CN115669810A

CN115669810A - 一种水稻青贮添加剂

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Publication number: CN115669810A
Application number: CN202211266402.7A
Authority: CN
Inventors: 陈东; 武伟成; 陈坤
Original assignee: Hunan Aite Agriculture And Animal Husbandry Technology Development Co ltd; Hunan Agricultural University
Current assignee: Hunan Aite Agriculture And Animal Husbandry Technology Development Co ltd; Hunan Agricultural University
Priority date: 2022-10-17
Filing date: 2022-10-17
Publication date: 2023-02-03

Abstract

本发明涉及一种水稻青贮添加剂，关于动物饲料技术领域。水稻青贮饲料添加剂包括以下重量份的原料：植物乳杆菌3～5份、鼠李糖乳杆菌3～5份、嗜酸乳杆菌1～3份、乳酸片球菌1～3份、戊糖片球菌1～3份、布氏乳杆菌2～4份和粪肠球菌3～5份。本发明的水稻青贮饲料添加剂可显著降低青贮饲料中纤维素的含量，显著增加干物质和粗蛋白等营养物质的含量，提高青贮品质。

Description

一种水稻青贮添加剂

技术领域

本发明涉及的是一种添加剂，具体地说是一种能提高水稻青贮品质的专用青贮添加剂。

背景技术

水稻资源十分丰富，但只有少部分作为粗饲料用于饲喂反刍家畜，通过特殊青贮添加剂将水稻调制成优质青贮饲料，能缓解南方反刍养殖粗饲料短缺问题。全株水稻青贮管理需要注意以下几点：1.最佳刈割时间；2.最佳刈割高度；3.切割长度；4.水分含量；5.青贮料入窖压实；6.密封。然而，青贮管理过程中虽贯彻了以上几点，青贮可能仍会失败，主要原因是随着环境污染，植物中自然附生的乳酸菌种类和数量减少，杂菌腐败菌在增多，有针对性的乳酸菌含量较低，无法快速发酵全株水稻青贮原料中的糖分，生成乙酸，快速降低pH值，以抑制其它杂菌的生长繁殖。

现有技术CN 101371686 B提供了一种复合型水稻秸青贮专用添加剂及其制备方法。将新鲜的青绿植株20g-40g加100-200g的无菌蒸馏水，在混合搅拌机中充分磨碎搅拌，用无菌纱布过滤得到绿汁液，绿汁液在30℃厌氧发酵48小时，然后将发酵液稀释20倍，进行真空冷冻干燥得到绿汁发酵液；绿汁发酵液与脱氢乙酸钠按照100：1(V/W)比例混合得到产品。产品根据水稻秸的含水量配制青贮添加剂的喷洒用量直接混合在青贮物料中(使用喷洒设备)，能够大规模整株水稻秸青贮成功，并保证青贮的质量达到一级以上水平(国际青贮质量评定标准)和显著提高青贮的有氧稳定性，有效避免中空的水稻秸“二次发酵”损失。此技术未能显著提高干物质和粗蛋白的含量，青贮饲料的营养价值提升不明显。

现有技术CN 109123104 A公开了一种由青贮菌，纤维素分解菌或酶，以及碳源物质组成的水稻秸秆青贮添加制剂，所述青贮菌为地衣芽孢杆菌、植物乳酸杆菌和粪肠球菌中的一种，所述纤维素分解菌或酶为黑曲霉、绿色木霉和纤维素酶中的一种；所述碳源物质为葡萄糖、麸皮和淀粉中的一种。此技术未能显著降低青贮饲料的pH值，说明不良微生物较多，优质微生物未占数量上的优势，青贮品质未能明显提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种水稻青贮添加剂及其制备方法，能提升全株水稻青贮品质，降低青贮失败率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种水稻青贮添加剂，按重量份计，包括以下组分：植物乳杆菌3～5份、鼠李糖乳杆菌3～5份、嗜酸乳杆菌1～3份、乳酸片球菌1～3份、戊糖片球菌1～3份、布氏乳杆菌2～4份和粪肠球菌3～5份。

