动物营养学报 >

2026 , Vol. 38 >Issue 5: 3823 - 3837

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2026.305

研究论文

不同处理方式和添加剂量桑枝叶粉对肉牛体外瘤胃发酵特性、甲烷生成和微生物区系的影响

  • 曹思广 ,
  • 罗君谊 ,
  • 陈婷 ,
  • 习欠云 ,
  • 张永亮 ,
  • 孙加节 , *
展开
  • 华南农业大学动物科学学院, 广州 510642
*孙加节,教授,博士生导师,E-mail:

曹思广(1999—),男,山东邹城人,硕士研究生,从事畜禽饲料资源开发利用研究。E-mail:

Office editor: 田艳明

收稿日期: 2025-10-31

  网络出版日期: 2026-05-14

基金资助

国家重点研发计划(2022YFD1300905)

收起

Effects of Different Treatment Methods and Additive Dosages of Mulberry Branch and Leaf Powder on Fermentation Characteristics, Methane Production and Microbiota in Rumen of Beef Cattle in Vitro

  • CAO Siguang ,
  • LUO Junyi ,
  • CHEN Ting ,
  • XI Qianyun ,
  • ZHANG Yongliang ,
  • SUN Jiajie , *
Expand
  • College of Animal Science, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China
*professor, E-mail:

Received date: 2025-10-31

  Online published: 2026-05-14

Fold

摘要

本试验旨在研究不同处理方式和添加剂量桑枝叶粉对肉牛体外瘤胃发酵特性、甲烷(CH4)生成和微生物区系的影响。采用3×3两因素试验设计,设置3种桑枝叶粉处理方式(40目常规粉碎、400目超微粉碎和40目常规粉碎蒸汽爆破)和3个桑枝叶粉添加剂量(10%、15%和25%),共9个试验组;另设1个无桑枝叶粉添加的对照组(CON组),共计10个组,每组5个重复。体外发酵48 h后,测定产气量、气体成分、营养物质降解率、发酵参数和微生物区系。结果表明:1)与CON组相比,添加25%超微粉碎桑枝叶粉显著提高中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维降解率(P<0.05),添加25%蒸汽爆破桑枝叶粉显著降低干物质和粗蛋白质降解率(P<0.05)。2)与CON组相比,除添加25%蒸汽爆破桑枝叶粉组外,其他试验组48 h总产气量以及CH4和二氧化碳产量均显著降低(P<0.05),其中以添加15%超微粉碎桑枝叶粉CH4减排效果最好。3)常规粉碎组和超微粉碎组乙酸/丙酸值显著低于蒸汽爆破组(P<0.05),同时10%和15%添加组乙酸/丙酸值显著低于25%添加组(P<0.05)。4)与CON组相比,常规粉碎组和超微粉碎组普雷沃氏菌属(Prevotella)相对丰度提高,甲烷短杆菌属(Methanobrevibacter)相对丰度降低;蒸汽爆破组普雷沃氏菌属和瘤胃杆菌属(Ruminobacter)相对丰度降低,甲烷短杆菌属相对丰度提高。综上所述,常规粉碎和超微粉碎处理桑枝叶粉影响体外瘤胃发酵微生物群落结构,使发酵模式倾向于丙酸型发酵,从而抑制CH4产生,其中15%超微粉碎桑枝叶粉CH4减排效果最佳;而蒸汽爆破处理则降低CH4减排的效果。

关键词： 饲料桑; 超微粉碎; 蒸汽爆破; 体外瘤胃发酵; 甲烷; 微生物区系

本文引用格式

曹思广 , 罗君谊 , 陈婷 , 习欠云 , 张永亮 , 孙加节 . 不同处理方式和添加剂量桑枝叶粉对肉牛体外瘤胃发酵特性、甲烷生成和微生物区系的影响[J]. 动物营养学报, 2026 , 38(5) : 3823 -3837 . DOI: 10.12418/CJAN2026.305

Abstract

This experiment was conducted to investigate the effects of different treatment methods and additive dosages of mulberry branch and leaf powder on fermentation characteristics, methane (CH4) production and microbiota in rumen of beef cattle in vitro. Using a 3×3 two-factor experimental design, three treatment methods of mulberry branch and leaf powder (conventional grinding with 40-mesh, superfine grinding with 400-mesh and steam explosion of conventional grinding with 40 mesh) and three additive dosages of mulberry branch and leaf powder (10%, 15% and 25%) were set up, totaling 9 experimental groups, and another control group (CON group) without the addition of mulberry branch and leaf powder was set up, totaling 10 groups, with 5 replicates in each group. After 48 hours of in vitro fermentation, the gas production, gas composition, nutrient degradation rates, fermentation parameters and microbiota were determined. The results showed as follows: 1) compared with CON group, the addition of 25% superfine grinding mulberry branch and leaf powder significantly increased the degradation rates of neutral detergent fiber and acid detergent fiber (P<0.05), and the addition of 25% steam-exploded mulberry branch and leaf powder significantly decreased the degradation rates of dry matter and crude protein (P<0.05). 2) Compared with CON group, except for the group with 25% steam-exposed mulberry branch and leaf powder, the total gas production, CH4 production and carbon dioxide production in the other experimental groups at 48 hours were significantly decreased (P<0.05), among which the addition of 15% superfine grinding mulberry branch and leaf powder had the best CH4 reduction effect. 3) The acetic acid to propionic acid ratio in the conventional grinding group and the superfine grinding group was significantly lower than that in the steam explosion group (P<0.05), while the acetic acid to propionic acid ratio in the 10% and 15% addition groups was significantly lower than that in the 25% addition group (P<0.05). 4) Compared with CON group, the Prevotella relative abundance in the conventional grinding group and the superfine grinding group was increased, while the Methanobrevibacter relative abundance was decreased; the relative abundances of Prevotella and Ruminobacter in the steam explosion group were decreased, while the Methanobrevibacter relative abundance was increased. In conclusion, conventional grinding and superfine grinding of mulberry branch and leaf powder can affect the microbiota structure in rumen fermentation in vitro, making the fermentation mode tend to be propionic acid type fermentation, thereby inhibiting the CH4 production. Among them, 15% superfine grinding of mulberry branch and leaf powder has the best CH4 reduction effect. However, steam explosion treatment reduces the effect of CH4 emission reduction.

