杨瑞萍*
(新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州动物疾控中心,阿图什 845350)
四类非常规饲料的利用现状及研究进展
杨瑞萍*
(新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州动物疾控中心,阿图什 845350)
饲料资源的匮乏已成为制约我国尤其是新疆地区畜牧业发展的瓶颈,文章通过论述营养价值、利用情况、加工调制以及应用研究等方面内容,对农作物秸秆、林业副产物、糟渣废液以及植物饼粕类等四类非常规饲料进行了介绍。结果认为,上述四类非常规饲料经过合理开发利用,提高饲料消化利用率,可以拓宽畜牧业饲料资源来源,进而缓解我国饲料资源不足,同时,在增强饲料工业可持续发展的基础上,可作为良好动物饲料原料来源投入到生产中,进而支持畜牧业的进一步发展。
非常规饲料;利用现状;研究进展
面对饲草资源短缺的问题,世界各国不断将研究目光投向农业副产品。从上世纪30年代,国外就对非常规饲料进行了研究及使用。饲料原料等资源的不足长期制约着我国畜牧业的发展,非常规饲料资源储量大,利用率低,发展潜力大。因此,饲料工业和畜牧业要走可持续、稳定和快速发展之路,必须重视非常规饲料资源的开发和利用。
1.1 资源利用情况
我国每年产生6~7亿多t的农作物秸秆及秕壳,其中仅有34%作为饲料用于畜禽生产,其中大部分只是铡切至3~5 cm长饲喂牲畜。随着青贮、氨化等秸秆饲料处理技术的推广和科学补饲、快速育肥等技术的普及,中国农作物秸秆作为饲料资源的利用步伐明显加快,牛羊的生产水平不断提高。2012年,全国每年有2.2亿t农作物秸秆被动物饲用,其中,48%经过加工处理,主要方式有青贮、氨化和微贮等。
1.2 饲料营养价值
1.2.1 营养成分及其特点
农作物秸秆含大量纤维素及少量蛋白,矿物质含量也较低,其营养特点主要表现在以下几个方面,一是大部分秸秆蛋白质含量低(平均值<7%),如小麦秸秆粗蛋白含量最低,不足3%,豌豆秸秆蛋白含量最高为16.4%;二是农作物秸秆的碳水化合物中可溶性糖类含量低,纤维性物质占较大比例,高达40.97%;三是矿物质和胡萝卜素含量低,约为6%。
1.2.2 抗营养因素
农作物秸秆饲料中的抗营养因素主要有高纤维素、低无机盐和农药残留。高含量的纤维素可直接影响饲料的降解和利用,是秸秆饲料中主要的抗营养因素。纤维素中的木质素与纤维素、半纤维素以牢固的酯键紧密相连,成为纤维素的外围基质,限制酶对细胞壁的穿透,并使秸秆饲料粗硬,适口性差;其次是无机盐含量低。农作物秸秆中铜、硫、硒和碘等矿物质元素含量较少,并缺乏动物生长所需要的维生素A、D、E等。
1.2.3 动物利用特点
农作物秸秆用于动物饲料的研究主要集中在反刍家畜(牛、羊)上,由于瘤胃中微生物分泌的纤维素酶系能够有效分解秸秆饲料中高含量的纤维素,因此反刍动物可直接饲用,另外,研究表明添加外源性纤维素酶也可促进反刍家畜对秸秆中纤维素的消化吸收。随着青贮和微贮等技术的发展,农作物秸秆的储存、适口性以及营养价值得到了很大提升,在牛羊中的大量使用也取得了较好效果,已成为反刍动物粗饲料不可或缺的饲料来源之一。
1.3 加工调制方法
农作物秸秆饲料的加工调制方法主要分为三种,即物理方法、化学方法和生物学方法。首先,物理方法。目前这种方法相对成熟,主要是通过切短、碾青、粉碎、浸泡、膨化等方式处理,提高适口性、采食量和利用率;其次,化学方法。该方法最常用的是通过氨化(尿素、无水氨、碳酸氢氨,硫酸铵等),碱化(NaOH,Ca(OH)2)处理,提高秸秆中蛋白质、粗纤维和有机物质的消化率,以改善秸秆的营养价值;第三,生物学方法。通过微生物发酵提高秸秆DM、NDF的瘤胃降解率等作用,降低饲料中纤维含量,提高蛋白质含量,同时改善了适口性,最终增强秸秆饲料在动物中的饲喂效果和经济效益。
