天然草地牧草是草食家畜的重要饲草来源,是草地畜牧业安全、绿色发展的重要保障。青贮可有效保存天然草地牧草中的营养成分,提高利用效率,提升天然草地生产能力和生态保障能力。当青贮发酵因原料中乳酸菌数量或活性不足而受到影响时,可通过乳酸菌添加剂扩大青贮中乳酸菌群体,改善青贮饲料品质。天然草地牧草是混合草群,植物群落结构较为复杂,乳酸菌及其他微生物数量和种类的分布格局随植物群落、大区域时间和空间尺的变化而存在较大差异,调制优质青贮饲料难度较大。目前关于天然草地牧草青贮发酵机理和青贮微生物群落结构演替的研究还不够深入,相互作用关系尚不明确。同时,针对天然草地牧草青贮的专用乳酸菌添加剂尚属空白。因此,本研究以内蒙古地区草甸草原和典型草原天然草地牧草为研究对象,探究其青贮发酵过程中营养品质、发酵品质及可培养微生物数量的动态变化规律,结合青贮微生物群落演替特征,解析天然草地牧草青贮发酵机理,探讨微生物群落与青贮发酵品质的相关关系。在此基础上,通过对天然草地牧草及其青贮饲料源乳酸菌的特性研究和添加应用青贮试验,从乳酸菌和其他微生物群落、营养品质及发酵品质水平,筛选得到适宜高寒地区天然草地牧草青贮添加的乳酸菌。本研究旨在为天然草地牧草青贮饲料品质提升和开发利用提供技术支撑和理论依据。主要研究内容和结果如下:1.系统分析草甸草原和典型草原天然草地牧草青贮发酵进程中营养品质、发酵品质及可培养微生物数量的变化特征,发现动态变化趋势基本保持一致:随青贮发酵时间延续,酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量逐渐降低,差异显著,青贮饲料适口性和利用率得到改善;青贮p H值显著降低,乳酸含量及乳酸/乙酸显著升高,延长青贮饲料保存时间;青贮后已检测不到霉菌存在,大肠菌群的生命活动受到抑制,降低不良微生物危害家畜机体健康的风险。对上述结果进行双因素多重生化指标比较分析发现,青贮发酵时间是影响天然草地牧草青贮饲料发酵品质的关键因素。2.利用Illumina Mi Seq测序技术,通过微生物群落结构演替评价青贮发酵进程,分析天然草地牧草青贮饲料中微生物丰富度、多样性及群落组成和数量随时间变化特征,发现青贮重新构建了草甸草原和典型草原天然草地牧草微生物群落结构:细菌群落多样性和丰富度随青贮发酵进程推进呈下降趋势,青贮后Pantoea相对丰富度降低至不足1.00%,Enterococcus、Leuconostoc、Pediococcus和Lactobacillus成为优势细菌菌群;真菌群落多样性和丰富度同样随青贮发酵时间延续表现出下降趋势,Filobasidium、Alternaria和Mycosphaeralla等有害真菌相对丰富度逐渐降低,营养品质和发酵品质得以改善。斯皮尔曼关联分析提示,天然草地牧草青贮饲料中细菌群落结构的改变可能导致真菌群落结构发生变化。3.从天然草地牧草及其青贮饲料中分离筛选得到乳酸菌21株,依据生理生化和生长繁殖特性及碳源利用特征进一步筛选得到9株优良乳酸菌菌株。其中,植物乳杆菌菌株XM2产酸能力和生长繁殖能力强,耐受性良好;格氏乳球菌菌株925可利用碳源种类多,适应范围广。乳酸菌菌株XM2和925在天然草地牧草青贮中的作用值得进一步研究。4.运用非培养法分析添加本研究所筛选的乳酸菌对天然草地牧草青贮饲料发酵和细菌群落的影响,结果表明添加乳酸菌改变了天然草地牧草青贮饲料中细菌群落结构:Lactobacillus、Pediococcus、Lactococcus、Weissella、Leucanostoc和Enterococcus是细菌群落中占主要优势的属,其中Lactobacillus是决定青贮饲料品质的关键微生物。5.通过本研究筛选乳酸菌的特性研究及其添加应用青贮试验,探究乳酸菌对天然草地牧草青贮饲料品质和可培养微生物数量的影响,发现菌株265,867和XM2可有效改善典型草原天然草地牧草青贮饲料品质;菌株XM2,162和880可有效改善草甸草原天然草地牧草青贮饲料品质;以上乳酸菌菌株均可作为天然草地牧草专用青贮添加剂进一步开发利用。