近年来，我国北方马铃薯(Solanum tuberosum)的种植面积和产量迅速增加，其加工副产品薯渣中含有大量营养价值较高的纤维素和淀粉等^[1]，由于水分含量高、收获期集中，容易滋生有害杂菌，造成环境污染，已成为行业急需解决的问题。Okine等^[2]研究表明，薯渣可以制作成青贮饲料，作为反刍动物饲料的能量来源；Zunong等^[3]研究报道，给奶牛饲喂薯渣饲料，对干物质(DM)摄入量、乳产量无显著影响；闫晓波^[4]报道，薯渣与玉米秸秆混合青贮后的饲料可以完全替代全株玉米青贮饲喂奶牛；贾军^[5]研究表明，薯渣与玉米秸秆混贮后可以显著增加粗蛋白质(CP)的含量，降低中性洗涤纤维(NDF)及酸性洗涤纤维(ADF)的含量；Fransen等^[6]研究表明，将薯渣与高纤维性吸收剂秸秆等利用微生物进行发酵可以较好地贮存薯渣，提高薯渣资源的利用率及降低环境污染；另据研究证实将薯渣与秸秆等农副产品混合处理可以增加乳酸含量，降低氨态氮/总氮^[7]。目前在青贮制作中添加青贮微生物制剂提高其发酵品质已经得到普遍应用^[8]。综上所述，前人对薯渣的研究主要集中在与禾本科秸秆类饲料混贮和瘤胃发酵指标等方面的研究，关于不同微生物制剂处理对薯渣与豆科秸秆类秸秆混贮发酵效果的研究未见报道。由于薯渣和大豆秸秆本身乳酸菌附着量很少且活性低，同时附着大量的腐败菌、霉菌等有害菌，发酵过程中需补充乳酸菌快速繁殖以保证混合发酵饲料的品质^[9]。我国东北地区大豆秸秆丰富，但尚未得到很好的饲用。本试验旨在选取4种不同复合微生物制剂，将薯渣与揉碎后的大豆秸秆进行混贮，从感官评定、发酵品质、营养品质、有氧稳定性和瘤胃降解率等方面研究不同复合微生物制剂对薯渣与大豆秸秆混贮品质的影响，为薯渣和大豆秸秆合理饲用提供理论依据和技术指导。

1 材料与方法 1.1 试验材料

薯渣来源于黑龙江省农垦二龙山农场，大豆秸秆来源于四方山农场，其营养成分见表 1。

本试验选用的4种生产中常用的复合微生物制剂组成见表 2。微生物制剂1用量：按每吨加100 mL计算，添加量为20 mL，用时先按1:10稀释；微生物制剂2用量：按每吨添加植物乳杆菌5 g计算，添加量为0.2 g；微生物制剂3用量：按每吨青贮料添加乳酸菌2 g、拉巴克斯有机酸盐100 g计算，添加量为0.2 g乳酸菌+10 g有机酸盐；微生物制剂4用量：按每吨青贮料添加20 g计算，添加量为1 g。

1.2 试验设计及制作

试验于2016年10月至12月进行。将大豆秸秆揉丝切短1~2 cm，再与鲜薯渣混合调制，控制混贮后的含水量在70%左右，薯渣和大豆秸秆的混贮比例为1:3，采用单因素试验设计，分别设置对照组(不含微生物制剂)及试验1、2、3和4组(分别添加微生物制剂1、2、3、4)，每组3个重复，混匀后分别装入10 L的塑料桶，做好标记，层层压实后密封，在室温(15±2) ℃条件下避光贮存60 d，再取样进行测定分析。

1.3 检测指标 1.3.1 现场感官评定和发酵品质的测定

在混贮第60天开桶取样，依据德国农业协会(DLG)评分法，根据嗅觉、质地、色泽3项进行感官评定。

每个样品称取20 g，加180 mL去离子水，置于4 ℃冰箱中浸提24 h，经双层纱布和滤纸过滤后的滤液用于pH及氨态氮、乳酸、乙酸、丙酸和丁酸含量的测定^[10]。

1.3.2 营养成分的测定

参照张丽英^[11]《饲料分析及饲料质量检测技术》测定发酵饲料的DM、CP、粗灰分(Ash)、NDF、ADF含量。采用蒽酮-硫酸比色法^[11]测定可溶性碳水化合物(WSC)含量；采用硫酸蒽铜法^[12]测定淀粉含量。

