CN103652508A

CN103652508A - 一种含青稞秸秆和苇状羊茅的青贮组合物及其应用

Info

Publication number: CN103652508A
Application number: CN201310714809.6A
Authority: CN
Inventors: 邵涛; 刘秦华; 原现军; 郭刚; 余成群; 王坚
Original assignee: Nanjing Agricultural University
Current assignee: Nanjing Agricultural University
Priority date: 2013-12-20
Filing date: 2013-12-20
Publication date: 2014-03-26

Abstract

本发明属于青贮加工技术领域，涉及一种含青稞秸秆和苇状羊茅的青贮组合物及其应用。该含青稞秸秆和苇状羊茅的青贮组合物，由以下组份组成：以鲜重计，青稞秸秆50～70重量份、苇状羊茅30～50重量份，纤维素酶制剂以及乳酸菌复合添加剂，所述的乳酸菌复合添加剂，以干重计，由植物乳酸杆菌、枯草芽孢杆菌以及葡萄糖组成。本发明所述的青贮组合物可在青贮饲料生产中应用。本发明针对青稞秸秆和苇状羊茅的特性，从诸多发酵促进剂中选择了特定的发酵促进剂组合，显著提高了混合青贮饲料的发酵品质，成本低，安全，可靠，易于利用。

Description

一种含青稞秸秆和苇状羊茅的青贮组合物及其应用

技术领域

本发明属于青贮加工技术领域，涉及一种含青稞秸秆和苇状羊茅的青贮组合物及其应用。

背景技术

由于西藏特殊的地理位置和生态条件，畜牧业在全区占有非常重要的地位。但是，目前西藏牧区草地超载率达80％，过度超载放牧造成50％以上可利用草地发生不同程度退化，其中1/2以上重度退化，1/3左右沙化。草地退化致使草畜矛盾日益突出，严重制约了西藏畜牧业的可持续发展。在西藏农区实施优质牧草种植，加工与贮藏，为藏北牧区提供优质青贮饲料，对缓解藏北冬春季节草地超载过牧压力，促进退化高寒草地恢复重建，实现藏北草地畜牧业减压增效具有重要意义。

西藏农区长期利用青稞秸秆作为冬季抗灾饲料；但青稞秸秆质地粗硬、粗纤维含量高、可消化养分低、适口性差，直接利用营养价值低，难以满足如西藏改良奶牛和牦牛等大型反刍动物的营养需要，体况不佳，生产性能低下，畜牧业发展缓慢。青贮加工具有青贮原料来源广泛、保存牧草或农作物营养成分良好、适口性提高效果显著、少受恶劣天气影响等特点，适宜于西藏饲草饲料生产加工。将青稞秸秆青贮可提高其适口性和消化率，节约牧草资源，解决由于高寒地区牧草产量低、饲草供应季节性不平衡等问题。但是，青稞秸秆含糖量低单独青贮发酵品质较差，需要采取措施来提高发酵品质。在西藏，苇状羊茅具有抗寒性强、适应性广、水溶性碳水化合物含量较高，产量较高、枝叶柔嫩多汁、适口性好等优点，将其与青稞秸秆混合青贮，可弥补秸秆因发酵底物不足而青贮发酵品质差的难题。

随着生物技术的发展，世界各地利用添加纤维素酶和乳酸菌来促进乳酸发酵，抑制丁酸发酵。但我们在西藏多年的研究表明，牧草和农作物秸秆混合青贮自然发酵品质未能达到优质水平，单独添加纤维素酶制剂、糖蜜、乳酸菌等也未达到良好的效果。其原因主要在于植物材料的纤维素分子结构有差异，材料上附着的乳酸菌较少。因此，需要筛选适宜的纤维素酶和乳酸菌，并将二者结合达到提高青贮饲料发酵品质的目的。

