發(fā)酵溫度對復(fù)合微生物菌劑青貯飼料品質(zhì)的影響

姜伯玲，王曙陽，陳積紅，馬 良，高 峰，李文建，肖國青，劉 敬，胡 偉

（1.中國科學(xué)院近代物理研究所，甘肅 蘭州 730000；2.中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049；3.蘭州大學(xué)，甘肅 蘭州 730000）

營養(yǎng)與飼料

發(fā)酵溫度對復(fù)合微生物菌劑青貯飼料品質(zhì)的影響

姜伯玲1，2，王曙陽1，3，陳積紅1，馬 良1，高 峰1，李文建1，肖國青1，劉 敬1，胡 偉1

（1.中國科學(xué)院近代物理研究所，甘肅 蘭州 730000；2.中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049；3.蘭州大學(xué)，甘肅 蘭州 730000）

試驗旨在研究甜高粱飼料青貯過程中窖池溫度變化對復(fù)合微生物菌劑青貯飼料品質(zhì)的影響。在甜高粱渣中接種3種復(fù)合微生物菌劑，研究窖池的高、中、低層溫度變化及溫度對青貯飼料品質(zhì)的影響。結(jié)果表明：窖池晝夜溫差為5℃，有顯著差異（P＜0.05）；穩(wěn)定發(fā)酵時窖池高、中、低層平均溫度分別為37.85℃、36.60℃、35.44℃，有顯著差異（P＜0.05）；在窖池中層，青貯飼料粗蛋白質(zhì)含量為5.09%，明顯高于窖池高、低層飼料粗蛋白質(zhì)含量（3.71%、3.76%）（P＜0.05）；窖池中層青貯飼料乳酸含量比窖池高、低層乳酸含量分別提高了12.92%、10.18%（P＜0.05），中層青貯飼料丙酸含量比窖池高、低層分別提高了38.07%、29.68%（P＜0.05）；窖池溫度變化對青貯飼料pH值、乙酸含量的影響沒有顯著性差異（P＞0.05）。窖池中層溫度有利于青貯復(fù)合微生物菌劑提高甜高粱青貯飼料品質(zhì)。

甜高粱渣；溫度；青貯；青貯品質(zhì)

青貯飼料氣味酸香、適口性好、營養(yǎng)豐富、利于長期保存，是家畜優(yōu)良飼料的重要來源［1-2］。甜高粱渣的粗纖維含量高，直接作為飼料飼喂動物時營養(yǎng)價值低，適口性差，經(jīng)過青貯發(fā)酵后有利于提高飼料適口性和營養(yǎng)價值。但在青貯飼料制備過程中，有諸多因素影響其青貯品質(zhì)，已有研究表明，溫度過高或過低都不利于微生物的代謝活動，從而影響發(fā)酵品質(zhì)［3］。隨發(fā)酵溫度的升高，飼料中的有機酸含量會增加［4］。可見，溫度是影響飼料青貯品質(zhì)的重要因素。溫度通過影響蛋白質(zhì)、核酸等大分子的結(jié)構(gòu)和功能及細(xì)胞結(jié)構(gòu)來影響微生物的生長、繁殖和新陳代謝［5］。青貯窖是當(dāng)前便于推廣的青貯設(shè)施，在青貯過程中需要密封發(fā)酵，青貯料裝入窖中后，植株細(xì)胞仍在呼吸，碳水化合物經(jīng)氧化產(chǎn)生二氧化碳和水，同時放出熱量。隨著時間的推移，窖內(nèi)溫度不斷升高［6］，但適宜溫度有利于益生菌的生長，因此在窖池發(fā)酵中溫度是影響青貯品質(zhì)的重要因素。本實驗在甜高粱渣中接種復(fù)合微生物菌劑進(jìn)行窖池青貯，以研究青貯過程中發(fā)酵溫度的變化以及溫度對青貯飼料品質(zhì)的影響，從而為通過青貯改善飼料品質(zhì)提供一定的理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