Key words： forage mulberry; superfine grinding; steam explosion; rumen fermentation in vitro; methane; microbiota

畜牧业是甲烷(CH4)排放的主要来源之一。作为天然发酵罐的瘤胃,甲烷短杆菌、甲烷球形菌等微生物在代谢饲料时会产生大量CH4,这不仅加剧温室效应,还导致饲料能量流失,降低畜禽养殖经济效益[1]。饲料桑是畜禽专用饲料桑树,具有抗逆性强、产量高以及蛋白质含量高等特点,且富含芦丁、槲皮素和异槲皮苷等天然活性物质。研究证实,这些活性物质可通过调节瘤胃微生物区系减少CH4排放,但饲料桑枝叶含较高含量的粗纤维及单宁等抗营养因子,会影响畜禽的采食和消化吸收[2]。超微粉碎是一种将原料粉碎至微米或纳米级的加工技术,该技术可通过大幅增加原料比表面积,有效提升饲料的溶解性、分散性和生物利用度,从而促进饲料营养成分的充分释放,提高动物对饲料的消化吸收效率。蒸汽爆破是近年来兴起的一种以水热处理为基础的原料预处理技术,其处理过程主要包括高温蒸煮和瞬时释压爆破2个阶段。该技术可对原料实现热化学和机械协同改性,促使内部生物活性成分充分释放,并具有无化学残留、环境友好和生产效率高等优势[3]。研究表明,在反刍动物饲粮中添加适量饲料桑能够促进其生长、改善瘤胃环境并提高饲粮养分利用率[4]。然而,关于饲料桑在反刍动物养殖中的加工利用方式,以及饲料桑降低CH4排放的效果与机制研究尚不够深入。因此,本试验旨在通过体外瘤胃发酵系统,探究饲料桑不同处理方式(超微粉碎、蒸汽爆破)和添加剂量对瘤胃发酵特性及CH4排放的影响,并揭示由此引发的瘤胃微生物区系变化与CH4产生之间的关联,研究结果有望为缓解反刍动物瘤胃CH4排放提供新的技术途径,并为饲料桑作为环保型饲料资源的开发利用提供数据支撑和理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

新鲜饲料桑枝叶采集于广东宝桑园健康食品有限公司,采集后迅速运输回实验室,将鲜桑枝叶分离枝叶后自然晒干,转入烘箱65 ℃烘干至恒重,粉碎过40(常规粉碎)和400目(超微粉碎)筛。其中,过40目筛桑枝叶粉蒸汽爆破由苏州嘉成启宝装备科技有限公司加工制备,处理条件为1.3 MPa持续3 min。

1.2 试验动物

本试验经华南农业大学实验动物伦理委员会审查并批准(批准编号:2025F067),在广东省农业科学院环境园艺研究所白云基地进行。试验选取3头健康状况良好、体重[(450±50) kg]相近的西门塔尔公牛作为瘤胃液供体,饲喂相同的全混合日粮,全混合日粮组成及营养水平见表1基础饲粮。试验牛每日06:00和18:00各饲喂1次,自由饮水,自由活动。晨饲2 h后,等待反刍结束,采用口腔采样器抽取瘤胃液,舍弃前200 mL,经过4层纱布过滤,装入血清瓶保存在39 ℃恒温保温箱内,迅速带回实验室用于体外发酵。
表1 试验发酵底物组成及营养水平(风干基础)

Table 1 Composition and nutrient levels of experimental fermentation substrates (air-dry basis)%

项目
Items		 基础饲粮
Basal diet		 桑枝叶粉添加剂量
Mulberry branch and leaf powder additive dosages/%
10 15 25
原料 Ingredients
玉米 Corn 24.00 24.00 24.00 24.00
豆粕 Soybean meal 10.80 10.80 10.80 10.80
大豆皮 Soybean hull 3.00 3.00 3.00 3.00
磷酸氢钙 CaHPO4 0.40 0.40 0.40 0.40
石粉 Limestone 0.48 0.48 0.48 0.48
小苏打 NaHCO3 0.60 0.60 0.60 0.60
食盐 NaCl 0.32 0.32 0.32 0.32
预混料 Premix1) 0.40 0.40 0.40 0.40
苜蓿干草 Alfalfa hay 15.00 10.00 7.00
小麦秸秆 Wheat straw 5.00 14.00 17.50 20.00
玉米青贮 Corn silage 40.00 26.00 20.50 15.00
桑枝叶粉 Mulberry branch and leaf powder 10.00 15.00 25.00
合计 Total 100.00 100.00 100.00 100.00
营养水平 Nutrient levels2)
干物质 DM 90.05 89.94 89.87 89.71
粗蛋白质 CP 12.84 12.90 12.90 12.91
中性洗涤纤维 NDF 40.13 40.36 40.40 40.06
酸性洗涤纤维 ADF 29.17 30.28 30.50 29.49
代谢能 DE/(MJ/kg) 10.05 9.93 9.90 9.99

1)每千克预混料含有 One kilogram of the premix contained the following:VA 650 000~1 400 000 IU,VD3 250 000~570 000 IU,VE≥3 000 mg,烟酰胺 nicotinamide≥800 mg,Fe 3~60 g,Cu 0.5~4.0 g,Zn 5~16 g,Mn 3~20 g,I 50~200 mg,Se 10~50 mg,Co 10~100 mg,水分 moisture≤100 g。

2)代谢能根据中国饲料数据库(https://www.chinafeeddata.org.cn)各原料数据计算得出,其他营养水平均为实测值。ME was calculated according to the China Feed Database (https://www.chinafeeddata.org.cn), while the others were measured values.

