甘蔗渣的飼用價值評價

彭海芬，和嘉榮，李 花，金顯棟，李文貴，黃必志，亐開興

（1云南農業(yè)大學動物醫(yī)學院，昆明 650201；2云南省種畜繁育推廣中心，昆明 650212；3云南省草地動物科學研究院，昆明 650212）

0 引言

甘蔗(Saccharum officinarum)是禾本科甘蔗屬的多年生草本植物，為喜高溫、強光照作物，對土壤的適應性較強，適宜黏壤土、紅壤土、砂壤土生長；作為傳統(tǒng)的制糖原料，甘蔗是光合能力較強的C4作物之一，也是生物產量最高的栽培作物之一[1-3]。中國甘蔗生產位列世界第三，僅次于巴西和印度[2,4]。甘蔗在我國種植主要集中在南方廣西、云南、廣東、貴州、福建、四川等省區(qū)[2,5]。云南省是僅次于廣西的全國第二大甘蔗種植區(qū)，主要集中種植于普洱、臨滄、德宏、西雙版納、文山、保山、紅河等州市，是云南省重要的經濟產業(yè)之一[5]。制糖過程中，甘蔗莖稈經破碎和榨取蔗汁后產生的纖維性廢渣（甘蔗渣），是甘蔗制糖工業(yè)的主要副產品，一般濕蔗渣產率為榨蔗量的1/5～1/4[6]。據統(tǒng)計，中國每年甘蔗產量大概7000萬t，可產生甘蔗渣2000萬t[4,7]。據云南糖網，2018/2019年榨季，云南省甘蔗農業(yè)總產1840萬t，甘蔗工業(yè)入榨量1620萬t將產生甘蔗渣400萬t[8]。甘蔗渣具有數量多、來源集中（榨糖廠）、質量均一、價格低等優(yōu)勢，但纖維素和木質素含量較高的特點，不適宜于直接飼喂[1,2,9-11]，而70%～80%甘蔗渣被直接用作糖廠鍋爐燃料，得不到有效利用，造成資源浪費，對生態(tài)環(huán)境有一定的污染[2,4]。然而，通常甘蔗收獲季節(jié)在每年12月至翌年3、4月，恰逢南方冬春季節(jié)缺草期，大宗榨糖副產物可有效緩解南方冬春飼草料供應，經化學、生物技術處理后可作為反芻動物的粗飼料[10-15]。

本研究通過甘蔗渣與一些農副產物的營養(yǎng)成分、干物質采食量、產奶凈能等指標進作比較，并對其飼料相對價值和粗飼料分級進行評價，以期明確甘蔗渣的飼用價值，權衡其利弊加以利用，如果可有效利用甘蔗渣，緩解現今飼料資源短缺的狀況，降低飼料成本，提高養(yǎng)殖業(yè)的經濟效益；同時又減輕環(huán)境污染，具有很大的發(fā)展?jié)摿蜕鷳B(tài)效益，是甘蔗制糖企業(yè)拓展循環(huán)經濟、實現糖業(yè)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。

1 材料與方法

1.1 樣品采集與處理

甘蔗渣取自楚雄市雙柏縣某肉牛養(yǎng)殖場，鮮綠光葉紫花苕、鮮綠燈盞花稈、干蠶豆稈、熟化洋薊花苞、青貯玉米和稻草糠多種原料分別采集于曲靖市羅平縣、紅河州瀘西縣、楚雄市姚安縣、昆明市石林縣、楚雄市東瓜鎮(zhèn)和大理州巍山縣，將所有樣品于65℃烘干48 h，過40目篩后混勻，以四分法取樣，裝入自封袋中密閉保存待測其營養(yǎng)成分。

1.2 測定指標和方法

采用常規(guī)法(GB/T 6435—1986)測定干物質(DM)；用高溫灼燒法(GB/T 6438—2007)測定粗灰分(Ash)；采用凱氏定氮法(GB/T 6432—1994)測定粗蛋白(CP)；采用石油醚浸提殘余法(GB/T6433—2006)測定粗脂肪(EE)；用范氏洗滌纖維測定粗纖維(CF)、酸性洗滌纖維(ADF)、中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌木質素(ADL)；用高錳酸鉀滴定法(GB/T 6436—2002)測定鈣(Ca)含量，用P鉬黃比色法(GB/T 6437—2002)測定磷(P)含量，無氮浸出物(NFE)用差減法計算。

1.3 飼料相對值(RFV)

根據測定的營養(yǎng)成分，參照美國廣泛應用的飼料相對營養(yǎng)價值指數(relative feed value,RFV)模型[12-14]評定所測定樣品的營養(yǎng)品質，計算模型見式(1)。