按照混贮前后重量和DM含量计算干物质损失率(DML)：

1.3.3 有氧稳定性的测定

贮存第60天时塑料桶打开后，将薯渣混贮饲料混合均匀，用“四分法”每个样品取300 g左右放在塑料密封袋中，将密封袋装满，每2 h用温度计测定1次混贮饲料中心的温度，直至样品温度超过环境温度2 ℃时为止，具体根据文献[10]的方法进行。

1.3.4 瘤胃降解率的测定

选择3头年龄、体重相近的安装永久瘤胃瘘管阉牛，平均体重为600 kg，提供1.3倍维持需要，饲粮精粗比为50:50，试验牛每日08:00和18:00各饲喂1次，自由饮水。试验牛每天饲喂全混合日粮，其组成及营养水平参考文献[10]。准确称取5 g不同组的薯渣混贮饲料装入已知重量的12 cm×17 cm尼龙袋中并标号，每个样品每头牛做3个平行，置瘤胃内48 h后取出并用自来水洗净，65 ℃烘至恒重并记录，测定残渣中CP、NDF、ADF和淀粉含量，并计算各营养物质的48 h瘤胃降解率^[10]：

式中：A为待测饲料的某种营养物质的48 h瘤胃降解率(%)；B为待测样品中该种营养成分含量(g)；C为待测样品尼龙袋残渣中该种营养成分含量(g)。

1.3.5 霉菌毒素含量的测定

样品在测定前密封保存于-20 ℃冰箱，待测霉菌毒素含量。采用酶联免疫吸附测定(ELISA)法检测霉菌毒素的含量，按试剂盒(购自中生北控生物股份有限公司)提供的方法进行测定。抗体结合蛋白预先包被在微板孔上，加入含有霉菌毒素的样品液或标品液、霉菌毒素过氧化物酶结合物及霉菌毒素抗体。霉菌毒素过氧化物酶结合物及霉菌毒素抗体会竞争结合到有限的抗体位点上，同时霉菌毒素抗体会与微板孔上的抗体相结合。室温下反应10 min，洗涤除去未结合的部分，加入显色液反应10 min，孔液变成蓝色。再加入终止液，孔液会从蓝色变成黄色，在酶标仪450 nm下，测取每孔吸光值。霉菌毒素的含量与吸光值呈负相关。

1.4 数据处理与分析

采用SPSS 19.0软件对试验数据进行单因子方差分析(one-way ANOVA)，并用LSD法对各组进行多重比较，结果用“平均值±标准误”表示，P < 0.05为差异显著，P < 0.01为差异极显著。

2 结果与分析 2.1 不同复合微生物制剂对薯渣与大豆秸秆混贮饲料感官评定的影响

由表 3可见，混贮60 d后所有复合微生物制剂组均未发生霉变现象，颜色均呈淡黄色，有浓郁的酸香气味，质地松散不黏手，混贮饲料的结构均保持良好，烘干后成淡褐色。从整体结果来看，对照组及各复合微生物制剂组的混贮饲料在感官评定上无明显差异，感官评定均为一级优良。

2.2 不同复合微生物制剂对薯渣与大豆秸秆混贮饲料发酵品质的影响

由表 4可知，混贮60 d后，各组pH均在4.50以下，其中试验2组极显著低于对照组(P < 0.01)，而其他3个复合微生物制剂组与对照相比差异均不显著(P>0.05)；各组有机酸含量均以乳酸含量最高，各复合微生物制剂组乳酸含量均高于对照组，其中试验2组的乳酸含量最高，为3.06%，比对照组高2.76倍(P < 0.01)，试验1、3和4组的乳酸含量分别较对照组提高47.74%、51.35%和46.85%(P>0.05)；各组间乙酸含量无显著差异(P>0.05)，除试验3组外，其他组较对照组均有升高趋势，以试验2组乙酸含量最高；试验1和2组的丙酸含量与对照组相比分别降低了7.69%(P < 0.05)和20.51%(P < 0.01)，而试验3和4组的丙酸含量与对照组相比分别提高了10.26%和25.46%(P < 0.01)；各组均未检测出丁酸。与对照组相比，各复合微生物制剂组氨态氮/总氮分别比对照组降低5.24%、10.89%、0.40%和10.48%(P>0.05)。

