Effect of Lactic Acid Bacteria Supplementation on Fermentation Quality and Selenium Content of Flood-Stricken Selenium-Enriched Rice

HU Shuxi; ZHOU Mingyue; XIA Zihan; CAO Yang

doi:10.12418/CJAN2025.520

2025 , Vol. 37 >Issue 9: 6407 - 6421

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2025.520

RESEARCH PAPER

Effect of Lactic Acid Bacteria Supplementation on Fermentation Quality and Selenium Content of Flood-Stricken Selenium-Enriched Rice

HU Shuxi ^,¹^,²^,³ ,
ZHOU Mingyue ¹^,²^,³ ,
XIA Zihan ¹^,²^,³ ,
CAO Yang ^,¹^,²^,³^,⁴^,⁵^,^*

Expand

¹ College of Animal Science and Veterinary Medicine, Heilongjiang Bayi Agricultural University, Daqing 163319, China
² Heilongjiang Provincial Key Laboratory of Efficient Utilization of Feed Resources and Nutrition Manipulation in Cold Region, Daqing 163319, China
³ Engineering Technology Research Center of Daqing Biological Feed Development and Safe Utilization, Daqing 163319, China
⁴ Engineering Research Center of Processing and Utilization of Grain By-Products, Ministry of Education, Daqing 163319, China
⁵ Key Laboratory of Low-Carbon Green Agriculture in Northeastern China, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Daqing 163319, China

^* professor, E-mail: hbdkcaoyang@163.com

Received date: 2025-01-23

Online published: 2025-09-12

Fold

Abstract

This experiment aimed to investigate the effects of adding lactic acid bacteria on the silage fermentation quality and selenium content of flood-stricken selenium-enriched rice. A three-factor randomized experimental design was adopted. Factor 1 was whether the flood-stricken rice was selenium-enriched, with two levels: flood-stricken common rice and flood-stricken selenium-enriched rice. Factor 2 was whether lactic acid bacteria were added, with two levels: no addition and addition of Lactobacillus plantarum AS98 (1×10⁷ CFU/mL). Factor 3 was the fermentation time, with seven levels: 1, 3, 5, 7, 15, 30, and 45 days. Four treatments were set up: flood-stricken common rice, flood-stricken common rice+Lactobacillus plantarum AS98, flood-stricken selenium-enriched rice, and flood-stricken selenium-enriched rice+Lactobacillus plantarum AS98. Samples from each treatment were fermented separately, and samples were taken at 1, 3, 5, 7, 15, 30, and 45 days of fermentation to determine the nutritional components, fermentation quality, and organic selenium, inorganic selenium, and total selenium contents of the silage. Three replicates were set up for each group. The results showed that the fermentation quality of flood-stricken selenium-enriched rice silage was higher than that of flood-stricken common rice silage, and the total selenium, organic selenium and inorganic selenium contents were significantly higher than those of flood-stricken common rice silage (P<0.05). With the increase of fermentation days, the pH, dry matter, crude protein, organic matter, neutral detergent fiber, soluble carbohydrate contents and Escherichia coli number in each group decreased significantly (P<0.05), the crude fat content gradually increased (P<0.05), and the number of lactic acid bacteria and lactic acid content increased significantly (P<0.05). After adding Lactobacillus plantarum AS98, the total selenium, organic selenium and inorganic selenium contents of flood-stricken selenium-enriched rice silage increased significantly (P<0.05), reaching 247.91, 232.71 and 15.21 μg/kg, respectively. The addition of lactic acid bacteria effectively reduced the pH of silage, and the pH of flood-stricken common rice and flood-stricken selenium-enriched rice silage decreased to 4.10 and 4.15, respectively. The number of lactic acid bacteria increased significantly (P<0.05), the number of Escherichia coli decreased significantly (P<0.05), and the lactic acid content increased to 6.05 and 7.09 g/kg FM, respectively. The growth of undesirable microorganisms was inhibited, the loss of nutrients was reduced, and the preservation and nutritional value of silage were improved. In conclusion, the addition of Lactobacillus plantarum AS98 can significantly improve the silage quality and selenium preservation of flood-stricken selenium-enriched rice.

Key words： flooding; crop failure; selenium-enriched rice; silage fermentation quality; lactic acid bacteria

Cite this article

HU Shuxi , ZHOU Mingyue , XIA Zihan , CAO Yang . Effect of Lactic Acid Bacteria Supplementation on Fermentation Quality and Selenium Content of Flood-Stricken Selenium-Enriched Rice[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2025 , 37(9) : 6407 -6421 . DOI: 10.12418/CJAN2025.520

水稻是我国乃至世界上最重要的粮食作物之一,它提供了全球近50%人口的食物来源。但近年来气候变化致使台风、暴雨等自然灾害频发,农作物受灾减产问题日益严重。在2023年7月,黑龙江省受第5号台风“杜苏芮”影响,大多数农作物遭受强降雨以及洪水浸泡,全省农作物受灾面积达387.08万亩(1亩≈0.066 7 hm²)。著名水稻产区五常镇农田受灾面积达40 963.5亩,其中水稻受灾面积达36 549亩,初步估损金额3.65亿元^[1]。8月水稻抽穗期,洪涝灾害对水稻中后期生长影响巨大,不仅导致秧苗倒伏、根茎腐烂,还诱发病虫害,如条斑病、白叶枯病、稻瘟病及螟虫、飞虱等,使受灾水稻生长缓慢,甚至绝收^[2-3]。受到洪水影响,海伦市农田大量富硒水稻在洪水中浸泡时间过长,造成水稻严重倒伏,根系腐烂发臭,稻株枯黄死亡,无法继续生长,只能捞出饲喂牛羊,但这样的水稻植株含水量高,堆积造成容易腐烂,家畜不能采食,造成严重资源浪费。面对如此严峻的形势,探索遭受洪灾绝收水稻饲料调制加工技术显得尤为重要。

青贮技术可显著提升秸秆的适口性,同时延长其保存期限,便于贮藏与运输。这一技术有效缓解了反刍家畜生产中因粗饲料季节性供应不平衡而导致的畜牧业生产受限问题,尤其在寒冷时期,对北方畜牧业的发展具有重要意义。但稻田经持续降雨后,水稻表面微生物群落数量增加,不良微生物数量上升,影响青贮效果。应用青贮添加剂可解决这一难题。添加青贮添加剂可解决此问题。乳酸菌作为传统青贮菌剂,能改善微生物群落结构,抑制有害微生物生长,提高饲料安全性和营养价值^[4]。华金玲等^[5]研究发现,添加乳酸菌可有效地抑制不良微生物对水稻青贮饲料营养物质的分解作用,降低氨态氮/总氮(NH₃-N/TN),改善青贮饲料的发酵品质。司华哲等^[6]研究表明,粳稻秸秆青贮中添加植物乳杆菌,能提高发酵品质和乙酸(AA)含量,抑制挥发性脂肪酸的产生和无益微生物的生长。

硒是人和动物必需的微量元素,通过参与谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的活性中心,发挥清除自由基、维持细胞正常的生物生化功能^[7]。在饲粮中添加适量硒可以促进动物生长和繁殖,提高免疫力,维持健康状态。黄子亮等^[8]发现,给奶牛添加有机硒饲料添加剂可提升乳脂及乳蛋白含量,极大地提升了奶牛的乳品质。Zhang等^[9]研究发现,在猪饲粮中添加酿酒酵母和有机硒可显著提高猪的抗氧化能力和乳脂含量,从而提高母猪的繁殖性能和仔猪断奶体重。这为洪灾绝收富硒水稻饲料调制加工技术的研究提供了新的思路和方向,不仅能够改善其作为青贮饲料的品质,还能提高其作为饲料的营养价值,为畜牧业的发展提供新的方向。

本试验以洪灾富硒水稻与洪灾普通水稻为原料,探索通过添加乳杆菌对青贮品质及硒含量的影响,旨在为洪灾绝收水稻的安全、高效饲料利用及其水稻本身所富含的硒成分的保护提供可行技术及利用途径,为畜禽饲养业提供富硒饲粮,对于提高农产品的质量和畜禽养殖业的可持续发展具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验所采用的原料为2023年8月在海伦市东林乡采集洪灾绝收的富硒水稻和在黑龙江省大庆市杜尔伯特蒙古族自治县采集的洪灾绝收普通水稻以及普通水稻。植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)为AS98,为本实验室专利菌株(专利号:CN202210657226.3)。采集的水稻初步切碎至2~3 cm用于后续试验。水稻原料中的常规化学组分、微生物组成及硒含量见表1。

