蒙脱石的添加对玉米秸秆青贮饲料品质的影响

宋朝霞，徐荣敏，范 玲，植加雄，曹晓磊，刘帅霞

（河南工程学院 资源与环境学院，河南郑州451191）

我国每年产生的农作物秸秆高达9亿t，其中大部分直接被丢弃或被违规焚烧，不仅浪费了资源也造成了环境污染。如果能合理利用秸秆制作出高品质的青贮饲料将在一定程度上缓解我国饲草供应短缺的现状，同时能解决秋冬季节干草营养成分不足、适口性差的问题。

近年，青贮饲料已成为各国发展畜牧业的重要手段。为缩短青贮发酵时间，提高青贮饲料的品质，可根据需要在青贮处理前向体系中添加某些添加剂（王兴刚，2013）。蒙脱石常被作为动物饲料添加剂来使用，其对消化道内的致病菌及其产生的毒素等有强烈的吸附作用；蒙脱石还能够起到预防和治疗畜禽腹泻、增强禽畜对疾病的抵抗力等作用。蒙脱石的使用方法通常是将其按照一定比例添加到饲料中搅拌均匀后对动物进行喂食或是与水混合对禽畜进行灌服。目前，鲜见有将蒙脱石作为青贮添加剂的报道。

本研究利用市面上购买的青贮菌源和蒙脱石对玉米秸秆进行青贮处理。在青贮过程中，以饲料的分析与检测为主，感官评价为辅的方法来确定饲料的品质。

1 材料与方法

1.1 材料及处理 将刈割的玉米秸秆在阳光下晾晒适当时间，保证原料含水率维持在65%左右，用剪刀剪至长度为2～3 cm备用。

木聚糖酶Ⅰ型发酵菌源和蒙脱石均为市面上购买的常规原料，其中木聚糖Ⅰ型发酵菌源活菌≥2×108cfu/kg。

1.2 青贮饲料的制作 木聚糖酶Ⅰ型发酵菌源的用量参照使用说明书，按1000 kg玉米秸秆添加250 g青贮菌源的比例进行添加 （发酵袋标记为1#）；另一袋玉米秸秆除添加青贮菌源外，按1000 kg玉米秸秆添加800 g蒙脱石的比例进行蒙脱石的添加（发酵袋标记为2#）。将原料和添加剂充分混合均匀，装入发酵袋中，人工压实发酵袋，待空气排净后封好密封条，将发酵袋置于光照培养箱中25℃发酵（张平定，2005），直至青贮饲料制备完成（发酵时间为25～30 d）。

1.3 青贮饲料分析与检测

1.3.1 青贮饲料的感官评价 发酵结束后，对青贮饲料从颜色、气味和饲草结构质地方面进行感官评价。

1.3.2 饲料含水率的测定 将试样放置在103℃的电热鼓风干燥箱中，干燥至恒重，通过测量青贮饲料干燥前后的质量即可计算出含水率。

1.3.3 饲料pH的测定 取10 g青贮饲料加入20 mL水中，盖紧盖子置于冰箱中浸提24 h，对浸提液进行抽滤后用pH计进行测定（张磊，2010）。

1.3.4 饲草中可溶性糖含量的测定 采用优化的蒽酮比色法测定饲草中可溶性糖的含量 （李晓旭等，2013）。

1.3.5 饲草中有机酸的测定 有机酸的提取：称取5 g待测试样置于离心管中，加入30 mL超纯水并加入H2SO4酸化使pH＜2，盖紧盖子，于 4℃浸提 24 h（傅彤等，2013）。

气相色谱法测定条件：取一定量的浸提液于离心管中，在14000 r/min条件下离心10 min，取上清液过有机滤膜进行GC分析。检测条件为：色谱柱为 HP-FFAP（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；检测器为FID；程序升温；进样口温度与检测器温度均为250℃；分流比为10：1；色谱柱流量与尾吹气流量分别为1.0 mL/min与30 mL/min；氢气与空气流量分别为47 mL/min和400 mL/min。

1.3.6 饲草中粗蛋白质的测定 饲草中粗蛋白质的检测采用凯氏定氮法，测出样品中氮含量，将结果乘以换算系数6.25，即可计算出粗蛋白质的含量（陈桂银等，2013）。采用常量凯氏定氮装置，为防止产生倒流现象，将其中的冷凝管替换为球形冷凝管（王水生，2006）。

1.3.7 扫描电镜分析 将玉米秸秆置于烘箱中40℃烘干8 h后取出存入密封袋备用。扫描分析前将烘干的玉米秸秆剪成条状，粘在导电胶上，抽真空后用扫描电镜进行成像分析。

