丁 健,武 忠,武小平,王世榮,郭建芳,賈新宇,王棟才

(1.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所,山西忻州 034000;2.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所,山西太原 030032)

眾所周知，我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)作物秸稈資源極為豐富，但由于利用不當(dāng)，每年大約有70%的農(nóng)作物秸稈被浪費(fèi)掉，同時(shí)，隨著我國(guó)畜牧業(yè)的不斷發(fā)展，飼料資源的匱乏已成為養(yǎng)殖行業(yè)所面臨的巨大問(wèn)題，所以，大力推廣使用經(jīng)過(guò)加工處理的農(nóng)作物秸稈資源，提高農(nóng)作物秸稈處理技術(shù)，是我國(guó)不斷發(fā)展畜牧業(yè)的一個(gè)方向（蔣林樹(shù)等，2003）。

現(xiàn)階段，玉米秸稈青貯已經(jīng)趨近成熟（劉海燕等，2016；司華哲等，2015），應(yīng)用普及較廣，主要是通過(guò)將蠟熟期的玉米秸切短，加入乳酸菌、纖維素酶等物質(zhì)，經(jīng)過(guò)一系列的厭氧發(fā)酵得到一種具有適口性好、消化率高等優(yōu)點(diǎn)的粗飼料。晚期收獲的玉米秸稈營(yíng)養(yǎng)價(jià)值低，大部分被焚燒處理，研究表明，如果對(duì)其進(jìn)行有效的膨化加工處理可以提高其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，提高反芻動(dòng)物對(duì)玉米秸稈的利用率，從而緩解我國(guó)粗飼料短缺及秸稈焚燒導(dǎo)致的環(huán)境污染等問(wèn)題。膨化秸稈具有適口性良好、有害菌殘留少、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高、易于保存等特點(diǎn)（馬宏鵬，2016）。趙風(fēng)琴等（2008）研究表明，擠壓膨化可以降低玉米秸稈中粗纖維的含量（下降2.6%～11.6%），提高玉米秸稈在動(dòng)物飼養(yǎng)中的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。本文通過(guò)對(duì)比普通玉米秸稈、青貯玉米秸稈、發(fā)酵膨化玉米秸稈的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，瘤胃消失率及體內(nèi)揮發(fā)性脂肪酸含量，充分了解青貯玉米秸稈、發(fā)酵膨化玉米秸稈的優(yōu)點(diǎn)，主要為發(fā)酵膨化玉米秸稈在實(shí)際中的應(yīng)用提供一定的科學(xué)理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

普通玉米秸稈：玉米新品種瑞普909收獲晚期秸稈。

青貯玉米秸稈：用切草機(jī)將收割的玉米秸稈切至2～3 cm，將配制好的乳酸菌菌液均勻撒入切短的玉米秸稈中，然后將混有乳酸菌的玉米秸稈裝入青貯袋中，裝袋過(guò)程中一定要壓實(shí)，最后抽真空密封，發(fā)酵45 d后即可。

發(fā)酵膨化玉米秸稈：將收割后的玉米秸稈進(jìn)行初步粉碎，清除玉米秸稈中的泥沙等雜質(zhì)，加入適量的水，進(jìn)入膨化裝置進(jìn)行膨化處理，接著加入微生物制劑（乳酸菌制劑），最后將其打捆密封發(fā)酵，15 d后即可得發(fā)酵膨化玉米秸稈。

1.2 試驗(yàn)動(dòng)物與日常管理 選取3頭體型接近、身體狀況良好（340±15）kg安裝瘤胃瘺管的牛。飼養(yǎng)方式為拴系飼養(yǎng)，精粗比為3∶7，每天飼喂兩次（07：30、17：30），飲水不限。試驗(yàn)牛所喂精料為相同的基礎(chǔ)日糧，其基本組成及營(yíng)養(yǎng)組成見(jiàn)表1。

表1 精料補(bǔ)充料配比及營(yíng)養(yǎng)成分（風(fēng)干基礎(chǔ)，%）

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及測(cè)定指標(biāo)

1.3.1 常規(guī)項(xiàng)目測(cè)定 不同處理方式下玉米秸稈的常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分（水分、粗灰分、粗蛋白質(zhì)、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維等）含量根據(jù)張英麗（2007）的《飼料分析及飼料質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)》進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)定。

