甜高粱饲用价值的研究进展

所属分类：农业论文阅读426次时间：2021-08-17 10:40

本文摘要：摘要：甜高粱是优质的饲用作物，其营养价值丰富，生物产量高，对环境适应性强，可以缓解当前畜牧业饲草紧缺问题。文章介绍甜高粱的营养价值和青贮发酵，综述甜高粱作为饲料在动物生产中的应用研究进展，旨在为甜高粱在畜牧业中的开发应用提供参考。关键词：

　　摘要：甜高粱是优质的饲用作物，其营养价值丰富，生物产量高，对环境适应性强，可以缓解当前畜牧业饲草紧缺问题。文章介绍甜高粱的营养价值和青贮发酵，综述甜高粱作为饲料在动物生产中的应用研究进展，旨在为甜高粱在畜牧业中的开发应用提供参考。

　　关键词：甜高粱;营养价值;青贮;动物生产

高粱食用

　　甜高粱(Sorghumbicolor)是禾本科高粱属的一年生草本植物，是普通高粱的变种[1]，原产于非洲。甜高粱光合效率高、抗逆能力强，对干旱、洪涝、盐碱以及贫瘠土壤均有很强的适应性，被称为“骆驼作物”[2]。目前，我国的东北地区、华北地区、西北地区以及华南地区均有大面积的甜高粱种植基地。甜高粱主要应用于酿酒、造纸、建材以及可再生能源领域[3]，仅有少部分被用作饲料。甜高粱是优质的饲用作物，其生物产量高，含有多种氨基酸、蛋白质和矿物质等营养成分[4]，是宝贵的饲草资源。将甜高粱作为饲用作物进行广泛的推广种植，对缓解我国饲料资源紧缺、促进经济发展具有重要的意义。因此，应该对甜高粱的饲用价值进行深入研究，大力开展甜高粱的生产与利用，进一步推动甜高粱在畜牧业可持续发展中的应用。

　　1甜高粱的营养成分

　　甜高粱作为优质饲草，所含营养物质丰富。在甜高粱的整个生育期内，其粗蛋白和粗脂肪含量分别为8.3%~14.5%和1.8%~2.9%，还含有无氮浸出物、粗灰分、矿物质元素等动物生长所必需的营养物质。甜高粱和几种常用植物蛋白饲料、青贮饲料的营养成分比较见表1[5-9]。尽管甜高粱的粗蛋白含量低于常见的植物蛋白饲料，但其他主要营养成分与植物蛋白饲料基本持平。因此，甜高粱可以替代一些昂贵的蛋白质饲料，降低畜禽饲料的经济成本。与常规青贮饲料相比，甜高粱粗蛋白含量和玉米、小麦、牧草等作物相当。虽然甜高粱的粗纤维含量略高，但是其干物质积累量也很高。甜高粱粗纤维占干物质的相对含量并不高，甚至低于玉米。

　　2影响甜高粱青贮品质的因素

　　甜高粱作为饲料的利用方式主要有青饲、干草和青贮。甜高粱的茎秆粗硬，粗纤维含量高，不易萎蔫，因此不宜调制干草;直接饲喂家畜，其营养物质很难被消化利用，且受自然条件的限制较大[10-11]。目前，多选择青贮的方式对其进行发酵保存。经青贮处理后的甜高粱饲料适口性好、营养物质丰富、家畜消化利用率高[12]。但甜高粱的青贮品质受多种因素影响，如甜高粱的含水量、刈割期、青贮操作方式等，在进行青贮过程中应当加以重视，以保证甜高粱青贮后仍具有优良的饲用品质。

　　2.1刈割期

　　甜高粱幼苗期的叶片含有氰化物，青饲采收不宜靠前[2]，且甜高粱各时期的营养物质差异很大，应该选择合适的时期进行刈割青贮保存。许富强等[10]研究表明，甘肃地区的甜高粱生长到120~135d时最适宜收割青贮，此时的鲜产量和粗蛋白含量均较高，含水量达77.43%，总糖积累量为28.20~29.29g/100g，显著高于其他时期，中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量较低。将甜高粱的最佳收割期延后40d，含水量显著降低24.30%，总糖含量显著降低44.80%，严重影响青贮发酵过程中乳酸菌的活跃性。岳丽等[13]在甜高粱生长的3个不同时期(乳熟期、蜡熟期、完熟期)对其进行刈割，结果发现刈割期越晚，其纤维含量越少，而干物质和碳水化合物越高，完熟期为新疆北疆地区甜高粱收获的最佳时期。结果表明，收割时间会直接影响甜高粱的产量和品质。因此，在种植甜高粱时，要综合考虑品种的生育期及当地天气条件等因素，选择最适宜的时间进行收割青贮。

