复合微生物制剂对反刍动物瘤胃调控的影响.pdf

2023年第年第年第年第9期期期期（总第总第总第总第314期期期期）试验研究试验研究试验研究试验研究 13 复合微生物制剂对反刍动物瘤胃调控的影响 王 诚1，丁博群1，王 玲1，董桂红1，翟桂玉2，王 杰3（1.山东健源生物科技有限公司，山东 泰安 271000；2.山东省畜牧总站，山东 济南；3.山东省青岛市即墨区农业农村局，山东 青岛）摘要：本研究以荷斯坦奶牛为试验动物，旨在研究酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、屎肠球菌制备的复合微生物制剂对反刍动物瘤胃调控的影响。本试验选取健康荷斯坦奶牛70只（体重为600 kg左右且泌乳期在60 d左右），随机分为7组，每组10个重复，其中1组为对照组，饲喂含有豆渣-橘皮酶解物全混合日粮，试验组在此基础上分别饲喂酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、屎肠球菌单菌株制剂和不同配比的复合微生物制剂，预试期10 d，试验期20 d，分别测定各试验组产奶情况、挥发性脂肪酸和氨态氮含量。结果表明，饲粮中补充酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、屎肠球菌的复合微生物制剂可以显著提高荷斯坦奶牛产奶量和乳蛋白率，显著降低瘤胃中乙酸、丁酸浓度并显著增加丙酸浓度，且显著降低乙酸/丙酸值（P0.05），并能够有效改善以荷斯坦奶牛为例的反刍动物瘤胃调控，使瘤胃发酵向丙酸型发酵转变，改善瘤胃代谢水平，提高反刍动物的生产性能。关键词：复合微生物制剂；瘤胃调控；产奶情况；挥发性脂肪酸；氨态氮 中图分类号：S816 文献标识码：A 文章编号：1007-1733（2023）09-0013-05 瘤胃是饲料在反刍动物体内发酵反应的场所，反刍动物日常营养能量的供给大多来源于瘤胃发酵的终产物，因此通过瘤胃发酵调控来提高反刍动物的生产性能和对饲料的吸收利用率，成为研究热点。随着人们对抗生素残留及抗药性问题的认识逐步加深，微生物制剂以其安全无害、绿色环保、有利于动物机体健康等优势进入研究者和生产者的视野。农业部发布的饲料添加剂品种目录（2013）中允许应用于养殖动物饲料的微生物有枯草芽孢杆菌、屎肠球菌、植物乳杆菌、乳酸片球菌、酿酒酵母、沼泽红假单胞菌等1。目前，对枯草芽孢杆菌在反刍动物瘤胃调控中研究较多，屎肠球菌研究相对较少，酿酒酵母菌更多的是将其发酵培养物应用于瘤胃调控的研究。Sun等2研究表明，纳豆枯草芽孢杆菌的添加可显著增加奶牛产奶量、乳脂量、乳蛋白量、乳糖产量，影响奶牛瘤胃中乙酸、丙酸含量。周旭森3研究发现，在母羊日粮中补充0.5%活性酿酒酵母，与对照组相比，显著降低了母羊瘤胃中氨态氮的浓度。胡良宇等4在荷斯坦奶牛日粮中补充屎肠球菌，结果表明提高了奶牛的泌乳量、总蛋白含量，有利于乳品质的改善。白天天等5对绵羊添加60 d屎肠球菌和枯草芽孢杆菌复合菌剂，结果表明可以降低绵羊瘤胃中乙酸/丙酸的值。虽然酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、屎肠球菌分别在反刍动物养殖中有较多相关研究，但是对于三种菌复合应用于反刍动物养殖的研究很少。与单菌株相比，复合微生物制剂往往作用效果更明显，综合性能更强，更具有优势。何宗均等6研究表明，复合菌在促进有机物料腐熟及除臭方面效果优于单菌株。邹函峪等7研究表明，与单一菌制剂相比，凝结芽孢杆菌和丁酸梭菌复合菌制剂更有利于促进樱桃谷鸭的生长性能，提高免疫力，维护肠道菌群结构。郑玮才等8研究表明，相较于单菌株饲喂，酿酒酵母和地衣芽孢杆菌组合饲喂改善绵羊瘤胃发酵效果更佳。因此，本研究以荷斯坦奶牛为试验样本，开展酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、屎肠球菌及其不同比例添加量的复合微生物制剂分别对荷斯坦奶山东畜牧兽医山东畜牧兽医山东畜牧兽医山东畜牧兽医 2023年第年第年第年第44卷卷卷卷 14 牛产奶情况、瘤胃中氨态氮及挥发性脂肪酸含量影响的测定，以期为反刍动物的瘤胃调控及生产性能的改善提供一定的科学参考。