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摘要我国南方地区农作物副产品资源十分丰富,是草食动物重要的粗饲料来源,但目前并未得到合理利用。对几种农副产品在南方地区的主要产量分布、营养成分构成以及国内外一些粗饲料加工方法进行综述。
关键词农副产品;草食动物;粗饲料
中图分类号S816.5文献标识码
A文章编号0517-6611(2015)23-127-06
AbstractThe crop byproducts resources is very rich in south of China. It is an important source of roughage to herbivores, which has not been a reasonable development and utilization. The yield distribution, nutrient composition and several ways to improve utilization rate of coarse feeds at home or abroad of crop byproducts in south of China were reviewed.
Key words Crop byproducts; Herbivores; Roughage
我国是世界上的草原资源最丰富的国家之一,草原总面积将近4亿hm2,以天然草原为主业的牧区占国土面积的31.5%,草地资源是我国草食动物产业发展的重要源泉。然而,近年来由于干旱、风沙等不利自然因素的影响,过度放牧与滥挖、滥割等不合理利用及对草地植被的破坏,造成草地生态环境恶劣,草地资源日益匮乏。据农业部最近的统计资料,我国50%~60%的天然草地存在着不同程度的退化趋势[1],个别省份(区)的草地退化率高达90%,这样严峻的形势使以天然放牧为主的养殖模式面临着巨大的威胁,饲喂方式及饲料结构的调整迫在眉睫。丰富草食动物的饲料种类,促进农牧结合,提高农副产品等粗饲料有机质的转化,是当前发展草食动物产业的重要任务。
农作物副产品是农作物经过初级加工所获得的副产品,约占作物生物量的50%以上,包括粮食作物副产品(稻草、麦秸、玉米秸、薯藤、豆类荚壳等)、经济作物副产品(棉花秆等)、油料作物副产品(花生蔓藤、油菜杆荚壳、芝麻秆等)、糖料作物副产品(甘蔗秆、甜菜渣等)、麻类作物副产品和烟秆等。
我国作为世界粮食、油料、棉花生产大国,农作物副产品资源十分丰富,各种农副产品资料来源广泛、数量巨大。但是,目前农作物副产品并未得到合理利用,大多数作为农村燃料或者肥料,综合利用率仅在百分之十几,而发达国家达到90%左右。传统认为农副产品作为饲料,适口性差,动物采食量低,粗蛋白、矿物元素及维生素含量低,消化率不理想,其饲用价值还未得到重视。
粗饲料的合理加工处理对农副产品资源的开发利用具有重要的意义,通过物理、化学和生物学处理能够明显提高其营养价值,粗饲料经过一般粉碎处理可以提高采食量7%;加工制粒可以提高采食量37%;经过化学处理,可以提高采食量18%~45%,提高有机物的消化率30%~50%[2]。通过生物学处理,可使粗饲料降解率提高11%[3]。
我国南方地区是指秦岭-淮河一线以南的地区,约占全国陆域面积的25%,主要包括江苏、安徽、湖北、湖南、浙江、福建、广东、广西、江西、贵州、重庆、四川、云南、海南等14个省份[4],以热带亚热带季风气候为主,温热潮湿,生产水稻、甘蔗、油菜、桑类、木薯麻类等经济作物,每年可衍生大量副产品。南方地区地形以多山丘陵为主,牛羊养殖分散,标准化规模化水平低,饲草运费成本高,这些客观因素严重制约着草食动物产业的发展。根据《2012年中国农业年鉴》统计数据,南方地区粮棉油糖总产量占全国比重约52.47%,其中粮食产量占44.16%,棉花产量占23.86%,油料产量占50.66%,糖料产量占91.21%。2012年南方地区草食动物产业(牛、羊、奶制品等)总产值约为1 027.7亿元,占全国比重约19.53%。虽然南方地区农作物产量和播种面积优势与北方相比还有一定的优势,但南方草食动物产业规模与北方相比还存在着一定的差距,人口占全国55%的南方地区对牛羊肉、奶制品消费的市场还有很大的缺口。根据南方地区饲草供应情况,充分挖掘当地丰富廉价的农作物副产品资源,调整草食动物饲养模式,优化营养结构,产能与需求的失衡将使南方草食动物产业的发展后劲更为有力。
1南方地区主要农作物副产品
1.1稻草
由表1可知,2011年南方地区水稻播种面积为2 442.71万hm2,占全国总量的81.3%,南方地区稻草产量约为16 511.1万t,占全国总量的80%,目前用作饲料的仅占16.2%。由于稻草产区分散,占地面积大,大多数为人工收集,耗时耗力,利用成本过高,目前南方地区大部分稻草被田间焚烧,或者作为堆肥施于稻田,导致稻草秸秆资源浪费严重。
稻草是我国南方地区的主要粗饲料。水稻作为我国第一粮食作物,稻草也是我国产量最高的农作物秸秆种类,其开发利用更应该得到重视。据测定,稻草的粗蛋白含量为3%~5%,粗脂肪含量为1.2%,粗纤维含量为35.5%,无氮浸出物含量为39.8%,稻草粗灰分含量较高,约为17%,但硅酸盐所占比例大,这是造成其消化率低的原因[2]。NSC(非结构性碳水化合物)是稻草的主要营养成分,与稻草青贮品质密切相关[5]。
稻草由于蛋白含量较低,适口性差,其饲用价值还未得到充分挖掘。董臣飞[5]认为不同的稻草品种,饲用品质存在显著差异,通过分析碳水化合物(NSC)、 粗蛋白(CP)、 酸性洗涤纤维(ADF) 和干物质体外消化率(IVDMD)等饲用品质相关性状,能快速有效地筛选出优质稻草品质,为今后进一步研究稻草的饲用价值提供支撑。目前,国内对提高稻草的饲用价值研究主要集中在通过机械处理或化学方法以及利用生物酶制剂、活菌等改善稻草的适口性、降解率和消化率,或者是通过补饲其他优质牧草或精料来提高稻草的利用率,降低饲养成本。林嘉等[6]研究表明通过石灰+氢氧化钠复合处理稻草,调制秸秆颗粒料饲喂湖羊,使饲料转化率提高61.7%,可以有效改善稻草的适口性和营养价值,显著提高其饲喂湖羊的增重效果。李文学等[7]通过成年牛育肥试验发现饲喂稻草氨化料比饲喂普通稻草,平均日增重提高64.2%。一些研究表明,饲料消化率与瘤胃发酵产气量之间存在显著的正相关关系[8]。赵广永等[9]研究表明氨化处理极显著提高了稻草的粗蛋白质含量(P<0.01),极显著降低了中性洗涤纤维含量(P<0.01),氨化处理极显著提高了总产气量、总挥发性脂肪酸(TVFA)、CH2、C02和乙酸的产量(P<0.01),提高了稻草对反刍动物的饲用价值。陈亮等[10]通过对比发现,稻草经过铡短、调节水分、添加有机酸和饲料酶青贮后,粗蛋白无明显变化,但粗纤维、 酸性洗涤纤维、酸性洗涤木质素和中性洗涤纤维含量均下降,有效提高了稻草的适口性与消化利用率。吴晨晖等[11]试验表明外源酶制剂及组合可以提高稻草的纤维降解率,但单一酶作用效果却优于复合酶,这可能是由于反刍动物瘤胃环境复杂、酶组合产生的拮抗作用所造成的,对瘤胃内环境的进一步研究将是研究提高粗饲料饲用消化率的趋势。张吉鹍等[12]研究表明通过饲料间的组合效益能够有效提高低质粗饲料的饲用价值,稻草补饲豆科牧草能促进纤维分解菌的生长,从而提高秸秆的消化率。以稻草为基础日粮,补饲50%苜蓿进行山羊的增重性能试验,结果发现其可提高瘤胃内蛋白微循环效率,改善增重性能,降低饲料成本。稻草的体外消化率在40%左右,将稻草作为单一粗饲料饲喂时,不仅不能满足动物的日常营养需求,并且有可能會造成负增重[13],所以在饲喂稻草时通常适当补饲精料或者其他优质牧草。 目前稻草占全部秸秆数量的比例超过30%,充分开发利用稻草资源,通过研究提高稻草的饲用价值,能够有效缓解人均耕地不足、环境污染严重及天然草地退化等不利影响。
