全 文 ：反 刍 动 物 营 养 2015年第36卷第5期 总第482期
瘤胃微生物体外降解三叶草与猫尾草的研究
■ 陈光道 1，5 李树铭 2 李秀媛 3 王文新 4 朱德全 1 付钓钧 1
（1.佳木斯大学生命科学学院，黑龙江佳木斯154007；2.佳木斯市郊区农业技术推广中心，黑龙江佳木斯154004；
3.大庆市环境监测中心站，黑龙江大庆163311；4.佳木斯职业学院，黑龙江佳木斯154004；
5.佳木斯市第五中学，黑龙江佳木斯154000）
作者简介：陈光道，硕士，研究方向为生物科学。
通讯作者：付钓钧，教授。
收稿日期：2014-12-07
基金项目：黑龙江省教育厅科学技术项目[12531712]
摘 要：试验研究三叶草与猫尾草体外降解，旨在为人工瘤胃发酵生产蛋白质饲料原料配比提
供依据。设置 7个试验组，每组 3重复，确定瘤胃微生物体外分解三叶草和猫尾草混合粉的最适比
例。观察记录分析试验各段时间内产气量和干物质降解率，试验表明：三叶草粉和猫尾草粉的最佳
配比为7􀏑3，6􀏑4次之。通过人工瘤胃发酵三叶草与猫尾草粉试验，将其产物变成有用的工业产品，
瘤胃微生物发酵三叶草与猫尾草饲料生产生物蛋白质，为鸡猪等单胃非草食家畜饲料开发利用提供
了广阔的前景。
关键词：瘤胃微生物；人工瘤胃；三叶草；猫尾草
doi:10.13302/j.cnki.fi.2015.05.010
中图分类号：S816.5+2 文献标识码：A 文章编号：1001-991X（2015）05-0036-03
Study on rumen microbial degradation of clover and timothy in vitro
Chen Guangdao, Li Shuming, Li Xiuyuan, Wang Wenxin, Zhu Dequan, Fu Diaojun
Abstract：The clover and timothy grass degradation test provides the basis for the ratio of raw materi⁃
als used for artificial rumen fermentation production of protein feed. Three repetitions among seven
groups have been setted up, to determine the optimum proportion of clover and timothy grass mixed
powder. The quantity of the gas and the degradation rate of dry matter were determined among the test
paragraphs time, results showed that the best proportion of clover and timothy grass is 7􀏑3, and 6􀏑4
for the second. By means of this test, the products comes to be useful for industrial products, the pro⁃
tein feed productions of rumen microbial fermentation clover and timothy grass, makes contribution to
the broader prospect of feed exploitation for chickens, pigs and other single stomach and the livestock
except for the herbivorous.
Key words：rumen microorganisms；artificial rumen；clover；timothy grass
件为：乳酸菌接种量 2%，料水比 1􀏑0.6，发酵温度
42 ℃，初始 pH值 6。对单因素与正交试验所得的最
佳豆粕发酵条件进行验证，平均值为 32.1 mg/g，比单
因素试验中最高值 20.8 mg/g提高 54.33%，同时比正
交试验 9个系列试验中最高 L-乳酸含量(30.0 mg/g)
提高 7%，说明通过正交试验对豆粕固态发酵条件进
行优化，植物乳杆菌PHF-3发酵豆粕产L-乳酸含量
有较大幅度提高。验证重复试验的相对标准偏差
