油菜秸秆饲料化利用的研究进展

孟春花 张建丽 钱勇 王飞 石祖梁 仲跻峰

摘要：油菜是我国的主要油料作物之一，种植面积居世界首位。油菜秸秆属于大宗的农业副产物资源，营养价值较好，除还田外，饲料化利用是降低环境污染和有效利用的重要途径，应用前景广泛。本文重点论述了油菜秸秆的营养价值、饲料化利用、加工调制技术、在家畜中的饲用效果和饲用油菜利用现状方面的研究进展，还分析了油菜秸秆因其体积大、种植分散、含有芥酸等抗营养因子等因素，饲料化利用率不高，饲喂家畜种类和利用方法相对简单和单一的现状，表明对油菜在畜牧生产的长期应用还需要进行更加深入系统的研究，尤其是在反刍动物瘤胃健康、畜产品品质及母畜禽生产性能等方面。总之，油菜秸秆目前仍是一种新型饲料原料，仍存在很多未解决的难题，其产业化还需更多方面的关注与推动。

关键词：油菜;作物副产物;饲料化利用

中图分类号： S816.5+3 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2021）16-0026-05

油菜属于十字花科芸薹属植物，是我国五大油料作物（油菜、大豆、花生、向日葵和芝麻）之首，油菜花可赏，油菜籽是重要的食用油原料和蛋白质原料，油菜秸秆可作为一种重要的可再生副产物进行利用，因此，油菜是我国最重要的油料作物之一。但目前大量的油菜秸秆因其体积大、种植分散、含有芥酸等抗营养因子等因素，饲料化利用率不高。本文就油菜秸秆的饲料化利用现状进行综述。

1 我国油菜种植、分布、产量等基本情况

我国油菜种植面积约占全世界的1/4。自20世纪90年代以来，油菜的种植面积就约占全国油料作物总面积的50%左右，我国每年油菜的种植面积都在500万hm2以上。2000年以后，油菜的种植面积扩大到700万hm2以上。油菜年产油菜秸秆约 2×107 t，油菜秸秆属于一种大宗的农业副产物资源[1]。随着全球平均气温升高，冬油菜潜在种植面积显著增加，传统的油菜生产格局发生改变，体现出明显的“东减、北移、西扩”特征;由于降水分布不均、极端气候事件频繁，油菜产量增加趋势减缓[2]。但以观赏油菜花、食用菜籽油，以及以油菜籽为原料的制作生物柴油等产业迅速发展，油菜的种植面积还持续增加，大量油菜秸秆的资源化利用问题将成为长期而迫切的问题。目前，油菜秸秆的处置方式很大比例以粉碎后秸秆还田的方式进行，饲料化利用技术在成熟性、经济性方面尚存在很大不足，仍有大量油菜秸秆被露天焚烧和自然降解，由此形成的资源浪费和环境污染问题也相当严重，必须尽快研发和熟化大规模、工业化和经济合理的油菜秸秆综合利用技术。油菜秸秆的饲料化利用技术就是其中重要的组成部分。

芥酸和硫代葡萄糖苷是油菜秸秆饲料化利用中主要的抗营养因子，饲用油菜为芥酸和硫代葡萄糖苷双低油菜品种，有易种植、产量高、生长快、营养价值高且较易推广的特点，多个优质双低油菜品种已被选育成功，在饲料作物中可作为优质的青粗饲料资源[3]。

2 油菜秸秆的饲用价值

油菜秸秆是一类粗蛋白含量较高、营养丰富的秸秆饲料资源[4-7]，不同油菜品种和收获时段的油菜秸秆样品的营养成分有差异。黎力之等分别从江西、湖北2省5个地区采集7个油菜秸秆样品，测定其营养成分，结果表明，油菜秸秆的总能（GE）为16 626 J/g，干物质（DM）含量为87.21%，粗蛋白（CP）、粗脂肪（EE）、中性洗滌纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）、粗灰分（Ash）、钙（Ca）和磷（P）的含量分别为5.63%、3.48%、58.70%、51.08%、5.25%、0.83%%和0.06%[4]。乌兰等对油菜秸秆和几种主要农作物秸秆（小麦秸秆、玉米秸秆和大豆秸秆）的营养成分进行分析比较，结果表明，油菜秸秆具有较高的饲用价值，是一种具有开发潜力的粗饲料资源，表1为不同农作物秸秆具体的化学成分[5]。

