添加微生物發(fā)酵劑對油菜秸稈品質(zhì)的影響及在肉山羊上的應(yīng)用
四川是我國農(nóng)業(yè)大省,每年會產(chǎn)生大量農(nóng)作物秸稈,油菜秸稈占其中的20%~30%,大部分油菜秸稈的處理方式為就地還田或焚燒,這造成了極大的環(huán)境污染。由于油菜秸稈整體的營養(yǎng)價(jià)值及動(dòng)物對其的消化利用率偏低,CP含量為2.06%~6.92%,NDF含量為50.51%~82.12%,消化率僅為35%~50%(王芳彬,2016;李晟,2015;黎力之,2014),且油菜秸稈適口性較差,采食率低,自然狀態(tài)下體積大、易霉變,這些都制約油菜秸稈飼用化的發(fā)展(翟明仁,2013)。改善油菜秸稈營養(yǎng)價(jià)值水平,提高消化利用率,使其作為反芻動(dòng)物的粗飼料來源,目前主要有氨化及添加微生物發(fā)酵劑兩種方法。孟春花(2016)等在油菜秸稈中添加不同比例(10%、15%、20%)硫酸氫銨氨化處理,使油菜秸稈CP含量均增加了2倍以上,NDF、ADF含量下降10%以上。陳麗園等(2010)研究表明,在油菜秸稈中添加微生物(自篩菌種BF14)并混合麩皮和食鹽,可有效降低秸稈纖維素的含量。許蘭嬌等(2016)利用乳酸糞腸球菌微貯油菜秸稈與皇竹草飼喂錦江黃牛,其采食量、日增重有一定提高。成都麻羊是南方亞熱帶濕潤山地陵丘山羊,具有生長發(fā)育快、早熟、適應(yīng)性強(qiáng)、耐濕熱、耐粗放飼養(yǎng)等特性。四川地區(qū)多為丘陵,油菜秸稈難以機(jī)械化收獲和運(yùn)輸,如能就地轉(zhuǎn)化,將有利于飼料資源利用與環(huán)境保護(hù),而油菜秸稈在山羊上的應(yīng)用報(bào)道較少。
本試驗(yàn)通過比較發(fā)酵過程中油菜秸稈營養(yǎng)成分、總霉菌數(shù)量及黃曲霉毒素B1含量,研究以油菜秸稈為發(fā)酵底物,硫酸銨為氮源,添加發(fā)酵劑與自然發(fā)酵對油菜秸稈營養(yǎng)成分、總霉菌數(shù)量及黃曲霉毒素B1含量的影響;同時(shí)選擇成都麻羊作為試驗(yàn)對象,采用添加發(fā)酵劑的發(fā)酵油菜秸稈替代部分粗飼料進(jìn)行飼喂試驗(yàn),研究其在肉羊上的應(yīng)用。
1材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料
油菜秸稈從四川省成都市周邊兩個(gè)縣、市收集;發(fā)酵劑由河北農(nóng)業(yè)大學(xué)提供,為乳酸菌、酵母菌、解淀粉芽孢桿菌混合菌劑。
1.2 試驗(yàn)方法
1.2.1 實(shí)驗(yàn)室發(fā)酵試驗(yàn)
試驗(yàn)于2016 年5 月23 日在西南民族大學(xué)動(dòng)物營養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行,收集干秸稈,粉碎,采用二因素有重復(fù)試驗(yàn)設(shè)計(jì),按照發(fā)酵方式A(加菌發(fā)酵A1、自然發(fā)酵A2)和秸稈類型B(無根B1、帶根B2)分為4 組,如表1 所示。處理組A1B1、A1B2 加菌量為100 mg/kg,處理組A2B1、A2B2 不加菌, 每個(gè)處理組按總重量的4 %添加硫酸銨, 且總含水量為50% ~ 60%,混勻,用密封袋包裝后抽真空,室溫(28 ~ 30 ℃)堆放發(fā)酵, 每個(gè)處理設(shè)15 個(gè)重復(fù), 分別于0、20、30、40、50 d 采集樣品,每次采樣單獨(dú)開袋(3袋),進(jìn)行相關(guān)檢測。
