

前人通過研究氨化處理對(duì)發(fā)酵后稻草營養(yǎng)價(jià)值的影響的結(jié)果表明[21]，氨化處理對(duì)發(fā)酵后稻草的CP、ADF及水溶性碳水化合物的含量均有顯著的影響（P＜0.05）。

3.2 飼料發(fā)酵品質(zhì)

通過分別對(duì)采用青貯、黃貯、氨化三種處理的玉米秸稈TMR發(fā)酵品質(zhì)的研究，由表4可見，三種TMR樣本的總水分及pH這兩項(xiàng)指標(biāo)均顯示為顯著性差異（P＜0.05）。通過對(duì)比經(jīng)三種處理的玉米秸稈TMR的總水分可發(fā)現(xiàn)，氨化組顯著高于青貯組和黃貯組，主要原因是因?yàn)樵谶M(jìn)行氨化處理時(shí)，尿素的添加可以提高玉米秸稈TMR部分水分；而從pH的測(cè)定結(jié)果上看，氨化TMR顯著高于黃貯TMR，黃貯TMR顯著高于青貯TMR，主要影響因素是在進(jìn)行氨化處理時(shí)，添加的尿素屬堿性，它會(huì)提高玉米秸稈的pH，因此，氨化玉米秸稈TMR的pH為三者中最高。而青貯全株玉米秸稈TMR由于含有籽實(shí)，并且，在其發(fā)酵的過程中會(huì)產(chǎn)生乳酸，由于乳酸的不斷積累[22]，使得在三種處理的玉米秸稈TMR中，青貯TMR的pH最低，其發(fā)酵品質(zhì)也在三者中更勝一籌。此外，經(jīng)青貯和黃貯處理的玉米秸稈TMR，其pH分別為4.2、4.4。這與劉建新等[23]認(rèn)為最理想的青貯、黃貯玉米秸稈類飼料的pH的范圍在4.0～4.4之間相符合。這再次表明經(jīng)青貯和黃貯處理的玉米秸稈TMR的發(fā)酵品質(zhì)較好。

3.3 飼料微生物組成及數(shù)量

通過對(duì)飼料中微生物的組成以及細(xì)菌數(shù)量的分析，不但可以反映出飼料發(fā)酵品質(zhì)的好壞，還能夠?yàn)轱暳掀焚|(zhì)的評(píng)定提供可靠的依據(jù)。一般情況下，發(fā)酵飼料中的微生物以乳酸菌占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，酵母菌和其他細(xì)菌僅有少量，霉菌基本不生長[24]。通過分別對(duì)采用青貯、黃貯、氨化三種處理的玉米秸稈TMR中的微生物組成及數(shù)量的研究，由表5可見，從總體上來看，三種TMR樣本中乳酸菌的數(shù)量均偏低，為103～104；青貯TMR中大腸桿菌的數(shù)量為104；氨化TMR中耐熱細(xì)菌數(shù)量為103；三種TMR樣本中沒有發(fā)現(xiàn)酪酸菌、酵母菌及霉菌；但好氧菌在三種TMR樣本中數(shù)量較多，在104～106之間。此外，我們必須注意的是，乳酸菌是在飼料發(fā)酵中起主要作用的有益微生物，其種類和數(shù)量是衡量飼料質(zhì)量優(yōu)劣的關(guān)鍵[25]。而實(shí)驗(yàn)造成飼料中乳酸菌數(shù)量低這一結(jié)果的原因可能主要是因?yàn)轱暳厦芊赓A存時(shí)間過長，導(dǎo)致飼料中可溶性糖的不斷消耗[26]，使可溶性糖的含量下降，正是由于飼料中剩余的可溶性糖的含量過少，以至于最終影響到了飼料中乳酸菌的生長，同時(shí)也間接的影響到了飼料的發(fā)酵品質(zhì)[27]。此外，青貯飼料中正?？偹趾繛?7%～75%[28]，而實(shí)驗(yàn)所測(cè)得的青貯玉米秸稈TMR總水分含量僅為59.4%，水分含量過少，也會(huì)影響到乳酸菌的生長[29]；同時(shí)，正因?yàn)榍噘A玉米秸稈TMR中偏低的乳酸菌數(shù)量，才造成了青貯玉米秸稈TMR中大腸桿菌的繁殖；有研究表明，當(dāng)飼料的pH在4.5以上的時(shí)候，適于耐熱菌的生長[30]。在實(shí)驗(yàn)中，僅氨化玉米秸稈TMR的pH在4.5以上，有耐熱菌的發(fā)現(xiàn)，其數(shù)量約為103。此外，三種TMR樣本中好氧菌數(shù)量較多，可能是由于飼料開封時(shí)間過長，接觸空氣過多，氧化作用強(qiáng)烈，微生物產(chǎn)生的熱量過多，導(dǎo)致好氧菌的大量繁殖，這也間接的抑制了乳酸菌的生長[31]。