1.4 在动物上的应用研究
1.4.1 单胃动物
秸秆饲料因纤维含量高,单胃动物对其消化率较低,但经微生物发酵过的青绿秸秆饲料可以在单胃动物中酌量添加。王立新等(2000)用混合菌发酵过的秸秆饲料饲养育肥猪,试验结果表明,秸秆饲料经过发酵,粗纤维降解率可达46.21%,且提高粗蛋白含量116.93%;此外,试验育肥猪的生长速度、饲料效益和饲料转化率分别提高了16.2%、45.86%和7.86%。另有胡建宏(2002)用微贮过的玉米秸秆饲喂猪,分析其生长动态发现,试验组的快速生长期较对照组多了22 d,且快速生长期的平均日增重和最高日增重提高37.98 g和43.31 g;另外,在整个育肥期,试验组的平均日增重最高日增重也较对照组显著提高。
1.4.2 反刍动物
农作物秸秆常通过物理、化学、酶制剂以及发酵处理以改善适口性和营养价值,许腾(2005)研究发现,将微贮和氨化后的小麦秸和玉米秸秆饲喂鲁西黄牛,60 d试验期结束后,试验组的黄牛日增重较对照组显著提高,分别增加了0.31 kg和0.35 kg。林敏(2009)用微贮后的秸秆饲喂育肥羊,发现羊平均日增重较对照组提高48.61%,并且,羊的屠宰率、胴体净肉率等产肉性能都优于对照组。李旭华等(2006)将稻草和玉米秸秆混合青贮,并在其中添加纤维素酶,饲喂奶牛后发现,试验组可以显著提高奶牛的产奶量,对乳品质的改善效果不佳。
2.2 资源利用情况
林业副产品主要以树叶为主,另外嫩枝以及木材加工过后的下脚料也可作为动物饲料来源的一部分。杨在宾等(2008)认为我国林业副产物饲料资源每年约有6~8亿t,据统计,目前我国林业副产品利用率较低,不高于20%,如按照最高平均利用率估算,其已用数量为1.2~1.6亿t,剩下4.8~6.4亿t需要进一步开发。树叶的资源总量每年大约为5亿t左右,放牧食草家畜可直接采食,人们可以采集新鲜树叶或者收集落叶进行加工。目前树叶的利用率达到了25%,但还有3.7亿t可进一步研究利用。
2.2 营养价值
2.2.1 营养成分及特点
林业副产品蛋白质、氨基酸、维生素含量丰富。如豆科树种、榆树,构树等树叶粗蛋白质含量均在20%以上,18种氨基酸齐全。另外,树叶饲料消化率高,对猪的消化能值较高,可达8.36 MJ/kg,对鸡的代谢能值达6.27 MJ/kg。
2.2.2 抗营养因素。
林业副产物中的抗营养因素主要包括单宁和药物残留。首先,树叶中或多或少含有单宁,有涩味,影响动物适口性,饲喂过量树叶容易导致动物便秘。其次,树叶上易有农药残留,例如苹果叶上残留的毒死蜱降解速度较慢,容易造成动物和人体的中毒,须经过处理才可投入使用。
2.2.3 在动物中的可利用性
树叶、嫩枝可直接饲喂牛、羊等反刍动物,也可作为猪的青饲料来源。国外关于桑叶作为家畜基础饲料的研究较多,最早始于80年代的哥斯达黎加,研究最多的国家是古巴。此外,桑树枝叶在印度、肯尼亚和坦桑尼亚等国家和地区,也被作为牛羊混合日粮的一部分。国内通常将鲜嫩枝叶直接饲喂或干燥粉碎进行使用。一般仔猪日粮中可添加叶粉2%~6%,而在育肥猪日粮中可添加量可达6%~10%,在反刍动物牛、羊可将10%至15%的树叶饲料配合到日粮中。
2.3 加工调制技术
