吳俊杰, 張曉可, 龍 玲, 劉 鏡*
(1. 貴州省農(nóng)村經(jīng)濟(jì)文化發(fā)展中心,貴州 貴陽(yáng) 550001; 2. 貴州省畜牧獸醫(yī)研究所,貴州 貴陽(yáng) 550005)
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和生活水平的提高,人們對(duì)肉類食品的需求也大量增加。養(yǎng)殖業(yè)快速發(fā)展的同時(shí),與飼草料資源短缺的矛盾也日益加劇。利用經(jīng)濟(jì)作物加工副產(chǎn)物生產(chǎn)廉價(jià)優(yōu)質(zhì)飼料可降低飼養(yǎng)成本,提高經(jīng)濟(jì)效益,緩解人畜爭(zhēng)糧的矛盾,同時(shí)還可有效解決因堆積、焚燒等帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題,是發(fā)展節(jié)糧型畜牧業(yè)和保障畜產(chǎn)品供應(yīng)的有效途徑。甘蔗主要生長(zhǎng)在熱帶及亞熱帶地區(qū),在我國(guó)廣西、云南、廣東、海南、貴州等省(區(qū))均有種植,其中廣西的種植面積最大(>10萬(wàn)km2),產(chǎn)量在7 000萬(wàn)t以上,占全國(guó)總產(chǎn)量的60%左右。甘蔗收獲后,殘留的甘蔗頂部2~3個(gè)嫩節(jié)及其附帶的整個(gè)葉片稱為甘蔗葉稍,約占甘蔗全株重的20%。以此計(jì)算,全國(guó)年產(chǎn)甘蔗葉稍約2 300萬(wàn)t,可為500萬(wàn)頭肉牛提供粗飼料[1~4]。本文就甘蔗葉梢的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、加工處理方式及其在肉牛飼料中的應(yīng)用研究情況進(jìn)行綜述,為相關(guān)研究和開(kāi)發(fā)利用提供參考。
1.1 營(yíng)養(yǎng)成分受甘蔗品種和種植區(qū)域等多種因素影響,鮮甘蔗葉梢的營(yíng)養(yǎng)成分含量差別較大。其水分含量為70%~72%,干物質(zhì)(DM)的主要營(yíng)養(yǎng)成分見(jiàn)表1[5~9]。甘蔗葉梢富含天冬氨酸、蘇氨酸、脯氨酸、甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、異亮氨酸等多種氨基酸,其中以蘇氨酸含量最多,天冬氨酸次之,且甘蔗葉梢的氨基酸含量高于蔗莖。此外,甘蔗葉梢中還含有烏頭酸、檸檬酸、富馬酸、乳酸等有機(jī)酸,以及鉀、鈉、鈣、鎂、鋅、鋁、銅、硼、鉻、鎳、鐵等礦物質(zhì)元素,并含有維生素B1、B6和維生素C[10]。
表1 甘蔗葉梢的主要營(yíng)養(yǎng)成分含量(干物質(zhì)基礎(chǔ))
1.2 消化利用李文娟等[9]研究甘蔗葉梢體外消化試驗(yàn)產(chǎn)生的總揮發(fā)性脂肪酸為45.498 mmol/L,乙酸為26.590 mmol/L,丙酸為12.464 mmol/L,乙酸∶丙酸為2.16∶1,氨態(tài)氮為25.883 mg/dL,微生物蛋白質(zhì)量濃度為1.118 3 mg/mL,體外干物質(zhì)消化率(IVDMD)為22.197%。目前關(guān)于牛的消化試驗(yàn)尚無(wú)相關(guān)報(bào)道。王世琴等[11]研究表明,甘蔗葉梢在肉羊瘤胃內(nèi)的有效降解率分別為:DM 45.53%、OM(有機(jī)物)44.14%、CP 49.33%、NDF 33.02%、 ADF 35.26%;肉羊?qū)Ω收崛~梢的采食量為942.95 g/d,消化能為8.32 MJ/kg;甘蔗葉梢的表觀消化率為DM 52.48%、OM 54.17%、CP 50.96%、EE 55.84%、NDF 54.83%、ADF 47.57%、Ca 8.79%、P 0.84%,NRE(氮沉積率)為20.09%;甘蔗葉梢的GI(粗飼料分級(jí)指數(shù))為1.16,屬于第4級(jí)。結(jié)果表明,甘蔗葉梢屬于中等品質(zhì)粗飼料,能夠被肉羊采食和利用,具有一定的利用價(jià)值。