2.3 不同复合微生物制剂对薯渣与大豆秸秆混贮饲料营养价值的影响

由表 5可知，各复合微生物制剂组的DM、CP含量呈现一致的变化趋势，均高于对照组，其中各复合微生物制剂组的DM含量分别比对照组提高1.35%、1.64%、1.32%和1.38%(P>0.05)，CP含量比对照组分别提高2.07%、3.34%、0.18%和2.64%(P>0.05)；与对照组相比，各复合微生物制剂组WSC含量分别降低18.97%、16.81%、19.40%和23.71%(P < 0.01)；NDF和ADF含量各复合微生物制剂组与对照相比均呈下降趋势，但差异不显著(P>0.05)，各复合微生物制剂组的NDF含量较对照组分别降低0.29%、4.04%、1.62%和0.97%(P>0.05)，各复合微生物制剂组的ADF含量较对照组分别降低2.93%、4.00%、3.25%和3.80%(P>0.05)；各复合微生物制剂组的淀粉含量较对照组分别降低10.23%(P>0.05)、10.83%(P>0.05)、21.73%(P < 0.01)、28.84%(P < 0.01)；各组间的干物质损失率差异不显著(P>0.05)。

2.4 不同复合微生物制剂对薯渣与大豆秸秆混贮饲料有氧稳定性的影响

由图 1可知，各复合微生物制剂组有氧稳定性均优于对照组，各复合微生物制剂组的混贮饲料暴露于空气后，温度上升到高于环境2 ℃所需要的小时数即有氧稳定性，各复合微生物制剂组比对照组分别延长了24、46、20、10 h(P < 0.01)。和对照组相比，除试验4组差异显著(P＜0.05)外，其他各组均达到极显著水平(P < 0.01)。添加微生物制剂在一定程度上均可改善薯渣混贮饲料的有氧稳定性，其中以试验2组最佳。

2.5 不同复合微生物制剂对薯渣与大豆秸秆混贮饲料养分48 h瘤胃降解率的影响

由表 6可知，试验1、2、3和4组的DM瘤胃降解率分别比对照组提高11.05%、24.36%、9.85%和12.71%(P < 0.01)；各复合微生物制剂组的CP瘤胃降解率分别比对照组提高3.24%(P>0.05)、3.87%(P < 0.05)、3.08%(P>0.05)和0.80%(P>0.05)；试验2组的NDF瘤胃降解率最高，极显著高于对照组(P < 0.01)，且显著高于试验4组(P < 0.05)，但与试验2和3组的NDF瘤胃降解率差异不显著(P>0.05)；ADF瘤胃降解率各复合微生物制剂组均高于对照组，其中以试验2组的ADF瘤胃降解率最高，达39.25%，显著高于对照组(P < 0.05)，和对照组相比，试验1、3和4组的ADF瘤胃降解率比对照组分别提高9.04%、5.78%和3.00%(P>0.05)。试验3组的淀粉瘤胃降解率与对照组无显著差异(P>0.05)，试验1、2和4组的淀粉瘤胃降解率分别较对照组提高2.42%、3.34%和2.94%(P < 0.01)。

2.6 不同复合微生物制剂对薯渣与大豆秸秆混贮饲料霉菌毒素含量的影响

由表 7可知，霉菌毒素含量各组间无显著差异(P>0.05)，混贮饲料质量良好，均没有被霉菌污染现象。

3 讨论 3.1 不同复合微生物制剂对薯渣与大豆秸秆混贮饲料感官评定的影响

一般来说，发酵品质好的混贮饲料，其颜色接近原料的颜色，并具有轻微的酸味和水果香味；若发生异常发酵，则有腐烂臭味，说明压得不实，有空气进入，产生了丁酸^[13]。在本试验中，采用DLG评分法对薯渣与大豆秸秆混贮饲料进行感官评定，从气味、色泽和质地来看，各复合微生物制剂组得分均在16~17分，发酵后颜色与原料相似呈淡黄色，散发香味，质地松软，无黏手现象，无霉变情况发生，结果表明将薯渣与揉碎后的大豆秸秆混贮发酵可以获得理想的混贮饲料。这与夏宇^[7]研究的结果相一致。而与李秀花等^[14]研究杏渣混贮发酵结果不同，可能与原料种类和试验环境不一致有关。

