甜高粱飼用價值的研究進(jìn)展

　　摘要：甜高粱是優(yōu)質(zhì)的飼用作物，其營養(yǎng)價值豐富，生物產(chǎn)量高，對環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，可以緩解當(dāng)前畜牧業(yè)飼草緊缺問題。文章介紹甜高粱的營養(yǎng)價值和青貯發(fā)酵，綜述甜高粱作為飼料在動物生產(chǎn)中的應(yīng)用研究進(jìn)展，旨在為甜高粱在畜牧業(yè)中的開發(fā)應(yīng)用提供參考。

　　關(guān)鍵詞：甜高粱;營養(yǎng)價值;青貯;動物生產(chǎn)

　　甜高粱(Sorghumbicolor)是禾本科高粱屬的一年生草本植物，是普通高粱的變種[1]，原產(chǎn)于非洲。甜高粱光合效率高、抗逆能力強(qiáng)，對干旱、洪澇、鹽堿以及貧瘠土壤均有很強(qiáng)的適應(yīng)性，被稱為“駱駝作物”[2]。目前，我國的東北地區(qū)、華北地區(qū)、西北地區(qū)以及華南地區(qū)均有大面積的甜高粱種植基地。甜高粱主要應(yīng)用于釀酒、造紙、建材以及可再生能源領(lǐng)域[3]，僅有少部分被用作飼料。甜高粱是優(yōu)質(zhì)的飼用作物，其生物產(chǎn)量高，含有多種氨基酸、蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)等營養(yǎng)成分[4]，是寶貴的飼草資源。將甜高粱作為飼用作物進(jìn)行廣泛的推廣種植，對緩解我國飼料資源緊缺、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要的意義。因此，應(yīng)該對甜高粱的飼用價值進(jìn)行深入研究，大力開展甜高粱的生產(chǎn)與利用，進(jìn)一步推動甜高粱在畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展中的應(yīng)用。

　　1甜高粱的營養(yǎng)成分

　　甜高粱作為優(yōu)質(zhì)飼草，所含營養(yǎng)物質(zhì)豐富。在甜高粱的整個生育期內(nèi)，其粗蛋白和粗脂肪含量分別為8.3%~14.5%和1.8%~2.9%，還含有無氮浸出物、粗灰分、礦物質(zhì)元素等動物生長所必需的營養(yǎng)物質(zhì)。甜高粱和幾種常用植物蛋白飼料、青貯飼料的營養(yǎng)成分比較見表1[5-9]。盡管甜高粱的粗蛋白含量低于常見的植物蛋白飼料，但其他主要營養(yǎng)成分與植物蛋白飼料基本持平。因此，甜高粱可以替代一些昂貴的蛋白質(zhì)飼料，降低畜禽飼料的經(jīng)濟(jì)成本。與常規(guī)青貯飼料相比，甜高粱粗蛋白含量和玉米、小麥、牧草等作物相當(dāng)。雖然甜高粱的粗纖維含量略高，但是其干物質(zhì)積累量也很高。甜高粱粗纖維占干物質(zhì)的相對含量并不高，甚至低于玉米。

　　2影響甜高粱青貯品質(zhì)的因素

　　甜高粱作為飼料的利用方式主要有青飼、干草和青貯。甜高粱的莖稈粗硬，粗纖維含量高，不易萎蔫，因此不宜調(diào)制干草;直接飼喂家畜，其營養(yǎng)物質(zhì)很難被消化利用，且受自然條件的限制較大[10-11]。目前，多選擇青貯的方式對其進(jìn)行發(fā)酵保存。經(jīng)青貯處理后的甜高粱飼料適口性好、營養(yǎng)物質(zhì)豐富、家畜消化利用率高[12]。但甜高粱的青貯品質(zhì)受多種因素影響，如甜高粱的含水量、刈割期、青貯操作方式等，在進(jìn)行青貯過程中應(yīng)當(dāng)加以重視，以保證甜高粱青貯后仍具有優(yōu)良的飼用品質(zhì)。