表1 水稻原料中的常规化学组分、微生物组成及硒含量

Table 1 Conventional chemical composition, microbial composition and selenium content of rice raw materials

项目 Items	普通水稻 Common rice		洪灾普通水稻 Flood-stricken common rice	洪灾富硒水稻 Flood-stricken selenium-enriched rice
常规化学组分Conventional chemical composition
干物质DM/% FM	38.02		32.78	28.62
有机物OM/% DM	90.93		88.89	89.47
粗蛋白质CP/% DM	9.69		8.25	8.53
粗脂肪EE/% DM	2.86		2.46	1.23
中性洗涤纤维NDF/% DM	57.34		59.65	63.69
酸性洗涤纤维ADF/% DM	34.27		35.67	43.51
水溶性碳水化合物WSC/% DM	4.80		4.40	4.23
微生物组成Microbial composition/[lg (CFU/g FM)]
乳酸菌Lactic acid bacteria		5.36	6.01	6.59
芽孢杆菌Bacillus		4.68	4.89	5.18
大肠杆菌Escherichia coli		4.82	5.89	6.08
好氧细菌Aerobic bacteria		8.87	9.34	9.45
酵母菌Yeast		6.57	6.87	9.22
梭菌Clostridium		-	-	-
硒含量Selenium content/(μg/kg)
总硒Total selenium		70.11	70.87	157.34
有机硒Organic selenium		65.88	66.50	146.54
无机硒Inorganic selenium		4.23	4.37	10.79

	“-”代表未检出。下表同。
	“-” represents not detected. The same as below.

1.2 试验设计

采用三因素随机试验设计,因素1为洪灾水稻是否富硒,分别为洪灾普通水稻和洪灾富硒水稻;因素2为是否添加乳酸菌,分别为未添加和添加植物乳杆菌AS98(1×10⁷ CFU/mL);因素3为发酵时间,分别为1、3、5、7、15、30、45 d。试验设置4个处理,分别为洪灾普通水稻(C)、洪灾富硒水稻(RS)、洪灾普通水稻+植物乳杆菌AS98 (C+AS98)、洪灾富硒水稻+植物乳杆菌AS98(RS+AS98),每个处理设3个重复。利用小规模青贮发酵法,将粉碎的水稻分别混合均匀,分别称取200 g样品装入食品级聚乙烯袋(16 cm×25 cm)中,并进行真空密封,在室内常温[(24±2) ℃]条件下密封发酵45 d,并在发酵1、3、5、7、15、30、45 d时,分别开封取样测定青贮饲料样品营养成分、发酵品质、微生物组成。在发酵15、30、45 d时测定总硒、有机硒和无机硒的含量。

1.3 测定方法

1.3.1 常规化学组分

将青贮饲料称适量,置于预先称量并记录好的纸袋内,称量样品重量,放于65 ℃的烘箱中,烘48 h,取出后放置于干燥器内冷却24 h制成风干样品,计算自由水含量。风干样粉碎至1 mm,用于测定干物质(DM)、粗蛋白质(CP)、粗脂肪(EE)、中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)、可溶性碳水化合物(WSC)的含量。其中,DM、CP、EE、粗灰分含量根据AOAC(2023)^[10]中的方法测定;ADF和NDF含量根据Van Soest等^[11]的方法测定;WSC含量采用蒽酮比色法^[12]测定。有机物(OM)含量用DM含量减去粗灰分含量得出^[13]。

1.3.2 发酵品质

分别于发酵1、3、5、7、15、30、45 d开封,将开封后的青贮分别取20 g,放入聚乙烯袋中同时加入灭菌蒸馏水180 mL,在均质器(BAGMIXER^®400,日本)内拍打90 s;用快速定性滤纸过滤得青贮浸提液,使用便携式pH计(FG2-FK型,上海梅特勒-托利多仪器有限公司)测定pH。青贮浸提液经200 000×g离心5 min,用0.22 μm滤膜过滤后,利用高效液相色谱仪(色谱柱KC-811,检测器SPD-M10AVP,柱温50 ℃,流速1 mL/min,检测波长210 nm,进样量5 μL)检测乳酸(LA)、AA、丙酸(PA)、丁酸(BA)含量^[14]。根据冯宗慈等^[15]的方法测定NH₃-N的含量。

1.3.3 微生物

将所述浸提液制备为10¹、10²、10³、10⁴、10⁵倍液,利用专性培养基分别进行好氧菌、乳酸菌、酵母菌、耐热菌、大肠杆菌、丁酸菌、霉菌的培养与计数。

好氧菌与耐热菌采用营养琼脂培养基进行培养,其中乳酸菌采用乳酸细菌培养基(MRS),酵母菌与霉菌采用马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA),大肠杆菌采用LB培养基,丁酸菌采用强化梭菌鉴别培养基(DRCA)。耐热菌、丁酸菌划分为2等分,分别滴加20 μL 10¹、10²倍液,其中琼脂培养基所需滤液经75 ℃、15 min加热,其余培养基分别滴加20 mL 10¹、10³、10⁵倍液,其中乳酸菌与耐热菌为厌氧培养,其余为好氧培养。

1.3.4 有机硒、无机硒和全硒含量

总硒含量:称取适量样品(精确至0.000 1 g)于聚四氟乙烯消解内罐,加硝酸5 mL浸泡过夜。盖好内盖,旋紧不锈钢外套,放入恒温干燥箱,80 ℃保持1~2 h,120 ℃保持1~2 h,再升至160 ℃保持4 h,在箱内自然冷却至室温,打开后加热赶酸至近干,将消化液洗入25 mL容量瓶中,用少量硝酸溶液(1%)洗涤内罐和内盖3次,洗液合并至容量瓶中并用1%硝酸定容至刻度,混匀备用,同时做试剂空白试验。试液上机测定硒元素含量^[16-17]。

无机硒含量:样品经混匀后,经研磨至全部通过孔径0.25 mm(60目)尼龙筛,混匀后称取2.5 g试样于50 mL具塞刻度试管中,加6 mol/L盐酸溶液20 mL,混匀后置于70 ℃恒温水浴,振荡浸提2 h,冷却至室温,用6 mol/L盐酸溶液定容至25 mL,再经脱脂棉过滤。取滤液12.5 mL于25 mL具塞刻度试管中,并置于沸水浴中20 min,冷却至室温,分别加入2.5 mL铁氰化钾溶液、正辛醇3滴,加水定容,混匀待测。取滤液12.5 mL于25 mL试管中,并置于沸水浴中20 min,冷却至室温,分别加入2.5 mL铁氰化钾溶液、正辛醇3滴,加水定容,混匀待测,同时做试剂空白试验。在测定标准系列溶液后,分别吸取空白试验溶液和试样溶液进行测定^[16-17]。样品中无机硒含量按以下公式计算:

W₁=[(c-c₀)×D×1 000]/(m×1 000×1 000)。

式中:W₁为试样中无机硒含量(mg/kg);c为试样提取液测定浓度(ng/mL);c₀为试样空白测定浓度(ng/mL);D为稀释倍数,D=25 mL×25 mL/12.5 mL;m为试样质量(g)。

有机硒含量=总硒含量-无机硒含量。

1.4 数据统计与分析

试验数据经Excel 2019整理,采用SPSS 28.0软件进行双因素方差分析,分析发酵时间、水稻品种以及乳酸菌添加这3个因素两两之间的交互作用,采用Duncan氏法进行组间多重比较,P<0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 乳酸菌添加对洪灾富硒水稻青贮营养成分的影响

由表2可知,随着发酵时间的延长,各处理中DM、CP、OM、NDF和WSC含量显著下降(P<0.05),而EE含量则显著上升(P<0.05)。

表2 乳酸菌添加对水稻青贮营养成分的影响

Table 2 Effects of lactic acid bacteria addition on nutritional components of rice silage

