王秋玲，莫建光，陽春苗*

（1.廣西中醫(yī)藥大學(xué)賽恩斯新醫(yī)藥學(xué)院 藥學(xué)系，廣西南寧 530222；2.廣西華測檢測有限公司，廣西南寧 530222）

反芻動(dòng)物腸道甲烷的產(chǎn)生是全球溫室氣體排放的原因之一，這種溫室氣體主要由瘤胃產(chǎn)甲烷菌在飼料發(fā)酵過程中釋放的二氧化碳和氫氣產(chǎn)生。原生動(dòng)物數(shù)量與甲烷產(chǎn)量之間存在很強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系，說明原生動(dòng)物和瘤胃產(chǎn)甲烷菌在甲烷生產(chǎn)過程中都發(fā)揮著重要作用。飼料的化學(xué)成分影響瘤胃發(fā)酵和生態(tài)，從而影響腸道甲烷的排放。蘑菇含有木質(zhì)素分解酶的能力，幫助降解幾個(gè)木質(zhì)纖維素基質(zhì)，并產(chǎn)生包括單寧在內(nèi)的酚類化合物。單寧具有抗菌特性，其在飼料中有可能減少反芻動(dòng)物的甲烷排放（Waghorn，2008）。然而，有關(guān)反芻動(dòng)物瘤胃發(fā)酵微生物區(qū)系和發(fā)酵模式的信息有限。本試驗(yàn)研究日糧中添加青貯金針菇對奶牛干物質(zhì)攝入量、養(yǎng)分消化、瘤胃發(fā)酵、甲烷產(chǎn)生及原生動(dòng)物數(shù)量的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)選擇15頭荷斯坦奶牛[（542±68）kg]，隨機(jī)分為 5組，每組 3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)1頭牛。試驗(yàn)一共設(shè)計(jì)5種日糧，對照組飼喂基礎(chǔ)日糧，各處理組分別添加青貯金針菇，處理1組（90%青貯金針菇，10%玉米秸稈），處理2組（90%青貯金針菇，9%玉米秸稈，1%尿素），處理3組（80%青貯金針菇，20%玉米秸稈），處理4組（80%青貯金針菇，19%玉米秸稈，1%尿素）。試驗(yàn)期分為2周適應(yīng)期和1周數(shù)據(jù)收集期。日糧組成及營養(yǎng)水平見表1。每天收集奶牛干物質(zhì)攝入量，每天飼喂兩次，進(jìn)行后1 h后收集糞便，分析飼料和糞便中養(yǎng)分含量。

表1 日糧組成及營養(yǎng)水平

1.2 瘤胃發(fā)酵與原生動(dòng)物數(shù)量 參考較早的文獻(xiàn)報(bào)道對瘤胃發(fā)酵性能進(jìn)行評估（Pounden，1952）。瘤胃原生動(dòng)物總量、全毛蟲科和螺旋體原生動(dòng)物數(shù)量參考Onodera等（1997）的研究方法進(jìn)行分析。

1.3 甲烷排放 參考Steele等（1987）的研究方法分析奶牛腸道甲烷產(chǎn)量。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SAS軟件General Linear Model進(jìn)行分析，組間差異用Tukey’s test進(jìn)行多重比較，P＜0.05代表組間差異顯著。同時(shí)分別研究金針菇添加水平和尿素的主效應(yīng)。

2 結(jié)果與分析

2.1 青貯金針菇對奶牛養(yǎng)分?jǐn)z入量和消化率的影響 由表2可以看出，日糧添加不同水平青貯金針菇對酸性洗滌木質(zhì)素的攝入量無顯著影響（P＞0.05）。飼糧中添加青貯金針菇較對照組顯著提高了酸性洗滌木質(zhì)素的攝入量（P＜0.05）。不同處理日糧的干物質(zhì)攝入量無顯著差異（P＞0.05）。金針菇添加水平（80%和90%）和尿素對干物質(zhì)和其他營養(yǎng)素的攝入量無顯著影響（P＞0.05）。

由表3可知，青貯金針菇日糧的干物質(zhì)消化率在702～725 g/kg，與對照組日糧的干物質(zhì)消化率無顯著差異（P＞0.05）。盡管表2的結(jié)果顯示，在青貯金針菇日糧中酸性洗滌木質(zhì)素的攝取量顯著增加（P＜0.05），中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維的攝入量數(shù)值上表現(xiàn)為顯著增加，但其消化率并未像預(yù)期的那樣變化。

