肉牛营养饲料与肥育研究进展

于 滨，冯 曼*，宋连杰，李素霞，赵伍祥，齐 楠，杨学颖，张洪伟

(1.承德市农林科学院，河北 承德 067000；2.承德市农业农村局畜牧站，河北 承德 067000；3.阜新县阜新镇畜牧站，辽宁 阜新 123100；4.承德市林业和草原局，河北 承德 067000)

近年来，人们生活水平逐步提高和膳食结构逐步改善，味道鲜美且符合人们营养需求的牛肉得到越来越多人们的认可，成为日常消费生活中不可或缺的饮食类产品[1]。消费水平从量变向质变转化，《2019年肉牛牦牛产业技术发展报告》明确指出，牛肉在我国整年消费量为923.3万t，同比增长8.24%，2018年我国牛肉胴体总产量为732.5万t，2019年我国年均屠宰肉牛3 000万头，总产胴体为770万t，进口量为165.95万t，同比增长59.65%[2-4]。市场上对牛肉需求量的逐年增加引起消费者对牛肉品质的高度关注，高品质牛肉供不应求。因此在关注肉牛产肉率的同时还应该注重牛肉品质以及如何生产高质量牛肉，肉牛的饲养肥育在是冀北地区畜牧业的重要组成成分，提高肉牛的生产水平对养殖发展和市场经济效益水平有着显著的影响，选择适宜的经营模式、科学加强肉牛的饲养管理、生产高品质的牛肉这将对冀北地区畜牧业发展有着不可小觑的积极作用，进而发挥肉牛产业的可持续发展，促进乡村振兴战略的有效实施[5]。肉牛的营养与肥育受诸多因素的影响，为进一步加强冀北地区的牛肉产业发展，本文对肉牛饲养管理进行如下综述。

1 肉牛的营养需要及育肥

1.1 肉牛的营养需要研究

提高肉牛规模化养殖的首要任务是解决肉牛的营养需要问题，为此各国专家根据实际情况制定出符合本国的饲养标准，如美国的研究委员会(NRC)和英国的农业研究委员会(ARC)，我国制定的NY/T 815—2004《肉牛饲养标准》在指导肉牛的养殖生产中起到决定性的作用。冀北地区幅员辽阔且气候温差较大，肉牛的饲料营养水平也因此有所差异。张晓明等人[6]研究了秦川牛蛋白质沉积效率和小肠可消化蛋白质需要量，结果发现处于生长期的秦川牛粗蛋白(rCP)需要量和小肠可消化吸收的需要量为5.94 g/(kg·W0.75·d)和3.71 g/(kg·W0.75·d),且每1 kg增重的rCP分别为470.84 g和285.22 g。穆阿丽等人[7]研究了青年牛的能量代谢规律和需要，青年牛所需的维持净能要359.39 kJ/(kg·W0.75)，增重净能为16 940 kJ/kg。张美琪等人[8]研究了荷斯坦阉牛的能量需要，当粗饲料蛋白质含量达到11.50%时，前后期饲粮中的净能为6.10 kJ/kg和6.30 kJ/kg，柏俊等人[9]研究了锦江牛的能量水平需要，结果发现锦江牛肥育前期适宜的综合净能为6.74 MJ/kg，肥育后期适宜综合净能水平为6.58 kJ/kg，任春燕等人[10]对犊牛饲粮中的中性洗涤纤维(NDF)进行了研究，发现112日龄以内的荷斯坦犊牛开食料中的NDF为9.91%时，有助于促进其内脏器官的发育，可以提高犊牛的日增重和屠宰性能。

肉牛营养需要十分重要，但仍然是河北省肉牛产业发展的薄弱环节，主要原因是该产业的研究投资大、试验周期长、费时费力等因素。随着现代化、集约化、规模化的养殖场建立河北省肉牛产业也发生了改变，对肉牛的营养需要量和饲养标准也面临着挑战和机遇，上述我国制定的《肉牛饲养标准》已有17年没有更新，建议有关部门和学者进行修订，以便促进河北省及国家肉牛产业发展。