甜高粱渣：乙醇型甜高粱秸稈榨過2次汁的秸稈渣；3種復(fù)合微生物菌劑由中國科學(xué)院近代物理研究所生物物理室提供。

1.2 試驗設(shè)計

3種青貯復(fù)合微生物菌劑（按發(fā)酵工藝分為FH1、FH2及FH3三種）按1/1 000接種量接種甜高粱渣，加水使其水分含量為70%，然后裝袋、密封，在窖池的高（距頂部50 cm）、中、低（距底部50 cm）3層進(jìn)行發(fā)酵。在窖池高、中、低3層分別安裝測定溫度的電極，于每天8：30、14：00、17：00測定窖池高、中、低3層的溫度，自發(fā)酵第3天到第33天連續(xù)測定并記錄溫度變化。

1.3 青貯飼料品質(zhì)評價

在窖池高、中、低層均以四分法取樣，進(jìn)行青貯飼料pH值、粗蛋白質(zhì)（CP）、中性洗滌纖維（NDF）、酸性洗滌纖維（ADF）、乳酸、乙酸和丙酸含量測定。pH值使用pH電極測定；CP含量采用GB6432—86測定［5］；NDF及ADF含量采用范式分析法測定［6-7］；乙酸、乳酸和丙酸含量采用高效液相色譜法（HPLC）測定［8］。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理

對所得數(shù)據(jù)采用origin7.5和EXCEL進(jìn)行分析，結(jié)果以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 晝夜變化對窖池溫度的影響

每天8：30、14：00、17：00測定窖池高、中、低3層溫度。由圖1可知，窖池溫度呈現(xiàn)中午溫度低，早、晚溫度高的周期性變化（P＜0.05），溫差值為5℃。

圖1 發(fā)酵池高、中、低層晝夜溫度變化

圖2 發(fā)酵池溫度隨發(fā)酵時間的變化

2.2 青貯時間對窖池溫度的影響

窖池青貯甜高粱飼料33 d溫度變化見圖2。由圖2可知，發(fā)酵0～6 d，窖池溫度變化明顯，窖池高、中、低層溫度變化趨勢一致，從20.00℃上升到45.67℃，窖池高層溫度低于窖池中、低層溫度；發(fā)酵7～10 d，窖池溫度呈下降趨勢，由45.67℃下降到40.33℃，窖池高層溫度明顯低于窖池中、低層溫度；發(fā)酵11 d后，窖池溫度趨于穩(wěn)定（37～40℃），窖池高、中、低層平均溫度變化趨勢平緩，且窖池中層的溫度變化趨勢更為平穩(wěn)，窖池高、中、低層平均溫度分別為37.85℃、36.60℃、35.44℃。三者之間存在顯著差異（P＜0.05），窖池高層溫度最高，窖池低層溫度最低，相差1℃。

2.3 窖池發(fā)酵位置對青貯飼料pH值的影響

在窖池高、中、低層用四分法取3個樣本測定青貯飼料pH值。由表1可知，3種復(fù)合微生物菌劑青貯飼料的pH值在窖池高、中、低層均在4.2以下，無顯著性差異（P＞0.05），符合優(yōu)質(zhì)青貯飼料的標(biāo)準(zhǔn)。

表1 窖池不同位置青貯飼料的pH值變化

2.4 窖池不同位置對青貯飼料CP含量的影響

在窖池高、中、低層用四分法取3個樣本測定青貯飼料CP含量。由表2可知，3種不同復(fù)合微生物菌劑青貯飼料的CP含量在窖池中層明顯高于高層和低層（P＜0.05）。

