动物营养学报 >

2026 , Vol. 38 >Issue 7: 5171 - 5183

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2026.415

研究论文

枯草芽孢杆菌对泌乳奶牛生产性能、血清指标及瘤胃发酵参数的影响

  • 马丽莎 ,
  • 任亚琼 ,
  • 秦雅鹏 ,
  • 张巧娥 , *
展开
  • 宁夏大学动物科技学院, 银川 750021
* 张巧娥,教授,博士生导师,E-mail:

马丽莎(2002—),女,宁夏同心人,硕士研究生,研究方向为动物营养与饲料科学。E-mail:

Office editor: 靳 爽

收稿日期: 2025-11-30

  网络出版日期: 2026-07-14

基金资助

宁夏回族自治区重点研发项目(2022BBF2018)

收起

Effects of Bacillus subtilis on Performance, Serum Indices and Rumen Fermentation Parameters of Lactating Dairy Cows

  • MA Lisha ,
  • REN Yaqiong ,
  • QIN Yapeng ,
  • ZHANG Qiao’e , *
Expand
  • College of Animal Science and Technology, Ningxia University, Yinchuan 750021, China
* professor, E-mail:

Received date: 2025-11-30

  Online published: 2026-07-14

Fold

摘要

本试验旨在探究枯草芽孢杆菌(BS)对泌乳奶牛生产性能、血清指标及瘤胃发酵参数的影响。选择健康且泌乳天数、胎次和产奶量相近的荷斯坦奶牛40头,随机分为2组,每组20头。对照组饲喂基础饲粮,试验组在饲喂基础饲粮的基础上补饲10 g/(头·d)的BS(活菌数为2×108 CFU/g)。预试期7 d,正试期60 d。结果表明:1)与对照组相比,试验组奶牛第30天产奶量、产奶效率、血清葡萄糖(GLU)和尿素氮(UN)含量极显著提高(P<0.01),血清总蛋白(TP)含量显著提高(P<0.05);第60天产奶量、产奶效率、血清免疫球蛋白A(IgA)和免疫球蛋白G(IgG)含量及瘤胃液丁酸、异丁酸、戊酸含量极显著提高(P<0.01),瘤胃液总挥发性脂肪酸(TVFA)含量、血清总抗氧化能力(T-AOC)和超氧化物歧化酶(SOD)活性显著提高(P<0.05);第58~60天粗脂肪(EE)表观消化率显著提高(P<0.05)。2)与对照组相比,试验组奶牛第30天血清白细胞介素-1β(IL-1β)含量显著降低(P<0.05);第60天乳尿素氮含量和血清白蛋白(ALB)含量极显著降低(P<0.01),血清肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和脂多糖(LPS)含量显著降低(P<0.05)。综上可知,补饲10 g/(头·d)的BS可提高泌乳奶牛的产奶量,改善瘤胃发酵功能,并在不同程度上优化其血清免疫功能和抗氧化性能。

关键词： 枯草芽孢杆菌; 泌乳奶牛; 生产性能; 血清指标; 瘤胃发酵参数

本文引用格式

马丽莎 , 任亚琼 , 秦雅鹏 , 张巧娥 . 枯草芽孢杆菌对泌乳奶牛生产性能、血清指标及瘤胃发酵参数的影响[J]. 动物营养学报, 2026 , 38(7) : 5171 -5183 . DOI: 10.12418/CJAN2026.415

Abstract

This study aimed to investigate the effects of Bacillus subtilis (BS) on performance, serum indices and rumen fermentation parameters of lactating dairy cows. Forty healthy Holstein dairy cows with similar lactation days, parity and milk yield were randomly divided into two groups with 20 cows in each group. Cows in the control group were fed a basal diet, while those in the experimental group were fed the basal diet supplemented with 10 g/(head·d) of BS (with viable count of 2×108 CFU/g). The pre-feeding period lasted for 7 days, and the formal feeding period for 60 days. The results showed as follows: 1) compared with the control group, the milk yield, milk production efficiency, serum glucose (GLU) and urea nitrogen (UN) contents of dairy cows in the experimental group were extremely significantly increased (P<0.01) on day 30, and the serum total protein (TP) content was significantly increased (P<0.05); on day 60, the milk yield, milk production efficiency, serum immunoglobulin A (IgA) and immunoglobulin G (IgG) contents, as well as rumen fluid butyrate, isobutyrate and valerate contents were extremely significantly increased (P<0.01), while the rumen fluid total volatile fatty acids (TVFA) content, serum total antioxidant capacity (T-AOC) and superoxide dismutase (SOD) activity were significantly increased (P<0.05); the apparent digestibility of ether extract (EE) was significantly increased on days 58 to 60 (P<0.05). 2) Compared with the control group, the serum interleukin-1β (IL-1β) content of dairy cows in the experimental group was significantly decreased (P<0.05) on day 30; on day 60, the milk urea nitrogen content and serum albumin (ALB) content were extremely significantly decreased (P<0.01), and the serum tumor necrosis factor-α (TNF-α) and lipopolysaccharide (LPS) contents were significantly decreased (P<0.05). In conclusion, dietary supplementation with 10 g/(head·d) of BS can increase the milk yield of lactating dairy cows, improve rumen fermentation function, and optimize serum immune function and antioxidant capacity to varying degrees.