1.2 肉牛的育肥阶段与饲养管理研究

肉牛的生产效率实质就是将采食的饲料中营养物质转化为动物脂肪和蛋白质的效率，而肉牛生产在育肥期间的主要目的就是提高日增重，改善牛肉品质，促进脂肪沉积。肉牛在育肥期间生长迅速，但是脂肪相对生长较慢，因此在日粮饲养中注重蛋白质和能量的比例，保证充足的营养供应，增加饲料中蛋白质的用量并逐步提高能量水平对肉牛健康生长有着不可小觑的作用。矿物质虽有常量和微量之分，但在肉牛生长过程中有着重要的地位，若在肥育期间矿物质Ca、P摄入不足，则会引起牛体的骨质疏松，降低食欲进而影响采食量。青绿饲料可以作为肉牛补充维生素的重要来源，由于肉牛自身不能合成维生素，主要从饲料中获得，所以要着重注意肉牛在春季和冬季维生素的供给并注重饲喂量，若过多供给则会引起牛体发生中毒反应。水在肉牛饲养过程中是一种十分廉价的营养物质，作为一种重要的溶剂在肉牛所需的各种营养物质运送和吸收方面有这不可替代的作用，同时还参加了体内多种生化反应，其在体内不仅有着润滑作用，还影响着肉牛健康生长。张晓明等人[11]研究了蛋白质的沉积和小肠对蛋白质消化的需要量中发现，秦川牛蛋白质需要量达到5.94 g/(kg·d)，肉牛小肠中消化粗蛋白质的效率明显提高。张栓林等人[12]研究了维生素和微量元素对牛的瘤胃发酵影响，发现当饲料中维生素E的添加量为300 IU/kg，微量元素硒添加量为0.3 mg/kg时，两种营养物质均可以发挥抗氧化功能保护瘤胃菌群分泌酶的活性，还可以提高挥发性脂肪酸(VFA)底物的降解同时发现二者具均有提高玉米秸秆中的酸性洗涤纤维(ADF)和中性洗涤纤维(NDF)在瘤胃中的降解率。

畜禽生长大体表现在“小长骨、中长肉、大长膘”的特点，对于肉牛的肥育主要集中在前、中、后3个时期，根据生长规律，在肉牛育肥期间前期主要以增长瘦肉、增大体积为主，在后期的肥育中要沉积脂肪[13]。肉牛在性成熟前体重增长速度最快，因此可利用这一特性补充全价营养饲料，促进牛体生长发育，从而达到育肥的目的。在肉牛的前期肥育中，饲料中要注重蛋白质饲料和矿物质饲料的供给，主要原因在此阶段肉牛主要以生长骨架和增长肌肉为主，需要饲喂高于生长发育的营养物质，才能达到预期的育肥效果。随着年龄的增长，肌肉增长逐步缓慢肌肉纹理也随之改变，在中后期主要以沉积脂肪为主，在此期间要增加精料中蛋白质含量以促进肌肉间脂肪沉积，达到育肥效果。

2 饲料替抗与绿色添加剂

在畜牧业的萌芽时期，动物生产性能及饲养管理技术滞后，在发病率和死淘率的影响下严重制约了畜禽养殖业的发展，1950年美国食品药品管理局(FDA)批准抗生素可作为饲料添加剂使用，我国与1994年出台了饲料添加剂使用目录[14]。由此抗生素的使用在国内外先后经历了3个阶段发展，分别为人畜共用阶段、人畜分开使用阶段和饲粮抗生素阶段。添加抗生素类物质以增强其抗病能力和提高饲料报酬为畜禽养殖业发展带有突出的贡献，但是过量和长期使用抗生素会使畜禽体内菌群失调，致病菌产生耐药性，在畜产品中有着残留，从而是动物产品危害人类健康与生存环境。因此不同国家相继出台法令法规限制和禁止抗生素使用(见图1)，我国也于2020年7月实施禁抗决策，从国外禁抗实践得出经验，开展研发绿色饲料添加剂是关键。近年来，在肉牛养殖业中，高精料日粮的饲喂导致其瘤胃内菌群失调，造成营养代谢性疾病和炎症反应，一些植物提取物可用作生长促进剂和替代抗生素的天然产品备受热议，在肉牛饲养过程和牛肉生产中有着广阔的前景。

图1 各国养殖动物饲料中限抗和禁抗时间

植物提取物具有促进生长、抗氧化、抑制细菌、提高免疫力等生物学特性；又有着无残留、天然、无依赖等优点，作为绿色添加剂在替抗方面得到了诸多研究和广泛应用。顾名思义，植物提取物是指用无力、化学或者其他生物手段将纯天然植物作为原料。从其根、茎、叶、花、果实、种子等中提取某一种或者多种有效成分而形成的小分子或者高分子作为主要成分，将其运用到畜禽饲料中起到保健、杀菌、营养等作用。