1.3 体外发酵

试验开始前将100 mL发酵瓶用牛皮纸封口,高温高压灭菌,105 ℃烘干备用。精确称量发酵底物(0.500 0±0.000 2) g并转移至发酵瓶中,采用丁基塞封口。试验当天采集瘤胃液,参照Menke等[5]的方法配制缓冲液,将瘤胃液与缓冲液按照1∶2比例混匀,每个发酵瓶装入75 mL的混合发酵液,通入二氧化碳(CO2)保证厌氧环境,使用铝盖密封发酵瓶,置于39 ℃、85 r/min水浴摇床恒温发酵。待发酵结束,将发酵瓶置于0 ℃冰水浴30 min停止发酵,开启封口铝盖和丁基塞,使用尼龙滤袋过滤无损失地收集残渣,并使用离心管收集发酵液,于-80 ℃冻存备用。

1.4 试验设计

采用3×3两因素试验设计,设置3种桑枝叶粉处理方式(40目常规粉碎、400目超微粉碎和40目常规粉碎蒸汽爆破)和3个桑枝叶粉添加剂量(10%、15%和25%),共9个试验组;另设1个无桑枝叶粉添加的对照组(CON组),共计10个组,每组设置5个重复。基础发酵底物按照瘤胃液供体牛的基础饲粮配方进行配制,添加桑枝叶粉后,配平各组发酵底物的营养水平,试验发酵底物组成及营养水平见表1。体外瘤胃发酵时间为48 h,分别记录发酵2、4、8、12、24和48 h时的产气量并测定48 h时的发酵参数、营养物质降解率、总产气量(TGP)、气体成分和微生物区系。

1.5 测定指标及方法

1.5.1 产气量和气体成分

分别在发酵开始后的2、4、8、12、24和48 h,收集发酵产生的气体并求和,记录为48 h实际TGP,将收集到的气体保存在300 mL单阀门铝箔集气袋中,以备后续气体成分检测。采用气相色谱仪(TP-2060F,北京北分天普仪器技术有限公司)测定收集气体样品中的CH4、氢气(H2)和CO2比例,计算各成分产气量及单位产气量。气相色谱仪参数设置为:柱温100 ℃,热导检测器(TCD)温度100 ℃;进样量1 mL;载气为高纯氩气,流量30 mL/min,压力0.5 MPa。

1.5.2 营养物质降解率

发酵底物和残渣中干物质(DM)含量参照GB/T 6435—2014中方法测定;粗蛋白质(CP)含量参照GB/T 6432—2018中方法,采用FOSS全自动凯氏定氮仪测定;中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)分别参照GB/T 20806—2022和NY/T 1459—2022中方法,采用ANKOM A200i半自动纤维分析仪测定。根据测定结果分别计算干物质降解率(DMD)、粗蛋白质降解率(CPD)、中性洗涤纤维降解率(NDFD)和酸性洗涤纤维降解率(ADFD),计算公式如下:

某营养物质降解率(%)=100×(发酵前

底物该营养物质含量-发酵后残渣该营养物质

含量)/发酵前底物该营养物质含量。

1.5.3 发酵参数

采用pH计(SD20,雷磁,上海仪电科学仪器股份有限公司)测定发酵液pH。参照Broderick等[6]描述的苯酚-次氯酸钠比色法测定发酵液氨态氮(NH3-N)含量。参照Wischer等[7]建立的挥发性脂肪酸(VFA)检测方法,采用气相色谱法测定VFA含量。汽化室参数:载气为氮气(N2),分流比40∶1,进样量0.4 μL,温度220 ℃。色谱柱参数:HP-INNOWax毛细管色谱柱恒流模式,流量2.0 mL/min,平均线速度38 cm/s。柱温箱参数:程序升温120 ℃(3 min)→10 ℃/min→180 ℃(1 min)。检测器参数:H2流量40 mL/min,空气流量450 mL/min,柱流量±尾吹气流量45 mL/min,火焰离子化检测器(FID)温度250 ℃。

1.5.4 微生物区系

将发酵液样品委托广州市微思凯生物科技有限公司进行宏基因组测序分析。首先,采用磁珠法基因组DNA提取试剂盒(AU46111-96,北京百泰克生物技术有限公司)提取体外瘤胃发酵体系基因组总DNA;然后,利用核算打断仪(BioruptorTM Pico,Diagenode,比利时)对基因组DNA进行打断,并用TruSeq建库试剂盒(FC-121-4001,Illumina,美国)纯化回收打断产物,经过末端修复、接头连接、index PCR扩增及纯化后完成基因组文库构建;最后,采用通过NovaSeq测序仪(Illumina,美国)完成宏基因组分析。

1.6 数据统计分析

试验数据采用Excel 2019进行初步整理,然后采用SPSS 23软件进行单因素方差分析(one-way ANOVA)和双因素方差分析(two-way ANOVA),并采用LSD法进行多重比较;结果以“平均值±标准误”形式表示,P<0.05为差异显著。

2 结果与分析

2.1 不同处理方式和添加剂量桑枝叶粉对体外瘤胃发酵营养物质降解率的影响

由表2可知,与CON组相比,添加40目常规粉碎桑枝叶粉的CG10组、CG15组和CG25组各营养物质降解率无显著差异(P>0.05);在添加400目超微粉碎桑枝叶粉的SG10组、SG15组和SG25组中,SG15组CPD显著降低(P<0.05),SG25组NDFD和ADFD显著提高(P<0.05);添加40目常规粉碎蒸汽爆破桑枝叶粉的SE10组、SE15组和SE25组各营养物质降解率均降低,其中SE25组DMD和CPD显著降低(P<0.05)。
表2 不同处理方式和添加剂量桑枝叶粉对体外瘤胃发酵营养物质降解率的影响

Table 2 Effects of different treatment methods and additive dosages of mulberry branch and leaf powder on nutrient degradation rates in rumen fermentation in vitro%

项目
Items		 组别 Groups P值
P-value
CON CG10 CG15 CG25 SG10 SG15 SG25 SE10 SE15 SE25
DMD 87.04±0.25ab 86.13±0.74bc 86.22±0.65bc 86.76±0.87abc 87.41±1.24ab 87.47±0.38ab 88.30±1.79a 85.46±1.22bc 85.44±1.22bc 84.80±1.19c <0.001
CPD 94.32±0.11ab 94.02±0.32b 94.42±0.26ab 94.83±0.34ab 94.87±0.51ab 92.88±0.22c 94.96±0.77a 91.92±0.68d 94.19±0.49ab 92.77±0.57c <0.001
NDFD 70.64±0.58bc 69.11±1.65c 69.18±1.45c 70.75±1.92bc 72.55±2.72bc 73.93±0.80ab 76.65±3.56a 68.66±2.64c 69.37±2.57c 68.23±2.49c <0.001
ADFD 64.98±0.69bc 63.93±1.93bc 63.34±1.73c 65.91±2.24bc 66.90±3.27bc 68.66±0.95b 72.38±4.21a 62.88±3.13c 63.04±3.10c 62.58±2.94c <0.001

DMD:干物质降解率 dry matter degradation rate;CPD:粗蛋白质降解率 crude protein degradation rate;NDFD:中性洗涤纤维降解率 neutral detergent fiber degradation rate;ADFD:酸性洗涤纤维降解率 acid detergent fiber degradation rate。表3同 the same as Table 3。

同行数据肩标不同字母表示差异显著(P<0.05),相同字母或无字母表示差异不显著(P>0.05)。下表同。In the same row, values with different letter superscripts indicated significant differences (P<0.05), while with the same letter or no letter superscripts indicated no significant differences (P>0.05). The same as below.