1 材料与方法 1.1 材料 1.1.1 试验菌株 本试验选取的试验菌株分别为酿酒酵母菌CCTCC M2016460购自中国典型培养物保藏中心，PDA培养基30、120 r/min震荡培养至菌液浓度达2108 CFU/mL；枯草芽孢杆菌CICC 10732购自中国工业微生物菌种保藏管理中心，LB培养基37、165 r/min震荡培养至菌浓度达2108 CFU/mL；屎肠球菌CICC 20430购自中国工业微生物菌种保藏管理中心，MRS培养基37 静置培养至菌液浓度达2108 CFU/mL。1.1.2 试验设备 MILKYWAY-S快速乳成分分析仪、722型分光光度计、日本岛津GC-7A气相色谱仪。1.2 方法 1.2.1 试验动物及饲喂 本试验在山东省泰安市某牧场进行。选择体重为600 kg左右且泌乳期在60 d左右的健康荷斯坦奶牛70只，随机分为7组，其中1组为对照组，6组为试验组，每组10头牛，散养，自由采食饮水，牛舍定时打扫，每日饲喂两次，对照组与试验组均饲喂含有豆渣-橘皮酶解物的全混合日粮，其组成和营养水平见表1，试验组在此基础上按照表2补充菌剂。由于相比枯草芽孢杆菌，酿酒酵母菌和屎肠球菌应用于瘤胃调控的文献报道相对较少，因此除三种菌等比例添加外，试验组F2与F3分别提高复合微生物制剂中酿酒酵母菌和屎肠球菌的比例。1.2.2 奶牛产奶情况测定 预试期10 d，试验期20 d，记录各组产奶量数据，计算日平均产奶量值。第20天早（6时）、中（12时）、晚（17时）挤奶，等比例收集混匀，用MILKYWAY-S快速乳成分分析仪检测各重复组牛奶的乳脂率、乳蛋白率。1.2.3 奶牛瘤胃氨态氮和挥发性脂肪酸测定 试验最后1 d，禁食8 h后，从口腔插入倒胃管采集瘤胃液200 mL，使用四层纱布过滤，滤液4 000 r/min离心15 min，取1 mL上清液到样品瓶与4.5 mL 0.2 mol/L的HCl溶液混匀，-20 保存备测氨态氮；取4 mL上清液到样品瓶与1 mL 25%的偏磷酸混匀，备测挥发性脂肪酸。挥发性脂肪酸参考胡红莲等9的测定方法，使用日本岛津GC-7A气相色谱仪进行测定；氨态氮参考王庆红10的测定方法，使用722型分光光度计在波长700 nm条件下进行测定。表1 全混合日粮的组成和营养水平 （%）原料 含量 营养水平 含量 玉米 13.18 粗蛋白质 14.4 麦麸 3.74 中性洗涤纤维 49.2 糖蜜 0.99 酸洗洗涤纤维 30.6 豆粕 3.13 钙 0.6 干酒糟 5.35 磷 0.4 棉籽粕 2.08 玉米纤维饲料 7.42 玉米胚芽粕 4.94 羊草 42.87 玉米青贮 15.8 预混料 0.5 合计 100 注：每千克预混料中含有VA 800 000 IU、VD 700 000 IU、VE 10 000 IU、Fe 1 600 mg、Cu 1 500 mg、Zn 10 000 mg、Mn 3 500 mg、Se 80 mg、I 120 mg、Co 50 mg。表2 不同菌剂的添加量 （mL）组别 酿酒酵母菌 枯草芽孢杆菌 屎肠球菌 对照组-D1 15-D2-15-D3-15 F1 5 5 5 F2 7 4 4 F3 4 4 7 1.2.4 数据处理及统计 试验数据采用Excel 2010进行初步整理计算，IBM SPSS Statistics 21软件进行单因素方差分析以及Duncan法多重比较。2023年第年第年第年第9期期期期（总第总第总第总第314期期期期）试验研究试验研究试验研究试验研究 15 2 结果与分析 2.1 不同菌剂及其复合微生物制剂对奶牛产奶情况的影响 由表3可知，与对照组相比，在荷斯坦奶牛日粮中分别补充酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、屎肠球菌的D1、D2、D3组产奶量、乳脂率、乳蛋白率呈上升趋势，但变化均不显著（P0.05）；分别按照不同比例添加酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、屎肠球菌复合微生物制剂的F1、F2、F3组产奶量、乳蛋白率显著高于对照组和添加单菌株的D1、D2、D3组（P0.05），其中，与对照组相比产奶量分别增加18.68%、18.38%、19.47%，乳蛋白率分别增加8.59%、9.46%、9.17%，乳脂率无显著变化（P0.05）。试验结果表明，在荷斯坦奶牛饲喂中补充酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、屎肠球菌复合微生物制剂有助于提高奶牛的产奶量和乳蛋白率，且效果优于补充单株菌。