1.2.2 現(xiàn)場發(fā)酵試驗(yàn)
試驗(yàn)于2016 年5 月23 日在成都某公司成都麻羊種羊場進(jìn)行,選用無根秸稈加菌發(fā)酵,采用地下發(fā)酵池發(fā)酵方式,上下覆膜,上方采用泥土壓實(shí),發(fā)酵量約為12 t, 發(fā)酵配方與實(shí)驗(yàn)室一致, 發(fā)酵時(shí)間為50 d。
1.2.3 飼喂試驗(yàn)
試驗(yàn)于2016 年9 月15 日在成都某公司成都麻羊種羊場進(jìn)行。飼喂所用的油菜秸稈為現(xiàn)場發(fā)酵試驗(yàn)所出。選擇體重11.6 kg 左右的公肉羊40 只, 分為2 個(gè)處理組,每組4 個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)5 只羊。本試驗(yàn)采用先飼喂精料,后飼喂粗料的飼喂方式,對照組和試驗(yàn)組精料飼喂量為每日120 g,配方一致;對照組粗料為新鮮羊草,試驗(yàn)組以20 %的油菜秸稈發(fā)酵飼料替代對照組中粗料。飼養(yǎng)方式為舍飼,試驗(yàn)期2 個(gè)月。在試驗(yàn)期間記錄每天飼喂日糧的數(shù)量和剩余量。預(yù)試期對測試羊只進(jìn)行驅(qū)蟲和傳染性疾病的免疫注射。每周進(jìn)行一次圈舍消毒,每兩天清除羊糞一次,保持羊舍清潔衛(wèi)生。
1.3 指標(biāo)測定及方法
1.3.1 營養(yǎng)成分的測定
用Van Soest 法測定中性洗滌纖維( NDF) 和酸性洗滌纖維(ADF)含量,烘箱干燥法測定干物質(zhì)(DM) 含量,凱氏定氮法測定粗蛋白質(zhì)(CP)的含量,具體方法詳見張麗英主編的《飼料分析及飼料質(zhì)量檢測技術(shù)》。
1.3.2 霉菌數(shù)量的測定
采用平皿計(jì)數(shù)法測定樣品中總霉菌數(shù)量,所用培養(yǎng)基為虎紅瓊脂培養(yǎng)基。方法如下:稱取1 g 發(fā)酵秸稈樣品,裝入盛有9 mL0.9 % 滅菌生理鹽水的無菌管內(nèi),搖勻,放入搖床振蕩30 min,逐級稀釋,吸取適宜濃度的稀釋液100 μL 于倒有虎紅瓊脂培養(yǎng)基的培養(yǎng)皿內(nèi),均勻涂布。進(jìn)行3 次重復(fù)試驗(yàn), 每次重復(fù)試驗(yàn)7 個(gè)平行,取平均值。計(jì)測單位為:每克鮮樣所含菌落數(shù),萬個(gè)/g 鮮樣。
1.3.3 曲霉毒素B1 含量的測定
采用ELISA 試劑盒測定樣品中黃曲霉毒素B1 的含量。試劑盒為深圳某公司產(chǎn)的黃曲霉毒素B1 酶聯(lián)免疫檢測試劑盒,具體檢測方法參考其使用說明書。
1.3.4 羊育肥效果測定
測定羊只的采食量,在試驗(yàn)初期、中期、末期各測一次體重。
1.4 數(shù)據(jù)分析