CON表示对照组,CG10、CG15和CG25分别表示40目常规粉碎10%、15%和25%桑枝叶粉组,SG10、SG15和SG25分别表示400目超微粉碎10%、15%和25%桑枝叶粉组,SE10、SE15和SE25分别表示40目常规粉碎蒸汽爆破10%、15%和25%桑枝叶粉组。表4和表6同。CON represented control group, CG10, CG15 and CG25 represented 10%, 15% and 25% mulberry branch and leaf powder with 40-mesh conventional grinding groups, SG10, SG15 and SG25 represented 10%, 15% and 25% mulberry branch and leaf powder with 400-mesh superfine grinding groups, and SE10, SE15 and SE25 represented 10%, 15% and 25% mulberry branch and leaf powder with 40-mesh conventional grinding and steam explosion groups, respectively. The same as Table 4 and Table 6.

由表3可知,双因素方差分析结果表明,处理方式对各营养物质降解率均有显著影响(P<0.05),添加剂量对CPD有显著影响(P<0.05),处理方式与添加剂量对CPD有显著交互效应(P<0.05)。其中,400目超微粉碎组(SG组)DMD、NDFD和ADFD显著高于40目常规粉碎组(CG组)和40目常规粉碎蒸汽爆破组(SE组)(P<0.05),且表现为SG组>CG组>SE组;SE组CPD显著低于其他组(P<0.05);随着添加剂量的提高,各营养物质降解率逐渐提高,其中25%添加组CPD显著高于10%添加组(P<0.05)。
表3 不同处理方式和添加剂量桑枝叶粉对体外瘤胃发酵营养物质降解率的影响

Table 3 Effects of different treatment methods and additive dosages of mulberry branch and leaf powder on nutrient degradation rates in rumen fermentation in vitro%

项目
Items		 处理方式 Treatment methods 添加剂量 Additive dosages/% P值 P-value
CG SG SE 10 15 25 T D T×D
DMD 86.37±0.76b 87.73±1.25a 85.23±1.17c 86.33±1.31 86.38±1.15 86.62±1.93 <0.001 0.752 0.479
CPD 94.42±0.45a 94.24±1.12a 92.96±1.11b 93.60±1.37b 93.83±0.77ab 94.19±1.17a <0.001 0.009 <0.001
NDFD 69.68±1.75b 74.38±3.00a 68.75±2.43b 70.11±2.85 70.83±2.80 71.88±4.45 <0.001 0.127 0.236
ADFD 64.39±2.16b 69.31±3.74a 62.83±2.84b 64.57±3.17 65.01±3.32 66.96±5.17 <0.001 0.055 0.199

CG表示40目常规粉碎,SG表示400目超微粉碎,SE表示40目常规粉碎蒸汽爆破。T表示处理方式的主效应,D表示添加剂量的主效应,T×D表示处理方式与添加剂量的交互效应。表5和表7同。

CG represented 40-mesh conventional grinding, SG represented 400-mesh superfine grinding, and SE represented 40-mesh conventional grinding and steam explosion. T represented main effect of treatment method, D represented main effect of additive dosage, and T×D represented interaction effect between treatment method and additive dosage. The same as Table 5 and Table 7.

2.2 不同处理方式和添加剂量桑枝叶粉对体外瘤胃发酵产气量和气体成分的影响

由表4可知,与CON组相比,除SE25组外,其他试验组TGP以及CH4和CO2产量均显著降低(P<0.05);其中,CG25组、SG15组和SE15组为各处理方式中CH4减排效果最优的组,CH4产量分别降低19.35%、28.19%和8.59%。此外,与CON组相比,SE25组TGP以及CH4、H2和CO2产量均提高,其中CH4产量显著提高(P<0.05)。
表4 不同处理方式和添加剂量桑枝叶粉对体外瘤胃发酵产气量和气体成分的影响

Table 4 Effects of different treatment methods and additive dosages of mulberry branch and leaf powder on gas production and gas composition in rumen fermentation in vitro

项目
Items		 组别 Groups P值
P-value
CON CG10 CG15 CG25 SG10 SG15 SG25 SE10 SE15 SE25
产气量 Gas production/mL
总产气量 TGP 151.88±3.20a 139.76±2.27b 134.06±3.67c 130.74±2.37cd 124.44±3.84e 125.46±4.52e 128.86±2.25de 138.66±3.43b 141.98±1.18b 152.94±3.90a <0.001
甲烷 CH4 11.99±0.55b 10.89±0.19c 9.89±0.30d 9.67±0.33d 8.76±0.34ef 8.61±0.24f 9.40±0.16de 11.00±0.88c 10.96±0.35c 13.87±0.79a <0.001
氢气 H2 0.02±0.01 0.02±0.01 0.03±0.01 0.03±0.01 0.03±0.01 0.03±0.01 0.03±0.01 0.03±0.01 0.03±0.01 0.03±0.01 0.260
二氧化碳 CO2 68.57±1.68a 62.73±1.25b 60.45±2.25bc 58.19±2.45bc 55.72±1.98c 56.52±2.03c 58.86±0.93bc 61.73±3.81b 62.97±2.27b 69.02±4.01a <0.001
单位产气量 Unit gas production/(mL/g)
总产气量 TGP 303.74±6.40a 279.35±4.58b 268.15±7.40c 261.47±4.79cd 248.94±7.65e 250.86±9.00e 257.70±4.44de 277.27±6.88b 283.87±2.35b 305.74±7.83a <0.001
甲烷 CH4 23.97±1.10b 21.76±0.37c 19.78±0.60d 19.35±0.66d 17.53±0.69e 17.21±0.48e 18.80±0.31de 21.99±1.76c 21.92±0.71c 27.73±1.58a <0.001
氢气 H2 0.04±0.02b 0.05±0.02ab 0.05±0.01ab 0.05±0.01ab 0.07±0.02a 0.07±0.02a 0.05±0.01a 0.05±0.01ab 0.06±0.01ab 0.06±0.01ab 0.010
二氧化碳 CO2 137.12±3.37a 125.39±2.54b 120.92±4.51bc 116.38±4.88bc 111.47±3.96c 113.03±4.05c 117.71±1.84bc 123.42±7.62b 125.90±4.53b 137.98±8.03a <0.001
由表5可知,SG组TGP以及CH4和CO2产量显著低于CG组(P<0.05),同时CG组上述指标显著低于SE组(P<0.05);10%和15%添加组TGP和CH4产量显著低于25%添加组(P<0.05)。
表5 不同处理方式和添加剂量桑枝叶粉对体外瘤胃发酵产气量和气体成分的影响

