甘蔗尾葉青貯及其飼喂價(jià)值的研究現(xiàn)狀

周 波，張 露， 黃 峰，鄒彩霞，韋英明

（廣西大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，廣西南寧 530004）

甘蔗屬于熱帶、亞熱帶作物，生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)溫度、光照、水分等有著特殊的要求。近年來(lái)，廣西甘蔗種植面積一直在10萬(wàn) km2以上，甘蔗產(chǎn)量在7 000萬(wàn)t以上[1]，占全國(guó)60%[2]。甘蔗尾葉是甘蔗收獲后殘留的甘蔗頂部 2 至 3 個(gè)嫩節(jié)及其附帶的整個(gè)葉片，約占甘蔗全重的20%，以此推算，則全國(guó)年產(chǎn)甘蔗尾葉2 300萬(wàn)t，廣西年產(chǎn)甘蔗尾葉1 400萬(wàn)t。每年收獲季節(jié)產(chǎn)生大量的甘蔗尾就地焚燒，利用率不足10%[3]。甘蔗尾葉營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較為全面，可直接飼喂反芻動(dòng)物，但新鮮的甘蔗尾葉儲(chǔ)存時(shí)易脫水霉變，青貯可延長(zhǎng)其儲(chǔ)存時(shí)間，提高甘蔗尾葉的利用效率，改善飼料適口性，提高動(dòng)物的生產(chǎn)性能[4]；甘蔗尾葉青貯可以作為反芻動(dòng)物青綠飼料的替代品和補(bǔ)充，且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、制作成本低，若開(kāi)發(fā)出可改善青貯有氧變質(zhì)的甘蔗尾葉專(zhuān)用青貯菌劑并商品化，將具有很好的市場(chǎng)前景。本文綜述了甘蔗尾葉的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、青貯方式及其在反芻動(dòng)物生產(chǎn)中的利用，旨在為反芻動(dòng)物生產(chǎn)中高效、優(yōu)質(zhì)地利用甘蔗尾葉提供理論依據(jù)，并為今后開(kāi)發(fā)甘蔗尾葉作為優(yōu)質(zhì)的動(dòng)物飼料來(lái)源提供參考。

1 新鮮甘蔗尾葉及其青貯飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

甘蔗的糖含量根據(jù)節(jié)間成熟度有所不同，不成熟節(jié)間的糖含量低于成熟節(jié)間[5]；甘蔗尾葉的粗蛋白質(zhì)（CP）含量較高，其次是整株甘蔗和莖，不同品種間CP含量不同，品種間中性洗滌纖維（NDF）無(wú)差異[6]；Ramírez-Cathí等[7]研究表明，不同品種、采收方法、綠色和枯萎的甘蔗尾葉中干物質(zhì)（DM）、CP、灰分（Ash）、酸性洗滌纖維（ADF）和NDF沒(méi)有顯著差異。因此，甘蔗尾葉的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值取決于切下節(jié)點(diǎn)部分、甘蔗的成熟度以及甘蔗尾含有葉子的比例等。新鮮甘蔗尾葉的DM含量為28.27%，甘蔗尾葉風(fēng)干物中CP、ADF、NDF含量為6.50%、39.37%和69.60%；甘蔗尾葉青貯的DM含量為26.87%，CP、ADF、NDF含量分別為6.03%、39.57%、65.90%（表1）。按照飼料分級(jí)指數(shù)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，甘蔗尾葉屬于中等品質(zhì)粗飼料[8]，作為反芻動(dòng)物粗飼料的來(lái)源，具有一定的可利用價(jià)值。結(jié)合表1可知，甘蔗尾葉青貯具有較高的飼用價(jià)值，不同地區(qū)、不同氣候條件下的甘蔗尾葉青貯營(yíng)養(yǎng)成分有所差異。

