近年來，隨著我國養(yǎng)殖業(yè)的迅猛發(fā)展，飼料原料價格不斷上漲，養(yǎng)殖成本隨之攀升。每年我國秸稈產(chǎn)量大概是糧食產(chǎn)量的1.7~2倍，資源豐富，只有極少部分用于動物飼料，大部分被焚燒和丟棄浪費。由于秸稈可消化蛋白質(zhì)含量低，粗纖維含量較高，大多纖維素不能被畜禽類胃腸道消化分解，只能在體外被強酸強堿或特定的微生物所分解，因此營養(yǎng)價值較低。開展生物轉(zhuǎn)化秸稈解決蛋白質(zhì)短缺，并富集出大量的蛋白質(zhì)不僅可以解決動物（特別是單胃動物）飼料需求上的缺口，而且還可以提高和改善飼料中的蛋白含量和營養(yǎng)價值。我國在60~70年代已先后開展了利用微生物提高粗飼料營養(yǎng)價值的研究工作，目的是把纖維素原料轉(zhuǎn)化成為動物所能利用的糖類和蛋白質(zhì)，達到有效地降低SCP生產(chǎn)的成本[1]。
1微生物發(fā)酵秸稈飼料的依據(jù)
微生物發(fā)酵秸稈飼料的原理是利用高活性微生物菌種對秸桿進行發(fā)酵。在發(fā)酵中主要使用的菌種有霉菌、酵母及細(xì)菌的一些類群。一方面發(fā)酵菌種在適宜的環(huán)境下大量生長繁殖，分泌出各種酶。這些酶通過降解多糖和木質(zhì)素，破壞其連接的共價鍵，破壞了秸稈難消化的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，使與木質(zhì)素交聯(lián)在一起的纖維素和半纖維素游離出來，從而使秸稈細(xì)胞壁內(nèi)可利用的碳水化合物和其它營養(yǎng)物質(zhì)暴露出來，增加與消化液接觸的機會，提高秸稈消化率或瘤胃干物質(zhì)降解率，同時又將飼料中纖維物質(zhì)、淀粉及果膠等轉(zhuǎn)化為各種糖類；另一方面酵母和乳酸菌等有益微生物會利用分解菌類分解出來的糖類物質(zhì)作為自己生長繁殖的營養(yǎng)物質(zhì)。這些有益微生物在秸桿發(fā)酵過程中不但會通過產(chǎn)生乳酸、醋酸和丙酸等降低pH值來抑制有害微生物的生長，還會將飼料的某些成分進一步合成營養(yǎng)價值較高或適口性較好的物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素、有機酸、未知促生長因子等[2]。
2發(fā)酵秸稈飼料微生物的種類
選擇菌種是提高發(fā)酵秸稈飼料營養(yǎng)價值的關(guān)鍵。我國微生物資源豐富，用于發(fā)酵工業(yè)的微生物主要包括細(xì)菌、放線菌、酵母菌和霉菌。飼料工業(yè)常用的細(xì)菌包括有枯草芽孢桿菌、乳酸桿菌、醋酸桿菌、地衣芽孢桿菌、納豆芽孢桿菌、蠟樣芽孢桿菌等，常用的酵母菌包括啤酒酵母、假絲酵母和紅酵母，常用的霉菌包括黑曲霉、米曲霉、白地霉和木霉[3]。利用食用菌來作微生物處理，分解纖維，降低粗纖維含量，提高家畜對粗纖維的利用率，同時利用食用菌中的脈酶將添加的尿素等非蛋白氮轉(zhuǎn)化成菌體蛋白，增加飼料中蛋白質(zhì)的含量，形成可供家畜飼用的優(yōu)質(zhì)生物飼料，它屬于微生物處理方法中的一種[4]。劉天霞等測定管囊酵母和釀酒酵母發(fā)酵玉米秸稈粉固體培養(yǎng)基中蛋白質(zhì)含量，管囊酵母發(fā)酵結(jié)束后玉米秸稈粉固體培養(yǎng)基中蛋白質(zhì)含量達到209.1 mg/g，是初始玉米秸稈粉固體培養(yǎng)基中蛋白質(zhì)含量的3.56倍，是霉菌處理結(jié)束時玉米秸稈粉固體培養(yǎng)基中蛋白質(zhì)含量的2.14倍，與對照的釀酒酵母發(fā)酵的玉米秸稈粉固體培養(yǎng)基中粗蛋白含量相比提高了60.4%[5]。