项目 Items	干物质 DM/% FM	有机物 OM/% DM	粗蛋白质 CP/% DM	粗脂肪 EE/% DM	中性洗涤纤维 NDF/% DM	酸性洗涤纤维 ADF/% DM	水溶性碳水化合物 WSC/% DM
洪灾普通水稻Flood-stricken common rice (C)
1 d	32.67^A**	88.87^A*	8.13^Ab*	2.48^Cb**	59.31^A*	35.09^Aa*	4.37^Ab**
3 d	32.36^AB**	88.53^B*	7.38^Bb*	2.51^BCb**	59.18^AB*	35.30^ABa*	4.15^Bb
5 d	31.89^BC**	88.48^Ba*	6.90^Cb*	2.67^BCb**	58.66^BC*	34.53^Ba*	3.98^Cb
7 d	31.55^C**	88.44^BC*	6.52^Db*	2.70^BCb**	58.59^BCa*	32.65^Ca*	3.68^Db
15 d	31.28^C**	88.37^Ca*	6.30^Db*	2.86^ABCb**	58.45^Ca*	33.02^Ca*	3.44^E
30 d	30.35^D**	88.16^D*	5.38^Eb*	3.02^ABb**	57.48^Da*	32.73^Ca*	3.14^F
45 d	30.14^D**	88.02^E*	4.97^Fb*	3.35^A**	57.59^Da*	32.09^Da*	2.67^Gb
洪灾富硒水稻Flood-stricken selenium-enriched rice (RS)
1 d	28.36^A*	89.36^A**	8.44^A**	1.25^Db*	61.45^Ab**	43.67^Aa**	4.19^A*
3 d	28.22^A*	89.21^AB**	7.72^Bb**	1.47^CD*	60.61^B**	41.99^B**	4.11^B
5 d	28.06^AB*	89.17^BC**	7.04^Cb**	1.60^BCD*	60.39^B**	41.68^BC**	3.95^C
7 d	27.62^BC*	89.14^BC**	6.83^Cb**	1.69^BCD*	60.53^B**	40.84^BCD**	3.66^D
15 d	27.27^C*	89.12^BCa**	6.52^Db*	1.81^BCb*	59.92^B**	40.71^CDE**	3.41^E
30 d	26.32^D*	88.84^CD**	5.55^Eb**	2.06^ABb*	58.88^C**	40.32^DEa**	3.11^Fb
45 d	25.98^D*	88.65^D**	5.14^Fb**	2.23^Ab*	58.71^C**	39.61^Ea**	2.60^G
洪灾普通水稻+植物乳杆菌AS98 Flood-stricken common rice+Lactobacillus plantarum AS98 (C+AS98)
1 d	32.70^A**	88.84^A*	8.19^Aa*	2.68^EFa**	59.22^A*	34.93^Ab*	4.37^Aa**
3 d	32.39^A**	88.38^B*	7.82^Aa*	2.74^EFa**	58.71^BC*	34.04^Bb*	4.34^Aa**
5 d	31.90^B**	88.36^Bb*	7.14^Ba*	3.14^DEa**	58.39^C*	33.35^BCb*	4.12^Ba**
7 d	31.58^BC**	88.32^B*	6.85^Ba*	3.34^CDa**	57.67^Db*	32.49^Cb*	3.86^Ca
15 d	31.33^C**	88.29^BCb*	6.06^Ca*	3.70^BCa**	57.34^Db*	31.38^Db*	3.47^D
30 d	30.38^D**	88.15^BC*	5.78^CDa*	3.93^ABa**	56.57^Eb*	30.69^Db*	3.15^E
45 d	30.19^D**	88.01^C*	5.60^Da*	4.44^A**	56.22^Eb*	29.50^Eb*	2.97^Fa**
洪灾富硒水稻+植物乳杆菌AS98 Flood-stricken selenium-enriched rice+Lactobacillus plantarum AS98 (RS+AS98)
1 d	28.40^A*	89.34^A**	8.45^A**	1.40^Da*	62.31^Aa**	42.40^Ab**	4.21^A*
3 d	28.24^A*	89.19^B**	8.00^Ba**	1.43^D*	61.89^A**	41.74^AB**	4.17^A*
5 d	28.08^AB*	89.15^B**	7.35^Ca**	1.90^C*	60.84^B**	41.18^BC**	4.04^B*
7 d	27.67^BC*	89.13^BC**	7.01^Da**	2.01^C*	60.51^B**	40.45^CD**	3.75^C
15 d	27.31^C*	89.04^BCb**	6.59^Ea**	2.76^Ba*	59.82^C**	39.84^DE**	3.48^D
30 d	26.37^D*	88.80^CD**	6.33^Fa**	2.90^ABa*	59.57^C**	39.06^EFb**	3.18^Ea
45 d	26.02^D*	88.57^D**	6.25^Fa**	3.16^Aa*	59.27^C**	38.50^Fb**	2.73^F*
SEM	0.244	0.046	0.108	0.088	0.168	0.464	0.059
P值P-value
水稻Rice(R)	0.927	0.955	<0.001	0.027	0.299	0.617	0.042
乳酸菌 Lactic acid bacteria (A)	0.084	0.110	0.007	0.346	0.138	0.211	0.973
发酵时间 Fermentation time(D)	0.009	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	0.053	<0.001
R×A	0.139	0.200	0.004	0.128	0.009	0.062	0.500
R×D	0.024	0.143	<0.001	0.109	<0.001	0.047	0.246
A×D	0.086	0.407	<0.001	0.504	0.187	0.191	0.887
R×A×D	0.698	0.625	0.505	0.832	0.362	0.653	0.726

同列数据肩标不同大写字母表示同一个处理不同发酵时间之间差异显著(P<0.05),同列数据肩标不同小写字母表示同一种水稻不同处理之间差异显著(P<0.05),同列数据肩标*或**表示不同水稻相同处理之间差异显著(P<0.05)。下表同。

In the same column, different uppercase superscript letters on the shoulder indicate significant difference between the same treatment at different fermentation time (P<0.05), different lowercase superscript letters on the shoulder indicate significant difference between different treatments of the same type of rice (P<0.05), * or ** on the shoulder indicate significant difference between the same treatment of different types of rice (P<0.05). The same as below.

RS和RS+AS98的DM和EE含量显著低于C和C+AS98(P<0.05),而CP、OM、ADF和NDF的含量显著高于C和C+AS98(P<0.05)。在发酵1 d时,RS的WSC含量显著低于C(P<0.05);然而在发酵3、5、7、15、30和45 d时,二者之间没有显著差异(P>0.05)。在发酵1、3、5和45 d时,RS+AS98的WSC含量显著低于C+AS98(P<0.05)。

在C与C+AS98的比较中,C+AS98的EE含量在发酵1~30 d显著增加(P<0.05)。在发酵7 d时,C+AS98的NDF含量显著下降(P<0.05),并持续至45 d。C+AS98的ADF含量在发酵1~45 d也显著低于C(P<0.05)。除发酵7、15和30 d外,C+AS98的WSC含量在其他时间段均显著高于C(P<0.05)。在RS与RS+AS98的比较中,除在发酵3、5和7 d外,RS的EE含量显著低于RS+AS98(P<0.05)。除在发酵1 d,RS+AS98的NDF含量显著高于RS(P<0.05),其他时间段无显著差异(P>0.05)。RS的ADF含量除在发酵3、5、7、15 d外的其他时间段显著高于RS+AS98(P<0.05)。在发酵30 d时,RS+AS98的WSC含量显著高于RS(P<0.05),其他时间段无显著差异(P>0.05)。

水稻和乳酸菌的交互影响下,DM、OM、EE、ADF、WSC的含量未显现统计学差异(P>0.05),CP和NDF含量表现出显著差异(P<0.05)。发酵时间与水稻的交互影响下,OM、EE、WSC含量未显现统计学差异(P>0.05),DM、CP、ADF、NDF含量表现出显著差异(P<0.05)。发酵时间与乳酸菌的交互影响下,DM、OM、EE、ADF、NDF、WSC含量未显现统计学差异(P>0.05),而CP含量则表现出显著差异(P<0.05)。

2.2 乳酸菌添加对洪灾富硒水稻青贮发酵品质的影响

由表3可知,随着发酵时间的延长,青贮饲料的pH显著下降(P<0.05),LA含量显著增加(P<0.05),而NH₃-N/TN也呈显著升高(P<0.05)。AS98的pH在所有时间点均显著低于C(P<0.05),且LA含量在除发酵1 d外的时间段均显著高于C(P<0.05)。在发酵0、3、5、7 d时,C和RS之间的pH没有显著差异(P>0.05)。各处理在发酵前5 d未检测到PA,发酵5 d后PA含量显著上升(P<0.05)。

表3 乳酸菌添加对水稻青贮发酵品质的影响

Table 3 Effects of lactic acid bacteria addition on fermentation quality of rice silage

