路易斯（威斯康星大學(xué)麥迪遜分校動物和奶牛科學(xué)系反芻動物營養(yǎng)推廣專家，研究方向是奶牛營養(yǎng)和管理應(yīng)用技術(shù),重點是奶牛對淀粉和纖維的利用、粗飼料質(zhì)量和消化率,以及飼料和飼草分析方法的開發(fā)和評估。）

    本文主要探討直接飼喂微生物的作用,，為什么奶牛需要補充各種直接飼喂微生物,。內(nèi)容主要包括兩部分：一是不同類型的直接飼喂微生物,；二是直接飼喂微生物對奶牛生產(chǎn)性能的潛在影響,。同時,，回顧使用直接飼喂微生物飼料添加劑的一些研究報告。

    直接飼喂微生物（DFM）概述

    直接飼喂微生物產(chǎn)品包括活的生物培養(yǎng)物,，它是一種微生物或某些微生物的組合,，還有一些提取成分，能調(diào)理胃腸道的微生物菌群,，營造健康的胃腸道環(huán)境,。這些直接飼喂微生物產(chǎn)品通常含有細菌、酵母或酶成分,。有的直接飼喂微生物是瘤胃調(diào)節(jié)劑,，可能會改變瘤胃的微生物群落，起到穩(wěn)定酸堿度的作用,，緩沖pH過低產(chǎn)生的不良后果或者改善瘤胃揮發(fā)性脂肪酸的代謝,。

    常用直接飼喂微生物包括乳酸菌、鏈球菌,、酵母菌,、芽孢桿菌、米曲霉提取物,，市場上還有一些其他的直接飼喂微生物產(chǎn)品,。我建議營養(yǎng)師反復(fù)了解有哪些微生物產(chǎn)品可以使用，并且希望他們能了解不同微生物之間的作用機理,，這樣才可以做出正確決策,，知道怎樣使用這些產(chǎn)品。

    直接飼喂微生物——益生元

    益生元在反芻動物上沒有效果,，因為它是一種不可消化但可發(fā)酵的飼料成分,，通過選擇性地刺激后腸道中一種或特定細菌的生長和/或活性而對宿主產(chǎn)生有益影響。常見的如甘露糖類,，能夠吸附大腸桿菌和沙門氏菌,，但是在奶牛上不起作用，因為它們在瘤胃內(nèi)會被微生物發(fā)酵,。

    直接飼喂微生物——益生菌

    第二類直接飼喂微生物-益生菌,，它是通過改善瘤胃發(fā)酵或腸道菌群平衡而對宿主有益的活微生物。

    益生菌在飼喂中非常常見,，研究表明它有利于提高生產(chǎn)性能以及免疫指標,。益生菌的效果取決于用哪種微生物或者飼喂哪種菌株，不同微生物在瘤胃中的作用不一樣,，所以要確保你所使用的菌株可以發(fā)揮理想的作用,。另外,，還要考慮到不同產(chǎn)品和日糧之間會有相互作用，這是一個非常關(guān)鍵的因素,。

    不同的微生物和菌株有不同的作用機理,，有時可能產(chǎn)生抗菌物質(zhì)，有些和病原體競爭獲得營養(yǎng)或者在消化道爭奪某個位點的定殖,。它也可以產(chǎn)生相關(guān)的養(yǎng)分或生長因子，有助于瘤胃細菌或動物本身,，有些可以刺激酶的產(chǎn)生或附生菌的生長,。另一個非常關(guān)鍵的作用是代謝或降解有毒化合物，比如有些益生菌可以降解霉菌毒素或消耗乳酸,，從而減少瘤胃中的乳酸,。還有一些益生菌會刺激免疫系統(tǒng)，提高某些免疫指標,。

    佛羅里達大學(xué)益生菌試驗

    試驗選用114頭多胎荷斯坦奶牛,，這些牛進入試驗時是在泌乳第41天，所以是多批次納入,。同時,，試驗牛要接受Calan飼喂系統(tǒng)的使用訓(xùn)練。Calan飼喂系統(tǒng)預(yù)先給每頭牛制定了獨立飼喂門,，每頭?？梢垣@得飼喂門里的飼料。牛在第一周要接受相關(guān)訓(xùn)練,，適應(yīng)飼喂門,，然后是兩周的調(diào)整控制變量和13周的干預(yù)時間，這兩周的時間給奶牛飼喂同樣的基礎(chǔ)日糧,，不進行任何干預(yù),，然后分析所有動物的基礎(chǔ)指標，了解奶牛的生產(chǎn)性能,，同時基于這些指標進行分析,。為什么這兩周很重要？因為試驗可能分2-3組,，一組在研究開始前指標就比另一組好,，在研究結(jié)束時還是比其他組好，這樣不能確定指標高是因為動物本身的因素還是牛經(jīng)過了干預(yù)之后性能更好了,？所以調(diào)整控制變量的兩周特別重要,。

