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我国秸秆资源丰富,是奶牛重要的粗饲料资源。奶牛能够利用粗纤维饲料主要因为瘤胃微生物的发酵作用。奶牛采食后,瘤胃微生物通过对纤维的附着进而展开纤维降解活动。附着于粗饲料的瘤胃微生物数量和区系随时间而变化。本试验首先以体外发酵法结合扫描电镜技术比较了三组粗饲料(稻秸、麦秸、50%稻秸+50%麦秸)不同降解阶段的瘤胃发酵特性、动态降解率和微生物附着情况,然后运用尼龙袋法研究了这三组粗饲料的瘤胃动态降解率和有效降解率,最后以稻秸为模型探讨了粗饲料降解过程中微生物对稻秸的附着动态、紧密和松散连接于稻秸的瘤胃细菌区系和数量的变化及其与纤维降解的相关性。试验结果如下:1稻秸、麦秸体外降解特性及其微生物附着特点的动态研究为了探究奶牛粗纤维饲料的营养特性,本试验研究了2种农作物秸秆(稻秸,麦秸)的发酵特性和动态降解率。试验分3组(稻秸组,麦秸组,混合组:50%稻秸+50%麦秸),采用瘤胃液体外发酵技术,测定粗饲料的发酵参数变化。结果表明:三种粗饲料累计产气量和干物质(DM)降解率均随时间延长而增加,产气和DM降解主要集中在12-48 h。发酵12 h时,麦秸组和混合组累计产气量显著高于稻秸组(P<0.05),麦秸组和混合组差异不显著。发酵24 h时,麦秸组累计产气量显著高于稻秸组和混合组(P<0.05),稻秸组和混合组差异不显著。发酵36-72 h时,累计产气量均呈现麦秸组>混合组>稻秸组(P<0.05)。发酵24 h时,稻秸组干物质降解率、中性洗涤纤维(NDF)降解率、发酵液中氨态氮(NH4-N)浓度均显著高于麦秸组和混合组(P<0.05),乙酸浓度显著高于麦秸组(P<0.05),而菌体蛋白(MCP)浓度呈现麦秸组>混合组>稻秸组(P<0.05)。发酵48 h时,麦秸组乙酸浓度与酸性洗涤纤维(ADF)降解率均显著高于稻秸组和混合组(P<0.05)。发酵72 h时,麦秸组酸性洗涤纤维(ADF)降解率显著高于混合组和稻秸组(P<0.05)。扫描电镜结果显示,稻秸和麦秸在组织结构上存在差异,发酵6 h时,定植于秸秆碎片的微生物数量较少,秸秆碎片降解不明显,24 h后微生物数量显著增加并达到较高水平,秸秆降解明显,72h微生物保持在较高水平,秸秆大部分组织被降解。结果提示,禾本科粗饲料体外降解规律基本一致,主要发生在12-48 h,稻秸DM、NDF、ADF 降解高峰期要早于麦秸及二者混合。2尼龙袋法研究粗纤维饲料的瘤胃降解规律为了探究奶牛粗纤维饲料瘤胃降解规律,本试验通过尼龙袋法观测了 2种农作物秸秆(稻秸,麦秸)瘤胃动态降解情况,并评定各组粗饲料营养成分的有效降解率。试验分3组(稻秸组,麦秸组,混合组:50%稻秸+50%麦秸)。运用尼龙袋法将底物于晨饲前放入3头装有永久性瘘管的荷斯坦奶牛瘤胃内,在饲喂后0.5、1、2、4、6、12、24、48、72 h取出,测定各组粗饲料的DM、CF、NDF、ADF动态降解率,拟合各种营养成分的有效降解率。结果显示:三组粗饲料DM、CF、NDF、ADF降解率变化基本一致,均随发酵时间延长逐渐增加。三组粗饲料各种营养成分的降解均集中在6-48 h。在发酵前6 h,降解率基本不变,12-24 h降解速度较快,24 h后降解速率逐渐降低。三组粗饲料干物质、中性洗涤纤维、粗纤维有效降解率均没有显著差异(P>0.05)。麦秸组酸性洗涤纤维有效降解率显著高于稻秸组和混合组(P<0.05)。稻秸组和混合组干物质快速降解部分显著高于麦秸组(P<0.05)。稻秸中性洗涤纤维快速降解部分显著高于麦秸(P<0.05),而麦秸中性洗涤纤维慢速降解部分降解速度显著高于稻秸(P<0.05)。3瘤胃微生物对稻秸附着动态规律的研究瘤胃微生物对纤维的降解从对其附着开始,不同降解阶段,秸秆附着的微生物区系不同。本研究以稻秸为模型,旨在观测和鉴别瘤胃微生物对粗纤维饲料的附着规律及其与纤维降解的相关性。尼龙袋法将粉碎风干的稻秸通过瘘管中放入三头荷斯坦奶牛瘤胃内发酵72 h。扫描电镜观察0.5、6、24和72 h稻秸的微生物附着和降解情况。定量PCR和高通量测序检测分析0.5、6、24和72 h紧密(As)和松散(Ad)附着于稻秸细菌数量和结构的变化。结果显示:(1)扫描电镜结果显示,稻秸在0.5 h内已被大量微生物附着,6 h后定植于秸秆碎片的微生物数量增加,秸秆碎片有显明显的降解,24、72h微生物保持在较高水平,秸秆降解清晰可见。(2)菌群数量上,紧密连接总菌数量显著高于松散连接(P<0.05),松散连接0.5和72 h菌群数量显著低于24 h(P<0.05),紧密连接0.5 h菌群数量显著低于24和72 h(P<0.05)。(3)菌群结构上,未分类的属占很大一部分。已分类的属中,Prevotella,Ruminococcus,Butyrivibrio在紧密连接和松散连接中均是主要的属。随发酵时间,松散连接菌群结构相对稳定。紧密连接菌群结构在发酵6 h前后有显著的变化,属水平上,转变主要有Anaerostipes,Blautia,Butyrivibrio,Coprococcus,Desulfovibrio,Prevotella,Pseudobutyrivibrio,R和 inococcusSucciniclascicm 相对丰富度显著降低(P<0.05);Clostridium,Dehalobacterium和Oscillospira相对丰富度显著增加(P<0.05)。相关性分析显示,紧密连接与纤维降解高度相关的微生物大多未分类,松散连接中,产琥珀酸丝状杆菌和瘤胃球菌属与纤维降解高度相关。结果提示,瘤胃微生物对稻秸粗纤维的附着是动态变化的,由于紧密连接微生物中与纤维降解相关的菌群目前没有被鉴定,鉴定和功能分析还需后期进一步研究。