隨著畜牧業(yè)的不斷發(fā)展，農(nóng)牧民對粗飼料的認(rèn)知與利用越來越成熟。但是粗飼料適口性差、消化率較低，為改善粗飼料品質(zhì)，提高適口性、消化率以及控制養(yǎng)殖業(yè)飼料成本，新型低成本粗飼料研發(fā)開始引起廣泛關(guān)注。微生物發(fā)酵粗飼料因其優(yōu)異的適口性、低廉的價(jià)格、較高的飼用價(jià)值逐漸成為研究的熱門。   

  1.粗飼料種類和利用近況   

  粗飼料是反芻動(dòng)物營養(yǎng)的主要來源途徑，通常占飼糧構(gòu)成的40%~80%，選擇優(yōu)質(zhì)的粗飼料可以直接影響動(dòng)物的健康與生長性能。國內(nèi)粗飼料種類繁多，如各類秸稈飼料、秕殼飼料、干草、樹葉和其他飼用林產(chǎn)品等,不同種類之間品質(zhì)差異較大。在農(nóng)業(yè)農(nóng)村部制定的《全國節(jié)糧型畜牧業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2011~2020年）》中計(jì)劃加大牧草、農(nóng)副產(chǎn)品、輕工副產(chǎn)品等非糧飼料資源的利用，畜牧業(yè)在減少糧食消耗的同時(shí)可以提高畜產(chǎn)品產(chǎn)量與質(zhì)量。2017年我國青飼料播種面積1874.14khm2，2018年我國青飼料播種面積1970.69khm2，青飼料播種面積逐步提高，而2019年2~11月全國飼料累計(jì)產(chǎn)量達(dá)到23756.8萬t。要減少其中的糧食消耗，就需要加大我國在粗飼料種類的推廣，以提高非糧飼料資源的利用。  

  2.粗飼料常規(guī)處理方法   

  粗飼料除能量外，含有的蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)等養(yǎng)分都極低，因?yàn)橛休^高纖維素含量，導(dǎo)致其消化能低于10.5MJ/kgDM，有機(jī)物消化率低于65%且適口性差，這對于粗飼料的推廣利用有很大影響。但通過對粗飼料進(jìn)行有效預(yù)處理，可提高其營養(yǎng)價(jià)值、提升適口性、加大轉(zhuǎn)化力度，從而提高資源利用率。目前普遍采用物理加工處理法、化學(xué)加工處理法和生物加工處理法。  

  2.1物理法   

  物理法主要包括剪切、粉碎、浸泡、碾青、蒸煮、微波處理等。其中剪切、粉碎、碾青等機(jī)械粉碎法主要是通過增大粗飼料表面積，減小粗飼料長度和粒徑，提升干物質(zhì)采食量，加快進(jìn)食速度，提高適口性。蒸煮、熱噴等熱處理法通過用高能量破壞粗飼料中的木質(zhì)素和纖維素等成分的同時(shí)破壞纖維結(jié)構(gòu)增大接觸面積。微波處理法通過改變纖維素的結(jié)晶度、破壞物料表面結(jié)構(gòu)并增大比表面積,提高粗纖維的酶解率。彭霄鵬等利用微波液化法處理木質(zhì)纖維素組，除了起到去除木質(zhì)素和木聚糖的作用外，還破壞了纖維素的生物抗降解屏障，使得后續(xù)酶解糖化處理中酶解轉(zhuǎn)化效率提高。   

  2.2化學(xué)法   

  化學(xué)處理法有堿處理法、氨處理法、高錳酸鉀處理法、酸處理法、氧化劑處理法、復(fù)合化學(xué)法等，主要是通過水解纖維素或者破壞組分之間的結(jié)合鍵，分解部分半纖維素，降低纖維素聚合度和結(jié)晶度，脫除木質(zhì)素。   