林业副产品加工调制的目的主要是通过消除抗营养因素,改善其适口性,做法有以下几种:1)发酵法。通过与玉米面、米糠等饲料进行混合恒温发酵,使其具有酸、甜、香、软、熟等特点,并稍带酒味,改善适口性;2)水泡法。通过温开水和清水烫泡,使其脱去苦涩味;3)青贮法。可直接将新鲜树叶青贮,树叶经青贮后颜色为黄绿色,酸香味,牛羊喜食;4)盐浸法。在保存树叶时,加入5%的食盐,这样树叶既不易腐败,又有咸香味,适口性好;5)干燥法。树叶经过凉晒或者烘干,粉碎后可直接饲喂动物,另外,在贮藏过程中,要防潮防霉,如发生霉变饲喂动物将危害机体健康。
2.4 在动物上的应用研究
在单胃动物中,常将树叶干燥粉碎成粉状,调制拌入鸡、猪料中。据学者研究树叶粉可提高产蛋率。另外,已有学者认为将新鲜树叶青贮后饲喂育肥猪可提高日增重。但林业副产品的使用多用于反刍家畜当中。赵伟(2011)在试验中,用杨树叶饲喂绵羊与对照组进行比较发现,105 d后,绵羊平均每只净增重提高了3.50 kg。芦文珺(2007)在日粮中添加榆树叶粉,公羊和母羊日增重均高于对照组,均能促进小尾寒羊生长和提高精料的转化效率。
3.1 饲料资源情况
这类饲料主要种类有酒糟、豆渣、粉渣、甘薯渣以及甜菜渣等,杨在宾等(2008)报道我国糟渣废液类饲料资源总量约为16 869万t,粉渣、豆腐渣和酒糟分别占总量的46.20%、20.31%和18.78%。这几种饲料资源其中14 584万t可做精料,2 285万t可做粗料。糟渣类饲料含有较高的粗蛋白和粗纤维,饲用价值较高,经过处理可普遍用于畜禽生产。
3.2 营养价值
3.2.1 营养成分及特点
糟渣、废液类饲料属蛋白饲料,无氮浸出物含量较低。虽然糟渣中粗纤维含量较高,在7.2~28.3%之间,但其各种营养物质的消化率较高,与其原料相似。能量方面,按干物质计算,糟渣的能量价值与糠麸类似,啤酒糟能量可达18.92 MJ/kg。
3.2.2 抗营养因素
糟渣废液类饲料中的抗营养因素各有不同,大多可引起动物腹泻或中毒。一是酒糟类。因残留乙醇,易导致乙醇中毒;另外,酒糟易发酵,存放时间太长可产生乙酸,饲喂动物容易引起乙酸中毒反应。二是渣类。渣类副产品主要有四类,一是豆腐渣,其含有的抗营养因素与原产品豆类相似,例如胰蛋白酶抑制剂和植物性红细胞凝集素等,但这些物质多不耐热,可通过加热消除。二是酱油渣,食盐含量较高,约7%~8%(干重)。长期或过量饲喂,容易引起食盐中毒。三是粉渣,尽管新鲜粉渣不具毒性,但当某种原料发生霉变或者品质不佳,容易产生有毒物质。4)甜菜渣:含大量游离有机酸,影响家畜的消化机能,引起腹泻,宜限量饲喂。
3.2.3 糟渣类在动物上的利用
美国用富含蛋白质的啤酒糟、干烧酒酪等酿造业副产品作为动物饲料,占美国奶牛混合精料的20%(1983)。Masnobu(2005)研究认为,在奶牛日粮中可用3%绝干的醋渣代替3%的豆饼,饲喂效果无差异。国内在反刍动物的日粮中常用酒糟来替代约10%的高蛋白饲料。另外,奶牛和育肥牛1天可饲喂干甜菜渣3.5 kg和5.5 kg。在小猪(15公斤以上)日粮中添加20%发酵后的豆渣,无不良影响。雏鸡和仔猪对食盐敏感,因此,饲喂含盐量较高的酱油渣最易发生中毒,目前,国内不推荐饲喂幼畜,只在育肥猪饲粮中可适量添加,以5%左右为宜,而鸡不可超过3%,饲喂期间,还应供足饮水。
3.3 加工调制技术
目前我国对糟渣的处理需要经过三个步骤:脱水、干燥、粉碎,之后可进入饲料配方。另有极少量新鲜糟渣可直接饲喂或者经发酵后再干燥成饲料原料,利用方法根据糟渣类产品的蛋白质含量高低来选择合适的制作程序。一是蛋白质含量在20%以上,可经粉碎、干燥后制作成粉末状的含蛋白质较高的精料补充料;二是蛋白质含量在20%以下,如果含有较高的粗纤维,这类饲料经筛选、干燥、粉碎后可做成饲料填充料;三是如果糟渣因纤维素、半纤维素含量太高,可将其酸解或者水解成单糖,然后经过微生物发酵进行综合利用。