式中：DMI(%BW)＝120/NDF(%DM)，DDM(%DM)＝88.9-0.779×ADF(%DM)，其中：DMI為粗飼料干物質隨意采食量，DDM為可消化干物質，計算RFV時除以1.29，目的是以盛花期的苜蓿RFV為100；RFV數值大于100的牧草表明相對于基數100而言，整體上品質較好。

1.4 粗飼料分級指數(GI)

根據測定的營養(yǎng)成分，采用我國學者盧德勛提出的粗飼料分級指數(grading index,GI)模型[16-17]評定所測定樣品的營養(yǎng)價值，計算模型見式(2)～(4)。

式中：NEL為產奶凈能，DMI為干物質隨意采食量。

1.5 數據處理與分析

試驗數據采用Excel 2010進行統(tǒng)計整理，利用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件對數據進行單因素(One-way ANOVA)方差分析，結果以平均值±標準差(Mean±SD)表示，本研究只對甘蔗渣鮮綠光葉紫花苕、鮮綠燈盞花稈、干蠶豆稈、熟化洋薊花苞5種進行方差分析，列入其它粗飼料數據主要作RFV和GI比較。

2 結果

2.1 常規(guī)營養(yǎng)成分

由表1可見，測定幾類粗飼料干物質含量較高，除燈盞花稈外，差異不大。燈盞花稈的粗蛋白(20.83%)含量顯著高于熟化洋薊花苞、光葉紫花苕、蠶豆稈和甘蔗渣(P＜0.01)，而甘蔗渣的粗蛋白含量極低(P＜0.01)；甘蔗渣和蠶豆稈的粗脂肪含量顯著低于其他三類粗飼料(P＜0.05)，而甘蔗渣的鈣、磷含量顯著低于其他粗飼料(P＜0.05)。

2.2 纖維成分

由表2可見，甘蔗渣、蠶豆稈的粗纖維含量顯著高于光葉紫花苕、燈盞花稈和洋薊花苞(P＜0.05)，光葉紫花苕和熟化洋薊花苞顯著高于燈盞花稈(P＜0.05)；甘蔗渣、蠶豆稈的NDF含量明顯高于光葉紫花苕、燈盞花稈和熟化洋薊花苞(P＜0.05)；蠶豆稈的ADF顯著高于其他四類粗飼料(P＜0.05)。同樣，甘蔗渣和蠶豆稈的木質素含量顯著高于光葉紫花苕、燈盞花稈和蠶豆稈(P＜0.05)，說明甘蔗渣木質化程度最嚴重。

表1 甘蔗渣與其它粗飼料常規(guī)營養(yǎng)成分比較/(%DM)

表2 甘蔗渣纖維成分與其它粗飼料比較/(%DM)

2.3 飼料品質

由表3可見，在測定的五類粗飼料中，只有光葉紫花苕的RFV超過100，燈盞花稈和熟化洋薊花苞分別為88.6和94.7，不到100，明顯低于優(yōu)質青貯玉米(139.5)(P＜0.05)；甘蔗渣和蠶豆稈的RFV顯著低于光葉紫花苕、燈盞花稈、熟化洋薊花苞(P＜0.05)，甘蔗渣跟稻草糠差異不顯著(76.09 vs.73.45)；熟化洋薊花苞RFV較加工前下降大半，養(yǎng)分損失嚴重。相對應光葉紫花苕、燈盞花稈、熟化洋薊花苞的干物質隨意采食量(DMI)和產奶凈能(NEL)顯著高于甘蔗渣和蠶豆稈(P＜0.05)。燈盞花稈GI優(yōu)于光葉紫花苕(P＞0.05)和熟化洋薊花苞(P＜0.05)，甘蔗渣和蠶豆稈二者的極低(P＜0.01)，表明二者飼用價值相當低下，飼喂時必須與其他飼料混合或調制以求降解、酶解或膨化以作為粗飼料資源利用。

