本发明涉及一种青贮饲料的制备方法。
背景技术：
我国是农业大国，也是畜牧业大国，畜牧业在国民经济中占据着非常重要的地位。2017年，畜牧业生产总值达到2.9万亿元，占农林渔牧业总产值的26.9％；反刍家畜生产在畜牧业生产中占据重要比例，牛肉产量630万吨，羊肉产量470万吨，牛奶产量3000万吨，牛存栏数约9000万头，绵羊存栏数1.6亿只，山羊存栏数1.4亿只(中国统计年鉴，2018)。维持如此巨大的反刍家畜动物产品产量，对反刍家畜饲料的需求量也非常巨大。但是我国优质粗饲料的产量还远不能满足目前畜牧业的发展需求，2018年我国进口干草累计168万吨，进口金额52616万美元，其中进口苜蓿总计138万吨，进口金额总计44643万美元。如此巨大的粗饲料进口量给我国畜牧业的长足健康发展造成了巨大压力，也是阻碍发展的不稳定因素。因此，迫切需要改变这一现状，通过改善国内低质粗饲料的质量，提高优质粗饲料的产量，进而改变优质粗饲料依靠大量进口这一现状，实现畜牧业的稳定健康发展。
我国的种植业产量巨大，2017年，农作物总种植面积为1.66亿公顷，粮食作物种植面积1.2亿公顷，其中主要包括谷物(水稻、小麦和玉米)、豆类和油料作物，生产粮食6.6亿吨(中国统计年鉴，2018)。在收获粮食、油料等产品的同时，会产生大量的农作物秸秆，我国每年产生的秸秆总量大约8亿吨，是世界第一秸秆大国，其中水稻、小麦、玉米三大粮食作物秸秆产量共占秸秆总产量的2/3左右(毕于运，2010)。秸秆的主要用于以下五个方面：(1)燃料；(2)饲料；(3)肥料；(4)工业原料；(5)食用菌基料。但是目前我国农作物秸秆利用效率较低，大部分秸秆都没有得到充分合理的利用。毕于运(2010)的研究表明，我国目前收集的可利用秸秆中，直接燃烧用量约占32％，饲用量占27％，工业加工利用约占6.6％，废弃和焚烧约占17％，直接还田量约占14％。大量秸秆资源未被利用，浪费严重，种植业与养殖业脱节，制约农业发展。并且每年农作物收获季节焚烧秸秆现象严重，造成大气环境污染，造成不良社会效应。
水稻秸秆是世界上最丰富的农作物秸秆之一，特别是在中国和东南亚地区。大多数水稻秸秆在农田直接燃烧导致大气污染，只有少量用作牲畜粗饲料、工业原料或生物质能源，造成了这一生物质资源的巨大浪费。水稻秸秆的纤维素-半纤维素-木质素结构可以保护其组织免受酶和微生物的侵袭，从而导致在瘤胃发酵中的降解率低下。改善水稻秸秆的降解率有助于增加对这一丰富的农业生物质资源的使用，同时改善反刍家畜优质粗饲料资源缺乏的现状，并减少其对环境的负面影响。然而，现有技术中通过对水稻秸秆进行氨化处理能够改善水稻秸秆的降解率，但是水稻秸秆经过氨化处理后不可能将氮素转化成能够被动物吸收的营养物质(如蛋白质)。另外，现有利用水稻秸秆制备的饲料仍然存在适口性差、制备成本高等问题。因此，如何将秸秆转化成营养价值高、适口性好、动物转化率高的饲料，对于显著降低饲料的制备成本具有十分重要的意义。
青贮菌剂，作为专门用于饲料青贮的一类微生物添加剂，其主要作用是调控青贮过程中微生物种群，调节青贮发酵过程，以达到保存青贮饲料营养物质，提高青贮品质的目的。而在青贮过程中，微生物的种类比较繁多，其中就包括一些腐败菌以及霉菌等利用压榨汁液进行大量繁殖，直接导致青贮的失败。目前，全世界使用的青贮饲料添加剂多大200多种，其中包括微生物添加剂和化学添加剂，因而在实际生产中，青贮添加剂重量与使用量的选择决定着青贮品质的好坏；化学添加剂使用时必须充分混匀，否则家畜采食后容易发生中毒现象，与此同时还会对家畜产品造成不利影响，因此化学添加剂并不易作为青贮添加剂的首选。