Key words： Bacillus subtilis; lactating dairy cows; performance; serum indices; rumen fermentation parameters

随着养殖业的不断发展,饲料添加剂的绿色、安全与高效性日益受到重视。枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis,BS)是我国农业农村部允许作为饲料添加剂的2种芽孢杆菌之一,以其安全、无残留和环保特性而被誉为“绿色”添加剂。BS以芽孢形态添加于饲料中,能够在饲料生产过程中抵抗不利条件,制备成菌剂后稳定且易存储[1],且进入动物肠道后能够复苏繁殖。BS通过调节动物肠道菌群结构、增强机体免疫力以及提供多种动物所需的酶类等发挥益生作用[2-3],可以弥补动物体内源酶的不足,进而促进其生长发育。此外,部分BS菌株还具有产维生素、降解饲料中毒素等功能,进一步拓宽了其在动物营养领域的应用价值。然而,目前关于BS在反刍动物,特别是泌乳奶牛上的应用研究相对有限。因此,本试验以泌乳奶牛为研究对象,旨在探究补饲BS对其生产性能、血清指标及瘤胃发酵参数的影响,以期为“饲料禁抗”背景下开发适用于反刍动物的高效、安全微生态制剂提供理论依据与数据支撑。

1 材料与方法

1.1 试验设计

饲养试验于2025年7月3日至2025年9月11日在宁夏正元生态农业科技发展有限公司开展。所有试验程序均经宁夏大学动物科技学院动物福利与伦理审查委员会批准(审批号:NXU-A-2025-277)。
选择健康状况良好且泌乳天数、胎次及产奶量相近的泌乳奶牛40头,随机分为2组,每组20头。2组奶牛的泌乳天数(130.50 d vs. 135.45 d)、胎次(2.00 vs. 2.05)及产奶量(48.08 kg/d vs. 45.41 kg/d)均无显著差异(P>0.05)。对照组饲喂基础饲粮,试验组在饲喂基础饲粮的基础上补饲10 g/(头·d)的BS(活菌数为2×108 CFU/g)。预试期7 d,正试期60 d。

1.2 试验动物及饲养管理

试验期间采用全混合日粮(TMR)饲喂,2组奶牛同舍饲养,均采用散栏式群养模式。每日挤奶3次(06:00、14:00和22:00),投料3次(07:00、14:00和22:30),牛群自由采食与饮水,保持剩料量<10%。基础饲粮参照NRC(2001)牛营养需要标准配制,其组成及营养水平见表1。
表1 基础饲粮组成及营养水平(干物质基础)

Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (DM basis) %

项目Items 含量Content
原料Ingredients
苜蓿干草Alfalfa hay 7.51
玉米青贮Corn silage 37.15
玉米皮Corn bran 3.88
甜菜颗粒Dried beet pellet 4.34
压片玉米Flaked corn 6.93
玉米Corn 15.98
豆粕Soybean meal 13.15
膨化大豆Extruded soybean 1.92
玉米干酒糟及其可溶物Corn DDGS 1.50
小苏打NaHCO3 1.04
脂肪粉Fat powder 1.46
氧化镁MgO 0.21
预混料Premix1) 2.05
尿素Urea (CP 200%) 0.25
过瘤胃豆粕
Rumen-protected soybean meal		 2.63
合计Total 100.00
营养水平Nutrient levels2)
泌乳净能NEL/(MJ/kg) 7.41
粗蛋白质CP 17.47
粗脂肪EE 4.90
淀粉Starch 28.71
中性洗涤纤维NDF 34.63
酸性洗涤纤维ADF 16.02
钙Ca 0.81
磷P 0.35

1)每千克预混料含有 One kilogram of the premix contained the following:Fe 4 224 mg,Cu 450 mg,Mn 1 810 mg,Zn 2 083 mg,I 25 mg,Se 8 mg,Co 21 mg,VA 151 189 IU,VD 42 830 IU,VE 1 033 IU。

2)泌乳净能为依据NRC(2001)所得计算值,其余为实测值。NEL was a calculated value according to NRC (2001), while the others were measured values.

