甜菜颗粒粕在反刍动物日粮中的应用

郭勇庆，刘 洁， 柏兆海，王 选，马 林*

（1.中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心，河北石家庄 050022；2.石家庄市农林科学研究院，河北石家庄 050041））

甜菜颗粒粕是甜菜块根制糖过程中经切丝、渗出、充分提取糖分后，通过压榨、脱水、烘干和制粒形成的副产品。其富含可消化纤维，经软化后适口性好，消化率和消化能高，并含有甜菜碱、烟酸等活性成分（建红等，2002）。近年来逐渐被开发作为反刍动物的能量饲料来替代部分玉米等谷物类饲料，不仅能降低日粮成本，还能补充有效纤维和维持瘤胃正常pH值，防止发生急性或亚急性瘤胃酸中毒及减少蹄病的发生（Guo等，2013；小山·彼得，2010）。本文阐述了甜菜颗粒粕的营养特性，并探讨了其在反刍动物日粮中应用研究进展，为合理开发利用甜菜颗粒粕奠定基础。

1 甜菜颗粒粕的营养特性

与玉米和大麦等谷物类饲料相比，甜菜颗粒粕中的中性洗涤纤维（NDF）、粗纤维、总糖和钙含量较高，而泌乳净能、无氮浸出物、非纤维碳水化合物、粗脂肪和磷含量较低，所以在反刍动物日粮中不能用甜菜颗粒粕来完全替代谷物类饲料。此外，甜菜颗粒粕中还含有甜菜碱、烟酸等活性成分，能够改善反刍动物的脂肪代谢（王磊，2010）和瘤胃发酵（赵芸君和孟庆翔，2006）。目前市场上对甜菜颗粒粕的质量要求为：总糖≤8%、水分≤14%、灰分≤6%、砷含量≤4 mg/kg、直径6～10 mm、长度1.5～3.5 cm、浸水膨胀时间≤60 min（刘海贤和孔伟，2013）。因品种、产地和加工工艺等不同，甜菜颗粒粕的营养成分变化很大，最好实测后再进行日粮配制（林维宣和田苗，2001）。此外，甜菜颗粒粕也含有一些抗营养因子，如硫葡萄糖苷和草酸等，大量饲喂时可能会对反刍动物产生负面影响，所以在日粮中的比例不应过高（王超等，2013）。甜菜颗粒粕营养成分见表1。

2 甜菜颗粒粕在反刍动物日粮中的应用效果

2.1 对瘤胃发酵参数的影响 甜菜颗粒粕中含有40%左右NDF，主要为可溶性纤维（果胶），同淀粉一样，果胶的发酵速度也很快，但发酵终产物不同，淀粉含量高时易产生乳酸而导致瘤胃酸中毒，而果胶在瘤胃中发酵时不产生乳酸，丙酸的产量也较低，且对纤维素和半纤维素在瘤胃中的降解无抑制作用（Marounek等，1985）。用甜菜颗粒粕替代淀粉类饲料，能提高日粮的物理有效纤维（peNDF）含量，有效降低每单位发酵时间的瘤胃酸度，也起到了调控瘤胃pH值的作用（红敏和高民，2010）。Iraira 等（2013）在肉用青年牛日粮中用17%甜菜颗粒粕替代10%的大麦秸时起到了稳定瘤胃pH值的作用。Swain和Armentano（1994）用乳脂率来评价甜菜颗粒粕和苜蓿的有效NDF含量时得出：甜菜颗粒粕有效NDF含量为苜蓿的50%。甜菜颗粒粕粉碎后能够降低日粮的物理peNDF含量，因而降低了瘤胃pH值 （P＜0.01）（Teimouri，2014）。 因此，用适当比例的甜菜颗粒粕替代玉米等淀粉类饲料来饲喂反刍动物，可以缓解高谷物日粮引起的瘤胃发酵异常和pH值降低。 Mojtahedi和 Danesh Mesgaran（2011）在高精料日粮中用甜菜颗粒粕替代等比例 （11%、22%和33%）大麦，发现公牛瘤胃pH值呈线性（P<0.05）和二次曲线（P<0.05）增加；Mahjoubi等（2009）在奶牛日粮中用8.6%和17.2%的PBP替代大麦时也线性提高了瘤胃平均pH值（P=0.001）。Guo等（2013）研究发现，用10%的甜菜颗粒粕替代玉米提高了奶牛采食后3 h和6 h时瘤胃pH值，从而缓解了亚急性瘤胃酸中毒。