传统的油菜中含有较高的芥酸和硫代葡萄糖苷，采食量过大会导致甲状腺肿大、新陈代谢紊乱，甚至引起死亡，因而不能多食，但可与其他粗饲料配合饲喂。我国于20世纪70年代后期开展对双低油菜育种的工作，通过多年努力在育种方面取得了突破性进展，华协饲油和浙油等多个双低油菜优质品种的选育为油菜的综合利用提供了有利条件。在抽薹到结荚期间收获的饲用油菜中粗蛋白含量可达25%以上，在饲料作物中属于优质青粗饲料资源[8]。表2列出了饲用油菜饲油Ⅰ号与其他几种优质牧草茎叶干物质营养成分的对比。

黄帅等通过康奈尔净碳水化合物和蛋白质体系（Cornell net carbohydrate and protein system，CNCPS）评定了安徽省油菜秸秆的营养价值，表明秸秆类饲料整体纤维含量高，比较麦秸、豆秸和玉米秸秆各参数发现玉米秸在碳水化合物和蛋白质成分组分上均优于麦秸和豆秸，说明玉米秸的饲喂效果可能优于麦秸和豆秸[9]。与优质的牧草和叶菜类饲料原料相比，油菜秸秆中纤维含量较高，在动物饲料中作为粗饲料可按一定比例添加。孟春花等的研究表明，用15%碳酸氢铵氨化21 d的油菜秸秆的DM、CP、ADF、NDF 48 h山羊瘤胃降解率分别为31.10%、65.18%、21.58%和25.94%，显著高于未氨化处理的对照组[10]。油菜秸秆与皇竹草混合并添加乳酸粪肠球菌复合菌150 mg/kg混合微贮，其DM、CP、ADF、NDF在锦江黄牛瘤胃中48 h降解率分别为34.51%、81.99%、38.58%和36.6%;用全收粪法测得锦江黄牛对CP的消化率可达91.7%[11-12]。

从营养成分组成看，饲用油菜是一种优质的饲草来源，它含有较高的蛋白、纤维、无氮浸出物和钙等成分，其粗蛋白（CP）含量接近豆科饲草。与油用油菜类似，饲用油菜不同生长发育时期的营养价值也差异很大，苗期的粗蛋白和粗脂肪含量高于开花期和结荚期，粗纤维含量在结荚期达到最高，综合考虑生物质产量和营养价值等因素，建议在抽薹期至开花期刈割鲜草饲喂家畜[13]。杨雪海等的研究表明，油菜在生长的初花期营养价值可与“粗饲料之王”苜蓿相媲美;收获前期以前的营养价值均高于羊草[6]。根据油菜不同生长阶段的营养特点，参考不同收割时间的生物质产量，选择合适的时间进行采收，采用相应的方法贮存与加工，饲喂不同的动物。

3 油菜秸秆的饲料化加工调制技术

通过加工调制的油菜秸秆，可以提高饲料的营养价值，其利用率、转化率、消化率和吸收率得到较大程度提高，从而使饲养动物的饲料报酬率、产奶量和生长速度等都有较大幅度的提高，充分体现油菜秸秆的利用价值，补充牛羊等反刍动物的冬季饲料。双低饲用油菜产草量高，生产周期短，鲜嫩多汁，营养全面且丰富，既可鲜用，也可青贮。对油菜秸秆进一步加工调制的方法有秸秆青贮、微贮、氨化、压块、质粒等。

