國內外肉牛飼料營養研究進展

高玉紅,曹玉鳳,高 明,盧春蓮

(河北農業大學動物科技學院,河北保定071001)

近年來,世界肉牛業的總體發展趨勢是存欄量穩中有升,牛肉產量也是趨向于逐年增加。隨著養牛科學技術的提高,牛肉質量和頭均產肉量也在不斷提高。我國養牛的歷史悠久,并且在長期飼養中積累了豐富的飼養經驗,但肉牛產業卻是一個新興產業。尤其在飼料開發利用方面需要借鑒先進經驗。

1 粗飼料開發和利用

粗飼料是肉牛主要的飼料來源,針對目前草地和糧食的欠缺,粗飼料的開發和利用尤為重要。有關粗飼料的研究和利用在國內外一直是肉牛科技工作者關注的重點,除了常規的各種飼用干草、秸稈和青貯料外,近年來還發現許多其它可以用來飼喂肉牛的粗飼料。如富含蛋白質、礦物質和維生素的榆樹葉、杏樹葉、楊樹葉和蘋果樹葉等,均可作為家畜的粗飼料。糠麩類飼料由于容積大、粗纖維含量高、淀粉少和B族維生素含量豐富等特點,也是一種較好的粗飼料來源。據分析,粟谷粗谷糠和磨光糠的粗纖維含量分別達到41.2%和25.7%,磨光糠的粗蛋白質和粗脂肪含量較高,分別為 11.4%和11.5%,其酸性洗滌纖維含量為 36.4%,磷、鉀、鎂和鐵元素含量較為豐富,但鈣含量則較低。此外,各類糟渣如酒糟、豆腐渣、醬渣等也富含營養物質,近年來被廣泛應用于反芻動物的飼料中。

目前國外也在進行粗飼料資源的開發和研究,尤其是作為奶牛的粗飼料研究較多,胡蘆巴作為加拿大一種新的粗飼料資源,可以替代苜蓿粗飼料飼喂奶牛不影響其生產性能。Castro等[1]用傳統玉米青貯料和新品種玉米青貯料作為基礎日糧,添加10%的鐵線草可以保持較好的干物質采食量和較高的生產性能。肉牛的粗飼料開發近幾年才有一些報道。Schmidt等[2]比較了不同粗飼料(紫花苜蓿、菊苣、狗牙根、牛豆和珍珠粟)對肉牛生產性能、胴體特性和脂肪酸組成的影響,結果表明,紫花苜蓿能提高肉牛的增重性能,而菊苣比狗牙根和牛豆更能提高肉牛的胴體等級和大理石花紋。另有研究表明[3],處理后的甜菜渣可以作為氮源飼喂肉牛效果不錯。國內關于肉牛粗飼料的開發研究主要集中在南方富產甘蔗和木薯的地區,青貯甘蔗或青貯木薯渣均能提高肉牛的生產性能。

2 營養需要

隨著優質牛肉需求量的增加,對青年肉牛營養需要的要求也越來越高,研究主要集中在蛋白質、碳水化合物和脂肪上,國內外已有大量的研究報道。碳水化合物和蛋白質作為反芻動物能量和氮的來源,一直是國內外研究的重點。

穆阿麗等[4]報道了青年肉牛的能量需要量及其代謝規律,青年肉牛在7～10月齡時的維持凈能需要為359.39 KJ/kgW0.75.d,增重凈能需要為16940 KJ/kg,所以提高肉牛的增重必須要提供足夠的增重凈能。張國梁等[5]也認為,增加日糧能量濃度可以提高肉牛的日增重、胴體質量及屠宰率等。補飼脂肪目前國內外已有大量研究并已應用,適當提高日糧的脂肪量,對提高體脂肪的沉積量以及代謝能用于增重的能量效率均有明顯效果。而對于過瘤胃脂肪的添加,目前國內外說法不一,Gillis等[6]和張微等[7]認為添加過瘤胃保護的脂肪酸可以顯著提高肉牛日增重和飼料轉化率,尤其是在育肥中期,而Fluharty等[8]則認為肉牛日糧中添加2%～4%的棕櫚酸鈣皂對增重和飼料轉化效率均無影響。