甘蔗葉梢具有體積大、CP含量低、水分和CF含量高、季節(jié)性強(qiáng)、易發(fā)霉變質(zhì)等特點(diǎn)。目前對(duì)甘蔗葉梢的利用主要通過(guò)不同加工、貯存方法解決其不易貯存、CP含量低、CF含量高等難題,以延長(zhǎng)利用時(shí)間,改善適口性和品質(zhì),提高消化利用率。
2.1 氨化處理飼料青貯時(shí)添加尿素可補(bǔ)充飼料氮元素的不足,在尿素酶的作用下尿素可分解成CO2和NH3,有利于青貯飼料的貯存[12]。鄧衛(wèi)東等[13]在甘蔗葉梢中添加尿素進(jìn)行密封青貯,結(jié)果顯示:添加0.6%尿素處理甘蔗葉稍的CP、EE、IVDMD分別為9.85%、3.6%、47.38%,與對(duì)照組相比分別提高53.19%、20%、40.30%,同時(shí)CF、NDF、ADF、HC(半纖維素)、ADL(酸性洗滌木質(zhì)素)含量降低。余梅等[5]研究發(fā)現(xiàn),與鮮甘蔗相比,直接青貯可極顯著提高甘蔗葉梢的EE含量(P<0.01),但CP、Ca、P的含量降低;與直接青貯甘蔗葉梢相比,添加6%尿素青貯可顯著提高甘蔗葉梢的CP、EE、Ca、P含量和能量(P<0.05),但對(duì)纖維素含量沒(méi)有明顯影響。結(jié)果表明:直接青貯對(duì)提高甘蔗葉梢的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值意義不大,但在青貯過(guò)程中添加尿素可改善青貯甘蔗葉梢品質(zhì),提高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。Kebede G等[14]研究表明,添加1%尿素可提高青貯甘蔗葉梢的pH值及DM、Ash、CP、Ca、P含量,降低ADF、IVDMD、IVOMD(有機(jī)物體外消化率)、NFC(非纖維碳水化合物)、ME(代謝能)。朱欣等[6]通過(guò)比較6種添加物對(duì)青貯甘蔗葉梢飼料品質(zhì)的影響,結(jié)果表明:添加 0.6%尿素和添加10%玉米秸稈+10%米糠的青貯甘蔗葉梢營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和品質(zhì)最好,分別為0.6%尿素>10%玉米秸稈+10%米糠>0.6%甲酸>0.5%NaCl>纖維素酶2 g/kg>復(fù)合微生物2 mL/kg。綜上可見(jiàn),添加適量尿素能提高甘蔗葉梢的青貯品質(zhì)、消化率和CP含量。一方面,甘蔗葉梢在氨化青貯過(guò)程當(dāng)中,尿素能釋放出OH-,使纖維素和木質(zhì)素之間的酯鍵斷裂,破環(huán)半纖維素-木質(zhì)素的鑲嵌結(jié)構(gòu),使相鄰的細(xì)胞分離,細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)疏松,降低纖維素含量,從而提高甘蔗葉梢的消化率[15];另一方面,NH4+吸附在甘蔗葉梢上,可增加NPN(非蛋白氮)含量,為瘤胃中的微生物合成菌體蛋白提供原料。在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)注意尿素的適宜添加量,添加量過(guò)低不能顯著提高粗蛋白含量,過(guò)高則容易引起動(dòng)物氨中毒。