　　2.2调制技术

　　规范且合理的青贮调制技术是决定青贮后甜高粱品质的重要因素。甜高粱青贮时的粉碎长度为2~3cm，收割后应立刻进行青贮，防止乳酸菌产酸及产气[14]。将甜高粱装入青贮窖时，应一次性快速装填，并立即压紧夯实、严格密封，创造窖内无氧的环境[15]。有研究表明，装填次数会对甜高粱青贮后干物质损失率造成显著影响[16]。此外，应该控制青贮过程中的温度，20~30℃为乳酸菌繁殖的最佳温度。王文博等[17]研究表明，如果青贮过程温度过高，青贮后的甜高粱饲料的乳酸、乙酸、丙酸含量和有氧稳定性会显著降低。因此，青贮调制技术对青贮后的饲料品质至关重要，今后应加强对调制技术的研究，形成一套完备的甜高粱青贮体系，实现甜高粱青贮饲料利用效益的最大化。

　　2.3添加剂

　　为了提高甜高粱的青贮品质、降低青贮后营养物质的损失，可以在青贮发酵过程中使用添加剂。研究表明，甜高粱青贮过程中添加二甲酸钾和双乙酸钠能够改善青贮品质，显著降低饲料乳酸和液态氨的含量，显著增加乙酸、丙酸、水溶性碳水化合物含量和有氧稳定性[18]。在甜高粱青贮过程中添加乳酸菌及其制剂，可以使乳酸含量提升10%，并显著降低青贮后pH值和干物质损失率[19]。

　　将乳酸菌与葡萄渣混合添入甜高粱的发酵真空袋中，可以显著提高青贮后饲料的乳酸、粗蛋白和碳水化合物含量，显著降低pH值、丁酸和氨氮含量，延缓有氧环境造成的腐败[20]。另外，添加2%油提微藻可以促进甜高粱青贮饲料的发酵，提高青贮饲料的营养价值[21]。在选择具体的添加剂种类时，需要综合考虑添加剂和目标饲料的特性，确定最佳添入量和添入方式，以便最大程度地发挥添加剂的功效。

　　2.4混合青贮

　　混合青贮能够提高甜高粱的营养品质，提升饲喂价值。冯涛等[22]研究甜高粱与其他作物秸秆混合青贮后营养和品质的保存效果，结果表明，甜高粱与玉米混合青贮后，乳酸含量显著高于其他处理(甜高粱+大豆秸秆、甜高粱+水稻秸秆、甜高粱+小麦秸秆、对照组)，粗蛋白含量显著升高。

　　甜高粱和马铃薯茎叶混合青贮能够显著提高青贮后的乳酸、干物质、中性洗涤纤维以及酸性洗涤纤维的含量，显著降低青贮后饲料的pH值、乙酸、丁酸和氨氮含量，甜高粱和马铃薯茎叶的最佳混合比为1∶9[23]。甜高粱与苜蓿按75∶25的混合配比可以使青贮发酵饲料在发酵品质、饲料营养价值和好氧稳定性之间达到最佳平衡，最适合反刍动物使用[24]。混合青贮可以有效改善饲料的品质，但目前关于甜高粱混合青贮技术、合理的混合比例以及混合饲料的种类研究较少，在实际应用中还需要进一步研究。

　　3甜高粱在动物生产中的应用

　　3.1甜高粱在反刍动物中的应用

　　3.1.1甜高粱在牛生产中的应用

　　甜高粱青贮饲料适口性好，能够改善家畜的生产性能，可以替代一定量的玉米青贮饲料。何周瑞等[25]在荷斯坦牛泌乳的中后期使用青贮甜高粱替代青贮玉米，研究表明，添加甜高粱后牛奶的总固形物、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，甜高粱替代玉米对荷斯坦奶牛的产奶量和血清代谢物无不利影响，可以作为干旱地区反刍动物日粮。甜高粱和饲草高粱分别以同等比例混合其他饲料饲喂肉牛，甜高粱组牛的日均增体质量为1.17kg，饲草高粱组为0.88kg，二者差异极显著[27]。饲喂青贮甜高粱的肉牛日增重较氨化麦草和青贮玉米组极显著升高[28]。李珊珊[29]使用甜高粱代替全株玉米作为泌乳期奶牛的日粮，结果显示，添加青贮甜高粱可以极显著增加牛奶中多不饱和脂肪酸的含量，降低奶牛乳房炎的发生率，但是对泌乳期奶牛的产奶量和乳脂率无显著影响。尽管用甜高粱饲喂奶牛在乳脂率方面与青贮玉米相比提高不显著，但是甜高粱生物产量大、种植成本低，作为替代日粮能够显著增加饲养牛的经济效益。此外，甜高粱的饲喂价值高低与牛的品种和生长期有关，在养殖过程中应注意选择。