表3 奶牛产奶情况 组别 产奶量（kg/d）乳脂率（%）乳蛋白率（%）对照组 26.52.5b 3.400.32 3.120.12c D1组 27.51.9b 3.500.31 3.200.16c D2组 28.72.0b 3.550.34 3.260.11bc D3组 28.12.6b 3.480.29 3.210.13c F1组 31.52.7a 3.650.33 3.390.11ab F2组 31.42.3a 3.680.27 3.420.16a F3组 31.73.1a 3.680.21 3.410.21a 注：同列数据肩标无字母或相同字母表示差异不显著（P0.05），不同小写字母表示差异显著（P0.05）。2.2 不同菌剂及其复合微生物制剂对奶牛瘤胃氨态氮和挥发性脂肪酸的影响 由表4可知，与对照组相比，在荷斯坦奶牛饲喂中分别补充酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、屎肠球菌的D1、D2、D3组奶牛瘤胃中丙酸、丁酸、氨态氮含量均无显著差异（P0.05），乙酸含量显著低于对照组（P0.05），分别降低6.38%、7.49%、9.52%，乙酸/丙酸的值与对照组相比显著降低（P0.05）。而与对照组相比，补充酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、屎肠球菌不同配比复合微生物制剂的F1、F2、F3组，乙酸、丁酸、氨态氮的含量以及乙酸/丙酸的值均显著降低（P0.05），丙酸含量显著升高（P0.05），其中 乙 酸 含 量 分 别 降 低17.39%、18.07%、18.67%，丁酸含量分别降低15.12%、15.59%、16.01%，氨 态 氮 含 量 分 别 降 低11.32%、10.90%，11.17%，丙酸含量分别增加5.07%、5.67%、5.18%。值得一提的是，添加复合微生物制剂的F1、F2、F3组乙酸、丁酸、氨态氮含量以及乙酸/丙酸的值与添加单菌株的D1、D2、D3组相比均显著降低（P0.05），丙酸含量显著升高（P0.05）。由此推测，在荷斯坦奶牛的饲喂中补充酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、屎肠球菌复合微生物制剂对瘤胃的调控效果比补充单菌株的效果更明显。表4 瘤胃内挥发性脂肪酸含量和氨态氮含量 组别 乙酸（mmol/L）丙酸（mmol/L）丁酸（mmol/L）乙酸/丙酸 氨态氮（mg/mL）对照组 64.21a 17.89c 13.21a 3.59a 13.54a D1组 60.11b 18.22c 12.81a 3.30b 13.21a D2组 59.40bc 18.37bc 12.54a 3.24b 13.06a D3组 58.10c 18.22c 12.83a 3.19b 13.32a F1组 53.04d 18.80ab 11.21b 2.82c 12.01b F2组 52.61d 18.91a 11.15b 2.78c 12.06b F3组 52.22d 18.82ab 11.10b 2.78c 12.03b 注：同列数据肩标无字母或相同字母表示差异不显著（P0.05），不同小写字母表示差异显著（P0.05）。3 讨论 3.1 不同菌剂及其复合微生物制剂对奶牛产奶情况的影响 在日粮中补充酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、屎肠球菌等益生菌，有利于改善反刍动物胃肠道微生物菌群，维持胃肠道菌群生态平衡，调控瘤胃发酵，增强动物机体免疫力，从而提高动物的生产性能。张彬等11对荷斯坦奶牛日粮补充酿酒酵母50 g/（头d），结果表明，奶牛的产奶量提高了0.59 kg/d，同时改善了乳品质，有助于提高经济收益。Desnoyers等12研究表明，补充酵母菌后奶牛的产奶量增加了1.2 g/kg BW，乳脂含山东畜牧兽医山东畜牧兽医山东畜牧兽医山东畜牧兽医 2023年第年第年第年第44卷卷卷卷 16 量增加趋势不显著（P0.05），对乳蛋白质含量没有影响。Ambriz-Vilchis等13对奶牛三种不同饮食补充活酵母0.8 g/（头d），结果表明对奶牛的产奶量、奶的化学特性等均未产生显著影响。张秉胜等14在泌乳奶牛日粮中补充活菌数1.0108 CFU/g的枯草芽孢杆菌2060 g/（头d）可以达到提高泌乳量、改善乳品质的目的。