  2.3生物法   

  生物法主要分為青貯、黃貯、微貯和微生物處理。青貯是將青綠飼料切短后，壓實(shí)密封入青貯窖或青貯袋中，保持無氧環(huán)境，使得乳酸菌持續(xù)厭氧發(fā)酵形成酸性環(huán)境，從而抑制其他微生物的繁衍，達(dá)到長時(shí)間保存的作用，具有改善反芻動(dòng)物生產(chǎn)效益，降低飼養(yǎng)成本的優(yōu)點(diǎn)。黃貯原料選用水分較低的玉米秸稈，添加適量水和生物菌劑后壓實(shí)密封儲(chǔ)存，其同樣利用微生物厭氧發(fā)酵形成酸性環(huán)境，起到保存飼料營養(yǎng)價(jià)值的作用。微貯是指在玉米秸稈中加入微生物活性菌，在密閉容器中經(jīng)過發(fā)酵，使木質(zhì)素糖化，然后糖類在有機(jī)酸發(fā)酵下轉(zhuǎn)化為乳酸和揮發(fā)性脂肪酸，形成酸性環(huán)境抑制其他微生物生長。微生物發(fā)酵是利用有益微生物將農(nóng)業(yè)與食品加工副產(chǎn)物進(jìn)行發(fā)酵后制備成新型飼料原料，其適口性好、價(jià)格低廉、營養(yǎng)價(jià)值相對較高，能維持動(dòng)物腸道微生物平衡，提高免疫水平，提高生產(chǎn)性能。本文僅就微生物發(fā)酵粗飼料作用機(jī)理、生產(chǎn)貯存、菌種選擇以及在反芻動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用展開綜述。  

  3.微生物發(fā)酵的作用   

  3.1提高粗飼料適口性及營養(yǎng)價(jià)值   

  粗飼料經(jīng)微生物發(fā)酵有助于提高風(fēng)味感和色澤，改善適口性，經(jīng)三菌（白腐菌、酵母菌、康氏木霉菌）發(fā)酵后的稻草呈黃色，而添加乳酸菌和纖維素酶的青貯苜蓿，德國農(nóng)業(yè)協(xié)會(huì)青貯感官評分均為優(yōu)，且兩組青貯苜蓿都散發(fā)出較重的香味。在營養(yǎng)價(jià)值方面，經(jīng)微生物發(fā)酵的粗飼料，粗蛋白質(zhì)含量提高，干物質(zhì)消化速率加快，粗纖維含量降低。Zheng等使用芽孢桿菌發(fā)酵豆粕，發(fā)現(xiàn)芽孢桿菌能夠降解抗?fàn)I養(yǎng)因子（ANFS）以及改變發(fā)酵豆粕蛋白的微觀結(jié)構(gòu)，改善發(fā)酵豆粕的營養(yǎng)品質(zhì)。   