3.1 混合青贮

青贮油菜秸秆有利于新鲜油菜秸秆的保存，青贮后的营养成分优于完熟的干油菜秸秆。完熟期之前的新鲜油菜植株中营养成分高，水分含量也很高，单独青贮容易造成青贮失败。油菜秸秆与皇竹草混合比例为3 ∶ 7，添加乳酸粪肠球菌复合菌 150 mg/kg 混合微贮，在锦江黄牛瘤胃中的降解率最高，可以极显著提高锦江黄牛对GE、DM、有机物（OM）、CP、NDF和ADF的表观消化率[11-12]。油菜秸秆青贮后不仅能较好地保持其营养特性，减少贮存过程中的养分损失，降低抗营养素含量，而且能很大程度上改善适口性，单独或混合青贮的油菜秸秆柔软多汁，气味酸香，能提高饲草料的利用率与动物生产性能。饲用油菜不仅营养丰富，家畜采食后还可提高其他营养物质的转化率和粗纤维的消化率，是家畜青饲料饲喂的不错选择[8]。王亚犁在麦收后复种饲用油菜，待玉米成熟后，饲用油菜也到收获季节，将1/4饲用油菜与枯黄玉米复合青贮，添加0.3%尿素以提高青贮饲料的蛋白质含量，油菜与枯黄玉米的复合青贮喂滩羊30 d后，日增质量较饲喂普通秸秆增加0.35 kg，精饲料、粗饲料的利用率比对照组分别提高18.89%和9.21%[14]。郭丛阳等制定了双低油菜与玉米秸秆混合青贮的操作规程[15]。Li等重构内切葡聚糖酶，提高了青贮油菜秸秆的饲用价值[16]。

3.2 氨化

氨化油菜秸秆是利用氨源（尿素、碳酸氢铵等作氮源）化学处理、密封氨化油菜秸秆一定时间，是提高油菜秸秆等粗饲料利用效率的方法之一。韩增祥等利用密闭的塑料袋添加尿素氨化切碎的油菜秸秆，氨化35 d后的油菜秸秆气味香、手感柔软、微观结构疏松且营养成分明显改善[17]。孟春花等用碳酸氢铵对油菜秸秆进行氨化21 d后，油菜秸秆的感观特性也得到明显改善，其DM、CP和ADF在山羊瘤胃中的降解率也得到提高[10]。黄瑞鹏发现，氨化油菜秸秆中添加30%水和3.5%氨较好;在咸宁黄牛中的添加量不宜超过20%[18]。孟春花等用碳酸氢铵氨化油菜秸秆时添加30%水分、15%碳酸氢铵最经济、效果最好[10]。

3.3 生物发酵

生物发酵是具环保无污染、低成本、使用条件温和等特点的调制方法，在快速有效降解木质纤维素类物质方面有巨大潜力，适用于解决油菜秸秆中纤维含量高的问题。郭豪等从土壤、腐烂的木桩和成品肥料中筛选出一组高效降解油菜秸秆纤维素的复合菌剂，该菌剂的组成为地衣芽孢杆菌B4、链霉菌A8、米根霉M3和木霉X1;采用此复合菌剂对油菜秸秆粉进行14 d的发酵，添加自制菌剂的油菜秸秆纤维素、半纤维素降解率比对照组分别提高了24.50%、15.60%[19]。白腐真菌也是目前已知降解木质素效果较为显著的一类微生物，它可分泌多种木质素降解酶類，包括木质素过氧化物酶（Lip）、漆酶（Lac）等，同时可以分泌纤维素酶和半纤维素酶。笔者所在课题组研究表明，添加乳酸菌微贮能改善油菜秸秆的适口性、营养成分及其在瘤胃的降解特性，添加40%水分的油菜秸秆，微贮21 d的综合效果更好[20]。朱洪龙等筛选了2株白腐真菌，对油菜秸秆降解饲料生产试验表明，纤维素、半纤维素的降解效果较好，还可明显提高饲料的蛋白质含量，但对木质素的降解效果不理想，再加上白腐真菌的发酵降解时间较长，其在应用中具有一定的限制[21]。徐砚珂等利用鸟巢菌进行小麦、玉米和油菜秸秆的真菌蛋白及氨基酸的转化试验，结果表明，在适量氮源条件下，鸟巢菌可以明显改善秸秆的营养性和可饲用性，使秸秆的应用价值明显提高[22]。马广英在油菜秸秆中添加EM百益宝菌剂并黄贮35 d，其营养成分及有机物降解率变化不显著[23]。龚剑明等发现，真菌发酵油菜秸秆改变了秸秆的常规营养成分含量，油菜秸秆中几丁质含量得到显著提高，黄孢原毛平革菌（Phanerochaete chrysosporium）、香菇菌（Lentinula edodes）发酵油菜秸秆能够降解纤维物质，改善体外发酵有机物降解率[24]。

