体外法研究植物精油对瘤胃体外发酵和甲烷生成的影响

本研究采用3种体外模拟瘤胃发酵研究方法分析不同添加水平的植物精油对瘤胃微生物体外发酵的影响，旨在筛选出有利于瘤胃发酵或抑制CH4生成的植物精油种类和添加水平。 试验Ⅰ：采用体外产气法分析不同添加水平的茶树油、肉桂油和丁香油对瘤胃发酵模式、发酵产气量及动力学参数和瘤胃氮代谢的影响。结果表明：与对照组相比，1）添加各剂量的茶树油和肉桂油对微生物蛋白(MCP)含量无显著影响，但氨态氮(NH3-N)浓度均有降低趋势，其中添加300和1500mg/L肉桂油显著降低了NH3-N浓度（P <0.05）。2）添加1000mg/L的茶树油或1500mg/L的肉桂油显著降低了总挥发性脂肪酸（TVFA）和丙酸浓度(P <0.05)，而50和100mg/L茶树油处理组丁酸浓度显著升高(P <0.05)，300和500mg/L的肉桂油处理组支链脂肪酸浓度显著升高(P <0.05)。3）添加100mg/L的茶树油和丁香油均可显著提高理论最大发酵产气量(b)，并且所有植物精油添加组均趋于降低CH4体积分数。综合分析，添加100mg/L的茶树油或100、300mg/L的肉桂油有助于改善瘤胃微生物发酵。 试验Ⅱ：采用批次培养法分析不同添加水平的肉桂油和留兰香油对瘤胃体外发酵模式和饲料降解参数的影响。结果表明：1）随发酵时间的延长，添加0、100和500mg/L发酵液的肉桂油和留兰香油处理组NH3-N浓度持续升高，添加1500mg/L处理组NH3-N浓度几乎没有变化，而添加500和1500mg/L肉桂油处理组MCP浓度先下降后上升。2）与对照组相比，添加100mg/L留兰香油处理组有升高MCP浓度的趋势，而添加1500mg/L留兰香油却降低了MCP浓度（P <0.05）。添加100mg/L留兰香油处理组在发酵后期（48和72h）升高了TVFA、乙酸和丙酸浓度（P <0.05），而添加500和1500mg/L肉桂油和留兰香油处理组的TVFA、乙酸和丙酸浓度均显著下降（P <0.05）。3）添加500和1500mg/L的这两种植物精油处理组体外干物质降解率（IVDMD）显著下降（P <0.05）。综合分析，肉桂油和留兰香油的添加为100mg/L时有利于调控瘤胃微生物发酵，当添加剂量大于500mg/L时对瘤胃发酵不利。 试验Ⅲ：采用双外流持续培养法探讨添加不同水平的肉桂油和留兰香油对瘤胃发酵模式和CH4生成的影响。结果表明：与对照组相比，1）添加1500mg/L的肉桂油显著降低了发酵液pH、饲粮中性洗涤纤维降解率（dNDF）、酸性洗涤纤维降解率（dADF）和粗蛋白质降解率（dCP）（P<0.05）。2）添加100mg/L的留兰香油和肉桂油对挥发性脂肪酸（VFA）浓度和乙酸/丙酸（A/P）比例无显著影响(P＞0.05)。添加500mg/L的肉桂油在发酵27和99h以及添加1500mg/L的肉桂油在所有发酵时间点均显著降低了TVFA、乙酸和丙酸浓度（P<0.05）。随着发酵时间的延长，1500mg/L肉桂油添加组TVFA、乙酸和丙酸浓度显著下降（P<0.05），A/P显著升高（P<0.05）。3）添加500mg/L的肉桂油以及1500mg/L的肉桂油和留兰香油均显著降低发酵液中的原虫数量（P<0.05）。添加3种剂量的肉桂油和留兰香油均显著降低了CH4体积分数（P<0.05）。由此可见，添加100mg/L的肉桂油和留兰香油有助于改善瘤胃微生物发酵。