采用SAS 9.0 軟件對實(shí)驗(yàn)室發(fā)酵試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行二因素有重復(fù)方差分析, 方差分析差異顯著時(shí)采用LSD 法對各組合平均值進(jìn)行多重比較,統(tǒng)計(jì)結(jié)果用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示;采用SPSS 18.0 軟件對肉羊飼喂試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行T 檢驗(yàn)。
2結(jié)果與分析
2.1 發(fā)酵過程中油菜秸稈營養(yǎng)水平的變化
2.1.1 油菜秸稈NDF含量的變化
由表2看出,除0d,其余時(shí)間點(diǎn)發(fā)酵方式與秸稈類型的互作效應(yīng)顯著(P<0.05),且加菌發(fā)酵無根油菜秸稈組效果最好;從發(fā)酵方式來看,加菌發(fā)酵油菜秸稈NDF含量(除0d)顯著低于自然發(fā)酵油菜秸稈(P<0.01);從秸稈類型來看,無根油菜秸稈NDF含量顯著低于帶根油菜秸稈(P<0.01)。無根、帶根加菌發(fā)酵油菜秸稈NDF含量發(fā)酵結(jié)束后較發(fā)酵前均降低15%左右;無根、帶根自然發(fā)酵油菜秸稈NDF含量均無明顯變化。
2.1.2 油菜秸稈ADF含量的變化
從表3可以看出,各時(shí)間點(diǎn)發(fā)酵方式與秸稈類型的互作效應(yīng)顯著(P<0.01),效果最好的為加菌發(fā)酵無根油菜秸稈組;從發(fā)酵方式來看,加菌發(fā)酵油菜秸稈ADF含量顯著低于自然發(fā)酵油菜秸稈(P<0.01);從秸稈類型來看,除0d,無根油菜秸稈ADF含量顯著低于帶根油菜秸稈(P<0.01)。無根加菌發(fā)酵油菜秸稈ADF含量發(fā)酵結(jié)束后較發(fā)酵前降低約20%,帶根加菌發(fā)酵油菜秸稈ADF含量降低約8%,無根、帶根自然發(fā)酵油菜秸稈ADF含量均無明顯變化。
2.1.3 油菜秸稈CP含量的變化
由表4可知,發(fā)酵第30、40天,發(fā)酵方式與秸稈類型的互作效應(yīng)顯著(P<0.01),CP含量最高的為加菌發(fā)酵無根油菜秸稈組;從發(fā)酵方式來看,加菌發(fā)酵油菜秸稈CP含量顯著高于自然發(fā)酵油菜秸稈(P<0.01);從秸稈類型來看,除第0、50天,無根油菜秸稈CP含量顯著高于帶根油菜秸稈(P<0.01)。加菌發(fā)酵無根、帶根油菜秸稈發(fā)酵結(jié)束后較發(fā)酵前CP含量有所提高,自然發(fā)酵無根、帶根油菜秸稈發(fā)酵前后CP含量均無明顯變化。
2.2 發(fā)酵過程中油菜秸稈總霉菌數(shù)量的變化
根據(jù)表5可以看出,各時(shí)間點(diǎn)(除0d)發(fā)酵方式與秸稈類型的互作效應(yīng)顯著(P<0.01),總霉菌數(shù)量最少的是加菌發(fā)酵無根油菜秸稈組;從發(fā)酵方式來看,各時(shí)間點(diǎn)(除0d)加菌發(fā)酵油菜秸稈總霉菌數(shù)量顯著低于自然發(fā)酵油菜秸稈(P<0.01);從秸稈類型來看,無根油菜秸稈總霉菌數(shù)量顯著低于帶根油菜秸稈(P<0.01)。無根加菌發(fā)酵油菜秸稈(除0d)未檢測出霉菌;帶根加菌發(fā)酵油菜秸稈則從第40天未檢出霉菌;自然發(fā)酵油菜秸稈各時(shí)間點(diǎn)均有霉菌檢出,但數(shù)量呈下降趨勢。
2.3 發(fā)酵過程中油菜秸稈黃曲霉毒素B1含量的變化