表2 窖池不同位置青貯飼料的粗蛋白含量變化

2.5 窖池不同位置對青貯飼料NDF、ADF含量的影響

由表3、表4可知，不同復(fù)合微生物菌劑青貯飼料的NDF及ADF含量在窖池高、中、低層變化不同。FH1、FH3組青貯飼料的NDF含量在窖池低層明顯低于窖池高層和中層（P＜0.05），F(xiàn)H2組青貯飼料的NDF含量在窖池高、中、低層間無顯著差異（P＞0.05）；由表4可知，F(xiàn)H2、FH3組青貯飼料的ADF含量在窖池低層明顯低于窖池高層和中層（P＜0.05）。

表3 窖池不同位置青貯飼料的中性洗滌纖維含量的變化%

表4 窖池不同位置的青貯飼料的酸性洗滌纖維含量的變化%

2.6 窖池不同位置對青貯飼料乳酸、乙酸、丙酸含量的影響

窖池高、中、低層3種復(fù)合菌劑青貯飼料的乳酸、乙酸、丙酸含量檢測結(jié)果分別見表5～7。3種復(fù)合菌劑窖池中層青貯飼料的乳酸含量明顯高于高層和低層（P＜0.05）；而3種復(fù)合菌劑在窖池高、中、低層青貯飼料的乙酸含量變化無明顯規(guī)律性。窖池中層青貯飼料的丙酸含量明顯高于高層和低層（P＜0.05）。乳酸的積累是降低飼料pH值的重要因素，丙酸含量表現(xiàn)出與乳酸含量的相關(guān)性。有研究表明，丙酸能促進(jìn)乳酸菌的發(fā)酵，降低pH值［9］。本實驗結(jié)果表明，窖池中層青貯飼料的乳酸、丙酸含量明顯高于窖池高層和低層含量，丙酸在抑制青貯飼料的好氧性、防止腐敗方面有較好的效果［10-12］。因此，窖池中層青貯飼料的有機酸含量比例較符合優(yōu)質(zhì)飼料的標(biāo)準(zhǔn)，且乳酸含量最高，提高了青貯飼料的適口性。窖池中層的溫度（36.6℃）有利于復(fù)合微生物菌劑提高青貯飼料品質(zhì)。

表5 窖池不同位置的青貯飼料乳酸含量變化 μg/mL

表6 窖池不同位置的青貯飼料乙酸含量變化 μg/mL

表7 窖池不同位置的青貯飼料丙酸含量變化 μg/mL

3 小結(jié)

窖池青貯飼料過程中，窖池溫度呈現(xiàn)白天溫度低、夜間溫度高的周期性變化，溫差5℃，窖池晝夜溫度有顯著性差異（P＜0.05）。窖池青貯飼料11 d后，窖池高、中、低層溫度變化趨于穩(wěn)定，平均分別為37.85℃、36.60℃、35.44℃，存在顯著差異（P＜0.05）；窖池中層的溫度（36.6℃）適合于微生物的生長代謝，有利于青貯復(fù)合微生物菌劑提高青貯飼料的品質(zhì)，窖池中層青貯飼料的乳酸、丙酸含量明顯高于窖池高層和低層的含量（P＜0.05）；窖池低層有利于降低青貯飼料NDF及ADF含量。窖池溫度變化對青貯飼料pH值、乙酸含量的影響沒有顯著性差異（P＞0.05）。窖池中層青貯飼料含有較高的乳酸、丙酸，對抑制青貯飼料的好氧性、腐敗性，提高飼料適口性有較好的效果。因此，窖池中層復(fù)合微生物菌劑青貯的甜高粱渣品質(zhì)最優(yōu)。

［1］ 李瑞，易文凱，黃興國，等.發(fā)酵料的營養(yǎng)特性及在仔豬生產(chǎn)中的應(yīng)用［J］.飼料工業(yè)，2012，33（13）：19-23.

［2］ 高妍.我國對微生物發(fā)酵飼料的研究與應(yīng)用［J］.畜牧與獸醫(yī)，2013，45（11）：93-95.

［3］ 李龍，陳小連，徐建雄.復(fù)合益生菌發(fā)酵飼料工藝參數(shù)及品質(zhì)研究［J］.上海交通大學(xué)學(xué)報：農(nóng)業(yè)科學(xué)版，2010，28（6）：530-533.