发明内容

本发明针对西藏青贮饲料生产中的青稞秸秆利用率低的问题，提供了一种青稞秸秆和苇状羊茅的青贮组合物。

本发明的另一目的是提供一种利用本发明组合物的应用。

发明通过以下技术方案实现上述目的：

一种含青稞秸秆和苇状羊茅的青贮组合物，由以下原料组成：以鲜重计，青稞秸秆50～70重量份、苇状羊茅30～50重量份，纤维素酶制剂以及乳酸菌复合添加剂，所述的乳酸菌复合添加剂由植物乳酸杆菌、枯草芽孢杆菌以及葡萄糖组成。

所述的纤维素酶制剂优选芬兰饲料国际有限公司生产的cornzyme纤维素酶。

以青稞秸秆和苇状羊茅原料总鲜重为基准，所述的纤维素酶制剂在组合物中的含量优选2.0～4.0mL kg^-1FW，进一步优选3.0mL kg^-1FW。

所述的乳酸菌复合添加剂按重量计，由60%植物乳杆菌冻干粉、20%枯草芽孢杆菌冻干粉和20%葡萄糖组成，植物乳杆菌和枯草芽孢杆菌购于上海抚生生物技术有限公司。

以青稞秸秆和苇状羊茅原料总鲜重为基准，所述的乳酸菌复合添加剂在组合物中的含量优选1.5～3.5g kg^-1FW，进一步优选2.0g kg^-1FW。

所述的青贮组合物进一步由以下组分组成：以鲜重计，青稞秸秆60重量份、苇状羊茅40重量份，以及2.5mL kg^-1FW纤维素酶制剂以及2.0g kg^-1FW乳酸菌复合添加剂。

本发明所述的青贮组合物在青贮饲料生产中的应用。

一种利用本发明所述的青贮组合物调制优质混合青贮饲料的方法，包含①将青稞秸秆和苇状羊茅两种发酵原料切断，优选切短至1-2cm，并按比例混合均匀；②加入所述的纤维素酶制剂和乳酸菌复合添加剂；③在10～25℃下密封贮藏24～50天，优选45天。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1)本发明针对青稞秸秆和苇状羊茅的特性，从诸多发酵促进剂中选择了特定的发酵促进剂组合，显著提高了混合青贮饲料的发酵品质，成本低，安全，可靠，易于利用。

2)纤维素酶制剂和乳酸菌复合添加剂作为青稞秸秆和苇状羊茅的青贮发酵促进剂所获得的青贮饲料的品质显著优越于不添加发酵促进剂、单一添加酶制剂、乳酸菌复合添加剂以及酒糟作为发酵促进剂所获得的青贮饲料的品质。

具体实施方式

实施例1：筛选适宜的混合比例

1材料方法

1.1试验材料

将种植于西藏地区草原工作站试验地的青稞（Hordeum vulgare L.）和苇状羊茅（Festucaarundinacea）刈割。青稞秸秆为去除籽粒后的茎杆，苇状羊茅刈割时处于抽穗初期。刈割后在田间用铡刀切成2cm左右，以该混合比例：100%青稞秸秆（Control）；80%青稞秸秆+20%苇状羊茅（QW20）；60%青稞秸秆+40%苇状羊茅（QW40）；40%青稞秸秆+60%苇状羊茅（QW60），每组三次重复。

1.2试验方法

1.2.1青贮饲料的调制

于2010年8月24日刈割后在田间用铡刀切成2cm，茎叶充分混匀后，按试验设计所需不同比例称取，立即装入实验室青贮窖中，压实后盖上内盖，并用胶带密封，带回实验室室温保存。

1.2.2样品预处理

在青贮第7、24和45d分别打开青贮窖，取出全部青贮饲料将其混合均匀，称取35g放入100mL的广口三角瓶，加入70g的去离子水，4℃浸提24h，然后通过2层纱布和定性滤纸过滤，所得液体为青贮饲料浸提液，将浸提液置于-20℃冷冻冰箱保存待测。滤液用来测定pH、乳酸、氨态氮和挥发性脂肪酸。将剩余部分青贮饲料收集烘干，测定干物质、总氮以及水溶性碳水化合物。