主导青贮发酵的乳酸菌主要是植物乳杆菌、戊糖片球菌、布氏乳杆菌。目前，已经开发和利用的菌种主要有以下2类：1)同型发酵乳酸菌，其特点是发酵效率较高，可溶性糖发酵后生成2分子乳酸，降低了乙酸的产量，代表菌种有植物乳杆菌、戊糖片球菌；2)异型发酵乳酸菌，其特点是可溶性糖发酵后生成1分子乳酸和1分子乙酸，还可进一步将乳酸分解为乙酸，大量的乙酸可降低青贮中的有害微生物菌群的存活率，代表菌种有布氏乳杆菌。同型乳酸菌和异型乳酸菌复合微生物制剂有效地规避了2类乳酸菌发酵剂的缺点，在使pH降至理想状态的同时，使青贮饲料有氧稳定性逐渐提高。

优选的，所述水稻青贮添加剂，包括以下重量份的原料：植物乳杆菌4份、鼠李糖乳杆菌3份、嗜酸乳杆菌3份、乳酸片球菌2份、戊糖片球菌2.5份、布氏乳杆菌3份和粪肠球菌4份。

作为本发明优选的技术方案，所述植物乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、嗜酸乳杆菌、乳酸片球菌、戊糖片球菌、布氏乳杆菌和粪肠球菌活菌数大于10cfu/g。

一种水稻青贮添加剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、将菌种活化、扩大培养，得到菌液；

S2、将菌液离心，收集沉淀，对沉淀进行冷冻干燥，得到菌粉；混合菌粉，即得水稻青贮添加剂；

所述菌种为植物乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、嗜酸乳杆菌、乳酸片球菌、戊糖片球菌、布氏乳杆菌和粪肠球菌中的一种或几种。

优选的，所述菌种活化包括以下步骤：将冷藏的菌种接种于培养基进行一次活化，温度为37℃，24h，后将菌液全部接入培养基进行二次活化，温度为37℃，24h。

发明人通过多次试验发现，活化两次能让菌种逐步适应培养环境，菌种的活力明显优于一次活化。

优选的，一次活化后，检测活菌数(即植物乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、嗜酸乳杆菌、乳酸片球菌、戊糖片球菌、布氏乳杆菌和粪肠球菌的活菌数)大于10CFU/g后，再进行二次活化。

优选的，所述扩大培养包括以下步骤：保藏菌种首先经过琼脂斜面活化18-24h，然后培养12-18h，转入种子罐进行扩大培养7-10h，培养温度均为30-34℃。

优选的，所述培养基的制备方法包括：将蛋白胨6份、葡萄糖4.5份、酵母粉2份、乙酸钠1份、轻质碳酸钙2份、柠檬酸铵0.4份、吐温0.2份、氯化钾0.1份、硫酸镁0.1份、蒸馏水105份，搅拌溶解并加热至70℃，然后以20％氢氧化钠溶液调pH为7.0，得到培养基。

优选的，所述冷冻干燥包括以下步骤：在沉淀中加入10％质量比的脱脂乳，混匀；进行两次冷冻后，冷冻干燥制得菌粉。

优选的，两次冷冻分别为在-30℃冷冻50分钟；后在-80℃冷冻60分钟。

发明人通过多次试验发现，冷冻分次进行，是为了让菌种逐步适应低温环境，不至于突然置于-80℃中被冰晶刺破细胞失活，能明显提高菌种的活力。

优选的，所述冷冻干燥的时间为13小时，温度为-70℃，真空度为30pa。

本发明还要求保护上述的水稻青贮添加剂在制备水稻青贮饲料中的应用，具体应用是将新鲜收获的青贮秸秆调节水分含量至65％～70％，加水稻青贮添加剂进行发酵，水稻青贮添加剂的添加量为5～20g/每吨饲料。

优选的，所述水稻青贮添加剂使用前先在20～30℃水中复苏0.5～1h，且水稻青贮添加剂与水的质量体积比为1∶15～25。

下面对本发明做进一步的解释：

我国水稻秸秆年产量达23402.0万t，占农作物秸秆总量的22.4％，但水稻秸秆饲料化利用占比仅为可收集量的6.9％，约20.0％的水稻秸秆被焚烧或乱堆乱放，不仅污染了环境，还造成了资源浪费。因此若能将水稻秸秆通过青贮技术转化为反刍动物饲料对保障粮食安全，促进资源有效利用和农业生态环境保护具有重要意义。青贮可延长饲草的保存时间，提高适口性，缓解因时节和地区差异造成粗饲料供给不均衡的压力，为牛羊等反刍家畜全年提供均衡的日粮。乳酸菌的数量、活性及水溶性碳水化合物含量是影响青贮发酵品质的关键因素。水稻秸秆粗纤维含量高、水溶性碳水化合物含量低、表面附着的乳酸菌数量较少，常规青贮效果并不理想，因此需要外源添加微生物制剂帮助提高水稻青贮品质。