1.2玉米秸杆
由表2可知,2011年南方地区玉米播种面积为699.84万hm2,占全国总量的20.9%,南方地区玉米秸秆产量约为3 455.7万t,占全国总量的16.8%。南方地区由于气候潮湿,玉米秸秆容易发霉变质,不易大量存储,利用率低。其中,浙江、湖北、广西、江苏、云南、重庆、河南、四川、贵州等地玉米秸秆资源用于饲料用途的仅占27%[15]。
秸秆由外皮、穰和叶等基本部分组成,每一部分的化学成分相差较大,其中穰和叶含有较丰富的糖和粗蛋白等养分,可用作饲料。据测定,玉米秸秆干物质中粗蛋白质含量为4.9%,粗脂肪含量为0.9%,粗纤维含量为37.81%,无氮浸出物含量为48.0%[2]。與小麦秸、稻草等作物秸秆相比,玉米秸秆的粗蛋白与无氮浸出物的含量更高,粗纤维含量更低,因此用作牛饲料的营养价值高于其他秸秆[16]。
玉米品种对玉米秸秆营养成分含量的影响较大。闫贵龙等[17]研究表明高油玉米秸秆的营养价值要高于普通玉米秸秆,并且也优于饲料专用玉米秸秆。与华北、东北等省份相比,南方地区玉米育种研究力量不足,对玉米的营养成分和调制加工技术缺乏研究,而对作为优质饲料的高油玉米、优质蛋白玉米、青贮玉米的研究涉及较少[18]。加工方式对玉米秸秆营养成分含量也有很大的影响。权金鹏等[19]通过肉牛育肥试验筛选玉米秸秆的最佳处理方式,发现全株玉米带穗青贮的效果要优于鲜玉米秸秆青贮、微贮、黄贮饲料。经过处理的玉米秸秆粗纤维消化率提高 20.7%,有机物质消化率提高 20% 左右[20]。穆秀明等[21]发现玉米秸秆经青贮后干物质中的粗蛋白和粗灰分含量均极显著提高(P<0.01),中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量极显著降低(P<0.01)。在青贮过程中添加试用添加剂,也能显著提高玉米秸秆的饲用价值。李春佑等[22]在青贮玉米秸秆中添加活菌及酶制剂(“青贮王1号”)饲喂 3~6 月龄杂种肉羊,结果发现试验组日增重较对照组提高 12.61%;试验组羊平均盈利较对照组提高 46.22%。蒸汽爆破技术是加工玉米秸秆的一项新技术,通过蒸汽爆预处理能使秸秆中的木质素部分分解,质地变得疏松,提高秸秆的利用率。蒸汽爆破技术使秸秆中纤维素、半纤维素和木质素的降解率分别达到8.47%、50.45%和36.65%(P<0.05)[23]。目前,中国农业大学孟庆翔教授的技术团队已经实现秸秆蒸汽爆破设备的大量生产,一个设备预计年产饲料能达到5万t。
此外,影响玉米秸秆饲用价值的因素还有许多,如秸秆收割的时间、秸秆饲用部位、土壤气候等。南方地区是玉米的主要消费地区,适合南方地区高产种植的玉米品种筛选将是未来研究的方向之一。通过现有的技术利用好秸秆资源,也是弥补南方地区饲料短缺问题的重要手段。
1.3甘蔗副产物
由表3可知,2011年南方地区甘蔗播种面积为171.70万hm2,占全国总量的99.8%,南方地区甘蔗渣产量、甘蔗梢叶分别约为1 826.6万t、3 881.3万t,占全国总量的99.8%。甘蔗副产物主要包括蔗渣和蔗梢(叶),目前在南方地区主要作为造纸、化工生产、燃料等用途,用作饲料的不到20%。作为一种重要的粗饲料,甘蔗副产物能够有效解决南方地区夏季干旱、秋冬缺料补饲的问题。饲喂单一粗饲料时,甘蔗梢采食量高于稻草、玉米秸[24]。
甘蔗渣中粗蛋白含量为2.0%,粗纤维含量为44%~46%,粗脂肪含量为0.7%,无氮浸出物含量为42%,粗灰分含量为2%~3%[25]。甘蔗梢粗蛋白含量约为7%,总糖分(包括蔗糖和还原糖)为32%,有机酸含量为7%,粗纤维含量为30%,并含有一定数量的脂肪、淀粉、维生素、酶等[26]。甘蔗收获期比较集中,南方地区气候潮湿,大量甘蔗梢堆集容易发霉,而且在收获时大多数甘蔗梢已经枯老,大多数只能用作燃料。甘蔗渣质地粗硬,适口性差,且用量不能超过牛日粮的20%[27],这些原因导致目前甘蔗副产物的利用价值较低。
目前,国内外通过对甘蔗综合利用的深入研究,已研发出鲜喂、晒制干草、 青贮、氨化、微贮等利用甘蔗稍的方法,甘蔗稍青贮营养价值和饲喂经济效益优于空秆玉米青贮,且对牛奶和牛肉无不良影响,在生产中可大量使用[28]。徐雅飞等[27]利用甘蔗渣发酵工艺,使蔗渣的蛋白质和游离氨基酸含量分别比原料提高了81.4%和83.24%,粗纤维含量从原来的43.95降至21.71%,大大提高了蔗渣的适口性和风味。通过添加复合微生物菌剂、酶、尿素、有机酸等加工手段可以显著提高饲料的营养价值。刘建勇等[29]在添加尿素青贮甘蔗梢的研究中发现,添加尿素青贮后粗蛋白与粗脂肪含量比直接青贮分别提高103.8%和41.4%。
甘蔗副产物作为基础饲料,补饲精料或其他优质青绿饲料,一方面能够节省养殖成本,另一方面也能够在响应国家生态文明建设的政策下更好地保护环境并养好牛。由于甘蔗副产物的季节性,提高其加工储存水平将会是今后研究其饲用价值的重点之一。
1.4油菜秸秆
由表4可知,2011年南方地区油菜播种面积为606.06万hm2,占全国总量的82.5%;南方地区油菜秸秆产量为3 212.5万t,占全国总量的82.5%。油菜是南方地区主要的经济作物,播种面积仅次于水稻、玉米,居第3位。翟明仁[4]报道2010年南方地区油菜秸秆综合利用量为 56.1万t,利用率仅为25%,油菜秸秆饲料化水平更低,仅占2%。
油菜秸秆的粗蛋白含量5.48%,粗脂肪含量为2.14%,粗纤维含量为46.17%,其中粗蛋白含量显著高于玉米秸与小麦秸,粗纤维含量显著高于稻草与玉米秸,是反刍动物良好的粗饲料[30]。饲用油菜是近年来由传统油菜经改良培育而成,营养全面,某些品种营养价值甚至要高于优质牧草(表5),饲油I号的干物质粗蛋白含量高达23.46%,是一种优质的青粗饲料资源[31]。但是,目前南方地区的主要油菜秸秆资源还是来自于传统油菜,由于其适口性较差、消化率仅有35%~50%、有效能低、不易于存储和运输等原因,导致饲用价值还未得到充分利用。 通过物理方式预处理油菜秸秆,然后进行氨化或者微贮,油菜的适口性显著改善,营养价值大大提高。宋献曾等[32]报道油菜秸秆经过氨化处理后营养价值成倍提升,饲养成本大幅度降低。吴道义[33]利用油菜秸秆通过氨化处理替代30%的粗饲料饲喂肉牛,肉牛的日增重提高了22.9%,料重比降低了16%。 微生物制剂能够提高油菜秸秆的感官品质,改善适口性,提高油菜秸秆的粗蛋白含量,降低粗纤维含量,提高油菜秸秆的营养价值。
目前,国内对油菜秸秆饲料的调制加工技术研究报道还较少,对油菜秸秆的饲用价值重视还不够,其营养价值提升还有很大的空间,特别是饲用油菜的培育与推广,因为其全面的营养成分和优良的抗寒特性完全可以作为南方地区越冬饲料,这将很大程度改善冬季南方肉牛的养殖运输成本。
1.5小麦秸
由表6可知,2011年南方地区小麦播种面积为773.14万hm2,占全国总量的31.9%;南方地区小麦秸秆产量为4 162.8万t,占全国总量的27.7%。小麦秸秆的粗纤维含量是玉米秸秆的1.5倍,粗蛋白含量是玉米秸秆的1/3,并含有硅酸盐和蜡质,适口性差,饲用价值较低[16]。康健等[34]对10种常见农作物秸秆的营养品质进行分析,发现小麦秸秆饲用价值最低。