1.2.3测定项目及分析方法

干物质含量测定（dry matter,DM）在65℃烘箱中干燥60h；pH用HANNA pH211型pH计测定；乳酸（lactic acid，LA）用对-羟基联苯比色法测定；水溶性碳水化合物（water solublecarbohydrate，WSC）采用蒽酮-硫酸比色法测定；氨态氮（ammonia nitrogen，AN）采用苯酚-次氯酸钠比色法测定，以占总氮的百分比计算；总氮（total nitrogen，TN）采用凯氏定氮法测定；挥发性脂肪酸（volatile fatty acids，VFAs）采用高效气相色谱仪（日本岛津GC214B）测定，包括乙酸（acetic acid，AA）、丙酸（propionic acid，PA）与丁酸（butyric acid，BA），测定条件：柱温140℃，汽化室温度180℃，氢气检测器温度220℃。

1.3数据统计

采用SAS（8.2）软件对试验数据进行单因子方差分析（ANOVA），并用邓肯氏（Duncan）方法对处理间及青贮天数间平均数进行多重比较（P<0.05）。

2.结果

如表1，随着发酵的进行，除QW60处理组干物质含量略有下降外，其余各组无明显变化。QW60处理组干物质含量显著（P<0.05）低于QW40。随着发酵的进行，各组的乳酸含量均呈上升趋势。在整个青贮过程中各混合处理组乳酸含量均高于Control（P>0.05），并随着苇状羊茅比例的增加呈上升趋势，其中QW40处理组乳酸含量最高（P<0.05），并在青贮45天显著高于（P<0.05）其它组。相对应地，pH值与乳酸含量呈现相反的变化趋势。随着苇状羊茅比例的增加pH值呈下降趋势，QW40处理组pH值在第45天降到4.5以下，且显著低于其它组（P<0.05）。随着发酵的进行，各组的乙酸含量呈上升趋势。在整个青贮过程中，各混合处理组乙酸含量始终低于（P>0.05）或显著低于（P<0.05）Control，QW40处理组的乙酸含量在青贮第45天显著低于（P>0.05）其它组。随着发酵的进行各组的丙酸和丁酸含量均略有增加，其中各组丙酸含量较少，各组丙酸含量均低于0.3g kg^-1DM。在整个青贮过程中，各混合处理组的丁酸含量均高于（P>0.05）或显著高于（P<0.05）Control，QW40处理组的丁酸含量在青贮第45天显著低于（P>0.05）QW20和QW60。在整个青贮过程中，乳酸/乙酸值随着乳酸和乙酸的变化，呈现不同的变化趋势，但各混合处理组乳酸/乙酸值均高于（P>0.05）或显著高于（P<0.05）Control，QW40处理组乳酸/乙酸值显著高于（P<0.05）Control、QW40和QW20。

如表2，在整个青贮过程中，Control的氨态氮/总氮值相对较为稳定。青贮24天与第7天相比，各混合处理组残留的水溶性碳水化合物含量均显著（P<0.05）下降，QW40处理组的水溶性碳水化合物含量在青贮第45天显著高于（P>0.05）QW20和QW60。

综上所述，随着苇状羊茅比例的增加，乳酸、残留的水溶性碳水化合物含量以及乳酸/乙酸值升高，pH值、乙酸和氨态氮/总氮值降低，但是当苇状羊茅的比例达到60%时，干物质含量最低，丁酸最多，发酵品质下降。从发酵品质和合理利用青稞秸秆和苇状羊茅的角度出发，60%青稞秸秆和40%苇状羊茅为适宜的混合比例。