    在本研究中有三組，一是對照組TMR,，沒有直接飼喂微生物,；二是PRO-A組,，同樣的TMR，但添加了動物乳桿菌和佛氏丙酸菌,，它們是乳酸的生產(chǎn)者,、消費者和利用者。動物乳桿菌可以產(chǎn)生乳酸,，佛氏丙酸菌使用乳酸轉(zhuǎn)變成丙酸,，讓動物有更多能量，主要形式是提高肝臟里的血糖,，有助于產(chǎn)奶,；第三是PRO-B組，與對照組相同的日糧,，但TMR表層添加動物乳桿菌和佛氏丙酸桿菌,、枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌等,。結(jié)果顯示含有動物桿菌的試驗組,，免疫指標性能和效率都更高一些，這也是研究希望測試的細菌效果,。
    
    日糧組成和營養(yǎng)成分
    試驗日糧是佛羅里達常見的日糧配方,，玉米青貯大約50%，然后是玉米粉,、豆粕,、全棉籽、柑橘渣,、脂肪,、礦物質(zhì)、維生素等,。營養(yǎng)成分組成包括28%的淀粉,，相對較高，但對泌乳牛是合理的水平,。

    泌乳表現(xiàn)
    雖然干物質(zhì)采食量和產(chǎn)奶量沒有太大區(qū)別,，但益生菌組3.5%乳脂校正乳量升高，趨勢是脂肪產(chǎn)量上升五個百分點,，因為乳脂上升了,，所以3.5%乳脂校正乳量上升。另外,，能量校正乳的生產(chǎn)效率也提高了,，因為ECM升高了，但是干物質(zhì)采食量沒有太大變化，所以能量校正乳的生產(chǎn)效率提高,。此外,，微生物產(chǎn)品提高了脂肪的消化率，這也解釋了為什么乳脂會提高,，實際上無形中給它們增加飼喂了其他的益生菌,。

    其他效果

    除了產(chǎn)奶效率更高，益生菌B組表現(xiàn)更高的乳脂率可能與脂肪消化率提升有關(guān),。A組和B組的益生菌對免疫指標有一定的積極作用,，但需要更多的研究來了解其機制。所以,，日糧發(fā)揮了非常重要的作用,，益生菌在不同日糧中效果不一樣。
    
    威斯康星大學(xué)益生菌研究案例

    試驗以牛欄為基礎(chǔ),，每個牛欄是一個試驗單元,。112頭荷斯坦牛,，泌乳天數(shù)47天開始試驗,，根據(jù)胎次和產(chǎn)量進行分組，共14個小欄,，每欄8頭牛,，這些牛不受太大限制，有兩周時間調(diào)整控制變量,、收集基礎(chǔ)生產(chǎn)指標,，干預(yù)期是10周。
    試驗分成兩組,，對照組TMR沒有補充益生菌,，試驗組TMR添加嗜酸乳桿菌和弗氏丙酸桿菌。前者生產(chǎn)乳酸,，后者使用乳酸,。

    日糧組成和營養(yǎng)成分
    上圖是日糧原料成分和營養(yǎng)成分，這是美國中西部日糧的情況,，包括玉米青貯,、苜蓿青貯、高濕玉米和精補料,。其中玉米青貯和高濕玉米都是深發(fā)酵的淀粉,，所以是非常容易消化的飼料。

    營養(yǎng)成分有25%的淀粉和21%的NDF,，粗蛋白稍高,，隨著時間的推移青貯指標有變化，但總體來說還是比較合理的日糧。

    泌乳表現(xiàn)
    從上表中的生產(chǎn)性能和乳指標來看,，沒有太大效果,。但表格展示的是相關(guān)的互動作用的情況，而不是真正的效果,。

    干物質(zhì)采食量變化
    從圖中可以看出,，剛開始對照組采食量高于益生菌組，牛的效率比較高,，但過了某點后發(fā)現(xiàn)采食量比較穩(wěn)定,，但總體來說兩組比較相似。

