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本研究通过体外模拟瘤胃发酵技术,探讨酵母培养物(Yeast culture,YC)对不同饲料类型瘤胃发酵的影响,分析酵母培养物对瘤胃发酵类型、微生物蛋白产量的变化,同时利用荧光定量PCR技术分析检测瘤胃微生态主要菌群的变化,从瘤胃微生物角度分析YC的作用机理。
实验一酵母培养物对单一粗饲料瘤胃发酵的影响通过体外发酵研究不同水平(0,1,2和3 g/L)的YC对我国四种单一粗饲料(稻草、玉米秸、青贮玉米、全株青贮玉米)瘤胃发酵的影响。瘤胃液采自饲喂日粮精粗比为50∶50的瘘管湖羊。在培养12,24和48h时分别测定pH,氨态氮(NH3-N)、挥发性脂肪酸(VFA)和微生物蛋白(MCP)的浓度,并测定24h时的瘤胃微生物菌群数量。试验结果表明,添加YC使瘤胃pH值总体都有所降低,但都在正常范围内(6.53~6.96)变动。YC的添加除个别点对NH3-N浓度有显著增加或降低外(P<0.05),总体上都没有显著影响(P>0.05)。以稻草和青贮玉米为底物,添加YC量为2g/L时产气量达到最高值;而玉米秸和全株青贮玉米者在YC添加量为1g/L时产气量最高。稻草在24h YC添加量为1和2g/L时,总VFA浓度有增加趋势(P>0.05);而全株青贮玉米、青贮玉米和玉米秸分别在YC添加量为1g/L、1或2g/L和1g/L时总VFA浓度显著增加(P<0.05)。乙酸、丙酸和丁酸浓度的变化趋势和总挥发性脂肪酸的变化一致。稻草在24h时,MCP浓度随着YC的添加而显著增加(P<0.05);玉米秸在12h YC添加量为3g/L时,MCP浓度显著升高(P<0.05);青贮玉米除24h添加YC对MCP浓度影响不显著外(P>0.05),其余总体上都显著增加(P<0.05);全株玉米青贮在12h YC添加量为2 g/L时MCP浓度显著增加(P<0.05),而24h YC添加量为1g/L时MCP浓度最高(P<0.05)。对于真菌数量的影响,除青贮玉米外,其余三种粗饲料在YC添加量为1g/L时均显著增加(P<0.05)。此外,添加YC对产琥珀酸丝状杆菌、黄化瘤胃球菌和白色瘤胃球菌的数量也有不同程度的影响。尽管最佳YC添加量取决于底物成分和培养时间,但本实验显示添加YC量为1和2g/L时,VFA和MCP浓度增加,这可能是因为添加YC能够稳定瘤胃pH和增加真菌数量,从而提高低质粗饲料利用率。
实验二酵母培养物对混合饲粮瘤胃发酵的影响通过3×3体外发酵研究不同水平(0,1和2g/L)的YC对三种混合饲粮(CSC玉米∶豆粕∶玉米秸=33∶22∶45; CSCC玉米∶豆粕∶玉米秸∶青贮玉米=33∶22∶22.5∶22.5; CSCCA玉米∶豆粕∶玉米秸∶玉米秸青贮∶苜蓿=33∶22∶19∶21∶5)瘤胃发酵的影响。在培养12和24h时测定pH, NH3-N、VFA和MCP的浓度,并测定24h时的瘤胃微生物菌群数量及DM和NDF消失率。研究发现,添加YC使瘤胃pH值降低,但都在正常的范围内(6.32~6.44)波动。饲粮因素对产气量、产气速率、DM和NDF消失率、总VFA浓度、NH3-N浓度、原虫、产琥珀酸丝状杆菌、白色瘤胃球菌和黄化瘤胃球菌数量均有显著影响(P<0.05),而对潜在产气量、MCP浓度和真菌的数量没有显著影响(P>0.05)。产气量和潜在产气量随着YC的添加而显著降低(P<0.01)。产气速率随着YC的添加而显著升高(P<0.01),且和饲粮因素存在显著的互作效应(P<0.01)。添加YC对DM和NDF消失率有显著影响(P<0.01),且随着YC的添加DM和NDF消失率升高。同时,饲粮因素和YC在NDF消失率上存在显著的互作效应(P<0.01)。总VFA浓度随着YC的添加而显著升高(P<0.01)。在培养12和24h时,乙酸浓度显著下降(P<0.01),丙酸浓度显著升高(P<0.01)。因此,导致了乙酸、丙酸的比例显著降低(P<0.01)。 NH3-N浓度随着YC的添加而显著降低(P<0.01),且和饲粮因素存在显著的互作效应(P<0.01)。与NH3-N浓度变化相反,MCP浓度随着YC的添加而显著升高(P<0.01)。实验中发现CSC组当YC添加量为1g/L时,真菌的数量显著增加(P<0.05),而且真菌数量受YC添加水平发生显著变化(P<0.01)。白色瘤胃球菌数量也随YC的添加而显著增加(P<0.01),同时和饲粮因素还存在显著的互作效应(P<0.01)。试验中还发现,添加YC对原虫、产琥珀酸丝状杆菌和黄化瘤胃球菌数量影响不显著(P>0.05)。
综上所述,添加YC后能够改变瘤胃发酵模式,增加微生物数量尤其是真菌数量,利于MCP的合成,且粗饲料DM和NDF消化率提高。