总之，油菜秸秆作为粗饲料原料具有较高的营养价值和经济价值，但由于油菜秸秆物理性状、化学成分和动物适口性方面的局限性，以及油菜秸秆各部分的性质差异很大，并非能够简单、全部、直接地利用，而氨化、发酵等技术虽然在一定程度是可改善油菜秸秆利用的难题，但其可行性、安全性和经济性可能还需要进一步研究和完善。

4 油菜秸秆和饲用油菜的饲喂效果

4.1 饲喂牛的效果

饲用油菜复合青贮饲喂育肥秦川牛取得了良好的效果，油菜与枯黄玉米秸秆复合青贮品质最好;饲用油菜现蕾期至初花期收割后，与玉米秸秆混合青贮饲喂奶牛能有效提高牛奶产量和牛奶质量，也进一步证实了现蕾期至初花期的油菜是品质上乘的粗饲料[25]。王亚犁在麦收后复种饲用油菜，待玉米成熟后，饲用油菜也到了收获时期，将饲用油菜与枯黄玉米秸秆按1 ∶ 4的比例复合青贮饲喂牛，发现对育肥秦川牛具有良好的生产效果[13]。在比较不同饲用油菜品种生态适应性及牦牛日采食总量的研究中发现，饲油Ⅰ号、华协Ⅱ号均可在甘孜州半农牧区正常生长，鲜草产量分别可达34 296.16、30 573.75 kg/hm2;此外，牦牛对饲用油菜的采食速度与日采食总量均显著高于对照品种[26]。所以，饲油Ⅰ号、华协Ⅱ号可作为麦后复种饲用油菜品种在甘孜州生态条件下推广种植，并能取得较好的牦牛饲养效果。朱洪龙将油菜菌糠作为饲料部分替代奶牛日粮进行饲喂试验，结果表明，替代50%苜蓿干草饲喂泌乳牛对奶牛生产性能乳品质和血清生化指标无不良影响，能明显降低奶牛饲养成本，提高奶牛养殖经济效益[27]。以上探索为油菜秸秆喂牛提供了技术支撑。

4.2 饲喂羊的效果

无论是脱粒后的油菜秸秆还是饲用油菜鲜料都可以作为粗饲料喂羊。张俊英等利用油菜与枯黄玉米秸秆复合青贮饲喂山羊，结果表明，每只羊总增质量比单独饲喂玉米秸秆多11.97 kg;平均日增质量2.22 kg，比单独饲喂玉米秸秆多0.35 kg，混合青贮饲喂山羊的精饲料、粗饲料利用率都明显高于普通秸秆饲喂的山羊[28]。羊对饲用油菜采食率很高，喜欢采食饲用油菜，并且大量食入也不会引起腹泻腹胀等不良反应，进一步试验结果表明，混合青贮中油菜占50%饲喂羊的增质量效果比油菜占20%的增质量效果好;枯草季节添加鲜饲用油菜，对促进母羊产后体质量恢复，增强机体抗氧化性，提高羊乳养分含量和维护乳房健康均具有一定积极作用[7]。饲用油菜制成的发酵TMR虽不能提高湖羊的生长速度，但可以降低饲养成本，增加养殖收益[29]。也有研究表明，无论是利用鲜油菜还是经过氨化等处理的油菜秸秆喂羊，其喂量均应控制在羊全日粮比例的20%左右，不宜多喂，更不宜单独喂[30-31]，主要原因是饲用油菜鲜喂水分大，干物质、营养物质含量少，喂羊时若饲喂量过大或占日粮比例过高，会导致羊只因所需营养物质摄入不足进而影响羊只的正常生长和增质量。用鲜油菜饲喂羔羊和育成羊时，要特别注意与其他饲料合理搭配，科学利用为好，是一条新的解决冬季粗饲料不足的有效途径。