    全消化道淀粉消化率
    針對腸道淀粉的消化率,，試驗沒有明顯效果,。在試驗后半部分，也就是5周后兩組消化率都有上升,，表明不同益生菌應(yīng)針對某一種具體日糧,，這樣才能有更好的效果，至少要避免研究中所出現(xiàn)的結(jié)果,。

    直接飼喂微生物——酵母

    直接飼喂微生物酵母包括三種不同的酵母產(chǎn)品：活酵母,、酵母細胞壁、酵母培養(yǎng)物,。不同酵母的結(jié)合目的是控制腸道微生物菌群的數(shù)量和結(jié)構(gòu),。酵母與益生菌一樣，能預(yù)防病原菌的定殖,、吸附毒素,，調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)。對于反芻動物來說,，酵母能夠緩沖瘤胃pH值,，或者增加纖維消化率。

    日糧瘤胃可降解淀粉
    日糧中的瘤胃可降解淀粉與乳脂濃度成負相關(guān),，過多的瘤胃可降解淀粉會導(dǎo)致乳脂抑制,。

    瘤胃pH值與不同日糧因素的關(guān)系
    日糧中NDF和瘤胃可降解淀粉的比例會影響瘤胃pH值。日糧能降低瘤胃pH值,，主要影響因素是消化和代謝問題,。在瘤胃生物氫化過程中，如果pH值較低,，亞麻油酸會產(chǎn)生特殊的中間物質(zhì)tris-10和cis-12-CLA,，形成硬脂酸到達乳腺，在乳腺中抑制奶的表達,，造成產(chǎn)奶抑制,。

    另外，pH值對細菌消化纖維素也會產(chǎn)生影響。細菌消化纖維素必須要與飼料顆粒結(jié)合起來,，這樣才能消化飼料中的纖維,。如果pH值較低，細菌無法與飼料顆粒結(jié)合,，就會出現(xiàn)不能消化的問題,。當pH值低于5.3，細菌會從飼料顆粒上脫落下來,、死亡,。所以，pH值對于纖維素的消化非常重要,。
    試驗結(jié)果顯示,，日糧淀粉每增加1%，NDF消化率會降低0.5%,，這是全消化道的情況,，對于瘤胃也是同樣的影響。

    活酵母試驗案例

    研究在威斯康星大學(xué)進行,，主要了解活酵母是否能減少乳脂抑制的作用,。試驗使用了64頭多胎次荷斯坦奶牛，試驗開始時是114天泌乳期,。試驗使用自動飼喂門,，分成不同的牛,，這樣能更好地了解它們的行為,。每個飼喂門有兩頭牛，共有32個飼喂門,，有1周時間讓奶牛適應(yīng)飼喂門和兩周的調(diào)整時間,，獲得奶牛的基礎(chǔ)參數(shù)，試驗處理期是12周,。

    第一組使用高淀粉的日糧（HS0）,，第二組是高淀粉日糧+每天每頭牛兩克活酵母(HS2)，第三組是高淀粉日糧+4克活酵母(HS4),，這些高淀粉日糧都不含碳酸氫鈉,。對照組使用低淀粉日糧，增加了碳酸氫鈉,，確保奶牛的瘤胃健康,，不會產(chǎn)生降解的效果，這樣可以進行很好的對照試驗,。

    日糧組成和營養(yǎng)成分
    上表是高淀粉和低淀粉日糧的組成和營養(yǎng)成分,。在低淀粉日糧中，用大豆皮替代玉米淀粉。兩組日糧的營養(yǎng)成分,，從淀粉到NDF都有著不同的數(shù)據(jù),。

    泌乳表現(xiàn)
    試驗結(jié)果顯示，不同日糧的干物質(zhì)采食量,、奶量,、乳脂校正日產(chǎn)量方面并沒有太大的影響，高淀粉日糧加4克活酵母組乳脂校正日產(chǎn)量更高一些,。NDF消化率是全消化道的消化率,，每天補充4克活酵母的消化率高于其他兩組，但仍然低于低淀粉組,。

    結(jié)論

    瘤胃是復(fù)雜而且動態(tài)變化的環(huán)境,。補充微生物類添加劑可以在保證日糧配方提供足夠營養(yǎng)供應(yīng)的同時保證瘤胃健康。另外,，了解每種直接飼喂微生物的最佳使用條件很有必要,，這樣才能發(fā)揮最好的作用。