1.3.2 體內(nèi)瘤胃消失率測(cè)定 將裝有不同玉米秸稈（5 g）的尼龍袋（長(zhǎng) 10.5 cm、寬8.5 cm、網(wǎng)眼45 μm）通過(guò)瘺管投入到牛瘤胃中，其中裝有玉米秸稈的設(shè)為試驗(yàn)A組，裝有青貯玉米秸稈的設(shè)為試驗(yàn)B組，裝有發(fā)酵膨化玉米秸稈的設(shè)為試驗(yàn)C組，每組3個(gè)重復(fù)放入一頭牛瘤胃中，共3頭牛。在放置48 h后將尼龍袋取出，立即將其放在清水下進(jìn)行清洗，切記不可用手搓，直到清洗的水不變化為止，放入65 ℃干燥箱進(jìn)行烘干測(cè)量。

1.3.3 瘤胃揮發(fā)性脂肪酸測(cè)定 試驗(yàn)預(yù)試期7 d，正式期3 d，每天飼喂后24 h利用負(fù)壓采樣器抽取瘤胃液，把采集的瘤胃液利用4層、12層紗布過(guò)濾，保存濾液于-20 ℃用來(lái)測(cè)定揮發(fā)性脂肪酸（VFA）。利用安捷倫 GC-7890A氣相色譜儀，參照Li等（2009）方法（外標(biāo)法定量測(cè)定）進(jìn)行揮發(fā)性脂肪酸的測(cè)定，其中色譜柱型號(hào)為Agilent 19091F-112（25 m×320 μm×0.5 μm），柱 溫120 ℃，前進(jìn)樣口溫度170 ℃，檢測(cè)器溫度200 ℃，所用載氣為氮?dú)?，流速?6.43 mL/min；進(jìn)樣量1 μL。

1.4 數(shù)據(jù)處理 試驗(yàn)數(shù)據(jù)利用Excel進(jìn)行初步統(tǒng)計(jì)處理，然后利用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素方差分析，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理的玉米秸稈常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分 由表2可知，不同處理組玉米秸稈鈣和磷含量差異不顯著，但試驗(yàn)B組和試驗(yàn)C組鈣、磷含量稍高于試驗(yàn)A組；干物質(zhì)含量試驗(yàn)A組顯著大于試驗(yàn)B、C組（P＜0.05），試驗(yàn)B組干物質(zhì)含量小于試驗(yàn)C組，但差異不顯著（P＞0.05）；中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維，試驗(yàn)A組顯著大于試驗(yàn)B、C組（P＜0.05），其中中性洗滌纖維含量，試驗(yàn)B組顯著小于試驗(yàn)C組（P＜0.05），酸性洗滌纖維含量試驗(yàn)B組小于試驗(yàn)C組，但差異不顯著（P＞0.05）；粗蛋白質(zhì)含量試驗(yàn)B組大于試驗(yàn)C組，差異不顯著（P＞0.05）；粗纖維含量試驗(yàn)A組顯著大于試驗(yàn)B、C組（P＜0.05），試驗(yàn)C組大于試驗(yàn)B組，差異不顯著（P＞0.05）。

表2 不同處理的玉米秸稈常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分???%

2.2 不同處理的玉米秸稈在牛體內(nèi)瘤胃中的消失率 由表3可知，干物質(zhì)、酸性洗滌纖維、粗蛋白質(zhì)、無(wú)氮浸出物的牛瘤胃消失率試驗(yàn)B、C組顯著大于試驗(yàn)A組（P＜0.05），其中試驗(yàn)B組牛瘤胃消失率大于試驗(yàn)C組牛瘤胃消失率，但差異不顯著（P＞0.05）；中性洗滌纖維的瘤胃消失率試驗(yàn)B組大于試驗(yàn)C組，試驗(yàn)C組大于試驗(yàn)A組，且各組之間差異顯著（P＜0.05）。