2.2 微貯處理在厭氧條件下,有益微生物可利用植物的WSC(水溶性碳水化合物)使糖類轉(zhuǎn)化為乳酸和VFA(揮發(fā)性脂肪酸),降低pH值,抑制有害微生物的繁殖;抑制蛋白質(zhì)水解,促進(jìn)B族維生素和胡蘿卜素的積累;軟化秸稈,改善適口性,提高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。鄭曉靈等[16]研究顯示,在甘蔗葉梢中添加EM菌(乳酸菌、光合細(xì)菌、放線菌、酵母菌等復(fù)合菌)0.2 g/kg進(jìn)行青貯,其乳酸含量提高4.94%,pH值下降5.97%,EE、NFE(無(wú)氮浸出物)分別提高13.69%、1.08%,CP、CF、Ca、P分別下降9%、2.74%、2.41%、14.88%,NH3-N(氨氮)含量下降16.12%。唐振華等[17]研究了CT(熱帶假絲酵母)、BS(枯草芽孢桿菌)、LAP(植物乳酸桿菌)、LAB(布氏乳桿菌)不同微生物添加劑組合,同時(shí)添加0.5%尿素作為氮源對(duì)甘蔗葉梢微貯品質(zhì)和有氧穩(wěn)定性的影響,結(jié)果顯示:CT+BS+LAB可提高乙酸含量,抑制酵母菌的活動(dòng),降低丁酸含量,抑制NH3-N的產(chǎn)生,提高青貯有氧穩(wěn)定性,但DMR(干物質(zhì)回收率)有所下降,對(duì)主要纖維成分無(wú)顯著影響。 Chen X等[18]研究發(fā)現(xiàn),在甘蔗葉梢中添加LAB 1×108CFU/g 進(jìn)行青貯,可降低pH值、DM、WSC、CP、DNF、ADF、HC的含量及丙酸、氨態(tài)氮的濃度,增加乳酸和乙酸濃度。Araki H M C等[19]通過(guò)研究微生物接種菌(LAB 3×1010CFU/g和LAP 3×1010CFU/g)對(duì)甘蔗葉梢微貯的影響發(fā)現(xiàn),接種菌可提高青貯甘蔗葉梢的DM、OM、ADF、NFC、CP、乳酸、乙酸、丙酸、氨態(tài)氮含量及DM、NDF消化率和DM回收率,增加有氧穩(wěn)定性及乳酸菌、厭氧細(xì)菌和總細(xì)菌的數(shù)量;降低pH值及NDF、木質(zhì)素、Ash、乙醇的含量和真菌的數(shù)量,以及微貯的氣體損失、污水損失和總損失。從以上研究結(jié)果可見(jiàn),盡管添加微生物菌劑可以改善甘蔗葉梢的青貯質(zhì)量,降低乙醇含量,提高有氧穩(wěn)定性和WSC的含量,但其對(duì)CP含量的提高和CF的降解作用甚微,因此甘蔗葉梢微貯還需進(jìn)一步研究,也可和其他加工方式配合使用。
2.3 青貯處理利用添加劑青貯能促進(jìn)秸稈的青貯發(fā)酵,改善秸稈的青貯品質(zhì),提高青貯秸稈的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、有氧穩(wěn)定性和適口性[20]。唐振華等[8]研究分別添加甲酸和乙酸40 mL/kg對(duì)甘蔗葉梢青貯品質(zhì)和有氧穩(wěn)定性的影響,結(jié)果顯示:添加乙酸可降低pH值,提高乳酸、NH3-N濃度和有氧穩(wěn)定性,抑制有害微生物的發(fā)酵,防止青貯過(guò)程中甘蔗葉梢腐敗變質(zhì),但對(duì)DM、DMR、CP、NDF、ADF的影響不顯著。Akinbode R M等[21]研究添加不同含量的雞糞對(duì)甘蔗葉梢營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的影響,結(jié)果顯示:添加雞糞可提高pH值及乙酸、氨態(tài)氮的含量,DM和CP含量隨著添加量的增加而增加;其中添加45%雞糞青貯42 d,DM和CP含量最高,NDF和ADF含量最低,青貯甘蔗葉梢的營(yíng)養(yǎng)和飼喂價(jià)值最好。李春霞[22]研究發(fā)現(xiàn),添加纖維素酶3.00 IU/g、木聚糖酶21.00 IU/g、果膠酶9.00 IU/g、纖維素酶4.00 IU/g+木聚糖酶21.00 IU/g+果膠酶9.00 IU/g、纖維素酶4.00 IU/g+木聚糖酶28.00 IU/g+果膠酶9.00 IU/g均可降低pH值、NH3-N濃度、氣體損失率、NDF、ADF,添加復(fù)合酶青貯效果優(yōu)于單一酶,且添加纖維素酶制劑對(duì)于提高甘蔗梢的青貯質(zhì)量和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值效果較好。