3.4 在动物中应用研究
3.4.1 单胃动物
在单胃动物中研究较多的糟渣类饲料有酒糟、淀粉渣等。美国科学家研究表明DDGS可以阻止病原菌在猪肠壁上附着或作为有益菌的营养来源,在猪日粮中添加5至10%的DDGS可降低50%的回肠炎致死率。另外,刘传都(2009)将木薯淀粉渣通过混合菌固体发酵制成菌体蛋白饲料,将其作为饲料原料制成猪、鸡的配合饲料发现,该配合饲料的饲喂效果可接近蛋白质含量为14%~15%的配合饲料的日增重效果和饲料转化率。
3.4.2 反刍动物
在反刍动物中研究较为成熟的有甜菜渣、苹果渣以及酒精糟等。孙玉国(2000)等发现,用甜菜渣取代育肥羔羊颗粒料中4%的小麦,可改善羔羊的氮代谢、日增重及采食量。张乃峰(2004)用微生物发酵过的苹果渣饲喂肉羊,日增重提高了0.13 kg。蔡治华等(2003)用微贮啤酒糟饲喂黑白花奶牛30天,日均产乳量和乳脂率分别提高了4.43%,和2.34%。
4.1 资源利用情况
我国饼粕类资源丰富,总量超过1 000万t,折算饲料蛋白为622.18~707.17万t。主要有棉籽饼497.6万t,豆粕350万t,菜籽饼428万t,向日葵饼25.64万吨t,花生饼268.42万t,芝麻饼15.49万t,其他饼粕类约为100万t左右。在上述几种植物类饼粕中,花生饼和向日葵饼可直接作为优质蛋白饲料用于配合饲料;而棉籽饼粕、菜籽饼粕以及大豆饼粕往往含有多种抗营养因子影响了在动物中的利用率,国内外研究人员或饲料企业通过膨化、水解、酸碱处理以及生物发酵或者酶解等方法对其进行脱毒后再利用。
4.2 营养价值
4.2.1 营养成分特点
饼粕类饲料作为动物良好蛋白质饲料来源有以下几大特点:一是蛋白质含量高,可达29%-47.8%,其中,氨基酸含量丰富,但必须氨基酸因饼粕种类不同差异较大,例如,豆粕中赖氨酸含量高达3.1%,而棉粕和菜籽饼则低于1.48%;二是可利用能量较高,羊和猪的消化能为7.9%~14.26%%之间;三是粗纤维含量低,例如,豆饼纤维含量只有3.3%;其他饼粕则不超过11%;四是矿物质含量较高,但植酸磷含量高,限制了磷的利用。五是抗营养因子较多,经过处理后,饼粕类饲料可充分应用在配合饲料中。
4.2.2 抗营养因素
饼粕类饲料原料中含抗营养因子的主要是大豆粕、菜籽粕、棉籽粕、花生粕等。根据不同的抗营养作用可以把抗营养因子分为6大类:一是影响蛋白质消化利用,如胰蛋白酶抑制因子。二是降低碳水化合物利用率,如淀粉酶抑制剂;三是影响矿物元素利用,如植酸;四是阻碍维生素吸收利用,如双香豆素;五是刺激免疫系统,如抗原蛋白质等;六是综合性抗营养因子,如单宁。
4.2.3 在动物中的可利用性
目前,植物饼粕类的利用多通过两种或者多种搭配可取得良好效果,由于不同植物饼粕中抗营养因子不同,在动物中添加量也有所不同,家禽和猪的饲粮中可添加3%~8%,反刍动物牛羊日粮中可添加10%~20%。但经过各种物理、化学以及微生物发酵等方法可去除,进而提高利用效率。
4.3 加工调制技术
不同植物饼粕类饲料中抗营养因子不同,近年来学者们研究发现,主要通过水解、膨化、酸碱处理、物理加热、复合酶降解以及微生物发酵等方法可以有效去除抗营养因子,去除率可达到90%。
4.4 植物饼粕类饲料在动物上的应用研究
4.4.1 单胃动物
