玉米秸稈揉絲微貯與傳統青貯飼料發酵過程中pH和微生物的變化

程銀華，雷雪芹，徐廷生，王青青，田英申

(1 河南科技大學 動物科技學院，河南 洛陽471003；2 西安新天地草業有限公司，陜西 臨潼 710605)

隨著畜牧業的快速發展，飼料不足已成為限制畜牧業持續發展的重要因素。玉米秸稈作為我國重要的秸稈資源，年產量可達2.65億t以上[1]。但由于玉米秸稈粗蛋白含量低、粗纖維含量高、干物質消化率低、適口性差等原因，限制了其在畜牧業中的利用。因此，建立一種安全有效的玉米秸稈資源利用方法顯得尤為重要。在新型玉米秸稈揉絲微貯飼料生產過程中，將傳統的橫向鍘切改為縱向拉絲、揉搓，破壞了玉米秸稈表面的硬質莖節，使秸稈呈柔軟的草絲狀，同時加入秸稈生物貯料調制劑，經密閉厭氧發酵，降低了飼料的pH，抑制了有害微生物的活動，防止原料中的養分分解從而延長了保存期。目前，我國的玉米秸稈揉絲微貯技術正在逐步興起。張靜[2]通過西安一家公司在吉林、寧夏和陜西省臨潼、徑陽、寶雞等地的大量試驗表明，使用玉米秸稈微生物揉絲飼草技術，可使奶牛日增產奶量達 3～5 kg，肉牛日增質量達 0.5 kg，為養殖戶增加了經濟效益。

本試驗在前人對玉米秸稈揉絲微貯飼料與傳統青貯飼料成分進行全面對比分析的基礎上[3]，探討發酵過程中玉米秸稈揉絲微貯飼料和傳統青貯飼料中pH和微生物數量的變化規律，旨在為玉米秸稈飼料的生產提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

縱向拉絲、揉搓和橫向鍘切的玉米秸稈均采自河南洛陽市孟津犇犇犇奶牛養殖專業合作社；秸稈生物貯料調制劑購自西安新天地草業有限公司，為復合微生態制劑，有效成分為益生活干菌，益生菌總數≥5×107g-1。

1.2 玉米秸稈揉絲微貯與傳統青貯飼料的制作及試驗設計

揉絲微貯飼料是在縱向拉絲、揉搓的玉米秸稈中加入秸稈生物貯料調制劑(每千克秸稈加秸稈生物貯料調制劑0.5 g)后裝入1 L瓶內貯存，而傳統青貯飼料是將橫向鍘切的玉米秸稈直接裝入瓶內貯存。每種飼料分別做70瓶，并將瓶內秸稈壓實密封，實驗室室溫避光保存備用。

分別在裝瓶前(第0天)及裝瓶完成后的第1，2，3，5，6，7，8，9，10，11，12，15，16，18，20，22，26，28，30和35天，取樣檢測各樣品的pH值以及乳酸菌、酵母菌和霉菌數量，每次從揉絲微貯和傳統青貯飼料中各取3瓶，且每瓶樣品均設3個重復。

1.3 試驗方法

1.3.1 pH測定 稱取樣品10 g，再加入90 mL蒸餾水，在5 ℃條件下靜置0.5 h，待其充分浸泡后，用電子酸度計進行測定。

1.3.2 乳酸菌數量測定 采用MRS培養基[4]，分別接種10-6，10-7，10-8，10-94個稀釋梯度的懸浮液，將接種好的培養皿于37 ℃培養72 h后，選取MRS培養基上光滑、圓形的灰白色菌落進行乳酸菌計數。

1.3.3 酵母菌和霉菌數量測定 采用孟加拉紅培養基[5]，分別接種10-1，10-2，10-3,10-44個稀釋梯度的懸浮液，于(28±1) ℃培養48 h后，選取孟加拉紅培養基上濕潤、光滑、不透明、比細菌大而厚的菌落進行酵母菌計數；同時選取菌絲細長、菌落疏松呈絨毛狀、蜘蛛網狀、棉絮狀菌落進行霉菌計數。

1.3.4 統計分析 數據用EXCEL 2007和SPSS 17.0 軟件進行統計與分析。

2 結果與分析

2.1 玉米秸稈揉絲微貯和傳統青貯飼料發酵過程中pH的變化

pH是評價微貯和青貯飼料品質最簡單且最重要的指標，pH值越低，酸度越大，則說明飼料得到了很好的保存。揉絲微貯和傳統青貯飼料發酵過程中的pH變化見圖1。

圖1 玉米秸稈揉絲微貯和傳統青貯飼料發酵過程中pH的變化

由圖1可知，隨著揉絲微貯和傳統青貯飼料發酵時間的延長，2種飼料的pH在發酵初期均迅速下降，揉絲微貯和傳統青貯飼料在發酵第3天時pH下降到了4.5以下，達到良好飼料的pH標準[6]。發酵后揉絲微貯飼料的pH下降較快，也比較平穩，35 d時pH較低，而傳統青貯飼料的pH在發酵過程中有些波動，35 d時其pH高于揉絲微貯飼料。

