温度和添加剂对青贮硝酸盐降解及其微生物群落特征的影响

来源 :沈阳农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:deepseaxing2
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饲草产业的科学化和规模化是促进畜牧业高质量发展,提升肉类和奶类供给与安全保障能力的前提。青贮饲料作为草产品的主要形式,对优质饲草平衡供应,保障畜牧业的可持续发展具有重要意义。饲用高粱(Sorghum bicolor)是适合青贮的植物材料,具有高可溶性碳水化合物含量、低缓冲能力和抗旱等特性。施加氮肥是保障饲用高粱产量的常用措施,但会导致硝酸盐在植株体内积累,从而影响饲喂安全。硝酸盐能够在青贮过程中被有效降解,同时易受发酵进程影响。贮藏温度是决定青贮成败的关键因素,可通过改变微生物群落活动影响发酵,但温度与青贮硝酸盐含量间的关系尚不明晰。因此,本研究以饲用高粱为试验对象,通过模拟现实生产中的贮藏温度10℃、20℃、30℃、40℃,并在20℃和40℃下分别添加1%的Na HCO3、0.02%的Na2SO3、植物乳杆菌(LPA)、短乳杆菌(LBR),探讨饲用高粱青贮的发酵品质及硝酸盐降解情况,同时耦合微生物群落特征的影响,为实现饲料安全提供保障。结果表明:(1)贮藏温度显著影响饲用高粱的青贮发酵(P<0.05)。20℃和30℃下青贮前期p H下降迅速,乳酸产量高,具有良好的青贮品质;10℃下发酵进程慢,乳酸产量低,霉菌和酵母菌在发酵过程中存在的时间长;40℃下在发酵后期p H值和氨态氮产量高,表现出较差的发酵品质。与其他温度相比,20℃下硝酸盐显著降低(P<0.05),N2O与CO2的产量最高。温度通过影响微生物活动进而影响青贮发酵。10℃、20℃和30℃下Chao指数随青贮时间的增加大体上呈现减小的趋势,40℃发酵第40 d时表现出最高的OTU数量。影响青贮发酵的微生物主要来自变形菌门和厚壁菌门;乳杆菌属主导青贮发酵进程,乳球菌属、泛菌属、明串珠菌属等也是发酵过程中活跃的微生物,20℃下在发酵40 d时乳杆菌属的相对丰度最高。相关性分析表明:p H值与乳杆菌属、克雷伯氏菌属的相对丰度呈极显著负相关(P<0.01);乳酸产量与乳杆菌属、克雷伯氏菌属、魏斯氏菌属呈极显著正相关(P<0.01);乙酸和乙醇产量与明串珠菌属呈显著正相关(P<0.05)。硝酸盐含量与乳杆菌属和片球菌属的相对丰度呈极显著负相关(P<0.01)、与克雷伯氏菌属和魏斯氏菌属呈显著负相关(P<0.05);亚硝酸盐含量与克雷伯氏菌属和魏斯氏菌属呈极显著负相关(P<0.01)。N2O和CO2产量与乳杆菌属、大肠杆菌属、克雷伯氏菌属的相对丰度呈极显著正相关(P<0.01)。(2)贮藏温度和添加剂种类均显著影响饲用高粱的发酵过程(P<0.05)。添加Na HCO3对青贮发酵不利,在20℃和40℃下表现较高的p H值和氨态氮产量,但青贮40 d后无腐败现象,不影响饲喂。添加Na2SO3处理后青贮品质于对照组相近。在高温40℃下添加LPA和LBR后,与对照相比在发酵第40 d时乳酸和乙酸产量显著升高(P<0.05),氨态氮产量下降,发酵品质提高。青贮发酵能够实现饲用高粱的部分硝酸盐降解,特别是添加Na HCO3尤为显著(P<0.05)。添加LPA在发酵第40 d时硝酸盐含量显著降低(P<0.05),而添加LBR对硝酸盐的降解无显著影响(P>0.05)。综上所述,20℃和30℃下饲用高粱青贮品质良好。20℃下硝酸盐降解显著(P<0.05),N2O与CO2产量最高。乳杆菌属是主导青贮发酵的微生物。乳杆菌属、片球菌属、克雷伯氏菌属和魏斯氏菌属的相对丰度与硝酸盐含量呈显著负相关(P<0.05)。添加LPA在发酵第40 d时硝酸盐含量显著降低(P<0.05),而添加LBR对硝酸盐的降解无显著影响(P>0.05)。添加Na HCO3后饲用高粱发酵品质较差,但不影响饲喂,同时能够有效促进青贮硝酸盐降解。
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