對不同時(shí)間點(diǎn)發(fā)酵油菜秸稈黃曲霉毒素B1的含量進(jìn)行測定,結(jié)果如表6所示。各時(shí)間點(diǎn),無根加菌發(fā)酵油菜秸稈、帶根加菌發(fā)酵油菜秸稈其黃曲霉毒素B1的含量均<5μg/kg;無根、帶根自然發(fā)酵油菜秸稈黃曲霉毒素B1的含量先上升再下降,但均<15μg/kg,且無根油菜秸稈黃曲霉毒素B1含量低于帶根油菜秸稈。
2.4 規(guī)模化發(fā)酵油菜秸稈營養(yǎng)成分含量變化
從表7可以看出,干油菜秸稈經(jīng)發(fā)酵以后,干物質(zhì)狀態(tài)下CP和真蛋白質(zhì)的含量可提高1倍多,NDF含量降低約50%,ADF含量降低約30%,木質(zhì)素含量降低約8%,極大改善油菜秸稈的營養(yǎng)價(jià)值。
2.5 肉羊飼喂試驗(yàn)結(jié)果
由表8可知,在肉羊飼喂試驗(yàn)中對照組與20%發(fā)酵油菜秸稈組飼喂的精料與粗料總重量在干物質(zhì)重量上差異均不顯著(P>0.05),總采食量的差異也不顯著(P>0.05)。肉羊的增重情況如表9所示,肉羊在試驗(yàn)初期、中期、末期的重量差異均不顯著(P>0.05);中期日增重與全期日增重20%發(fā)酵油菜秸稈組低于對照組,但差異均不顯著(P>0.05)。
3討 論
3.1 發(fā)酵過程中油菜秸稈營養(yǎng)水平變化
油菜秸稈CP含量為2.06%~6.92%,NDF含量為50.51%~82.12%,整體營養(yǎng)價(jià)值偏低,對油菜秸稈進(jìn)行發(fā)酵,可提高油菜秸稈的營養(yǎng)價(jià)值。在發(fā)酵過程中,微生物使得部分纖維素和半纖維素被降解,轉(zhuǎn)換成可利用的可溶性碳水化合物,而可溶性碳水化合物的合成及添加的硫酸銨可促進(jìn)微生物的生長繁殖,從而增加菌體蛋白的含量。與自然發(fā)酵相比,添加微生物如乳酸菌等,對油菜秸稈進(jìn)行發(fā)酵是近幾年來研究與應(yīng)用較多的方式。萬楚筠(2010)用混合菌劑發(fā)酵油菜秸稈,纖維素、半纖維素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較自然發(fā)酵的油菜秸稈分別減少了15.2%、6.5%;呂育財(cái)(2012)等發(fā)現(xiàn),加菌發(fā)酵與自然發(fā)酵相比,加菌發(fā)酵能有效提高油菜秸稈的降解,纖維素降解率最高為22.47%,半纖維素為9.16%。
本試驗(yàn)中加菌發(fā)酵油菜秸稈NDF含量在發(fā)酵結(jié)束后較未發(fā)酵時(shí)降低約20%,ADF含量降低10%~20%。與孟春花(2016)、王亮(2013)、陳麗園(2010)等的試驗(yàn)結(jié)果基本一致。本試驗(yàn)中加菌發(fā)酵油菜秸稈CP含量較自然發(fā)酵油菜秸稈提高40%~50%,加菌發(fā)酵油菜秸稈在發(fā)酵結(jié)束后較未發(fā)酵時(shí)提高約40%。與龔劍明(2015)、王亮(2013)、Tuyen(2013)等的試驗(yàn)結(jié)果一致。在油菜秸稈發(fā)酵過程中添加乳酸菌、酵母菌、解淀粉芽孢桿菌或不同真菌,CP含量都可提高。無根油菜秸稈發(fā)酵效果優(yōu)于帶根油菜秸稈,這可能因?yàn)榻斩捀磕举|(zhì)化程度更高,發(fā)酵過程中更難被降解利用。現(xiàn)場發(fā)酵試驗(yàn)油菜秸稈營養(yǎng)水平優(yōu)于實(shí)驗(yàn)室發(fā)酵結(jié)果,這可能是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室發(fā)酵所用的油菜秸稈量少,在堆放發(fā)酵過程中中心溫度低于現(xiàn)場發(fā)酵試驗(yàn)。