水稻秸秆粗纤维主要包括纤维素(32％～47％)、半纤维素(19％～27％)和木质素(5％～24％)，它们相互交联组成了复杂的网络结构，这种复杂紧密的结构限制了反刍动物对水稻秸秆的消化利用。近年来，随着人们对微生物群体功能的认识逐步加深，开始关注自然条件下微生物之间互作协同作用，并将这一理念应用于纤维素降解的研究与实际应用中。纤维素降解复合菌系是由多种不同的细菌群落组成，它们能够分泌降解能力强、种类多的纤维素降解酶。复合菌系产生的酶系种类较单菌株更为多样，进而能避免单菌株降解粗纤维时的底物抑制和反馈抑制因素。更重要的是，本发明的青贮添加剂中所含的复合菌系能相互促进彼此作用的发挥，相互协同。水稻秸秆青贮中添加本发明的青贮添加剂可以充分降解纤维素、半纤维素，释放水溶性碳水化合物，促进乳酸发酵，快速产生乳酸、降低pH，提高青贮发酵品质。

本发明的有益效果是：本发明通过筛选高性能乳酸菌，针对全株水稻营养成分特性，进行科学配伍，成功研制出一种全株水稻青贮添加剂，能在正常的青贮管理生产条件下，实现快速降低青贮原料的pH值，抑制乙酸菌、酵母菌、肠杆菌、梭菌、芽胞杆菌、霉菌和李氏杆菌等杂菌，生产出高价值的优质全株水稻青贮饲料。

具体实施方案

下面结合实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1

1、实验材料

1)试验地点：湖南省益阳市大通湖区宏硕养殖场

2)青贮原料：以全株水稻为青贮原料，保证原料的含水量在65％～70％。

3)添加量：一吨全株水稻青贮原料添加5～20g本发明全株水稻青贮剂。

2、实验设计

本实验以全株水稻为青贮对象，将水稻刈割后，调整其水分含量在65％～70％，粉碎成2～4cm的小段备用。将实施例的水稻青贮饲料添加剂用20～30℃的温水复苏40min，添加剂与水的质量体积比为1∶20。将段状水稻秸秆装入发酵池，每填装4～6cm后，用复苏后的添加剂溶液喷洒表面，再继续填装。最后压实，用薄膜密封，控制发酵温度25～30℃，发酵25天结束。

实验设对照组1(未添加本发明全株水稻青贮添加剂，除不添加青贮剂外，其他操作同实验组)、对照组2(未添加本发明全株水稻青贮添加剂并采用裹包青贮的方式，除不添加青贮剂外，其他操作同实验组并采用裹包方式，裹包方式参考现有技术(刘曦.全株玉米裹包青贮操作要点[J].中国动物保健,2022,24(7):2.))和实验组(添加本发明全株水稻青贮添加剂)，实验组添加的全株水稻青贮添加剂的配方见表1。其中，配方1-10分别依据表1中所示的原料配方及本发明所述工艺步骤获取。

每个实验组分三个处理，分别是：按1吨全株水稻青贮原料添加5g全株水稻青贮添加剂；按1吨全株水稻青贮原料添加10g全株水稻青贮添加剂；按1吨全株水稻青贮原料添加15g全株水稻青贮添加剂。