表3 ?不同處理的玉米秸稈在瘤胃中的消失率比較??%

2.3 不同處理的玉米秸稈作為粗飼料對(duì)牛瘤胃揮發(fā)性脂肪酸的影響 由表4可知，乙酸、丙酸、丁酸、揮發(fā)性脂肪酸含量試驗(yàn)B、C組均大于試驗(yàn)A組，且差異顯著（P＜0.05），試驗(yàn)B組大于試驗(yàn)C組，但差異不顯著（P＞0.05）。

表4 不同處理玉米秸稈對(duì)牛瘤胃揮發(fā)性脂肪酸影響

3 討論

膨化技術(shù)是將原料置于高溫、高壓條件下，然后突然減壓使原料爆破而出，由此破壞粗飼料細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)，使其物理特性發(fā)生改變。將膨化后的秸稈放于顯微鏡下觀察，對(duì)比未膨化的可發(fā)現(xiàn)細(xì)胞壁松散排列、細(xì)胞間距增大且內(nèi)容物外漏（張祖立等，2001a；張祖立等，2001b）?？芪〉龋?010）研究發(fā)現(xiàn)，膨化后的秸稈會(huì)減弱木質(zhì)素的包裹作用，同時(shí)有一部分的纖維素和木質(zhì)素水解，縮短了微生物對(duì)其的分解作用，使秸稈利用率提高。使用微生物進(jìn)一步發(fā)酵膨化后的玉米秸稈可進(jìn)一步提高玉米秸稈的利用率。榮譽(yù)等（2017）研究膨化玉米秸稈、發(fā)酵膨化玉米秸稈、常規(guī)玉米秸稈的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，膨化后再發(fā)酵的玉米秸稈其總能、粗蛋白質(zhì)含量、無(wú)氮浸出物含量高于膨化玉米秸稈和常規(guī)玉米秸稈，粗纖維含量、酸性洗滌纖維含量及中性洗滌纖維含量均低于膨化玉米秸稈和常規(guī)玉米秸稈。

3.1 不同處理對(duì)玉米秸稈營(yíng)養(yǎng)成分的影響 干物質(zhì)可以反映飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和濃度，其含量與營(yíng)養(yǎng)濃度成正相關(guān)；粗蛋白質(zhì)含量可用來(lái)衡量養(yǎng)分在粗飼料制備過(guò)程中的流失或保留，粗蛋白質(zhì)含量越低表明飼料品質(zhì)越差（竇文潔等，2012）；粗纖維含量反映了動(dòng)物消化利用粗飼料的難易程度；中性洗滌纖維影響反芻動(dòng)物的瘤胃充盈度及采食量，其含量越高，飼料能量越低；酸性洗滌纖維越高，有機(jī)物消化率越低，中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維的含量與飼料品質(zhì)成負(fù)相關(guān)（吳秋玨，2005；張吉鹍，2005）。

在本試驗(yàn)中，青貯玉米秸稈、發(fā)酵膨化玉米秸稈的中性洗滌纖維含量、酸性洗滌纖維含量及粗纖維含量均小于常規(guī)玉米秸稈，崔鳳珍等（1992）研究膨化后稻殼的可利用性結(jié)果表明，粗纖維含量膨化后比未膨化下降了5.8%，這與本試驗(yàn)的研究結(jié)果一致。膨化使玉米秸稈細(xì)胞壁的物理結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而降低了纖維含量，加入微生物跟青貯秸稈纖維素降低的原理相似，發(fā)酵初期，細(xì)胞呼吸及酶解使碳水化合物分解，進(jìn)而使纖維含量降低。青貯玉米秸稈和發(fā)酵膨化玉米秸稈粗蛋白質(zhì)含量均大于常規(guī)玉米秸稈，青貯玉米秸稈蛋白含量大于發(fā)酵膨化玉米秸稈；王宏立等（2007）研究對(duì)比膨化玉米秸稈和普通玉米秸稈的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量發(fā)現(xiàn)，膨化后玉米秸稈粗蛋白質(zhì)略有降低，但本試驗(yàn)中，粗蛋白質(zhì)含量略有升高，可能與微生物發(fā)酵有關(guān)，乳酸菌可以抑制有害微生物（梭菌屬等）的生長(zhǎng)繁殖，阻止發(fā)酵原料養(yǎng)分的分解，抑制蛋白質(zhì)在貯存過(guò)程中的水解（Godon，1992）。劉圈煒等（2013）研究發(fā)現(xiàn)，青貯秸稈中添加乳酸菌可以提高青貯秸稈中粗蛋白質(zhì)的含量，使中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量降低。不同處理方式對(duì)玉米秸稈鈣、磷的含量基本沒(méi)有影響。