2 甘蔗尾葉青貯添加劑

甘蔗尾葉可直接青貯，也可添加乳酸菌、糖蜜、有機(jī)酸（甲酸或乙酸）、尿素、氧化鈣（CaO）等青貯添加劑進(jìn)行青貯。

表1 新鮮及青貯甘蔗尾葉營(yíng)養(yǎng)成分（風(fēng)干基礎(chǔ)）

2.1 乳酸菌 甘蔗作為糖類(lèi)含量豐富的禾本科作物，其發(fā)酵產(chǎn)生的乳酸及牧草中的糖類(lèi)為酵母菌和霉菌的生長(zhǎng)繁殖提供了充足的營(yíng)養(yǎng)源，導(dǎo)致DM損失和氨態(tài)氮濃度增加[26]。乳酸菌作為青貯飼料的主要微生物，其產(chǎn)生的乳酸使得青貯飼料的pH降低，從而抑制腐敗菌（如梭菌、酵母、霉菌等）生長(zhǎng)。唐振華等[27]研究結(jié)果顯示，植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum）能夠增加甘蔗尾葉青貯乳酸含量，降低pH，提高青貯品質(zhì)，但有氧穩(wěn)定性有所降低；布氏乳桿菌（Lactobasillus buchneri）可降低甘蔗尾葉青貯乳酸含量，DM含量、DM回收率略有降低，但可提高青貯有氧穩(wěn)定性；植物乳桿菌與布氏乳桿菌聯(lián)合使用不僅能提高甘蔗尾葉的青貯品質(zhì)，還能提高有氧穩(wěn)定性，綜合效果較單獨(dú)使用好，這與穆勝龍等[19]的研究結(jié)果一致。Carvalho等[28]添加從全株甘蔗青貯中分離出的異型發(fā)酵乳桿菌，可增加甘蔗尾葉青貯中丙酸含量，降低乙醇含量和梭菌水平。而在ávila等[29]試驗(yàn)中異型發(fā)酵乳酸菌菌種能夠產(chǎn)生大量乙酸和丙酸，可較好地抑制酵母菌繁殖生長(zhǎng)，改善青貯品質(zhì)，這與唐振華等[27]研究布氏乳桿菌改善甘蔗尾葉青貯品質(zhì)的結(jié)果類(lèi)似。在全株甘蔗青貯添加布氏乳桿菌能有效減輕青貯過(guò)程中糖氧化引起的NDF積累，改善干物質(zhì)采食量，使用布氏乳桿菌青貯的全株甘蔗具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[30]。

2.2 有機(jī)酸 甲酸、乙酸能抑制甘蔗尾葉青貯的真菌和梭菌，提高有氧穩(wěn)定性[9]，降低甘蔗尾葉青貯的pH[22]。丙酸對(duì)酵母菌具有抑制作用[31]，但添加丙酸不能減少青貯飼料中的乙醇含量[28]；可能是酸性環(huán)境中產(chǎn)生丙酸的丙酸菌受到抑制，導(dǎo)致丙酸含量較低，對(duì)酵母抑制作用降低[32]。萬(wàn)江虹等[33]研究結(jié)果顯示，當(dāng)甲酸與甲醛以3:1比例添加時(shí)甘蔗尾葉青貯的感官品質(zhì)和綜合營(yíng)養(yǎng)水平均較優(yōu)，與鄧衛(wèi)東等[34]的甲酸和丙酸能改善甘蔗尾葉青貯的感官品質(zhì)結(jié)果類(lèi)似。

