酵母菌-乳酸菌复合添加剂对青藏高原全株玉米青贮品质、奶牛生产性能及体外瘤胃发酵的影响研究

《Frontiers in Microbiology》：Effects of Saccharomyces cerevisiae-lactic acid bacteria cocultured maize silage on dairy cows performance and in vitro rumen fermentation

本研究通过在高海拔低温低氧的西藏拉萨地区，对全株玉米青贮添加酵母菌（Saccharomyces cerevisiae）与乳酸菌（Lactic Acid Bacteria, LAB）复合微生物制剂，系统评估其对青贮发酵品质、微生物群落结构、奶牛产奶性能及体外瘤胃发酵特性的影响。结果表明，添加剂显著提升青贮粗蛋白（CP）、乳酸（LA）和乙酸（AA）含量（p?<?0.05），降低pH值，并优化微生物群落（如提高厚壁菌门（Firmicutes）和魏斯氏菌属（Weissella）丰度）。饲喂60天青贮的藏荷斯坦奶牛乳蛋白和总固体含量显著提高（p?<?0.05），体外发酵中干物质降解率（DMD）、氨氮（NH3-N）和总挥发性脂肪酸（TVFA）均显著增强。该研究为高原地区青贮饲料的提质增效和畜牧业可持续发展提供了理论依据。

　　

引言

西藏地区气候严寒、缺氧且无霜期短，每年冬季至春季长达7个月缺乏新鲜饲草，导致牲畜饲料严重短缺。青贮技术是保存青绿饲料的有效方式，但在低温环境下发酵困难，易腐败变质。微生物添加剂在温带地区已广泛应用，但其在高原低氧低温条件下对全株玉米青贮的作用尚不明确。本研究以拉萨市达孜区种植的全株玉米为原料，添加含酵母菌和乳酸菌（有效活菌数≥1×10⁷?CFU·g^?1FM）的复合制剂，探究其对青贮品质、微生物多样性、奶牛产奶性能及体外瘤胃发酵的影响。

材料与方法

青贮处理与采样

全株玉米于2023年10月收获后切段（2–3?cm），对照组不添加制剂，处理组按0.5?kg/吨添加微生物制剂，打捆包裹（每包500?kg），每组4个重复。分别于发酵0、30、60天开封取样，测定营养指标（干物质DM、粗蛋白CP、中性洗涤纤维NDF等）、发酵参数（pH、乳酸LA、氨氮NH₃-N、挥发性脂肪酸VFA）及微生物群落（16S rRNA测序）。同时进行感官评价（气味、质地、色泽）。

动物饲养与体外发酵

选取20头藏荷斯坦奶牛（泌乳后期，260?±?6.86天），随机分为对照组和处理组，每日饲喂10?kg青贮+2.5?kg精料（精粗比2:8）。试验期33天（适应期8天，正试期25天），记录产奶量并分析乳成分（乳蛋白、乳脂肪、总固体等）。体外瘤胃发酵采用瘘管黄牛瘤胃液，对0、30、60天青贮样品进行48小时发酵，测定干物质降解率（DMD）、产气量（TGP）、NH₃-N及VFA组成。

结果与分析

青贮品质与感官评价

添加微生物制剂显著提升青贮感官评分（气味和总分提高6.25%–7.46%），发酵30天和60天时，处理组CP含量较对照组显著增加31.21%和28.86%（p?<?0.01），LA和AA含量显著上升（p?<?0.01），pH值降低7.59%–31.95%。交互作用分析显示，发酵天数与处理对pH、LA、AA有显著影响（p?<?0.05）。

微生物群落变化

发酵30天时，处理组细菌丰富度（Chao1、ACE指数）显著降低（p?<?0.05），但群落功能趋于专化。发酵60天时，厚壁菌门（Firmicutes）丰度显著提高27.92%（p?<?0.05），魏斯氏菌属（Weissella）丰度增加78.19%，而醋酸杆菌属（Acetobacter）和乳酸乳杆菌属（Latilactobacillus）丰度显著下降（p?<?0.05）。主坐标分析（PCoA）表明青贮微生物组成随发酵时间分化。

奶牛生产性能

饲喂60天青贮后，处理组奶牛乳蛋白含量和总固体率显著高于对照组（p?<?0.05），乳脂肪率有升高趋势（p?=?0.055），产奶量无显著差异。表明微生物添加剂可优化乳成分，尤其适用于高原泌乳后期奶牛。

体外瘤胃发酵

发酵60天青贮作为底物时，处理组DMD、NH₃-N、TVFA和丁酸（butyrate）含量显著高于对照组（p?<?0.05）。发酵30天时，乙酸（acetate）和产气量（TGP）显著上升，丙酸（propionate）降低；发酵60天时，乙酸含量下降，丁酸和戊酸（valerate）升高。总体表明添加剂促进了瘤胃养分降解与能量代谢。

讨论

微生物添加剂通过快速产酸（LA、AA）降低青贮pH，抑制腐败菌（如醋酸杆菌），促进有益菌（如魏斯氏菌）定植，从而改善发酵品质。高原环境下，延长发酵时间（60天）可进一步积累CP和VFA，增强青贮营养价值。饲喂后奶牛乳蛋白提升可能与瘤胃微生物蛋白（MCP）合成增强有关，体外发酵中TVFA和DMD的提高也印证了饲料利用率的优化。本研究局限性包括样本量较小且未采集瘤胃液，未来需在大型牧场开展体内验证。

结论

在西藏高原条件下，酵母菌-乳酸菌复合添加剂可有效提升全株玉米青贮的发酵品质与营养价值，优化微生物群落结构，并通过改善奶牛乳成分和瘤胃发酵效率，为高寒地区饲料资源开发与畜牧业提质增效提供技术支持。