表1实验组添加的全株水稻青贮添加剂的配方

3、实验方法

1)全株水稻青贮刈割高度在10cm左右，切割长度为2cm左右，按比例均匀混入本发明全株水稻青贮剂，入窖压实，排出青贮料中的空气，压实密度不小于750kg/m³。

2)实验室分析

样品抽取：按NY/T 2129的规定执行。

pH值：用pH电极测试表测定。

干物质(DM)含量：采用65℃干燥法测定。

粗蛋白(CP)含量：采用GB6432-86测定。

氨态氮(TBN)含量：采用直接蒸馏法测定。

纤维素(中性洗涤纤维NDF和酸性洗绦纤维ADF)含量：采用范氏纤维测定法测定。

可溶性碳水化合物(WSC)含量：采用蒽酮-硫酸比色法测定。

粗脂肪(EE)含量：采用GB/T 6433-2006测定。

有机酸含量：采用高效液相针对谱法测定。

3)本发明全株水稻青添加贮感官评价体系采用德国农业协会(DLG)评分法，按照气味、茎叶和色泽三个方面进行评分。评分级别从高到低分四级:1级、2级、3级、4级。

4、数据处理与分析

数据统计方式采用Excel软件处理基础数据，采用SPSS软件23.0版本对数据进行方差分析。

5、实验结果

对照组和实验组的青贮发酵品质见表2，对照组和实验组的化学成分见表3，对照组和实验组的感官评分见表4。

表2全株水稻青贮饲料发酵品质

表3全株水稻青贮饲料化学成分

表4全株水稻青贮饲料感官评分

由表2、表3和表4可知，配方13-15的各项指标均较优，均能满足青贮饲料的要求。在青贮饲料发酵品质方面，配方13的pH和氨态氮含量更低，乙酸含量更高。在青贮饲料化学成分方面，配方13的干物质和粗蛋白含量更高，中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量更低。在青贮饲料的感官评价方面，配方13的色泽评分和总评分更高。因此，配方13的组合较为理想。

配方1为单独添加植物乳杆菌，其pH结果与配方13相似，与对照组相比均显著降低了青贮饲料的pH。但化学成分和感官评价等其他指标与对照组相比无显著差异。

配方2为植物乳杆菌和鼠李糖乳杆菌的组合，其pH和乙酸含量与配方13相似，与对照组相比均显著降低了青贮饲料的pH，显著提高了青贮饲料的乙酸含量。但化学成分和感官评价等其他指标与对照组相比无显著差异。

配方3为植物乳杆菌、鼠李糖乳杆菌和嗜酸乳杆菌的组合，其pH、乙酸含量、色泽评分、总评分与配方13相似，与对照组相比均显著降低了青贮饲料的pH，显著提高了青贮饲料的乙酸含量、色泽评分和总评分。但化学成分等其他指标与对照组相比无显著差异。

配方4为植物乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、嗜酸乳杆菌和乳酸片球菌的组合，其pH、乙酸含量、色泽评分、总评分、氨态氮含量与配方13相似，与对照组相比均显著降低了青贮饲料的pH和态氮含量，显著提高了青贮饲料的乙酸含量、色泽评分和总评分。但化学成分等其他指标与对照组相比无显著差异。

配方5为植物乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、嗜酸乳杆菌、乳酸片球菌和戊糖片球菌的组合，其pH、乙酸含量、色泽评分、总评分、氨态氮和粗蛋白含量与配方13相似，与对照组相比均显著降低了青贮饲料的pH和态氮含量，显著提高了青贮饲料的乙酸和粗蛋白含量、色泽评分和总评分。但干物质含量没有显著提高，中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的含量没有显著降低。

配方6为植物乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、嗜酸乳杆菌、乳酸片球菌、戊糖片球菌和布氏乳杆菌的组合，也是缺少粪肠球菌的组合，其pH、色泽评分、总评分、氨态氮、乙酸、粗蛋白和干物质含量与配方13相似，与对照组相比均显著降低了青贮饲料的pH和态氮含量，显著提高了青贮饲料的乙酸、粗蛋白和干物质含量、色泽评分和总评分。但中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的含量却没有显著降低，与对照组相似。

配方7为缺少布氏乳杆菌的组合，其pH、色泽评分、总评分、氨态氮、乙酸、粗蛋白、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的含量与配方13相似，但干物质含量却没有显著提高，与对照组相似。

配方8为缺少戊糖片球菌的组合，其pH、色泽评分、总评分、氨态氮、乙酸、干物质、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的含量与配方13相似，但粗蛋白含量却没有显著提高，与对照组相似。

配方9为缺少乳酸片球菌的组合，其pH、色泽评分、总评分、粗蛋白、乙酸、干物质、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的含量与配方13相似，但氨态氮含量却没有显著提高，与对照组相似。

配方10为缺少嗜酸乳杆菌的组合，其pH、氨态氮、粗蛋白、乙酸、干物质、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的含量与配方13相似，但色泽评分、总评分却没有显著提高，与对照组相似。

配方11为缺少鼠李糖乳杆菌的组合，其pH、氨态氮、粗蛋白、干物质、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的含量、色泽评分、总评分与配方13相似，但乙酸含量却没有显著提高，与对照组相似。