2.3 尿素和CaO 甘蔗青貯過(guò)程中DM損失的主要原因是產(chǎn)生乙醇的生化反應(yīng)，飼料原料經(jīng)酵母菌發(fā)酵，每催化一分子葡萄糖會(huì)釋放兩分子乙醇、兩分子二氧化碳和兩分子水[35]。用CaO處理甘蔗青貯飼料減少了甘蔗青貯飼料中乙醇的形成和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損失，對(duì)于防止氣體損失和改善甘蔗青貯飼料中的DM回收有較好效果[36]。在添加CaO的甘蔗青貯飼料中檢測(cè)到乳酸含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于未使用CaO處理的對(duì)照組，同時(shí)乙醇含量低于對(duì)照組[28]?？赡苁怯捎贑aO對(duì)酵母代謝具有良好的抑制作用，故添加CaO會(huì)抑制乙醇形成[37]。Chizzotti等[38]研究結(jié)果顯示，在甘蔗青貯中添加量CaO為5 g/kg鮮重時(shí)，對(duì)DM、CP和NDF的消化率有積極作用，但當(dāng)CaO添加量超過(guò)5 g/kg鮮重時(shí)對(duì)青貯采食量和動(dòng)物生長(zhǎng)性能沒(méi)有促進(jìn)作用，高水平CaO（15 g/kg 鮮重）反而會(huì)降低日糧采食量和肉牛生長(zhǎng)性能，Chizzotti隨后利用瘺管牛進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)CaO對(duì)瘤胃微生物功能沒(méi)有負(fù)面影響。王定發(fā)等[20]研究發(fā)現(xiàn)，添加尿素的甘蔗尾葉青貯的ADF、NDF、CP、氨態(tài)氮含量均顯著高于自然青貯的對(duì)照組。陳育峰等[39]研究發(fā)現(xiàn)，在甘蔗尾葉打捆青貯中聯(lián)合添加尿素與糖蜜，可顯著增加甘蔗尾葉青貯的CP含量并改善其青貯品質(zhì)，這與王定發(fā)等[20]的研究結(jié)果類(lèi)似；但添加尿素青貯后的甘蔗尾葉有刺鼻氨味，顏色暗淡，結(jié)構(gòu)較緊密[26]。

2.4 纖維酶及其他添加劑 添加纖維酶制劑（纖維素酶、木聚糖酶、果膠酶）能夠在青貯期間分解碳水化合物，改善青貯飼料發(fā)酵期間的纖維降解。王定發(fā)等[40]添加纖維素酶青貯甘蔗尾葉，乳酸含量顯著升高，提高了CP 含量和青貯料的飼用價(jià)值。單一或復(fù)合使用纖維素酶、木聚糖酶、果膠酶都能改善甘蔗尾的青貯效果，提高青貯料的飼用價(jià)值并降低NDF、ADF含量，且復(fù)合使用效果優(yōu)于單一使用效果[41]。熱帶假絲酵母（Candida tropicalis）、枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）、黑曲霉（Aspergillus niger）等能夠用作青貯添加劑，對(duì)提高CP和青貯品質(zhì)都有一定效果[10,12]。趙辰龍[42]利用甘蔗尾葉進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)蛋白質(zhì)飼料，當(dāng)白腐菌、綠色木霉和產(chǎn)朊假絲酵母比為1:1:1，接種量為0.50 mL/g，添加尿素并接種植物乳桿菌可改善發(fā)酵品質(zhì)，使發(fā)酵產(chǎn)品具有乳香味，CP含量提高至23.99%。雖然酶制劑的添加對(duì)甘蔗尾葉青貯的飼用價(jià)值有所提高，但對(duì)其有氧穩(wěn)定性和品質(zhì)上的影響尚未見(jiàn)報(bào)道。

3 甘蔗尾葉青貯的飼喂價(jià)值

3.1 甘蔗尾葉青貯對(duì)反芻動(dòng)物生產(chǎn)性能的影響 在甘蔗尾葉飼喂反芻動(dòng)物的研究中，唐振華等[43]用甘蔗尾葉青貯與玉米秸稈青貯飼喂水牛，發(fā)現(xiàn)DM、氮、NDF和ADF消化率差異不顯著，甘蔗尾葉青貯和玉米秸稈青貯組合飼喂生長(zhǎng)水牛日增重較二者單獨(dú)飼喂高。余梅等[44]研究表明，補(bǔ)充精料后水牛對(duì)甘蔗尾葉青貯、日糧總DM及總可消化養(yǎng)分、可消化粗蛋白質(zhì)等養(yǎng)分采食量均顯著提高，且隨著精料補(bǔ)飼水平提高，各個(gè)營(yíng)養(yǎng)成分的消化率有升高趨勢(shì)，其中補(bǔ)飼對(duì)CP消化率影響更為顯著。Ortiz-Rubio等[45]研究發(fā)現(xiàn)，除了臺(tái)灣草組，不同水平的家禽糞便、硫酸銨和尿素都能增加甘蔗尾葉的DM采食量，所有添加組有機(jī)物采食量和營(yíng)養(yǎng)成分消化率均有所提高，但添加更高水平氮源對(duì)養(yǎng)分消化率沒(méi)有影響。因此，甘蔗尾葉作為奶牛飼料資源非常有潛力，但由于甘蔗尾葉氮含量低，作為單一飼料有所不足。Mthiyane等[46]研究顯示，自然青貯的甘蔗尾葉并不會(huì)改變Ash、鈣、磷含量，CP含量略微增加；而添加養(yǎng)雞廢料能增加甘蔗尾葉青貯料中CP、Ash、鈣、磷含量，這是由于養(yǎng)雞廢料是良好的氮源，并且含有較高水平的Ash、鈣、磷。余梅等[47]研究發(fā)現(xiàn)，自然青貯并不會(huì)改變甘蔗尾葉青貯的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，添加尿素或微生物可以提高其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，這與Mthiyane等[46]研究結(jié)果類(lèi)似。由上可知，甘蔗尾葉自然青貯不會(huì)改變青貯后飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，通過(guò)添加氮源或微生物青貯不僅能提高其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，解決了甘蔗尾葉含氮不足，還可以改善營(yíng)養(yǎng)素的消化率，增加動(dòng)物采食量。