植物提取物在含有的生物活性物质在对畜禽增长发育有着多功能的表现，Balcells等人[15]研究发现在肉牛的精料中加入300 mg/kg植物黄酮既不影响饲料消化率和日增重，同时又能降低瘤胃中乙酸的浓度提高丙酸的浓度，调整二者比例进而降低了瘤胃酸中毒的风险也改善了瘤胃发酵品质，调整了瘤胃微生物区系。Monteschio等人[16]在使用丁香酚、百里香酚、香兰素混合物制成的植物精油添加至小母肉牛饲料中，发现其可以增加肉牛的反刍时间，饲料转化率与日增重与对照组相比差异显著(P<0.05)，Yatoo等人[17]的相关研究表明，在提高水牛日增重中，日粮中添加0.15 mg/kg主要成为大蒜和肉桂等提取的植物精油有着良好的效果，并且对饲粮的消耗量、饲料报酬、营养转化率没有任何影响。Ishii等人[18]研究表明，将扁伯醇混合到精料中精料日粮中，能够提高瘤胃中琥珀酸丝杆菌的数量致使链球菌下降，同时还能减少肉牛的鼓胀病。天然灌木红山茱萸含有丰富的花青素等活性物质，在肉牛饲喂过程中以30 g/kg的添加量搅拌于精料中，有利于降低瘤胃内丙酸和乙酸的比例[19]。单宁虽然是一种抗营养因子，但是其具对表皮的葡萄球杆菌、金黄色葡萄球杆菌和粪便中的链球菌有抑制作用，在日粮中适量添加富含单宁植物粉对肉牛的体液免疫、血液华指标等均有积极影响[20]。在饲料中添加植物提取物对瘤胃的营养调控有着积极作用，还可以减少血液内毒素和炎症反应，但是植物提取物种类繁多，作用机理并不统一，应进一步研究其提取物的用量及效果，以便今后更好地开发利用。

3 瘤胃代谢与营养调控

瘤胃是反刍动物的第一胃。瘤胃是迄今已知的降解纤维物质能力最强的天然发酵罐，内部食糜分三层(气层，致密层与液体层)，反刍时，食糜逆呕至口腔重新咀嚼。瘤胃位于腹腔左侧，几乎占据整个左侧腹腔，瘤胃上皮可以有效地吸收Na、K、Cl等离子，而对挥发性脂肪酸的吸收量可达75%，吸收速度顺序为丁酸>丙酸>乙酸，在调控瘤胃内环境方面起着重要作用。根据瘤胃内容物的形态，可分为固相和液相两部分。反刍动物不断的采食饲料和饮水，瘤胃中发酵后又不断地流入后部消化道，稀释率和外流速度是重要的指标，它们受饲料的种类，加工和瘤胃液渗透压影响，又影响着挥发性脂肪酸、氨态氮、pH值和微生物蛋白的合成效率，因此瘤胃的代谢与营养调控一直是反刍动物研究的重点。

3.1 瘤胃与维生素的代谢研究

反刍动物的瘤胃中微生物可以合成维生素K和B族类维生素以期满足自身需要，但是随着规模化、集约化饲养方式的建立，饲喂高精日粮导致某些水溶性维生素难以满足需求，例如维生素B1和维生素B3，近年烟酸对肉牛的瘤胃营养代谢成为研究热点问题。机体的能量代谢、糖类代谢、脂肪代谢以及氧化应激都需要烟酸的参与[21]，李萍[22]研究发现日粮中添加8 g/d的烟酸奶牛的产奶量可以增加11.5%，烟酸的添加还可以促进瘤胃内微生物的生长进而影响瘤胃发酵指标，还可以提高瘤胃内挥发性脂肪酸、氨态氮以及微生物蛋白的浓度[23-25]，外源性添加烟酸会在较短的时间内被瘤胃内的微生物降解，降解率高达88%～94%，因此在肉牛生产中高剂量烟酸添加等手段有助于生产性能的提高[26]。

3.2 瘤胃与蛋白质的代谢研究

蛋白质的消化吸收主要场所是在瘤胃，依靠微生物的降解，饲料蛋白进入瘤胃后50%～70%被微生物的蛋白酶分解为多肽和蛋白酶，氨基酸通过脱氢基酶的进一步分解，生成有机酸、氨和CO2，微生物可以直接利用利用生成的氨基酸和多肽合成蛋白质，储存于微生物内，至此瘤胃内游离的氨基酸较少。瘤胃内还可以分解饲料中的非蛋白氮化合物，例如尿素、铵盐等，产生氨和CO2，一部分氨作为氮源，可被微生物利用合成菌体蛋白，储存于生物体内，一部分可被瘤胃壁吸收进入血液，经过门静脉运输到肝脏，经鸟氨酸生成尿素，一部分尿素分泌到唾液中，进入瘤胃后被细菌分泌的脲酶分解为氨和CO2，氨被瘤胃吸收后可以重新生成尿素，这一过程称为瘤胃氮素循环。在畜牧业中常用尿素代替日粮中30%的蛋白质，尿素在瘤胃内脲酶的作用下快速分解，产生氨的速度为微生物的4倍，为了有效利用尿素必须要降低其分解效率，这样不仅可以节约成本，还可以避免氨中毒的发生。

