松针对苜蓿青贮饲料品质的改善及其机理研究

Researches show that adding plants contain Phytoncide in silage can improve silage quality. Pine needle essential oil is volatile oily liquid extracted from pine needle.It has a wide range of antimicrobial activity.Based on its antibiotic action,the use of pine needles to improve alfalfa silage quality has some preliminary research at present. However, the study on antibiotic mechanism of pine needle essential oil is still not enough in alfalfa silage process.The objectives of this study are 1)to determine the effect of adding pine needles on quality and aerobic stability of mixed silage of pine needles and alfalfa, and evaluate the effect of alfalfa silage quality with pine needles by combining with feeding trial in lambs,and 2）to analyze the dynamic changes of microorganism composition and inhibitory compositions of pine needle essential oil in silage during ensiling and storage periods in opened silo, and 3）to analyze the antibiotic activity and mode of pine needle essential oil and reveal its mechanism of action.The research results will open up a new way for improving the quality of alfalfa silage, and plays an important role in development and utilization of pine needles feed resource.

研究表明，在青贮饲料中添加含有植物杀菌素的植物，可提高青贮饲料品质。松针精油是从松针中提取的易挥发油状液体，具有广谱抗菌活性。基于松针精油的抑菌作用，目前利用松针改善苜蓿青贮饲料品质，已有初步研究。但对苜蓿青贮过程中，关于松针精油的作用机理研究还不够深入。本项目的研究目的是：（1）通过在苜蓿青贮过程中添加松针，测定松针对青贮饲料品质及有氧稳定性的影响，结合羔羊饲养试验，综合评价松针对苜蓿青贮饲料的改善效果；（2）分析青贮饲料发酵过程中及开窖后，微生物菌群构成和松针精油主要抑菌成分含量的动态变化规律；（3）分析松针精油的抑菌活性和抑菌作用方式，进而揭示松针精油的作用机理。研究成果将为提高苜蓿青贮饲料的品质开辟一条新的途径，同时对松针饲料资源的开发利用具有重要作用。

本项目的研究目的是综合评价松针对苜蓿青贮饲料的改善效果，分析松针精油的抑菌活性和抑菌作用方式，进而揭示松针改善苜蓿青贮饲料品质的机理。结果表明：1）青贮60 天后，松针与苜蓿混合青贮（30%松针+70%苜蓿）的干物质、粗蛋白质、可溶性碳水化合物损失率和氨态氮与总氮比值显著低于玉米粉与苜蓿混合青贮（10%玉米粉+90%苜蓿）（P<0.05），两处理组间的中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量差异不显著（P>0.05）。青贮过程中，松针与苜蓿混合青贮的酵母菌和好氧细菌数量显著低于玉米粉与苜蓿混合青贮（P<0.05）。在松针与苜蓿混合青贮中未检测到大肠杆菌。松针与苜蓿混合青贮的总黄曲霉毒素（AFT）、玉米赤酶烯酮（ZEN）和T-2毒素含量均显著低于玉米粉与苜蓿混合青贮（P<0.05）。综上所述，松针与苜蓿混合青贮的品质高于玉米粉与苜蓿混合青贮，松针可改善苜蓿青贮饲料的品质。2）松针精油是松针中的主要杀菌抑菌物质。松针精油对嗜酸乳杆菌没有抑制作用，对酵母菌、梭状芽孢杆菌和串珠镰刀菌具有较强的抑制效果，其最低抑菌浓度分别为8.2250 mg/mL、16.4500 mg/mL和4.1125 mg/mL，最大浓度抑菌圈直径分别为12.46mm、9.46 mm和15.52 mm。与对照组相比，精油组中酵母菌、梭状芽孢杆菌和串珠镰刀菌的生长迟缓期延长，对数生长期缩短，生长速率下降，最大活菌数大幅度降低。松针精油通过改变菌体形态结构，膜脂肪酸含量和膜蛋白构象，使细胞膜受损，同时抑制苹果酸脱氢酶和DNA拓扑异构酶的活性，降低蛋白质表达量和DNA含量，从而抑制酵母菌、串珠镰刀菌和梭状芽孢杆菌的繁殖。因此，松针是利用精油抑制有害微生物的增殖，进而改善苜蓿青贮饲料的品质。研究成果将为提高苜蓿青贮饲料的品质开辟一条新的途径，同时对松针饲料资源的开发利用具有重要作用。