　　2.1刈割期

　　甜高粱幼苗期的葉片含有氰化物，青飼采收不宜靠前[2]，且甜高粱各時期的營養(yǎng)物質(zhì)差異很大，應(yīng)該選擇合適的時期進(jìn)行刈割青貯保存。許富強(qiáng)等[10]研究表明，甘肅地區(qū)的甜高粱生長到120~135d時最適宜收割青貯，此時的鮮產(chǎn)量和粗蛋白含量均較高，含水量達(dá)77.43%，總糖積累量為28.20~29.29g/100g，顯著高于其他時期，中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量較低。將甜高粱的最佳收割期延后40d，含水量顯著降低24.30%，總糖含量顯著降低44.80%，嚴(yán)重影響青貯發(fā)酵過程中乳酸菌的活躍性。岳麗等[13]在甜高粱生長的3個不同時期(乳熟期、蠟熟期、完熟期)對其進(jìn)行刈割，結(jié)果發(fā)現(xiàn)刈割期越晚，其纖維含量越少，而干物質(zhì)和碳水化合物越高，完熟期為新疆北疆地區(qū)甜高粱收獲的最佳時期。結(jié)果表明，收割時間會直接影響甜高粱的產(chǎn)量和品質(zhì)。因此，在種植甜高粱時，要綜合考慮品種的生育期及當(dāng)?shù)靥鞖鈼l件等因素，選擇最適宜的時間進(jìn)行收割青貯。

　　2.2調(diào)制技術(shù)

　　規(guī)范且合理的青貯調(diào)制技術(shù)是決定青貯后甜高粱品質(zhì)的重要因素。甜高粱青貯時的粉碎長度為2~3cm，收割后應(yīng)立刻進(jìn)行青貯，防止乳酸菌產(chǎn)酸及產(chǎn)氣[14]。將甜高粱裝入青貯窖時，應(yīng)一次性快速裝填，并立即壓緊夯實、嚴(yán)格密封，創(chuàng)造窖內(nèi)無氧的環(huán)境[15]。有研究表明，裝填次數(shù)會對甜高粱青貯后干物質(zhì)損失率造成顯著影響[16]。此外，應(yīng)該控制青貯過程中的溫度，20~30℃為乳酸菌繁殖的最佳溫度。王文博等[17]研究表明，如果青貯過程溫度過高，青貯后的甜高粱飼料的乳酸、乙酸、丙酸含量和有氧穩(wěn)定性會顯著降低。因此，青貯調(diào)制技術(shù)對青貯后的飼料品質(zhì)至關(guān)重要，今后應(yīng)加強(qiáng)對調(diào)制技術(shù)的研究，形成一套完備的甜高粱青貯體系，實現(xiàn)甜高粱青貯飼料利用效益的最大化。

　　2.3添加劑

　　為了提高甜高粱的青貯品質(zhì)、降低青貯后營養(yǎng)物質(zhì)的損失，可以在青貯發(fā)酵過程中使用添加劑。研究表明，甜高粱青貯過程中添加二甲酸鉀和雙乙酸鈉能夠改善青貯品質(zhì)，顯著降低飼料乳酸和液態(tài)氨的含量，顯著增加乙酸、丙酸、水溶性碳水化合物含量和有氧穩(wěn)定性[18]。在甜高粱青貯過程中添加乳酸菌及其制劑，可以使乳酸含量提升10%，并顯著降低青貯后pH值和干物質(zhì)損失率[19]。

　　將乳酸菌與葡萄渣混合添入甜高粱的發(fā)酵真空袋中，可以顯著提高青貯后飼料的乳酸、粗蛋白和碳水化合物含量，顯著降低pH值、丁酸和氨氮含量，延緩有氧環(huán)境造成的腐敗[20]。另外，添加2%油提微藻可以促進(jìn)甜高粱青貯飼料的發(fā)酵，提高青貯飼料的營養(yǎng)價值[21]。在選擇具體的添加劑種類時，需要綜合考慮添加劑和目標(biāo)飼料的特性，確定最佳添入量和添入方式，以便最大程度地發(fā)揮添加劑的功效。

　　2.4混合青貯

　　混合青貯能夠提高甜高粱的營養(yǎng)品質(zhì)，提升飼喂價值。馮濤等[22]研究甜高粱與其他作物秸稈混合青貯后營養(yǎng)和品質(zhì)的保存效果，結(jié)果表明，甜高粱與玉米混合青貯后，乳酸含量顯著高于其他處理(甜高粱+大豆秸稈、甜高粱+水稻秸稈、甜高粱+小麥秸稈、對照組)，粗蛋白含量顯著升高。