项目 Items	pH	乳酸 Lactic acid/ (g/kg FM)	乙酸 Acetic acid/ (g/kg FM)	丙酸 Propionic acid/ (g/kg FM)	氨态氮/总氮 NH₃-N/TN/ %
洪灾普通水稻Flood-stricken common rice (C)
1 d	5.57^Aa**	0.29^Eb	0.05^Cb	-	0.48^EF
3 d	5.32^Ba**	0.42^Eb*	0.15^Cb	-	0.53^EF
5 d	5.19^Ca**	1.21^Db*	0.18^Cb	0.12^CD*	0.56^E
7 d	4.87^Da**	1.97^Cb*	0.21^Cb*	0.14^CD*	0.67^Da
15 d	4.62^Ea	2.23^Bb*	1.22^Bb	0.18^C*	0.86^C
30 d	4.34^Fa**	2.38^ABb*	1.28^Bb*	0.41^AB*	1.07^B
45 d	4.28^Ga**	2.42^Ab*	1.88^Ab**	0.43^Aa*	1.20^Aa*
洪灾富硒水稻Flood-stricken selenium-enriched rice (RS)
1 d	5.37^Aa*	0.26^Eb	0.17^C	-	0.52^FGa
3 d	5.18^Ba*	0.35^Eb**	0.19^C	-	0.59^EF
5 d	5.02^Ca*	1.40^Db**	0.23^Cb	0.10^Bb**	0.64^E
7 d	4.76^Da*	2.57^Cb**	0.68^Bb**	0.12^Bb**	0.75^D
15 d	4.58^Ea	2.77^BCb**	1.24^A	0.35^AB**	0.96^C
30 d	4.27^Fa*	3.03^ABb**	1.34^A**	0.54^A**	1.21^B
45 d	4.21^Ga*	3.20^Aa**	1.36^A*	0.56^Aa**	1.42^A**
洪灾普通水稻+植物乳杆菌AS98 Flood-stricken common rice+Lactobacillus plantarum AS98 (C+AS98)
1 d	5.33^Ab	0.59^Fa	-	-	0.46^E
3 d	5.18^Bb**	1.50^Ea*	0.22^BCa*	-	0.50^E
5 d	5.02^Cb**	1.77^Da*	0.23^BCa*	0.11^D*	0.54^DE*
7 d	4.66^Db**	2.56^Ca*	0.37^Ba*	0.14^C*	0.65^CDb*
15 d	4.33^Eb	2.74^Ca*	1.58^Aa*	0.15^C	0.70^C
30 d	4.19^Fb	3.65^Ba*	1.61^Aa*	0.40^AB	1.01^B*
45 d	4.10^Gb	6.05^Aa*	1.66^Aa*	0.46^A	1.15^Ab*
洪灾富硒水稻+植物乳杆菌AS98 Flood-stricken selenium-enriched rice+Lactobacillus plantarum AS98 (RS+AS98)
1 d	5.31^Ab	0.71^Fa	-	-	0.50^Fb
3 d	4.98^Bb*	1.98^Da**	0.16^E**	-	0.56^E
5 d	4.87^Cb*	2.02^Da**	0.34^Da**	0.22^Ba**	0.62^E**
7 d	4.41^Db*	3.34^Ca**	1.04^Ca**	0.23^Ba**	0.72^D**
15 d	4.28^Eb	3.63^Ca**	1.24^A**	0.26^B	0.91^C
30 d	4.15^Fb	4.83^Ba**	1.28^A**	0.47^A	1.17^B**
45 d	4.07^Gb	7.09^Aa**	1.33^A**	0.49^Ab	1.38^A**
SEM	0.050	0.176	0.031	0.102	0.032
P值P-value
水稻Rice(R)	0.583	<0.001	0.651	0.007	0.789
乳酸菌Lactic acid bacteria (A)	0.033	0.002	0.708	<0.001	0.264
发酵时间Fermentation time(D)	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001
R×A	0.072	0.013	0.007	0.153	0.259
R×D	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	0.846
A×D	0.122	0.006	0.048	<0.001	0.798
R×A×D	0.015	0.009	0.021	0.059	0.944

除在发酵1 d外,RS和RS+AS98的LA含量均显著高于C和C+AS98(P<0.05)。在发酵7和30 d,RS的AA含量显著高于C(P<0.05),但在发酵45 d时,RS的AA含量显著低于C(P<0.05)。RS的PA含量显著高于C(P<0.05),同样在发酵45 d时,RS的NH₃-N/TN显著高于C(P<0.05)。

在C+AS98和RS+AS98之间,在发酵5、7 d时,RS+AS98的AA含量显著高于C+AS98(P<0.05)。除在发酵15和30 d外,RS+AS98的PA含量均显著高于C+AS98(P<0.05)。在发酵5、30和45 d时,RS+AS98的NH₃-N/TN显著高于C+AS98(P<0.05)。

发酵时间与水稻的交互作用显著影响了pH及LA、AA和PA含量(P<0.05),而NH₃-N/TN未表现出显著差异(P>0.05)。发酵时间与乳酸菌的交互作用对pH和NH₃-N/TN未表现出显著影响(P>0.05),但LA、AA和PA的含量则呈现显著差异(P<0.05)。水稻和乳酸菌之间的交互作用显示,pH、PA含量和NH₃-N/TN未表现出统计学差异(P>0.05),而LA、AA的含量则呈现显著差异(P<0.05)。在水稻、发酵时间和乳酸菌三者的交互作用下,pH及LA和AA含量表现出显著差异(P<0.05)。在整个发酵过程中,未在任何样本中检出BA。

2.3 乳酸菌添加对洪灾富硒水稻青贮中微生物组成的影响

由表4可知,在青贮过程中,可以观察到随着发酵时间的延长,乳酸菌的数量显著增加(P<0.05)。与此同时,好氧细菌、芽孢杆菌及酵母菌的数量则显著降低(P<0.05)。

表4 乳酸菌添加对水稻青贮微生物组成的影响

Table 4 Effects of lactic acid bacteria addition on microbial composition of rice silage lg (CFU/g FM)

项目 Items	乳酸菌 Lactic acid bacteria	大肠杆菌 Escherichia coli	好氧细菌 Aerobic bacteria	芽孢杆菌 Bacillus	梭菌 Clostridium	酵母菌 Yeasts	霉菌 Molds
洪灾普通水稻Flood-stricken common rice (C)
1 d	6.02^Gb*	5.84^Aa*	9.25^Aa	4.78^A*	-	6.83^A*	-
3 d	6.89^Fb*	5.76^ABa*	9.15^ABa	4.61^AB	-	6.78^AB*	-
5 d	7.22^Eb*	5.67^Ba	9.05^AB	4.29^B	-	6.76^AB*	-
7 d	8.14^Db*	4.63^C*	8.72^ABCa	3.92^Ca*	-	6.66^AB*	-
15 d	8.53^Cb*	1.21^D*	8.56^BCa	3.60^Ca*	-	6.63^ABC*	-
30 d	8.93^Bb*	-	8.22^CD	2.98^Da*	-	6.58^BC*	-
45 d	9.18^Ab	-	7.69^Da*	2.61^E*	-	6.48^BC*	-
洪灾富硒水稻Flood-stricken selenium-enriched rice (RS)
1 d	6.93^Fb**	6.05^Aa**	9.33^Aa	5.16^Aa**	-	9.12^A**	-
3 d	7.36^Eb**	5.94^Aa**	9.22^Aa	4.97^Ba	-	8.97^AB**	-
5 d	7.78^Db**	5.77^Ba	9.03^B	4.73^Ca	-	8.81^BC**	-
7 d	8.57^Cb**	4.83^C**	8.93^Ba	4.64^Ca**	-	8.67^CD**	-
15 d	8.81^Bb**	2.21^D**	8.58^Ca	4.45^Da**	-	8.57^CD**	-
30 d	9.12^Ab**	-	8.28^D	4.30^Da**	-	8.50^DE**	-
45 d	9.24^Ab	-	8.01^Ea**	4.09^Ea**	-	8.33^Ea**	-
洪灾普通水稻+植物乳杆菌AS98 Flood-stricken common rice+Lactobacillus plantarum AS98 (C+AS98)
1 d	7.11^Ga	5.35^Ab**	8.97^Ab*	4.65^A	-	6.76^A*	-
3 d	8.04^Fa*	4.69^Bb**	8.87^Ab**	4.31^B	-	6.70^A*	-
5 d	8.23^Ea*	4.32^Cb**	8.55^AB	3.94^C*	-	6.65^AB*	-
7 d	9.24^Da*	-	8.33^Bb	3.54^Db*	-	6.57^AB*	-
15 d	9.85^Ca	-	7.72^Cb*	3.25^Eb*	-	6.50^AB*	-
30 d	10.07^Ba*	-	7.23^C	2.81^Fb*	-	6.47^AB*	-
45 d	11.18^Aa	-	6.67^Cb	2.34^G*	-	6.36^B*	-
洪灾富硒水稻+植物乳杆菌AS98 Flood-stricken selenium-enriched rice+Lactobacillus plantarum AS98 (RS+AS98)
1 d	7.26^Fa	5.18^Ab*	9.14^Ab**	4.76^Ab	-	9.00^A**	-
3 d	8.23^Ea**	4.23^Bb*	8.62^Bb*	4.59^Bb	-	8.87^A**	-
5 d	8.52^Da**	4.11^Cb*	8.64^B	4.38^Cb**	-	8.73^AB**	-
7 d	9.79^Ca**	-	8.41^BCb	4.03^Db**	-	8.53^BC**	-
15 d	9.92^Ca	-	8.14^Cb**	3.63^Eb**	-	8.44^C**	-
30 d	10.19^Ba**	-	7.74^D	3.42^Fb**	-	8.32^C**	-
45 d	11.26^Aa	-	6.89^Eb	3.18^Gb**	-	7.92^Db**	-
SEM	0.122	0.179	0.070	0.057	-	0.049	-
P值P-value
水稻Rice(R)	<0.001	<0.001	0.007	<0.001	-	<0.001	-
乳酸菌 Lactic acid bacteria (A)	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	-	<0.001	-
发酵时间 Fermentation time(D)	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	-	<0.001	-
R×A	<0.001	<0.001	0.492	<0.001	-	0.315	-
R×D	<0.001	<0.001	0.439	<0.001	-	<0.001	-
A×D	<0.001	<0.001	0.001	0.016	-	0.773	-
R×A×D	<0.001	0.015	0.397	0.009	-	0.878	-