表1 甜菜颗粒粕、玉米和大麦的营养成分含量（干物质基础）

日粮中用甜菜颗粒粕替代谷物类饲料时，通常能增加瘤胃中乙酸或丁酸含量，降低丙酸含量，说明甜菜颗粒粕可以影响瘤胃发酵模式和产物。Strobel和 Russell（1986）研究发现，可溶性纤维（果胶）在瘤胃中的发酵产物主要为乙酸。Voelker和Allen（2003a）研究表明，甜菜颗粒粕替代高湿玉米（6.1%、12.1%和24.3%），增加了瘤胃中乙酸摩尔比（P ＜ 0.01），降低了丙酸摩尔比（P ＜ 0.01），线性增加了丁酸摩尔比（P=0.04）。Guo等（2013）诱导奶牛发生亚急性瘤胃酸中毒 （SARA）时，用10%甜菜颗粒粕替代玉米提高了瘤胃中乙酸摩尔比（P＜0.01），数值上降低了丙酸浓度和摩尔比。Mahjoubi等（2009）在日粮中用甜菜颗粒粕替代大麦时线性提高了奶牛瘤胃乙酸浓度（P=0.01）和乙酸/丙酸 （P=0.02），降低了丙酸摩尔比 （P=0.01）。Alamouti等（2014）用16.7%的甜菜颗粒粕替代大麦，降低了奶牛瘤胃丙酸摩尔比（P=0.03），增加了丁酸摩尔比（P＜0.01）。

甜菜颗粒粕替代谷物对瘤胃中氨态氮（NH3-N）浓度的影响，研究结果不尽相同。Zhao等（2012）在体外试验中用不同比例的甜菜颗粒粕来替代麸皮和玉米时发现，瘤胃中NH3-N浓度随着甜菜颗粒粕的增加而逐渐降低，24.5%和36.8%甜菜粕组显著低于0%和12.3%组（P＜0.01）。Mojtahedi和Danesh（2011）也发现甜菜颗粒粕替代大麦时降低了瘤胃中的NH3-N浓度（P＜0.01）。而Alamouti等（2009）和 Bodas等（2007）研究发现，甜菜颗粒粕替代大麦对瘤胃NH3-N浓度影响较小。Alamouti等（2014）在另一个试验中则发现甜菜颗粒粕增加了瘤胃中的NH3-N浓度（P=0.02）。

2.2 对干物质采食量和生产性能的影响 奶牛干物质采食量（DMI）受饲料加工、日粮营养成分和瘤胃发酵模式等多种因素影响。当用甜菜颗粒粕适量替代谷物类饲料时对反刍动物DMI的影响通常较小。 王萌（2010）、Guo（2013）、Voelker和Allen（2003a）用10%左右的甜菜颗粒粕替代日粮中玉米时均未影响奶牛的 DMI。Alamouti等（2009）在日粮中用17.6%的甜菜颗粒粕替代大麦时未影响泌乳中期奶牛的DMI。也有报道指出，反刍动物日粮中用甜菜颗粒粕替代谷物比例过高时可能会降低DMI。Mansfield等（1994）在奶牛日粮中用15%的甜菜颗粒粕替代玉米时，DMI降低了 1.2 kg/d。 Voelker和 Allen（2003a）用 24.3%甜菜颗粒粕替代高湿玉米时，奶牛的DMI降低了约2 kg/d。在肉羊或肉牛日粮中甜菜颗粒粕替代谷物时也不应过量。Bodas等（2010）在育肥羔羊日粮中用12%的甜菜颗粒粕替代大麦时降低了DMI（P ＜ 0.01）；Bauer等（2007）在生长和育肥期肉牛日粮中用甜菜颗粒粕替代高湿玉米时发现，随着替代比例的增加，生长期的DMI呈线性降低（P=0.001）；在育肥期呈线性下降的趋势 （P=0.06）。但Kohestan等（2011）在围产期绵羊日粮中，用13.5%甜菜颗粒粕替代大麦时提高了绵羊的 DMI（P ＜ 0.01）。

