乳酸乳球菌与布氏乳酸杆菌接种青贮对围产期奶牛生产性能及营养利用的影响研究

《Journal of Dairy Science》：Effects of feeding silage inoculated with Lactococcus lactis and Lentilactobacillus buchneri on performance and nutrient utilization in transition dairy cows

本研究针对围产期奶牛营养管理难题，探讨了乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)和布氏乳酸杆菌(Lentilactobacillus buchneri)混合接种剂对青贮饲料发酵品质及奶牛生产性能的影响。通过实验室和农场规模实验证实，接种处理显著提升了青贮的有氧稳定性(aerobic stability)，增加了乙酸(acetate)和1,2-丙二醇(1,2-propanediol)含量。饲喂接种青贮的泌乳早期奶牛，其3.5%脂肪校正乳(3.5% FCM)和能量校正乳(ECM)产量显著提高，同时中性洗涤纤维(NDF)消化率呈现上升趋势。该研究为通过改善青贮品质优化围产期奶牛营养策略提供了重要依据。

　　

在奶牛养殖业中，围产期——即分娩前后各三周——是奶牛生命周期中最关键的生理阶段。这一时期，奶牛经历着巨大的代谢挑战：随着胎儿的快速生长和初乳分泌的开始，能量需求急剧上升，然而干物质采食量(DMI)却因生理和应激因素而下降。这种供需失衡极易导致奶牛陷入能量负平衡(NEB)状态，进而引发酮病、脂肪肝等多种代谢性疾病，同时还会削弱免疫系统功能，增加乳房炎等感染性疾病的风险。因此，如何通过精准的营养管理帮助奶牛平稳度过围产期，不仅是保障奶牛健康的关键，也是提升整个泌乳期生产性能和养殖效益的核心。

青贮饲料，特别是玉米青贮，因其富含淀粉和有效纤维，已成为泌乳奶牛日粮中不可或缺的基础饲料。然而，青贮饲料在贮藏和取用阶段面临着一个普遍难题——有氧变质(aerobic spoilage)。当青贮饲料暴露于空气中时，残留的酵母菌会利用乳酸进行有氧代谢，导致饲料温度升高、pH值上升，为霉菌等有害微生物的生长创造条件，这不仅造成干物质(DM)和营养物质的损失，还可能产生霉菌毒素，危害奶牛健康。

为了改善青贮饲料的保存质量，添加微生物接种剂已成为一种常见的实践。其中，同型发酵乳酸菌（如乳酸乳球菌O224）能快速将可溶性碳水化合物(WSC)转化为乳酸，迅速降低pH值，抑制有害微生物活动；而异型发酵乳酸菌（如布氏乳酸杆菌LB1819）则能将乳酸进一步转化为乙酸和1,2-丙二醇，这些代谢产物具有抗真菌活性，能有效抑制酵母菌生长，从而显著延长青贮饲料在有氧暴露下的稳定时间。尽管已有大量研究证实接种剂对青贮发酵品质的改善作用，但其对围产期奶牛生产性能、养分消化及代谢健康的具体影响，尤其是结合不同种类青贮饲料（如玉米青贮和黑麦草青贮）的效果，尚缺乏系统性的评估。

为了解决上述问题，由佛罗里达大学动物科学系C. Nino De Guzman等人组成的研究团队开展了一项综合性的研究，旨在评估乳酸乳球菌和布氏乳酸杆菌混合接种剂对实验室条件下玉米青贮发酵品质的影响，以及饲喂以此为基础的全混合日粮(TMR)对围产期奶牛（从产前21天到产后42天）生产性能、养分消化率和瘤胃发酵的影响。该研究结果发表在《Journal of Dairy Science》上。

为了系统回答上述科学问题，研究人员设计并实施了两个相互关联的实验。实验一在实验室规模下进行，评估了微生物接种剂对玉米青贮发酵90天后的营养成分、发酵特性（如乳酸、乙酸、1,2-丙二醇、氨态氮(NH₃-N)）、微生物数量（酵母菌、霉菌）以及有氧稳定性的影响。实验二则是在农场规模下进行的动物饲养试验。研究人员将收获的玉米和黑麦草分别用蒸馏水（对照组）或含有乳酸乳球菌O224和布氏乳酸杆菌LB1819的混合接种剂（处理组）处理后，在Ag-Bag青贮袋中分别贮藏395天和98天。随后，54头处于妊娠后期（妊娠245±3天）的健康经产干奶期奶牛被随机分为两组，分别饲喂以对照组青贮或接种组青贮为主要粗饲料的TMR。试验持续监测了奶牛从产前21天到产后42天期间的干物质采食量、产奶量、乳成分、体重变化、营养物质全消化道表观消化率（使用不可消化中性洗涤纤维(uNDF)作为内源指示剂法）、瘤胃发酵参数（pH、NH₃-N、挥发性脂肪酸(VFA)）、血液代谢物（非酯化脂肪酸(NEFA)、葡萄糖、血浆尿素氮(PUN)）、尿液代谢物（嘌呤衍生物(PD)、肌酐、尿氮）以及氮代谢平衡等指标。所有数据均采用SAS软件的混合模型进行统计分析。