王德培等將最佳條件下液體混合共培養(yǎng)的細(xì)菌和酵母菌按體積比4:l，總接種量控制在每噸干秸稈添加80 mL（包括植物乳桿菌40 mL）,混拌均勻,厭氧發(fā)酵常溫15 d，從結(jié)果可以看出干秸稈經(jīng)過混合菌發(fā)酵后，粗蛋白增加1.4%，相對增加2.2%；粗纖維降低5.5%；相對降低16.32%；產(chǎn)生有機酸16 g/kg，pH值降低了3.6。發(fā)酵秸稈乳酸含量所占有機酸含量比例的60%以上，乳酸能夠降低腸道pH值，激活消化酶，促進消化,同時能夠刺激食欲，對牲畜有較好的保健作用；而其中對牲畜有害的丁酸含量很低，說明發(fā)酵比較成功，發(fā)酵效果較好[6]。Kleinshmit等發(fā)現(xiàn)添加1@105cfu/g的乳酸11A44和乳酸菌40788可以提高玉米青貯飼料的乙酸濃度和氧氣穩(wěn)定性。添加濃度提高到4@105cfu/g時，可更大程度提高玉米青貯飼料的乙酸濃度和氧氣穩(wěn)定性,但干物質(zhì)不受乳酸菌種屬的影響[7]。Sharma對具有很小利用價值的亞麻片類木質(zhì)纖維素副產(chǎn)物進行了研究，平菇能在這種亞麻屑底物上生長，而且能將木質(zhì)素含量降解到12.4%[8]。
3 微生物發(fā)酵秸稈飼料基本原理
秸稈中加入華巨秸稈微貯寶高活性發(fā)酵菌種后，使秸稈中分解纖維素的菌數(shù)大幅度提高。在適宜溫度、濕度和密閉的厭氧條件下，秸稈中的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素大量降解，產(chǎn)生糖類，繼而又被轉(zhuǎn)化成乳酸和揮發(fā)性脂肪酸，使pH值下降到4.5—5.0，抑制有害菌和腐敗菌的繁殖。經(jīng)微貯后，秸稈轉(zhuǎn)化成優(yōu)質(zhì)粗飼料，不但提高了飼用價值，而且不容易發(fā)生腐敗，可以長期貯存飼喂。微貯的作用主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
1．在微生物的作用下，秸稈中的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素被酶解，使秸稈變得膨松和柔軟，提高了秸稈的適口性，增加了動物采食量。
2．由于微生物發(fā)酵的作用，使變得柔軟和膨脹的秸稈能夠充分地與反芻動物瘤胃微生物相接觸，從而使粗纖維類物質(zhì)能夠更充分地被瘤胃微生物所分解，提高了秸稈的消化率。
3．微貯時，秸稈中的纖維素、半纖維素被微生物部分地分解，并轉(zhuǎn)化為糖類和脂肪類，從而提高了秸稈的碳水化合物和脂肪酸的含量，提高了秸稈的營養(yǎng)價值。秸稈經(jīng)微貯后，其代謝能和有機酸含量顯著提高，而纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的含量則明顯下降。
4．秸稈微貯是在密閉的厭氧條件下進行的，由于秸稈微貯寶微生物菌群可以秸稈中的纖維素為底物，將其酶解為木聚糖，進而降解成木聚寡糖、木三糖和木二糖等，最后降解成木糖。然后再經(jīng)無氧發(fā)酵，將其轉(zhuǎn)化成有機酸類。隨著有機酸含氨蹭加，封閉的秸稈微貯容器內(nèi)氫離子濃度趕齊越高，從而導(dǎo)致秸稈飼料的pH值逐步下降，當(dāng)pH值下降到4．5—5.0時，酸性抑制了各種微生物的活動，從而使各種有害菌熱不能繁殖，使微貯秸稈飼料可以長期保存。
4 微生物發(fā)酵秸稈飼料的意義
利用微生物發(fā)酵秸稈，可以擴大飼料來源，節(jié)約糧食飼料；改善飼料適口性，提高營養(yǎng)價值；促進農(nóng)村循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展；改善環(huán)境減少污染。我國可作飼料的農(nóng)作物秸稈極為豐富，而且是可再生的資源。本秸稈飼料能有效地提高粗蛋白含量，產(chǎn)生低分子有機酸等能量物質(zhì)，減少飼料用糧，增加維生素含量，減少畜禽腸道疾病，發(fā)展前景十分廣闊[9]。