1.3 样品采集与指标测定

1.3.1 干物质采食量(DMI)、产奶量及乳成分

试验期间,采食量通过智能项圈[睿保乐(上海)贸易有限公司]进行监测,该系统利用项圈内置传感器持续采集每头奶牛的反刍与采食活动数据,并通过算法模型估算每头奶牛的DMI。产奶量由牧场奶厅的自动计量式挤奶设备每日记录。于正试期第1天、第30天和第60天,采集奶牛早、中、晚3个时间点的乳样,按4∶3∶3的比例混合后,置于含重铬酸钾防腐剂的50 mL离心管中,-20 ℃冷冻保存待测。利用乳成分分析仪(MilkoScan 7 RM,FOSS,丹麦)进行乳脂率、乳蛋白率、乳糖率、总固形物含量及乳尿素氮(MUN)含量的测定,利用体细胞分析仪(Fossomatic 7 DC,FOSS,丹麦)进行体细胞数(SCC)的测定;并依据测定结果计算4%乳脂校正乳(4%FCM)产量和产奶效率,计算公式如下:
4%FCM产量(kg/d)=产奶量(kg/d)×[0.4+15×乳脂率(%)];
产奶效率=4%FCM产量(kg/d)/DMI(kg/d)。

1.3.2 饲粮营养成分含量及营养物质表观消化率

于正试期第1天、第30天和第60天,采用四分法采集新鲜饲粮样品,先于105 ℃烘箱中烘2 h,再于65 ℃烘箱中烘48 h至恒重,粉碎后过40目筛制成风干样。于正试期第1~3天、第28~30天及第58~60天,每组随机选取8头奶牛,采用直肠取粪法连续3 d收集粪便。每日挤奶后以三点式采集粪样,将收集的粪样等比例混匀后分为2份:一份加入10%硫酸(每100 g鲜粪加入20 mL)进行固氮处理,用于测定粗蛋白质(CP)含量;另一份于105 ℃下烘干,粉碎后过40目筛制成风干样,并于-20 ℃冷冻保存,用于后续营养成分含量测定。
饲粮中钙(Ca)和磷(P)含量分别参照GB/T 6436—2018[4]和GB/T 6437—2018[5]的方法进行测定。饲粮及粪便中干物质(DM)、粗脂肪(EE)、CP、淀粉和盐酸不溶灰分(AIA)含量分别参照GB/T 6435—2014[6]、GB/T 6433—2025[7]、GB/T 6432—2018[8]、GB/T 20194—2018[9]和GB/T 23742—2009[10]的方法进行测定,中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)含量参考Van Soest等[11]的方法进行测定。营养物质表观消化率采用内源指示剂法测定,计算公式如下:
某营养物质表观消化率(%)=[1-(饲粮中AIA含量×粪便中该营养物质含量)/(粪便中AIA含量×饲粮中该营养物质含量)]×100。

1.3.3 血清指标

于正试期第1天、第30天和第60天,每组随机选取10头奶牛,通过尾静脉采血约10 mL,4 ℃、1 500×g离心10 min,取上清液分装于冻存管中,置于-80 ℃冷冻保存,用于后续血清指标测定。
血清生化指标:葡萄糖(GLU)、尿素氮(UN)、谷草转氨酶(AST)、谷丙转氨酶(ALT)、甘油三酯(TG)、总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)含量或活性使用全自动生化分析仪(7180型,日立,日本)测定。
血清抗氧化指标:总抗氧化能力(T-AOC)采用ABTS法测定,超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性采用微板法测定,过氧化氢酶(CAT)活性采用微量法测定,所用试剂盒均由江苏艾迪生生物科技有限公司提供。
血清免疫指标:免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白M(IgM)、白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-4(IL-4)、白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和脂多糖(LPS)含量采用酶联免疫吸附试验法测定,所用试剂盒均由江苏艾迪生生物科技有限公司提供。

1.3.4 瘤胃发酵参数

于正试期第1天、第30天和第60天,每组随机选取10头奶牛,采用瘤胃口腔导管法采集瘤胃液样品,经4层纱布过滤后,立即使用便携式pH计(pH818,香港希玛仪器仪表有限公司)测定pH,随后将瘤胃液分装于冻存管中,于-20 ℃保存待测。瘤胃液中氨态氮(NH3-N)含量用苯酚-次氯酸钠比色法测定;挥发性脂肪酸(VFA)含量采用气相色谱仪(7820A,安捷伦,美国)测定;微生物蛋白(MCP)含量使用北京索莱宝科技有限公司提供的试剂盒测定。

1.4 数据统计与分析

试验数据经Excel 2019整理后,利用SAS 8.2软件进行t检验分析。结果以“平均值±标准差”表示,P>0.05表示差异不显著,P<0.05表示差异显著,P<0.01表示差异极显著。

2 结果与分析

2.1 BS对泌乳奶牛产奶效率的影响

由表2和图1可知,试验组第60天DMI极显著高于对照组(P<0.01),第30天和第60天产奶量、4%FCM产量及产奶效率极显著高于对照组(P<0.01)。
表2 BS对泌乳奶牛产奶效率的影响

Table 2 Effects of BS on milk production efficiency of lactating dairy cows

项目
Items		 时间
Time		 对照组
Control group		 试验组
Experimental group		 P值
P-value


干物质采食量
DMI/(kg/d)		 第1天Day 1 25.79±0.91 25.47±1.08 0.236
第30天Day 30 25.71±1.59 25.04±1.13 0.063
第60天Day 60 25.05±0.74B 25.83±1.10A 0.002


产奶量
Milk yield/(kg/d)		 第1天Day 1 44.00±1.23 43.76±1.52 0.521
第30天Day 30 39.51±1.62B 41.29±1.73A <0.001
第60天Day 60 39.41±1.01B 41.66±1.50A <0.001


