生物发酵饲料对奶牛舍内粪成分及菌群数和有害气体的影响

王 蒙，谢建林，詹 仰，张巧娥

(宁夏大学 农学院，宁夏 银川 750021)

饲料是奶牛摄入营养的主要来源，但饲料中的养分并不能被奶牛完全吸收利用，如饲料中未被奶牛完全吸收与利用的氮、磷、钾等元素会以粪尿的形式排出动物体外，这将对生态环境带来极大威胁。同时牛舍内大量的有害气体(HS、NH、CO、CH)会造成大气污染，且影响家畜的体质、增重、产量，甚至引起急性症状。

生物发酵饲料作为一种新型的绿色生物饲料，将植物性农副产品作为主要发酵原料，在多种有益微生物的发酵作用下，将饲料原料中的大分子物质和抗营养因子降解或转化为小分子的蛋白、肽类及氨基酸等，并积累有益的代谢产物，形成适口性好、富含有益菌的饲料。生物发酵饲料中的益生菌包含酵母菌、乳酸菌、芽孢杆菌等。这些有益微生物随日粮进入家畜肠道后，在消化道内大量增殖，且逐渐形成优势菌群，能够调节肠胃微生态环境，抑制腐败菌的活动，减少蛋白向氨或胺的转化，从而降低牛舍内硫化氢与氨气等有害气体的浓度，进而改善饲养环境和牛体健康。陈帅等研究发现，饲喂膨化秸秆生物发酵饲料对辽育白牛粪便微生物多样性有所提高。Lynch等在体外试验的结果中发现酵母菌能够显著降低甲烷排放量。付晓政等研究发现，饲喂复合益生菌使奶牛粪中氨气显著降低。

目前有关生物发酵饲料研究主要集中在鸡和猪上，对于奶牛的相关研究较少。本试验通过在奶牛日粮中添加生物发酵饲料，探讨其对奶牛粪成分及微生物菌群数量和畜舍内有害气体含量的影响，为生物发酵饲料在奶牛生产上的应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验时间和地点

试验于2018年6-10月在宁夏某牧业有限公司进行，预试期7 d，正试期60 d。

1.2 生物发酵饲料

生物发酵饲料，由宁夏益生源生物科技股份有限公司提供，由玉米、麦麸、棉粕、枯草芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌、小肽等发酵产物组成，其营养水平为粗蛋白22.5%、粗灰分10%、钙0.20%、磷0.30%、赖氨酸0.80%、有益菌群含量30亿/g。

1.3 试验动物分组与饲养管理

选用胎次、产奶量、体况基本一致的两舍泌乳中后期荷斯坦奶牛(每舍700头左右)，随机分为对照组和试验组，对照组饲喂基础日粮，试验组在基础日粮中添加3.47%发酵饲料。 日粮组成及营养水平见表1。采用TMR饲喂，每天饲喂三次，所有饲养管理方式按照该牧场标准执行，自由饮水。

表1 日粮组成及营养水平Table 1 Dietary composition and nutrient levels

1.4 样品的采集与处理

每间隔15 d用四分法在牛舍内采集早、中、晚(挤奶后1 h)三个班次的粪便样品，每班次2 000 g，并将每个班次采集的粪便充分混匀，取其中200 g混合样品使用甘油封存，-80 ℃冻存，用于粪中菌群计数，另取200 g置于65 ℃烘箱36 h，制成风干样后-20 ℃冻存，用于测定粪中总磷(TP)、铜(Cu)、锌(Zn)、钾(K)、有机质含量；取200 g混合粪便样品放入自封袋后按每100g粪样加20%硫酸10ml进行固氮处理后，放入冰箱-20 ℃冷冻保存，用于粪便中总氮(TN)的测定。

1.5 测定指标与方法

1.5.1 粪成分 参照TMECC04.10-A，根据所测得干物质含量，将采集的粪便鲜样按照干物质：水=1∶10的比例稀释搅匀后测定pH。使用光谱法进行测定测定粪中TN、TP、Cu、Zn、K有机质含量。