王定發(fā)等[48]研究發(fā)現(xiàn)，海南黑山羊飼喂甘蔗尾葉、香蕉莖稈和菠蘿葉的體外DM消化率分別為49.68%、61.86%和79.56%，飼料相對(duì)值分別為62.65%、77.23%和139.81%，由此可見(jiàn)，甘蔗尾葉等對(duì)海南黑山羊具有一定飼用價(jià)值，可作為黑山羊的粗飼料。Salinas-Chavira等[49]研究表明，不同比例甘蔗尾葉青貯代替高粱秸稈對(duì)綿羊瘤胃DM的快速降解部分沒(méi)有影響；而10%替代組最大降解率顯著優(yōu)于對(duì)照組，其中過(guò)瘤胃速率由高到低順序?yàn)?%＞10%＞0%；日糧采食量隨著甘蔗尾葉水平的提高而顯著上升，但對(duì)日增重以及日糧利用率沒(méi)有影響。

綜上，甘蔗尾葉青貯可作為反芻動(dòng)物的飼料資源。全株甘蔗青貯中DM、CP、NDF、ADF含量分別為20.70%、6.33%、62.80%、43.80%[50]，與甘蔗尾葉青貯差異不大，且在生產(chǎn)實(shí)踐中大量不適合榨糖的全株甘蔗次品也可用于制作青貯的原料。因此，研究全株甘蔗青貯及其對(duì)反芻動(dòng)物飼喂效果的影響有助于解決甘蔗尾葉飼料化中存在的問(wèn)題。

3.2 全株甘蔗青貯對(duì)反芻動(dòng)物生產(chǎn)性能的影響 Gómez-Vázquez等[51]研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)添加玉米粉、尿素和礦物質(zhì)以增加全株甘蔗青貯品質(zhì)，飼喂全株甘蔗青貯可增加120日齡小公牛的干物質(zhì)采食量、總重和日增重。巴西是全世界以甘蔗作為反芻動(dòng)物粗飼料最多的國(guó)家，且有專(zhuān)門(mén)的飼料用甘蔗。巴西研究者對(duì)全株甘蔗青貯做了大量的研究。Santos等[52]研究發(fā)現(xiàn)，飼喂接種Lactobacillus hilgardii的全株甘蔗青貯料提高了奶牛奶產(chǎn)量，飼喂接種Lactobacillus buchneri的全株甘蔗青貯料提高了乳脂、乳蛋白質(zhì)、乳糖以及總?cè)楣绦挝锂a(chǎn)量，2種全株甘蔗青貯都降低了瘤胃揮發(fā)性脂肪酸（VFA）中的乙酸比例，增加了丁酸比例。與飼喂鮮全株甘蔗相比，奶牛飼喂全株甘蔗青貯可提高DM、有機(jī)物和NDF消化率[53]。