图2 反刍动物蛋白质消化代谢

4 本地特色粗饲料资源开发与利用

伴随着畜牧业的蓬勃发展，饲料资源开发问题日益突出，饲料价格和肉牛成本居高不下，优质饲料进口依赖性大，制约了河北省肉牛产业的发展。解决饲料资源匮乏，降低肉牛养殖成本，开发本地特色饲料资源与利用是亟待解决问题。常见的饲料资源有稻草、酒糟、芭蕉、藤蔓等在此不做赘述，就近年来一些具有本地特色的粗饲料加以简述，以期促进在这方面的研发和利用。

马铃薯作为主要的粮食来源，其营养价值相对丰富，干物质为14.01%，粗蛋白高达19.62%，粗脂肪为7.97%，龙葵素含量为0.34%，在冀北地区种植面积约有26万hm2，其副产品茎、叶资源庞大，但是由于含有龙葵素，导致适口性差，容易腐烂，一般种植户将马铃薯收割完成后副产品直接丢弃或者焚烧。杨永等人[27]实验中将马铃薯正式收割前10 d进行收获茎叶作为青贮原料，发现添加10%蜜糖和淀粉按照3∶7比例同全株玉米进行混合，其营养成分和青贮品质做好，饲喂价值最高。马铃薯副产品适时收割作为青贮不仅可以节约饲料生产成本使得秸秆充分利用，还可以有效缓解人畜争粮问题。

饲料桑种植面积广泛，抗逆性强，富含多种矿物质等营养元素，其中干物质含量高达30%，粗蛋白为16%～30%，粗纤维为8%，碳水化合物约为25%，被誉为“天然的植物营养库”[28]。桑叶经过微生物发酵后可以提高营养成分和含量，经过发酵大分子的蛋白质被降解成多肽、游离的氨基酸和可溶性蛋白，而且通过微生物的作用还可以提高其中真蛋白的含量[29]。在反刍动物饲料中合适比例添加桑叶可以在不影响生产性能的情况下来提高生产效益，降低瘤胃挥发性脂肪酸的含量，提高饲料利用效率。有研究发现添加20%的发酵桑叶粉能够降低0.5元的饲料成本，且对肉牛的血液化理化指标没有任何影响，添加22.5%的发酵桑叶可以影响肉牛的胴体品质，调节牛体内的脂类代谢并且提高了生产性能增加免疫力[30]，郭建军等人[31]在西门塔尔牛精料中添加10%和20%的桑叶粉，使得牛体平均日增重提高16.1%和9.1%，崔振亮研究在肉牛饲粮中添加发酵桑叶结果发现其对瘤胃细菌区系产生了显著影响(P<0.05)，但是对瘤胃内细菌的多样性影响不显著(P>0.05)，有学者研究发现[32]在种公牛中添加桑叶粉能够提高精子活力、射精量、降低精子畸形率等。

目前，国内关于饲用谷子在畜禽养殖中的应用研究主要集中在牛、羊等草食家畜，可替代羊草、苜蓿干草，节约成本，张杂谷是冀北地区自行选育的优良谷草，具有高产、节水和耐贫瘠、营养价值高等优点，其秸秆可转化为饲草，粗蛋白含量在6.22%～7.35%，蜡熟期粗蛋白行亮高达11.99%～13.44%，其产量高于苜蓿，并且张杂谷的营养价值与苜蓿相接近[33]，大量饲喂试验表明，张杂谷饲草可以代替分部进口牧草以及本地秸秆类饲料，可作为反刍动物的优质粗饲料，可作为一个全新饲草展业发展发展品种。

5 小 结

综上所述，本文总结了近8年以来肉牛的营养需要及肥育、瘤胃的代谢与营养调控、饲料替抗与绿色添加剂的开发、本地特色饲料资源开发与利用等4方面的研究进展，阐明了在这几方面的研究方向，以期促进冀北地区肉牛营养与饲料领域的研究和应用。