小麦按照播种季节分为春小麦和冬小麦,我国主要是以冬小麦为主,播种面积占90%。小麦秸秆干物质粗蛋白含量为3.4%,粗脂肪含量为0.6%,粗纤维含量为38.3%,无氮浸出物含量为49.8%[2]。小麦秸秆的叶片消化率约为70%,茎秆仅为40%左右,但茎秆占全植株的比例在50%以上,叶片不到1/4,所以小麦秸秆的营养价值更多的是取决于茎秆。因此,提高小麦秸秆的饲用价值,必须经过加工处理。
复合化学处理法能够弥补氨化、盐化、碱化3种方法单一处理的弊端。徐清华等[35]研究发现通过复合化学处理法处理过后的小麦秸秆粗蛋白含量提高了4%,有机物降解率提高了32%。小麦秸秆收获时茎秆已经干黄,不适宜进行青贮,但可以黄贮马广英等[36]研究表明以EM菌为黄贮菌种发酵小麦秸秆后,干物质和中性洗涤纤维极显著降低,秸秆软化,适口性改善,另外粗蛋白含量也有所升高,但差异不显著(P>0.05)。黄贮后影响黄贮品质最主要的因素是菌种的选择。时秋月等[37]认为黑曲霉的发酵效果要优于EM菌。目前,利用白腐真菌加工小麦秸秆也比较普遍,该菌具有很强的木质素降解功能,姬菇206对木质素的分解率高达51.5%[38]。白腐真菌可以分解秸秆中复杂有机物,提高粗蛋白含量。赵停静等[39]用白腐真菌发酵玉米小麦混合秸秆,粗蛋白含量提高了23.4%。
1.6桑叶
2013年,全国桑园面积是82.25万hm2,平均每年桑园可生产桑叶22 500 kg/hm2,除去传统养蚕模式消耗的桑叶,每年会产生过剩的桑叶873.48万t[40]。桑树分布遍及全国,但大面积栽培的地区主要分布在浙江、江苏、四川、重庆、广东、湖南、湖北、福建等长江中下游地区。世界上许多国家将桑叶作为畜禽基础日粮,古巴等一些拉美国家对其动物性饲用价值的研究比较深入。
桑叶饲用率高达90%,营养全面,适口性良好,几乎所有动物对其都无障碍采食。桑叶中粗蛋白含量为25%~30%,与优质牧草相当,粗脂肪含量为5%,粗纤维含量为17.36%,无氮浸出物含量为42.62%,钙含量为2.33%,并含有丰富的微量元素及维生素[4,41]。桑叶中含有18种氨基酸,对动物的营养代谢具有重要作用,所以桑叶也被誉为“天然的植物营养库”。
目前,国内对桑叶饲用价值研究主要集中在桑叶的营养成分测定、桑叶的生物保健作用以及动物饲养试验3个方面。我国桑叶资源种类丰富,共收集6 000多份桑种资源,不同地区不同品种对桑叶品质的影响较大,近年来通过杂交育种技术筛选出一批耐寒、耐旱、抗逆性强的优良品种,这对于饲用桑的推广应用具有积极的影响。孙鏊等[42]在湖南省农牧区旱地对4个杂交饲料桑品系进行比较研究发现,4个品系适应性都很强,粗蛋白含量均在22%以上,氨基酸比例趋于一致。桑叶中含有多种活性物质及其衍生物(如谷甾醇、黄体色素、1-脱氧野尻霉素(DNJ)等),能够有效提高机体免疫力和生产性能。Cheong等[43]在韩牛的全混合日粮中添加10%青贮桑叶,提高了牛肉背最长肌中的谷胱甘肽过氧化物酶、超氧化物歧化酶等抗氧化物酶的活性,谷胱甘肽过氧化物酶活力能够有效反映机体硒水平,富硒牛肉也是近年来保健牛肉产品的研究热点。Yulistiani D等[44]研究表明在氨化稻草秸秆中加入桑叶(体重的1.2%或者日粮的32%)与加入精料(米糠和尿素)对比饲喂绵羊,干物质摄入量、有机物摄入量和中性洗涤纤维的摄入量相当,干物質、有机物、粗蛋白和氮的利用率等也相当,表明桑叶是一种潜在的补充能量和蛋白的可发酵饲料。Tan ND[45]用桑叶饲喂婆罗门杂交牛发现,在日粮中添加600 g/(头·d)桑叶能够显著提高干物质摄入量、瘤胃铵态氮水平以及纤维素降解菌浓度,有效改善瘤胃环境。
桑叶的饲用价值开发还有很大的空间,通过调制加工等技术手段可以减少桑叶抗营养因子对其消化吸收的速率,提高收获生产的机械化水平,改变现有种植经营模式,更加有效利用当地闲置土地资源,实现畜牧业与土壤环境净化的双赢。
1.7酒糟
截至2014年,我国白酒企业约有16 000多家,2014年1~11月全国白酒产量为1 125.6万t,南方地区白酒产量为628.7万t,南方地区酒糟产量约为1 517.9万t,占全国总产量的55.9%(表7)。这个数据不包括一些无证经营、小作坊企业12 000多家(主要分布在四川和贵州白酒主要产区,多以生产原酒为主)[46],这说明南方地区白酒糟资源非常丰富。白酒糟适口性好,价格低廉,是草食动物常见的一种农副产品饲料,但是由于鲜酒糟运输成本高,水分含量高,易腐败变质,酒厂一般将其作为生产燃料,饲料利用效率还较低。 白酒糟是以高粱、小麦、玉米、谷物等原料经过发酵、蒸馏提取酒精后的残留物,由于各地酿酒原料和生产工艺差异,白酒糟中的营养成分和含量有所不同。其中干白酒糟中粗蛋白含量为14.3%~21.8%,粗脂肪含量为4.2%~6.9%,粗纤维含量为16.8%~21.2%,粗灰分含量为3.9%~15.1%,而且其中含有丰富的氨基酸、维生素和微量元素[47]。在白酒酿造的过程中,通常会添加稻壳作为填充剂来提高出酒率,由于稻壳营养价值低,适口性差,粗纤维含量高,这也影响了白酒糟的饲料价值。
在美国,83%的肉牛养殖场利用谷物副产品饲喂肉牛,干酒糟(干物质>85%)和鲜酒糟(干物质30%~50%)是首选,鲜酒糟虽然在营养价值和经济价值上高于干酒糟,但考虑到运输成本和加工存储困难的原因,大多数还是使用干酒糟[48]。为防止酒精中毒,不宜将酒糟作为日粮的唯一粗饲料,一般与其他饲草料混合饲喂。谢正军[47]进行肉牛养殖试验,采用70%基础日粮+30%干白酒糟饲喂 380 kg左右的肉牛,结果发现饲料报酬提高了19.21%,每天节约成本0.75元/头。国内有学者认为,怀孕母牛与种公牛不适宜饲喂酒糟,可能会导致母畜难受孕、流产或者公畜的精子畸形等[47]。R.P.Arias等[49]试验表明酒糟与全株玉米混合青贮发酵饲料对怀孕母牛的消化、吸收与生产性能没有不良影响,可以完全替代传统的玉米基础日粮补饲大豆粉与青贮玉米。这可能与酿酒过程中的添加物有关,但还有待于进一步的机理研究。
酒糟作为一种优良的高能量粗饲料,其饲用价值还有待进一步挖掘。各个酒厂的生产工艺不同,通常会添加一些工业原料,这或多或少会对草食动物的消化机能和生产性能产生影响,因此如何提高酒糟加工处理和饲喂标准是目前亟需解决的问题。
2小结
南方地区农副产品品种多样,资源丰富,但总体利用率还相当低下,饲用价值开发利用还有很大的提升空间,主要有以下问题:①开发技术有限,重视程度不高。这也是与南方地区的养殖环境有客观联系,南方地区山地丘陵为主,养殖机械化推广有一定的难度,大多数养殖户规模小,分布散,以家庭经营为主,文化程度不高,信息渠道闭塞,没有有效的技术支撑,因此农副产品营养价值低,适口性差,牛羊不爱采食,大多数农副产品以施肥、焚烧为主,造成了资源浪费、环境污染严重的问题。②产业化程度不高,缺乏产学研联动机制。经济作物种植分散不连片,规模小,优质品种资源推广较慢,标准化程度低,各省份产量差异较大。设施设备、技术人才队伍尚有待提高加强,粗饲料高纤维素、低蛋白的普遍问题尚没有找到关键性技术解决。目前,国内从事粗饲料开发的重点企业、龙头企业还很少,这也是因为没有科研院所、大专院校等技术团队的支撑,也缺乏成熟的消费群体。
依据2015年中央一号文件精神,国家将深入推进农业结构调整,开展粮改饲和种养结合模式试点,立足当地优势资源,促进粮食、经济作物、饲草料三元种植结构协调发展,农副产品资源将进一步增加,亟需尽快完善经济副产物研发与技术推广体系,加大投入,整合资源,促进创新,研发新型实用技术,带动产业的发展。
参考文献
[1]
屈冉,李双,徐新量,等.草地退化杂类草入侵遥感监测方法研究进展[J].地球信息科学学报,2013,15(5):761-767.