2 结果与讨论

2.1 不同青贮方法对饲料感官的影响 发酵后青贮饲料外观和气味记录如表1所示，两种不同的添加剂处理都能得到品质良好的青贮饲料，其中采用青贮菌源和蒙脱石联合处理的玉米秸秆酸味更浓，秸秆结构更为松散。

2.2 不同青贮方法对饲料品质的影响 从表2中可以看出，原秸秆含水率最低只有64.59%，经过青贮处理后的玉米秸秆含水率都有一定程度上升，其中青贮菌源单独处理的秸秆含水率为73.49%，而采用蒙脱石和青贮菌源联合处理的秸秆含水率高达78.85%，该饲料更鲜嫩多汁。分析原因可能是蒙脱石的加入对青贮菌源的降解有一定的促进作用，产生更多的还原糖被利用，原料失重较多，导致含水率有所升高。

pH能够在一定程度上反映出青贮品质的好坏，品质优良的青贮饲料在发酵完成后pH一般都会保持在4.2以下。从表2中可以看出，原秸秆的pH为5.68，经过青贮后的玉米秸秆pH明显下降，1#青贮饲料pH为3.85，而2#青贮饲料pH仅为3.53。从pH的下降情况可以看出采用蒙脱石与青贮菌源联合处理的玉米秸秆产酸量更多，pH更低有利于抑制青贮饲料中各种微生物的活性，青贮饲料可以长期稳定保存。

发酵过程中，微生物利用秸秆提供的可溶性糖作为碳源和能源进行生长繁殖，经过青贮后，秸秆的可溶性糖含量都有所降低。从表2中可以看出，1#青贮饲料中可溶性糖含量下降43.39%，2#青贮饲料可溶性糖含量虽然也降低，但是糖含量下降仅为33.99%，分析原因可能是蒙脱石的添加提高了青贮菌源中木聚糖酶酶活稳定性，使其能够更好地对纤维素类物质进行水解，从而补充了糖含量。

从表2中可以看出，原秸秆粗蛋白质含量最高达到5.40%，2#青贮饲料中粗蛋白质含量次之，为3.94%，1#青贮饲料中粗蛋白质含量最低为3.56%。从上述数据中可以看出，粗蛋白质在青贮后大部分被保留下来，说明蒙脱石的添加能够更好地保留青贮饲料的营养成分。

饲草在青贮过程中会积累大量有机酸，其中主要是乳酸、乙酸和丁酸等挥发性脂肪酸，这些酸具有良好的可溶性（李思义，2000）。从表2中可以看出，发酵前秸秆中没有检测到乳酸，但丁酸含量为13.46 mg/L；1#青贮饲料中乳酸含量为6.44 mg/L，丁酸含量为11.45 mg/L；2#青贮饲料中乳酸和丁酸含量分别为11.79 mg/L和6.65 mg/L。2#青贮饲料中乳酸含量明显高于1#青贮饲料，说明蒙脱石的添加能更好的促进乳酸菌发酵。丁酸含量在发酵后都有所降低，且2#青贮饲料中丁酸含量要低于1#青贮饲料，说明青贮过程能有效抑制腐败菌的生长，并且蒙脱石的添加对丁酸菌的抑制作用更明显。

2.3 不同青贮处理方法对饲料纤维结构的影响 为了进一步研究蒙脱石的添加对青贮玉米秸秆形态的影响，利用扫描电镜（SEM）观察不同青贮处理的作物秸秆微观结构的变化，结果如图1所示。

表2 不同青贮方法对玉米秸秆青贮饲料发酵品质的影响

图1 不同处理方法制备的青贮玉米秸秆扫描电镜图

通过图1对比可以看出，青贮前的秸秆纤维结构表面光滑平整，经过青贮后的纤维表面变得褶皱，1#秸秆还能看出规则的纤维结构，2#秸秆出现了碎片化的纤维结构和纤维表面裂痕，并且纤维结构变得杂乱。说明在青贮过程中，木聚糖酶及菌源所产的生物酶能够对纤维素进行作用，分解植物纤维结构，使其变得疏松，尤其是采用青贮菌源和蒙脱石联合处理的玉米秸秆，纤维结构更为疏松，有利于动物的消化吸收。

3 结论

通过对两种青贮方法制备的青贮饲料进行各项指标的比较分析发现，采用青贮菌源和蒙脱石联合制备的青贮玉米秸秆更鲜嫩多汁，饲料中的养分含量更高，有益于动物肠道菌群的改善，能提高动物采食率并且更容易被消化吸收。同时，较低的pH更有利于青贮饲料的长期稳定保存。添加蒙脱石的青贮过程简单易行，利于推广。