目前，秸秆青贮中使用较多的为乳酸菌，但其菌种单一，难以适应新的环境，同时，对整个青贮中的微生态系统的影响是及其有限的，会造成发酵不稳定，影响发酵品质，具体为，乳酸菌增殖活动的温度适宜范围为20-30摄氏度；在温度太高的条件下，乳酸菌会终止生理活动，破坏青贮原料的纤维素，并消耗可溶性糖分，导致青贮原料品种的恶化；而乳酸菌的增殖速度随着青贮过程中温度的降低而减慢，这样很难在短期内造成强酸环境，青贮原料的品质也会受到不利影响。此外，现有技术用的复合微生物添加剂，多数为商品菌剂，在制备复合微生态添加剂的同时，商家会添加额外的添加剂以利于菌种存活，由此引出的问题是，对青贮品质的影响来源于复合微生物制剂或是其他添加剂，功能元素不明确。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种工艺简单、成本低廉的青贮饲料的制备方法，该方法制得的青贮饲料具有营养价值高、适口性好、动物转化率高等优点，对于有效利用秸秆等农业废弃物，获得高品质、低成本的青贮饲料以及实现青贮饲料的广泛应用具有十分重要的意义。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种青贮饲料的制备方法，包括以下步骤：
s1、将秸秆和藻类混合，得到青贮原料；
s2、将步骤s1中得到的青贮原料与复合微生物添加剂混合进行青贮，得到青贮饲料；所述复合微生物添加剂包括乳酸片球菌菌液、植物乳杆菌菌液、纳豆芽孢杆菌菌液、产朊假丝酵母菌液；所述乳酸片球菌菌液、植物乳杆菌菌液、纳豆芽孢杆菌菌液、产朊假丝酵母菌液的体积比为1∶1∶1∶1。
上述的制备方法，进一步改进的，所述步骤s1中，所述秸秆和藻类的质量比为2∶1；所述青贮原料中含水率为65％～70％。
上述的制备方法，进一步改进的，所述步骤s1中，所述秸秆为水稻秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆中的至少一种；所述藻类为狐尾藻。
上述的制备方法，进一步改进的，所述步骤s1中，所述秸秆的平均长度为1.5cm～2.5cm；所述藻类的平均长度为1.5cm～2.5cm。
上述的制备方法，进一步改进的，所述步骤s2中，所述复合微生物添加剂的添加量为青贮原料质量的0.1％～1％。
上述的制备方法，进一步改进的，所述步骤s2中，所述复合微生物添加剂的添加量为青贮原料质量的0.5％～0.8％。
上述的制备方法，进一步改进的，所述步骤s2中，所述乳酸片球菌菌液的浓度为1×1010cfu/ml；所述植物乳杆菌菌液的浓度为1×1010cfu/ml；所述纳豆芽孢杆菌菌液的浓度为1×1010cfu/ml；所述产朊假丝酵母的浓度为1×1010cfu/ml。
上述的制备方法，进一步改进的，所述步骤s2中，所述复合微生物添加剂中活菌数≥20亿/克。
上述的制备方法，进一步改进的，所述步骤s2中，所述复合微生物添加剂中活菌数≥30亿/克。
上述的制备方法，进一步改进的，所述步骤s2中，所述青贮在在无氧条件下进行；所述青贮的时间为30天。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明提供了一种青贮饲料的制备方法，以秸秆和藻类为青贮原料，通过添加复合微生物添加剂混合进行青贮制备得到青贮饲料。本发明中，复合微生物添加剂，包括乳酸片球菌、植物乳杆菌、纳豆芽孢杆菌、产朊假丝酵母菌，不同来源的微生物组合，不仅解决菌种单一问题，而且各菌种之间具有协同效果，能产生单一菌种所达不能达到的效果，具体来说：产朊假丝酵母菌能够消耗原料发酵初始阶段剩余的氧气，并用于自身增殖，能够使得原料发酵在较短的时间内达到厌氧环境，避免了一些腐败菌及霉菌的快速生长，同时为纳豆芽孢杆菌提供厌氧环境；纳豆芽孢杆菌能够在厌氧条件下产生营养因子并能够分泌纤维素酶，在促进促进乳酸菌(乳酸片球菌和植物乳杆菌)的生长的同时也有利于青贮原料中纤维的降解；与此同时，乳酸菌(乳酸片球菌和植物乳杆菌)在厌氧条件下，能够产生乳酸，进一步促进青贮饲料品质的提高。此外，本发明所涉及的复合微生物添加剂，成分明确，保证了复合微生态制剂使用安全性。