[2] 林伟.肉牛高效健康养殖关键技术[M].北京:化学工业出版社,2010:125-130.
[3] 吴文韬,鞠美庭,刘金鹏,等.一株纤维素降解菌的分离、鉴定及对玉米秸秆的降解特性[J].微生物学通报,2013,40(4):712-719.
[4] 翟明仁.南方经济作物副产物生产、饲料化利用之现状与问题[J].饲料工业,2013(23):1-6.
[5] 董臣飞,丁成龙,许能祥,等.稻草饲用品质及茎秆形态特征的研究[J].草业学报,2013,22(4):83-88.
[6] 林嘉,吴跃明,阮群英.饲喂稻草复合颗粒料对湖羊生长性能的影响[J].中国畜牧杂志,2004,40(7):50-52.
[7] 李文学,鲁朝芬,蒋开琴.稻草、秸秆氨化饲料在养牛中的应用[J].中国畜牧兽医文摘,2013,29(8):180-181.
[8] ZHA0 GY,XUE Y,ZHANG W.Relationship between in vitro gas production and dry matter and organic matter digestibility of rations for sheep[J]. Journal of Animal and Feed Sciences, 2007,16(S2):229-234.
[9] 張广永,李兵.氨化处理对稻草体外瘤胃发酵甲烷、二氧化碳和挥发性脂肪酸产量的影响[J].动物营养学报,2013,25(8):1769-1774.
[10] 陈亮,张凌青,巫亮,等.饲喂稻草青贮饲料对肉牛育肥效果的影响[J].黑龙江畜牧兽医,2013(20):109-110.
[11] 吴晨晖,茅惠玲,陈兴,等.稻草外源酶预处理对其瘤胃降解及甲烷生成的影响[J].中国畜牧杂志,2013,49(19):47-51.
[12] 张吉鹍,张震宇,吴文旋,等.山羊稻草基础日粮补饲苜蓿对瘤胃内蛋白微循环效率及增重的组合效应研究[J].中国奶牛,2014(11):32-36.
[13] 欧阳克蕙,易中华,翟明仁,等.稻草饲料资源开发利用新技术[J].饲料研究,2010(4):72-74.
[14] 王晓玉, 薛帅, 谢光辉.大田作物秸秆量评估中秸秆系数取值研究[J]. 中国农业大学学报, 2012, 17 (1): 1-8. [15] 王如芳,张吉旺,董树亭,等.我国玉米主产区秸秆资源利用现状及其效果[J].应用生态学报,2011,22(6):1504-1510.
[16] 刁其玉.农作物秸秆养牛手册[M].北京:化学工业出版社,2013:30-43.
[17] 闫贵龙,孟庆翔,陈绍江.高油 298玉米秸秆的适宜收获期及其营养价值与其他品种玉米秸秆的比较优势[J].畜牧兽医学报,2006 (3):250-256.
[18] 袁建华,颜伟,陈艳萍,等.南方丘陵生态区玉米生产现状及发展对策[J].玉米科学,2003(Z2):29-31.
[19] 权金鹏,马垭杰,宋福超,等.不同类型玉米秸秆最佳处理方式及饲喂肉牛效果[J].中国草食动物科学,2014,34(3):40-42.
[20] 王如芳,张吉旺,董树亭,等.我国玉米主产区秸秆资源利用现状及其效果[J].应用生态学报,2011,22(6):1504-1510.
[21] 穆秀明,田树飞,陈哲凯,等.青贮玉米秸秆的饲用价值分析[J].畜牧与饲料科学,2011,32(6):89-90.
[22] 李春佑,袁涛,刘严华.生物青贮剂制作玉米秸秆饲喂陶寒F1羊增重效果[J].中国草食动物科学,2014,34(1):77-78.
[23] 常娟,尹清强,任天宝,等.蒸汽爆破预处理和微生物发酵对玉米秸秆降解率的影响[J].农业工程学报,2011,27(4):277-280.
[24] 高雨飞,黎力之,欧阳克蕙,等.甘蔗梢作为饲料资源的开发与利用[J].饲料广角,2014(21):44-45.
[25] 王海微,郑楠,韩荣伟,等.果渣类非常规饲料在养羊业中应用的研究进展[J].中国畜牧兽医,2013,40(11):83-87.
[26] 肖袆,吕达,陈政,等.甘蔗梢研究进展[J].中国糖料,2013(1):65-67.
[27] 徐雅飞.利用甘蔗渣、甘蔗糖蜜生产发酵饲料的研究[D].南宁:广西大学,2007:1-9.
[28] 李乔仙,高月娥,尚德林,等.云南甘蔗梢饲用现状及其青贮营养成分测定[J].养殖与饲料,2011(10):45-47.
[29]刘建勇,余梅,王安奎,等.添加尿素对甘蔗梢青贮的影响[J].中国牛业科学,2010,36(4):22-25.
[30] 黄瑞鹏.粉碎及氨化油菜秸秆饲喂威宁黄牛效果的研究[D].南昌:江西农业大学,2013:1-11.
[31] 董小英,黄胜球.饲料油菜生物学特性及应用研究进展[J].饲料与畜牧,2014(7):9-11.
[32] 宋献曾,林虎山.氨化秸秆育肥肉牛[J].湖北畜牧兽医,2007,45(4):15.
[33] 吴道义,金深逊,周礼杨,等.氨化油菜秸秆对威宁黄牛饲养效果的影响[J].黑龙江畜牧兽医,2015(2):26-27.
[34] 康健,匡彦蓓,盛捷.10种作物秸秆的营养品质分析[J].草业科学,2014,31(10):1951-1956.
[35] 徐清华,张文举,赵新伟,等.复合化学处理麦秸的效果研究[J].黑龙江畜牧兽医,2014(17):17-20.
[36] 马广英,张文举,徐清华,等.秸秆黄贮优化方案及其对小麦、玉米、油菜秸秆处理的影响[J].中国草食动物科学,2014(2):24-27.
[37] 时秋月,张仲欣,任广跃,等.小麦秸秆发酵菌种的筛选及工艺优化[J].粮食与饲料工业,2013(11):39-42.
[38] 孙江慧,张楠,沈其荣,等.几种食用真菌降解稻草的潜力研究[J].南京农业大学学报,2012,35(6):49-54.
[39] 赵婷静.应用复合微生物菌剂发酵作物秸秆和饲喂奶牛试验[J].青海畜牧兽医杂志,2008,38(4):8-9.
[40] 华恩顺,吕建秋.桑蚕副产物资源综合利用研究进展分析[J].中国蚕业,2015,36(1):15-19.
[41] 高雨飞,黎力之,欧阳克蕙,等.桑叶在肉牛生产中的开发利用[J].中国牛业科学,2015,41(1):68-70.
[42] 孙鏊,邓荟芬,易康乐,等.不同杂交桑饲用生产性能初步研究[J].草地学报,2014,22(5):1135-1138.
[43] CHEONG S H, KIM K H, JEON B T, et al. Effect of mulberry silage supplementation during late fattening stage of Hanwoo(Bos Taurus coreanae) steer on antioxidative enzyme activity within the longissimus muscle[J].Anim Prod Sci,2012,52(4):240-247.
[44] YULISTIANI D, JELAN Z A, LIANG J B, et al. Effects of supplementation of Mulberry (Morus alba) foliage and urea-rice bran as fermentable energy and protein sources in sheep fed urea-treated rice straw based diet[J]. AsianAustralas J Anim Sci, 2015, 28(4): 494-501.
[45] TAN N D, WANAPAT M, URIYAPONGSON S, et al. Enhancing mulberry leaf meal with urea by pelleting to improve rumen fermentation in cattle[J]. AsianAustralas J Anim Sci, 2012, 25(4): 452-461.
[46] 宋書玉.中国酒业协会白酒分会、市场专业委员会2013年工作报告[J].酿酒科技,2014(6):1-9.
[47] 谢正军,曹镜明,万建华,等.白酒糟饲用价值分析与应用探讨[J].饲料工业,2014,35(12):51-53.
[48] VASCONCELOS J T, GALYEAN M L. Nutritional recommendations of feedlot consulting nutritionists: The 2007 Texas Tech University survey[J]. J Anim Sci, 2007,85(10): 2772-2781.
[49] ARIAS R P, UNRUHSNYDER L J, SCHOLLIEGERDES E J, et al. Effects of feeding corn modified wet distillers grain plus soluble co-ensiled with chopped whole plant corn on heifer growth performance and diet digestibility in beef cattle[J].J Anim Sci, 2013, 91(9): 4366-4373.