4%乳脂校正乳产量
4%FCM yield/(kg/d)		 第1天Day 1 40.63±1.14 40.02±1.39 0.072
第30天Day 30 36.55±1.50B 38.57±1.62A <0.001
第60天Day 60 36.45±0.93B 38.79±1.40A <0.001


产奶效率
Milk production efficiency		 第1天Day 1 1.58±0.07 1.57±0.07 0.869
第30天Day 30 1.43±0.13B 1.54±0.09A <0.001
第60天Day 60 1.46±0.06B 1.50±0.07A 0.004

同行数据肩标无字母表示差异不显著(P>0.05),不同小写字母表示差异显著(P<0.05),不同大写字母表示差异极显著(P<0.01)。下表同。

In the same row, values with no letter superscripts mean no significant difference (P>0.05), while with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05), and with different capital letter superscripts mean extremely significant difference (P<0.01). The same as below.

图1 试验期间产奶量变化曲线

Fig.1 Milk yield variation curve during the trial period

2.2 BS对泌乳奶牛乳成分的影响

由表3可知,试验组乳脂率、乳蛋白率、乳糖率、体细胞数及总固形物含量与对照组无显著差异(P>0.05),但第60天MUN含量极显著低于对照组(P<0.01)。
表3 BS对泌乳奶牛乳成分的影响

Table 3 Effects of BS on milk components of lactating dairy cows

项目
Items		 时间
Time		 对照组
Control group		 试验组
Experimental group		 P值
P-value


乳脂率
Milk fat percentage/%		 第1天Day 1 3.49±0.27 3.43±0.57 0.688
第30天Day 30 3.50±0.52 3.56±0.63 0.757
第60天Day 60 3.50±0.70 3.54±0.79 0.897


乳蛋白率
Milk protein percentage/%		 第1天Day 1 3.19±0.33 3.19±0.29 0.996
第30天Day 30 3.21±0.37 3.25±0.28 0.674
第60天Day 60 3.27±0.35 3.29±0.35 0.843


乳糖率
Lactose percentage/%		 第1天Day 1 5.03±0.27 4.93±0.54 0.485
第30天Day 30 4.76±0.40 4.66±0.41 0.476
第60天Day 60 4.73±0.42 4.77±0.31 0.766


总固形物含量
Total solids content/%		 第1天Day 1 11.07±1.06 10.45±0.93 0.069
第30天Day 30 11.90±1.52 11.51±1.00 0.364
第60天Day 60 11.60±0.56 11.85±0.97 0.353


体细胞数
SCC/(×104个/mL)		 第1天Day 1 4.39±4.19 4.96±8.13 0.792
第30天Day 30 4.85±3.15 5.25±2.53 0.677
第60天Day 60 4.84±3.00 4.31±3.10 0.603


乳尿素氮含量
MUN content/(mg/dL)		 第1天Day 1 12.99±1.97 12.60±1.72 0.533
第30天Day 30 12.91±1.25 12.75±1.35 0.719
第60天Day 60 13.58±1.14A 12.17±1.39B 0.002

2.3 BS对泌乳奶牛营养物质表观消化率的影响

由表4可知,试验组DM、CP、NDF及ADF表观消化率与对照组无显著差异(P>0.05),但第58~60天EE表观消化率显著高于对照组(P<0.05)。
表4 BS对泌乳奶牛营养物质表观消化率的影响

Table 4 Effects of BS on nutrient apparent digestibility of lactating dairy cows %

项目
Items		 时间
Time		 对照组
Control group		 试验组
Experimental group		 P值
P-value


干物质
DM		 第1~3天Days 1 to 3 71.48±8.19 70.90±10.12 0.902
第28~30天Days 28 to 30 72.06±9.04 72.22±12.68 0.977
第58~60天Days 58 to 60 71.88±8.72 74.12±14.63 0.716


粗蛋白质
CP		 第1~3天Days 1 to 3 70.74±7.78 73.05±10.39 0.622
第28~30天Days 28 to 30 71.28±10.16 75.03±11.44 0.500
第58~60天Days 58 to 60 70.98±9.81 75.21±14.74 0.510


粗脂肪
EE		 第1~3天Days 1 to 3 90.03±3.69 90.70±3.01 0.700
第28~30天Days 28 to 30 89.58±3.87 91.99±4.20 0.252
第58~60天Days 58 to 60 86.57±4.42b 92.17±5.68a 0.045


中性洗涤纤维
NDF		 第1~3天Days 1 to 3 59.74±12.48 53.61±15.04 0.390
第28~30天Days 28 to 30 55.02±14.28 57.83±22.59 0.771
第58~60天Days 58 to 60 53.73±13.34 65.35±13.12 0.101


酸性洗涤纤维
ADF		 第1~3天Days 1 to 3 53.77±13.73 50.49±18.19 0.689
第28~30天Days 28 to 30 51.13±15.80 52.02±22.45 0.928
第58~60天Days 58 to 60 49.26±16.73 55.34±23.93 0.566