袁霞等15研究发现，在泌乳中期奶牛饲料中添加60 g/d屎肠球菌可以将泌乳量提高8%。综合上述研究结果发现，奶牛饲料中补充酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌或屎肠球菌大多可以提高奶牛的产奶量并且对乳品质有所改善，但效果均不显著。本试验在荷斯坦奶牛的饲喂中补充酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌或屎肠球菌单菌株时，与上述研究结果相似，表现为产奶量、乳脂率、乳蛋白率均略有增加，但增加不显著。王卫正等16在饲喂基础日粮的基础上对每头荷斯坦泌乳牛补充1 kg/d的酿酒酵母菌与枯草芽孢杆菌的混菌培养物，结果表明，产奶量显著提高1.09 kg/（头d）（P0.05），乳脂率、乳蛋白率增长不显著（P0.05）。Nocek等17在荷斯坦奶牛日粮中以玉米粉做载体补充含有5109 CFU的酵母菌和5109 CFU的屎肠球菌的复合微生物补充剂，结果显示，产奶量显著提高（P0.01），乳脂肪含量、乳蛋白质含量、乳蛋白率变化不显著（P0.05），乳脂率较低。上述研究选用两种菌株混合补充到奶牛日粮中，产奶量均可得到显著提高。本试验中对荷斯坦奶牛饲喂酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、屎肠球菌复合微生物制剂，试验结果表明产奶量显著提升，这与上述研究结果相似，同时乳蛋白率也显著增加，提高了乳品质，这可能是三种菌株相互协同作用的结果。3.2 不同菌剂及其复合微生物制剂对奶牛瘤胃氨态氮和挥发性脂肪酸的影响 挥发性脂肪酸是反刍动物主要的能量来源，主要由瘤胃发酵产生，包括乙酸、丙酸、丁酸等18。Sun等2研究发现饲喂纳豆枯草芽孢杆菌，奶牛瘤胃中乙酸含量、乙酸/丙酸值显著降低（P0.01），丙酸含量显著增加（P0.01）。Liu等19对肉牛饲喂活性干酵母，可以显著提升肉牛瘤胃中丙酸的浓度（P0.01）。本试验中补充酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、屎肠球菌单菌株以及复合微生物制剂的各试验组瘤胃中乙酸的含量均显著降低，补充复合微生物制剂的试验组丙酸含量显著增高，乙酸/丙酸值均显著降低，与上述研究结果相似。乙酸是乳脂合成的前体物质，丙酸可以促进肝葡萄糖生成，提高葡萄糖的供给量，从而通过促进乳糖合成提高泌乳量15。本试验中，在奶牛日粮中补充复合微生物制剂后奶牛瘤胃发酵模式明显向丙酸型发酵模式转变，丙酸含量升高，提升了奶牛的产奶量，这与表3的试验结果相符。氨态氮是反映瘤胃氮代谢水平的重要指标。郑玮才等8在绵羊饲料中补充61010 CFU/kg酿酒酵母和21010 CFU/kg地衣芽孢杆菌可以显著降低绵羊瘤胃中氨态氮的含量（P0.05），而单独补充酿酒酵母和地衣芽孢杆菌的试验组氨态氮降低不显著（P0.05）。本试验结果与之相似，复合微生物制剂相比单菌株菌剂可以更好地促进瘤胃调控，降低氨态氮含量，提高饲料利用率。4 结论 饲粮中补充酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、屎肠球菌的复合微生物制剂可以有效改善以荷斯坦奶牛为例的反刍动物瘤胃调控，降低瘤胃中乙酸、丁酸浓度、增加丙酸浓度，降低乙酸/丙酸值，使瘤胃发酵向丙酸型发酵转变，同时降低了氨态氮浓度，改善瘤胃代谢水平，增加奶牛产奶量和乳蛋白率，提高反刍动物生产性能。参考文献 1 饲料添加剂品种目录（2013）J.中华人民共和国农业部公报,2014,124（1）:61-63.2 Sun P,Wang J Q,Deng L F.Effects of Bacillus subtilis natto on milk production,rumen fermentation and ruminal microbiome of 2023年第年第年第年第9期期期期（总第总第总第总第314期期期期）试验研究试验研究试验研究试验研究 17 dairy cowsJ.Animal,2013,7（2）:216-222.3 周旭森.全混合日粮中添加酵母及乳糖对母羊生长性能、血清指标及瘤胃发酵的影响D.呼和浩特:内蒙古农业大学,2021.4 胡良宇,袁霞,王梦芝,等.屎肠球菌制剂对泌乳中期奶牛泌乳性能和乳体细胞分类的影响J.