第二章瘤胃微生物種類與生長1.瘤胃微生物發(fā)酵與其它發(fā)酵的比較項目瘤胃的發(fā)酵（飼料）優(yōu)質(zhì)青貯發(fā)酵釀造發(fā)酵pH值6.0--7.03.8--4.04.5--5.6微生物種類很多很少,乳酸菌酵母微生物蛋白質(zhì)合成很多很少很少可利用的纖維素的消化90%0很少發(fā)酵的終產(chǎn)物乙、丙、丁酸,乳酸乙醇

CO2,CH4CO2少量不揮發(fā)性酸(0.4g/100ml)發(fā)酵的狀態(tài)動態(tài)靜態(tài)靜態(tài)一、瘤胃微生物種類瘤胃微生物

2.瘤胃微生物的種屬

細菌原蟲(纖毛蟲、鞭毛蟲)厭氧真菌細菌1010---10×1010

（10億）個/毫升瘤胃液200多種纖毛蟲2×105---200×105個/毫升瘤胃液計6個屬厭氧真菌已發(fā)現(xiàn)3個屬4種能分泌纖維素酶纖毛蟲與細菌占微生物的總體積相當3。瘤胃微生物的體積與數(shù)量平均數(shù)量(個/ml)平均細胞體積(μ3)小細菌1.6×10101新月單胞菌1.0×10930鞭毛蟲1.0×106250纖毛蟲內(nèi)毛蟲3.0×1051.0×104

雙毛蟲3.0×1041.0×105

前毛蟲1.1×1041.0×106

瘤胃微生物是一個反應(yīng)鏈,各個微生物之間可以存在相互協(xié)同作用,單個分離的細菌不能代表瘤胃環(huán)境瘤胃微生物4.瘤胃細菌在瘤胃中的分布1）瘤胃液細菌游離狀，隨瘤胃液外流進入皺胃約30%2）附著于飼料顆粒的細菌避免外流，消化飼料顆粒約70%3）附著于瘤胃壁上皮的細菌兼性厭氧10-14%是尿酶產(chǎn)生菌Faichney等(1980)對采食全粗料的綿羊和采食混合精料日糧的牛進行的研究表明：瘤胃微生物中有77.9%的微生物是與飼料顆粒結(jié)合在一起的知識點犢牛瘤胃微生物剛出生的犢牛，瘤胃內(nèi)的微生物數(shù)量很少，皺胃則有大量的乳酸菌，隨著采食飲水等日?；顒?，外界存在的微生物進入瘤胃內(nèi)。飼喂后，乳從皺胃到瘤胃的回流也有助于瘤胃的接種（劉敏雄，1991）。犢牛出生后不久，瘤胃就存在大量的細菌，總的厭氧菌數(shù)量在前三周內(nèi)持續(xù)增長，此后數(shù)量相當穩(wěn)定，而兼性厭氧菌的數(shù)量在5周內(nèi)穩(wěn)定下降（Bryant等，1953；Fonty等，1984；Mueller等，1984）。成年牛典型的解淀粉鏈球菌，要直到瘤胃的pH穩(wěn)定在中性才會建立。纖維分解菌和產(chǎn)甲烷菌，在3日齡的犢牛瘤胃內(nèi)已存在，許多犢牛瘤胃液中的纖維素分解菌和產(chǎn)甲烷菌高達104和102個/毫升以上（Anderson等，1986）。纖維素分解菌的數(shù)量隨著犢牛的發(fā)育而快速增長（Bryant等，1953；Fonty等，1984；Gouet等，1984）。淀粉分解菌和蛋白分解菌的數(shù)量隨犢牛的日齡呈線性增長，淀粉分解菌占總厭氧菌的比例隨日齡的增長而傾向于增加。原蟲種群可在約8周齡時犢牛瘤胃內(nèi)的pH值穩(wěn)定后建立起來（Roy等，1980）犢牛瘤胃微生物犢牛瘤胃內(nèi)微生物區(qū)系的建立，需要瘤胃內(nèi)保持適宜的環(huán)境，如厭氧、適宜的pH值、穩(wěn)定的滲透壓、持續(xù)和充足的營養(yǎng)素供給以及代謝終產(chǎn)物的移除等，這些受犢牛的日齡、采食飼糧的數(shù)量和種類以及飼養(yǎng)制度等的影響。犢牛采食干料越早，微生物的繁育越早進行，瘤胃的代謝能力也越強（Anderson等，1986）。知識點5.瘤胃微生物的分類1)纖維分解菌纖維素分解菌,產(chǎn)生纖維素酶

琥珀酸擬桿菌,黃化瘤胃球菌,白色瘤胃球菌,溶纖維乳桿菌特性:細菌的變異性,隨日糧不同而不同,纖維含量低則數(shù)量少受pH的影響,pH低抑制它的活性與飼料類型相關(guān),如喂大麥,即使pH達到6,纖維分解菌活性仍較低2)半纖維素分解菌