表 2 日糧添加青貯金針菇對奶牛養(yǎng)分?jǐn)z入量的影響 ??????????kg/d

2.2 青貯金針菇對奶牛瘤胃發(fā)酵性能的影響由表4可以看出，奶牛瘤胃發(fā)酵參數(shù)顯示，處理組日糧中添加青貯金針菇對瘤胃pH、氨氮和丁酸濃度無顯著影響（P＞0.05）。與對照組相比，在處理組日糧中添加青貯金針菇顯著增加總短鏈脂肪酸（SCFA）和丙酸含量（P＜0.05），但乙酸含量及乙酸與丙酸比值顯著降低（P＜0.05）。結(jié)果還表明，添加青貯金針菇和尿素對短鏈脂肪酸含量有顯著影響（P＜0.05）。日糧添加80%青貯金針菇和1%尿素時(shí)，乙酸濃度顯著高于未添加尿素組（P＜0.05）。另一方面，青貯金針菇日糧添加尿素顯著降低了瘤胃丁酸含量（P＜0.05）。

2.3 青貯金針菇對奶牛甲烷排放和原生動(dòng)物數(shù)量的影響 由表5可知，不同日糧組荷斯坦奶牛瘤胃液中總原生動(dòng)物種群數(shù)量差異顯著（P＜0.05）。與對照組相比，在日糧中添加青貯金針菇可顯著降低瘤胃原生動(dòng)物總數(shù)（P＜0.05）。飼糧中添加青貯金針菇可導(dǎo)致荷斯坦奶牛瘤胃原生動(dòng)物總數(shù)的逐步減少（P＜0.05）。青貯金針菇日糧組螺旋體數(shù)量顯著高于對照組（P＜0.05），而各處理組對螺旋體數(shù)量的影響無顯著差異（P＞0.05）。與對照組相比，飼喂青貯金針菇的荷斯坦奶牛甲烷排放量顯著降低（P＜0.05），其中90%青貯金針菇組甲烷排放量和甲烷排放能量損失最低。

表4 日糧添加青貯金針菇對奶牛瘤胃發(fā)酵性能的影響

表5 日糧添加青貯金針菇對奶牛甲烷排放和原生動(dòng)物數(shù)量的影響

3 討論

3.1 化學(xué)組成 蘑菇生長在培養(yǎng)基上，培養(yǎng)基通常由木屑、木皮和刨花等富含纖維素和木質(zhì)素的物質(zhì)組成。木質(zhì)素通過阻斷瘤胃微生物對纖維素和半纖維素的接觸，降低了瘤胃微生物消化木質(zhì)素多糖的能力（于榮利等，2004）。然而，金針菇在生長過程中會(huì)分泌包括苯酚氧化酶和過氧化物酶在內(nèi)的胞外酶，能有效分解木質(zhì)纖維素，使其更容易被反芻動(dòng)物消化。因此，廢蘑菇底物的灰分、粗蛋白質(zhì)和脂肪含量隨時(shí)間增加而增加，但不隨細(xì)胞壁化合物的增加而增加（袁仲，2005）。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，青貯金針菇日糧的纖維高于對照組，其他化學(xué)成分的濃度在以青貯金針菇為基礎(chǔ)的日糧組和對照組之間沒有差異，這表明以青貯金針菇可用作反芻動(dòng)物的粗飼料來源。在處理日糧中添加青貯金針菇導(dǎo)致日糧總酚和單寧含量增加與Aslam和Saifullah（2013）的研究結(jié)果一致。Chang和Miles（2004）報(bào)道，金針菇在青貯過程中酚類化合物從木質(zhì)素中釋放出來，其認(rèn)為木質(zhì)素的分解過程并不清楚，但青貯在降解木質(zhì)素和細(xì)胞外的酚類酶（乳酸酶、過氧化物酶和酪氨酸酶）的產(chǎn)生之間存在明顯相關(guān)性，這些酶會(huì)氧化酚類化合物，如沒食子酸和單寧酸，長期以來認(rèn)為這些氧化反應(yīng)參與了復(fù)雜酚類物質(zhì)向簡單芳香族化合物的轉(zhuǎn)化，這些芳香族化合物可以被蘑菇菌絲吸收用于自身生長。這也是解釋本研究中發(fā)現(xiàn)青貯金針菇日糧中總酚和單寧含量較高的原因。