Table 5 Effects of different treatment methods and additive dosages of mulberry branch and leaf powder on gas production and gas composition in rumen fermentation in vitro

项目
Items		 处理方式 Treatment methods 添加剂量 Additive dosages/% P值 P-value
CG SG SE 10 15 25 T D T×D
产气量 Gas production/mL
总产气量 TGP 134.85±4.67b 126.25±3.92c 144.53±6.93a 134.29±7.82b 133.83±7.67b 137.51±11.64a <0.001 0.006 <0.001
甲烷 CH4 10.04±0.56b 8.91±0.42c 12.01±1.57a 10.04±1.24b 9.91±1.01b 11.10±2.20a <0.001 <0.001 <0.001
氢气 H2 0.03±0.01 0.03±0.01 0.03±0.01 0.03±0.01 0.03±0.01 0.03±0.01 0.267 0.301 0.662
二氧化碳 CO2 60.11±2.69b 56.94±2.11c 64.78±4.57a 59.48±4.10 60.23±3.35 62.25±5.87 <0.001 0.082 0.001
单位产气量 Unit gas production/(mL/g)
总产气量 TGP 269.66±9.30b 252.50±7.79c 288.96±13.83a 268.52±15.57b 267.63±15.33b 274.91±23.23a <0.001 0.006 <0.001
甲烷 CH4 20.07±1.12ab 17.82±0.85b 24.02±3.15a 20.07±2.47 19.81±2.03 22.18±4.40 0.028 0.226 0.059
氢气 H2 0.05±0.01b 0.06±0.02a 0.06±0.01a 0.06±0.02a 0.06±0.01a 0.05±0.01b <0.001 <0.001 <0.001
二氧化碳 CO2 120.20±5.37b 113.87±4.21c 129.51±9.14a 118.93±8.17 120.44±6.69 124.48±11.72 <0.001 0.083 0.001

2.3 不同处理方式和添加剂量桑枝叶粉对体外瘤胃发酵参数的影响

由表6可知,与CON组相比,各试验组pH以及NH3-N和各VFA含量均无显著差异(P>0.05),SE25组乙酸/丙酸值显著提高(P<0.05),CG15组、CG25组、SG10组和SG15组乙酸/丙酸值显著降低(P<0.05)。此外,SE25组异戊酸含量显著高于CG10组、CG15组、CG25组、SG15组和SG25组(P<0.05)。
表6 不同处理方式和添加剂量桑枝叶粉对体外瘤胃发酵参数的影响

Table 6 Effects of different treatment methods and additive dosages of mulberry branch and leaf powder on fermentation parameters in rumen in vitro

项目
Items		 组别 Groups P值
P-value
CON CG10 CG15 CG25 SG10 SG15 SG25 SE10 SE15 SE25
pH 6.45±0.01 6.51±0.05 6.54±0.06 6.55±0.03 6.53±0.06 6.50±0.06 6.53±0.04 6.48±0.02 6.52±0.05 6.53±0.06 0.068
氨态氮 NH3-N/(mmol/L) 15.06±2.13 15.52±4.10 16.60±3.58 17.89±2.88 14.55±0.96 14.16±1.67 14.22±2.23 13.29±3.06 15.74±2.17 17.58±2.29 0.139
乙酸
Acetic acid/(mmol/L)		 38.93±6.10 33.09±2.89 32.70±6.00 30.50±2.43 39.79±5.80 35.67±5.07 33.99±7.93 36.24±5.70 37.42±6.55 41.29±8.58 0.193
丙酸
Propionic acid/(mmol/L)		 12.96±2.06 11.28±0.91 11.29±2.98 10.46±0.86 13.92±1.97 12.48±1.70 11.51±2.60 12.24±1.95 12.35±2.17 12.25±2.52 0.375
异丁酸
Isobutyric acid/(mmol/L)		 0.74±0.12 0.61±0.06 0.60±0.17 0.55±0.05 0.73±0.11 0.64±0.09 0.63±0.15 0.65±0.11 0.66±0.13 0.81±0.16 0.075
丁酸
Butyric acid/(mmol/L)		 7.79±1.28 6.39±0.60 6.26±1.74 5.75±0.44 7.69±1.19 6.74±1.05 6.47±1.54 7.04±1.26 7.17±1.43 8.51±1.75 0.058
异戊酸
Isovaleric acid/(mmol/L)		 1.44±0.24ab 1.15±0.10b 1.12±0.31b 1.02±0.09b 1.34±0.20ab 1.18±0.17b 1.17±0.28b 1.23±0.23ab 1.24±0.26ab 1.64±0.32a 0.008
戊酸
Valeric acid/(mmol/L)		 1.08±0.19 0.90±0.08 0.87±0.24 0.80±0.07 1.06±0.16 0.93±0.13 0.88±0.21 0.95±0.17 0.94±0.19 1.11±0.22 0.128
乙酸/丙酸
Acetic acid/propionic acid		 3.01±0.04bc 2.93±0.03cde 2.89±0.04de 2.92±0.01de 2.86±0.01e 2.86±0.03e 2.95±0.02cd 2.96±0.02bcd 3.03±0.03b 3.37±0.12a <0.001
由表7可知,SE组乙酸、异丁酸、丁酸和异戊酸含量显著高于CG组(P<0.05),乙酸/丙酸值显著高于CG组和SG组(P<0.05);25%添加组乙酸/丙酸值显著高于10%和15%添加组(P<0.05)。
表7 不同处理方式和添加剂量桑枝叶粉对体外瘤胃发酵参数的影响

Table 7 Effects of different treatment methods and additive dosages of mulberry branch and leaf powder on fermentation parameters in rumen in vitro

