甜高粱青貯飼料研究與利用現(xiàn)狀及展望

李春宏等

摘要：甜高粱作為青貯飼料具有諸多優(yōu)勢，本文對甜高粱用作青貯飼料的研究與利用現(xiàn)狀進行了綜述，包括以下幾個方面：（1）甜高粱用作青貯的品種優(yōu)勢；（2）甜高粱青貯的關鍵技術；（3）甜高粱青貯飼料飼喂效果。并對甜高粱青貯飼料發(fā)展前景及今后的工作重點作一展望。

關鍵詞：甜高粱；青貯飼料；研究與利用

中圖分類號： S816.5+3 文獻標志碼： A 文章編號：1002-1302（2014）03-0150-03

栽培甜高粱[Sorghum bicolor （Linn.）Moench subsp. bicolor]隸屬于禾本科高粱族高粱屬甜高粱種下的一個亞種[1]。甜高粱除具有普通高粱的一般特征外，其植株高大，莖稈中含有大量的汁液，含糖量為11%～21%，是粒用高粱的2～5倍。甜高粱子?？墒秤?、飼用、釀酒；莖稈可做飼料、制糖、釀酒、飲料、提煉酒精的原料，稈渣還可飼用、制紙、制板、制造人造纖維等。甜高粱作為飼料、糖料、能源作物，極具開發(fā)價值[2]。

在甜高粱的諸多用途中，目前應用較為普遍首推青貯飼料，甜高粱作為青貯飼料具有轉化率高、營養(yǎng)豐富的優(yōu)勢[3]。研究表明甜高粱青貯的干物質產(chǎn)量、蛋白質、有氧穩(wěn)定性高于玉米青貯[4]，干物質降解率、中性洗滌纖維在反芻動物體內消化率也高于玉米青貯[5-6]，pH值、乳酸含量與玉米青貯相近[7]。目前，一些國家和地區(qū)開始注重開發(fā)甜高粱的飼用價值。澳大利亞是一個畜牧業(yè)比較發(fā)達的國家，甜高粱已成為其主要的飼料作物，他們用甜高粱做牧草、青飼料、青貯飼料和干草，種植面積已經(jīng)達到 10萬hm2。美國飼料高粱種植面積年均在 30 多萬hm2，青貯高粱收獲面積也在 25 萬hm2左右。此外，印度、伊朗、日本、阿根廷、墨西哥等國也都對甜高粱的青貯飼用價值進行了研究與利用[8]。盡管國內系列研究試驗表明，甜高粱生物產(chǎn)量、抗病能力、青貯發(fā)酵品質等綜合性狀較玉米有優(yōu)勢，但作為飼料作物我國甜高粱種植面積不大，其發(fā)展?jié)摿ω酱岣遊9]。

本文綜合國內外關于甜高粱青貯飼料的研究與利用資料，從甜高粱用作青貯的品種優(yōu)勢、青貯技術以及效應等方面作一評價，為我國發(fā)展甜高粱青貯飼料提供參考與借鑒。

1 青貯的品種優(yōu)勢

1.1 生物學產(chǎn)量極高

甜高粱是目前世界上生物量最高的作物之一，其生物產(chǎn)量比青飼玉米高0.5～1倍，可產(chǎn)鮮莖葉90 t/hm2、高粱籽粒 6 t/hm2。由德國創(chuàng)造的甜高粱鮮生物產(chǎn)量世界紀錄達 169 t/hm2，我國湖北省公安縣創(chuàng)造的全國最高紀錄為 157.5 t/hm2[10-11]。而且由于甜高粱具有很強的再生力，莖稈收獲后可從基部發(fā)出新芽長出新的莖稈，因此在適宜地區(qū)1年只種1次，但可收割2～3次，其單位面積產(chǎn)量更高。

1.2 抗逆和適應性強

甜高粱起源于非洲不良的環(huán)境條件下，在長期的自然選擇和人工選擇下甜高粱具有抗旱、耐澇、耐鹽堿、耐瘠薄、耐高溫和耐干熱風等特點。甜高粱可耐受的鹽濃度為 0.5%～09%，高于玉米、小麥、水稻等作物。甜高粱適應性廣，在pH值5～8.5的各種類型土壤中均可生長，凡10 ℃以上、積溫達2 600～4 500 ℃就可以生長，除個別高寒地區(qū)外，我國各地均可栽培[12]。Hsiao研究指出，在嚴重水分虧缺的情況下，玉米產(chǎn)量明顯降低，而高粱的產(chǎn)量僅略有下降[13]。甜高粱耐澇能力也較強，根、莖、葉鞘中髓部組織發(fā)達，有一定的通氣作用，莖葉表面的蠟粉層在遇水淹時能防止水分滲入莖葉內部，遇到澇災，只要田間積水不淹到穗部，且持續(xù)時間不過長，對其發(fā)育和產(chǎn)量的影響都不會太大[14]。