3.4 干物質(zhì)消失率及甲烷生成量

飼料在發(fā)酵過程中，乳酸菌利用可溶性糖生成乳酸，降低了飼料的pH，從而抑制飼料中細(xì)菌的活動(dòng)，減少了有機(jī)物的損失[24]。另外，反芻動(dòng)物瘤胃內(nèi)，代謝物轉(zhuǎn)化過程中產(chǎn)生氫，除了甲烷生成的一個(gè)途徑使用氫以外，由乳酸生成丙酸的途徑中也消耗一定量的氫[32]，也就是說反芻動(dòng)物瘤胃內(nèi)的丙酸與甲烷的生成都是消耗氫的過程，二者構(gòu)成競爭關(guān)系，并且瘤胃內(nèi)氫氣的濃度比較低，通常約為1 μmol·L-1[33]。一些研究認(rèn)為乳酸生成丙酸過程中，經(jīng)過延胡索酸到琥珀酸的還原反應(yīng)，利用氫生成丙酸，減少了瘤胃中氫的濃度，抑制了甲烷的生成[32]。試驗(yàn)中，青貯秸稈TMR中pH最低，抑制了細(xì)菌的活動(dòng)，從而減少了有機(jī)物的損失，因此體外培養(yǎng)干物質(zhì)消失率顯著高于黃貯秸稈TMR。另外，根據(jù)研究表明[24]，青貯秸稈TMR中可溶性糖分高于黃貯秸稈TMR，從而生成較多的乳酸，在體外培養(yǎng)過程中，乳酸與氫生成丙酸而降低了氫，導(dǎo)致生成甲烷的氫減少，從而抑制了甲烷的生成，這與以前的研究結(jié)果相似[29]。

4 結(jié)論

結(jié)果表明，青貯、黃貯玉米秸稈TMR因具有較低的pH，抑制了微生物的活性，是發(fā)酵品質(zhì)優(yōu)良的TMR。但由于青貯和黃貯玉米秸稈TMR中粗蛋白的含量較低，因此未能解決玉米秸稈類飼料中粗蛋白含量低的問題。而以尿素對(duì)玉米秸稈進(jìn)行氨化處理后，雖然pH高于青貯和黃貯玉米秸稈TMR，但經(jīng)氨化處理能夠有效的改善玉米秸稈類飼料營養(yǎng)成分的含量，尤其是顯著提高了玉米秸稈類飼料中粗蛋白的含量，彌補(bǔ)了玉米秸稈類飼料中粗蛋白含量不足的缺陷，但由于氨的刺激性氣味較濃，需要在改善適口性上進(jìn)行進(jìn)一步研究。另外，青貯秸稈TMR具有較高的干物質(zhì)消失率和較低的甲烷生成量。因此，為了有效利用秸稈，調(diào)制低甲烷排放生物飼料，我們還應(yīng)該更加深入的去研究玉米秸稈TMR的飼料特性及秸稈類飼料的發(fā)酵處理技術(shù)。

［1］陳洪章，陳建新，李佐虎，等.直接利用秸稈發(fā)酵蛋白飼料可行性研究［J］.飼料研究，1996（9）：4-5.

［2］李日強(qiáng)，張峰.不同菌株固態(tài)發(fā)酵玉米秸稈生產(chǎn)飼料蛋白的比較研究［J］.生態(tài)學(xué)報(bào)，2001，21（9）：1512-1518.