饲料工业,2017,38（9）:55-60.5 白天天,崔浩然,赵林波,等.添加屎肠球菌、枯草芽孢杆菌及其复合菌对绵羊生长性能、养分表观消化率、瘤胃发酵指标和瘤胃微生物区系的影响J.动物营养学报,2022,34（8）:5190-5205.6 何宗均,梁海恬,李峰.单菌株与复合菌对有机物料腐熟性能的影响J.安徽农业科学,2017,45（5）:45-46,91.7 邹函峪,王宝维,张名爱,等.凝结芽孢杆菌和丁酸梭菌对肉鸭生长性能、屠宰性能、血清生化指标及肠道健康的影响J.动物营养学报,2023,35（5）:3025-3040.8 郑玮才,郝小燕,张宏祥,等.饲粮添加酿酒酵母和地衣芽孢杆菌对绵羊生长性能与瘤胃发酵的影响J.中国农业科学,2020,53（16）:3385-3393.9 胡红莲,卢德勋,刘大程,等.日粮不同NFC/NDF比对奶山羊瘤胃pH值、挥发性脂肪酸及乳酸含量的影响J.畜牧与饲料科学,2011,32（Z1）:41-46.10 王庆红.不同类型内蒙古白绒山羊瘤胃甲烷菌数量及多样性比较研究D.呼和浩特:内蒙古农业大学,2013.11 张彬,韩吉雨,张彩霞,等.酿酒酵母对泌乳奶牛生产性能、健康及经济效益影响的大群试验研究J.粮食与饲料工业,2019,389（9）:36-38.12 Desnoyers M,Giger-Reverdin S,Bertin G,et al.Meta-analysis of the influence of Saccharomyces cerevisiae supplementation on ruminal parameters and milk production of ruminantsJ.J Dairy Sci,2009,92（4）:1620-1632.13 Ambriz-Vilchis V,Jessop N S,Fawcett R H,et al.Effect of yeast supplementation on performance,rumination time,and rumen pH of dairy cows in commercial farm environmentsJ.J Dairy Sci,2017,100（7）:5449-5461.14 张秉胜,李锦,张永立.饲料添加剂枯草芽孢杆菌在泌乳奶牛上的应用研究J.北方牧业,2022,646（6）:24-25.15 袁霞,徐巧云,王梦芝,等.日粮添加屎肠球菌制剂对泌乳中期奶牛泌乳和消化性能的影响J.安徽农业科学,2017,45（17）:85-87,99.16 王卫正,王根林.双联混菌培养物对泌乳期荷斯坦牛产奶量及乳品质的影响J.中国奶牛,2015,299（15）:4-8.17 Nocek J E,Kautz W P.Direct-fed microbial supplementation on ruminal digestion,health,and performance of pre-and postpartum dairy cattleJ.J Dairy Sci,2006,89（1）:260-266.18 张昊雪,胡凤明,朴泯宇,等.枯草芽孢杆菌在反刍动物饲料中应用的研究进展J.粮食与饲料工业,2021,395（1）:44-49.19 Liu S,Shah A M,Yuan M,et al.Effects of dry yeast supplementation on growth performance,rumen fermentation characteristics,slaughter performance and microbial communities in beef cattleJ.Anim Biotechnol,2022,33（6）:1150-1160.（收稿日期：2022-12-06）（上接12页）3 张丽华,刘雷生,董群.一例鹌鹑大肠杆菌病的诊治J.中国畜禽种业,2012,8（11）:142-143.4 李章程,胡洋,黄书伦,等.鹌鹑致病性大肠杆菌分离鉴定及抗生素敏感性试验J.四川畜牧兽医,2016,43（4）:29-30,33.5 曾晓慧.鹌鹑源大肠杆菌分离鉴定及耐药基因、毒力基因检测D.成都:四川农业大学,2020.6 刘雨,刘蒙达,王晓文,等.一例鸭金黄色葡萄球菌病微生物质谱方法快速诊断J.山东畜牧兽医,2020,41（11）:10-11,17.（收稿日期：2022-10-31）