3.2 不同處理對(duì)玉米秸稈體內(nèi)瘤胃消失率的影響 粗纖維在瘤胃中的利用率低，主要是由于組成粗纖維的各種成分纏繞緊密，要想提高纖維類(lèi)物質(zhì)的瘤胃消化率，必須改變其物理結(jié)構(gòu)，秸稈經(jīng)膨化發(fā)酵處理，淀粉糊化，水溶性糖提高，因此其利用率也增加。王瑞（2010）研究發(fā)現(xiàn)，全株青貯玉米可以使日糧纖維降解率提高?？芪〉龋?010）發(fā)現(xiàn)，與未膨化的玉米秸稈相比，對(duì)玉米進(jìn)行膨化處理纖維素的結(jié)晶度降低了12.68%，還原糖的含量顯著增加且發(fā)酵啟動(dòng)加速。刁其玉（2005）研究發(fā)現(xiàn)，秸稈在膨化后其緊密結(jié)構(gòu)被破壞，增大了秸稈內(nèi)纖維物質(zhì)的接觸面積，從而更利于瘤胃消化液與其結(jié)合。這與本試驗(yàn)的結(jié)果一樣。羅鵬等（2005）研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)氣爆膨化技術(shù)處理過(guò)的麥草，其纖維素和半纖維素的溶解度與未精處理的麥草相比顯著增加，使麥草粗纖維消化率提高。金征宇（2000）研究發(fā)現(xiàn)，飼料蛋白質(zhì)的消化率會(huì)在擠壓膨化后提高。本試驗(yàn)中青貯玉米秸稈和發(fā)酵膨化玉米秸稈的蛋白質(zhì)消化率均大于常規(guī)玉米秸稈。

3.3 不同處理對(duì)玉米秸稈對(duì)瘤胃揮發(fā)性脂肪酸的影響 乙酸、丙酸、丁酸是揮發(fā)性脂肪酸的主要成分，占瘤胃揮發(fā)性脂肪酸的95%，是反芻動(dòng)物利用能量的主要方式，使瘤胃微生物正常生長(zhǎng)繁殖所必須的（李旺，2012）。揮發(fā)性脂肪酸濃度越高，說(shuō)明微生物活力越強(qiáng)，這是因?yàn)閾]發(fā)性脂肪酸產(chǎn)生過(guò)程中有能量釋放，而微生物可以利用這些能量生長(zhǎng)繁殖，尤其是用于菌體蛋白的合成（馮仰廉，2003）。孫國(guó)強(qiáng)等（2013）研究表明，在奶牛日糧中添加適量的麥秸和青貯玉米秸，會(huì)增加瘤胃中揮發(fā)性脂肪酸的產(chǎn)生量。在本試驗(yàn)中，青貯和發(fā)酵膨化后的玉米秸稈揮發(fā)性脂肪酸的含量增加，這進(jìn)一步說(shuō)明這兩種方法均可以提高粗飼料在反芻動(dòng)物中的利用率。

4 小結(jié)

研究表明，青貯玉米秸稈具有改善粗飼料適口性、提高粗飼料消化吸收等優(yōu)點(diǎn)，在畜牧行業(yè)已普遍應(yīng)用；膨化發(fā)酵玉米秸稈技術(shù)雖然也能提高飼料品質(zhì)、改善飼料利用率，但其普及度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及青貯玉米秸稈。由本試驗(yàn)可以得知，膨化發(fā)酵玉米秸稈的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和瘤胃利用率雖不及青貯玉米秸稈，但差異不顯著，這對(duì)于晚期玉米秸稈的利用具有指導(dǎo)意義，尤其是粗飼料資源缺乏但玉米秸稈資源豐富的地區(qū)。膨化發(fā)酵技術(shù)雖然可以和青貯相媲美，但其制作工藝復(fù)雜、成本高，需改進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備和工藝，降低制作成本，將其普及到廣大養(yǎng)殖戶中。

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