4.3 油菜在其他家养动物上的应用

粗饲料对兔的健康生长非常重要，在兔的养殖成本中占很大比例。在新西兰兔日粮中添加5%或10%的饲用油菜，日增质量显著提高，还可改善肉兔体长、胃质量、盲肠质量、全净膛率及肉骨比等指标。尤其是日粮中添加10%的油菜时，新西兰肉兔的日增质量较对照组显著提高12.75%，料肉比降低11.27%，肉兔的盲肠质量增加。肉兔的盲肠发达，可促进粗饲料资源的消化利用，有利于肉兔的生长发育，这可能也是10%油菜组日增质量与全净膛率最高的原因之一[32]。

油菜秸秆饲喂家畜的试验多在牛羊等反刍动物上开展，在家禽和猪上的研究较少。才旦等对油菜秸秆草粉进行了生物发酵后，粗蛋白含量提高了33.15%，用30%油菜秸秆发酵草粉和70%精料混合喂猪，结果比饲喂全精料组每头的日增質量多 35 g，降低了饲料成本，增加了养猪收益[33]。阿依古丽·达嘎尔别克等将油菜秸秆与混播草按不同比例替换调制混合日粮进行生长马饲喂试验，结果表明，随着油菜秸秆添加比例的增加，各组干物质采食量、日粮干物质采食率显著降低（P<0.05）;干物质消化率、蛋白质消化率和酸性洗涤纤维消化率降低，各组之间无显著差异;马的日增质量显著降低（P<0.05）;各组马血小板数目和血液中铁含量显著减少，白细胞数显著增加（P<0.05）;其他血液指标各处理间无显著差异[34]。因此，油菜秸秆饲喂对猪、马也是降低饲料成本、提高养殖收益的选择之一。

5 油菜秸秆饲料化利用的前景展望及存在问题

油菜具有适应性强、易栽培、成本低、可利用冬闲地提高复种指数、不与粮菜争地等优点。油菜秸秆资源丰富，粗蛋白等营养成分含量丰富，可作为粗饲料部分替代常规粗饲料饲喂家畜家禽，替代比例20%最好，油菜秸秆的饲料化利用为其“变废为宝”提供了一个可靠途径，可促进我国油菜产业和畜禽养殖业形成良性农业生态循环。特别是双低油菜饲用价值高，也可在麦收后复种与玉米秸秆复合青贮后作为春冬饲草的重要来源。油菜秸秆作为一种非常规饲料原料，对缓解目前我国饲料资源短缺的状况能起到一定积极作用。推广油菜复种还可增加土地利用率。然而，兰贵生等利用康奈尔净碳水化合物-蛋白质体系与聚类分析技术对油菜秸秆营养价值进行评定，表明油菜秸秆中含有较多的不可利用的碳水化合物和蛋白质，需进一步通过加工调制来提高反刍动物的消化利用[35]。长时间（70 d以上）饲喂油菜秸秆饲料可能影响反刍动物的粗饲料采食量、瘤胃微生物区系等[36]。目前油菜秸秆的研究报道主要集中在短期添加饲喂草食动物，长期饲喂油菜秸秆是否影响动物的生长有待进一步证实，菌酶复合发酵降低抗营养因子方面的研究还比较缺乏。另外，油菜秸秆因为生产的地域特异性，品种、种植习惯及收获时段、当地草食动物发展规模及养殖方式等均影响其饲料化利用情况，其饲料化利用问题是一个社会问题，应该引起政府、农业管理等多部门的共同关注和支持。所以，目前对油菜在畜牧生产的应用需要更加深入、系统地研究，油菜秸秆相关报道中家畜种类和利用方法相对比较简单和单一，尤其是反刍动物养分代谢、瘤胃健康及畜产品品质、长期饲喂母畜禽对其生产性能是否具有影响等方面有待开展深入系统的研究。我们应该认识到油菜秸秆目前仍是一种新型饲料原料，仍存在很多未解决的难题，因而还未得到大规模应用，其产业化还需要更深入、更多方面的研究来推动。

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