能水解纖維素的細菌常能利用半纖維素,

但利用半纖維素的細菌不能利用纖維素

溶纖維丁酸弧菌,居瘤胃擬桿菌瘤胃微生物的種類瘤胃微生物的種類3)淀粉分解菌許多纖維分解菌都有分解淀粉的能力,但有些淀粉分解菌缺乏纖維素分解能力

嗜淀粉擬桿菌,解淀粉琥珀酸單胞菌,居瘤胃擬桿菌反芻(獸)新月單胞菌,乳酸分解新月單胞菌,牛鏈球菌淀粉分解菌在pH值低時活性高,在pH值高時活性下降4）利用酸菌能利用乳酸,所以正常瘤胃內(nèi)乳酸不多,有些細菌能利用琥珀酸,蘋果酸,延胡索酸，還有些細菌能利用甲酸、乙酸5）蛋白質(zhì)分解菌大多數(shù)屬兼性菌,單一分解蛋白質(zhì)的細菌不多,蛋白質(zhì)分解菌的酶與胰蛋白酶活性相似大多數(shù)蛋白質(zhì)分解菌沒有脲酶的活性,但附著在瘤胃壁上的細菌具有分解尿素的能力,脲酶活性高瘤胃微生物的種類纖毛蟲作用主要消化可溶性的碳水化合物和淀粉,纖毛蟲不分泌脲酶防止瘤胃pH過低與瘤胃爭奪淀粉及可溶性糖,當纖毛蟲含量高時,細菌低,

纖維素含量高時纖毛蟲數(shù)量低用藥物可控制瘤胃的纖毛蟲數(shù)量,稱去原蟲動物纖毛蟲有以下特性：（１）機動性很強，它們攻擊食物的速度和細菌一樣快，體外培養(yǎng)顯示，它們能很快靠近食物顆粒并迅速地附著上去。（２）它們能以支鏈淀粉的形式貯存多余過剩的碳水化合物。（３）它們比細菌對酸更敏感，Holotrichs

是對酸最敏感的；Entodinionorphs屬中一些較小的原蟲對酸的耐受性較強些。（４）它們不能利用氮合成氨基酸（５）它們對瘤胃發(fā)酵不是必需的瘤胃微生物的種類真菌

瘤胃中屬厭氧真菌,孢子從孢子囊中釋放出來,在接種到飼料碎片上并寄生,通過真菌根的形式來撕裂纖維素,利于纖維分解菌的作用瘤胃真菌在飼料降解中的作用瘤胃真菌對粗纖維的降解包括物理性降解和化學(xué)性降解，后者通過其分泌的酶的降解。物理性降解瘤胃真菌有很強的穿透能力和降解纖維素的能力?；瘜W(xué)性降解瘤胃真菌可分泌多種降解纖維素的酶，其中主要有纖維素酶、半纖維素酶、木聚糖酶、半乳糖醛酸酶等13種酶。瘤胃微生物的種類知識點二、瘤胃微生物生態(tài)系統(tǒng)瘤胃微生物生態(tài)系統(tǒng)一定飼養(yǎng)制度和比較穩(wěn)定內(nèi)環(huán)境,微生物區(qū)系相對穩(wěn)定,

微生物與動物,纖毛蟲與細菌之間達到動態(tài)平衡,

三者構(gòu)成瘤胃微生物的生態(tài)平衡,外來微生物不易繁殖1纖毛蟲之間頡抗,相互捕食;協(xié)同,種屬之間瘤胃微生物生態(tài)系統(tǒng)瘤胃微生物生態(tài)系統(tǒng)2細菌之間依賴作用,即某一些細菌的終產(chǎn)物為另一些細菌的底物如，琥珀酸擬桿菌與新月單胞菌的關(guān)系

細菌之間的協(xié)作作用協(xié)同作用,如對植物細胞壁的降解瘤胃微生物生態(tài)系統(tǒng)瘤胃微生物生態(tài)系統(tǒng)3細菌與纖毛蟲之間

A兩種微生物對養(yǎng)分的競爭,瘤胃中纖毛蟲數(shù)量多時,細菌量降低尤其養(yǎng)分不足的情況下更明顯當動物去纖毛蟲時,細菌數(shù)量增加,不影響動物的健康接種纖毛蟲后,細菌數(shù)量減少

B纖毛蟲吞噬細菌的量很大,細菌在纖毛蟲中消化,產(chǎn)生的肽,NH3,

細菌和纖毛蟲均可利用

C對飼料消化的互補去原蟲,細菌對纖維素消化降低,如純纖維分解菌對粗纖維的消化率38.1%

純纖毛蟲6.9%

細菌+纖毛蟲65%

細菌+滅活纖毛蟲65%

瘤胃微生物生態(tài)系統(tǒng)瘤胃微生物生態(tài)系統(tǒng)4.瘤胃微生物與動物瘤胃為微生物提供良好的生長繁殖的環(huán)境,動物采食的飼料是微生物生存的條件,