项目
Items		 处理方式 Treatment methods 添加剂量 Additive dosages/% P值 P-value
CG SG SE 10 15 25 T D T×D
pH 6.53±0.05 6.52±0.52 6.51±0.05 6.51±0.05 6.52±0.05 6.54±0.04 0.494 0.246 0.557
氨态氮 NH3-N/(mmol/L) 16.67±3.44 14.31±1.59 15.54±2.97 14.46±2.94 15.50±2.63 16.56±2.87 0.071 0.117 0.455
乙酸 Acetic acid/(mmol/L) 32.10±5.35b 36.48±6.42ab 38.31±6.90a 36.37±5.41 35.27±6.80 35.26±7.90 0.033 0.860 0.410
丙酸 Propionic acid/(mmol/L) 11.01±1.78 12.64±2.22 12.28±2.06 12.48±1.92 12.04±2.24 11.41±2.13 0.093 0.373 0.754
异丁酸 Isobutyric acid/(mmol/L) 0.59±0.10b 0.67±0.12ab 0.71±0.15a 0.66±0.10 0.63±0.13 0.66±0.16 0.031 0.751 0.143
丁酸 Butyric acid/(mmol/L) 6.14±1.05b 6.97±1.30ab 7.57±1.54a 7.04±1.12 6.72±1.38 6.91±1.75 0.016 0.798 0.184
异戊酸 Isovaleric acid/(mmol/L) 1.09±0.19b 1.23±0.22ab 1.34±0.32a 1.24±0.19 1.18±0.24 1.27±0.36 0.009 0.507 0.037
戊酸 Valeric acid/(mmol/L) 0.86±0.15 0.96±0.17 1.00±0.20 0.97±0.15 0.92±0.18 0.93±0.21 0.087 0.648 0.209
乙酸/丙酸 Acetic acid/propionic acid 2.91±0.03b 2.88±0.05b 3.12±0.20a 2.91±0.05b 2.92±0.08b 3.08±0.23a <0.001 <0.001 <0.001

2.4 不同处理方式和添加剂量桑枝叶粉对体外瘤胃发酵微生物区系的影响

根据体外瘤胃发酵特性的结果,选择CG组、SG组和SE组的25%添加剂量与CON组进行微生物区系的比较。

2.4.1 操作分类单元(OTU)

如图1所示,体外瘤胃发酵48 h时微生物群落共鉴定出4 785个OTU,其中CON组、CG组和SG组均特有5个OTU,SE组特有8个OTU,4组共有4 601个OTU。
图1 体外瘤胃发酵微生物区系OTU韦恩图

CON表示对照组,CG表示40目常规粉碎25%桑枝叶粉组,SG表示400目超微粉碎25%桑枝叶粉组,SE表示40目常规粉碎蒸汽爆破25%桑枝叶粉组。下图同。

Fig.1 Venn diagram of OTU of microbiota in rumen fermentation in vitro

CON represented control group, CG represented 25% mulberry branch and leaf powder with 40-mesh conventional grinding group, SG represented 25% mulberry branch and leaf powder with 400-mesh superfine grinding groups, and SE represented 25% mulberry branch and leaf powder with 40-mesh conventional grinding and steam explosion groups. The same as below.

2.4.2 β多样性分析

如图2所示,主成分分析(PCA)结果表明,各组样本呈现出明显的聚类,其中,CON组与各试验组置信椭圆完全分离,表明组间微生物群落结构存在差异。
图2 体外瘤胃发酵微生物群落主成分分析

Fig.2 Principal component analysis of microbiota in rumen fermentation in vitro

2.4.3 微生物群落组成分析

如图3所示,4组优势细菌菌属为普雷沃氏菌属(Prevotella)、拟杆菌属(Bacteroides)、瘤胃杆菌属(Ruminobacter)和另枝菌属(Alistipes),其中普雷沃氏菌属相对丰度最高;优势古菌菌属为甲烷短杆菌属(Methanobrevibacter)、Candidatus_Methanomethylophilaceae、甲烷球形菌属(Methanosphaera)和Candidatus_Methanomethylophilus,其中甲烷短杆菌属相对丰度最高。
图3 体外瘤胃发酵微生物群落在属水平上组成分析

Fig.3 Analysis of microbiota composition at genus level in rumen fermentation in vitro

2.4.4 微生物群落差异菌属分析

由表8可知,线性判别分析(LDA)效应大小(LEfSe)分析(LDA值>3,P<0.05)结果表明,在属水平上,瘤胃细菌存在19个差异菌属,瘤胃古菌存在6个差异菌属。其中,CON组富集细菌有瘤胃杆菌属、琥珀酸弧菌属(Succinivibrio)和解琥珀酸菌属(Succiniclasticum)等5种,富集古菌有Candidatus_Methanomethylophilus;CG组富集细菌有产琥珀酸单胞菌属(Succinatimonas)、真杆菌属(Eubacterium)和糖发酵菌属(Saccharofermentans),富集古菌有Candidatus_Methanomethylophilaceae、甲烷球形菌属和甲烷粒菌属(Methanocorpusculum);SG组富集细菌有普雷沃氏菌属,富集古菌有热原体纲(Thermoplasmata);SE组富集细菌有普雷沃氏菌属、Lentimicrobium和拟杆菌属等10种,富集古菌有甲烷短杆菌属。
表8 体外瘤胃发酵微生物群落差异菌属LEfSe分析

Table 8 LEfSe analysis of differential genera in microbiota in rumen fermentation in vitro

项目 Items 组别 Groups LDA值 LDA score P值 P-value
细菌 Bacteria
颤杆菌属 Oscillibacter CON 3.23 0.021 660
解琥珀酸菌属 Succiniclasticum CON 3.26 0.002 454
瘤胃杆菌属 Ruminobacter CON 4.15 0.006 018
琥珀酸单胞菌属 Succinimonas CON 3.18 0.006 415
琥珀酸弧菌属 Succinivibrio CON 3.51 0.007 442
真杆菌属 Eubacterium CG 3.17 0.002 821
糖发酵菌属 Saccharofermentans CG 3.00 0.009 005
产琥珀酸单胞菌属 Succinatimonas CG 3.69 0.012 103
普雷沃氏菌属 Prevotella SG 4.55 0.000 809
梭菌属 Clostridium SE 3.07 0.000 809
瘤胃球菌属 Ruminococcus SE 3.29 0.002 882
拟杆菌属 Bacteroides SE 3.50 0.001 026
Lentimicrobium SE 3.59 0.011 976
泥沼杆菌属 Paludibacter SE 3.09 0.011 065
另枝菌属 Alistipes SE 3.51 0.000 809
Candidatus_Onthomorpha SE 3.21 0.000 536
纤维杆菌属 Fibrobacter SE 3.06 0.009 904
Victivallis SE 3.02 0.001 273
密螺旋体属 Treponema SE 3.03 0.001 037
古菌 Archaea
Candidatus_Methanomethylophilus CON 3.18 0.015 414
Candidatus_Methanomethylophilaceae CG 4.15 0.002 112
甲烷球形菌属 Methanosphaera CG 3.61 0.003 384
甲烷粒菌属 Methanocorpusculum CG 3.28 0.008 187
热原体纲 Thermoplasmata SG 3.89 0.002 717
甲烷短杆菌属 Methanobrevibacter SE 4.48 0.006 622