  3.2促進(jìn)瘤胃發(fā)育和微生物定植   

  反芻動(dòng)物維持生產(chǎn)性能及健康所需的能量和蛋白質(zhì)主要依賴于瘤胃中的微生物的發(fā)酵和生長。而瘤胃環(huán)境與其中的微生物相互作用，適宜的瘤胃環(huán)境有利于微生物定植，有益的瘤胃微生物構(gòu)成良好的瘤胃環(huán)境，促進(jìn)瘤胃健康發(fā)育。改善日糧，優(yōu)化精粗比是最易實(shí)現(xiàn)的調(diào)控手段。因?yàn)榫暳夏艽龠M(jìn)瘤胃乳頭的分化與發(fā)育，粗飼料則會(huì)促進(jìn)瘤胃發(fā)育與微生物定植。Khonkhaeng等通過給肉牛分別飼喂從平菇和草菇中提取培養(yǎng)的白腐菌發(fā)酵的稻草，發(fā)現(xiàn)飼喂4h后，瘤胃中的細(xì)菌分別增加0.60×1010、0.15×1010cell/mL，原生生物減少0.58×106、1.00×106cell/mL，且瘤胃中NH3-N含量分別增加1.76、1.91mg/dL。原因可能是白腐菌通過分解稻草纖維提高了外源細(xì)胞壁降解酶活性，從而使細(xì)菌附著增加、刺激瘤胃微生物種群豐富度以及加強(qiáng)與瘤胃微生物水解酶的協(xié)同作用。且瘤胃NH3-N是蛋白質(zhì)消化的主要產(chǎn)物，可供瘤胃微生物利用，NH3-N含量增加利于微生物定植。這一結(jié)果也驗(yàn)證了Khonkhaeng經(jīng)白腐菌發(fā)酵過的粗飼料能增加瘤胃中NH3-N含量的觀點(diǎn)。有試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，酵母培養(yǎng)物含有豐富的活性多糖、多肽、有機(jī)酸、多種酶類和促生長因子等營養(yǎng)活性物質(zhì)有利于瘤胃中的細(xì)菌定植，且酵母菌能提高瘤胃細(xì)菌對酵母培養(yǎng)物利用率，提高細(xì)菌定植數(shù)量，進(jìn)一步有利于瘤胃發(fā)育。因此，飼喂微生物發(fā)酵的粗飼料更利于瘤胃發(fā)育、微生物定植以及能量與蛋白質(zhì)合成。  

  3.3抑制有害微生物，提高動(dòng)物免疫水平

  微生物發(fā)酵粗飼料對有害生物的抑制作用主要表現(xiàn)在有益菌會(huì)與病原菌相互競爭抑制。益生菌是指當(dāng)給予某種菌足夠數(shù)量時(shí)，可使宿主獲得健康益處的菌種。最常見的益生菌包括乳酸桿菌、雙歧桿菌、腸球菌、糞大腸桿菌、梭菌和丙酸桿菌。姜鑫等研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)納豆芽孢桿菌和乳酸桿菌發(fā)酵的飼料可使?fàn)倥Ｑ獫{IgA和IgG較對照組分別顯著增加16.39%和12.16%。

  4.微生物發(fā)酵粗飼料菌種

  國務(wù)院規(guī)定，飼料添加劑選用須參照其下屬農(nóng)業(yè)行政主管部門制定并公布的種類目錄。目前，飼料中允許添加35種微生物菌種。添加益生菌（唾液乳桿菌、枯草芽孢桿菌和釀酒酵母）可提高發(fā)酵飼料中乳酸含量，降低總揮發(fā)性脂肪酸含量，有利于保存更多的營養(yǎng)物質(zhì)。豐富了一些具有抗菌活性的潛在有益微生物和小分子化合物，可能有助于抑制病原體的生長。不同菌種改善作用不同，一些菌種只改善粗飼料營養(yǎng)成分含量，對降低ANFs（抗?fàn)I養(yǎng)因子）有正面影響，有一些菌種只對改善腸道內(nèi)酶活性有正面影響，而另一些微生物可以同時(shí)改善這兩個(gè)方面。比如芽孢桿菌能夠降解抗?fàn)I養(yǎng)因子;植物乳桿菌發(fā)酵的飼料能夠改善腸道內(nèi)酶活性從而提高消化率；酵母菌可提高奶牛瘤胃內(nèi)某些微生物活性，從而提高泌乳性能，并降低高淀粉日糧飼喂奶牛時(shí)因谷物改變而引起亞急性瘤胃酸中毒的風(fēng)險(xiǎn)。除了使用單一菌種，如今將兩到三種菌種混合使用逐漸成為發(fā)展的趨勢。王偉等發(fā)現(xiàn)混合菌株降解玉米秸稈效果顯著高于單菌株。

  5.微生物發(fā)酵粗飼料的生產(chǎn)貯存

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  5.1微生物發(fā)酵粗飼料生產(chǎn)