　　甜高粱和馬鈴薯莖葉混合青貯能夠顯著提高青貯后的乳酸、干物質(zhì)、中性洗滌纖維以及酸性洗滌纖維的含量，顯著降低青貯后飼料的pH值、乙酸、丁酸和氨氮含量，甜高粱和馬鈴薯莖葉的最佳混合比為1∶9[23]。甜高粱與苜蓿按75∶25的混合配比可以使青貯發(fā)酵飼料在發(fā)酵品質(zhì)、飼料營養(yǎng)價值和好氧穩(wěn)定性之間達(dá)到最佳平衡，最適合反芻動物使用[24]�；旌锨噘A可以有效改善飼料的品質(zhì)，但目前關(guān)于甜高粱混合青貯技術(shù)、合理的混合比例以及混合飼料的種類研究較少，在實際應(yīng)用中還需要進(jìn)一步研究。

　　3甜高粱在動物生產(chǎn)中的應(yīng)用

　　3.1甜高粱在反芻動物中的應(yīng)用

　　3.1.1甜高粱在牛生產(chǎn)中的應(yīng)用

　　甜高粱青貯飼料適口性好，能夠改善家畜的生產(chǎn)性能，可以替代一定量的玉米青貯飼料。何周瑞等[25]在荷斯坦牛泌乳的中后期使用青貯甜高粱替代青貯玉米，研究表明，添加甜高粱后牛奶的總固形物、非脂固形物含量、乳蛋白率、乳脂率和乳糖率均提高。

　　Li等[26]研究表明，甜高粱替代玉米對荷斯坦奶牛的產(chǎn)奶量和血清代謝物無不利影響，可以作為干旱地區(qū)反芻動物日糧。甜高粱和飼草高粱分別以同等比例混合其他飼料飼喂肉牛，甜高粱組牛的日均增體質(zhì)量為1.17kg，飼草高粱組為0.88kg，二者差異極顯著[27]。飼喂青貯甜高粱的肉牛日增重較氨化麥草和青貯玉米組極顯著升高[28]。李珊珊[29]使用甜高粱代替全株玉米作為泌乳期奶牛的日糧，結(jié)果顯示，添加青貯甜高粱可以極顯著增加牛奶中多不飽和脂肪酸的含量，降低奶牛乳房炎的發(fā)生率，但是對泌乳期奶牛的產(chǎn)奶量和乳脂率無顯著影響。盡管用甜高粱飼喂奶牛在乳脂率方面與青貯玉米相比提高不顯著，但是甜高粱生物產(chǎn)量大、種植成本低，作為替代日糧能夠顯著增加飼養(yǎng)牛的經(jīng)濟(jì)效益。此外，甜高粱的飼喂價值高低與牛的品種和生長期有關(guān)，在養(yǎng)殖過程中應(yīng)注意選擇。

　　3.1.2甜高粱在羊生產(chǎn)中的應(yīng)用

　　王宏博等[30]使用青貯甜高粱替代50%青貯玉米，發(fā)現(xiàn)羔羊?qū)α椎谋碛^消化率極顯著提高，對氮的利用率和粗蛋白質(zhì)消化率也有提高。瘤胃液中支鏈脂肪酸的含量對維持牛羊腸胃微生物區(qū)系的平衡十分重要。使用青貯甜高粱飼喂小尾寒羊，可以顯著提升其瘤胃液中的氨氮含量和支鏈脂肪酸含量[31]。青貯甜高粱可以提高羊的抗氧化能力及肝臟健康，有效預(yù)防高血脂和機(jī)體酮癥酸中毒等疾病，但是完全用甜青貯高粱取代青貯玉米飼喂肉羊，肉羊的日采食量會極顯著降低[32]。

　　育肥肉羊試驗表明，甜高粱青貯飼喂組的肉羊背最長肌纖維組織含量顯著高于玉米青貯飼喂組，羊肉品質(zhì)更好[33]。甜高粱與其他粗飼料共同使用可以明顯提高飼喂效果，研究發(fā)現(xiàn)青貯甜高粱和葡萄籽混合飼喂小尾寒羊羔羊，其瘤胃液pH值和乙酸鹽/丙酸酯比率降低，但有機(jī)酸、乙酸鹽、丙酸酯、丁酸酯、異戊酸和戊酸酯的含量顯著升高[34]。盡管甜高粱與其他飼料結(jié)合使用飼喂更好，但是因為各飼用作物能量和蛋白質(zhì)含量不同，在確定添加比例時，還要考慮羊的營養(yǎng)吸收率問題，防治因為營養(yǎng)過剩而引發(fā)的代謝類的疾病。

