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该研究探讨了布氏乳杆菌(LB)、草果精油(AVEO)和香草酸(VA)对青贮小黑麦发酵特性、有氧稳定性和微生物群落的影响。发现 AVEO 可提高有氧稳定性,调节微生物群落,为优质小黑麦青贮生产提供科学依据。
材料与方法
小黑麦于 2022 年 6 月 21 日收获,切碎至 1-2 厘米,设置对照(CK)、AVEO(1 mL?kg-1鲜重)、LB(1×106 CFU/g 鲜重)、VA(1 mL?kg-1鲜重)处理,真空密封发酵 60 天。随后进行 7 天有氧暴露,测定化学组成、发酵特性、有氧稳定性及微生物群落。化学分析采用常规方法,微生物 DNA 提取后进行高通量测序。
结果与讨论
化学组成变化
有氧暴露期间,添加剂组干物质(DM)、淀粉含量高于对照组,中性洗涤纤维(NDF)等纤维成分更低(P<0.05)。AVEO 处理水溶性碳水化合物(WSC)含量在暴露期增加,可能与芽孢杆菌(Bacillus)分泌淀粉酶促进淀粉分解有关。LB 处理 DM 和淀粉保留较好,VA 处理纤维降解明显。
发酵特性与有氧稳定性
AVEO 处理 pH 最低,乳酸(LA)浓度最高,氨态氮(AN)含量最低,有氧稳定性达 170 小时,显著优于其他处理。LB 处理因异质性发酵产乙酸(AA),也表现出较好稳定性。VA 通过酸性环境抑制有害菌,减少蛋白质降解。
微生物多样性与群落组成
细菌多样性随有氧暴露增加,添加剂组因酸性环境抑制微生物生长,多样性低于对照组。真菌多样性则随暴露降低,AVEO 的抑菌成分进一步减少真菌种类。
门水平上,厚壁菌门(Firmicutes)在添加剂组中占比高,变形菌门(Proteobacteria)较低。属水平上,AVEO 维持了高丰度的植物乳杆菌(Lactiplantibacillus)和芽孢杆菌,抑制鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas)和寡养单胞菌(Stenotrophomonas)。真菌中,AVEO 组根霉(Rhizopus)丰度高,红曲霉(Monascus)和枝孢菌(Cladosporium)低,有助于维持酸性环境。
微生物与发酵特性的关联
主坐标分析(PCoA)显示添加剂显著改变微生物群落结构。典型相关分析(CCA)表明,AVEO 和 LB 与高 LA、AA 及低 pH、AN 相关。Spearman 相关性分析显示,芽孢杆菌与有氧稳定性正相关,植物乳杆菌与 LA 正相关,红曲霉等与 pH 正相关,根霉与 LA 和稳定性正相关。
结论
AVEO 通过维持植物乳杆菌和芽孢杆菌丰度,促进根霉产 LA,抑制有害真菌,提高小黑麦青贮的有氧稳定性,减少养分损失,是一种有效的青贮添加剂,为优质饲料生产提供了新途径。