不同酶制剂组合对水稻秸秆青贮品质和体外瘤胃发酵特性的影响.pdf

动物营养学报，（）：不同酶制剂组合对水稻秸秆青贮品质和体外瘤胃发酵特性的影响周苗育 武伟成 肖定福 陈 东 蒋润瑶 曾沅沅魏仲珊 彭繁昌 李付强（湖南农业大学动物科学技术学院，长沙；湖南德人草业科技发展有限公司，常德；湖南天华实业有限公司，娄底）摘 要：本试验旨在探究不同酶制剂组合对水稻秸秆青贮品质和体外瘤胃发酵特性的影响。试验以水稻秸秆为青贮原料，添加不同酶制剂组合，共设 个组：对照组（组，不添加任何酶制剂）、组（添加 纤维素酶、木聚糖酶、葡聚糖酶复合酶制剂）、组（添加 果胶酶 漆酶）、组（添加 纤维素酶、木聚糖酶、葡聚糖酶复合酶制剂 果胶酶 漆酶），每组 个重复。青贮 后开包取样，分析其青贮品质和体外瘤胃发酵特性。结果表明：）水稻秸秆青贮后，组的干物质含量显著高于、组（）；组的粗脂肪含量、相对饲用价值、总可消化养分显著高于 组（），中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量显著低于 组（）。）体外发酵 后，、组 累积产气量、慢速降解部分产气量和潜在产气量显著高于 组（），快速部分产气量显著低于 组（）；、组的慢速降解部分的产气速率显著高于、组（）。）、组的 显著低于 组（），组的氨态氮含量显著高于、组（）。）、组干物质降解率显著高于 组（），组的粗蛋白质降解率显著高于 组（），组的中性洗涤纤维降解率显著高于、组（）。由此可见，添加不同酶制剂组合可以在一定程度上改善水稻秸秆青贮品质和体外瘤胃发酵特性，在生产实际中，建议以纤维素酶、木聚糖酶、葡聚糖酶复合酶制剂漆酶果胶酶的组合添加，有利于获得品质较佳的水稻秸秆青贮饲料。关键词：水稻秸秆；酶制剂；体外瘤胃发酵中图分类号：文献标识码：文章编号：（）收稿日期：基金项目：湖南省重点研发计划项目（）；湖湘英才项目（）；国家肉牛牦牛产业技术体系项目（）；湖南省草食动物产业技术体系作者简介：周苗育（），女，河南周口人，硕士研究生，从事反刍营养与饲料研究。：同等贡献作者通信作者：肖定福，教授，博士生导师，：；陈 东，副教授，硕士生导师，：秸秆作为草食性家畜重要的粗饲料来源之一，其利用价值具有一定优势。对秸秆进行再回收利用，作为粗饲料饲喂反刍动物，发挥其营养价值，不仅可以缓解我国草食动物饲料资源日益紧缺的现状，而且有助于国家节粮型畜牧业的发展。由于秸秆纤维素含量较高，纤维素主要由葡萄糖单元聚合而成，微纤维之间的氢键作用较强，从而造成水稻秸秆饲料化利用率低，有将近 的水稻秸秆被焚烧或丢弃，造成饲料资源的浪费，对环境也会产生一定的污染。反刍动物直接饲喂水稻秸秆效果不佳，适口性差，利用率低，而且会降低反刍动物的采食量。因此，如何提高 期周苗育等：不同酶制剂组合对水稻秸秆青贮品质和体外瘤胃发酵特性的影响水稻秸秆的营养价值，为反刍动物提供优质的粗饲料，是当前水稻秸秆饲料资源浪费亟需解决的一大问题。目前，越来越多的养殖户将粗饲料通过青贮的方式来有效保存养分，以达到全年均衡供给饲草的目的。将水稻秸秆进行青贮可以提高饲料利用率，延长饲料保存时间，提高饲料适口性，增加反刍动物采食量。但常规青贮后的水稻秸秆仍达不到预期的青贮效果，部分研究尝试使用青贮添加剂来改善青贮发酵品质，比如纤维素酶、漆酶等都是较常用的青贮添加剂。木聚糖酶属于半纤维素酶的一种，它能够破损植物细胞壁，提高体外营养物质消化率。葡聚糖酶由纤维素酶分泌产生，能够降解植物细胞壁碳水化合物。纤维素酶能够促进粗饲料青贮发酵，提高可溶性碳水化合物（）含量，使得青贮饲料中的 和酸性洗涤纤维（）、中性洗涤纤维（）、氨态氮（）含量下降，从而提高青贮饲料品质。漆酶具有多种催化功能，可加速秸秆分解，提高木质纤维素的降解效率，是环保且多功能的生物催化剂。等研究表明，果胶酶有助于青贮饲料的发酵，能够改变青贮发酵特性，提高发酵品质。大多数试验采用纤维素酶和乳酸菌或二者组合来提高青贮品质，对其他酶制剂的相关研究较少。