[50] 孟杰.几种农副产品饲料的化学成分、能量价值和饲喂肉牛的生长性能与肉品质比较[D].北京:中国农业大学,2014:11-17.
关键词农副产品;草食动物;粗饲料
中图分类号S816.5文献标识码
A文章编号0517-6611(2015)23-127-06
AbstractThe crop byproducts resources is very rich in south of China. It is an important source of roughage to herbivores, which has not been a reasonable development and utilization. The yield distribution, nutrient composition and several ways to improve utilization rate of coarse feeds at home or abroad of crop byproducts in south of China were reviewed.
Key words Crop byproducts; Herbivores; Roughage
我国是世界上的草原资源最丰富的国家之一,草原总面积将近4亿hm2,以天然草原为主业的牧区占国土面积的31.5%,草地资源是我国草食动物产业发展的重要源泉。然而,近年来由于干旱、风沙等不利自然因素的影响,过度放牧与滥挖、滥割等不合理利用及对草地植被的破坏,造成草地生态环境恶劣,草地资源日益匮乏。据农业部最近的统计资料,我国50%~60%的天然草地存在着不同程度的退化趋势[1],个别省份(区)的草地退化率高达90%,这样严峻的形势使以天然放牧为主的养殖模式面临着巨大的威胁,饲喂方式及饲料结构的调整迫在眉睫。丰富草食动物的饲料种类,促进农牧结合,提高农副产品等粗饲料有机质的转化,是当前发展草食动物产业的重要任务。
农作物副产品是农作物经过初级加工所获得的副产品,约占作物生物量的50%以上,包括粮食作物副产品(稻草、麦秸、玉米秸、薯藤、豆类荚壳等)、经济作物副产品(棉花秆等)、油料作物副产品(花生蔓藤、油菜杆荚壳、芝麻秆等)、糖料作物副产品(甘蔗秆、甜菜渣等)、麻类作物副产品和烟秆等。
我国作为世界粮食、油料、棉花生产大国,农作物副产品资源十分丰富,各种农副产品资料来源广泛、数量巨大。但是,目前农作物副产品并未得到合理利用,大多数作为农村燃料或者肥料,综合利用率仅在百分之十几,而发达国家达到90%左右。传统认为农副产品作为饲料,适口性差,动物采食量低,粗蛋白、矿物元素及维生素含量低,消化率不理想,其饲用价值还未得到重视。
粗饲料的合理加工处理对农副产品资源的开发利用具有重要的意义,通过物理、化学和生物学处理能够明显提高其营养价值,粗饲料经过一般粉碎处理可以提高采食量7%;加工制粒可以提高采食量37%;经过化学处理,可以提高采食量18%~45%,提高有机物的消化率30%~50%[2]。通过生物学处理,可使粗饲料降解率提高11%[3]。
我国南方地区是指秦岭-淮河一线以南的地区,约占全国陆域面积的25%,主要包括江苏、安徽、湖北、湖南、浙江、福建、广东、广西、江西、贵州、重庆、四川、云南、海南等14个省份[4],以热带亚热带季风气候为主,温热潮湿,生产水稻、甘蔗、油菜、桑类、木薯麻类等经济作物,每年可衍生大量副产品。南方地区地形以多山丘陵为主,牛羊养殖分散,标准化规模化水平低,饲草运费成本高,这些客观因素严重制约着草食动物产业的发展。根据《2012年中国农业年鉴》统计数据,南方地区粮棉油糖总产量占全国比重约52.47%,其中粮食产量占44.16%,棉花产量占23.86%,油料产量占50.66%,糖料产量占91.21%。2012年南方地区草食动物产业(牛、羊、奶制品等)总产值约为1 027.7亿元,占全国比重约19.53%。虽然南方地区农作物产量和播种面积优势与北方相比还有一定的优势,但南方草食动物产业规模与北方相比还存在着一定的差距,人口占全国55%的南方地区对牛羊肉、奶制品消费的市场还有很大的缺口。根据南方地区饲草供应情况,充分挖掘当地丰富廉价的农作物副产品资源,调整草食动物饲养模式,优化营养结构,产能与需求的失衡将使南方草食动物产业的发展后劲更为有力。
1南方地区主要农作物副产品
1.1稻草
由表1可知,2011年南方地区水稻播种面积为2 442.71万hm2,占全国总量的81.3%,南方地区稻草产量约为16 511.1万t,占全国总量的80%,目前用作饲料的仅占16.2%。由于稻草产区分散,占地面积大,大多数为人工收集,耗时耗力,利用成本过高,目前南方地区大部分稻草被田间焚烧,或者作为堆肥施于稻田,导致稻草秸秆资源浪费严重。
稻草是我国南方地区的主要粗饲料。水稻作为我国第一粮食作物,稻草也是我国产量最高的农作物秸秆种类,其开发利用更应该得到重视。据测定,稻草的粗蛋白含量为3%~5%,粗脂肪含量为1.2%,粗纤维含量为35.5%,无氮浸出物含量为39.8%,稻草粗灰分含量较高,约为17%,但硅酸盐所占比例大,这是造成其消化率低的原因[2]。NSC(非结构性碳水化合物)是稻草的主要营养成分,与稻草青贮品质密切相关[5]。
稻草由于蛋白含量较低,适口性差,其饲用价值还未得到充分挖掘。董臣飞[5]认为不同的稻草品种,饲用品质存在显著差异,通过分析碳水化合物(NSC)、 粗蛋白(CP)、 酸性洗涤纤维(ADF) 和干物质体外消化率(IVDMD)等饲用品质相关性状,能快速有效地筛选出优质稻草品质,为今后进一步研究稻草的饲用价值提供支撑。目前,国内对提高稻草的饲用价值研究主要集中在通过机械处理或化学方法以及利用生物酶制剂、活菌等改善稻草的适口性、降解率和消化率,或者是通过补饲其他优质牧草或精料来提高稻草的利用率,降低饲养成本。林嘉等[6]研究表明通过石灰+氢氧化钠复合处理稻草,调制秸秆颗粒料饲喂湖羊,使饲料转化率提高61.7%,可以有效改善稻草的适口性和营养价值,显著提高其饲喂湖羊的增重效果。李文学等[7]通过成年牛育肥试验发现饲喂稻草氨化料比饲喂普通稻草,平均日增重提高64.2%。一些研究表明,饲料消化率与瘤胃发酵产气量之间存在显著的正相关关系[8]。赵广永等[9]研究表明氨化处理极显著提高了稻草的粗蛋白质含量(P<0.01),极显著降低了中性洗涤纤维含量(P<0.01),氨化处理极显著提高了总产气量、总挥发性脂肪酸(TVFA)、CH2、C02和乙酸的产量(P<0.01),提高了稻草对反刍动物的饲用价值。陈亮等[10]通过对比发现,稻草经过铡短、调节水分、添加有机酸和饲料酶青贮后,粗蛋白无明显变化,但粗纤维、 酸性洗涤纤维、酸性洗涤木质素和中性洗涤纤维含量均下降,有效提高了稻草的适口性与消化利用率。吴晨晖等[11]试验表明外源酶制剂及组合可以提高稻草的纤维降解率,但单一酶作用效果却优于复合酶,这可能是由于反刍动物瘤胃环境复杂、酶组合产生的拮抗作用所造成的,对瘤胃内环境的进一步研究将是研究提高粗饲料饲用消化率的趋势。张吉鹍等[12]研究表明通过饲料间的组合效益能够有效提高低质粗饲料的饲用价值,稻草补饲豆科牧草能促进纤维分解菌的生长,从而提高秸秆的消化率。以稻草为基础日粮,补饲50%苜蓿进行山羊的增重性能试验,结果发现其可提高瘤胃内蛋白微循环效率,改善增重性能,降低饲料成本。稻草的体外消化率在40%左右,将稻草作为单一粗饲料饲喂时,不仅不能满足动物的日常营养需求,并且有可能會造成负增重[13],所以在饲喂稻草时通常适当补饲精料或者其他优质牧草。 目前稻草占全部秸秆数量的比例超过30%,充分开发利用稻草资源,通过研究提高稻草的饲用价值,能够有效缓解人均耕地不足、环境污染严重及天然草地退化等不利影响。