实验一：微生物接种对青贮发酵特性的影响

研究人员发现，在实验室条件下，添加混合微生物接种剂对青贮90天后的玉米青贮的干物质(DM)、有机物(OM)、淀粉、淀粉校正中性洗涤纤维(aNDF)、酸性洗涤纤维(ADF)和灰分含量均无显著影响。然而，接种处理显著改变了青贮的发酵模式。与对照组(CON-L)相比，接种组(INO-L)青贮在90天贮藏后，乙酸含量（1.72% DM vs. 1.17% DM）和1,2-丙二醇含量（0.47% DM vs. 0.01% DM）显著升高，同时酵母菌数量显著降低（2.07 vs. 3.63 log cfu/g）。此外，接种处理还显著降低了青贮的干物质损失（1.06% vs. 3.74%），并极显著地延长了青贮的有氧稳定性（230.8小时 vs. 95.1小时）。这些结果表明，乳酸乳球菌和布氏乳酸杆菌的联合使用，通过促进同型发酵和异型发酵的协同作用，有效改善了青贮的保存质量，减少了营养损失，并增强了其抗有氧变质能力。

实验二：饲喂接种青贮对围产期奶牛的影响

在动物试验中，研究人员观察到，在产前阶段，饲喂接种青贮日粮(INO)对奶牛的干物质采食量、体重、日增重(ADG)及反刍时间均无显著影响。然而，进入泌乳期后，尽管两组间产奶量(MY)无显著差异，但饲喂INO日粮的奶牛，其3.5%脂肪校正乳(3.5% FCM)和能量校正乳(ECM)产量均显著高于对照组（44.9 vs. 42.0 kg/d 和 44.5 vs. 41.9 kg/d）。尤为重要的是，INO组奶牛的乳脂产量显著增加（1.62 vs. 1.50 kg/d）。研究还发现，INO组奶牛在产后约第5周开始，干物质采食量呈现出高于对照组的趋势，并且反刍时间有增加的趋势（536 vs. 511 分钟/天）。在养分消化方面，产后奶牛饲喂INO日粮时，其中性洗涤纤维(NDF)消化率有高于对照组的趋势（45.2% vs. 42.0%）。在瘤胃发酵方面，产前阶段INO组奶牛的瘤胃氨态氮(NH₃-N)浓度显著高于对照组（5.47 vs. 4.18 mM），但产后阶段两组间无差异。血液代谢物（NEFA、葡萄糖、PUN）在产前和产后阶段均未受处理的显著影响。在氮代谢方面，基于7个区组的分析数据显示，饲喂INO日粮的泌乳奶牛其氮保留量（尽管仍为负值）显著高于对照组（-51.0 vs. -138 g/d），表明其氮负平衡程度较轻。

综上所述，本研究通过严谨的双实验设计，系统地阐明了乳酸乳球菌和布氏乳酸杆菌混合接种剂在青贮调制和奶牛生产中的应用价值。研究结论指出，微生物添加剂能有效改善贮藏饲料在取料阶段的有氧稳定性。虽然饲喂接种青贮为基础的TMR对产前奶牛影响有限，但它能显著增强泌乳早期奶牛的生产性能，具体表现为能量校正乳和脂肪校正乳产量的提升，以及乳脂产量的增加。这种生产性能的改善可能与产后干物质采食量的潜在增加、中性洗涤纤维消化率的提高以及更长的反刍时间有关。此外，接种青贮可能通过改善蛋白质保存和氮代谢，在一定程度上缓解了泌乳早期奶牛的氮负平衡。该研究为牧场通过优化青贮饲料管理，特别是使用特定的微生物接种剂策略，来改善围产期奶牛健康、提升生产效率和经济效益提供了重要的理论依据和实践指导。未来的研究可进一步探讨其背后的深层机制，并优化接种剂配方以适应不同的生产体系和饲料资源。