Del Valle T A等[23]研究添加EM菌(Pediococcusacidilactici3.9×1010CFU/g 和Propionibacteriumacidicipropionici3.753×1010CFU/g)8 mg/kg(鮮重)、殼聚糖1.66 g/kg(鮮重)、EM菌 8 mg/kg+殼聚糖1.66 g/kg對(duì)青貯甘蔗葉梢發(fā)酵品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的影響,結(jié)果顯示:添加EM菌可降低pH值、乳酸濃度、DM回收率、DM消化率和NDF消化率,增加乙醇濃度;添加殼聚糖可提高DM回收率、DM消化率和有氧穩(wěn)定性,降低NDF和ADF含量;添加 EM菌+殼聚糖可降低青貯甘蔗葉梢的有氧穩(wěn)定性。殼聚糖可作為EM菌的替代物添加劑用于甘蔗葉梢青貯,從而提高青貯甘蔗葉梢的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和消化率。另外,相關(guān)研究表明CaO(氧化鈣)能降低青貯甘蔗葉稍的乙醇和NDF含量,提高消化率和pH值,但梭菌和酵母菌數(shù)量增加[18,24]。梭菌是有害微生物,而酵母菌增加會(huì)導(dǎo)致干物質(zhì)損失加大,從而降低甘蔗葉稍的青貯品質(zhì),甚至發(fā)霉變質(zhì),因此不建議單獨(dú)使用CaO作為添加劑青貯甘蔗葉梢。甘蔗葉梢具有蛋白質(zhì)含量低、可利用能量少、纖維素含量高等特點(diǎn),單一加工處理方式無(wú)法充分改善其營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。可通過(guò)添加尿素、混合微生物(如EM菌)及蛋白質(zhì)含量高的飼料(如紫花苜蓿、酒糟)等方式進(jìn)行青貯,從而達(dá)到增加蛋白質(zhì)含量的目的[25~27];通過(guò)添加糖蜜、有機(jī)酸、混合微生物及能量飼料(如禾谷類籽實(shí)、糠麩等)增加VFA含量,進(jìn)而提高可利用能量[28~32]。由于各種青貯方式都存在一定的不足,因此有必要利用各種青貯方式的優(yōu)點(diǎn),通過(guò)混合青貯和添加劑復(fù)合青貯等方式相結(jié)合,提高甘蔗葉梢的青貯品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。
劉建勇等[33]分別以木薯渣和氨化甘蔗葉梢為基礎(chǔ)日糧,在補(bǔ)飼精料3.0 kg情況下,研究二者的育肥效果,結(jié)果顯示:甘蔗葉梢組的平均活重、日增重、屠宰率、凈肉率、眼肌面積和肉質(zhì)雖然稍差于木薯渣組,但2組牛肉質(zhì)量均達(dá)到優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),且牛肉無(wú)異味,肉色和脂肪顏色正常,肉質(zhì)細(xì)嫩,口感純正,風(fēng)味較好。王文庶等[34]在肉牛日糧中添加不同比例的甘蔗梢青貯料發(fā)現(xiàn),飼喂60%甘蔗葉梢青貯料的育肥效果較好,比對(duì)照組(50%玉麥秸稈青貯料)平均每頭日增重提高227 g,每天多收入1.978元,經(jīng)濟(jì)效益明顯;屠宰測(cè)定結(jié)果顯示,飼喂50%~60%甘蔗葉梢青貯料的肉牛眼肌重、里脊肉及脂肪覆蓋率均高于對(duì)照組。