3.3 甘蔗尾葉及其青貯對(duì)瘤胃發(fā)酵的影響 日糧中高質(zhì)量的粗飼料會(huì)促進(jìn)牛瘤胃中纖維分解菌的生長(zhǎng)[54]。de Souza等[55]研究顯示，蔗糖對(duì)瘤胃微生物組成有影響，尤其是Streptoccus bovis。青貯過(guò)程改變了甘蔗化學(xué)組成，增加纖維素含量，降低糖含量[56]，減少DM的損失[57]，改善了瘤胃發(fā)酵[58]。糖在瘤胃中發(fā)酵會(huì)產(chǎn)生短鏈脂肪酸，而短鏈脂肪酸在瘤胃中的累積和分解會(huì)降低瘤胃pH[59]，短鏈脂肪酸濃度升高可能與瘤胃微生物代謝活動(dòng)增加和微生物生長(zhǎng)刺激有關(guān)，這有利于反芻動(dòng)物的維持和生產(chǎn)[60]，但糖含量較高的飼糧在瘤胃中過(guò)量發(fā)酵會(huì)限制纖維降解菌的生長(zhǎng)[61]。有研究發(fā)現(xiàn)，隨著甘蔗尾葉青貯替代玉米青貯替代比例的增加，累集產(chǎn)氣量升高，可消化有機(jī)物高于玉米秸稈青貯組，甘蔗尾葉青貯對(duì)水牛瘤胃體外發(fā)酵有促進(jìn)作用[62]。通過(guò)青貯改變了全株甘蔗的化學(xué)組成，增加纖維素含量，降低糖含量，避免了由于全株甘蔗中較高的糖含量在瘤胃中過(guò)量發(fā)酵導(dǎo)致瘤胃pH降低和短鏈脂肪酸濃度增加，進(jìn)而限制了纖維降解菌的生長(zhǎng)。

4 小 結(jié)

甘蔗尾葉是一種寶貴的低成本地方飼料資源，但甘蔗的砍收期長(zhǎng)且不集中，機(jī)械化程度不高[63]，收集、運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程比較困難；新鮮的甘蔗尾葉在儲(chǔ)存時(shí)水分極易流失[64]，而甘蔗尾葉青貯要求水分含量在65%～75%[18,23]，因此制作青貯必須迅速完成，而實(shí)際生產(chǎn)中由于甘蔗尾葉收集困難且品質(zhì)參差不齊，使得大批量甘蔗尾葉青貯的品質(zhì)難以保證。新型的甘蔗聯(lián)合收割機(jī)可以將蔗葉剝離干凈，能準(zhǔn)確切斷甘蔗尾部[65]，如果對(duì)收割設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)使其在收割甘蔗的同時(shí)收集甘蔗尾葉，可實(shí)現(xiàn)高效、便捷地收集甘蔗尾葉，有助于解決甘蔗尾葉青貯過(guò)程中原料收集、運(yùn)輸、儲(chǔ)存及品質(zhì)差異對(duì)甘蔗尾葉青貯品質(zhì)的影響。目前，青貯添加劑在控制甘蔗尾葉青貯有氧穩(wěn)定性上效果不一[9-10,20]，而關(guān)于甘蔗尾葉青貯添加劑的研究多為纖維素酶、乳酸菌及酸等一些常規(guī)青貯添加劑[15,21,46]，缺乏甘蔗尾葉青貯專(zhuān)用添加劑。針對(duì)甘蔗尾葉附生微生物和營(yíng)養(yǎng)特性研究甘蔗尾葉青貯專(zhuān)用添加劑，可在解決甘蔗尾葉青貯有氧質(zhì)穩(wěn)定性的同時(shí)提高其青貯品質(zhì)，有助于甘蔗尾葉青貯的應(yīng)用和推廣。另外，研究反芻動(dòng)物采食甘蔗尾葉青貯對(duì)瘤胃厭氧細(xì)菌、真菌、古細(xì)菌、原蟲(chóng)、pH、VFA、氨態(tài)氮、微生物蛋白和生產(chǎn)性能的影響，有助于了解青貯甘蔗尾葉對(duì)反芻動(dòng)物的作用和機(jī)理，為甘蔗尾葉飼料化提供參考。