2.4 BS对泌乳奶牛血清生化指标的影响

由表5可知,试验组第30天血清GLU和UN含量极显著高于对照组(P<0.01),血清TP含量显著高于对照组(P<0.05),而第60天血清ALB含量极显著低于对照组(P<0.01)。2组之间血清AST、ALT活性及TG含量均无显著差异(P>0.05)。
表5 BS对泌乳奶牛血清生化指标的影响

Table 5 Effects of BS on serum biochemical indices of lactating dairy cows

项目
Items		 时间
Time		 对照组
Control group		 试验组
Experimental group		 P值
P-value


葡萄糖
GLU/(mmol/L)		 第1天Day 1 2.59±0.74 2.01±0.55 0.096
第30天Day 30 2.44±0.40B 3.16±0.36A 0.002
第60天Day 60 3.07±0.29 3.61±1.11 0.204


尿素氮
UN/(mmol/L)		 第1天Day 1 5.66±1.34 6.01±0.99 0.561
第30天Day 30 5.03±0.75B 7.85±0.96A <0.001
第60天Day 60 4.91±0.29 4.96±1.01 0.894


谷草转氨酶
AST/(U/L)		 第1天Day 1 95.61±11.28 91.75±18.85 0.627
第30天Day 30 98.76±24.50 87.88±22.43 0.370
第60天Day 60 87.93±11.05 94.73±34.70 0.611


谷丙转氨酶
ALT/(U/L)		 第1天Day 1 32.26±6.94 29.81±4.25 0.409
第30天Day 30 32.68±4.56 28.90±6.40 0.196
第60天Day 60 32.66±1.14 30.05±4.25 0.132


甘油三酯
TG/(mmol/L)		 第1天Day 1 0.09±0.02 0.10±0.02 0.250
第30天Day 30 0.09±0.03 0.10±0.01 0.510
第60天Day 60 0.12±0.01 0.11±0.02 0.119


总蛋白
TP/(g/L)		 第1天Day 1 71.38±5.70 76.07±8.55 0.218
第30天Day 30 69.63±4.64b 78.41±8.11a 0.019
第60天Day 60 72.03±2.42 75.85±10.40 0.342


白蛋白
ALB/(g/L)		 第1天Day 1 30.70±2.83 30.45±2.18 0.846
第30天Day 30 30.76±1.90 29.11±3.31 0.241
第60天Day 60 31.94±1.32A 28.66±2.01B 0.002

2.5 BS对泌乳奶牛血清抗氧化指标的影响

由表6可知,试验组第60天血清T-AOC和SOD活性显著高于对照组(P<0.05)。2组之间血清GSH-Px和CAT活性均无显著差异(P>0.05)。
表6 BS对泌乳奶牛血清抗氧化指标的影响

Table 6 Effects of BS on serum antioxidant indices of lactating dairy cows

项目
Items		 时间
Time		 对照组
Control group		 试验组
Experimental group		 P值
P-value


总抗氧化能力
T-AOC/(μmol/mL)		 第1天Day 1 0.37±0.05 0.34±0.09 0.416
第30天Day 30 0.37±0.06 0.31±0.07 0.060
第60天Day 60 0.40±0.03b 0.56±0.18a 0.042


超氧化物歧化酶
SOD/(U/mL)		 第1天Day 1 7.43±1.04 10.72±4.52 0.081
第30天Day 30 6.88±1.14 7.19±1.01 0.577
第60天Day 60 6.60±1.57b 9.14±2.85a 0.044


谷胱甘肽过氧化物酶
GSH-Px/(U/mL)		 第1天Day 1 87.19±17.77 84.93±13.51 0.779
第30天Day 30 87.87±17.47 87.33±17.50 0.952
第60天Day 60 87.10±14.42 86.30±19.42 0.927


过氧化氢酶
CAT/(U/mL)		 第1天Day 1 5.53±0.81 5.44±0.54 0.806
第30天Day 30 6.77±1.21 6.61±2.10 0.857
第60天Day 60 8.49±1.64 6.50±2.04 0.050

2.6 BS对泌乳奶牛血清免疫指标的影响

由表7可知,试验组第30天血清IL-1β含量显著低于对照组(P<0.05);第60天血清IgA和IgG含量极显著高于对照组(P<0.01),血清TNF-α和LPS含量显著低于对照组(P<0.05)。2组之间血清IgM、IL-4及IL-6含量均无显著差异(P>0.05)。
表7 BS对泌乳奶牛血清免疫指标的影响

Table 7 Effects of BS on serum immune indices of lactating dairy cows

项目
Items		 时间
Time		 对照组
Control group		 试验组
Experimental group		 P值
P-value


免疫球蛋白A
IgA/(μg/mL)		 第1天Day 1 103.86±12.40 115.09±8.88 0.056
第30天Day 30 111.30±29.66 127.98±27.84 0.265
第60天Day 60 85.08±7.54B 159.00±12.16A <0.001