植物饼粕作为鱼粉的替代动物蛋白饲料来源,可使单胃动物饲养成本降低,进而增加收益。赵春法(2003)研究表明,与豆粕比较,在蛋鸡饲料中用发酵后的棉粕和菜籽粕做蛋白饲料,鸡蛋蛋重有增加的趋势,并且饲料的投入产出比提高了3.6%。另外,Feng等(2007)在配合饲料中用米曲霉发酵后的豆粕代替普通豆粕,肉仔鸡的脂肪酶和胰蛋白酶的活性有所提高,生长肉鸡的蛋白水解酶活性也得到改善。
4.4.2 反刍动物
张国明等(2004)用微生物菌剂发酵后的棉粕代替全部豆粕或者一半作为蛋白质饲料进行饲喂犊牛试验,结果发现,犊牛日增重没有明显差异,饲料成本则下降了36.84%和21.37%。 Koehet(2002)在肉牛日粮中用加拿大双低菜籽粕和复合酶制剂 (半纤维素酶、β-葡萄糖甙酶和果胶酶)联合添加来代替全豆粕,试验结果表明,肉牛屠宰率和牛肉肉品质无差异,因此,该学者认为在日粮中添加酶制剂可以降低加拿大双低菜粕粗纤维的消极作用,进而改善反刍动物对菜粕中蛋白质和氨基酸的利用效果。
我国拥有丰富的非常规饲料资源,通过利用和开发各地区资源进入动物配合饲料中可以提高动物经济效益。今后,我们应加大对非常规饲料资源的研究力度,不断补充完善其营养价值的数据库,研发更为先进的加工工艺,通过研究消除各种非常规饲料中抗营养因子的化学、物理以及生物的方法,提高非常规饲料利用率。
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Utilization Status and Research Progress of Four non-conventional Feed
YANG Rui-ping
(Animal Center for Disease Control,Kirgiz Autonomous Prefecture,845350,China)
The lack of feed resource has be an important restriction in our country and xin jiang,the article summarize the content of crop straw and forestry by-products and dregs and vegetable cake on nutrition and utilization and processing modulation and application research.The result indicate that people will broaden the source of animal feed through the non-conventional feed could be used and increased the feed digestibility and development of feed industry,to ease the deficiency of feed in our country;and at the same time the non-conventional feed would further support development of animal husbandry.
non-conventional feed;utilization status;research progress
S8-1
:A
:1003-6377(2015)05-0011-04
杨瑞萍(1984-),女,汉族,大学本科,助理畜牧兽医师,从事畜牧兽医工作,E-mail:yrp618@163.com
2015-06-20,
2015-07-18