2 甜高粱青貯的關鍵技術

甜高粱青貯原理是在厭氧環(huán)境下將青貯原料中的碳水化合物（主要是糖類）變成以乳酸為主的有機酸，當有機酸在青貯料中積聚到0.65%～1.3%時，抑制了有害微生物（如腐敗細菌等）的生長，因而使青貯料得以保存，基本保持原來的青綠多汁狀態(tài)以及營養(yǎng)價值，而青貯調制是保存飼料的經(jīng)濟而安全的方法[15]。影響甜高粱青貯成敗的因素很多，主要包括刈割期的選擇、青貯前的萎焉、營造的厭氧環(huán)境、添加劑等，這些因素如果控制不當，都不能獲得品質較好的青貯飼料。

2.1 刈割期的選擇

青貯甜高粱的營養(yǎng)價值受生育期的影響較大，不同生育期的甜高粱植株營養(yǎng)特性和青貯特性有很大的差別。前人研究表明在灌漿期、乳熟期和完熟期收獲整株干物質比率分別為25.6%、30.8%、34.7%；整株干物質量分別為14.25、180、15.0 t/hm2，籽粒產(chǎn)量分別為2.635 5、5.649、6.402 kg/hm2。盡管完熟期籽粒產(chǎn)量最高，但粗纖維含量增多，莖逐漸堅硬，適口性日益降低，消化率也不斷下降。作為青貯高粱乳熟晚期收獲最佳[16]，而收獲過早，青貯干物質含量偏低，pH值偏高，影響青貯甜高粱的營養(yǎng)價值與吸收效果[7，17]。

2.2 青貯前的萎蔫

飼用甜高粱應選擇晴朗天氣收割抽穗期甜高粱全株，在地里攤開，陽光照射，曬至水分為60%～70%（即以手用力擰扭甜高粱莖稈不斷為宜），這種凋萎處理不僅可以限制或避免各類有害細菌特別是梭菌的發(fā)酵，同時還可以減少青貯滲出液，提高青貯飼料干物質進食量。反之，如含水量過低時，不易壓實，容易造成霉菌滋生，因而需灑水或者與含水量較高的青綠飼料混貯來調節(jié)[18-19]。

2.3 厭氧環(huán)境的營造

青貯過程中微生物的種類比較繁多，酵母菌、腐敗菌、霉菌等利用殘留的空氣和壓榨汁液大量繁殖，均為有害菌，而乳酸菌為厭氧菌和微需氧菌。2類菌在青貯過程中為互相競爭的關系，也直接關系到青貯的成敗，因此，密封、壓實成為青貯的關鍵。對甜高粱青貯原料要進行短切到 2 ～3 cm，粗飼料經(jīng)過切割后，既能擴大飼料與微生物的接觸面，有利于糖化和發(fā)酵，又便于畜禽采食咀嚼，促進營養(yǎng)物質消化和吸收。喂牛的莖和葉片可切成 2～4 cm 的碎段，喂馬、騾、羊的可切成 1～2 cm 長，對老弱幼畜則應切得更短些。調制青貯飼料時應盡量縮短入窖時間，充分壓緊封嚴和降低封窖時的基礎窖溫，以盡快形成乳酸菌發(fā)酵的厭氧條件[20]。endprint

2.4 溫度的控制

乳酸菌增殖活動的溫度最適宜范圍為 20～30 ℃，發(fā)酵溫度應控制在19～37 ℃[21]。乳酸菌在溫度太高的條件下會終止生理活動，破壞青貯原料的維生素，并消耗可溶性糖分，導致青貯原料品質的惡化。但是乳酸菌的增殖速度隨青貯過程中的溫度降低而減慢，這樣很難在短期內造成強酸環(huán)境，青貯原料的品質也會受到不利影響。相應的措施是：縮短甜高粱青貯時間，甜高粱運、切、裝、封應在2～3 d內完成，盡量排出料內空氣，青貯容器遠離熱源，且防止陽光直射。

2.5 添加劑的使用

隨著農(nóng)牧業(yè)的發(fā)展，飼用作物的范圍不斷擴大，現(xiàn)代青貯過程為加快乳酸發(fā)酵速度，改善青貯飼料品質，提高青貯飼料利用率和動物生產(chǎn)性能，青貯飼料中使用添加劑是一項重要舉措。甜高粱結實期間添加2%蔗糖或6 mL/kg甲酸，青貯能顯著降低青貯飼料的pH值、硝酸鹽和氨態(tài)氮含量，提高乳酸、可溶性碳水化合物、中性洗滌纖維含量和干物質保存率[22]。甜高粱秸稈渣在乳酸菌、纖維素粗酶、0.5%尿素、03%食鹽共同作用下青貯后氣味酸香，質地柔軟，粗蛋白含量提高了17%，纖維素成分降低了28%，還原糖提高了66%[23]。目前，全世界使用的青貯飼料添加劑有200多種，因而實踐中甜高粱青貯添加劑種類與使用量的選擇要視不同的添加劑本身的特性、青貯原料、青貯管理措施等而定?；瘜W添加劑必須充分混勻，否則容易發(fā)生家畜中毒現(xiàn)象，生物制劑的使用效果還取決于青貯原料的切碎程度、壓實程度、裝填速度、青貯料貯藏封閉等因素。

