高粱在饲料中的应用

上海正正生物技术有限公司 唐茂妍

北京中农颖泰生物技术有限公司 陈旭东

高粱（Sorghum bicolor）是世界上古老的谷物作物之一，为被子植物门、单子叶植物纲、禾本目、禾本科、高粱属。高粱经过长时间的种植和育种，产生了很多变种和类型，从成熟时间分，可分为早熟品种、中熟品种和晚熟品种；从育种方面分，又分为常规品种和杂交品种；口感有常规的、甜的、黏的品种；株型有高杆的、中高杆的和多穗的品种；按性状和用途可分为食用高粱、糖用高粱、帚用高粱等类；按其穗部性状可分成散穗和紧穗两种；按其原产地和生态类型可分成中国高粱、印度高粱、非洲高粱等；根据籽粒颜色分为褐高粱（丹宁含量高达1% ～2%）、黄高粱（丹宁含量低，<0.4%）、白高粱（丹宁含量低，籽粒小）和混合高粱等几种。生产上多根据用途不同而将其划分成粒用高粱、糖用高粱、饲用高粱、工艺用高粱等。

1 高粱的生物学特性

高粱因其品种和类型不同，其生物学特性也有较大差异，不同的生物学特性决定了高粱的不同用途。

1.1 粒用 粒用高粱主要是其籽粒用作粮食、饲料或是工业原料。这种高粱外观上一般籽粒大而外露，易脱粒，品质较优。高粱籽粒的养分含量一般为淀粉60%～70%，蛋白质10%左右。以高粱米或高粱面作为主食的地区，高粱还会进一步加工为面包、甜点及膨化食品。同时，高粱也是生产白酒的主要原料。除了高粱籽粒中的高淀粉含量，一定含量的单宁也是酿造过程中不可或缺的因素。适量单宁可以保证发酵过程中有害微生物得到抑制，从而提高出酒率，同时单宁产生的丁香酸和丁香醛等香味物质，也增加了白酒的风味。

1.2 糖用 糖用高粱，又称甜高粱，一般茎秆较高、节间长、茎髓多汁，含糖10% ～19%。这种高粱在我国长江中下游地区种植较多，一般作糖料作物。甜高粱可以像甘蔗那样直接生食，也可用于榨汁熬糖，做成糖稀、片糖、红糖粉或白砂糖等。

1.3 饲用 严格来讲，饲用高粱可分为籽粒型高粱和饲草专用型高粱。籽粒型高粱主要用作配合饲料。高粱籽粒作为饲料历史悠久，在美国所有高粱籽粒均用作饲料；在法国，工业发酵饲料消耗了近70%的高粱。高粱籽粒用作饲料原料时，其作用相当于玉米。饲草专用型高梁又包括两种类型，甜高粱和高粱-苏丹草杂交种，如晋草1号、皖草2号、茭草、哥伦布草和约翰逊草等。甜高粱主要有饲用和粮食兼用两种方式，饲用时主要以青贮为主。高粱-苏丹草杂交种主要以饲用为主，可进行青饲、干饲和青贮，这是一种高产优质的饲用高粱类型。

除此之外，工艺用高粱的茎皮坚韧，有紫色和红色两种类型，是工艺编织的良好原料；另外，有的高粱类型适于制作扫帚，穗柄较长者可制帘、盒等多种工艺品。

2 高粱的养分含量

一般认为饲用高粱的营养价值较低，其营养值一般是玉米的95%，主要是由于整粒高粱籽实内胚乳的结构特性所致。在高粱的外周胚乳区质地极为致密且坚硬，能阻止水分的渗入，高粱籽实中的醇溶蛋白中分子间的交联较多，可使蛋白质和淀粉的消化率降低。但通过比较青贮后的饲用高粱和玉米的营养价值，可以看出饲用高粱生长营养期的粗蛋白质含量明显高于抽穗后的青贮玉米；能量含量和消化率与青贮玉米相当。但饲用高粱到结实期后，其蛋白质和能量含量大幅下降，纤维含量大幅提高，总消化率由70%降至56%（李玉清和邹玉娟，2009）。因此，适时收割利用是保证饲用高粱营养价值的关键。高粱和玉米所含营养成分的比较见表1。

表1 高粱与玉米的营养成分比较

一般粒用高粱蛋白质含量为7% ～12%，最低5.25%，最高18.2%。籽粒中蛋白质含量主要受基因型、生态环境及氮肥施用量影响。高粱蛋白质的主要成分是由谷蛋白、白蛋白和球蛋白以及醇溶蛋白组成（Subramanian，1990）。同一品种高粱的蛋白质也会因栽培条件不同，变化幅度很大，说明高粱籽实中蛋白质含量易受环境条件影响。