Ortiz-rubio M A等[35]研究添加不同氮源[臺(tái)灣草(TG)100、200、300 g/kg,家禽糞肥(PM)100、200、300 g/kg,尿素8、16、24 g/kg,高能氮補(bǔ)充料(HNES)500、1 000、1 500 g]的甘蔗葉梢對(duì)瘤牛采食量和消化率的影響發(fā)現(xiàn),各處理組的總干物質(zhì)采食量、甘蔗葉梢采食量和瘤胃氨濃度均提高,有機(jī)物采食量隨著各處理添加水平的增加而增加,添加氮可提高甘蔗葉梢的消化率,但添加高水平氮對(duì)消化率的繼續(xù)提高沒(méi)有顯著影響;甘蔗葉梢作為瘤牛飼料的缺點(diǎn)在于含氮量低,通過(guò)添加PM 100 g/kg、尿素8 g、HNES 500 g提供足量的氮,可滿足瘤胃微生物發(fā)酵氮的需求。Couto J R L等[36]研究發(fā)現(xiàn),在肉牛不同精粗比(C∶R=80∶20)高精料日糧中添加33%、66%、100%的甘蔗葉梢代替全株甘蔗,各組的總增重、平均日增重、飼料轉(zhuǎn)化率等生產(chǎn)性能指標(biāo)差異不顯著,甘蔗葉梢部分或全部代替全株甘蔗對(duì)肉牛生產(chǎn)性能沒(méi)有影響,添加100%甘蔗葉梢的凈利潤(rùn)高于其他處理組,可作為低價(jià)粗飼料來(lái)源飼喂肉牛。綜上所述,甘蔗葉梢作為肉牛飼料,一方面其含糖量較高,可提供肉牛部分的能量需要;另一方面,可通過(guò)改善瘤胃的發(fā)酵模式,從而提高肉牛的生長(zhǎng)性能和飼料轉(zhuǎn)化率。甘蔗葉梢生產(chǎn)的季節(jié)性較強(qiáng),是冬季難得的飼料資源,通過(guò)青貯方式可調(diào)節(jié)青飼料的余缺,彌補(bǔ)冬季飼草料缺乏,降低飼養(yǎng)成本,提高肉牛養(yǎng)殖的經(jīng)濟(jì)效益。
隨著我國(guó)肉牛產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,飼料短缺的矛盾日益突顯,常規(guī)飼料無(wú)法滿足市場(chǎng)需求,嚴(yán)重制約了肉牛養(yǎng)殖的發(fā)展。飼草料是發(fā)展肉牛產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ),充分開(kāi)發(fā)甘蔗葉梢作為優(yōu)質(zhì)低價(jià)飼草料資源,對(duì)我國(guó)肉牛養(yǎng)殖業(yè),特別是南方地區(qū)發(fā)展節(jié)糧型畜牧業(yè)具有重要的戰(zhàn)略意義。甘蔗葉梢營(yíng)養(yǎng)較豐富、產(chǎn)量大,在肉牛飼料中添加可提高生產(chǎn)性能和牛肉品質(zhì),節(jié)約飼料資源,降低飼料成本,提高肉牛養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)效益,同時(shí)緩解因廢棄甘蔗葉梢?guī)?lái)的環(huán)境污染,具有明顯的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。然而,甘蔗葉梢作為肉牛飼料資源利用還存在一系列的問(wèn)題。目前關(guān)于甘蔗葉梢的加工利用研究方面,雖然青貯甘蔗葉梢的品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值得到不同程度的改善,但未能從根本上解決甘蔗葉梢蛋白質(zhì)含量低、可利用能量少和纖維素含量高等問(wèn)題,還需要進(jìn)一步研究解決。另外,對(duì)于不同生長(zhǎng)階段肉牛的適宜添加量也沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),而且添加的形式也不盡相同。因此,甘蔗葉梢的加工處理及在肉牛飼料中的應(yīng)用還有待于進(jìn)一步研究,以開(kāi)發(fā)出優(yōu)質(zhì)廉價(jià)的飼草料資源,實(shí)現(xiàn)甘蔗葉梢飼料產(chǎn)業(yè)化。