添加AS98的乳酸菌数量均显著高于未添加处理(P<0.05)。除发酵1、15、45 d外,RS和RS+AS98的乳酸菌数量均显著高于C和C+AS98(P<0.05)。且除发酵5、30 d外,添加AS98的好氧细菌数量显著低于未添加处理(P<0.05)。在所有时间点,RS+AS98的芽孢杆菌的数量均显著低于RS(P<0.05)。除发酵1、3、5、45 d外,C+AS98的芽孢杆菌的数量均显著低于C(P<0.05)。发酵45 d时,RS+AS98的酵母菌数量显著低于RS(P<0.05)。RS和RS+AS98的大肠杆菌数量均显著高于C和C+AS98(P<0.05)。C和RS从发酵30 d起大肠杆菌未检出,C+AS98和RS+AS98从发酵7 d起大肠杆菌未检出。

发酵时间与水稻的交互作用显著影响了乳酸菌、大肠杆菌、芽孢杆菌和酵母菌的数量(P<0.05),发酵时间与乳酸菌的交互作用显著影响了乳酸菌、大肠杆菌、芽孢杆菌、好氧细菌的数量(P<0.05),但酵母菌的数量未表现出显著的统计学差异(P>0.05)。水稻和乳酸菌之间的交互作用显示,好氧细菌和酵母菌的数量未表现出显著的统计学差异(P>0.05),而乳酸菌、大肠杆菌、芽孢杆菌的数量则呈现显著差异(P<0.05)。在水稻、发酵时间和乳酸菌三者的交互作用下,乳酸菌、大肠杆菌和芽孢杆菌的数量表现出显著差异(P<0.05)。

2.4 乳酸菌添加对洪灾富硒水稻青贮饲料中有机硒、无机硒和总硒含量的影响

由表5可知,随着发酵时间的延长,总硒、有机硒和无机硒的含量均显著提高(P<0.05)。

表5 乳酸菌添加对水稻青贮硒含量的影响

Table 5 Effects of lactic acid bacteria addition on selenium content of rice silage μg/kg

项目 Items	总硒 Total selenium	有机硒 Organic selenium	无机硒 Inorganic selenium
洪灾普通水稻Flood-stricken common rice (C)
15 d	91.04^C*	85.65^C*	5.39^C*
30 d	111.88^Bb*	104.23^Bb*	7.64^Bb*
45 d	151.42^Ab*	140.17^Ab*	11.25^A**
洪灾富硒水稻Flood-stricken selenium-enriched rice (RS)
15 d	171.79^C**	160.22^C**	11.57^Cb**
30 d	201.25^Bb**	187.46^Bb**	13.79^B**
45 d	236.00^Ab**	218.46^Ab**	17.55^Aa**
洪灾普通水稻+植物乳杆菌AS98 Flood-stricken common rice+Lactobacillus plantarum AS98 (C+AS98)
15 d	91.66^C*	85.73^C*	5.93^C*
30 d	136.24^Ba*	126.86^Ba*	9.39^Ba*
45 d	163.63^Aa*	152.87^Aa*	10.76^A*
洪灾富硒水稻+植物乳杆菌AS98 Flood-stricken selenium-enriched rice+Lactobacillus plantarum AS98 (RS+AS98)
15 d	172.75^C**	159.51^C**	13.24^Ba**
30 d	212.04^Ba**	198.71^Ba**	13.33^B**
45 d	247.91^Aa**	232.71^Aa**	15.21^Ab**
SEM	8.484	7.910	0.601
P值P-value
水稻Rice(R)	<0.001	<0.001	<0.001
乳酸菌Lactic acid bacteria (A)	<0.001	<0.001	0.555
发酵时间Fermentation time(D)	<0.001	<0.001	<0.001
R×A	<0.001	<0.001	0.013
R×D	<0.001	<0.001	<0.001
A×D	<0.001	<0.001	<0.001
R×A×D	<0.001	<0.001	<0.001

RS和RS+AS98的总硒、有机硒和无机硒的含量均显著高于C和C+AS98(P<0.05)。除发酵15 d外,C+AS98和RS+AS98的总硒、有机硒和无机硒的含量均显著高于C和RS(P<0.05)。

发酵时间与水稻之间、发酵时间与乳酸菌之间、水稻和乳酸菌之间以及在水稻、发酵时间和乳酸菌三者的交互作用下,总硒和有机硒的含量表现出显著差异(P<0.05)。发酵时间与水稻之间、发酵时间与乳酸菌之间以及在水稻、发酵时间和乳酸菌三者的交互作用下,无机硒的含量表现出显著差异(P<0.05)。水稻和乳酸菌之间的交互作用下,无机硒的含量表现出显著的统计学差异(P<0.05)。

3 讨论

3.1 乳酸菌添加对洪灾富硒水稻青贮营养成分的影响

洪灾水稻全株青贮的DM含量低于普通水稻青贮,可能是由于洪涝灾害导致的生理胁迫影响了水稻的生长和DM积累。在青贮过程中,过高的水分含量会影响青贮饲料的发酵品质,适宜的DM含量对于乳酸菌的繁殖和发酵过程至关重要。当DM含量过低时,青贮过程中易发生梭菌发酵,导致养分损失,不利于乳酸菌的繁殖。适宜的DM含量有助于乳酸菌的生长和发酵,乳酸菌在生长繁殖过程中产生乳酸从而降低pH,这增强青贮饲料长期保存的可能。因此,为了确保水稻全株青贮的品质,其DM含量应控制在30%以上^[18]。添加植物乳杆菌AS98的水稻青贮中DM含量均高于相应对照水稻青贮,这一现象可能与植物乳杆菌AS98的添加促进了青贮过程中的发酵活性有关。相关研究表明,乳酸菌的添加可以改善青贮发酵品质,通过降低pH和提高LA含量来抑制有害微生物的生长^[19]。特别是在富硒水稻中,硒元素的存在可能增强了乳酸菌的活性和耐受性,从而在青贮过程中更有效地促进LA的产生,提高青贮品质^[20]。此外,硒作为一种抗氧化剂,有助于保护青贮饲料中的营养成分,减少发酵过程中的营养损失^[21]。本试验中水稻青贮发酵品质的改善可能与植物乳杆菌AS98增强的代谢活性和抗氧化能力有关,这些特性有助于改善青贮饲料的整体品质和营养价值。