飼料蛋白質水平是肉牛生長必不可少的因素,相關的國內外研究很多[9,10]。劉慶華等[11]研究了日糧蛋白質水平與氮消化、沉積規律及血液指標的相互關系,結果表明,隨著蛋白質水平的提高,氮的進食量顯著增加,氮的表觀消化率、氮沉積量也顯著增加。適時適量的添加蛋白質飼料,有助于提高生產性能和肉品質,降低飼養成本。大量研究表明,6～12個月的肉牛(體重150～200 kg)育肥時,日糧中蛋白質飼料的比例可降至15%左右,以后隨著肉牛體重的增加,日糧中蛋白質飼料比例可逐步降至12%左右。近年來,在肉牛蛋白質營養研究方面也已取得了很多重大進展,許多新的研究方法如分子生物學調控瘤胃微生態、多血管瘺技術和同位素示蹤技術的應用極大地促進了研究的開展。

3 瘤胃發酵調控機理

反芻動物瘤胃是一個復雜的厭氧發酵體系,它在反芻動物營養研究中占據著重要的位置。反芻動物日糧營養的供給絕大多數來自于瘤胃發酵終產物,尤其是短鏈脂肪酸和微生物蛋白,它們直接影響反芻動物的營養供給。瘤胃發酵調控的研究國內外都有報道,尤其是通過日糧調控來提高反芻動物營養的利用效率及其生產性能。日糧對反芻動物瘤胃的調控主要取決于各種飼料原料間存在的組合效應,日糧精粗比例、日糧形態及其加工方式和蛋白質水平都會改變飼料的能量利用效率,對瘤胃發酵產生不同的影響作用。

日糧中精粗料比例會改變反芻動物瘤胃發酵模式。瘤胃微生物區系隨著日糧精粗比的變化而變化,進而日糧在瘤胃的降解代謝也將發生相應的改變。適當增加日糧中的精料比例,可增加其瘤胃的丙酸產量,降低乙酸/丁酸的比例,提高飼料利用率和動物的生產性能。有關精料水平對瘤胃營養物質和營養消化率的影響,國內外都有報道。雷冬至等[12]用體外發酵法通過測定荷斯坦奶牛瘤胃pH值、72 h的累積產氣量、有機物質降解率、微生物蛋白及揮發性脂肪酸產量,研究了粗-精料間的組合效應,結果表明,在不同粗料混合與同一精料(55∶45)搭配產生了明顯的正組合效應。大量研究報道表明,日糧中淀粉含量高時,分解淀粉的微生物占優勢,丙酸含量顯著增多,而當粗飼料含量增高時,纖維素分解菌占優勢,乙酸產量就上升。日糧粗料含量為40%～50%時,瘤胃原蟲數量最大,其種類也最豐富。

日糧的物理加工處理(切碎、碾碎、制粒)、化學處理(氨化、堿化、尿素處理)和生物處理(青貯)等也是影響瘤胃發酵的主要因素。蘇秀俠等[13]研究了肉牛對不同物理性狀的玉米秸桿產品(鍘碎、揉碎、揉碎壓捆、制粒、壓塊和擠壓成棒狀)的利用效果,結果表明,肉牛對后三種加工處理的秸稈采食量最高,鍘碎為最低,并且發現秸稈顆粒型日糧的表觀消化率最低,飼喂秸稈飼料塊和秸稈飼料棒的肉牛增重效果最好,鍘碎秸稈最差。化學處理和生物處理的日糧也能顯著提高肉牛的生產性能。王晉莉等[14]利用不同處理的秸稈(干玉米秸、微貯秸稈、氨化秸稈、黃貯秸稈和整株青貯玉米)飼喂肉牛,結果發現,肉牛對整株青貯、微貯秸稈與氨化秸稈的干物質采食量極顯著高于干玉米秸,而且秸稈經處理后飼喂肉牛,日增重顯著提高。考慮到飼料成本,飼養模式以整株青貯最好,然后依次為微貯、氨化和黃貯。李天海等[15]研究也表明,飼喂秸稈生化顆粒飼料其適口性明顯提高,且肉牛的日采食量、采食率分別提高36.8%和27.1%。另外,精料的加工方式(如蒸汽壓片和干壓片)也會影響牛的生產性能,研究最多就是谷物玉米和高粱[16,17]。Corona[16]研究表明,相比干玉米,蒸汽壓片玉米能提高青年牛的日增重和胴體率,并且能提高有機物、淀粉和氮的消化率。