日粮中用适量的甜菜颗粒粕替代玉米等谷物类饲料时对奶牛的产奶量和乳蛋白率影响较小，对乳脂率影响结论不一。Voelker和Allen（2003a）用甜菜颗粒粕替代高湿玉米得出，随着甜菜颗粒粕的增加，奶牛产奶量未受影响，3.5%乳脂校正乳产量和乳脂率呈二次曲线增加（P=0.03），即在6%和12%替代量时增加，在24%替代量时降低。聂存喜等（2012）用甜菜颗粒粕替代玉米得出：各处理组间奶牛的产奶量和乳成分差异不显著，以15%甜菜颗粒粕组乳脂率、乳糖率和总固形物最高。王萌（2010）用8.94%的甜菜颗粒粕替代玉米时得出，奶牛的产奶量、能量校正乳和乳成分未受日粮影响。通常认为甜菜颗粒粕能够改善奶牛饲喂高精料日粮时的瘤胃发酵，提高瘤胃pH值和乙酸摩尔比，所以用其替代谷物类饲料时可以提高乳脂率（Mansfield等，1994）。甜菜颗粒粕替代谷物类饲料时提高乳脂率，可用来调节泌乳后期肥胖奶牛的能量输出，从而调控体况。Mahjoubi等（2009）在泌乳后期肥胖奶牛日粮中用17.2%的甜菜颗粒粕替代大麦时未影响奶牛产奶量、乳蛋白率和乳糖率，但乳脂率和乳能量输出线性增加 （P＜0.01），同时降低了肥胖奶牛的体况评分（P=0.01）和背膘厚度 （P＜0.01）。但也有不同的结论，Alamouti等（2014）用16.7%的甜菜颗粒粕替代大麦时对奶牛的乳脂率和乳能量输出影响较小。

甜菜颗粒粕也经常作为羊和肉牛的饲料原料。Kohestani等（2011）在围产期绵羊日粮中用13.5%甜菜颗粒粕替代大麦时增加了产奶量、羔羊初生重和羔羊日增重。Ibáñez等（2014）在奶山羊日粮中用30%的甜菜颗粒粕替代玉米时未影响其产奶量，但提高了乳脂率和降低了体脂中能量贮存。Cabiddu等（2006）给放牧泌乳绵羊补饲料（含60%玉米）中用40%的甜菜颗粒粕替代等量玉米，发现牧草种类和补饲料种类均能影响奶和奶酪中的脂肪酸组成；与玉米日粮相比，春季牧草补饲甜菜颗粒粕日粮时提高了产奶量 （P＜0.01）、乳脂率（P ＜ 0.01）和乳蛋白率（P=0.08）。 向春和等（2012）用8%的甜菜颗粒粕替代等量小麦麸未影响羔羊的日增重和饲料转化效率。Omer等（2013）用90%甜菜颗粒粕+10%豆粕来替代绵羊日粮中的全部精饲料时发现，绵羊体重和日增重两组日粮间无差异，但替代组显著提高了饲料利用效率，降低饲料成本45.03%。在肉羊或肉牛日粮中用甜菜颗粒粕替代谷物比例过高时也会影响其生产性能。Bodas等（2010、2007）在育肥羔羊日粮中用12%的甜菜颗粒粕替代大麦时发现，甜菜颗粒粕降低了羔羊的精料采食量（P=0.032）和平均日增重（P=0.009），提高了料重比（P=0.079），但肉品质未受影响。随着日粮中甜菜颗粒粕替代玉米比例的增加，生长期（P=0.001）和育肥期（P=0.002）肉牛的日增重线性降低（Bauer等，2007）。甜菜颗粒粕还可用来替代部分苜蓿来饲喂奶牛或肉牛。De Brabander等（1999）在奶牛日粮中用不同比例（7%、14%和21%）的甜菜颗粒粕替代苜蓿（占日粮DM的50%），结果表明，随着日粮中甜菜颗粒粕替代比例的增加，DMI、奶产量、乳脂率和乳脂产量、乳蛋白率和乳蛋白产量均呈增加的趋势，其中乳蛋白产量和瘤胃pH值显著增加（P ＜ 0.05）。Schneider等（2012）在肉牛日粮中用甜菜颗粒粕替代50%的苜蓿干草，提高了育肥期日增重（P=0.07），未影响料重比和肉品质。