(RSD) 为 0.62%，说明该正交优化条件具有良好的重
复性，且在该优化条件下，植物乳杆菌PHF-3发酵豆
粕产L-乳酸具有较好的稳定性。本研究确定了豆粕
经植物乳杆菌固态发酵后产 L-乳酸的最佳条件，显
著提高了L-乳酸的产量，为进一步探讨L-乳酸的固
态发酵工艺奠定了基础。
（参考文献14篇，刊略，需者可函索）
（编辑：王芳，xfang2005@163.com）
三叶草属于豆科植物，蛋白质含量相对很高，同
时由于三叶草质地柔软，新鲜状态细嫩多汁，是草食
反刍家畜很好的粗饲料，这种植物也是园林绿化的很
好植被植物，三叶草生长势强，侵蚀其它植物性强广
􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈
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SILIAO GONGYE2015年第36卷第5期 总第482期
泛被人工种植。猫尾草属于禾本科植物蛋白质含量
较低，其植物野生性强，对土壤及环境要求不严格，只
要不被人为干预均可生长。由于三叶草和猫尾草属
于低粗饲料范围内，饲料含粗纤维高，不适合鸡猪等
单胃动物消化[1]。本试验旨在通过用牛羊等反刍动物
瘤胃中的瘤胃微生物体外消化三叶草和猫尾草后产
生的尾产物，作为鸡猪等单胃非草食家畜的饲料，即
开辟生物蛋白饲料资源，解决与人争粮食的问题，同
时减少由于焚烧这些低粗饲料给环境带来污染等不
利因素。确定三叶草和猫尾草不同配比，为人工瘤胃
生产生物蛋白饲料提供依据。
1 材料和方法
1.1 试验材料
1.1.1 瘤胃微生物的提取[2]
牛的瘤胃微生物取自佳木斯市竹板屯屠宰厂刚屠
宰后的牛将其瘤胃液装入保温装置带回实验室，用2层
纱布过滤后，滤液放入39 ℃恒温水浴锅保存，备用。
1.1.2 三叶草和猫尾草的制备
将北方 10月份三叶草与猫尾草晾干，通过 40目
粉碎。在70~80 ℃的烘箱中烘干，备用。
1.1.3 主要试验仪器
电热恒温培养箱（HG303-4，南京实验仪器厂），实
验室粉碎机（JFSD-70，上海嘉定粮油仪器有限公司），
电子天平（EXP-140型，黑龙江东拓仪器制造有限公
司），双目显微镜（BM311110，北京视界通仪器有限公
司），恒温水浴锅（HH-24，郑州长城科技工贸有限公
司），烘干箱（GW-06A，哈尔滨理化仪器制造厂）。注
射器（25 ml）、三角瓶（60 ml）、烧杯、漏斗、胶头滴管、玻
璃棒、容量瓶、量筒、滤纸、镊子、纱布、温度计等。
1.1.4 药品与试剂[3]
① 微量元素溶液（A液）：CoCl2·6H2O 1.0 g；Mn⁃
Cl2·4H2O 10.0 g；CaCl2·2H2O 13.2 g；FeCl3·6H2O 8.0 g
蒸馏水定容至100 ml。
② 缓冲溶液（B液）：NaHCO3 35.0 g；NH4HCO3
4.0 g；蒸馏水定容至1 000 ml。
③ 常量元素溶液（C液）：KH2PO4 6.2 g；Na2HPO4
5.7 g；MgSO4·7H2O 0.6 g；蒸馏水定容至1 000 ml。
④ 还原剂溶液：Na2S·9H2O 0.625 g；NaOH 0.16 g；
蒸馏水定容至95 ml。
⑤ 瘤胃营养液：蒸馏水 400 ml+A液 0.1 ml+B液
200 ml+C液200 ml+还原剂溶液40 ml。
1.2 试验方法
1.2.1 样品的含水率测定
待测样品置于烘干箱中100 ℃条件下放置3.0 h，
烘干样品测其含水量，结果见表1。
表1 样品含水率
项目
三叶草粉
猫尾草粉
烘干前样品重量(g)46.241.15
烘干后总重量(g)42.839.5
含水率(%)7.64.01
1.2.2 人工瘤胃培养液的配制
将所需体积的瘤胃液迅速加入到配制好的瘤胃
营养液中（瘤胃营养液和瘤胃液的体积比为2􀏑1），制
成混合试验用的培养液。
1.2.3 分装和培养
用电子天平将三叶草粉和猫尾草粉按比例为8􀏑
2，7􀏑3，6􀏑4，5􀏑5，4􀏑6，3􀏑7和2􀏑8称量样品0.8 g
(见表2)，分别放入60 ml三角瓶中。
表2 三叶草粉和猫尾草粉按不同配比称量重量（g）
项目
三叶草粉
猫尾草粉
2􀏑80.160.64
3􀏑70.240.56
4􀏑60.320.48
5􀏑50.400.40
6􀏑40.480.32
7􀏑30.560.24
8􀏑20.640.16
每个样品设3个重复，同时设2个空白组（只有培
养液没有底物）用于产气量的校正。用加样器向每个
