何玉鹏,王 华,苏满春,陈文东
(1.陇南师范高等专科学校农林技术学院,甘肃 成县 742500;2.陇南特色农业生物资源研究开发中心,甘肃 成县 742500)
随着畜牧业的发展与养殖规模的扩大,一些地区的常规饲料资源供需缺口越来越大,并且生态环境污染与规模化动物生产的矛盾越来越突出,合理利用工业、农业加工副产物和废弃物愈发引起人们的关注。非常规饲料资源潜力大,如果科学合理利用,不但可以大幅降低畜禽生产的饲养成本,还能够带来良好的社会效益和生态效益。但是,非常规饲料因具有适口性差、营养成分变异大、含有抗营养因子或毒物等特点使其利用率较低,仅有少数非常规饲料被应用于动物生产。因此,开发非常规饲料的关键是提高非常规饲料的利用率[1]。
非常规饲料是区别于常用的粮食、谷物及牧草等常规饲料而言的,通常指在某一地区的饲粮配方中较少使用或对其营养特性和饲用价值了解较少的潜在饲料资源。根据我国现有的资源以及饲料的营养特性,一般将非常规饲料资源分为7类:农作物秸秆和秕壳,主要包括玉米秸秆和玉米芯、小麦秸秆和麦糠、大豆秸秆和秕壳、薯秧等;糟渣和废液类饲料,主要包括酒糟、醋糟、酱油糟、甜菜渣、甘蔗渣、废糖蜜、淀粉废液、酒精废液等;林业副产品,主要包括各种树叶、花、嫩枝及木材加工下脚料;非常规植物饼粕类,主要包括棉籽饼、菜籽饼、花生饼、芝麻饼、葵花籽饼、胡麻籽饼、亚麻仁饼、油橄榄籽饼、椰子饼和茶籽饼等;动物下脚料包括蛋壳粉、猪毛水解液、羽毛粉、蚕蛹等;粪便再生饲料资源指家畜家禽的粪便;非常规矿物质饲料主要包括天然沸石、膨润土、麦饭石、泥炭、高岭土等。
2.1.1 干燥、挤压脱水和切短、粉碎
多数非常规饲料含水量高,如糟渣类饲料、香蕉茎秆等通过干燥、挤压脱水可以快速保存用于饲料[2-3]。这种方法的缺点是容易造成营养成分流失。非常规饲料大部分是“新型粗饲料”,经过切短、粉碎和揉丝处理后破坏了纤维素的晶体结构,部分破坏了纤维素、半纤维素和木质素的结合,从而使其更容易受到消化酶的作用。
2.1.2 颗粒化
颗粒化处理会使得饲料的理化性质得到改变,不仅能改善饲料的适口性,并且使得干物质、粗蛋白质、粗纤维等物质在瘤胃内的降解率明显提高。王志明等研究表明,冬春季节补饲玉米秸秆和大豆秸秆1∶1混合颗粒饲料对甘肃高山细毛羊生长性能、血液生化指标有一定影响[4]。胡江等研究表明,秸秆粉碎制粒饲喂西杂肉牛能增加日增重和饲料转化率[5]。
2.1.3 蒸煮压片
蒸煮可降低饲料中抗营养因子含量,使细胞壁发生某些结构性的改变而提高秸秆的消化率。杨科平研究表明,菜籽粕、青稞、玉米经过蒸煮压片后可以提高藏系羊对蛋白质和淀粉的消化率,育肥效果比原粮饲料好[6]。陈合等利用复合酶在其最优条件下降解高温蒸煮玉米秸秆,然后接入混合酵母同步发酵产菌体蛋白,试验结果表明,玉米秸秆粗蛋白质含量是原秸秆粗蛋白质含量的413%,效果显著[7]。刘锁珠等对菜籽饼进行蒸煮脱毒后,有毒成分异硫氰酸酯由4.371 mg·g-1降至0.830 mg·g-1,恶唑烷硫酮由1.070 mg·g-1降至0.745 mg·g-1,对比试验表明,用蒸煮脱毒菜籽饼可替代大豆、鱼粉饲喂生长肥育猪,对猪无毒副作用[8]。
2.1.4 热喷膨化
热喷、膨化处理将饲料>1 MPa压力下过热蒸汽,使植物细胞结构裂解疏松,木质素和纤维素等高分子物质可发生部分分解和结合键的断开。经膨化处理后,感观上体积缩小、质地蓬松、伴有香味,而且高温起到杀菌消毒的作用,但营养物质损失较大。陈团等研究表明,膨化饲料可以显著提高草鱼的成活率和增重率、肥满度、肝体比、脏体比和肠体[9]。研究表明,棉秆细枝、嫩桃、棉壳和棉叶经蒸汽爆破处理后饲喂肉牛,效果相当于饲喂青干草[10]。钟辉等研究表明,膨化加工对保育全期仔猪有促进采食、加快增重的效果,半膨化组较全膨化组表现出更好的促生长效果[11]。贺健等研究表明,热喷鸡粪提高其有机物消化率、适口性,经兽医、防疫、食品卫生部门检查确认无肠道及其他致病菌、无毒,镉、铅、砷等元素的痕迹量符合安全要求[12]。
2.1.5 压块
压块是采用机械加压的方法将秸秆压缩成具有一定形状、密度较大的块状饲料,使粉碎秸秆中的木质素开始软化、粘结。研究表明,饲喂玉米秸秆或稻草秸秆与精料补充料等复合配制而成的全混日粮压块饲料后,肉牛育肥效果高于对照组[13]。研究表明,苜蓿、玉米、燕麦等多种农作物秸秆合理地粉碎和揉碎可有效地提升秸秆块状饲料的质量,通过添加精料和营养成分,能够提高牲畜采食量和饲料消化率[14]。
