青貯接種菌的研究
青貯接種菌(silage inoculant bacteria)亦稱生物青貯劑,是專門用於飼料青貯的一類微生物添加劑,由1種或1種以上乳酸菌、酶和一些營養體組成,主要作用是有目的地調節青貯料內微生物區係,調控青貯發酵過程,促進乳酸菌大量繁殖,更快地產生乳酸,促進多糖與粗纖維的轉化,從而有效地提高青貯飼料的質量。這是近三十年來青貯技術研究的熱點。國外眾多的科技人員,對此做了大量的科研工作,並生產出了多種定型產品,其市場份額已超過傳統的化學添加劑。據估計僅美國就有80多種,英國有60多種。
1 乳酸菌的選擇
青貯過程實際上是乳酸菌的發酵過程。乳酸菌依其發酵糖生產乳酸的能力分為兩類,一類是同型發酵手L酸菌(homo-fermentative lactic acid bacteria),另一類是異型發酵乳酸菌(hetero-fermentative lactic acid bacteria)。同型發酵乳酸菌以1分子葡萄糖產生2分子的乳酸,而異型乳酸菌以1分子葡萄糖僅能產生1分子乳酸。後者將水溶性碳水化合物轉化為乳酸的效率隻及前者的17一50%,而且後者隻能產生家畜不易代謝的D(-)型乳酸。同質型發酵乳酸菌在生產乳酸和青貯飼料方麵比異質型發酵乳酸菌更有效。但附著在青貯原料上的乳酸菌有時不是數量不足,就是菌係不是我們所希望的那種。紫花前清及玉米乳酸菌較多,每克也不足 104個。禾本科牧草則乳酸菌更少,不良微生物多。要使乳酸菌盡快增殖占據支配地位,每克原料必須有 10個以上的乳酸菌。因而在青貯時添加活力旺盛的乳酸菌培養物,才能保證快速。有效的發酵。青貯接種菌一同型發酵乳酸菌活菌製劑,已成為美國主要的青貯添加劑。
2 青貯接種菌作用機理
在美國,青貯接種菌中的乳酸菌,含有以下一種或多種菌屬:植物乳杆菌( hetobacillus planta)、乳杆菌株(lertobaCill。 species)、腸球菌屬( Entococc。 fwium)和各種片球菌屬( PedforoccusSpeCies)。這些乳酸菌是從青貯作物中分離出來的,之所以挑選這些乳酸菌是因為:它們能在一個比較寬的溫度範圍內快速繁殖生長,並且同型乳酸發酵,能利用青貯作物中的主要糖(葡萄糖、果糖、蔗糖)唯一生成乳酸。青貯接種菌添加到青貯料中,裏麵的乳酸菌快速主導發酵,產生更多的乳酸,pH值下降的更快。青貯發酵的改善,首先pH值快速下降,有助於限製植物酶的活性,抑製粗蛋白質降解成非蛋白氮,有助於減少蛋白質的損失;其次發酵產物的轉換提高了發酵窖於物質回收率l%-2%左右,即提高了青貯飼料的消化率;第三pH值的快速下降和最終低的pH值,有助於降低那些產生高水平乙酸、丁酸的有害微生物以及其他有害微生物的數量。
提高了子物質回收率,就是提高了青貯飼料的利用率,從而也就提高了動物的生產性能。青貯接種菌降低了青貯飼料中乙酸和乙醇的數量,提高了乳酸的含量,改善了適口性,提高了進食量。乳酸在動物瘤胃內可被微生物有效利用,乙醇利用率很差,乙酸則不能利用。因而青貯接種菌促進了瘤胃微生物的繁殖,促進青貯飼料中的氮轉化為微生物蛋白氮。此外能夠保護青貯飼料蛋白質不被分解,而直接被瘤胃利用。
3 青貯接種菌的應用效果
自1975年以來,堪薩斯州立大學的科研人員,檢驗了多種青貯接種菌的效果。他們進行了200多個實驗室規模的試驗和28個農場規模的試驗。前者出25000窖,近1500種青貯飼料,結果表明90%效果較好,青貯接種菌促進了有益的發酵,提高了發酵速度,pH值更低,特別是青貯的頭2-4d;乳酸含量和乳酸乙酸比更高;乙醇含量低,氨氮含量低。後者評價了70種青貯飼料,得到了同前者一致的結果:提高了發酵效率、幹物質回收率和肉料比(1.8%);進食It青貯玉米或高粱,牛活重增加 l.63 kg,淨增收益2-4美元。如用於飼喂奶牛,每天每頭牛增加產奶0.l-0.2kg,每噸青貯玉米或高粱淨增產奶量4-8 kg,若是換成青貯每噸苜蓿可淨增收益6-10美元。
1990年和1995年間發表的一些有關青貯接種菌效果的研究報告,結果與之相似。這些報告大多數來自北美和歐洲的一些有關苜蓿、三葉草、冷季牧草和玉米的研究。60%多的報告證實,青貯接種菌在降低pH值和促進乳酸發酵方麵有效,其效果因品種而異。牧草、育情、三葉草大多數都有正效果(59%一64%的試驗pH值低),玉米秸。整穗玉米效果略差( pH值低的試驗為31%-44%)。氨含量降低的比例基本一致,表明青貯接種菌保護了青貯飼料中的蛋白質。然而有一些地區的試驗卻表明無效,有不到50%的試驗改善了幹物質回收率,提高的幅度大約6%;48個試驗中約有30%改善了幹物質的消化率,大約提高了5個百分點。於物質消化率的提高與子物質回收率的改善是相一致的。在所有試驗中,表明青貯接種菌發酵產物提高動物采食量、體增重、奶產量的試驗,分別為28%、53%、47%,奶產量每天平均提高了 1.37 kg。