田晓红等（2009）从中国高粱主产区选择20种高粱进行理化性质分析，结果发现，所选的20种高粱干粒重为16.8～34.5 g，均值27.1 g，最大干粒重是最小干粒重的2倍，变异系数较大（表2）。干粒重大的高粱品种，籽粒大、饱满、易于去壳去皮，易得到完整高粱粒。虽然高粱籽实的大小差别很大，但研究显示，20种高粱的密度差异不显著，为687～780 g/L，平均密度为732 g/L，极差为93 g/L。

作为牧草的高粱营养价值与品种有关。晚熟品种的营养生长时间长，牧草质量降低速度慢。而早熟品种会很快从营养生长进入生殖生长，牧草质量会很快降低。此外，叶片越大、叶量越丰富和茎秆越细的品种，品质越好，因为蛋白质主要存在于叶片中。与玉米相比较而言，饲用高粱能收割多次，可以调制成高质量的干草或放牧，也可以粉碎后在青贮窖中青贮或直接打包青贮。

我国制定的饲料用高粱的质量等级标准是以原料含干物质86%为基准，并在此基础上以粗蛋白质、粗纤维、粗灰分的百分含量为指标将其分为三个等级，具体见表3。

3 提高高粱营养价值的主要措施

与其他主要禾谷类作物相比，目前栽培的大多数粒用高粱营养品质较差。分析其原因，主要是高粱籽粒中单宁含量较高，直接影响蛋白质的可消化性；另外，高粱的代谢能（ME）与其中单宁的含量呈极显著负相关，二者之间的关系可用公式表达为 ME/（kcal/kg）=3386-438×单宁含量%（r=0.978）（Jacquin，1985）。因此，消除单宁的影响即可提高高粱的饲用价值。消除或降低高粱中单宁含量的常用方法主要有以下几种：（1）作物育种。高粱种皮的颜色与单宁含量相关，种皮褐色越深，含单宁越多；而白色种皮含单宁很少。高粱单宁的遗传因子是控制颜色遗传的基因，因此，可通过遗传基因控制单宁含量，育出单宁含量低的高粱品种。（2）建立科学的饲养制度。增加日粮中的蛋白质或补充相应氨基酸，提高日粮蛋白水平，可有效地减缓或消除单宁的不利影响。有研究表明，对没食子酸甲基化的甲基来源主要是胆碱和蛋氨酸。张润栋（1995）研究表明，给肉仔鸡喂高粱-豆粕型日粮，当蛋白质含量低于最适水平时，在日粮中添加0.15%的蛋氨酸可改善仔鸡生长，但不能改变较低的饲料转化率。总之，添加蛋氨酸可以作为高粱必需氨基酸的补充，也可作为甲基供体使单宁分解，从而克服因单宁引起的生长受阻。（3）物理脱毒。单宁存在于籽实的种皮中，用机械加工脱去外壳，即脱去单宁。然而脱壳也脱去了部分有效成分，因此，脱壳法的使用受到限制。（4）化学脱毒。一种为加水聚合法，模拟高粱在成熟过程中单宁化学变化规律，加水产生高湿，可使单宁由低聚物聚合成高聚物，失去结合蛋白质的能力。除此之外，还有氨化法、氢氧化钠法等。也有研究发现，像聚氧乙烯、山梨聚糖、含油酸基化合物、聚乙烯吡咯酮等非离子型聚合物可解除饲料中单宁的毒性，其作用机理是这类聚合物在消化道内与单宁形成复合物，降低其与蛋白质的结合率。

表2 20种高粱样品的营养成分组成%

表3 饲料用高粱质量标准%

4 小结

面对世界粮食作物种植面积日益减少，而人口又急剧增加的局面，如何开发利用更多的非常规饲料原料，缓解人畜争粮的压力，提高饲料利用效率，是世界各国亟待解决的重要问题。高粱作为一种可替代能量饲料原料的作物，对其进一步的选择育种、生产加工和合理利用研究具有广阔的前景。如何在高粱的实际应用中取长补短，提高其在饲料中的使用量具有重要意义。

[1]田晓红，谭斌，谭洪卓，等.我国主产区高粱的理化性质分析[J].粮食与饲料工业，2009，4：10 ～ 14.

[2]李玉清，邹丽娟.饲用高梁的特性及生产管理[J].养殖技术顾问，2009，2：46～47.

[3]张润栋.高粱在家禽日粮中的饲用价值[J].饲料博览，1995，3：18～19.

[4]中华人民共和国农业部.NY/T 115-1989.饲料用高梁.中国农业网1989-09-01.

[5]Jacquin C.Etude de la valeur alimentaire du sorgho.Liaison entre le teneur en tannins et l’energie metabolisable.Operation sorgho.ONIC，ESAP，BIPEA，ITCF，1985：37 ～ 41.

[6]Subramanian V.Evaluation of protein quality of sorghum[J].Agric Food Chem，1990，38（6）：1344 ～ 1347.