CON表示对照组,CG表示40目常规粉碎25%桑枝叶粉组,SG表示400目超微粉碎25%桑枝叶粉组,SE表示40目常规粉碎蒸汽爆破25%桑枝叶粉组。

CON represented control group, CG represented 25% mulberry branch and leaf powder with 40-mesh conventional grinding group, SG represented 25% mulberry branch and leaf powder with 400-mesh superfine grinding groups, and SE represented 25% mulberry branch and leaf powder with 40-mesh conventional grinding and steam explosion groups.

2.4.5 微生物群落差异菌属与发酵指标相关性分析

如图4所示,体外发酵TGP、CH4和CO2产量以及乙酸/丙酸值与另枝菌属、拟杆菌属、Candidatus_Onthomorpha、梭菌属(Clostridium)、瘤胃球菌属(Ruminococcus)、密螺旋体属(Treponema)和Victivallis相对丰度呈极显著正相关(P<0.01),与普雷沃氏菌属、瘤胃杆菌属、产琥珀酸单胞菌属和琥珀酸弧菌属相对丰度呈显著或极显著负相关(P<0.05或P<0.01)。
图4 体外瘤胃发酵微生物群落差异细菌菌属与发酵指标相关性分析

*表示显著相关(P<0.05),**表示极显著相关(P<0.01)。图5同。

Fig.4 Correlation analysis of differential bacterial genera in microbiota and fermentation indices in rumen fermentation in vitro

* indicated significant correlation (P<0.05), and ** indicated extremely significant correlation (P<0.01). The same as Fig.5.

如图5所示,体外发酵TGP、CH4和CO2产量以及乙酸/丙酸值与Candidatus_Methanomethylophilus、甲烷短杆菌属和甲烷粒菌属相对丰度呈极显著正相关(P<0.01),与热原体纲相对丰度呈极显著负相关(P<0.01)。
图5 体外瘤胃发酵微生物群落差异古菌菌属与发酵指标相关性分析

Fig.5 Correlation analysis of differential archaea genera in microbiota and fermentation indices in rumen fermentation in vitro

3 讨论

3.1 不同处理方式和添加剂量桑枝叶粉对体外瘤胃发酵产气量和气体成分的影响

产气量是反映体外瘤胃发酵程度最直接的指标,气体成分能够间接反映体外瘤胃发酵的模式[8]。本研究发现,添加桑枝叶粉可以降低体外瘤胃发酵TGP和CH4产量,超微粉碎和蒸汽爆破处理对桑枝叶粉CH4减排效果具有不同的调节作用。常规粉碎桑枝叶粉能够显著降低TGP和CH4产量,其中CG10组~CG25组CH4产量较CON组降低9.17%~19.35%。这是由于饲料桑中含有丰富的单宁、黄酮等活性因子,可以抑制体外瘤胃发酵,从而降低体外瘤胃发酵TGP和CH4产量[9]。超微粉碎处理桑枝叶粉的TGP和CH4产量显著低于常规粉碎处理桑枝叶粉,其中SG15组CH4减排效果最佳,CH4产量较CON组显著降低28.19%。研究表明,超微粉碎技术能够将饲料原料粉碎至微米级,从而增大表面积,破坏细胞壁,在体外发酵过程中提高饲料桑营养物质的释放效率和发酵液的有效接触面积[10-11]。值得注意的是,蒸汽爆破处理减弱了桑枝叶粉的CH4减排效果,特别是SE25组CH4产量显著高于CON组。研究表明,蒸汽爆破处理使饲料原料酒糟的纤维素结构被破坏,还原糖含量提高到原来的9倍[12],推测蒸汽爆破处理破坏了桑枝叶粉的纤维结构,提高了可溶性糖含量,从而改变了发酵模式,导致CH4产量提高[13]。另外,各试验组H2产量与CON组相比有所升高,但是变化不显著。研究表明,瘤胃产甲烷菌发酵途径改变使CH4产量降低和H2产量升高[14],这与本试验结果不同,推测瘤胃产甲烷菌改变发酵途径受到桑枝叶粉中单宁和多酚等活性物质的广谱抑菌作用的影响。

3.2 不同处理方式和添加剂量桑枝叶粉对体外瘤胃发酵营养物质降解率的影响

体外瘤胃发酵营养物质降解率是评价饲料养分在瘤胃内消化率的重要指标[15]。本试验结果发现,常规粉碎桑枝叶粉未显著影响体外瘤胃发酵营养物质降解率,但有一定程度的降低,表明桑枝叶粉在合理的添加剂量范围内不会对营养物质降解率产生影响。研究表明,绵羊饲粮中添加5%~15%桑枝叶粉会降低干物质采食量,并显著降低平均日增重,且添加剂量超过一定水平会影响瘤胃环境,导致营养物质降解率下降[16],这与本研究结果相似。超微粉碎处理桑枝叶粉显著提高NDFD和ADFD,这是由于超微粉碎处理能够破坏桑枝叶粉细胞壁和纤维结构。不过,SG15组CPD较CON组显著降低,推测超微粉碎破坏的蛋白质结构会重新生成二级结构,从而影响CPD[17]。蒸汽爆破处理的桑枝叶粉降低体外瘤胃发酵营养物质降解率,特别是SE25组DMD和CPD较CON组显著降低,推测是桑枝叶粉在蒸汽爆破处理过程中发生美拉德反应导致淀粉糊化,以及蛋白质与糖类发生共价结合影响瘤胃降解[18-19]。