2.3 对营养物质消化率的影响 在高精料日粮中用适当比例甜菜颗粒粕替代谷物时，通常能提高日粮中纤维物质的消化率，对于粗蛋白质（CP）消化率的影响存在争议。Zhao等（2012）在体外试验中用甜菜颗粒粕替代玉米和麦麸得出：当甜菜颗粒粕含量为12.3%时提高了有机物 （OM）（P=0.08）和 NDF（P=0.06）的表观消化率；与对照组相比，36.8%甜菜颗粒粕组显著增加了瘤胃固相中羟甲基化纤维素酶活性 （P=0.02）和木聚糖含量（P=0.03）及 ADF 的表观消化率（P=0.03），但显著降低了液相中的羟甲基化纤维素酶活性 （P=0.04）、液相和固相中白色瘤胃球菌和及液相中的生黄瘤胃球菌16S rDNA拷贝数；日粮中含有

24.5%和36.8%甜菜颗粒粕时，显著降低了氮的表观消化率（P ＜ 0.01）。 Mojtahedi和 Danesh（2011）研究得出，11%和22%甜菜颗粒粕替代组的DM（P ＜ 0.01）和NDF（P=0.02）的表观消化率显著高于未替代组，而CP和酸性洗涤纤维（ADF）的表观消化率未受影响。Guo等（2013）在高精料日粮中用10%的甜菜颗粒粕替代玉米时，提高了日粮中 NDF和 ADF的消化率（P＜0.01），而 DM、CP和OM的消化率未受影响。Alamouti等（2009）在奶牛日粮中用17.6%的甜菜颗粒粕替代大麦时显著提高了日粮的DM、OM、NDF和CP的表观消化率（P＜0.05）。随着日粮中甜菜颗粒粕替代高湿玉米比例的增加，奶牛瘤胃中NDF的周转速率线性增加（P ＜ 0.01），NDF（P ＜ 0.01）和 OM（P=0.09）的表观消化率增加，瘤胃中淀粉的真消化率线性降低（P＜0.01），而全消化道淀粉的表观消化率未受影响（Voelker和 Allen，2003b）。 Omer等（2013）用90%甜菜颗粒粕+10%豆粕日粮替代精料时，增加（P＜0.05）了羔羊的粗纤维和氮的消化率，但降低（P ＜ 0.05）了粗脂肪的消化率。Bauer等（2007）在生长期和育肥期肉牛日粮中用甜菜颗粒粕替代玉米（20%和40%）时发现：随着替代比例的增加，生长期代谢净能（NEm）和消化净能（NEg）的表观消化率未受影响，而育肥期则均呈降低趋势 （P=0.08），同时指出生长期和育肥期甜菜颗粒粕NEg的表观消化率分别为玉米的94.2%和81.5%。由于甜菜颗粒粕所含的果胶在瘤胃中降解较快，用作补饲料时也不应过多，Masuda等（1999）用10%甜菜颗粒粕替代黑麦草饲喂山羊时日粮的 DM、NDF、ADF和半纤维素在瘤胃中的降解率显著增加 （P＜0.05），当替代比例为40%时，以上各指标则显著降低（P＜0.05），同时降低了瘤胃pH值（P＜0.05）。