因此，本试验尝试添加其他酶制剂来提高青贮品质，研究在常见复合酶制剂的基础上添加果胶酶和漆酶是否同样能够提高水稻秸秆的青贮品质，达到改善发酵品质的目的，通过添加不同酶制剂组合来提高水稻秸秆的青贮品质，以期寻找理想的酶制剂组合，为合理利用水稻秸秆资源提供科学依据。材料与方法 青贮试验 试验材料 青贮原料采用湖南农业大学耘园基地种植的湘早优 号水稻秸秆，完熟期刈割并切碎 保存备用，留茬高度 。水稻秸秆的营养物质含量干物质（）基础为：，粗纤维（），粗蛋白质（），粗脂肪（），。纤维素酶（活性）、木聚糖酶（活性 ）、葡 聚 糖 酶（活 性 ）和果胶酶（型，活性）来源于宁夏某实业集团有限公司；漆酶（活性）来源于济南某生物工程有限公司。复合酶制剂配比参照王玉荣等研究结果，按照纤维素酶：木聚糖酶：葡聚糖酶为 进行混合。青贮制作 将青贮原料随机分为 组，对照组（组，不添加任何酶制剂）、组（添加 复合酶制剂）、组（添加 果胶酶 漆酶）、组（添加 复合酶制剂 果胶酶 漆酶）；此外，将发酵前青贮原料记为 组。装入真空袋（）中，抽氧密封模拟裹包青贮，在室温 左右进行青贮发酵，后开包取样，每组 个重复，每个重复取样约 青贮原料。水稻秸秆青贮前后营养物质含量测定 各试验组青贮开袋后（将袋内样品混匀后取样），按照“四分法”取水稻秸秆青贮饲料分析样品，样重 左右（单个重复重量），置于烘箱中烘干后再将其粉碎过筛，进行水稻秸秆青贮饲料营养物质含量测定。和 含量按照 的 方 法 测 定，含 量 按 照 的方法测定，、和总氮（）含量分别按照 、的方法测定。含量的测定参考 等的方法。剩余部分样品保存于干燥罐中，用于后续体外发酵试验。水稻秸秆青贮后总可消化养分（，）和相对饲用价值（，）的计算公式如下：（）（）；（）。体外发酵试验 供体动物饲养与管理 以不同酶制剂组合的水稻秸秆青贮样品进行体外发酵试验。体外瘤胃液供体动物为 只体重在（）并安装永久性瘤胃瘘管的健康成年湘西黄牛。饲粮的配制参考肉牛饲养标准（），按照 倍维持需要设计。每日：和：各饲喂 次，自由饮水。饲粮组成及营养水平见表。人工瘤胃缓冲液和培养液配制人 工 瘤 胃 缓 冲 液 的 配 制 方 法 参 照 动 物 营 养 学 报 卷等。在使用前，将加入还原剂的人工瘤胃缓冲液持续通入二氧化碳，直到人工瘤胃缓冲液颜色变为无色即可。试验前供体牛瘤胃液的采集和保存过程参照邹诗雨等。培养液的制备方法是将 倍体积的人工瘤胃缓冲液（预热到 ）混合 倍体积的瘤胃液而成。表 饲粮组成及营养水平（干物质基础）（）项目 含量 原料 玉米 豆粕 稻谷 麦麸 油糠 喷浆玉米皮 大豆胚芽粉 糙米 大豆皮 过瘤胃脂肪粉 膨化尿素 统糠 预混料）合计 营养水平 ）粗蛋白质 粗脂肪 粗灰分 中性洗涤纤维 酸性洗涤纤维 钙 磷 ）预混料为每千克饲粮提供 ：，。）营养水平为实测值。体外发酵操作 采用 等的体外产气法，使用分析天平分别称取各组水稻秸秆样品 ，置于厌氧发酵瓶中，保持发酵瓶环境处于 恒温。之后在持续通入二氧化碳气体的条件下取 培养液置于厌氧发酵瓶中，密封体外发酵 （恒温水浴摇床中进行）。设立空白试验，每组体外发酵样品设置 个重复。在发酵时间分别为、和 时测定产气体积，记录该时刻产气量数据。在体外发酵结束时终止发酵，过滤再烘干后测定其 降解率和发酵参数。体外产气量与产气参数的计算 产气量参照 等方法进行计算，使用 软件中的非线性模型进行产气参数的计算，计算公式为：（）。式中：为 时刻产气量（）；为快速降解部分产气量（）；为慢速降解部分产气量（）；为慢速降解部分产气速率（）；为潜在产气量（）；为发酵时间（）。体外瘤胃发酵特性 体外发酵 后（测定完产气量），即刻使用 计测定发酵液的，记录每个发酵瓶中的，之后将发酵液静置转移到离心管中，做好标记并放置于 冰箱保存，过滤的滤液采用气相色谱仪（，岛津株式会社，日本）测定挥发性脂肪酸（）含量，含量采用苯酚次氯酸钠比色法（）测定。体外降解特性评定 按下列公式计算体外瘤胃发酵底物营养物质降解率：水稻秸秆中某营养物质降解率（）（发酵前水稻秸秆中该营养物质含量发酵后水稻秸秆中该营养物质含量）（发酵前水稻秸秆中该营养物质含量）。