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本文的目的是简要介绍一种自动化双外流人工瘤胃模拟系统的设计制作及将其投入试验的情况,为研究反刍动物瘤胃发酵提供一种实验设备。本系统是在Czerkawski(1977)建立的单外流连续培养系统(Rusitec)和Hoover(1976)建立的双外流连续系统(CC)的基础上改进制作完成。本系统的主要特点是将食糜外排口由侧壁改到发酵罐底部,使固体食糜的排出更为科学;使用传感器来测量发酵产气量;改进了搅拌桨叶设计,使发酵罐内的搅拌更加高效;综合使用了温度传感器、pH传感器、液位传感器,实现了对发酵罐温度、pH值和发酵容积等环境参数的实时监控;简化了操作,节省了人力,降低了该种设备操作的工作强度。为验证该新系统的工作状况,设计了一个稳定性试验和一个发酵试验。试验一:系统稳定性试验。本试验的目的是测试在长时间工作状态下系统的稳定性,以及4个发酵罐间的平行性。4个发酵罐添加同样的日粮,3头体重550±60kg,处于泌乳中期,安装有永久性三位点瘘管的经产健康荷斯坦奶牛作为培养液的供体牛。稳定期5d,采样期3d,采样期每日在晨饲前(0h)和晨饲后4、8、12、16、20h分别采集发酵罐内液体、固体样品,3个重复。测定4个发酵罐试验期间的pH及温度,发酵产气量,测定样品的VFA。4个发酵罐的温度在整个试验期间分别为39.00±0.06℃, 39.03±0.04℃,39.00±0.04℃,38.99±0.02℃;从温度曲线上看出, 4个发酵罐温度变化基本维持在±0.1℃以内,罐间相关性均为1.000,完全相关。整个过程中4个发酵罐pH分别为6.21±0.11,6.19±0.15,6.18±0.10,6.24±0.11;4组数值的相关性很高,均为极显著水平。在发酵罐未发生气体泄漏前,60h的发酵产气数据表明发酵过程中4个发酵罐的产气曲线相关性均大于0.9。13个样品采集时间点各发酵罐VFA的值分别为107.30±11.81mmol/L,108.20±12.15mmol/L,107.97±11.82mmol/L,107.86±11.22mmol/L,4组数据的相关性都在0.9以上,产气曲线和VFA数据这表明4个发酵罐的发酵效果基本一致,4个发酵罐在8天的试验过程中,能够较好的保持平行性。试验二:发酵试验。本试验通过人工瘤胃方法,研究了纳豆芽孢杆菌固体发酵物在人工瘤胃中对微生物发酵的影响。试验条件同试验一。试验设1个对照组和2个处理组。对照组只添加试验日粮;处理组1在试验日粮的基础上添加纳豆芽孢杆菌固体发酵物,使发酵罐内的纳豆芽孢杆菌数量为1×106mL-1;处理组2在试验日粮的基础上添加纳豆芽孢杆菌固体发酵物,使发酵罐内纳豆芽孢杆菌数量为1×107mL-1。每个处理设置3个重复。试验期为7d,包括5d稳定期和2d的样品收集期。在每天8:00加入试验日粮的同时,加入相应添加量的纳豆芽孢杆菌固体发酵物。在投料与添加当天固体发酵物前(0h)及投料后2,6,10,16,24h,采集人工瘤胃发酵液样品,用于pH、氨态氮(NH3-N)、总挥发性脂肪酸(TVFA)和微生物蛋白(MCP)等指标的测定。结果显示纳豆芽孢杆菌具有提高人工瘤胃液pH的趋势,对照组与2个处理组的pH值分别为6.28±0.18,6.43±0.10,6.43±0.09;与对照组比较差异不显著。纳豆芽孢杆菌对瘤胃微生物氮代谢有一定的负面影响作用,导致瘤胃内环境NH3-N浓度较高,对照组与2个处理组的值分别为17.91±6.44mg/L,18.82±5.85mg/L,21.87±4.65mg/L;MCP值较低,分别为6.13±1.04mg/L,4.84±1.45mg/L,5.37±1.08mg/L;这可能与纳豆芽孢杆菌促进了瘤胃原虫生长有关。纳豆芽孢杆菌提高了瘤胃液中挥发性脂肪酸含量分别为97.35±19.92mmol/L,103.25±21.60mmol/L,104.03±21.10mmol/L,表明其具有提高瘤胃微生物消化代谢碳水化合物的能力。