免疫球蛋白G
IgG/(μg/mL)		 第1天Day 1 1 163.23±189.13 1 366.85±190.77 0.050
第30天Day 30 1 314.39±157.22 1 301.46±337.54 0.923
第60天Day 60 1 326.76±118.46B 1 504.51±112.66A 0.008


免疫球蛋白M
IgM/(μg/mL)		 第1天Day 1 84.99±13.80 94.23±9.85 0.146
第30天Day 30 88.03±15.18 90.69±12.41 0.706
第60天Day 60 91.87±6.26 96.18±7.34 0.227


白细胞介素-1β
IL-1β/(ng/L)		 第1天Day 1 45.02±7.76 43.39±4.18 0.608
第30天Day 30 47.91±3.37a 41.77±5.41b 0.016
第60天Day 60 44.35±3.35 46.77±4.57 0.246


白细胞介素-4
IL-4/(ng/L)		 第1天Day 1 78.47±9.73 70.55±4.65 0.065
第30天Day 30 70.79±5.97 71.52±8.03 0.840
第60天Day 60 77.03±5.80 76.11±7.04 0.779


白细胞介素-6
IL-6/(ng/L)		 第1天Day 1 15.23±2.36 16.09±1.91 0.433
第30天Day 30 15.49±1.90 16.55±1.75 0.265
第60天Day 60 15.35±1.24 14.89±2.03 0.594


肿瘤坏死因子-α
TNF-α/(ng/L)		 第1天Day 1 173.61±22.32 178.10±17.12 0.659
第30天Day 30 170.96±11.17 165.05±8.05 0.245
第60天Day 60 168.97±15.59a 151.61±16.39b 0.048


脂多糖
LPS/(ng/L)		 第1天Day 1 541.37±51.97 529.40±50.73 0.648
第30天Day 30 546.38±43.57 517.35±53.27 0.253
第60天Day 60 557.52±14.25a 544.48±8.99b 0.046

2.7 BS对泌乳奶牛瘤胃发酵参数的影响

由表8可知,试验组第60天瘤胃液丁酸、异丁酸及戊酸含量极显著高于对照组(P<0.01),瘤胃液总挥发性脂肪酸(TVFA)含量显著高于对照组(P<0.05)。2组之间瘤胃液pH及NH3-N、MCP、乙酸、丙酸、异戊酸含量均无显著差异(P>0.05)。
表8 BS对泌乳奶牛瘤胃发酵参数的影响

Table 8 Effects of BS on rumen fermentation parameters of lactating dairy cows

项目
Items		 时间
Time		 对照组
Control group		 试验组
Experimental group		 P值
P-value


pH		 第1天Day 1 6.38±0.10 6.54±0.18 0.051
第30天Day 30 6.39±0.17 6.56±0.18 0.064
第60天Day 60 6.51±0.19 6.65±0.12 0.093


氨态氮
NH3-N/(mg/dL)		 第1天Day 1 9.17±1.19 10.18±2.52 0.332
第30天Day 30 9.56±2.12 8.53±2.77 0.419
第60天Day 60 8.24±2.98 7.91±1.79 0.796


微生物蛋白
MCP/(mg/mL)		 第1天Day 1 1.18±0.35 1.22±0.47 0.823
第30天Day 30 0.98±0.32 1.05±0.59 0.745
第60天Day 60 1.14±0.38 1.18±0.44 0.864


乙酸
Acetate/(mmol/L)		 第1天Day 1 86.65±15.27 74.67±29.26 0.328
第30天Day 30 86.36±9.48 95.15±17.45 0.231
第60天Day 60 69.98±17.72 85.07±16.23 0.097


丙酸
Propionate/(mmol/L)		 第1天Day 1 45.41±14.14 36.92±13.93 0.246
第30天Day 30 45.18±9.66 40.09±6.58 0.239
第60天Day 60 31.66±3.21 43.19±20.62 0.160


丁酸
Butyrate/(mmol/L)		 第1天Day 1 16.06±3.04 13.79±5.43 0.320
第30天Day 30 16.15±1.98 19.43±5.10 0.124
第60天Day 60 10.09±1.89B 17.40±5.50A 0.003


异丁酸
Isobutyrate/(mmol/L)		 第1天Day 1 1.59±0.24 1.46±0.49 0.513
第30天Day 30 1.69±0.21 1.96±0.54 0.216
第60天Day 60 1.16±0.19B 1.50±0.24A 0.007


戊酸
Valerate/(mmol/L)		 第1天Day 1 3.50±0.82 3.25±0.97 0.582
第30天Day 30 3.91±0.95 3.83±0.84 0.870
第60天Day 60 2.41±0.35B 3.22±0.67A 0.009


异戊酸
Isovalerate/(mmol/L)		 第1天Day 1 2.58±0.40 2.31±0.89 0.464
第30天Day 30 2.69±0.44 3.27±0.96 0.141
第60天Day 60 1.82±0.49 2.33±0.52 0.064


总挥发性脂肪酸
TVFA/(mmol/L)		 第1天Day 1 155.78±31.78 132.40±49.49 0.280
第30天Day 30 155.98±15.26 163.73±28.08 0.504
第60天Day 60 117.12±19.87b 152.71±36.22a 0.029