日糧蛋白質水平對維持適宜的瘤胃內環境,促進微生物生長具有非常重要的作用。只供給青粗飼料是滿足不了現代肉牛的生產需求的,必須用精料補充料補充青粗飼料不能提供的養分,尤其是蛋白質。Mooney等[18]通過研究不同蛋白質濃度和粗纖維濃度配比對體外瘤胃發酵的影響,認為補充蛋白質能顯著降低氨濃度而提高微生物氮濃度,促進瘤胃微生物合成微生物蛋白。

4 飼料添加劑

抗生素和化學合成類藥物因其有促生長和提高飼料利用率的作用,已廣泛應用到肉牛領域,但由于其易在產品中殘留,容易使人產生過敏反應、中毒、甚至導致人類DNA結構的改變;同時由于長期低劑量使用該類物質,易誘導細菌產生耐藥性。推廣應用綠色、安全的抗生素和合成藥物替代產品非常必要。目前國內外研究較多的飼料添加劑是微生物制劑、酶制劑和中草藥等。

微生物添加劑在肉牛養殖上的研究與應用引起了國內外普遍的關注和重視,研究最多的就是酵母菌和EM菌劑。酵母添加劑能提高肉牛瘤胃內羧甲基纖維素酶、水楊苷酶和木聚糖酶的活性,并顯著提高黃化瘤胃球菌的相對比例。目前對EM菌劑的研究表明,EM液可以提高秸稈飼料的飼用價值,增強牛胃腸的消化吸收功能,顯著提高日增重,改善牛的健康狀況和牛舍環境。程連等[19]用EM制劑處理的粗飼料替代未經處理的粗飼料飼喂未經閹割西雜公牛(12～15月齡),日采食量和日增重分別提高了13.33%和15.65%,且增重成本下降了8.21%。由此可見,微生物添加劑對保持家畜腸道菌群平衡、防病促生長等具有重要作用。

酶制劑作為肉牛飼料添加劑能有效提高肉牛對纖維的消化率,提高飼料的利用率和動物的生產性能。肉牛日糧中添加的酶制劑主要是半纖維素酶和纖維素酶,可以有效提高草料和青貯飼料的營養利用價值,尤其在青貯含糖量低的豆科飼料作物中,纖維素酶可水解青飼料中的部分多糖使其轉化為單糖,以保證產生足量的乳酸,從而得到品質優良的青飼料。除了粗飼料,纖維素酶能提高精料的營養利用價值[20],當動物采食高精料日糧,瘤胃內環境不適于粗飼料消化時,添加纖維素酶能改善粗飼料的消化。

中草藥在我國資源豐富,具有毒副作用低,不良反應少等優點,飼料中添加的中草藥使飼料具有特殊的香味,既能矯正飼料的味道,又能改善飼料的適口性。據現代藥物研究證明,天然植物中草藥含多種微量營養成分和免疫因子,既可提高飼料轉化效率,還增強動物機體的抗病能力,降低動物應激反應等 ,如山楂 、神曲 、麥芽 、谷芽 、白術 、厚樸 、肉桂 、砂仁、枳殼等中藥能健脾開胃、增進食欲,促進消化吸收。人參、黃芪、白術、枸杞、刺五加、補骨脂等中藥能促進合成代謝,促進動物生長,提高動物生產性能。飼糧中添加中草藥可以提高肉牛的增重,調節機體的免疫機能,并改善血液的抗氧化性能[21]。但由于其成分的復雜性,還需進一步研究。

綜上所述,肉牛青年牛的飼料營養研究在國內外已經受到了極大重視,并且已經取得了很多的成就,但由于養殖環境和養殖方式的復雜性和一些不定因素,飼料與營養領域中仍暴露出或大或小的問題,仍需進一步探討和研究。

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