数据分析 各项数据采用 进行收集、记录和整理，使用 软件进行单因素方差分析（），采用 氏法进行多重比较。数据均用平均值标准差表示，为差异显著。结 果 不同酶制剂组合对水稻秸秆青贮前后营养成分的影响 由表 可知，组的 含量最高，显著高于其他各组（）；组的 含量显著高于、组（）；、组之间 含量无显著差异（）。组的 含量显著低于其他各组（），其他各组之间 含量无显著差异（）。组的 含量显著高于其他各组（），组的 含量显著高于 期周苗育等：不同酶制剂组合对水稻秸秆青贮品质和体外瘤胃发酵特性的影响、组（），组的 含量显著高于 组（）。组的 含量显著低于其他各组（），组的 含量显著高于、组（）。组的 含量最低，显著低于、组（）。组的 含量最高，显著高于其他各组（）；组的含量最低，显著低于其他各组（）；、组之间 含量无显著差异（）。组的 最高，显著高于、组（）。组的 最高，显著高于其他各组（）；组的 显著高于 组（）。表 不同酶制剂组合对水稻秸秆青贮前后营养成分的影响（风干基础）（）项目组别 值干物质 粗蛋白质 粗脂肪 中性洗涤纤维 酸性洗涤纤维 可溶性碳水化合物 总可消化养分 相对饲用价值 同行数据肩标不同小写字母表示差异显著（），相同或无字母表示差异不显著（）。下表同。，（），（）不同酶制剂组合对水稻秸秆青贮体外发酵产气量和产气参数的影响 由表 可知，组的 累积产气量最低，显著低于其他各组（）；、组之间 累积产气量无显著差异（）。组的快速降解部分产气量最高，显著高于其他各组（）；组的快速降解部分产气量显著高于、组（），组的快速降解部分产气量显著高于 组（）。组的慢速降解部分产气量和潜在产气量最高，显著高于其他各组（）；、组的慢速降解部分产气量和潜在产气量显著高于 组（）。、组的慢速降解部分产气速率显著高于、组（）。表 不同酶制剂组合对水稻秸秆青贮体外发酵产气量和产气参数的影响 项目组别 值 累积产气量 产气参数 快速降解部分的产气量 慢速降解部分的产气量 潜在产气量 慢速降解部分产气速率（）动 物 营 养 学 报 卷 不同酶制剂组合对水稻秸秆青贮体外发酵特性的影响 由表 可知，组的 最高，显著高于其他各组（）；组的 显著高于（）。组的含量最高，显著高于、组（）；、组的 含量显著高于 组（）。各组之间乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸、异戊酸、总挥发性脂肪酸（）含量及乙酸 丙酸均无显著差异（）。表 不同酶制剂组合对水稻秸秆青贮体外发酵特性的影响 项目组别 值乙酸 （）丙酸 （）乙酸 丙酸 异丁酸 （）丁酸 （）异戊酸 （）戊酸 （）总挥发性脂肪酸 （）氨态氮 （）不同酶制剂组合对水稻秸秆青贮体外发酵营养物质降解率的影响 由表 可知，、组的 降解率显著高于 组（），、组之间 降解率无显著差异（）。组的 降解率最高，显著高于 组（）。组的 降解率最高，显著高于其他各组（）；组的 降解率显著高于 组（）。各组之间 降解率无显著差异（）。表 不同酶制剂组合对水稻秸秆青贮体外发酵营养物质降解率的影响 项目组别 值干物质 粗蛋白质 中性洗涤纤维 酸性洗涤纤维 讨 论 不同酶制剂组合对水稻秸秆青贮前后营养成分的影响 青贮中添加混合酶制剂可以提高青贮饲料发酵品质和营养品质。本研究通过添加复合酶制剂、果胶酶漆酶、复合酶制剂果胶酶漆酶的不同组合来分析水稻秸秆青贮营养成分的变化，发现水稻秸秆青贮后的、含量低于青贮前，而、含量和、高于青贮前。水稻秸秆青贮后的 和 含量均高于青贮前，而 和 含量低于青贮前，这与吕建敏等的试验结果一致。研究报道，青贮过程中添加纤维素酶可以提高青贮饲料 含量，其主 期周苗育等：不同酶制剂组合对水稻秸秆青贮品质和体外瘤胃发酵特性的影响要原因可能是添加酶制剂提高了乳酸菌对结构性碳水化合物的降解，促进乳酸菌等微生物不断增殖，从而提高了青贮饲料 含量，而漆酶和果胶酶与纤维素酶同属于外源性酶制剂，在一定程度上提高了青贮饲料 含量。添加复合酶制剂漆酶果胶