表1青稞秸秆与苇状羊茅不同混合比例青贮过程中pH值、干物质和乳酸含量的影响

注：不同小写字母表示相同处理不同青贮天数间差异显著；不同大写字母表示相同青贮天数不同处理间差异显著（P<0.05），下同。

表2青稞秸秆与苇状羊茅不同混合比例青贮过程中水溶性碳水化合物含量和氨态氮/总氮值的影响

实施例2：适宜生物添加剂的筛选

1.材料方法

1.1试验材料

60%青稞秸秆+40%苇状羊茅为材料。

纤维素酶制剂为cornzyme纤维素酶（保康生），主要成分包括纤维素、半纤维素和葡萄糖氧化酶，是芬兰饲料国际有限公司（FFI）研制的青贮饲料专用添加剂，添加量参照使用说明。乳酸菌复合添加剂按重量计，由60%植物乳杆菌冻干粉、20%枯草芽孢杆菌冻干粉和20%葡萄糖组成，植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌购于上海抚生生物技术有限公司。

乳酸菌复合添加剂的制作方法如下：

1)MRS培养基为：蛋白胨10.0g；牛肉膏10.0g；酵母提取物5.0g；葡萄糖20.0g；吐温1mL；柠檬酸铵2.0g；醋酸钠5.0g；硫酸镁0.1g；硫酸锰0.05g；磷酸氢二钾2.0g；蒸馏水1000mL。固体培养基再加15g/L琼脂，121℃，灭菌20min。肉汤营养培养基为：牛肉膏3g，酵母提取物2g；蛋白胨10.0g；蒸馏水1000mL。固体培养基再加15g/L琼脂，121℃，灭菌20min。

2)植物乳杆菌在1L的MRS培养基35℃下培养16小时、枯草芽孢杆菌在1L的肉汤营养培养基30℃下培养16小时后，3500转/分离心收集菌体。

3)两菌体分别加入0.5L冷冻保护液（按重量计100g冷冻保护液含10g脱脂奶粉、5g甘油、1g谷氨酸钠、1g蔗糖、83g水）充分混匀，分装于直径为9厘米的塑料培养皿中，并使液体深度为2/3培养皿高。

4)在-80℃冰箱中冷冻1小时使之完全冰冻，然后放入冷冻干燥机中-40℃真空冻干48小时；冻干后将每个培养皿的冻干粉刮出并混合均匀。

5)将1g植物乳杆菌冻干粉稀释10⁸倍并在MRS琼脂培养基上培养、检测，保证每克冻干粉中含有10¹¹个植物乳杆菌；将1g枯草芽孢杆菌冻干粉稀释10⁸倍并在营养琼脂培养基上培养、检测，保证每克冻干粉中含有10⁹个枯草芽孢杆菌。

6)按重量计，将60%植物乳杆菌冻干粉、20%枯草芽孢杆菌冻干粉和20%葡萄糖混合均匀后按5g/袋进行封装制成乳酸菌复合添加剂。

1.2试验设计

试验分为对照组和三个处理组，对照组（Control）：60%青稞秸秆+40%苇状羊茅；添加青稞酒糟20%（QWB），添加纤维素酶制剂（QWE）；添加乳酸菌复合添加剂（QWL）；添加纤维素酶和乳酸菌复合添加剂（QWEL），每组三次重复。

1.3试验方法

同实施实例1。

1.4数据统计

同实施实例1。

2.结果

如表3，随着发酵的进行，各处理组干物质含量无明显变化。在整个青贮过程中，QWEL的干物质含量依次高于（P>0.05）或显著高于（P<0.05）QWE处理组、Control、QWL处理组和QWB处理组。随着发酵的进行，各处理组的乳酸含量迅速增加。在青贮第7天，QWB处理组的乳酸含量显著高于其它处理组，但在青贮第24天，QWEL处理组的乳酸含量显著高于（P<0.05）其它处理组。在青贮第45天，QWEL处理组的乳酸含量显著高于（P<0.05）其它处理组。相对应地，pH值与乳酸含量呈现相反的变化趋势，在青贮结束时，各组的pH值均在4.5以下，其中QWEL处理组的pH始终显著（P<0.05）低于其它组。随着发酵的进行，各组的乙酸含量均呈上升趋势，在青贮第45天，QWB处理组的乙酸含量显著（P<0.05）高于其它处理组。随着发酵的进行各组的丙酸和丁酸含量均略有增加，各组丙酸含量较少，均低于1.5g kg^-1DM，但青贮45天后，QWEL处理组的丙酸含量最低（P<0.05）。随着发酵的进行，各组丁酸含量呈上升趋势，青贮第45天，QWEL处理组的丁酸含量显著（P<0.05）低于Control，QWB处理组，QWL处理组，也低于QWE处理组（P<0.05）。在整个青贮过程中，乳酸/乙酸值随着乳酸和乙酸的变化，呈现不同的变化趋势，整体来说，QWL和QWEL处理组始终有较高的LA/AA值。