［4］ 朱瑩瑩.青貯飼料新工藝的研究［D］.哈爾濱：黑龍江大學(xué)，2014.

［5］ 喬利.固態(tài)發(fā)酵工藝參數(shù)對豆粕發(fā)酵品質(zhì)的影響［D］.福州：福建農(nóng)業(yè)大學(xué)，2009.

［6］ 楊玲，郭海艷.青貯飼料的制作方法及注意事項［J］.飼草飼料，2007（2）：56.

［7］ 雷彩霞.凱氏定氮法測定粗蛋白應(yīng)注意的幾個問題［J］.西部糧油科技，2003（1）：62-64.

［8］ 楊斌，殷引，張浩博，等.洗滌劑法測定煙草及煙草制品中中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、酸性洗滌木質(zhì)素的研究［J］.中國煙草學(xué)報，2012，18（3）：10-15.

［9］ 索德成，李蘭，樊霞.飼用酸化劑中甲酸、乙酸、丙酸、乳酸、檸檬酸的同步測定［J］.飼料工業(yè)，2012，33（21）：60-62.

［10］彭曉培，肖西山，李靜.不同青貯飼料營養(yǎng)價值的比較［J］.營養(yǎng)飼料，2009，45（19）：47-49.

［11］梁瑜，雷趙民，吳建平，等.不同添加劑（物）對玉米秸稈青貯有機酸含量的影響［J］.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2012，47（5）：34-39.

［12］任付平.復(fù)合微生物菌劑在全株玉米青貯中的應(yīng)用與研究［D］.西安：西北大學(xué)，2007.

Effects of Fermentation Temperature on Compound Microbial Silage Quality

JiangBoling1，2，WangShuyang1，3，Chen Jihong1，et al
（1.Institute ofModern Physics，Chinese AcademyofSciences，Lanzhou 730000，China；2.UniversityofChinese AcademyofSciences，Beijing100049，China；3.Lanzhou University，Lanzhou 730000，China）

The changes of fermentation temperature during the compound microbial silage of sweet sorghum and the effects of fermentation temperature on silage quality were investigated in this study.Three kinds of complex probiotics were as inoculum added to sweet sorghum residue to silage in the top，middle and lowpart of the fermentation tank.The temperature during silage process was measured，the changes of temperature and its effects on silage quality were studied.The results showed that the temperature variations between dayand night，which was five degrees，had significant difference（P＜0.05）.The temperature ofthe top part，middle part and low part during the stationary fermentation phase was 37.85，36.60，35.44 degrees centigrade，respectively.The crude protein（CP）in the middle part was 5.09%，which was higher than those in the top part（3.71%）and in the lowpart（3.76%）（P＜0.05）.The contents oflactic acid in the middle part was higher by12.92%and 10.18%than those in the top and lowpart respectively（P＜0.05），the contents of propionic acid had improved by 38.07%，29.68%respectively compared with the results in the top and lowpart.The pH value and the contents of acetic acid had no significant difference.In conclusion，the fermentation temperature of the middle part pit is conducive to improve the quality of sweet sorghum silage by compound microbial，for it increased significantlylactic acid and propionic acid ofsilage.

sweet sorghumresidue；temperature；silage；silage quality

S816.6

A

2095-3887（2016）02-0029-04

10.3969/j.issn.2095-3887.2016.02.008

2016-01-21

中國科學(xué)院西部行動計劃項目（KZCZ-XB3-05）；中國科學(xué)院科技服務(wù)網(wǎng)絡(luò)計劃（KFJ-EW-STS-0860）；國家自然科學(xué)基金項目（11305225）

姜伯玲（1991-），女，碩士研究生。研究方向：輻照微生物育種。

王曙陽（1974-），女，副研究員，博士。研究方向：輻射生物學(xué)。