培养瓶中分别加入上述混合培养液。快速将培养瓶
放入预热（39 ℃）水浴锅中，待加样完毕后成批转入
恒温箱中培养，从培养开始到36 h之间每隔2 h快速
读取产气量并记录[4]；45 h后转入冰箱内终止试验测
定各组干物质降解率。
2 结果与分析
2.1 各时间段总产气量
某一时间点积净产气量计算公式：净产气量(ml)=
某时间段3只培养瓶平均产气量(ml),结果见表3。
表3 不同配比三叶草和猫尾草粉在不同时间的发酵产气量(ml)
比例6 h8 h10 h12 h14 h16 h18 h20 h22 h24 h26 h28 h30 h32 h34 h36 h
2􀏑800.10.100.10.40.30.30.100.100.1000
3􀏑700.10.20.10.30.40.40.30.20.20.20.10.200.10
4􀏑600.10.20.10.40.50.50.50.20.20.30.20.20.20.20
5􀏑500.20.30.30.51.00.80.60.40.40.40.40.30.30.20
6􀏑400.50.60.80.81.41.31.31.31.01.00.80.50.50.20
7􀏑300.51.51.71.83.22.22.11.91.81.31.00.90.80.20
8􀏑200.20.30.50.70.90.50.50.60.50.60.20.200.20
2.2 三叶草和猫尾草粉干物质降解率
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反 刍 动 物 营 养 2015年第36卷第5期 总第482期
从表3和图1可以看出，从试验开始到6 h这段时
间里几乎没有气体产生，8 h开始增加直到 16 h达到
高峰，然后产气总量逐渐下降，时间接近 36 h时产气
量接近零。认为是试验开始至 6 h内各组产气量为
零，这是由于试验操作及发酵瓶内少量氧气等环境因
素对瘤胃微生物胁迫作用不能很好繁殖。随着试验
进程氧气逐渐耗尽8 h后瘤胃微生物开始繁殖[5]，瘤胃
微生物活性逐渐增强产气量16 h达到高峰，之后随着
底物的营养耗尽以及代谢产物的积累，瘤胃微生物受
到抑制，36 h瘤胃微生物几乎停止了活动。
产
气
量
(ml)
10 14 18 386
20
15
10
5
0 22 26 30 34
时间(h)
图1 试验不同阶段总产气量变化规律
从表3和图2各不同比例草粉累计产气量可以看
出：经过统计分析样本三叶草和猫尾草粉 7􀏑3组合
气体产量最多，6􀏑4组合产气量次之，其它 6组合产
气量少。说明7􀏑3与6􀏑4这两组C/N营养成分配比
适合瘤胃原虫和细菌的生长繁殖。
产
气
量
(ml)
2􀏑8 3􀏑7 4􀏑6
25
20
15
10
5
0 5􀏑5 6􀏑4 7􀏑3 8􀏑2
三叶草􀏑猫尾草
图2 不同比例草粉总产气量比较
从表4和图3不同比例草粉干物质降解率可以看
出：三叶草和猫尾草粉7􀏑3组合中干物质消耗最多，
6􀏑4组合次之。其结果与产气量成正比。
项目
反应前(g)
反应后(g)
消耗量(g)
降解率(%)
2􀏑80.80.800
3􀏑70.80.764 10.035 94.49
4􀏑60.80.761 20.038 84.85
5􀏑50.80.721 10.078 99.86
6􀏑40.80.675 80.124 215.53
7􀏑30.80.632 40.167 620.95
8􀏑20.80.724 40.075 69.45
表4 不同配比三叶草和猫尾草粉干物质降解率
降
解
率
(%)
2􀏑8 3􀏑7 4􀏑6
25
20
15
10
5
0 5􀏑5 6􀏑4 7􀏑3 8􀏑2
三叶草􀏑猫尾草
图3 干物质降解率比较
3 结论
通过三叶草与猫尾草不同配比体外接种瘤胃微
生物消化试验可以看出，豆科植物干草三叶草由于含
蛋白质较禾本科干草猫尾草高，对瘤胃微生物生长繁
殖很有利，在其它条件相对一致时，三叶草与猫尾草
大致比例应控制在7􀏑3左右[6]。三叶草、猫尾草种植
对物候和土壤条件要求不苛刻，是很好的人工瘤胃发
酵原料。瘤胃微生态很复杂，每种饲料对瘤胃微生物
的具体作用都很重要[7]。因此，需要更多的试验来解
探索低粗饲料不同配比问题。
参考文献
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（编辑：文奇男，wenqinan@sohu.com）
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