1.2玉米秸杆
由表2可知,2011年南方地区玉米播种面积为699.84万hm2,占全国总量的20.9%,南方地区玉米秸秆产量约为3 455.7万t,占全国总量的16.8%。南方地区由于气候潮湿,玉米秸秆容易发霉变质,不易大量存储,利用率低。其中,浙江、湖北、广西、江苏、云南、重庆、河南、四川、贵州等地玉米秸秆资源用于饲料用途的仅占27%[15]。
秸秆由外皮、穰和叶等基本部分组成,每一部分的化学成分相差较大,其中穰和叶含有较丰富的糖和粗蛋白等养分,可用作饲料。据测定,玉米秸秆干物质中粗蛋白质含量为4.9%,粗脂肪含量为0.9%,粗纤维含量为37.81%,无氮浸出物含量为48.0%[2]。與小麦秸、稻草等作物秸秆相比,玉米秸秆的粗蛋白与无氮浸出物的含量更高,粗纤维含量更低,因此用作牛饲料的营养价值高于其他秸秆[16]。
玉米品种对玉米秸秆营养成分含量的影响较大。闫贵龙等[17]研究表明高油玉米秸秆的营养价值要高于普通玉米秸秆,并且也优于饲料专用玉米秸秆。与华北、东北等省份相比,南方地区玉米育种研究力量不足,对玉米的营养成分和调制加工技术缺乏研究,而对作为优质饲料的高油玉米、优质蛋白玉米、青贮玉米的研究涉及较少[18]。加工方式对玉米秸秆营养成分含量也有很大的影响。权金鹏等[19]通过肉牛育肥试验筛选玉米秸秆的最佳处理方式,发现全株玉米带穗青贮的效果要优于鲜玉米秸秆青贮、微贮、黄贮饲料。经过处理的玉米秸秆粗纤维消化率提高 20.7%,有机物质消化率提高 20% 左右[20]。穆秀明等[21]发现玉米秸秆经青贮后干物质中的粗蛋白和粗灰分含量均极显著提高(P<0.01),中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量极显著降低(P<0.01)。在青贮过程中添加试用添加剂,也能显著提高玉米秸秆的饲用价值。李春佑等[22]在青贮玉米秸秆中添加活菌及酶制剂(“青贮王1号”)饲喂 3~6 月龄杂种肉羊,结果发现试验组日增重较对照组提高 12.61%;试验组羊平均盈利较对照组提高 46.22%。蒸汽爆破技术是加工玉米秸秆的一项新技术,通过蒸汽爆预处理能使秸秆中的木质素部分分解,质地变得疏松,提高秸秆的利用率。蒸汽爆破技术使秸秆中纤维素、半纤维素和木质素的降解率分别达到8.47%、50.45%和36.65%(P<0.05)[23]。目前,中国农业大学孟庆翔教授的技术团队已经实现秸秆蒸汽爆破设备的大量生产,一个设备预计年产饲料能达到5万t。
此外,影响玉米秸秆饲用价值的因素还有许多,如秸秆收割的时间、秸秆饲用部位、土壤气候等。南方地区是玉米的主要消费地区,适合南方地区高产种植的玉米品种筛选将是未来研究的方向之一。通过现有的技术利用好秸秆资源,也是弥补南方地区饲料短缺问题的重要手段。
1.3甘蔗副产物
由表3可知,2011年南方地区甘蔗播种面积为171.70万hm2,占全国总量的99.8%,南方地区甘蔗渣产量、甘蔗梢叶分别约为1 826.6万t、3 881.3万t,占全国总量的99.8%。甘蔗副产物主要包括蔗渣和蔗梢(叶),目前在南方地区主要作为造纸、化工生产、燃料等用途,用作饲料的不到20%。作为一种重要的粗饲料,甘蔗副产物能够有效解决南方地区夏季干旱、秋冬缺料补饲的问题。饲喂单一粗饲料时,甘蔗梢采食量高于稻草、玉米秸[24]。
甘蔗渣中粗蛋白含量为2.0%,粗纤维含量为44%~46%,粗脂肪含量为0.7%,无氮浸出物含量为42%,粗灰分含量为2%~3%[25]。甘蔗梢粗蛋白含量约为7%,总糖分(包括蔗糖和还原糖)为32%,有机酸含量为7%,粗纤维含量为30%,并含有一定数量的脂肪、淀粉、维生素、酶等[26]。甘蔗收获期比较集中,南方地区气候潮湿,大量甘蔗梢堆集容易发霉,而且在收获时大多数甘蔗梢已经枯老,大多数只能用作燃料。甘蔗渣质地粗硬,适口性差,且用量不能超过牛日粮的20%[27],这些原因导致目前甘蔗副产物的利用价值较低。
目前,国内外通过对甘蔗综合利用的深入研究,已研发出鲜喂、晒制干草、 青贮、氨化、微贮等利用甘蔗稍的方法,甘蔗稍青贮营养价值和饲喂经济效益优于空秆玉米青贮,且对牛奶和牛肉无不良影响,在生产中可大量使用[28]。徐雅飞等[27]利用甘蔗渣发酵工艺,使蔗渣的蛋白质和游离氨基酸含量分别比原料提高了81.4%和83.24%,粗纤维含量从原来的43.95降至21.71%,大大提高了蔗渣的适口性和风味。通过添加复合微生物菌剂、酶、尿素、有机酸等加工手段可以显著提高饲料的营养价值。刘建勇等[29]在添加尿素青贮甘蔗梢的研究中发现,添加尿素青贮后粗蛋白与粗脂肪含量比直接青贮分别提高103.8%和41.4%。
甘蔗副产物作为基础饲料,补饲精料或其他优质青绿饲料,一方面能够节省养殖成本,另一方面也能够在响应国家生态文明建设的政策下更好地保护环境并养好牛。由于甘蔗副产物的季节性,提高其加工储存水平将会是今后研究其饲用价值的重点之一。
1.4油菜秸秆
由表4可知,2011年南方地区油菜播种面积为606.06万hm2,占全国总量的82.5%;南方地区油菜秸秆产量为3 212.5万t,占全国总量的82.5%。油菜是南方地区主要的经济作物,播种面积仅次于水稻、玉米,居第3位。翟明仁[4]报道2010年南方地区油菜秸秆综合利用量为 56.1万t,利用率仅为25%,油菜秸秆饲料化水平更低,仅占2%。
油菜秸秆的粗蛋白含量5.48%,粗脂肪含量为2.14%,粗纤维含量为46.17%,其中粗蛋白含量显著高于玉米秸与小麦秸,粗纤维含量显著高于稻草与玉米秸,是反刍动物良好的粗饲料[30]。饲用油菜是近年来由传统油菜经改良培育而成,营养全面,某些品种营养价值甚至要高于优质牧草(表5),饲油I号的干物质粗蛋白含量高达23.46%,是一种优质的青粗饲料资源[31]。但是,目前南方地区的主要油菜秸秆资源还是来自于传统油菜,由于其适口性较差、消化率仅有35%~50%、有效能低、不易于存储和运输等原因,导致饲用价值还未得到充分利用。 通过物理方式预处理油菜秸秆,然后进行氨化或者微贮,油菜的适口性显著改善,营养价值大大提高。宋献曾等[32]报道油菜秸秆经过氨化处理后营养价值成倍提升,饲养成本大幅度降低。吴道义[33]利用油菜秸秆通过氨化处理替代30%的粗饲料饲喂肉牛,肉牛的日增重提高了22.9%,料重比降低了16%。 微生物制剂能够提高油菜秸秆的感官品质,改善适口性,提高油菜秸秆的粗蛋白含量,降低粗纤维含量,提高油菜秸秆的营养价值。
目前,国内对油菜秸秆饲料的调制加工技术研究报道还较少,对油菜秸秆的饲用价值重视还不够,其营养价值提升还有很大的空间,特别是饲用油菜的培育与推广,因为其全面的营养成分和优良的抗寒特性完全可以作为南方地区越冬饲料,这将很大程度改善冬季南方肉牛的养殖运输成本。
1.5小麦秸
由表6可知,2011年南方地区小麦播种面积为773.14万hm2,占全国总量的31.9%;南方地区小麦秸秆产量为4 162.8万t,占全国总量的27.7%。小麦秸秆的粗纤维含量是玉米秸秆的1.5倍,粗蛋白含量是玉米秸秆的1/3,并含有硅酸盐和蜡质,适口性差,饲用价值较低[16]。康健等[34]对10种常见农作物秸秆的营养品质进行分析,发现小麦秸秆饲用价值最低。
小麦按照播种季节分为春小麦和冬小麦,我国主要是以冬小麦为主,播种面积占90%。小麦秸秆干物质粗蛋白含量为3.4%,粗脂肪含量为0.6%,粗纤维含量为38.3%,无氮浸出物含量为49.8%[2]。小麦秸秆的叶片消化率约为70%,茎秆仅为40%左右,但茎秆占全植株的比例在50%以上,叶片不到1/4,所以小麦秸秆的营养价值更多的是取决于茎秆。因此,提高小麦秸秆的饲用价值,必须经过加工处理。