［3］李浩波.秸稈飼料學(xué)［M］.西安：西安地圖出版社，2002.

［4］張倩，夏建民，李勝利，等.不同比例壓塊秸稈與羊草組成粗飼料對(duì)奶牛瘤胃發(fā)酵和生產(chǎn)性能的影響［J］.動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)報(bào)，2010，22（2）：474-480.

［5］朱順國，邢壯，張薇，等.玉米秸稈NDF與ADF含量變化規(guī)律的研究［J］.中國奶牛，2001（1）：24-26.

［6］徐炳政，王穎，梁小月，等.乳酸菌細(xì)菌素應(yīng)用研究進(jìn)展［J］.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)學(xué)報(bào)，2015，27（1）：60-63.

［7］Russell J B，Rychlik J L.Factors that alter rumen microbial ecology［J］.Science，2001，5519：1119-1122.

［8］Johnson DE，Ward GM.Estimates of animal methane emissions［J］.Environmental Monitoring and Assessment，1996，42（1-2）：133-141.

［9］AOAC.Official Methods of Analysis［M］.15th ed.Arlington：Association of official analytical Chemists，1990.

［10］Van Soest P J，Robertson J B，Lewis B A.Methods for dietary fiber，neutral detergent fiber and non-starch polysaccharides in relation to animal nutrition［J］.Journal of Dairy Science，1991，74（10）：3583-3597.

［11］Cao Y，Takahashi T，Horiguchi K，et al.Effect of adding lactic acid bacteria and molasses on fermentation quality and in vitro ruminal digestion of total mixed ration silage prepared with whole crop rice［J］.Grassland Science，2010，56（1）：19-25.

［12］王洋，曲永利.后備奶牛不同生長發(fā)育階段營養(yǎng)需要的研究進(jìn)展［J］.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，26（1）：40-45.

［13］宋錫章.青飼和青貯專用玉米品種應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)［J］.黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2003（3）：30-32.

［14］余汝華，莫放，趙麗華，等.刈割時(shí)間對(duì)青貯玉米秸稈飼料營養(yǎng)成分的影響［J］.中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2006，22（6）：10-13.

［15］郭佩玉，李道娥，韓魯佳，等.幾種秸稈處理方法的比較研究［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，1995，11（2）：149-155.

［16］楊云貴，龍明秀，王鶯，等.牧草、玉米青貯和作物秸稈營養(yǎng)價(jià)值的洗滌劑法評(píng)定［J］.草地學(xué)報(bào)，2004，12（2）：132-135.

［17］Lessard JR，Erfle JD，Sauer FD，et al.Protein and free amino acid patterns in maize ensiled with or without urea &dagger［J］.Journal of the Science of Food and Agriculture，1978，29（6）：506-512.

［18］毛華明，馮仰廉.尿素和氫氧化鈣處理作物秸稈提高營養(yǎng)價(jià)值的研究［J］.中國畜牧雜志，1991，27（5）：3-5.

［19］王富生，馬俊孝，任紅衛(wèi)，等.微生物青貯劑在玉米秸稈黃貯中的作用［J］.山東大學(xué)學(xué)報(bào)：理學(xué)版，2004，39（2）：112-115.

［20］王洪剛，鹿書強(qiáng)，李冰，等.秸稈尿素氨化技術(shù)的研究與應(yīng)用［J］.黑龍江畜牧醫(yī)，2004（9）：62-64.

［21］劉春龍，孫鳳俊.不同的處理方法對(duì)稻草營養(yǎng)價(jià)值的影響［J］.黃牛雜志，2002（1）：28-29.

［22］桂榮，那日蘇，孫啟忠，等.青貯玉米原料特性對(duì)青貯飼料價(jià)值的影響［J］.中國畜牧雜志，2001，37（1）：35-36.

［23］劉建新，楊振海，葉均安，等.青貯飼料的合理調(diào)制與質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（續(xù)）［J］.飼料工業(yè)，1990，20（4）：3-5.

［24］蔡義民，熊井清雄.乳酸菌劑對(duì)青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)的改善效果［J］.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，1995，28（2）：73-82.