快速降低pH对于抑制不良微生物生长和减少青贮饲料中的营养损失具有重要作用。添加植物乳杆菌AS98后,CP和EE的含量有所提高,同时纤维含量降低。这一现象与侯建建等^[22]的研究结果一致,在苜蓿青贮中添加乳酸菌能够加快发酵速度,增加LA含量,降低pH和NH₃-N含量,从而提高青贮发酵品质。此外,其研究还发现,乳酸菌的添加还能够减少非蛋白氮(NPN)的含量,提高真蛋白的含量,这表明乳酸菌在青贮过程中对蛋白质的保护和转化具有积极作用^[22]。因此,添加植物乳杆菌AS98也可能通过促进LA的快速发酵产生,迅速降低pH,有效抑制有害微生物的活性,减少营养物质的损失,从而提高青贮饲料的营养价值。NH₃-N是评估青贮饲料中蛋白质降解和氮素损失的关键指标,其含量的增加可能表明蛋白质分解加剧,影响饲料的营养价值和动物的氮素利用效率。高龙等^[23]的研究发现,添加植物乳杆菌能够降低青贮饲料中的NH₃-N含量,从而减少蛋白质的分解,这一结果与本研究结果相似。刘全兰等^[24]研究显示,添加植物乳杆菌的组别中,CP含量普遍超过了未添加该菌的对照组,而本试验的结果也与其结论相似,与对照相比,添加植物乳杆菌AS98的洪灾普通水稻和洪灾富硒水稻中CP含量显著升高,这表明植物乳杆菌AS98可以更好地抑制CP的分解。

本试验的结果显示,RS的CP含量显著高于C,这一现象可能与硒元素的特性及其对植物生长和蛋白质合成的影响有关。硒是一种重要的微量矿物质元素,对植物生长发育和抗逆性具有积极作用。Sufian Ikram等^[25]的研究结果表明,硒可以通过促进抗氧化化合物的合成来增强植物清除活性氧的能力。高菲等^[26]的研究结果也表明,硒能够提高植物的抗氧化能力,增强其对逆境的抵抗能力,包括对洪涝等自然灾害的抵抗能力。硒能够以含硒的硫氨基酸的形式直接参与蛋白质的合成,降低游离氨基酸的含量^[27]。此外,周志刚^[28]的研究中也指出,硒是植物中核糖核酸链的组成部分,具有转运氨基酸和影响其他游离氨基酸的功能,这使得硒可以促进植物体内蛋白质的合成,并影响植物的氮代谢、硫代谢和氨基酸代谢。以上研究结果均表明,硒在植物蛋白质合成和积累中发挥着重要作用。硒元素通过促进植物体内蛋白质的合成和积累,提高了富硒水稻的CP含量。在洪涝灾害的影响下,富硒水稻能够通过增强水稻的抗氧化能力和蛋白质合成,维持较高的CP含量,这证实了富硒水稻较强的逆境适应性,同样也进一步表明了硒在提高作物营养价值方面的潜力。

WSC是青贮饲料中重要的能量来源,对反刍动物的消化和利用至关重要。WSC含量的高低直接影响青贮饲料的发酵品质和营养价值。在本研究中,随着发酵时间的增加,WSC含量呈现降低趋势,这与WSC在青贮过程中被微生物作为能量来源消耗有关。特别是添加了植物乳杆菌AS98后,WSC的消耗速度加快,这一结果与乳酸菌的添加有关,乳酸菌能够帮助加速青贮发酵进程,提高发酵效率^[23],但在其生长繁殖过程中,也会利用WSC作为营养物质,这一过程大量的消耗了WSC。洪灾富硒水稻WSC含量低于洪灾普通水稻,这一现象可能与硒对植物生理代谢的影响有关。在青贮过程中,WSC作为营养物质,是微生物发酵的主要底物。硒可能通过影响植物的代谢途径,间接影响WSC的合成和积累。硒在促进植物体内蛋白质的合成和积累的同时,可能会与WSC的合成发生竞争,影响WSC在植物体内的积累。因此,洪灾富硒水稻WSC含量较低,可能是由于硒提高了植物对逆境的抵抗力和蛋白质合成,影响了WSC的积累。

根据试验结果显示,洪灾富硒水稻青贮的LA含量显著高于对照,可能是因为富硒水稻含有更多的抗氧化成分和微量元素,这些成分可能有助于增强乳酸菌的活性和稳定性,从而提高青贮饲料的发酵品质^[29]。因此,尽管洪灾富硒水稻青贮的DM含量较低,但其发酵品质较好。

3.2 乳酸菌添加对洪灾富硒水稻青贮发酵品质的影响

在青贮饲料生产过程中,pH是评价青贮饲料品质优良的重要指标之一。它直接关联到青贮饲料的发酵效果和稳定性,因为较低的pH通常表明乳酸菌发酵活跃,能够有效抑制腐败菌的生长,从而保持饲料中的营养成分。本试验结果显示,随着发酵时间的增加,pH逐渐降低,且添加植物乳杆菌AS98后pH显著低于对照。青贮饲料中的主要有机酸是LA、AA、PA和BA。LA在青贮发酵中的作用主要体现在其能够降低青贮饲料的pH,抑制有害菌及霉菌的生长,防止毒素产生及腐败所造成的养分损失^[30]。在本研究中,添加植物乳杆菌AS98后,LA含量显著升高,这可能是由于植物乳杆菌AS98作为一种乳酸菌,能够有效地将可溶性糖转化为LA,从而加快了青贮过程中的酸化速度,提高了青贮饲料的发酵品质。洪灾富硒水稻青贮的LA含量显著高于洪灾普通水稻青贮,这一现象可能也与硒元素对植物生理代谢的影响有关,硒通过促进植物体内蛋白质的合成和积累,影响青贮过程中的微生物活动,从而提高LA的产生。这不仅反映了富硒水稻较强的逆境适应性,也表明了硒在提高青贮饲料品质方面的潜在作用。

NH₃-N/TN通常用来表示青贮饲料中蛋白质的分解情况^[22]。在本研究中,添加乳酸菌后,青贮饲料中的NH₃-N含量降低。乳酸菌的添加促进了乳酸的产生,从而降低了青贮饲料的pH。较低的pH环境抑制了蛋白质降解菌的生长和活性,减缓了蛋白质向NH₃-N的转化,乳酸菌通过竞争性抑制,进一步减少了其他微生物对蛋白质的降解作用,从而降低了NH₃-N的产生。因此,乳酸菌的添加通过降低pH,有效地抑制了蛋白质的降解,减少了NH₃-N的积累,改善了青贮饲料的发酵品质。

3.3 乳酸菌添加对受灾富硒水稻青贮微生物的影响

青贮是一种非常复杂的发酵基质,其发酵过程涉及多种微生物的相互作用和代谢活动。在青贮过程中,微生物群落的结构和功能对青贮饲料的最终品质起着决定性作用^[31]。乳酸菌作为青贮中最常见的微生物,通过发酵WSC产生LA,从而降低pH,抑制有害微生物的生长^[32]。在发酵初期,添加植物乳杆菌AS98的青贮饲料中观察到乳酸菌数量增加更快,这表明乳酸菌在附生群落中具有竞争力。青贮饲料发酵期间,大肠杆菌数量减少,而乳酸菌迅速成为主导微生物,其增长速率与pH降低及LA生成紧密相联^[32]。大肠杆菌通常是青贮中活跃的附生微生物群中数量第2多的细菌群。它们的数量和下降速度可作为青贮品质的指标,因为这些微生物是与乳酸菌争夺可用糖分的主要竞争者,会导致气体损失和青贮饲料营养价值的降低^[31]。在青贮过程中,大肠杆菌的减少速度与乳酸菌的增殖速度密切相关。乳酸菌通过快速发酵WSC产生乳酸,从而降低pH,创造一个不利于腐败菌和霉菌生长的环境^[31]。这一过程不仅减少了营养物质的损失,还提高了青贮饲料的保存性。在本研究中,添加植物乳杆菌AS98后乳酸菌占主导地位、LA产量较高导致pH下降较快,以及发酵过程中产生的酸的协同作用,导致所有添加植物乳杆菌AS98的青贮饲料中的大肠杆菌数量明显减少。