  微生物發(fā)酵粗飼料的生產(chǎn)主要分為液態(tài)發(fā)酵和固態(tài)發(fā)酵兩種。液態(tài)發(fā)酵是指將粗飼料與水按1：1.5至1：4的比例混合后，經(jīng)發(fā)酵液中微生物的代謝活動(dòng)將飼料充分發(fā)酵形成穩(wěn)定狀態(tài)。液態(tài)發(fā)酵飼料在養(yǎng)豬生產(chǎn)上應(yīng)用廣泛，在反芻動(dòng)物中的報(bào)道較少。固態(tài)發(fā)酵是指微生物在不溶于水但具有一定濕度的固體培養(yǎng)基中發(fā)酵時(shí)，不斷吸收固體培養(yǎng)基基質(zhì)顆粒中的水分，在吸收過程中通過水的流動(dòng)逐漸將固態(tài)發(fā)酵發(fā)展至黏稠發(fā)酵以及固體顆粒懸浮發(fā)酵。相比液態(tài)發(fā)酵，固態(tài)發(fā)酵更接近于自然發(fā)酵。采用酵母菌制備固態(tài)發(fā)酵飼料，其粗蛋白質(zhì)、總酚、維生素B2和低分子量肽含量在發(fā)酵后顯著提高。

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  5.2微生物發(fā)酵粗飼料貯存方式

  發(fā)酵粗飼料的貯存方式?jīng)Q定其使用期限，孫果麗試驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)桶裝與袋裝兩種不同的貯存方式制成的玉米青貯飼料在pH值、粗蛋白質(zhì)、粗灰分、可溶性碳水化合物含量上差異顯著.

  6.微生物發(fā)酵粗飼料在反芻動(dòng)物生產(chǎn)應(yīng)用

  6.1微生物發(fā)酵粗飼料對反芻動(dòng)物生長性能的影響

  反芻動(dòng)物生長性能主要指標(biāo)為采食量、日增重、料重比、養(yǎng)分消化率。玉霞研究發(fā)現(xiàn)，飼喂玉米秸稈發(fā)酵飼料的肉羊相比對照組，平均日增重提高（PPPPPP>0.05），但差異并不顯著。邱玉朗等研究發(fā)現(xiàn)，秸稈與玉米漿混合微生物發(fā)酵飼料相比未發(fā)酵的秸稈與玉米漿混合飼料，肉羊平均日增重提高36%.

  6.2微生物發(fā)酵粗飼料對反芻動(dòng)物產(chǎn)品質(zhì)量的影響

  在反芻動(dòng)物生產(chǎn)中，肉品質(zhì)和奶產(chǎn)量是核心指標(biāo)。王莉梅等研究表明，飼喂土豆渣發(fā)酵飼料能顯著.

  7.展望

  微生物發(fā)酵粗飼料，具有改善粗飼料粗纖維結(jié)構(gòu)，降低抗?fàn)I養(yǎng)因子，提高反芻動(dòng)物采食量、消化率，提高免疫力等優(yōu)點(diǎn)，在反芻動(dòng)物生產(chǎn)中前景廣闊。目前，發(fā)酵粗飼料中菌種具體作用機(jī)制研究尚未完全清楚，在單菌株選用，混合菌種配合機(jī)理、比例，粗飼料種類方面研究不夠完全。微生物發(fā)酵粗飼料對反芻動(dòng)物生產(chǎn)性能有顯著提升，但在反芻動(dòng)物產(chǎn)品品質(zhì)方面，盡管有改善肉質(zhì)的效果，但是并不顯著，對奶品質(zhì)也沒有顯著提高。因此，開展與之相關(guān)的菌種研究、動(dòng)物免疫、腸道菌群、養(yǎng)分代謝等研究工作，對于深入了解微生物發(fā)酵粗飼料作用機(jī)制，因地制宜開發(fā)不同菌種、不同粗飼料、不同動(dòng)物種類發(fā)酵飼料將具有重要意義。文章來源：生物飼料工程研究中心