因而，本发明以秸秆和藻类为青贮原料，通过青贮的方式，可以软化秸秆，降低秸秆的粗糙度，同时能够增加乳酸等物质的含量，以提高秸秆适口性，且秸秆在青贮过程中，通过微生物分泌的纤维素酶对秸秆中的纤维进行降解，也能降低秸秆的纤维含量，提高了秸秆在牛或羊体内的消化率；与此同时，经青贮处理后，能够增加青贮饲料中的蛋白含量，增加了青贮饲料的营养价值。本发明制备方法具有工艺简单、操作方便、易于控制、原料成本低、耗能少、耗时短、绿色环保等优点，适于连续大规模批量生产，便于工业化利用，展现了良好的应用前景；同时，本发明制备方法制得的青贮饲料具有营养价值高、适口性好、动物转化率高等优点，是一种新型的高品质饲料，有着很高的使用价值和很好的应用前景，对于有效利用秸秆等农业废弃物，获得高品质、低成本的青贮饲料以及实现青贮饲料的广泛应用具有十分重要的意义。
(2)本发明中，以秸秆和藻类为青贮原料，用于制备青贮饲料，不仅能够实现对秸秆和藻类等农业废弃物的有效处理，减少它们对环境带来的污染问题，而且由于秸秆和藻类来源广，价格低廉，也能够进一步降低青贮饲料的制备成本，从而降低养殖成本，有着很高的使用价值和很好的应用前景。
具体实施方式
以下结合具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
以下实施例中所采用的材料和仪器均为市售。本发明的实施例中，若无特别说明，所采用的工艺为常规工艺，所采用的设备为常规设备，且所得数据均是三次以上试验的平均值。
实施例1
一种青贮饲料的制备方法，具体为以狐尾藻和水稻秸秆为原料制备青贮饲料，包括以下步骤：
s1、采集狐尾藻，晾干表面水分，利用铡草机将绿狐尾藻铡成平均长度为1.5cm～2.5cm；同时将干水稻秸秆用铡草机铡成平均长度为1.5cm～2.5cm。按照质量比为2∶1，将水稻秸秆(稻草)和狐尾藻混合，静置一段时间，让到水稻秸秆充分吸收水分，使得铡碎后的狐尾藻和稻草秸秆混合物水分保持在65％-70％，得到青贮原料。
s2、以市场上销售的真空收纳袋(20cm×40cm)作为本试验的青贮容器，按每袋2kg的装袋量填装步骤s1中的青贮原料，同时按照复合微生物添加剂的添加量为青贮原料质量的0、0.1％、0.2％、0.4％、0.6％，将复合微生物添加剂添加到步骤s1中得到的青贮原料中，混合均匀，压实，抽真空，在无氧条件下进行青贮，共放置30天，得到青贮饲料。
本实施例中，所用复合微生物添加剂包括乳酸片球菌菌液、植物乳杆菌菌液、纳豆芽孢杆菌菌液、产朊假丝酵母菌液，其中乳酸片球菌菌液、植物乳杆菌菌液、纳豆芽孢杆菌菌液、产朊假丝酵母菌液的体积比为1∶1∶1∶1。
本实施例中，所用复合微生物添加剂中活菌数≥30亿/克。
本实施例中，所用复合微生物添加剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)菌株的培养，以植物乳杆菌为例：
将植物乳杆菌(购买于中国工业微生物菌种保藏中心)经真空冷冻干燥后，保存于安瓿管中。将保存有菌株的安瓿管管口一端于酒精灯火焰上灼烧，然后滴1-2滴无菌水，轻轻敲打使其管口破碎，向安瓿管中加入0.5-1.0ml已灭菌的无琼脂液体mrs培养基。使固体菌株完全溶解后，利用无菌1ml注射器转入到装有20ml液体mrs培养基的50ml锥形瓶中，于37℃下静止培养48h后，进行连续传代培养至第4代时，对其进行平板涂布计数。试验所需菌株浓度为1010cfu/ml时，培养瓶转移至4度冰箱保存待用，菌株活化、传代以及平板计数过程均在无菌条件下进行。mrs培养基包括：酪蛋白胨10.0g；牛肉膏10.0g；酵母粉5.0g；葡萄糖5.0g；乙酸钠5.0g；柠檬酸二铵2.0g；tween801.0g；磷酸氢二钾2.0g；七水硫酸镁0.2g；一水硫酸锰0.05g；碳酸钙20.0g；琼脂15g；用蒸馏水溶解定容至1.0升，调整ph为6.8。
其他菌株由以上方法进行培养，各菌株培养完成后，培养瓶转移至4度冰箱保存待用。