2.4 对血液指标的影响 血液胰岛素浓度与反刍动物的能量摄入量相关，尤其是血液中葡萄糖和其前体物浓度，可以调控能量在机体肝脏、肌肉、脂肪和乳腺之间的利用；血浆β-羟丁酸（BHBA）主要由非酯化脂肪酸（NEFA）在肝细胞中的氧化（Roche等，2008）或丁酸作为前体物（Andersson和 Lundstroem，1985）来合成，两者均与奶牛的能量平衡状态相关。甜菜颗粒粕替代谷物时通常能降低瘤胃中的丙酸浓度，提高乙酸和丁酸浓度，而丙酸为肝脏糖异生的前体物，所以随着甜菜颗粒粕替代谷物增加，反刍动物的血糖浓度降低，而NEFA和BHBA浓度通常增加或变化很少。血浆尿素氮 （PUN）浓度则可反映机体的氮代谢状况。Voelker和Allen（2003b）研究发现，随着奶牛日粮中甜菜颗粒粕替代玉米比例的增加，血浆葡萄糖（P=0.06）和胰岛素（P ＜ 0.01）浓度线性降低，而血浆NEFA和BHBA浓度未受影响。Mahjoubi等（2009）在泌乳后期肥胖奶牛日粮中用甜菜颗粒粕替代大麦得出：随着日粮中甜菜颗粒粕的增加，血浆葡萄糖（P＜0.01）、胰岛素（P=0.05）和胆固醇（P＜0.001）浓度线性降低，总蛋白浓度线性增加 （P＜0.01），NEFA浓度未受影响。甜菜颗粒粕中果胶的发酵速度与淀粉存在差异，部分替代谷物时可以改变瘤胃能氮平衡状态，从而也可影响机体的氮代谢，但试验结果不尽相同。王萌等（2010）用8.94%甜菜颗粒粕替代玉米时降低了奶牛PUN（P＜0.01）和血糖（P＜0.01）浓度，但均在正常范围内波动；NEFA、BHBA和胰岛素浓度未受影响。Mojtahedi和Danesh（2011）在高精料日粮中用甜菜颗粒粕替代等量大麦得出：随着奶牛日粮中甜菜颗粒粕的增加，PUN浓度线性降低（P＜0.01），血糖浓度未受影响。Guo等（2013）在奶牛高精料日粮中用10%的甜菜颗粒粕替代玉米时提高了血浆BHBA（P＜0.01）和 PUN 浓度（P ＜ 0.01）。

甜菜颗粒粕对反刍动物血液代谢影响研究较少。Mandebvu和Galbraith（1999）在公羔羊精料中用甜菜颗粒粕替代不同水平的大麦 （25%、50%、75%）得出：随着日粮中甜菜颗粒粕的增加，血浆MUN浓度线性降低（P＜0.01），胰岛素浓度呈二次曲线降低（P＜0.01），血糖浓度在采食后5.5 h和7 h时呈二次曲线增加（P＜0.05）。Kohestan等（2011）用 13.5%甜菜颗粒粕替代大麦时对围产期绵羊的血糖和胆固醇浓度无显著影响，而血浆甘油三酯（P=0.02）、高密度脂蛋白胆固醇（P＜0.01）和极低密度脂蛋白胆固醇（P=0.02）显著降低。

3 甜菜颗粒粕适宜替代比例和饲喂方法

根据甜菜颗粒粕替代谷物类饲料对反刍动物瘤胃发酵、采食量、生产性能和营养物质消化率等指标的影响，甜菜颗粒粕在奶牛日粮中替代玉米等谷物时以占日粮DM的10%左右为宜，或每头牛每天饲喂2～4 kg，最多可喂到精料的20%（林曦等，2011）。 Shaver（2013）指出奶牛日粮中甜菜颗粒粕替代比例不可超过谷物的50%，替代饲草时最多替代日粮DM的15%～25%。英国产30～40 kg奶牛典型日粮配方中甜菜颗粒粕的饲喂量为2 kg/d·头（李胜利，2014）。在生长期和育肥期肉牛、肉羊日粮中甜菜颗粒粕替代谷物比例也不应过高，以不超过日粮DM的15%为宜。甜菜颗粒粕经烘干压制而成，成品较硬，饲喂前最好用2～3倍的水浸泡，以免影响适口性和采食后在瘤胃中大量吸水引起的瘤胃菌群失衡（王超等，2013）。此外，与谷物类饲料相比，甜菜颗粒粕钙多磷少，维生素A和维生素D缺乏，粗脂肪含量低，因此配制日粮时应注意以上营养素的补充和平衡；产地、品种等不同，甜菜颗粒粕的营养成分变化较大，因此大批量购入和使用时应先进行测定，以提高日粮的整体利用效率。

4 小结

综上所述，甜菜颗粒粕可作为能量饲料替代部分谷物来饲喂反刍动物，尤其是对于高精料日粮时，适当替代比例不影响反刍动物的DMI和生产性能，能够补充日粮有效纤维的不足，改善瘤胃发酵模式和泌乳性能，同时可以降低日粮成本。但是，因动物种类、生产阶段、基础日粮等不同，甜菜颗粒粕的替代比例也不一样，在实际生产中应逐步替代，以不影响反刍动物的采食量和生产性能等指标为标准来确定最佳饲喂量。

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