复合化学处理法能够弥补氨化、盐化、碱化3种方法单一处理的弊端。徐清华等[35]研究发现通过复合化学处理法处理过后的小麦秸秆粗蛋白含量提高了4%,有机物降解率提高了32%。小麦秸秆收获时茎秆已经干黄,不适宜进行青贮,但可以黄贮马广英等[36]研究表明以EM菌为黄贮菌种发酵小麦秸秆后,干物质和中性洗涤纤维极显著降低,秸秆软化,适口性改善,另外粗蛋白含量也有所升高,但差异不显著(P>0.05)。黄贮后影响黄贮品质最主要的因素是菌种的选择。时秋月等[37]认为黑曲霉的发酵效果要优于EM菌。目前,利用白腐真菌加工小麦秸秆也比较普遍,该菌具有很强的木质素降解功能,姬菇206对木质素的分解率高达51.5%[38]。白腐真菌可以分解秸秆中复杂有机物,提高粗蛋白含量。赵停静等[39]用白腐真菌发酵玉米小麦混合秸秆,粗蛋白含量提高了23.4%。
1.6桑叶
2013年,全国桑园面积是82.25万hm2,平均每年桑园可生产桑叶22 500 kg/hm2,除去传统养蚕模式消耗的桑叶,每年会产生过剩的桑叶873.48万t[40]。桑树分布遍及全国,但大面积栽培的地区主要分布在浙江、江苏、四川、重庆、广东、湖南、湖北、福建等长江中下游地区。世界上许多国家将桑叶作为畜禽基础日粮,古巴等一些拉美国家对其动物性饲用价值的研究比较深入。
桑叶饲用率高达90%,营养全面,适口性良好,几乎所有动物对其都无障碍采食。桑叶中粗蛋白含量为25%~30%,与优质牧草相当,粗脂肪含量为5%,粗纤维含量为17.36%,无氮浸出物含量为42.62%,钙含量为2.33%,并含有丰富的微量元素及维生素[4,41]。桑叶中含有18种氨基酸,对动物的营养代谢具有重要作用,所以桑叶也被誉为“天然的植物营养库”。
目前,国内对桑叶饲用价值研究主要集中在桑叶的营养成分测定、桑叶的生物保健作用以及动物饲养试验3个方面。我国桑叶资源种类丰富,共收集6 000多份桑种资源,不同地区不同品种对桑叶品质的影响较大,近年来通过杂交育种技术筛选出一批耐寒、耐旱、抗逆性强的优良品种,这对于饲用桑的推广应用具有积极的影响。孙鏊等[42]在湖南省农牧区旱地对4个杂交饲料桑品系进行比较研究发现,4个品系适应性都很强,粗蛋白含量均在22%以上,氨基酸比例趋于一致。桑叶中含有多种活性物质及其衍生物(如谷甾醇、黄体色素、1-脱氧野尻霉素(DNJ)等),能够有效提高机体免疫力和生产性能。Cheong等[43]在韩牛的全混合日粮中添加10%青贮桑叶,提高了牛肉背最长肌中的谷胱甘肽过氧化物酶、超氧化物歧化酶等抗氧化物酶的活性,谷胱甘肽过氧化物酶活力能够有效反映机体硒水平,富硒牛肉也是近年来保健牛肉产品的研究热点。Yulistiani D等[44]研究表明在氨化稻草秸秆中加入桑叶(体重的1.2%或者日粮的32%)与加入精料(米糠和尿素)对比饲喂绵羊,干物质摄入量、有机物摄入量和中性洗涤纤维的摄入量相当,干物質、有机物、粗蛋白和氮的利用率等也相当,表明桑叶是一种潜在的补充能量和蛋白的可发酵饲料。Tan ND[45]用桑叶饲喂婆罗门杂交牛发现,在日粮中添加600 g/(头·d)桑叶能够显著提高干物质摄入量、瘤胃铵态氮水平以及纤维素降解菌浓度,有效改善瘤胃环境。
桑叶的饲用价值开发还有很大的空间,通过调制加工等技术手段可以减少桑叶抗营养因子对其消化吸收的速率,提高收获生产的机械化水平,改变现有种植经营模式,更加有效利用当地闲置土地资源,实现畜牧业与土壤环境净化的双赢。
1.7酒糟
截至2014年,我国白酒企业约有16 000多家,2014年1~11月全国白酒产量为1 125.6万t,南方地区白酒产量为628.7万t,南方地区酒糟产量约为1 517.9万t,占全国总产量的55.9%(表7)。这个数据不包括一些无证经营、小作坊企业12 000多家(主要分布在四川和贵州白酒主要产区,多以生产原酒为主)[46],这说明南方地区白酒糟资源非常丰富。白酒糟适口性好,价格低廉,是草食动物常见的一种农副产品饲料,但是由于鲜酒糟运输成本高,水分含量高,易腐败变质,酒厂一般将其作为生产燃料,饲料利用效率还较低。 白酒糟是以高粱、小麦、玉米、谷物等原料经过发酵、蒸馏提取酒精后的残留物,由于各地酿酒原料和生产工艺差异,白酒糟中的营养成分和含量有所不同。其中干白酒糟中粗蛋白含量为14.3%~21.8%,粗脂肪含量为4.2%~6.9%,粗纤维含量为16.8%~21.2%,粗灰分含量为3.9%~15.1%,而且其中含有丰富的氨基酸、维生素和微量元素[47]。在白酒酿造的过程中,通常会添加稻壳作为填充剂来提高出酒率,由于稻壳营养价值低,适口性差,粗纤维含量高,这也影响了白酒糟的饲料价值。
在美国,83%的肉牛养殖场利用谷物副产品饲喂肉牛,干酒糟(干物质>85%)和鲜酒糟(干物质30%~50%)是首选,鲜酒糟虽然在营养价值和经济价值上高于干酒糟,但考虑到运输成本和加工存储困难的原因,大多数还是使用干酒糟[48]。为防止酒精中毒,不宜将酒糟作为日粮的唯一粗饲料,一般与其他饲草料混合饲喂。谢正军[47]进行肉牛养殖试验,采用70%基础日粮+30%干白酒糟饲喂 380 kg左右的肉牛,结果发现饲料报酬提高了19.21%,每天节约成本0.75元/头。国内有学者认为,怀孕母牛与种公牛不适宜饲喂酒糟,可能会导致母畜难受孕、流产或者公畜的精子畸形等[47]。R.P.Arias等[49]试验表明酒糟与全株玉米混合青贮发酵饲料对怀孕母牛的消化、吸收与生产性能没有不良影响,可以完全替代传统的玉米基础日粮补饲大豆粉与青贮玉米。这可能与酿酒过程中的添加物有关,但还有待于进一步的机理研究。
酒糟作为一种优良的高能量粗饲料,其饲用价值还有待进一步挖掘。各个酒厂的生产工艺不同,通常会添加一些工业原料,这或多或少会对草食动物的消化机能和生产性能产生影响,因此如何提高酒糟加工处理和饲喂标准是目前亟需解决的问题。
2小结
南方地区农副产品品种多样,资源丰富,但总体利用率还相当低下,饲用价值开发利用还有很大的提升空间,主要有以下问题:①开发技术有限,重视程度不高。这也是与南方地区的养殖环境有客观联系,南方地区山地丘陵为主,养殖机械化推广有一定的难度,大多数养殖户规模小,分布散,以家庭经营为主,文化程度不高,信息渠道闭塞,没有有效的技术支撑,因此农副产品营养价值低,适口性差,牛羊不爱采食,大多数农副产品以施肥、焚烧为主,造成了资源浪费、环境污染严重的问题。②产业化程度不高,缺乏产学研联动机制。经济作物种植分散不连片,规模小,优质品种资源推广较慢,标准化程度低,各省份产量差异较大。设施设备、技术人才队伍尚有待提高加强,粗饲料高纤维素、低蛋白的普遍问题尚没有找到关键性技术解决。目前,国内从事粗饲料开发的重点企业、龙头企业还很少,这也是因为没有科研院所、大专院校等技术团队的支撑,也缺乏成熟的消费群体。
依据2015年中央一号文件精神,国家将深入推进农业结构调整,开展粮改饲和种养结合模式试点,立足当地优势资源,促进粮食、经济作物、饲草料三元种植结构协调发展,农副产品资源将进一步增加,亟需尽快完善经济副产物研发与技术推广体系,加大投入,整合资源,促进创新,研发新型实用技术,带动产业的发展。
参考文献
[1]
屈冉,李双,徐新量,等.草地退化杂类草入侵遥感监测方法研究进展[J].地球信息科学学报,2013,15(5):761-767.
[2] 林伟.肉牛高效健康养殖关键技术[M].北京:化学工业出版社,2010:125-130.