2.2.1 溶剂处理
水洗法常用于非常规植物饼粕和发霉饲料黄曲霉毒素的脱毒,一般用3~4倍热水或冷水反复浸提、过滤。张宗舟用3倍水淋滴法处理,脱毒率可达97%[15]。然而不足之处是干物质损失量大。醇类处理法是利用非常规植物饼粕中硫苷、多酚和色素等物质能够溶于醇溶液的原理。但对不能溶于醇溶液的有毒物质无法清除,并且会有很多溶于醇中的营养成分流失,这种方法还存在成本相对较高的缺点。何国菊等采用甲醇硫酸体系于室温下对菜籽饼粕进行浸提、脱毒,干物质损失较少,提高了菜籽饼的营养成分含量[16]。
2.2.2 碱化处理
碱化处理能使饲料纤维内部的氢键结合变弱,使纤维素分子膨胀,使细胞壁中的纤维素与木质素间的联系削弱,从而使消化液和细菌酶类能与纤维素起作用。因此,碱处理的主要作用是提高纤维素消化率。一般分为氢氧化钠处理、石灰水处理两种。研究表明,4%氢氧化钠处理能提高稻草体外发酵时的甲烷产量[17]。研究表明,石灰处理玉米能有效降低植酸磷含量,增加钙含量,提高铁生物学利用率,改善缺铁性贫血仔猪的贫血状况和生长性能,可作为干预缺铁性贫血症的有效措施之一[18]。
2.2.3 氨化处理
用液氨、氨水或能产氨的尿素、碳酸氢铵或人畜尿液处理秸秆。这种方法有双重意义,氨溶于水呈弱碱性,有与碱处理相同的作用;氨可提供反刍动物以非蛋白氮,供瘤胃微生物所用。液氨处理即将秸秆水分调整为20%~30%,注入相当于秸秆干物质3%的液氨。研究表明,液氨预浸预处理可改变甜菜渣化学组分,破坏半纤维素和木质素之间的连接键并去除果胶类物质[19]。氨水处理即用氨10%~20%的水溶液,采用喷洒或垛顶倾注法加入相当于秸秆干物质重量3%~5%的纯氨量的氨水。尿素氨化处理法即在秸秆中加入3%~5%的尿素,尿素在尿素酶的作用下可分解出氨可对秸秆进行氨化。
2.3.1 青贮
青贮是保存青绿多汁饲料的最好方法,也是改善饲料适口性的最好方法。一般用作青贮的原料是刚刈割的青绿饲料,因为青贮成功要求一定的含水量(60%~75%)和一定的含糖量(8%~10%),因此大部分非常规饲料不适于制作青贮饲料,但是可以采用混合青贮、加酸青贮、加酶制剂青贮等方法,使其成功制作青贮饲料,达到综合利用的目的。何玉鹏等研究表明,马铃薯茎叶与米糠、小麦麸混合青贮可显著提高青贮品质[20]。陈作栋等试验表明,添加甲酸或纤维素酶或绿汁发酵液2 g·kg-1均可显著提高皇竹草青贮品质[21]。
2.3.2 酶制剂
酶制剂的应用对于改善饲料利用率、提高动物生产性能、开发新的饲料资源、减少环境污染有重要作用,其主要包括纤维素酶、木聚糖酶、木聚糖酶、植酸酶、β-葡聚糖酶、果胶酶等。研究表明,秸秆专用复合酶制剂可有效提高羔羊生长性能和营养物质消化率,奶牛饲料中添加由淀粉酶、纤维素酶、β-葡聚糖酶和木聚糖酶制成的复合酶制剂可以提高奶牛生产性能、血液总脂含量、乳脂量和乳糖量,添加酶制剂能够弥补降低能量对蛋鸡的负面影响,提高蛋鸡生产性能、养分代谢率,改善血液指标[22-23]。
2.3.3 微生物
微生物种类多、数量大、适应性强、生长快、易培养、代谢产酶系复杂,几乎可以分解一切天然物质。多种微生物的混合培养物具有广阔的发展前景。研究表明,棉酚分解菌、高效饲用乳酸菌和纤维素分解菌在2%的蔗糖溶液中混合培养,3类菌株之间无抑制作用,彼此促进生长,为开发新型的饲料混合添加剂提供理论基础[24]。赵轲等研究表明,黑曲霉和短小芽胞杆菌产生的纤维素酶和木聚糖酶能使棉籽饼中的纤维素降解为多糖和单糖,为菌体生长提供丰富的营养,并能提高动物对棉籽饼的利用率[25]。研究表明,植物乳酸菌与枯草芽孢杆菌复配发酵可有效降低发酵棉籽粕中的游离棉酚含量并改善其营养品质[26]。热带假丝酵母可以产生大量的芳香类物质,提高棉籽饼的适口性,增加动物的采食欲望。研究表明,饲粮添加热带假丝酵母有助于改善断奶前犊牛瘤胃液pH和促进瘤胃MCP的合成,这些菌产生的蛋白酶可以酶解棉籽饼中蛋白质,产生大量对动物有益的肽类物质和氨基酸[27]。
非常规饲料种类多,数量大,目前只有少数非常规饲料在实践中大量推广,虽然开发利用的措施还不成熟,但随着畜牧业不断发展的需求,非常规饲料将越来越得到重视,提高非常规饲料利用率的措施也会随着科技的发展更加成熟、完善。