3 讨论

3.1 BS对泌乳奶牛生产性能的影响

产奶量与乳成分是衡量奶牛生产性能的核心指标。本研究结果表明,补饲BS可极显著提升泌乳奶牛的产奶量与产奶效率,与Choonkham等[12]在热应激奶牛上的研究结果一致,表明在本试验条件下BS对奶牛泌乳性能具有显著的促进作用。试验组第60天MUN含量较对照组极显著降低,结合试验组较高的血清TP含量可知,BS可能通过优化瘤胃氮代谢途径,提高饲粮氮向乳蛋白的转化效率,减少了氮以尿素形式排出。2组之间乳脂率、乳蛋白率、乳糖率及总固形物含量虽无显著差异,但试验组第60天在数值上均较对照组有所升高,Sun等[13]的研究也观察到了类似趋势,提示BS对乳成分的调控作用可能具有累积效应,或其作用效果受试验周期影响尚未充分显现,其长期作用效果仍需进一步验证。

3.2 BS对泌乳奶牛营养物质表观消化率的影响

营养物质表观消化率是衡量饲粮实际营养价值与奶牛消化功能状态的关键指标。本试验中,补饲BS仅在第58~60天显著提高了EE表观消化率,而对DM、CP、NDF及ADF表观消化率无显著影响,这与Yang等[14]在新生湖羊代乳品中添加BS的研究结果相近,表明BS对不同营养组分的调控作用存在选择性。BS可产生脂肪酶等外源酶[15],且具有抑制部分有害菌生长的能力[16],有助于维持瘤胃pH稳定,减少脂肪过度氢化,从而提高脂肪的消化利用率,这可能是本试验中EE表观消化率得到改善的重要原因。此外,反刍动物瘤胃微生物区系的稳定性较强,60 d的试验周期可能不足以使BS对纤维分解菌、蛋白质分解菌的调控作用显现为相关营养物质表观消化率的显著差异,这与前人报道的BS对奶牛营养物质表观消化率无显著改善的结果[17-18]相符。同时,BS的作用效果也可能受饲粮组成、菌株自身特性及试验动物生理阶段等多种因素的影响。

3.3 BS对泌乳奶牛血清生化指标的影响

血清生化指标反映了动物机体的代谢状态。本研究中,补饲BS第30天奶牛血清GLU与UN含量极显著升高,表明BS可能通过优化瘤胃发酵功能,增强了机体的能量代谢水平和氮利用效率,为泌乳性能的发挥提供了更充足的能量前体物质,这与前人研究结果[19]相符;同时期血清TP含量的显著升高,进一步证实BS可促进蛋白质的消化吸收与合成代谢,这与李晶等[20]在保育猪上的研究结果一致。而吴江等[21]报道饲粮添加BS对肉牛血清GLU和UN含量无显著影响,说明BS对氮代谢的调控作用需结合具体试验条件分析。本研究结果表明,试验组奶牛第60天血清ALB含量较对照组极显著降低,结合试验组同时期血清IgA和IgG含量的极显著升高及持续维持的高产奶量,提示机体内部的氨基酸分配发生了适应性调整。在血清TNF-α及LPS含量降低的背景下,机体减少了用于免疫应激的氨基酸消耗,更多的氨基酸优先用于乳蛋白合成和免疫球蛋白的产生,影响了ALB合成原料供给。这一氮重分配机制正是BS在不显著增加氮摄入或消化率的情况下,仍能提升产奶效率的核心原因之一,但其生物学意义仍需结合能量、蛋白质供给水平及肝脏代谢指标进一步评估。此外,本试验中2组奶牛血清AST、ALT活性及TG含量在各时期均无显著差异,该结果与李铁等[22]的研究结果相似,但亦有报道[23]得出相反结论,表明补饲10 g/(头·d)的BS在本试验周期内对奶牛肝脏功能和脂肪代谢未造成可检测到的负面效应,但BS的长期安全性及不同剂量下的代谢调控效应仍需进一步研究验证。

3.4 BS对泌乳奶牛血清抗氧化指标的影响

血清抗氧化物质是机体抗氧化防御系统的重要组成部分,通过清除过量自由基、抑制氧化损伤[24],对维持机体氧化还原稳态及健康至关重要。本研究中,补饲BS后第60天奶牛血清T-AOC和SOD活性显著提高,与冯志华等[25]在白牦牛犊牛上观察到的BS抗氧化效应一致,说明在本试验条件下BS可提升机体总抗氧化水平,增强超氧阴离子自由基的清除能力。同时,本试验中试验组奶牛第60天血清LPS含量较对照组显著降低,提示补饲BS可减少炎症诱发的氧化应激。与对照组相比,试验组奶牛血清GSH-Px和CAT活性均无显著差异,这提示BS的抗氧化作用具有选择性,可特异性强化SOD的表达与活性,这一特点与茹敏等[26]在仔猪上的研究结果相似,推测与BS的添加剂量及饲喂周期等试验条件相关。