1.5.2 粪中微生物菌群 测定粪中大肠杆菌、乳酸菌、芽孢杆菌，使用平板菌落计数法(GB4789.2-94)测定。

1.5.3 畜舍中有害气体 每隔7 d使用复试多功能气体检测仪和便携式甲烷检测仪对试验组与对照组所在的牛舍两端、中部及运动场进行定点测定硫化氢(HS)、氨气(NH)、二氧化碳(CO)、甲烷(CH)含量，两牛舍不同位置记录顺序一致，每次连续测定三天，每天按照早、中、晚测定三次。

1.6 数据统计与分析

试验数据用Excel 2007进行预处理， 用SAS8.2统计软件进行T检验分析。

2 结果与分析

2.1 生物发酵饲料对奶牛干物质采食量的影响

由表2可知，在日粮中添加生物发酵饲料的30～45 d，试验组采食量高于对照组0.90 kg(<0.05)。1～30 d和45～60 d试验组与对照组采食量没有差异(>0.05)，60 d试验组平均干物质采食量高于对照组0.29 kg(<0.05)。

表2 生物发酵饲料对奶牛干物质采食量的影响Table 2 Effects of biofermented feed on DMI of dairy cows

2.2 生物发酵饲料对奶牛粪成分的影响

由表3可知，在泌乳奶牛日粮中添加生物发酵饲料，可以降低泌乳牛粪中TN、TP、有机质、Zn、K含量，且与对照组差异显著(<0.05)，粪中的Cu含量无显著差异(>0.05)。

表3 生物发酵饲料对奶牛粪的影响Table 3 Effects of bio-fermented feed on cows manure

2.3 生物发酵饲料对奶牛粪中微生物菌群数的影响

由表4可知，在泌乳奶牛日粮中添加生物发酵饲料可以增加泌乳牛粪便中乳酸杆菌菌群数，且与对照组差异显著(<0.05)，而乳酸菌、芽孢杆菌差异不显著(>0.05)。

2.4 生物发酵饲料对牛舍中有害气体含量的影响

由表5可知，添加生物发酵饲料的试验组牛舍内NH、HS、CO、CH气体含量均显著低于对照组(<0.05)。

表4 生物发酵饲料奶牛对粪中微生物的影响Table 4 Effects of biofermented feed on microorganisms in manure of dairy cows

表5 生物发酵饲料对奶牛舍内有害气体的影响Table 5 Influence of biofermented feed on harmful gas in dairy cow mg/m3

3 讨 论

3.1 生物发酵饲料对奶牛干物质采食量的影响

干物质采食量是衡量奶牛生长性能最重要的决定因素之一，但许多因素都会影响奶牛的干物质采食量，如日粮因素，生物发酵饲料中富含有益微生物，在发酵过程中可以降解原本饲料中动物不能消化的纤维类物质同时产生香味，进而提高饲粮的适口性。同时大量有研究表明添加生物发酵饲料可以提高动物的采食量和采食速率。Tae-Il Kim等研究表明，饲喂混合发酵日粮可以显著提高肉牛采食量，本试验结果显示试验组奶牛干物质采食量在30～45 d高于对照组0.90 kg(<0.05)，且试验组奶牛60 d平均干物质采食量高于对照组0.29 kg(<0.05)。试验结果与前人研究结果一致，表明生物发酵饲料具有一定提高奶牛采食量的作用。

3.2 生物发酵饲料对奶牛粪成分的影响

奶牛所排出的氮大约占所采食氮的70%，37%以粪便的形式排出，排出的P占所采食P的60%以上，和Cu、Zn都主要以粪便的形式排出。奶牛粪便所产生的N、P、K、Cu、Zn等元素将对环境造成严重威胁。而生物发酵饲料能通过有益微生物的发酵作用降解部分饲料原料中难以被动物消化的纤维类物质，同时还能够在发酵过程中产生酶类、B族维生素、小肽以及多种营养因子，以促进动物对饲料的消化吸收。且生物发酵饲料含有的益生菌进入动物肠道后，会广泛定植其中，通过竞争性抑制作用使有害微生物数量减少，促进肠道微生态平衡，使动物更加充分的吸收饲料中营养物质，减少粪便中有机质、N、P、K等养分，以减轻粪污对造成环境压力。本试验中添加生物发酵饲料的试验组奶牛粪中TN、TP、有机质、Zn、K含量显著降低(<0.05)，粪中pH、Cu含量没有显著变化(>0.05)。试验结果与廖云琼等、吕月琴等研究结果基本相近，表明生物发酵饲料可显著降低奶牛粪中部分成分含量。