3.4 乳酸菌添加对洪灾富硒水稻青贮中有机硒、无机硒和全硒含量的影响

富硒水稻青贮中硒含量显著提高与水稻在富硒土壤中的生长条件密切相关。孙星等^[21]的研究表明,水稻能够通过根系从土壤中有效吸收硒,并将其转运至籽粒中。本研究中,添加乳酸菌后硒含量显著升高可能与乳酸菌促进硒的吸收和转运有关。乳酸菌可能通过增强植物对硒的生物利用度,从而提高硒在水稻青贮中的积累。硒含量的提高也可能与乳酸菌对硒形态转化的影响有关^[21]。硒在植物体内主要以硒代氨基酸和硒蛋白的形式存在,而乳酸菌可能促进了这些有机硒形态的合成。这种形态转化不仅提高了硒的生物利用度,还可能增强硒的抗氧化能力和营养价值。本研究的结果还表明,在添加乳酸菌后,富硒水稻青贮中的无机硒含量有所降低。这一现象可能与乳酸菌的代谢活动和硒转化能力密切相关。根据易鑫等^[33]的研究结果发现,乳酸菌在生长过程中能够将无机硒转化为有机硒,这一解毒过程导致部分无机硒被转化为红色的单质硒,从而降低了无机硒的含量。此外,胡陆军等^[34]的研究表明,乳酸菌能够通过其代谢作用将无机硒与体内的生物大分子结合,形成硒蛋白、硒多糖或析出单质硒等富硒物质,这一过程进一步降低了无机硒的含量。乳酸菌的这种转化作用不仅减少了无机硒的毒性,还提高了硒的生物利用度。乳酸菌在一定条件下能够增加谷氨酸、脯氨酸、甜菜碱和甘氨酸等可溶性溶质的生成,这些溶质是合成甘氨酸还原酶、脯氨酸还原酶、甜菜碱还原酶等硒蛋白酶的关键底物^[35]。乳酸菌的添加可能通过促进硒的吸收、转运和形态转化,提高硒的生物利用度和营养价值,这对于开发富硒农产品和提高饲料的营养价值具有重要意义。

4 结论

添加植物乳杆菌AS98能够获得品质良好的洪灾绝收水稻青贮饲料,提升富硒水稻青贮中有机硒含量,降低无机硒含量。

References

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[1]	李莎, 黄婷婷. 暴雨影响局地粮食生产五常大米或面临减产[N]. 21世纪经济报道,2023-08-10(006). LI S, HUANG T T. Heavy rain affects local grain production and Wuchang rice may face a reduction in yield[N]. The 21st Century Business Herald,2023-08-10(006). (in Chinese)

[2]	陈海波, 林禹彤. 东北暴雨, 水稻等粮食作物影响几何[N]. 光明日报,2023-08-16(010). CHEN H B, LIN Y T. How does the heavy rain in Northeast China affect food crops such as rice[N]. Guangming Daily,2023-08-16(010). (in Chinese)

[3]	徐永清, 王莹, 张洪玲, 等. 水稻暴雨洪涝灾害风险评估研究——以黑龙江省为例[J]. 江西农业学报, 2023, 35(8):139-146. XU Y Q, WANG Y, ZHANG H L, et al. Study on risk assessment of rice rainstorm and flood disaster:a case study of Heilongjiang Province[J]. Acta Agriculturae Jiangxi, 2023, 35(8):139-146. (in Chinese)

[4]	热孜姑丽·库尔班, 崔卫东, 龙宣杞, 等. 乳酸菌对青贮饲料发酵品质影响的研究进展[J]. 饲料研究, 2023, 46(19):155-158. KURBAN R, CUI W D, LONG X Q, et al. Research progress on effect of lactic acid bacteria on fermentation quality of silage[J]. Feed Research, 2023, 46(19):155-158. (in Chinese)

[5]	华金玲, 张永根, 王德福, 等. 添加乳酸菌制剂对水稻秸青贮品质的影响[J]. 东北农业大学学报, 2007, 38(4):473-477. HUA J L, ZHANG Y G, WANG D F, et al. Effects of lactic acid bacteria on quality of rice straw silage[J]. Journal of Northeast Agricultural University, 2007, 38(4):473-477. (in Chinese)

[6]

司华哲, 李志鹏, 南韦肖, 等. 添加植物乳杆菌对低水分稻秸青贮微生物组成影响研究[J]. 草业学报, 2019, 28(3):184-192.

DOI

H Z

, LI

Z P

, NAN

W X

, et al. Effects of bacterial community composition on fermentation characteristics of Lactobacillus plantarum in low moisture content rice stalk silage[J]. Acta Prataculturae Sinica, 2019, 28(3):184-192. (in Chinese)

[7]	刘旭光, 熊康宁, 汤小朋, 等. 硒的生物学作用及其在牛生产中的应用研究进展[J]. 动物营养学报, 2021, 33(10):5475-85. DOI LIU X G, XIONG K N, TANG X P, et al. Research progress on the biological effects of selenium and its application in cattle production[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2021, 33(10):5475-85. (in Chinese)

[8]	黄子亮, 杨家迪. 饲料中硒、锰、铬等微量元素在畜禽养殖中的应用及其检测技术研究[J]. 广东饲料, 2016, 25(3):40-44. HUANG Z L, YANG J D. Application and detection technology research of trace elements such as selenium,manganese,chromium in feed for livestock and poultry breeding[J]. Guangdong Feed, 2016, 25(3):40-44. (in Chinese)

[9]

ZHANG

S H

, WU

Z H

, HENG

J H

, et al. Combined yeast culture and organic selenium supplementation during late gestation and lactation improve preweaning piglet performance by enhancing the antioxidant capacity and milk content in nutrient-restricted sows[J]. Animal Nutrition, 2020, 6(2):160-167.

DOI PMID

[10]	LATIMER G W. Official methods of analysis of AOAC international[M]. 22nd ed. New York: AOAC Publications, 2023.

[11]	VAN SOEST P J, ROBERTSON J B, LEWIS B A. Methods for dietary fiber,neutral detergent fiber,and nonstarch polysaccharides in relation to animal nutrition[J]. Journal of Dairy Science, 1991, 74(10):3583-3597.

[12]	李晓旭, 李家政. 优化蒽酮比色法测定甜玉米中可溶性糖的含量[J]. 保鲜与加工, 2013, 13(4):24-27. LI X X, LI J Z. Determination of the content of soluble sugar in sweet corn with optimized anthrone colorimetric method[J]. Storage and Process, 2013, 13(4):24-27. (in Chinese)

[13]	曾根滨, 曹庆云. 饲料中粗灰分含量测定方法的优化探索[J]. 饲料研究, 2017,(4):48-53. ZENG G B, CAO Q Y. Optimization exploration of the determination method of crude ash content in feed[J]. Feed Research, 2017,(4):48-53. (in Chinese)

[14]	YANG C, TAKAHASHI T, HORIGUCHI K I, et al. Effect of adding lactic acid bacteria and molasses on fermentation quality and in vitro ruminal digestion of total mixed ration silage prepared with whole crop rice[J]. Grassland Science, 2010, 56:19-25.

[15]	冯宗慈, 高民. 通过比色测定瘤胃液氨氮含量方法的改进[J]. 畜牧与饲料科学, 2010(6/7):37. FENG Z C, GAO M. Improvement of the method for measuring ammonia nitrogen content in rumen fluid by colorimetry[J]. Animal Husbandry and Feed Science, 2010(6/7):37. (in Chinese)

[16]

杭州市质量技术监督局. 稻米中有机硒和无机硒含量的测定原子荧光光谱法:DB3301/T 117—2007[S]. 杭州: 杭州市质量技术监督局, 2007.

Hangzhou Municipal Bureau of Quality and Technical Supervision. Determination of organic and inorganic selenium content in rice by atomic fluorescence spectroscopy: DB3301/T 117—2007[S]. Hangzhou: Hangzhou Bureau of Quality and Technical Supervision, 2007. (in Chinese)

[17]

中国国家卫生和计划生育委员会, 国家食品药品监督管理总局. 食品安全国家标准食品中多元素的测定:GB 5009.268—2016[S]. 北京: 中国标准出版社, 2017.

National Health and Family Planning Commission, State Food and Drug Administration. National food safety standard-determination of multielements in food:GB 5009.268—2016[S]. Beijing: Standards Press of China, 2017. (in Chinese)

[18]

邱小燕, 奚恺锋, 谢新辉, 等. 秸秆替代全株四棱豆对全混合日粮发酵品质及有氧稳定性的影响[J]. 食品与发酵工业, 2019, 45(24):98-104.