配方12为缺少植物乳杆菌的组合，其乙酸、氨态氮、粗蛋白、干物质、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的含量、色泽评分、总评分与配方13相似，但pH却没有显著提高，与对照组相似。

6、实验结论

由上述实验的数据分析可知：缺少植物乳杆菌不能降低青贮饲料的pH，缺少鼠李糖乳杆菌不能提高乙酸含量，缺少嗜酸乳杆菌不能改善感官评价，缺少乳酸片球菌不能降低氨态氮含量，缺少戊糖片球菌不能提高粗蛋白含量，缺少布氏乳杆菌不能提高干物质含量，缺少粪肠球菌不能降低中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的含量。

在全株水稻青贮初期，通过原料本身自带的好氧菌消耗氧气，造成厌氧条件，再利用植物乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、戊糖片球菌和乳酸片球菌，将水稻青贮原料中的可溶性碳水化合物转化为乳酸，以使青贮原料的pH快速降到4.2以下，嗜酸乳杆菌释放乳酸、乙酸和一些对有害菌起作用的抗菌素，布氏乳酸菌通过厌氧生产乙酸来提高好氧稳定性，粪肠球菌产生抑制致病菌和有害菌的细菌素，达到抑制乙酸菌、酵母菌、肠杆菌、梭菌、芽孢杆菌、霉菌和李氏杆菌等不受欢迎微生物的生长繁殖，组分之间相互作用，相互协作，共同作用，保持全株水稻的营养特性，生产出高价值的优质全株水稻青贮饲料。

各发酵菌组合在一起时，弥补了各自的缺点，且促进了相互作用的发挥，发挥了协同互作的效果，达到了理想的青贮效果。

综上所述，本发明全珠水稻青贮剂能在正常的青贮操作生产条件下，实现快速降低全株水稻青贮的pH值，提高全株水稻青贮饲料的品质和化学成分，改善青贮饲料的感官品质，生产出高价值的优质全株水稻青贮饲料。

Claims

1.一种水稻青贮添加剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：植物乳杆菌3～5份、鼠李糖乳杆菌3～5份、嗜酸乳杆菌1～3份、乳酸片球菌1～3份、戊糖片球菌1～3份、布氏乳杆菌2～4份和粪肠球菌3～5份。

2.根据权利要求1所述的水稻青贮饲料添加剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：植物乳杆菌4份、鼠李糖乳杆菌3份、嗜酸乳杆菌3份、乳酸片球菌2份、戊糖片球菌2.5份、布氏乳杆菌3份和粪肠球菌4份。

3.根据权利要求1或2所述的水稻青贮添加剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将菌种活化、扩大培养，得到菌液；

所述菌种为植物乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、嗜酸乳杆菌、乳酸片球菌、戊糖片球菌、布氏乳杆菌和粪肠球菌中的两种或几种。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述菌种活化包括以下步骤：将冷藏的菌种接种于培养基进行一次活化，温度为37℃，24h，后将菌液全部接入培养基进行二次活化，温度为37℃，24h。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，一次活化后，检测活菌数大于10CFU/g后，再进行二次活化。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述扩大培养包括以下步骤：保藏菌种首先经过培养基斜面活化18-24h，然后培养12-18h，转入种子罐进行扩大培养7-10h，培养温度均为30-34℃。

7.根据权利要求4-6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述培养基的制备方法包括：将蛋白胨6份、葡萄糖4.5份、酵母粉2份、乙酸钠1份、轻质碳酸钙2份、柠檬酸铵0.4份、吐温0.2份、氯化钾0.1份、硫酸镁0.1份、蒸馏水105份，搅拌溶解并加热至70℃，然后以20％氢氧化钠溶液调pH为7.0，得到培养基。

8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述冷冻干燥包括以下步骤：在沉淀中加入10％质量比的脱脂乳，混匀；进行两次冷冻后，冷冻干燥制得菌粉。

9.根据权利要求1或2所述的水稻青贮添加剂在制备水稻青贮饲料中的应用，其特征在于，将新鲜收获的青贮秸秆调节水分含量至65％～70％，加水稻青贮添加剂进行发酵，水稻青贮添加剂的添加量为5～20g/每吨饲料。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述水稻青贮添加剂使用前先在20～30℃水中复苏0.5～1h，且水稻青贮添加剂与水的质量体积比为1∶15～25。