［25］杲壽善.添加乳酸菌制劑青貯飼料飼喂奶牛效果試驗(yàn)［J］.中國草食動(dòng)物，2002，22（1）：20-21.

［26］興麗，韓魯佳，劉賢，等.乳酸菌和纖維素酶對(duì)全株玉米青貯發(fā)酵品質(zhì)和微生物菌落的影響［J］.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2004（5）：38-41.

［27］楊潔彬，凌代文，郭興華，等.乳酸菌—生物學(xué)基礎(chǔ)及應(yīng)用［M］.北京：中國輕工業(yè)出版社，1996.

［28］史占全，劉建新，張菁樺.添加酶制劑對(duì)青貯玉米秸發(fā)酵品質(zhì)和化學(xué)成分的影響［J］.浙江農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1998，24（6）：653-657.

［29］Cao Y，Cai Y，Takahashi T，et al.Effect of lactic acid bacteria inoculant and beet pulp addition on fermentation characteristics and in vitro ruminal digestion of vegetable residue silage［J］.Journal of Dairy Science，2011，94（8）：3902-3912.

［30］席興軍，韓魯佳，原慎一郎，等.添加乳酸菌和纖維素酶對(duì)玉米秸稈青貯飼料品質(zhì)的影響［J］.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2003（2）：21-24.

［31］馬迪，梁慧慧，邵文強(qiáng)，等.不同乳酸菌添加劑對(duì)青貯黑麥草和青貯玉米發(fā)酵產(chǎn)物和有氧穩(wěn)定性的影響［J］.草地學(xué)報(bào)，2014，22（6）：1365-1370.

［32］Asanuma N，Hino T.Prevention of rumen acidosis and suppression of ruminal methanogenesis by augmentation of lactate utilization［J］.Niho Chikusann Gakkaiho，2004，75（4）：543-550.

［33］郭嫣秋，胡偉蓮，劉建新.瘤胃甲烷菌及甲烷生成的調(diào)控［J］.微生物學(xué)報(bào)，2005（1）：145-148.

Effects of Different Fermentation Treatments on Microbial Composition and in vitro Methane Production of Fermented TMR with Corn Straw

Han Yahui1，Jiang Zaihui1，Hou Jianjun2，Tang Dejiang1，Han Hua1，F(xiàn)ang Jiachen3，Cao Yang1
（1.College of Animal Science and Veterinary，Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing 163319；
2.Heilongjiang Zhongsheng Husbandry Co.Ltd.；3.Faculty of Agriculture and Life Science，Hirosaki University，Japan）

A single factor experimental design was used in this study，the treatment included whole corn TMR（Total Mixed Rations）silage group，yellow corn straw TMR silage group and ammoniated corn straw TMR group.The silos were stored at room temperature for 13 months of fermentation by a small-scale fermentation system in lab，and microbial and chemical compositions analysis of corn straw TMR was determined by four standards（sensory evaluation，analysis of chemical compositions，indicators of fermentation，analysis of microbial compositions）.The results showed that whole corn silage TMR and yellow corn silage TMR had high fermentation quality.The content of crude protein was significantly increased（P＜0.05）in ammoniated corn straw TMR.In the microbial composition，coliform bacteria was only detected in whole corn silage TMR and the number was 104（cfu·g-1）.Thermophilic bacteria was only appeared in ammoniated feed and the number was 103（cfu·g-1）.The three samples had less than 104（cfu·g-1）lactic acid bacteria and 106（cfu·g-1）aerobic bacteria.Clostridia，yeast and mold were not found.The in vitro DM digestibility and methane production of whole corn TMR silage was higher or lower than that of yellow corn straw TMR.

whole corn silage；yellow corn straw silage；ammoniated；fermentation quality；methane

S816.32

A

1002-2090（2016）06-0001-07

10.3969/j.issn.1002-2090.2016.06.001

2015-10-15

國家科技支撐計(jì)劃課題（2013BAD12B01）；黑龍江省特派員計(jì)劃（GC15B504）。

韓雅慧（1990-），女，黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院2014級(jí)碩士研究生。

曹陽，男，教授，碩士研究生導(dǎo)師，E-mail：hbdkcaoyang@136.com。