如表4，随着发酵的进行，Control和QWEL的氨态氮/总氮值未显著变化，但在整个青贮过程中，QWEL处理组的氨态氮/总氮值始终显著（P<0.05）低于Control和QWB处理组。与第7天相比，各组残留的水溶性碳水化合物含量分别在青贮24天和45天显著（P<0.05）下降。青贮第24天和45天，QWEL处理组残留的水溶性碳水化合物含量显著（P<0.05）高于其他各组。

综上所述，混合添加纤维素酶制剂和乳酸菌复合添加剂使青贮饲料的乳酸含量最高，pH、氨态氮/总氮值和丁酸含量最低，青贮发酵品质显著优越于其他各处理组。

表3添加乳酸菌复合添加剂和纤维素酶制剂对青稞秸秆与苇状羊茅混合青贮过程中pH值、干物质和乳酸含量的影响

表4添加乳酸菌复合添加剂和纤维素酶制剂对青稞秸秆与苇状羊茅混合青贮过程中氨态氮/总氮值和水溶性碳水化合物含量变化的影响

Claims

1.一种含青稞秸秆和苇状羊茅的青贮组合物，其特征在于由以下组份组成：以鲜重计，青稞秸秆50～70重量份、苇状羊茅30～50重量份，纤维素酶制剂以及乳酸菌复合添加剂，所述的乳酸菌复合添加剂由植物乳酸杆菌、枯草芽孢杆菌以及葡萄糖组成。

2.根据权利要求1所述的青贮组合物，其特征在于所述的纤维素酶制剂为芬兰饲料国际有限公司生产的cornzyme纤维素酶。

3.根据权利要求2所述的青贮组合物，其特征在于以青稞秸秆和苇状羊茅原料总鲜重为基准，所述的纤维素酶制剂在组合物中的含量为2.0～4.0mL kg^-1FW，优选3.0mL kg^-1FW。

4.根据权利要求1所述的青贮组合物，其特征在于所述的乳酸菌复合添加剂按重量计，由60%植物乳杆菌冻干粉、20%枯草芽孢杆菌冻干粉和20%葡萄糖组成。

5.根据权利要求4所述的混合青贮饲料，其特征在于以青稞秸秆和苇状羊茅原料总鲜重为基准，所述的乳酸菌复合添加剂在组合物中的含量为1.5～3.5g kg^-1FW，优选2.0g kg^-1FW。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的青贮组合物，其特征在于由以下组份组成：以鲜重计，青稞秸秆60重量份、苇状羊茅40重量份，以及3.0mL kg^-1FW纤维素酶制剂以及2.0g kg^-1FW乳酸菌复合添加剂。

7.权利要求1所述的青贮组合物在青贮饲料生产中的应用。

8.一种利用权利要求1～5中任一项所述的青贮组合物制备混合青贮饲料的方法，其特征在于①将青稞秸秆和苇状羊茅两种发酵原料切断，并按比例混合均匀；②加入所述的纤维素酶制剂和乳酸菌复合添加剂；③在10～25℃密封贮藏。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于青稞秸秆和苇状羊茅切短至1～2cm。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于所述的密封贮藏时间为24～50天，优选45天。