[01780844]玉米秸秆饲料化优势发酵乳酸菌选育及生物添加剂研究

青贮是秸秆饲料化的主要手段，青贮饲料的营养品质除了会受青贮原料的营养品质、标准化切割、装填密度、青贮窖的密封程度、饲喂面的大小、青贮袋的密封程度、高密度捆包被程度以及降雨、温度等诸多因素的影响外，还受到参与青贮的秸秆表面附着的微生物种类、数量及其活动的影响。尤其是在青贮中起主要作用的乳酸菌，它的种类和数量往往对青贮的成败起决定性的作用。青贮发酵能否成功，很大程度上取决于乳酸菌能否快速生长而迅速产生乳酸。有些植物表面附生的乳酸菌含量较少，在收割、切割等加工过程中，植物释放的养分尽管促使了乳酸菌的大量繁殖，但仍然受到气温、植物枯萎时间及植物的含糖量等因素的限制，使得乳酸菌不能很快启动青贮发酵，成为优势菌群。为确保青贮饲料的质量，最可行有效的方法是添加优势乳酸菌生物添加剂以增加原料中乳酸菌的含量，并通过添加乳酸菌营养激活剂等促使乳酸菌迅速成为青贮环境的优势菌群，大量产生乳酸抑制其他有害微生物的活动，获得较高品质的青贮饲料。青贮添加剂可以使水分含量高、可溶性糖含量低、缓冲容量大等难以青贮的植物原料，制成优质的青贮饲料，也可提高青贮的品质和营养价值，同时可有效防止饲喂面二次发酵造成的青贮饲料腐败。为了开发研究玉米秸秆青贮用优势乳酸菌生物添加剂，从甘肃各地玉米秸秆及其青贮饲料等中采样，分离出32株乳酸菌，结合形态学及生理生化特性及16S rDNA序列分析鉴定到种，植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）4株、发酵乳杆菌（Lactobacillus fermentum）17株、屎肠球菌（Enterococcus faecium）5株、肠膜明串珠菌肠膜亚种（Leuconostoc mesenteroides subsp. Mesenteroides）1株、乳糖片球菌（Pediococcus pentosaceu）5株。通过产酸性、产纤维素酶和抑菌试验，筛选出8株具有青贮潜能的乳酸菌进行生物学特性测定（生长曲线、温度敏感性、耐盐性、耐酸性），比较各优势乳酸菌的抗逆性及培养要求，结合考虑以上各因素，最终筛选出同型发酵乳酸菌B3-1（植物乳杆菌）、B2-3（戊糖片球菌）和B5-2（屎肠球菌），异型发酵乳酸菌B1-7（肠膜明串珠菌肠膜亚种）和E2-3（发酵乳杆菌）作实验室青贮试验。实验室青贮结果显示，青贮过程中各组乳酸菌数量在第7天时达到最大值，之后逐渐减少，各试验组数量均显著多于对照组；有氧暴露期各组乳酸菌数量继续减少，但各试验组乳酸菌数量显著多于对照组。酵母菌、霉菌数量在青贮初期快速增长，第3天达到最大，随后减少，分别于第15、7天降到102以下；有氧暴露期各组酵母菌、霉菌数量逐渐增多，但各试验组腐败微生物数量显著低于对照组在青贮期和有氧暴露期各试验组的pH、WSC、NH3-N均显著低于对照组，各试验组DM、CP、NDF、ADF、LA、AA含量显著高于对照组，试验中未检出PA、BA。相比较而言，发酵乳杆菌B3-1、全部乳酸菌混合组、同型乳酸菌混合组在提高青贮饲料发酵品质和有氧稳定性方面具有巨大潜力。甘肃属于高寒区、干旱区的气候类型，在这样一个特殊的环境中，可能存在一些特有的微生物。该研究从甘肃各地青贮饲料和玉米秸秆等材料采样，自主分离、筛选的乳酸菌，再接种至玉米秸秆原料中进行青贮，由于菌种来自于相同或相近的环境，更有利于其在此环境定植和大量增殖以调控青贮进程，更适合甘肃地区的秸秆青贮，这将为甘肃今后的大规模家畜舍饲的饲料匹配奠定基础。经甘肃省科技查新检索咨询中心查新，结论为，该课题从甘肃各地青贮饲料和玉米秸秆等材料采样分离乳酸菌，再通过测定产酸性、抑菌活性复筛适合甘肃省高寒、干旱区玉米秸秆青贮用乳酸菌，国内未见相同文献报道。该项目来源于甘肃省农业生物技术研究与应用开发项目，项目编号GNSW-2010-05，项目总经费12.00万元，由省农牧厅科技投入。通过项目的实施，培养硕士研究生2名，发表学术论文6篇。