3.2 發(fā)酵過程中油菜秸稈總霉菌數(shù)量及黃曲霉毒素B1含量變化
霉菌是導(dǎo)致有氧腐敗最主要的有害微生物。在發(fā)酵過程中,未壓實(shí)或未密封好都可能導(dǎo)致霉菌大量生長。大量生長的霉菌不僅消耗營養(yǎng)物質(zhì),抑制其他有益菌生長,部分的霉菌在其生長過程中還會產(chǎn)生一些毒素,這不僅導(dǎo)致發(fā)酵品質(zhì)降低,甚至?xí)绊懠倚蠼】怠1驹囼?yàn)中,發(fā)酵后期加菌發(fā)酵油菜秸稈未檢出霉菌,這可能是因?yàn)榘l(fā)酵過程中乳酸菌等的生長降低了pH,從而抑制霉菌的生長。這和楊云貴等(2012)在玉米青貯、陶雅等(2015)在大麥草青貯、司丙文等(2012)在尖葉胡枝子青貯試驗(yàn)中的結(jié)果一致。本試驗(yàn)自然發(fā)酵油菜秸稈雖檢測出霉菌,但檢出的總霉菌數(shù)量<1000個(gè)。加菌發(fā)酵油菜秸稈所使用的發(fā)酵劑為乳酸菌、酵母菌、解淀粉芽孢桿菌混合菌劑,這相對于自然發(fā)酵而言額外添加了乳酸菌等有益微生物,抑制了霉菌的生長,故加菌發(fā)酵油菜秸稈總霉菌數(shù)量更低甚至未檢出。
黃曲霉毒素B1是最常見、毒性最強(qiáng)的倉儲型毒素。其可以直接危害家畜的健康及生產(chǎn)性能,還會殘留在各種動(dòng)物產(chǎn)品中,通過食物鏈進(jìn)入人體,影響人類健康。微生物可破壞黃曲霉毒素毒性基團(tuán)從而達(dá)到去毒的目的(張玲玲,2015;馮鵬,2011;韓麗英,2010)。本試驗(yàn)中,各處理組不同時(shí)間點(diǎn)均檢出黃曲霉毒素B1,但含量均<15μg/kg,遠(yuǎn)低于飼料原料標(biāo)準(zhǔn)。馮鵬(2011)等發(fā)現(xiàn),青貯后沙打旺單貯處理黃曲霉毒素含量最高達(dá)到8.21μg/kg;韓立英(2010)等試驗(yàn)中青貯玉米未檢出黃曲霉毒素。其原因可能是在發(fā)酵過程中微生物降解了大部分黃曲霉毒素,使其含量低于標(biāo)準(zhǔn)安全限,甚至未檢出。
3.3 肉羊飼喂試驗(yàn)結(jié)果
本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)與對照組相比,當(dāng)發(fā)酵油菜秸稈替代粗料比例為20%時(shí),山羊的采食量有所下降,但在干物質(zhì)基礎(chǔ)下相當(dāng);日增重?zé)o論是中期還是全期均無明顯差異。其原因可能是本試驗(yàn)所選用羊只較小,對粗料的適應(yīng)性較差。
4結(jié) 論
本試驗(yàn)結(jié)果表明,加菌發(fā)酵油菜秸稈品質(zhì)優(yōu)于自然發(fā)酵油菜秸稈,無根油菜秸稈品質(zhì)優(yōu)于帶根油菜秸稈, 品質(zhì)最優(yōu)為加菌發(fā)酵無根油菜秸稈。另外,以20 % 的發(fā)酵油菜秸稈替代粗料對肉羊生長性能無明顯影響。
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