飼料的纖維性物質(zhì)被微生物消化代謝,飼料的養(yǎng)分被畜體充分利用同時微生物本身也是動物的養(yǎng)分動物采食日糧的改變,引起瘤胃微生物區(qū)系的改變,

一旦微生物失去平衡,會引起動物代謝的擾亂三、微生物生長與養(yǎng)分微生物生長與養(yǎng)分1動態(tài)生長瘤胃微生物蛋白質(zhì)的理論產(chǎn)量以奶牛為例奶量,千克微生物蛋白質(zhì),千克/日占總蛋白的需要%

維持5221005716731091166151105622012836040207755

微生物生長與養(yǎng)分微生物生長與養(yǎng)分1動態(tài)生長瘤胃食糜不斷后移,包括兩部分,瘤胃微生物和飼料的未消化部分如果微生物繁殖速度低于食糜的外流速度,則瘤胃微生物量越來越少,如果外流速度快,則微生物繁殖加速,如果微生物外流速度慢,則微生物繁殖慢.

外流速度表示法:百分數(shù)/小時,每小時瘤胃內(nèi)容物排出量占總量之比

YATP,每摩爾ATP產(chǎn)生的微生物量微生物生長與養(yǎng)分微生物生長與養(yǎng)分2能量反芻動物既要考慮到動物本身還要考慮到瘤胃微生物,一般情況下,在氮源充足的條件下,微生物產(chǎn)量與能量給量之間是線性.

在氮源充足情況下,微生物合成蛋白質(zhì)量為22-27克氮/千克FOMATP必須在純化培養(yǎng)的情況下才可測出,所以實際上不能用它,只能用FOM,但可以根據(jù)發(fā)酵的終產(chǎn)物來推測和計算ATP.微生物生長與養(yǎng)分能量純化的碳水化合物對微生物產(chǎn)量的影響進食OM,克/日進食FOM,克/日微生物N,克/日堿處理秸稈45930433淀粉58245724蔗糖45743223Mart&Orskov,1979微生物生長與養(yǎng)分微生物生長與養(yǎng)分3氮瘤胃微生物所需要的非NH3-N大約是25~50%,也就是至少滿足微生物需要AA占25%不同種類微生物所需N源是不相同的,所以在實踐中,當日糧中添加大量NPN時,必須補充一定的餅粕類飼料,有可能NPN+AA,或NPN+少量餅粕+AA,以達到最大的微生物蛋白質(zhì)尿素在瘤胃中很容易被脲酶分解,產(chǎn)生大量NH3,使瘤胃中NH3濃度突然升高,(1)影響微生物活性,(2)NH3利用不充分,(3)吸收NH3使血液NH3濃度升高,導(dǎo)致NH3(NH4+)中毒.

瘤胃[NH3]的臨界線為50mg/L,瘤胃液瘤胃[NH3]與微生物對氮利用效率的關(guān)系:NH3-N與MN/RDP之間存在負相關(guān)微生物生長與養(yǎng)分微生物生長與養(yǎng)分3氮瘤胃液的[NH3]很容易測定尿素在瘤胃內(nèi)釋放NH3的速度很快,(1)飼喂方法,應(yīng)采取多次飼喂,如舔磚,(2)采取緩釋技術(shù),提高氮的利用效率,切勿溶于水中

微生物生長與養(yǎng)分微生物生長與養(yǎng)分3氮反芻動物N(NPN)的來源名稱含氮量蛋白質(zhì)當量尿素46.7292乙酸銨18112硫酸銨18112氨基甲酸銨36225乳酸銨1381雙縮脲35219羥甲基脲磷酸脲餅粕類糊化淀粉尿素(Starea)微生物生長與養(yǎng)分微生物生長與養(yǎng)分4礦物質(zhì)和維生素常量元素:Ca,P,Na,K,S生長微量元素:Mn,Mg,Cu,Co對酶的活性四、瘤胃微生物的組成瘤胃微生物的組成1組成瘤胃微生物的組成總成分細菌原蟲

N7.776.36N*6.2548.639.75

碳水化合物15.5238.1

脂類10.19.1

灰分16.856.45N的組成

RNA-N10.0DNA-N5.2AA-N82.5瘤胃中微生物的成分相當穩(wěn)定,不受飼料影響,飼料只能影響微生物的產(chǎn)量,不影響微生物的成分表日糧不同NSC/NDF比值對瘤胃微生物常規(guī)養(yǎng)分含量的影響游離在瘤胃液附著在飼料顆粒上NSC/NDF0.210.521.220.210.521.22有機物76.26a71.5b74.97a66.1668.60