DOI

QIU

X Y

, XI

K F

, XIE

X H

, et al. Fermentation quality and aerobic stability of the total mixed ration after replacing winged bean with straw[J]. Food and Fermentation Industries, 2019, 45(24):98-104. (in Chinese)

DOI

[19]

赵金鹏, 赵杰, 李君风, 等. 不同添加剂对水稻秸秆青贮发酵品质和结构性碳水化合物组分的影响[J]. 南京农业大学学报, 2019, 42(1):152-159.

ZHAO

J P

, ZHAO

, LI

J F

, et al. Effect of different additives on fermentation quality and structural carbohydrates compositions of rice straw silage[J]. Journal of Nanjing Agricultural University, 2019, 42(1):152-159. (in Chinese)

[20]	杨靖鹏, 宋云博, 李俊娥, 等. 乳酸菌富硒能力及其体外生物活性评估[J]. 中国食品学报, 2019, 19(1):171-182. YANG J P, SONG Y B, LI J E, et al. Selenium-enriched lactic acid bacteria and evaluation of their bioactivities in vitro[J]. Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology, 2019, 19(1):171-182. (in Chinese)

[21]	孙星, 易琼, 唐拴虎, 等. 水稻硒营养研究进展[J]. 土壤通报, 2023, 54(1):223-231. SUN X, YI Q, TANG S H, et al. Review on selenium nutrition research in rice[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2023, 54(1):223-231. (in Chinese)

[22]

侯建建, 白春生, 张庆, 等. 单一和复合乳酸菌添加水平对苜蓿青贮营养品质及蛋白组分的影响[J]. 草业科学, 2016, 33(10):2119-2125.

HOU

J J

, BAI

C S

, ZHANG

, et al. Effects of different additive amount of single and multiple lactic acid bacteria on the silage quality and protein fractions of alfalfa[J]. Pratacultural Science, 2016, 33(10):2119-2125. (in Chinese)

[23]

高龙, 张娟, 戈辰妍, 等. 添加植物乳杆菌、布氏乳杆菌对杂交狼尾草青贮发酵品质及有氧稳定性的影响[J]. 草地学报, 2023, 31(12):3867-3875.

DOI

GAO

, ZHANG

, GE

C Y

, et al. Effects of adding Lactiplantibacillus plantarum and Lactobacillus buchneri on silage fermentation quality and aerobic stability of Pennisetum glaucum×Purpureum[J]. Acta Agrestia Sinica, 2023, 31(12):3867-3875. (in Chinese)

[24]	刘全兰, 王元斗, 杨耸月, 等. 添加剂对苜蓿青贮料品质和乳酸菌群的影响[J]. 草地学报, 2016, 24(5):1119-1125. DOI LIU Q L, WANG Y D, YANG S Y, et al. Effects of different additives on medicago sativa silage quality and the lactic acid bacterial community[J]. Acta Agrestia Sinica, 2016, 24(5):1119-1125. (in Chinese)

[25]	IKRAM S, LI Y, LIN C, et al. Selenium in plants:a nexus of growth,antioxidants,and phytohormones[J]. Journal of Plant Physiology, 2024,296:154237.

[26]	高菲, 戴志华, 韩丹, 等. 硒影响植物抗氧化系统的作用与机制[J]. 生物技术进展, 2017, 7(5):467-472. DOI GAO F, DAI Z H, HAN D, et al. Effects and mechanisms of selenium on antioxidant system in plants[J]. Current Biotechnology, 2017, 7(5):467-472. (in Chinese) DOI

[27]	魏艳秋, 景艺卓, 郭笑恒, 等. 外源硒对植物抗盐性的影响研究进展[J]. 作物杂志, 2021(2):15-21. WEI Y Q, JING Y Z, GUO X H, et al. Research progress on the effect of exogenous selenium on salt resistance of plants[J]. Crops, 2021(2):15-21. (in Chinese)

[28]	周志刚. 植物体中硒的生理学、生物化学及分子生物学[J]. 海洋科学, 1997(1):29-33. ZHOU Z G. Physiology,biochemistry and molecular biology of selenium in plants[J]. Marine Sciences, 1997(1):29-33. (in Chinese)

[29]	赵彪, 冯旭, 贺付蒙, 等. EM富硒酵母菌剂的制备及其在水稻富硒生产中的应用[J]. 河南农业科学, 2023, 52(8):26-35. ZHAO B, FENG X, HE F M, et al. Preparation of EM selenium-enriched yeast agent and its application in selenium-enriched rice production[J]. Journal of Henan Agricultural Sciences, 2023, 52(8):26-35. (in Chinese)

[30]	包健. 天然牧草青贮微生态环境及其乳酸菌的研究[D]. 博士学位论文. 呼和浩特: 内蒙古农业大学, 2023. BAO J. Study on the microecological environment of native grass silage and its lactic acid bacteria[D]. Ph.D.Thesis. Hohhot: Inner Mongolia Agricultural University, 2023. (in Chinese)

[31]	刘悦, 字学娟, 陈婷, 等. 饲草青贮微生物多样性研究进展及对策[J]. 动物营养学报, 2021, 33(11):6084-6092. DOI LIU Y, ZI X J, CHEN T, et al. Research progress and countermeasure on microbial diversity of forage silage[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2021, 33(11):6084-6092. (in Chinese)

[32]

万江春, 谢开云, 王玉祥, 等. 同/异质型乳酸菌添加对苏丹草青贮酵母菌群落结构及发酵品质的影响[J]. 草业科学, 2019, 36(2):565-572.

WAN

J C

, XIE

K Y

, WANG

Y X

, et al. Effect of homo- and hetero-fermentative lactic acid bacteria on yeast community structure and fermentation characteristics during the silage process of Sudan grass[J]. Pratacultural Science, 2019, 36(2):565-572. (in Chinese)

[33]	易鑫, 周琦, 欧阳祝, 等. 乳酸菌富硒优化及其活性评价[J]. 食品与发酵工业, 2020, 46(8):179-186. DOI YI X, ZHOU Q, OUYANG Z, et al. Selenium enrichment optimization of lactic acid bacteria and evaluation of its activity[J]. Food and Fermentation Industries, 2020, 46(8):179-186. (in Chinese) DOI

[34]

胡陆军, 曹雨澜, 陈晓蝶, 等. 乳酸菌富硒及其体外抗氧化能力的研究[J]. 四川轻化工大学学报(自然科学版), 2023, 36(6):26-33.

L J

, CAO

Y L

, CHEN

X D

, et al. Research on selenium-enriched ability of lactic acid bacteria and its antioxidant capacity in vitro[J]. Journal of University of Science & Engineering(Natural Science Edition), 2023, 36(6):26-33. (in Chinese)

[35]	林松洋, 郝利民, 刘鑫, 等. 乳酸菌耐盐分子机制研究进展[J]. 食品科学, 2018, 39(3):295-300,301. DOI LIN S Y, HAO L M, LIU X, et al. Progress in molecular mechanism of salt tolerance in lactic acid bacteria[J]. Food Science, 2018, 39(3):295-300,301. (in Chinese) DOI

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Abstract

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1 材料与方法

1.1 试验材料

表1 水稻原料中的常规化学组分、微生物组成及硒含量

1.2 试验设计

1.3 测定方法

1.3.1 常规化学组分

1.3.2 发酵品质

1.3.3 微生物

1.3.4 有机硒、无机硒和全硒含量

1.4 数据统计与分析

2 结果与分析

2.1 乳酸菌添加对洪灾富硒水稻青贮营养成分的影响

表2 乳酸菌添加对水稻青贮营养成分的影响

2.2 乳酸菌添加对洪灾富硒水稻青贮发酵品质的影响

表3 乳酸菌添加对水稻青贮发酵品质的影响

2.3 乳酸菌添加对洪灾富硒水稻青贮中微生物组成的影响

表4 乳酸菌添加对水稻青贮微生物组成的影响

2.4 乳酸菌添加对洪灾富硒水稻青贮饲料中有机硒、无机硒和总硒含量的影响

表5 乳酸菌添加对水稻青贮硒含量的影响

3 讨论

3.1 乳酸菌添加对洪灾富硒水稻青贮营养成分的影响

3.2 乳酸菌添加对洪灾富硒水稻青贮发酵品质的影响

3.3 乳酸菌添加对受灾富硒水稻青贮微生物的影响

3.4 乳酸菌添加对洪灾富硒水稻青贮中有机硒、无机硒和全硒含量的影响

4 结论

References