3 青貯飼喂效果

經(jīng)過乳酸發(fā)酵調制成的甜高粱青貯，氣味芳香，酸甜可口，耐貯藏，是可供冬季或常年喂飼的多汁飼料。青貯飼用甜高粱中的有機酸能促進家畜消化腺的分泌活動，提高消化率、增強機體的免疫力。青貯還有輕瀉作用，可以防止便秘[24-25]。甜高粱青貯飼喂育肥牛、奶牛、山羊具有良好的生產(chǎn)性能。李新勝等用甜高粱青貯飼料飼喂奶牛，試驗組奶牛平均產(chǎn)奶量比飼喂全株玉米青貯高2.72 kg，平均日產(chǎn)奶量增加10.19%[26]；柴慶偉以甜高粱渣青貯料飼喂育肥牛和奶牛，結果顯示飼喂甜高粱渣料較飼喂青貯玉米的肉牛增重提高22.78 g/d，青貯干物質采食量提高了0.04 kg/（頭·d），日糧干物質采食量提高了10個/d，奶牛日平均產(chǎn)奶量增加了433%，乳脂含量增加了3.34%，乳蛋白含量增加了6.51%，乳糖的含量增加了2.45%，還提高了奶牛機體的免疫能力[23]。高立芳等在奶牛日常飼喂草料中用大力士甜高粱草替換一部分干草，結果奶牛的日產(chǎn)奶量提高了2.84%[27]。 Amer 分別以甜高粱青貯、苜蓿青貯作粗飼料喂飼奶牛，結果表明喂飼甜高粱青貯的奶牛干物質采食量、能量校正乳含量和牛奶轉化率與喂飼苜蓿青貯相似[28]。

4 甜高粱青貯發(fā)展前景及今后的工作重點

目前我國畜牧業(yè)中飼料糧的比例已占到糧食總產(chǎn)量的36%，今后還將會大幅度增長，人畜爭糧爭地的矛盾日益突出，因此大力推廣甜高粱種植，可大大提高土地的生產(chǎn)效率，降低畜牧業(yè)飼料成本。為草食性畜禽提供充足的飼料，可有效緩和人畜爭糧的突出矛盾[29-30]。我國有數(shù)千萬公頃鹽堿地資源，有廣闊的未利用邊際性土壤，這些地塊種植大田農(nóng)作物產(chǎn)量很低，改造起來難度大、成本高，如果能將其合理利用種植甜高粱，則完全可以緩解人、畜爭地的矛盾。另外甜高粱飼、糧、糖兼收，可大幅度提高農(nóng)民收入[31]。

甜高粱作為飼糧和能源兼用作物在“十一五”“十二五”期間，都已列入國家支撐計劃和星火計劃，河北、山東、遼寧、甘肅、新疆、內蒙古、吉林、安徽等?。▍^(qū)）也已相繼開展了研究，并育成了一些適用于飼用的甜高粱品種[24，32]，但甜高粱青貯產(chǎn)業(yè)化研究與開發(fā)仍然處于起始階段。為推動甜高粱青貯產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，今后的工作重點主要集中在以下幾個方面： （1）針對我國甜高粱的育種水平仍與先進國家有著一定的差距，應加強甜高粱種質資源的國內外搜集、保存與創(chuàng)新工作，培育耐旱、耐鹽堿、耐瘠薄土壤、抗倒伏的甜高粱品種及雜交種，利用現(xiàn)代生物技術解決耐除草劑、抗螟蟲等抗性問題。作為青飼（貯）料，甜高粱育種目標為：全株產(chǎn)量75～90 t/hm2；籽粒產(chǎn)量5250～6750 t/hm2；糖錘度大于12%[33]。（2）研究甜高粱高產(chǎn)高效種植技術，加強甜高粱種植環(huán)節(jié)農(nóng)藝技術和機械化研究。如：鹽堿地保苗技術、配方施肥技術、高產(chǎn)高效田間管理技術；根據(jù)技術體系的農(nóng)藝要求，引進和改進配套深耕、播種、收獲等相關機械，形成甜高粱機械化相關的技術參數(shù)與指標。組裝甜高粱高產(chǎn)優(yōu)質配套技術體系，為實現(xiàn)甜高粱規(guī)模化生產(chǎn)提供技術支撐。（3）研究甜高粱大規(guī)模生產(chǎn)采收、儲運技術，篩選適合不同甜高粱品種的青貯添加劑種類與數(shù)量，以此來改善青貯發(fā)酵品質，減少青貯損失，最終提高動物的生產(chǎn)性能[34-35]。（4）加強政策引導，開展技術培訓和宣傳，積極示范推廣，建立甜高粱豐產(chǎn)關鍵技術集成示范區(qū)，依托肉羊、奶牛、牲畜飼料等企業(yè)建立輻射區(qū)，推進甜高粱大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的形成。

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