　　3.1.2甜高粱在羊生产中的应用

　　王宏博等[30]使用青贮甜高粱替代50%青贮玉米，发现羔羊对磷的表观消化率极显著提高，对氮的利用率和粗蛋白质消化率也有提高。瘤胃液中支链脂肪酸的含量对维持牛羊肠胃微生物区系的平衡十分重要。使用青贮甜高粱饲喂小尾寒羊，可以显著提升其瘤胃液中的氨氮含量和支链脂肪酸含量[31]。青贮甜高粱可以提高羊的抗氧化能力及肝脏健康，有效预防高血脂和机体酮症酸中毒等疾病，但是完全用甜青贮高粱取代青贮玉米饲喂肉羊，肉羊的日采食量会极显著降低[32]。

　　育肥肉羊试验表明，甜高粱青贮饲喂组的肉羊背最长肌纤维组织含量显著高于玉米青贮饲喂组，羊肉品质更好[33]。甜高粱与其他粗饲料共同使用可以明显提高饲喂效果，研究发现青贮甜高粱和葡萄籽混合饲喂小尾寒羊羔羊，其瘤胃液pH值和乙酸盐/丙酸酯比率降低，但有机酸、乙酸盐、丙酸酯、丁酸酯、异戊酸和戊酸酯的含量显著升高[34]。尽管甜高粱与其他饲料结合使用饲喂更好，但是因为各饲用作物能量和蛋白质含量不同，在确定添加比例时，还要考虑羊的营养吸收率问题，防治因为营养过剩而引发的代谢类的疾病。

　　3.2甜高粱在非反刍动物中的应用

　　3.2.1甜高粱在鹅生产中的应用甜高粱所含碳水化合物较高。陈遇英[35]将甜高粱的青贮秸秆粉碎后补充玉米面饲喂鹅，发现鹅增重明显，饲喂20d能够增重30%~50%。使用青绿甜高粱替代部分基础日粮可以显著提高四川白鹅的肌胃指数，显著降低腹脂率，以4%~8%的替代比例饲喂效果最好[36]。也有研究表明，在鹅的基础饮食中添加占比8%的甜高粱秸秆后，鹅肠道中的微生物菌群多样性显著增加，体内的碳水化合物代谢、膜运输、内分泌和消化系统的代谢也明显加快[37]。

　　3.2.2甜高粱在兔生产中的应用在肉兔的混合日粮中添加一定比例的凋萎青贮甜高粱，喂养5w后，肉兔的总增重从871.56g增加至950.25g;添加量为30%~35%时，肉兔体内的乳酸脱氢酶、谷草转氨酶和碱性磷酸酶活性降低，有利于肉兔的生长发育[38]。

　　3.2.3甜高粱在驴生产中的应用用青贮甜高粱替换不同占比的甜高粱干草饲喂德州驴驹60d，德州驴的平均日增重高于只饲喂甜高粱干草的对照组，平均日采食量和料重比均低于对照组，表明青贮后的甜高粱品质更好，更适合饲喂肉驴[39]。甜高粱在非反刍动物上的应用研究较少，要想进一步挖掘甜高粱在动物养殖方面的饲用潜力，未来应加强甜高粱对单胃动物和哺乳动物的饲用价值方面的研究。

　　4展望

　　甜高粱作为一种能源作物，具有生物产量高、营养物质丰富、抗逆能力强等优点，是极具应用潜力的饲用原料。但我国甜高粱的种植面积有限，关于甜高粱饲用方面的研究和开发还处于起始阶段，存在诸多问题亟待解决。为了使甜高粱在我国能够作为饲料大幅利用，首先要解决畜牧业产业链上相关企业和农户的认识问题，加强对甜高粱饲用优势的宣传，号召相关单位和个人进行种植和加工;同时研究人员也应该加强对甜高粱饲用方面的研究，为其饲用价值提供有力支持。

　　农作物生产论文：中国高粱产业发展现状分析

　　广大科研工作者应该通过分子生物学手段培育可以适应当地气候、抗倒伏能力强、营养价值高的饲用甜高粱品种，尤其是能够减少甜高粱抗营养物质(单宁、高粱酮)危害的新品种。应该形成1套完整的甜高粱生产及青贮发酵体系，以便为实际的生产种植加工提供技术服务和指导。目前，甜高粱在畜禽养殖方面的研究还不太深入，今后应加大对甜高粱提高动物的生产性能的作用机制方面的研究力度。

　　参考文献

　　[1]贺春贵.甜高粱概念辨析及栽培群概念在饲用高粱品种研究中的应用[J].甘肃农业科技，2021，52(3)：80-86.

　　[2]张丹，王楠，李超，等.甜高粱——一种优质的饲料作物[J].生物技术通报，2019，35(5)：2-8.

　　作者：王文颖1张健男2孙阎1王秋红1*

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