將玉米秸稈粉通過混合菌發(fā)酵生產(chǎn)飼料蛋白有著廣闊的發(fā)展前景，可解決當(dāng)今世界存在的能源匱乏、蛋白質(zhì)短缺﹑環(huán)境污染嚴(yán)重﹑糧食短缺等諸多問題，并且能取得良好的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益[5]。陳翠微等認(rèn)為，微生物發(fā)酵秸稈面臨三大困難，一是秸稈的纖維素、木質(zhì)素與蠟質(zhì)緊密結(jié)合在一起，抑制和降低了各種酶的活性；二是難以選育纖維素酶產(chǎn)量高的菌種；三是必須解決發(fā)酵過程中降解終產(chǎn)物對酶的合成及其活性產(chǎn)生反饋抑制的問題[10]。
目前微生物發(fā)酵秸稈飼料的研究存在以下問題：
（1）研究的領(lǐng)域窄，現(xiàn)多集中于反芻家畜；
（2）缺乏科學(xué)統(tǒng)一的評價體系，其品質(zhì)的研究僅限于一部分物理特性、化學(xué)特性，忽略了其生物學(xué)特性這一發(fā)酵秸稈飼料的重要特性；
（3）因發(fā)酵菌種、工藝、管理等因素的不同，其發(fā)酵品質(zhì)差異很大。同樣也導(dǎo)致了在生產(chǎn)中利用發(fā)酵飼料的效果差異很大；
（4）對微生物菌種及其相應(yīng)的發(fā)酵工藝缺乏比較深入的研究；
（5）發(fā)酵秸稈飼料對各類家畜的營養(yǎng)作用缺乏比較深入的研究。
參考文獻
[1]陳慶森, 劉劍虹, 潘建陽, 等. 利用多菌種共發(fā)酵技術(shù)轉(zhuǎn)化玉米秸稈的研究[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè), 1999, 25(5):1-10.
[2]石海橋, 莫建新. 微生物發(fā)酵在秸稈飼料生產(chǎn)中的應(yīng)用[J]. 畜禽業(yè), 2009, (246):10-11.
[3]陳曉英. 微生物發(fā)酵飼料的研究與應(yīng)用[J]. 中國畜禽種業(yè), 2010, 6(3):77-78.
[4]劉曉強. 菌化秸稈飼料研究[J]. 草食家畜（季刊）, 1998, (4):39-40.
[5]劉天霞, 劉雅琴, 馬俊良. 玉米秸稈粉混合菌發(fā)酵生產(chǎn)飼料蛋白的研究[J]. 畜牧與飼料科學(xué), 2009, 30(9):36-38.
[6]王德培, 管敘龍, 孟慧, 等. 混合菌共培養(yǎng)最佳增值條件及其發(fā)酵秸稈飼料的研究[A]. 第四屆第十次全國學(xué)術(shù)研討會暨動物微生態(tài)企業(yè)發(fā)展論壇論文集(下冊). 2010, 806-812.
[7]Kle DH, Schmidt R J, Kung L. The effect of various antifungal additive on the fermentation and aerobic stability of corn silage[J]. Journal of Dairy Science, 2005, 88:2130-2137.
[8]Sharma HSS. Comparative study of the degradation of flax shive by strains of Pleurotus[J]. App.l Microbio.l Biotechno, 1987, 25:542-546.
[9]朱寶成. 實現(xiàn)秸稈發(fā)酵飼料產(chǎn)業(yè)化 促進畜牧養(yǎng)殖健康發(fā)展[J]. 中國農(nóng)業(yè)通報, 2011, 27:221-226.
[10]饒輝. 國內(nèi)外秸稈類微生物發(fā)酵飼料的研究及應(yīng)用進展[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2009, 37(1):159-161.