[3] 吴文韬,鞠美庭,刘金鹏,等.一株纤维素降解菌的分离、鉴定及对玉米秸秆的降解特性[J].微生物学通报,2013,40(4):712-719.
[4] 翟明仁.南方经济作物副产物生产、饲料化利用之现状与问题[J].饲料工业,2013(23):1-6.
[5] 董臣飞,丁成龙,许能祥,等.稻草饲用品质及茎秆形态特征的研究[J].草业学报,2013,22(4):83-88.
[6] 林嘉,吴跃明,阮群英.饲喂稻草复合颗粒料对湖羊生长性能的影响[J].中国畜牧杂志,2004,40(7):50-52.
[7] 李文学,鲁朝芬,蒋开琴.稻草、秸秆氨化饲料在养牛中的应用[J].中国畜牧兽医文摘,2013,29(8):180-181.
[8] ZHA0 GY,XUE Y,ZHANG W.Relationship between in vitro gas production and dry matter and organic matter digestibility of rations for sheep[J]. Journal of Animal and Feed Sciences, 2007,16(S2):229-234.
[9] 張广永,李兵.氨化处理对稻草体外瘤胃发酵甲烷、二氧化碳和挥发性脂肪酸产量的影响[J].动物营养学报,2013,25(8):1769-1774.
[10] 陈亮,张凌青,巫亮,等.饲喂稻草青贮饲料对肉牛育肥效果的影响[J].黑龙江畜牧兽医,2013(20):109-110.
[11] 吴晨晖,茅惠玲,陈兴,等.稻草外源酶预处理对其瘤胃降解及甲烷生成的影响[J].中国畜牧杂志,2013,49(19):47-51.
[12] 张吉鹍,张震宇,吴文旋,等.山羊稻草基础日粮补饲苜蓿对瘤胃内蛋白微循环效率及增重的组合效应研究[J].中国奶牛,2014(11):32-36.
[13] 欧阳克蕙,易中华,翟明仁,等.稻草饲料资源开发利用新技术[J].饲料研究,2010(4):72-74.
[14] 王晓玉, 薛帅, 谢光辉.大田作物秸秆量评估中秸秆系数取值研究[J]. 中国农业大学学报, 2012, 17 (1): 1-8. [15] 王如芳,张吉旺,董树亭,等.我国玉米主产区秸秆资源利用现状及其效果[J].应用生态学报,2011,22(6):1504-1510.
[16] 刁其玉.农作物秸秆养牛手册[M].北京:化学工业出版社,2013:30-43.
[17] 闫贵龙,孟庆翔,陈绍江.高油 298玉米秸秆的适宜收获期及其营养价值与其他品种玉米秸秆的比较优势[J].畜牧兽医学报,2006 (3):250-256.
[18] 袁建华,颜伟,陈艳萍,等.南方丘陵生态区玉米生产现状及发展对策[J].玉米科学,2003(Z2):29-31.
[19] 权金鹏,马垭杰,宋福超,等.不同类型玉米秸秆最佳处理方式及饲喂肉牛效果[J].中国草食动物科学,2014,34(3):40-42.
[20] 王如芳,张吉旺,董树亭,等.我国玉米主产区秸秆资源利用现状及其效果[J].应用生态学报,2011,22(6):1504-1510.
[21] 穆秀明,田树飞,陈哲凯,等.青贮玉米秸秆的饲用价值分析[J].畜牧与饲料科学,2011,32(6):89-90.
[22] 李春佑,袁涛,刘严华.生物青贮剂制作玉米秸秆饲喂陶寒F1羊增重效果[J].中国草食动物科学,2014,34(1):77-78.
[23] 常娟,尹清强,任天宝,等.蒸汽爆破预处理和微生物发酵对玉米秸秆降解率的影响[J].农业工程学报,2011,27(4):277-280.
[24] 高雨飞,黎力之,欧阳克蕙,等.甘蔗梢作为饲料资源的开发与利用[J].饲料广角,2014(21):44-45.
[25] 王海微,郑楠,韩荣伟,等.果渣类非常规饲料在养羊业中应用的研究进展[J].中国畜牧兽医,2013,40(11):83-87.
[26] 肖袆,吕达,陈政,等.甘蔗梢研究进展[J].中国糖料,2013(1):65-67.
[27] 徐雅飞.利用甘蔗渣、甘蔗糖蜜生产发酵饲料的研究[D].南宁:广西大学,2007:1-9.
[28] 李乔仙,高月娥,尚德林,等.云南甘蔗梢饲用现状及其青贮营养成分测定[J].养殖与饲料,2011(10):45-47.
[29]刘建勇,余梅,王安奎,等.添加尿素对甘蔗梢青贮的影响[J].中国牛业科学,2010,36(4):22-25.
[30] 黄瑞鹏.粉碎及氨化油菜秸秆饲喂威宁黄牛效果的研究[D].南昌:江西农业大学,2013:1-11.
[31] 董小英,黄胜球.饲料油菜生物学特性及应用研究进展[J].饲料与畜牧,2014(7):9-11.
[32] 宋献曾,林虎山.氨化秸秆育肥肉牛[J].湖北畜牧兽医,2007,45(4):15.
[33] 吴道义,金深逊,周礼杨,等.氨化油菜秸秆对威宁黄牛饲养效果的影响[J].黑龙江畜牧兽医,2015(2):26-27.
[34] 康健,匡彦蓓,盛捷.10种作物秸秆的营养品质分析[J].草业科学,2014,31(10):1951-1956.
[35] 徐清华,张文举,赵新伟,等.复合化学处理麦秸的效果研究[J].黑龙江畜牧兽医,2014(17):17-20.
[36] 马广英,张文举,徐清华,等.秸秆黄贮优化方案及其对小麦、玉米、油菜秸秆处理的影响[J].中国草食动物科学,2014(2):24-27.
[37] 时秋月,张仲欣,任广跃,等.小麦秸秆发酵菌种的筛选及工艺优化[J].粮食与饲料工业,2013(11):39-42.
[38] 孙江慧,张楠,沈其荣,等.几种食用真菌降解稻草的潜力研究[J].南京农业大学学报,2012,35(6):49-54.
[39] 赵婷静.应用复合微生物菌剂发酵作物秸秆和饲喂奶牛试验[J].青海畜牧兽医杂志,2008,38(4):8-9.
[40] 华恩顺,吕建秋.桑蚕副产物资源综合利用研究进展分析[J].中国蚕业,2015,36(1):15-19.
[41] 高雨飞,黎力之,欧阳克蕙,等.桑叶在肉牛生产中的开发利用[J].中国牛业科学,2015,41(1):68-70.
[42] 孙鏊,邓荟芬,易康乐,等.不同杂交桑饲用生产性能初步研究[J].草地学报,2014,22(5):1135-1138.
[43] CHEONG S H, KIM K H, JEON B T, et al. Effect of mulberry silage supplementation during late fattening stage of Hanwoo(Bos Taurus coreanae) steer on antioxidative enzyme activity within the longissimus muscle[J].Anim Prod Sci,2012,52(4):240-247.
[44] YULISTIANI D, JELAN Z A, LIANG J B, et al. Effects of supplementation of Mulberry (Morus alba) foliage and urea-rice bran as fermentable energy and protein sources in sheep fed urea-treated rice straw based diet[J]. AsianAustralas J Anim Sci, 2015, 28(4): 494-501.
[45] TAN N D, WANAPAT M, URIYAPONGSON S, et al. Enhancing mulberry leaf meal with urea by pelleting to improve rumen fermentation in cattle[J]. AsianAustralas J Anim Sci, 2012, 25(4): 452-461.
[46] 宋書玉.中国酒业协会白酒分会、市场专业委员会2013年工作报告[J].酿酒科技,2014(6):1-9.
[47] 谢正军,曹镜明,万建华,等.白酒糟饲用价值分析与应用探讨[J].饲料工业,2014,35(12):51-53.
[48] VASCONCELOS J T, GALYEAN M L. Nutritional recommendations of feedlot consulting nutritionists: The 2007 Texas Tech University survey[J]. J Anim Sci, 2007,85(10): 2772-2781.
[49] ARIAS R P, UNRUHSNYDER L J, SCHOLLIEGERDES E J, et al. Effects of feeding corn modified wet distillers grain plus soluble co-ensiled with chopped whole plant corn on heifer growth performance and diet digestibility in beef cattle[J].J Anim Sci, 2013, 91(9): 4366-4373.
[50] 孟杰.几种农副产品饲料的化学成分、能量价值和饲喂肉牛的生长性能与肉品质比较[D].北京:中国农业大学,2014:11-17.