3.3 不同处理方式和添加剂量桑枝叶粉对体外瘤胃发酵参数的影响

瘤胃是天然的发酵罐,瘤胃发酵参数是反映瘤胃环境稳定、营养物质降解以及微生物活性的关键指标[20]。瘤胃液pH是反映瘤胃稳定最基本的指标,正常情况体外瘤胃发酵pH维持在5.5~7.5[21]。研究表明,肉牛饲粮中添加20%发酵桑不会对瘤胃发酵环境造成影响[22]。本研究中,瘤胃液pH均在合理范围内,表明体外瘤胃发酵过程正常进行。瘤胃液NH3-N含量是蛋白质代谢效率和氮素利用的关键指标,含量过高或过低都会影响饲粮蛋白质利用率。本研究中,不同处理方式和添加剂量桑枝叶粉未显著影响NH3-N含量,但超微粉碎组有所降低。研究表明,桑枝叶粉中含有丰富的活性物种,对瘤胃发酵的影响是多样的,可以通过改变瘤胃微生物影响蛋白质利用率[23],导致发酵液NH3-N含量降低。
VFA是瘤胃微生物的发酵产物,作为反刍动物的供能物质,主要成分为乙酸和丙酸[24]。本研究表明,不同处理方式和添加剂量桑枝叶粉对乙酸和丙酸含量无显著影响。桑枝叶粉作为非常规饲料原料,虽含有一定的抗营养因子,但已有研究表明饲粮中合理添加桑枝叶粉不会影响瘤胃发酵效果[3]。超微粉碎处理桑枝叶粉能够一定程度上提高VFA含量,推测是桑枝叶粉经超微粉碎处理后减小了纤维的粒度,增大了原料与发酵液的接触面积,提高了发酵效率,从而提高了VFA含量。研究表明,超微粉碎能够提高饲料发酵乙酸和丙酸等VFA含量[25],这与本试验结果一致。蒸汽爆破处理同样提高了体外瘤胃发酵VFA含量,推测是由于蒸汽爆破改变了桑枝叶粉的纤维结构,促进了可溶性营养成分的流出,从而提高了发酵效率。李国栋[26]研究表明,饲粮中添加蒸汽爆破处理的玉米秸秆能够改善瘤胃发酵环境,这与本研究结果相似。乙酸/丙酸值是反映瘤胃发酵模式的重要指标。本试验中,SE25组乙酸/丙酸值显著高于CON组,CG15组、CG25组、SG10组和SG15组乙酸/丙酸值显著低于CON组。添加桑枝叶粉能够降低乙酸/丙酸值,这是由于桑枝叶粉中的活性因子具有调节瘤胃发酵的作用,使瘤胃发酵模式由“乙酸型”向“丙酸型”转变[27]。蒸汽爆破处理能够显著提高乙酸/丙酸值,可能是由于蒸汽爆破处理改变了桑枝叶粉的特性导致。研究表明,蒸汽爆破处理能够提高甘蔗渣中可溶性碳水化合物含量,提高VFA含量,并显著提高乙酸/丙酸值[28],这与本研究结果相似。

3.4 不同处理方式和添加剂量桑枝叶粉对体外瘤胃发酵微生物区系的影响

瘤胃微生物由多种细菌、古菌和原虫等组成,是一个复杂的微生态系统,也是反刍动物营养物质代谢的核心,瘤胃内环境的稳态直接影响动物的健康生长[29]。综合发酵特性结果,本试验探究了在25%添加剂量下不同处理方式桑枝叶粉对体外瘤胃发酵微生物区系的影响。β多样性分析是将不同样本间的微生物群落进行对比分析,通过PCA可以发现不同处理之间的差异。本研究结果表明,各试验组置信椭圆与CON组完全分离,表明组间微生物群落结构存在差异;同时,CG组和SG组置信椭圆有较大面积重合,这与常规粉碎处理与超微粉碎处理在发酵特性上有高度重合的现象相符。
本研究表明,普雷沃氏菌属、拟杆菌属、瘤胃杆菌属和甲烷短杆菌属等是体外瘤胃发酵的核心菌属,这与Ramos等[30]提到的牛瘤胃优势菌属组成相符合。普雷沃氏菌属对饲粮蛋白质和碳水化合物降解具有重要作用[31],通过发酵产生琥珀酸和丙酸,且琥珀酸转化为丙酸的过程中消耗H2,从而抑制CH4的产生[32]。常规粉碎和超微粉碎处理桑枝叶粉使普雷沃氏菌属相对丰度升高,蒸汽爆破处理桑枝叶粉使普雷沃氏菌属相对丰度降低,这与常规粉碎和超微粉碎处理使CH4产量降低,而蒸汽爆破处理使CH4产量升高的现象相符。瘤胃杆菌属和瘤胃球菌属同样具有分解饲粮中淀粉产生丙酸的作用[33],蒸汽爆破组瘤胃杆菌属相对丰度最低,可能是其CH4产量提高的另一个原因。古菌是主要的产甲烷菌,甲烷短杆菌属是氢营养型的产甲烷菌,利用H2产CH4的效率高,但是容易受到H2竞争的影响;而甲烷球形菌属是甲基营养型的产甲烷菌,利用H2产生CH4的效率低,且两者竞争底物产生拮抗作用[34]。本研究中,常规粉碎和超微粉碎组甲烷短杆菌属相对丰度降低,从而降低了CH4产量;同时,甲烷球形菌属相对丰度升高与前者竞争H2,同样起到降低CH4产量的作用。
此外,本研究将微生物群落差异菌属相对丰度与发酵指标进行相关性分析发现,体外发酵TGP、CH4和CO2产量以及乙酸/丙酸值与普雷沃氏菌属和瘤胃杆菌属等相对丰度呈显著负相关,与拟杆菌属、瘤胃球菌属和甲烷短杆菌属等相对丰度呈显著正相关。研究表明,普雷沃氏菌属作为耗氢菌,通过转化琥珀酸产生丙酸,消耗H2导致CH4产量降低[32],这与本试验结果一致。由此表明,常规粉碎桑枝叶粉使瘤胃发酵模式趋向丙酸型发酵,对CH4产生具有抑制作用;超微粉碎桑枝叶粉进一步加强了桑枝叶粉的CH4减排作用;而蒸汽爆破则解除了桑枝叶粉抑制CH4产生的作用。

4 结论

综上所述,常规粉碎和超微粉碎处理桑枝叶粉影响体外瘤胃发酵普雷沃氏菌属、瘤胃杆菌属和甲烷短杆菌属等微生物相对丰度,使发酵模式倾向于丙酸型发酵,从而抑制CH4产生,其中15%超微粉碎桑枝叶粉CH4减排效果最佳;而蒸汽爆破处理桑枝叶粉对普雷沃氏菌属等有抑制作用,降低CH4减排的效果。

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