3.2 青貯金針菇對奶牛養(yǎng)分?jǐn)z入量和消化率的影響 青貯金針菇組纖維的日攝入量較高，這與基礎(chǔ)日糧中添加青貯金針菇使日糧纖維水平升高有關(guān)。青貯金針菇日糧主要是細(xì)胞壁成分，但消化率系數(shù)不受高粗纖維和酸性洗滌木質(zhì)素?cái)z入量的影響。本研究結(jié)果表明，金針菇青貯飼料可在不顯著改變大多數(shù)營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的情況下替代荷斯坦牛日糧中高達(dá)400 g/kg的干草。本研究得到的青貯金針菇對養(yǎng)分消化率的影響結(jié)果與Khattaba等（2013）一致。Okano等（2005）報(bào)道尿素處理青貯金針菇對粗蛋白質(zhì)和纖維含量的消化率有正向影響，因?yàn)樘砑幽蛩睾笙实奶岣呤怯捎诜纸饫w維的微生物氮供應(yīng)增加，以及可能通過尿素水解的堿性產(chǎn)物-氨可以分解木質(zhì)纖維素鍵（Islam 等，2001）。

3.3 青貯金針菇對奶牛瘤胃發(fā)酵性能的影響Eugene等（2004）認(rèn)為，瘤胃螺旋體原蟲影響瘤胃對飼料的發(fā)酵，進(jìn)而影響瘤胃微生物生態(tài)學(xué)，這也導(dǎo)致了包括甲烷在內(nèi)的瘤胃發(fā)酵最終產(chǎn)物的數(shù)量和比例發(fā)生變化。當(dāng)原生動(dòng)物在發(fā)酵過程中攝入有機(jī)物和水解纖維時(shí)，產(chǎn)生的短鏈脂肪酸主要為乙酸和丁酸，丙酸含量相對較低。日糧中纖維含量的增加通常會(huì)導(dǎo)致反芻動(dòng)物pH、乙酸與丙酸比值的增加，以及短鏈脂肪酸總濃度的降低。然而，本試驗(yàn)的研究結(jié)果顯示，青貯金針菇組瘤胃中乙酸的含量低于對照組，作者推測這可能是因?yàn)榻疳樄降牧叫∮诟刹?，因?yàn)檩^小的飼料顆粒可能具有較高的消化率和通過后腸的速度。

3.4 青貯金針菇對奶牛甲烷排放和原生動(dòng)物數(shù)量的影響 瘤胃中有兩種主要的原生動(dòng)物類群，即螺旋體和全毛蟲，它們對營養(yǎng)物質(zhì)的需求不同，前者主要攝取和發(fā)酵顆粒物質(zhì)，而后者主要利用可溶性碳水化合物（Newbold等，2015）。瘤胃原生動(dòng)物種群大小與纖維素分解菌和產(chǎn)甲烷菌種群大小呈正相關(guān)，有報(bào)道指出，甲烷排放與瘤胃原生動(dòng)物種群之間是正相關(guān)關(guān)系（Newbold等，2015）。本研究結(jié)果也表明了甲烷排放與原生動(dòng)物種群之間存在正相關(guān)關(guān)系。Zhang等（2007）報(bào)道了產(chǎn)甲烷菌的最佳pH為6.8～7.2，本試驗(yàn)中以青貯金針菇為基礎(chǔ)的日糧飼喂奶牛后瘤胃pH為6.62～6.72，低于最優(yōu)pH范圍，但采用對照日糧飼養(yǎng)的奶牛瘤胃pH=6.81，在最優(yōu)pH范圍內(nèi)，這與本研究的甲烷排放結(jié)果一致，對照組甲烷排放量要高于青貯金針菇組。

包括單寧在內(nèi)的酚類化合物被認(rèn)為是瘤胃發(fā)酵的調(diào)節(jié)劑，具有抑制甲烷產(chǎn)生的潛力（Bhatta等，2014）。酚類化合物通過與細(xì)胞外微生物酶相互作用，以及分解微生物生長所需的基質(zhì)發(fā)揮著重要的抗菌作用（Patra和 Saxana，2011）。在本研究中，日糧中總酚和單寧含量隨青貯金針菇水平的增加而增加，這也解釋了該組瘤胃發(fā)酵和原生動(dòng)物種群顯著減少的原因。

4 結(jié)論

金針菇廢棄底物與尿素、玉米秸稈混合日糧可以提高奶牛日糧的營養(yǎng)價(jià)值。日糧添加青貯金針菇顯著降低了奶牛瘤胃原生動(dòng)物種群和腸道甲烷排放量。因此，以青貯金針菇為基礎(chǔ)的青貯飼料是降低反芻動(dòng)物甲烷排放導(dǎo)致能量損失的一種可行方法。