添加不同水平黑曲霉对奶牛瘤胃体外发酵参数、甲烷排放及微生物区系的影响

来源：中国畜牧兽医杂志2025年第2期北京时间：

作者：李若楠, 王昊天, 李和平, 刘智勇, 刘洋, 钟凯

单位：1. 河南农业大学动物医学院, 农业农村部动物生化与营养重点实验室, 河南省兽医生物技术重点实验室, 郑州 450046;2. 洛阳欧科拜克生物技术股份有限公司, 洛阳 471600

摘要：【目的】 试验旨在研究黑曲霉(Aspergillus niger)对奶牛瘤胃体外发酵、甲烷(CH4)排放及微生物区系的影响，为黑曲霉作为饲料添加剂在奶牛生产中的合理应用提供理论依据。【方法】 采用体外瘤胃发酵装置，共分为4组：A(对照组)、B、C和D组，分别向每组发酵瓶(含人工饲料及培养液)中添加0、15、20、25 mg黑曲霉(孢子浓度≥1.0×109/g)；每种处理设3次重复，另设3个空白组以校正气体和CH4产量(空白组不含饲料，只有培养液)；在培养开始后的第3、6、9、12、24 h，测量产气量和CH4产量；培养24 h后，分析发酵液的pH、氨态氮(NH3-N)、微生物蛋白(MCP)、挥发性脂肪酸(VFA)以及瘤胃微生物群落多样性。【结果】 与A组相比，B、C和D组的体外瘤胃发酵液pH显著升高(P＜0.05)，NH3-N含量显著降低(P＜0.05)，且C和D组的MCP含量显著高于A组(P＜0.05)，而B组则显著低于其他3组(P＜0.05)。各组之间各种VFA含量、乙酸/丙酸比值以及总挥发性脂肪酸(TVFA)含量均无显著差异(P＞0.05)。A组CH4产量占总产气量比值显著高于B、C和D组(P＜0.05)。16S rRNA测序表明，与A组相比，B组瘤胃微生物Alpha及Beta多样性指数无显著差异(P>0.05)。在瘤胃门水平前10种细菌中，其中变形菌门和拟杆菌门为奶牛瘤胃中的优势菌门，且A、B两组差异不显著(P＞0.05)；螺旋体菌门与丙酸和NH3-N含量呈显著负相关(P＜0.05)；纤维杆菌门与pH呈显著正相关(P＜0.05)，与戊酸、丁酸、乙酸、CH4和NH3-N含量呈显著负相关(P＜0.05)。在瘤胃属水平前10种细菌中，其中普氏菌属和理研菌科RC9为奶牛瘤胃中的优势菌属；与A组相比，B组琥珀酸弧菌属的相对丰度显著降低(P＜0.05)。理研菌科RC9与NH3-N含量呈显著正相关(P＜0.05)；拟杆菌目RF16细菌属与戊酸、丁酸、乙酸、CH4和NH3-N含量呈显著正相关(P＜0.05)。与A组相比，B组细菌和产甲烷菌的绝对含量显著增加(P＜0.05)；B组原虫的绝对含量显著减少(P＜0.05)。【结论】 黑曲霉的添加在改善奶牛瘤胃发酵环境的同时，通过调节瘤胃内微生物群落结构，影响VFA、NH3-N、MCP的产生和CH4的排放，研究结果揭示了微生物干预措施对提升奶牛健康和生产效率潜在的复杂作用机制。

关键词：黑曲霉;瘤胃体外发酵;甲烷排放;微生物区系

基金资助：国家重点研发计划项目子课题(2021YFD1700903)