3.3 生物发酵饲料对奶牛粪中微生物菌群的影响

奶牛胃肠道内存在大量微生物，这些微生物在营养物质的消化与吸收中存在着重要作用。而这些微生物菌群之间的相互作用，也使肠道微生态也处在动态平衡之中，而肠道中存在的优势菌群对整个平衡起到关键作用，当奶牛胃肠道内大肠杆菌等有害菌数量增多时会导致更多蛋白质转化为氨、胺和其它有害气体和物质。生物发酵饲料中含有的多种有益菌，如乳酸菌、酵母菌、枯草芽孢杆菌等，进入奶牛胃肠道后与有害菌竞争肠粘膜结合位点，抑制有害菌的繁殖，能起到维持动物肠道内优势菌群，调节动物胃肠道微生态平衡的作用。张翔飞研究发现，饲喂活性干酵母可抑制肉牛瘤胃中乳酸产生菌(牛链球菌)数量而提高乳酸利用菌(反刍兽新月单胞菌和埃氏巨型球菌)的数量，从而改善瘤胃乳酸代谢，同时提高瘤胃真菌和原虫数量，降低甲烷菌数量。付晓政等研究发现，在奶牛日粮中添加复合益生菌能显著提高奶牛粪便中乳酸菌含量，对大肠杆菌含量无显著影响。本试验结果显示，生物发酵饲料显著增加了奶牛粪中乳酸菌的含量(<0.05)，对大肠杆菌含量和芽孢杆菌含量无显著影响(>0.05)，与以上学者研究结果相似。但芽孢杆菌数量呈现上升的趋势。其原因可能是饲喂的生物发酵饲料中大量的益生菌进入瘤胃后，瘤胃微生物的繁殖速度增强，使得瘤胃菌群发生了一定变化，进入肠道的有益菌数量增加，进而对动物肠道微生态环境产生一定的调节作用。

3.4 生物发酵饲料对牛舍内有害气体含量的影响

牛舍内产生的大量有害气体(HS、NH、CO、CH)会造成污染，且对牛舍中奶牛的健康和生产力造成的损害。因此，降低牛舍内产生的有害气体，减轻奶牛养殖对环境的压力和改善牛舍环境不可忽视。而生物发酵饲料不仅通过提高饲料消化率减少有有害气体的排放，同时通过其富含的多种有益菌群对动物肠道内的调节作用抑制大肠杆菌及其他腐败菌的活动，减少蛋白质向氨和胺的转化，肠道内容物、粪便、门静脉中的氨含量以及肠内容物中甲酚、吲哚、3-甲基吲哚等腐败物质的含量，并将部分的臭源吲哚化合物、硫化物氧化成无臭无毒物质，从而降低血液及粪便中有害气体浓度，减少其向外界排放的量，改善饲养环境。Getu Kitaw等研究发现，在日粮中添加EM能明显降低牛棚内的异味。廖云琼等发现EM发酵饲料能显著降低奶牛舍内HS、NH、CO含量。并且大量有益活菌随粪便排出，还可利用粪便中剩余的氨和有机质，进一步降低环境中氨等有机质的含量。本试验结果与前人研究结果相似，试验组牛舍内NH、HS、CO、CH含量均显著低于对照组(<0.05)，且添加生物发酵饲料的试验组，随饲喂时间不断延长，牛舍内NH、HS 、CO、CH气体含量不断下降。试验结束时，牛舍内试验组NH含量下降31.75%，HS含量降低超过42.50%，CO含量降低14.13%、CH4含量降低23.78%，表明生物发酵饲料对牛舍内有害气体含量降低效果明显，可能是有益菌群对动物肠道微生态的调节作用是逐渐形成的。

4 结 论

本试验所用生物发酵饲料能够显著降低奶牛粪中有机质、TN、TP、K、Zn含量，显著增加有益微生物数量，且能显著降低牛舍内氨气、硫化氢含量，改善牛场环境。