(2)各取1ml乳酸片球菌菌液、植物乳杆菌菌液、纳豆芽孢杆菌菌液、产朊假丝酵母菌液混合，加入6ml蒸馏水，得到10ml浓度为109cfu/ml的混合菌液，即为本发明复合微生物添加剂。
本实施例中，青贮完成后，对青贮饲料进行相关指标分析。
感官评价
青贮结束后，对混合青贮按照德国农业协会(dlg)青贮感官评分标准及等级进行感官测评(张苏江等，2014)，测评结果如表1所示。
由表1可知，混合青贮实验的5个处理组的评价等级均为优良等级，说明此次混合青贮试验感官测试均达到良好的效果，各处理组的感官评价总分无明显差异，添加剂组感官评价总分略高对照组。
表1不同复合微生物添加剂的添加量对青贮饲料感官测试表
表1中，各指标的评价标准如下：
气味：1、无丁酸嗅味、有芳香果味时或明显的面包香味，计14分；2、接触后在手上残留微弱的丁酸嗅味,或具有较强的酸味,芳香味弱，计10分；3、丁酸味颇重，或有刺鼻的焦糊臭或霉味，计4分；4、有很强的丁酸嗅或氨味,或几乎无酸味，计2分；5、粪味、霉败味或有很强的堆肥味，计0分。
结构：1、茎叶结构保存良好，计4分；2、叶子结构保存较差，计2分；3、茎叶结构保存极差或发现有轻度霉菌或轻度污染，计1分；4、茎叶腐烂或污染严重，计0分。
色泽：1、色泽与原材料相似，烘干后呈淡褐色，计2分；2、.略有变色呈淡黄色或带褐色，计1分；3、变色严重，墨绿色或退色呈黄色，又呈现强度的霉味，计0分。
等级评定：按照嗅觉，结构，色泽得分总和计；若总和为16～20分，记为优良；若总和为10～15分，记为尚好；若总和为5～9分，记为中等；若总和为0～4分，记为腐败
ph值
青贮结束后，取出全部青贮饲料，并使各个样品各自混合均匀，每处理组取混合青贮样品35g，置于150ml广口瓶中，并加入70ml去离子水，4℃冰箱浸提24h，然后2层纱布和定性滤纸过滤。测定滤液的ph值，以及挥发性脂肪酸、乳酸，试验结果如表2所示。
由表2得知，青贮饲料中乳酸含量随着复合微生物添加剂添加量的增加不断升高，乳酸含量的提高，对增加青贮饲料的适口性具有重要作用。不同复合微生物添加剂的添加量对应的青贮饲料中，以对照组(复合微生物添加剂的添加量为0)的乙酸含量最高，添加不同含量的复合微生物添加剂后，乙酸浓度均有不同程度的降低。同时，由表2中各处理组的乙丙比可知，各处理组的乙酸和丙酸含量差距明显，乙酸含量明显高于丙酸产量，说明此青贮饲料的发酵模式为乙酸模式。由于乙酸被瘤胃壁吸收后，大部分未经改变进入血液，运送到外周组织，通过三羧酸循环氧化供能或用作脂肪酸合成，因此，以狐尾藻和水稻秸秆为原料制得的青贮饲料，在为反刍动物提供能量或提高牛乳中乳脂的含量具有一定的潜力，此外，高的乙酸含量，一定程度上可以促进反刍动物的采食量。
表2不同复合微生物添加剂的添加量对青贮饲料挥发性脂肪酸、乳酸含量以及ph的影响
由表3可知，与对照组相比，添加有复合微生物添加剂后得到的青贮饲料中干物质含量均有不同程度的下降，这是由于在青贮过程碳水化合物被青贮中微生物降解，导致干物质含量降低。同时，由表3可知，通过添加复合微生物添加剂，能有效的降低青贮饲料中中性洗涤纤维的含量，对提高青贮品质具有重要意义，且青贮饲料中粗蛋白含量也随着复合微生物添加剂添加量的增加不断升高；与此同时，粗纤维含量也有明显下降。
表3不同添加剂添加水平对混合青贮营养成分的影响
综上结果表明，本发明中以秸秆和藻类为青贮原料，添加复合微生物添加剂后进行青贮可以有效提高稻草的适口性和营养价值，从而制备得到营养价值高、适口性好、动物转化率高的高品质青贮饲料。
以上实施例仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应该指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下的改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。