3.2 不同复合微生物制剂对薯渣与大豆秸秆混贮饲料发酵品质的影响

pH是决定发酵饲料是否成功的关键性因素之一。试验采用的复合微生物制剂均属于发酵促进剂，可以促进发酵初期乳酸的产生，迅速降低pH，抑制一些腐败菌对营养物质的分解，从而提高混贮饲料的发酵品质。发酵品质好的饲料，其乳酸含量就高，说明混贮过程中乳酸菌发酵占优势^[15]。本试验中，试验2组的乳酸含量最高，致使迅速降低混贮体系的pH，抑制了不良微生物的发酵。以往研究也表明植物乳杆菌可增加发酵过程中有效活菌种数量，促进乳酸发酵^[16]，快速降低pH，提高其发酵品质。其他3个试验组中均包含有乳酸菌菌种，它们能够在发酵过程中有效地促进乳酸菌群的扩大，使乳酸菌在微生物菌群中占优势，迅速提高乳酸的比例，改善发酵品质。乙酸能够有效地抑制酵母菌和霉菌的生长繁殖，除试验3组外，其他试验组的乙酸含量均高于对照组，可能是由于添加了微生物制剂后能够使得混贮快速进入厌氧发酵期，乳酸菌快速繁殖，为乙酸前期的生成提供条件。试验1、2组的丙酸含量下降就是由于乳酸菌占优势的结果，而试验3、4组的丙酸含量增加，可能与发酵过程中丙酸生成菌增多有关。丁酸含量在本试验中均未检测到，表明薯渣与大豆秸秆混贮具有良好的发酵品质，这可能与发酵温度和pH有关系，乳酸菌的适宜发酵温度一般在19~37 ℃^[17]。适宜丁酸菌发酵的最适温度条件为37 ℃和pH为7。混贮饲料在发酵过程中由于蛋白质和氨基酸降解会产生氨态氮，其氨态氮含量的高低是衡量发酵质量好坏的指标之一。有报道表明，优质混贮饲料的氨态氮/总氮应该低于10%^[18]。本研究中，混贮60 d后，所有组的氨态氮/总氮均在5以下，可能的原因是由于微生物制剂的添加使得乳酸菌等有益微生物在前期迅速繁殖占据主导地位，迅速降低pH，抑制有害微生物对蛋白质和氨基酸的分解，进而减少了营养物质的损失。

3.3 不同复合微生物制剂对薯渣与大豆秸秆混贮饲料营养品质的影响

干物质损失率是评价混贮饲料营养损失的主要指标，在保证色泽、气味和结构较好的前提下，干物质损失率越低，表明混贮发酵过程中营养物质的损失越少^[19]。本试验结果表明，复合微生物制剂均可以降低混贮饲料的干物质损失率，其原因是微生物制剂的使用可以促进乳酸发酵，迅速降低pH，减少有害菌的增殖，从而减少了混贮营养物质的消耗。为保证乳酸菌的正常活动，需要保证充足的WSC，它决定了乳酸菌能否快速发酵生成乳酸以降低pH^[20]。王力生等^[21]在研究微生物制剂对笋壳影响中发现，各微生物组的WSC含量均有下降趋势，表明微生物的发酵需要消耗一定量的WSC，这与本研究结果一致。本试验中以对照组WSC含量最高，为2.32%，各复合微生物制剂组的WSC含量均有下降的趋势，这是由于在厌氧状态下WSC是乳酸菌的主要发酵产物，乳酸菌将WSC作为能量来源转化为有机酸，主要是乳酸，从而使WSC含量显著下降。NDF和ADF是反映粗饲料品质的主要指标，ADF含量与动物对养分的消化率呈负相关性^[22]。本试验中各复合微生物制剂组的NDF和ADF的含量较对照组稍有降低，可能与混贮过程中缺乏降解NDF的纤维素酶有关，不能为乳酸菌提供充足的发酵底物，这与邵新庆等^[23]研究结果一致。另外，乳酸菌+纤维素酶复合处理青贮饲料具有正组合效应，可使饲料中半纤维素和NDF含量降低。本研究中，试验3、4组的NDF含量与对照组和试验1组相比略有降低，这可能与纤维素酶类活性有关；但未含纤维素酶类的试验2组的NDF含量略低于试验3、4组的原因尚不清楚，尽管试验2组的乳酸菌含量为试验3、4组的2倍，但乳酸菌不具备分解纤维素的酶系统，这种差异也可能是测定误差所致。

一般在发酵过程中，WSC会大量损失，除此之外其他不溶的碳水化合物，像淀粉等也会发生损失。关于淀粉降解机理的研究表明，刚开始发酵时，由于容器内残留氧气的存在，附着在原料上的好氧微生物等强烈活动、繁殖，大量分泌淀粉酶，与植物酶一起使淀粉发生降解。常见的乳酸菌种不具备分解淀粉的能力^[24]。然而，Comino等^[25]研究发现在接种布氏乳杆菌和干酪乳杆菌的玉米青贮中淀粉含量显著降低，这与本试验结果一致，本试验中各复合微生物制剂组的淀粉含量均低于对照组。关于添加微生物混贮发酵过程中淀粉降解机理尚待进一步研究。