3.5 BS对泌乳奶牛血清免疫指标的影响

血清免疫球蛋白是B淋巴细胞分化产生的特异性抗体,是反映动物免疫应答水平的关键指标[27]。本研究中,试验组奶牛第60天血清IgA和IgG含量较对照组极显著升高,IgM含量无显著差异,这提示BS可特异性强化奶牛的黏膜免疫与全身长效抗感染免疫,以温和方式提升机体抗病能力,且未对初次免疫产生显著影响,有助于维持机体免疫平衡。该结果与育肥猪[28]及犊牛[29]饲喂BS的相关研究趋势一致。但Cui等[30]研究发现,饲粮添加BS对断奶仔猪血清IgA、IgM及IgG含量无显著影响,该差异可能与益生菌菌株种类及添加剂量相关。
细胞因子是介导机体炎症反应、调控免疫功能的关键介质。本研究中,试验组奶牛第30天血清IL-1β及第60天血清TNF-α含量较对照组显著降低,推测BS通过抑制核因子-κB(NF-κB)、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)等炎症信号通路,减轻机体慢性炎症状态,这与王雪艳等[31]在肉鸡上的研究结果相符。此外,补饲BS后第60天奶牛血清LPS含量显著降低,可能是由于BS通过增强肠道屏障功能,减少内毒素入血,从而降低系统性炎症风险。这一免疫调控效应与泌乳性能的提升密切相关,BS通过降低炎症负荷,将原本用于维持免疫应激的营养物质重新分配至生产代谢过程。这也解释了试验组奶牛第60天血清ALB含量降低而IgA和IgG含量升高的现象——氨基酸的代谢流向从储备库蛋白合成,转向乳蛋白合成与免疫球蛋白生成。同时,血清T-AOC和SOD活性的提升保障了乳腺细胞在高代谢状态下的健康,为泌乳性能提升奠定生理基础。综上可知,BS可通过介导机体免疫代谢重塑,在未显著改变多数免疫指标的前提下优化营养物质分配,有助于维持奶牛机体免疫稳态[32],该作用与Liu等[33]的研究结果相似,且Liu等[33]进一步证实BS对改善动物肠道健康具有积极作用。

3.6 BS对泌乳奶牛瘤胃发酵参数的影响

瘤胃发酵稳态直接影响饲料利用率与泌乳性能。本试验中,2组奶牛的瘤胃液pH无显著差异且均处于正常范围,与吴江等[21]研究结果一致,说明BS在提升发酵强度的同时,可维持瘤胃内环境稳态,避免VFA积累引发的酸中毒。NH3-N是瘤胃微生物合成MCP的主要氮源,适宜NH3-N含量(6.3~27.5 mg/dL[34])可为MCP高效合成提供保障。本研究中,2组奶牛的瘤胃液NH3-N含量均处于该适宜范围内。与对照组相比,试验组奶牛瘤胃液NH3-N含量有所降低,MCP含量有所提高,但二者均无显著变化。这一结果表明,BS能够通过竞争性利用氮源、分泌蛋白酶以及优化瘤胃厌氧环境等机制,促进氮素向MCP的转化,从而使蛋白质降解与微生物固氮过程趋于平衡。但Sun等[13]研究发现,饲粮添加纳豆BS后奶牛瘤胃液NH3-N含量从92 mg/L升至127 mg/L,该差异可能源于试验动物生理阶段不同及饲粮蛋白质水平的差异。
瘤胃VFA是反刍动物主要的能量来源。本研究中,与对照组相比,试验组奶牛第60天瘤胃液丁酸、异丁酸、戊酸含量极显著升高,TVFA含量显著升高,与Gao等[35]在杜寒羔羊上的研究结果相符。这体现了BS对瘤胃发酵的功能性调控作用:虽乙酸等常规发酵参数无显著变化,但VFA组成结构的优化,特别是丁酸含量的升高有重要生理意义。丁酸不仅可作为反刍动物的能量来源,更能促进瘤胃上皮发育、增强VFA的吸收转运能力[36]。因此,即使饲粮表观消化率未发生改变,瘤胃吸收功能的改善仍可使奶牛从相同饲粮中获取更多净能,为泌乳性能的提升提供能量基础。综上可知,本试验中BS对相关指标的显著改善多出现于第60天,这是因为BS作为芽孢杆菌,需在瘤胃和肠道中经历从休眠芽孢状态复苏、定植,并逐步成为优势菌群的过程。这一微生物生态位的竞争与适应需要一定周期,因此其益生效应往往在持续饲喂一段时间后才能充分体现。

4 结论

本试验条件下,补饲10 g/(头·d)BS可有效提高泌乳奶牛的产奶效率,改善EE表观消化率,降低MUN含量并优化瘤胃发酵参数;同时可降低血清TNF-α和LPS含量,提升血清T-AOC及SOD活性,增强机体免疫功能与抗氧化性能。综上所述,BS作为一种益生菌添加剂,在改善泌乳奶牛健康水平和生产性能方面具有良好应用潜力。

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