3 討論

3.1 甘蔗渣的營養(yǎng)價值

甘蔗是生物產量最高的大田作物，喜溫喜光，卻因分葉能力和再生能力差而不適于多次刈割，是作為榨糖業(yè)的主要經濟作物，因而甘蔗渣產量巨大，但甘蔗渣富含纖維素和木質素而不適宜于直接飼喂牲畜[1,9]。2018/2019年度云南省甘蔗產量1840萬t，入榨量1620萬t[8]，每年甘蔗渣產量超出400萬t，70%～80%甘蔗渣被直接作為糖廠燃料得不到有效利用，如果這些甘蔗渣得以充分開發(fā)做成牛羊飼料，那么將極大緩解南方省區(qū)冬春季節(jié)的飼草料問題[2,11,20]。而甘蔗渣纖維素大多數屬于植物的次生壁一類纖維素分子，是由許多葡萄糖以β-1,4苷鍵縮合而成的高分子化合物，分子間彼此以氫鍵相連，因氫鍵數目多，故相當牢固而不易破壞，不溶于水，難以降解或酶解[12,21]，作為反芻動物飼料時，有機物消化率只有20%～25%或更低，單獨飼喂僅能達到動物維持需要[9,10,22]。本研究中，甘蔗渣的粗蛋白含量極低，僅為2.41%，而NDF、ADF含量極高，分別為67.71%和43.02%，因此欲將甘蔗渣開發(fā)為飼料必須進行調制與處理，研究主要集中在蔗渣粗纖維的降解和粗蛋白含量的提高，化學處理法和生物發(fā)酵兩種技術的操作較簡單、效果明顯，是目前蔗渣（梢）處理比較有效、最常用的方法，可將甘蔗渣（梢）開發(fā)為中等品質的能量型飼料[12,13,15]，而比較幾種甘蔗副產物的消化率以甘蔗梢青貯飼用價值最高，膨化蔗渣優(yōu)于堿化蔗渣，機械化的膨化和顆粒制料將更有前途[11,24]。據毛華明等[12]報道，甘蔗渣經尿素、Ca(OH)2、NaOH處理后，ADF、NDF和木質素均有不同程度的下降，當NaOH用量為80 g/kg DM時，甘蔗渣營養(yǎng)價值可達中等羊草的水平。而在青貯過程中添加尿素或EM均可改善青貯甘蔗梢品質，提高其營養(yǎng)價值[10,23]。柳富杰[13]向甘蔗渣里添加乳酸菌或纖維素酶均有利于提高青貯質量，二者混合添加后的青貯酸堿度降低至pH 4.27，乳酸含量、可溶性糖含量和干物質粗蛋白含量分別提高了56.52%、61.15%和42.22%，NDF和ADF分別下降了12.08%和5.04%。通過多種途徑處理后制作甘蔗渣顆粒料，發(fā)酵堿化蔗渣飼料比發(fā)酵的粗纖維含量明顯降低，粗蛋白含量提高，表明堿化對改變蔗渣營養(yǎng)結構，降低蔗渣纖維素含量有利；而氨化發(fā)酵蔗梢粗纖維含量30%，相比普通蔗梢40%則大大下降，粗蛋白可達14.5%[11]。因此，對甘蔗渣和甘蔗梢生物發(fā)酵、堿化處理對其飼料化利用十分有利。高溫高壓膨化處理可極大提高消化率，效果更好，其制備方法工藝簡單，操作方便，成本低，實用性好，結合顆粒料生產將極大提高甘蔗副產物飼料化利用，提高機械化程度是必由之路[11,25,26]。

表3 甘蔗渣與其它粗飼料飼用價值比較

3.2 甘蔗渣的飼用品質

以盛花期苜蓿的RFV為100，RFV大于100的牧草表明相對于基數100而言，整體上品質較好；同樣，如果RFV低于100，則其牧草飼用品質較差[17,27]。本研究中，幾類原料RFV按大小依次為：光葉紫花苕＞熟化洋薊花苞＞燈盞花稈＞甘蔗渣＞蠶豆稈，對應的RFV分別為：102.90、94.75、88.62、76.09和55.82。甘蔗渣木質化程度高而排名靠后，品質不如稻草糠，飼用價值較低，甘蔗渣需要通過發(fā)酵、膨化等方法加工調制后作為反芻動物的飼草料，而對于蠶豆稈應掌握好收獲方法與收獲時機，一旦葉片凋落而養(yǎng)分損失殆盡（本研究取樣的蠶豆稈可能因堆放時間過長而變質，營養(yǎng)成分存在偏差，需要今后進一步驗證）。粗飼料GI在計算中考慮了動態(tài)因素DMI與粗飼料的科學搭配，實現了粗飼料的優(yōu)化配合，符合反芻家畜營養(yǎng)攝取和消化特點，排序更為科學全面[17,28]。本研究的幾類粗飼料GI排序依次為：燈盞花稈＞光葉紫花苕＞熟化洋薊花苞＞蠶豆稈＞甘蔗渣，對應值分別為：22.09、18.48、12.46、2.47和1.87，甘蔗渣和蠶豆稈的飼用價值較差，而燈盞花稈、光葉紫花苕的飼用價值較高，熟化洋薊花苞次之。總之，幾類農副產物都可以在南方冬春季節(jié)物盡其用，合理利用當地廉價粗飼料資源可緩解飼料短缺以提高畜牧業(yè)養(yǎng)殖效益。

4 結論

甘蔗渣飼用價值較差，必須通過生物發(fā)酵、化學或膨化處理制作顆粒料以改善營養(yǎng)特性及其適口性，飼喂時應注意補充蛋白飼料和磷酸氫鈣等。