　　3.2甜高粱在非反芻動物中的應(yīng)用

　　3.2.1甜高粱在鵝生產(chǎn)中的應(yīng)用甜高粱所含碳水化合物較高。陳遇英[35]將甜高粱的青貯秸稈粉碎后補(bǔ)充玉米面飼喂鵝，發(fā)現(xiàn)鵝增重明顯，飼喂20d能夠增重30%~50%。使用青綠甜高粱替代部分基礎(chǔ)日糧可以顯著提高四川白鵝的肌胃指數(shù)，顯著降低腹脂率，以4%~8%的替代比例飼喂效果最好[36]。也有研究表明，在鵝的基礎(chǔ)飲食中添加占比8%的甜高粱秸稈后，鵝腸道中的微生物菌群多樣性顯著增加，體內(nèi)的碳水化合物代謝、膜運(yùn)輸、內(nèi)分泌和消化系統(tǒng)的代謝也明顯加快[37]。

　　3.2.2甜高粱在兔生產(chǎn)中的應(yīng)用在肉兔的混合日糧中添加一定比例的凋萎青貯甜高粱，喂養(yǎng)5w后，肉兔的總增重從871.56g增加至950.25g;添加量為30%~35%時，肉兔體內(nèi)的乳酸脫氫酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶和堿性磷酸酶活性降低，有利于肉兔的生長發(fā)育[38]。

　　3.2.3甜高粱在驢生產(chǎn)中的應(yīng)用用青貯甜高粱替換不同占比的甜高粱干草飼喂德州驢駒60d，德州驢的平均日增重高于只飼喂甜高粱干草的對照組，平均日采食量和料重比均低于對照組，表明青貯后的甜高粱品質(zhì)更好，更適合飼喂肉驢[39]。甜高粱在非反芻動物上的應(yīng)用研究較少，要想進(jìn)一步挖掘甜高粱在動物養(yǎng)殖方面的飼用潛力，未來應(yīng)加強(qiáng)甜高粱對單胃動物和哺乳動物的飼用價值方面的研究。

　　4展望

　　甜高粱作為一種能源作物，具有生物產(chǎn)量高、營養(yǎng)物質(zhì)豐富、抗逆能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，是極具應(yīng)用潛力的飼用原料。但我國甜高粱的種植面積有限，關(guān)于甜高粱飼用方面的研究和開發(fā)還處于起始階段，存在諸多問題亟待解決。為了使甜高粱在我國能夠作為飼料大幅利用，首先要解決畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上相關(guān)企業(yè)和農(nóng)戶的認(rèn)識問題，加強(qiáng)對甜高粱飼用優(yōu)勢的宣傳，號召相關(guān)單位和個人進(jìn)行種植和加工;同時研究人員也應(yīng)該加強(qiáng)對甜高粱飼用方面的研究，為其飼用價值提供有力支持。

　　農(nóng)作物生產(chǎn)論文：中國高粱產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析

　　廣大科研工作者應(yīng)該通過分子生物學(xué)手段培育可以適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂�、抗倒伏能力�?qiáng)、營養(yǎng)價值高的飼用甜高粱品種，尤其是能夠減少甜高粱抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)(單寧、高粱酮)危害的新品種。應(yīng)該形成1套完整的甜高粱生產(chǎn)及青貯發(fā)酵體系，以便為實際的生產(chǎn)種植加工提供技術(shù)服務(wù)和指導(dǎo)。目前，甜高粱在畜禽養(yǎng)殖方面的研究還不太深入，今后應(yīng)加大對甜高粱提高動物的生產(chǎn)性能的作用機(jī)制方面的研究力度。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]賀春貴.甜高粱概念辨析及栽培群概念在飼用高粱品種研究中的應(yīng)用[J].甘肅農(nóng)業(yè)科技，2021，52(3)：80-86.

　　[2]張丹，王楠，李超，等.甜高粱——一種優(yōu)質(zhì)的飼料作物[J].生物技術(shù)通報，2019，35(5)：2-8.

　　作者：王文穎1張健男2孫閻1王秋紅1*

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