2.2 玉米秸稈揉絲微貯和傳統青貯飼料發酵過程中微生物數量的變化

玉米秸稈揉絲微貯和傳統青貯飼料發酵過程中微生物的數量變化見表1。

2.2.1 乳酸菌 由表1可知，在發酵初期，玉米秸稈揉絲微貯飼料中的乳酸菌數量迅速增加，在第5天達到第1個高峰，乳酸菌數量為5.58×1011CFU/g；然后隨發酵時間的延長逐漸下降并趨于平緩，至第11天出現第2個高峰，乳酸菌數量為 2.80×1011CFU/g，之后乳酸菌數量總體呈降低趨勢，到微貯發酵第20天時乳酸菌數量為7.12×109CFU/g，此后飼料中的乳酸菌數量基本趨于穩定。傳統青貯飼料乳酸菌數量在發酵第6天出現高峰，乳酸菌數量為8.00×1010CFU/g，然后隨發酵時間的延長乳酸菌數量逐漸下降，至第12天出現第2個高峰，乳酸菌數量為2.17×1010CFU/g，之后乳酸菌數量總體呈降低趨勢，到第22天時乳酸菌數量為6.77×108CFU/g，乳酸菌數量開始趨于穩定。

表1 玉米秸稈揉絲微貯和傳統青貯飼料發酵過程中微生物數量的變化

2.2.2 酵母菌 由表1可知，隨著發酵時間的延長，玉米秸稈揉絲微貯飼料酵母菌數量總體呈下降趨勢，到第26天之后檢測不到酵母菌的存在。傳統青貯飼料在發酵1 d后酵母菌數量迅速增加，之后隨發酵時間延長呈下降趨勢，到第30天之后檢測不到酵母菌的存在。

2.2.3 霉 菌 由表1可知，隨著發酵時間的延長，玉米秸稈揉絲微貯和傳統青貯飼料霉菌數量均迅速減少，到第3天之后幾乎檢測不到霉菌的存在。

3 討 論

3.1 玉米秸稈揉絲微貯和傳統青貯飼料發酵過程中pH 的變化

pH能反映青貯飼料是否得到了很好的保存以及其被腐敗菌分解的程度[7]，品質優良的青貯飼料pH為3.8～4.5[6]。本試驗中，玉米秸稈揉絲微貯飼料的pH在貯存發酵的第6天便降到4.0以下，然后穩定在3.8左右，飼料保存發酵效果較好。這是由于揉絲微貯飼料中加入了秸稈生物貯料調制劑，使飼料中分解纖維的菌數增加，降低了pH值，從而抑制了飼料中有害微生物(腐敗菌、酵母菌、丁酸菌等)的生長繁殖。在整個發酵過程中，傳統青貯飼料的pH一直高于揉絲微貯飼料。

3.2 玉米秸稈揉絲微貯和傳統青貯飼料發酵過程中乳酸菌、酵母菌和霉菌數量的變化

在青貯飼料發酵過程中，乳酸菌是起主要作用的有益微生物，可在厭氧狀態下將原料中的糖類轉化為乳酸。本試驗表明，玉米秸稈揉絲微貯飼料的pH下降很快，在第3 天時便降到4.5以下，為乳酸菌發揮作用提供了良好條件。本試驗中，玉米秸稈揉絲微貯和傳統青貯飼料中的乳酸菌數量共出現了2次升降變化，最后趨于穩定，這與張慧杰[8]對飼草青貯過程中乳酸菌數量變化的研究結果相似。

在玉米秸稈揉絲微貯和傳統青貯飼料發酵過程中，酵母菌起著非常重要的作用。酵母菌是一種單細胞兼性厭氧真菌，在厭氧條件下，其利用原料中的糖類發酵生成乙醇和CO2，使飼料具有酒香味。陳耀欽[9]研究表明，酵母菌能夠提高奶牛的產奶量，調節瘤胃微生物、pH和揮發性脂肪酸等。但是在青貯飼料發酵過程中酵母菌劇烈活動是不利的，其可能會導致青貯飼料發生二次發酵。本試驗中，揉絲微貯飼料和傳統青貯飼料的酵母菌數量總體呈下降趨勢，但傳統青貯飼料在發酵1 d后酵母菌數量出現上升，此結果與楊云貴等[10]對玉米帶穗青貯過程中酵母菌數量變化的研究結果相似。

霉菌是導致發酵飼料好氣性變質的主要微生物。霉菌常存在于飼料的表層和邊緣與空氣接觸的部分，一般多采用降低pH值和保證厭氧環境來抑制霉菌的生長。據報道，全世界每年約有 1/4的谷物和飼料原料被霉菌毒素污染而變色、變味或結塊，導致適口性下降，嚴重降低了飼料的營養價值[11]。因此，青貯飼料中的霉菌數量越少越好，消失的時間越早越好。本試驗中，揉絲微貯和傳統青貯飼料中的霉菌數量均隨發酵時間的延長而迅速減少，且均在第3天后幾乎檢測不到霉菌的存在。

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