3.4 不同复合微生物制剂对薯渣与大豆秸秆混贮饲料有氧稳定性的影响

有氧稳定性是评价饲料价值的重要指标，Ranjit等^[26]指出当混贮饲料暴露于空气中，厌氧环境立即被破坏，有害微生物以发酵产物(如乳酸)和WSC为底物，生成二氧化碳和水，释放能量，增加了营养成分的损失。本试验中，4个试验组都显著提高了薯渣混贮饲料的有氧稳定性，但处理效果各有差异，试验1组为3种有益菌复合而成的高活性多菌种复合液，它可以在混贮饲料内部进行生化反应，并在表面形成有一定的隔离空气作用的保护膜，在加强有氧稳定性方面效果显著，保持了薯渣混贮的有氧稳定性^[27]；本试验中，试验2组添加植物乳杆菌比对照组有氧稳定时间提高了46 h，主要是因为植物乳杆菌能够产生乳酸和乳酸菌素，使pH降低，而乳酸菌素还是一种生物防腐剂，可避免饲料变质^[23]。此外，微生物制剂里不同菌种成分相互协同取长补短，提高了作用效果^[28]；试验3组添加戊糖片球菌、布氏乳杆菌的有氧稳定时间为118 h，这可能是经微生物制剂处理后pH保持在一个较低水平，抑制了其中的细菌和真菌，减少了它们对乳酸和糖的分解产热，从而延长了混贮饲料的保存时间。以往也有研究表明单独添加布氏乳杆菌或与戊糖片球菌联合添加的有氧稳定性时间为136 h^[29]，其发酵品质较好。

3.5 不同复合微生物制剂对薯渣与大豆秸秆混贮饲料DM及营养物质48 h降解率的影响

粗饲料DM 48 h瘤胃降解率是评价饲料可消化性的重要指标之一。刘大林等^[30]报道，粗饲料的CP含量高，有助于促进微生物的生长和繁殖，提高粗饲料在瘤胃中的降解率。本试验中各复合微生物制剂组的DM和CP瘤胃降解率均高于对照组，说明发酵后的混贮饲料在瘤胃中能被较好地降解利用。各复合微生物制剂组的NDF、ADF瘤胃降解率均高于对照组，可能是在微生物作用下，细胞壁结构松动，底物易于被微生物利用，利于纤维素的降解，通过微生物制剂的处理可以改变原料纤维类成分的相对比值，从而有效提高混贮饲料的NDF和ADF瘤胃降解率^[31]。大多数利用尼龙袋法测定饲料淀粉瘤胃降解率的研究结果表明，经瘤胃48 h处理后，所得饲料淀粉中不可降解部分所占比例为3%，这是目前各种报道中的最高值^[32]。本研究中各复合微生物制剂组的淀粉瘤胃降解率在95%~98%，其中以试验2组最高，这预示着饲料中几乎所有的淀粉都在瘤胃中被降解，这与Herrera-Saldana等^[32]研究结果相似。

3.6 不同复合微生物制剂对薯渣与大豆秸秆混贮饲料霉菌毒素含量的影响

霉菌毒素是由真菌产生的有毒有害的次生代谢产物，这些化合物通常在有氧的情况下，由霉菌生长产生^[33]。据报道，混贮中有复杂的产毒菌种^[34]，在混贮饲料中有许多重要的产毒真菌，主要包括黄曲霉毒素(特别是黄曲霉毒素B₁)、脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)和赭曲霉毒素(OTA)等。Eckard等^[35]对20份瑞士青贮玉米样品进行分析，在每份样品中均发现了DON(780~2 990 μg/kg)，其余的还有T-2毒素、伏马毒素(FBs)。Acosta等^[36]报道，霉菌即使在厌氧或低氧条件下可以生长，但在厌氧条件可大量减少真菌的生长和霉菌毒素的形成。混贮饲料中真菌含量是用于评估饲料卫生质量的方法，基于此，GB 13078—2017中所规定的泌乳期奶牛精料补充料的黄曲霉毒素B₁最大允许量为10 μg/kg，本试验结果表明，使用微生物制剂能有效抑制混贮中霉菌的增殖，符合饲料卫生标准要求。

4 结论

本试验条件下，经发酵处理后，薯渣混贮饲料质地松软，呈酸香味，无黏手现象，试验2组对薯渣与豆秸混贮饲料的发酵品质有明显的改善作用，处理效果最好。