飼喂能源
——甜高粱青貯

焦蓓蕾，張楠，敖·德古里那，楊春生，郝瑞霞，劉高飛

（內(nèi)蒙古蒙牛集團(tuán)（乳業(yè)）股份有限公司，呼和浩特 011500）

我國是奶牛養(yǎng)殖和牛奶生產(chǎn)大國，根據(jù)我國第三次農(nóng)業(yè)普查數(shù)據(jù)，2017年我國奶牛存欄1 079.8萬頭[1]。隨著人們生活水平的提高以及健康意識的增強，牛奶的消費市場正在逐漸擴大。而規(guī)模化養(yǎng)殖是提高原料奶質(zhì)量，促進(jìn)奶業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢[2]。

影響奶牛生產(chǎn)性能的主要因素是品種、飼料、飼養(yǎng)管理、疫病防治等。飼料對于奶牛的生長、產(chǎn)奶量的高低和乳品質(zhì)的優(yōu)劣起著關(guān)鍵性的作用。研究表明，以優(yōu)質(zhì)干草、青貯飼料為主的粗飼料飼喂奶牛，不但可以顯著提高產(chǎn)奶量，還能有效改善乳品質(zhì)和奶牛健康狀況[3]。這是因為優(yōu)質(zhì)干草、青貯飼料中含有較高水平的可消化粗纖維，再配以合理的日糧粗精比，能促使瘤胃產(chǎn)生更多的揮發(fā)性乙酸，充分發(fā)揮奶牛的生產(chǎn)性能。

目前我國應(yīng)用最廣泛的青貯品種是青貯玉米。1985年我國首次審定了“京多1號”作為專用型青貯品種，3年后遼原一號也在遼寧選育出來，翌年中科院的科多四號通過了國家審定。隨后，通過各種技術(shù)手段，各地科研機構(gòu)相繼先后育成了諸多飼用品質(zhì)好的青貯玉米新品種[4]，如“黔單 11 號”，其飼用價值、粗蛋白含量和體外真消化率、粗纖維含量都達(dá)到理想水平[5]。從相關(guān)專家的研究來看，青貯玉米產(chǎn)量每公頃可達(dá)60～105t，較普通籽實玉米多產(chǎn)15～45t，可比籽實玉米多提供2～3倍的營養(yǎng)物質(zhì)，消化率提高近3倍[6,7]。奶牛飼喂全株玉米青貯，不僅可以獲得青綠飼料幾乎全部的營養(yǎng)成分，其芬芳?xì)馕哆€提高了適口性，對增加采食量、提高產(chǎn)奶量以及提高奶牛養(yǎng)殖的經(jīng)濟(jì)效益有著很大的作用[8]。但是，隨著奶牛養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，較單一的牧草品種對奶牛養(yǎng)殖的飼養(yǎng)成本[9]、青貯飼料資源以及發(fā)展節(jié)糧型畜牧業(yè)帶來了壓力與挑戰(zhàn)。因此，探索并篩選出優(yōu)良牧草品種迫在眉睫。

1 甜高粱青貯及其優(yōu)越性

1.1 甜高粱

甜高粱（Sorghum bicolor）是一種一年生的禾本科植物，其作為飼用及糖料作物被長期栽種，含糖量一般在10%～19%[10]。目前國內(nèi)的甜高粱是糖錘度不小于18%且生物產(chǎn)量大于5t/畝的高粱品種。

1.2 甜高粱的生物學(xué)特性與利用價值

甜高粱抗逆旱，耐貧瘠，與青貯玉米相比，其生物產(chǎn)量高、光合作用強且對環(huán)境條件的要求不太嚴(yán)格，在我國大部分地區(qū)都可以種植[11]。其不僅對土壤的適應(yīng)能力強，特別是對鹽堿的忍耐力比玉米強，在pH值5.0～8.5的土壤中都能生長，水分利用效率高，在干旱和鹽堿條件下可產(chǎn)生更多的生物量[12]；而且是高能作物，其光合轉(zhuǎn)化率高達(dá)18%～28%[10]。

甜高粱作為一種多用途作物，不但可以作為糧食供人食用、做成飼料飼喂禽畜，其籽粒和莖稈還能制糖、釀酒，穗可以做成掃帚[13]，以甜高粱為原料還可以生產(chǎn)聚乙烯材料[14]。尤其是將甜高粱秸稈處理后加入輔料，經(jīng)過微生物發(fā)酵后可以做成蛋白質(zhì)飼料[15]，用其飼喂牲畜能夠緩解目前我國養(yǎng)殖業(yè)中蛋白質(zhì)飼料缺乏的問題。圖1為甜高粱加工流程圖。

圖1 甜高粱生物加工利用流程圖[16,17]

1.3 甜高粱的營養(yǎng)成分

研究表明，甜高粱的生物產(chǎn)量是玉米的2～3倍，其莖稈總含糖量為17%～40%[18]。在美國、墨西哥、南美洲和澳大利亞等地，甜高粱是一種重要的動物飼料。與玉米青貯相比，甜高粱青貯的各項營養(yǎng)指標(biāo)均達(dá)到優(yōu)等，其含糖量是青貯玉米的2倍還要多；無氮浸出物比玉米高出64.2%；粗灰分比玉米高81.5%[19]。在青貯原料中玉米和甜高粱的粗蛋白含量相差不大，分別為6.6%和6.1%。從表1中可以看出，飼用甜高粱青貯的能量含量與青貯玉米相當(dāng)[20]。且甜高粱青貯的中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、粗纖維、粗灰分、鈣、磷、乙酸等含量高于全株玉米青貯。而乙酸會提高飼料的有氧穩(wěn)定性，能夠抑制腐敗菌的生長[21]。

表1 甜高粱青貯與玉米青貯營養(yǎng)成分比較[20]

甜高粱的青綠莖葉可作青貯飼料。在飼料作物上，通過雜交改良技術(shù)育成的高粱新品種將其含糖量由4%提高到12%。其籽實也可作為飼料原料飼喂畜禽，籽粒結(jié)構(gòu)和養(yǎng)分含量與玉米相似，蛋白質(zhì)含量在8.0%～12.3%之間；脂肪屬甘油三酯類，含量低于玉米，約為3%。此外，脂質(zhì)中的5%為磷脂、25%為蠟質(zhì)，是玉米的50倍；維生素B2、維生素B6含量和玉米相當(dāng)；而泛酸、煙酸和生物素的含量比玉米高；礦物質(zhì)中磷、鉀、鎂的含量較多，鈣的含量少。飼用甜高粱籽實的營養(yǎng)特性見表2。

表2 飼用甜高粱籽實的營養(yǎng)成分

1.4 甜高粱青貯的飼喂價值

奶牛產(chǎn)奶量、干物質(zhì)采食量受多種因素影響，包括生理因素、生活環(huán)境、飼養(yǎng)管理以及日糧類型等[22]。研究證明，當(dāng)用青貯甜高粱代替青貯玉米時，對產(chǎn)奶量及其組成，以及血液參數(shù)和血清代謝物沒有產(chǎn)生不利影響。

（1）對奶牛產(chǎn)奶量的影響：李春喜等用青貯甜高粱飼喂奶牛，發(fā)現(xiàn)相比飼喂青貯玉米，日產(chǎn)奶量增加2.19kg/頭[23]。王占鎖等[24]用玉米青貯與甜高粱青貯飼喂中國荷斯坦牛，結(jié)果發(fā)現(xiàn)甜高粱青貯的適口性更好，其飼喂奶牛的消化率優(yōu)于青貯玉米，產(chǎn)奶量提高了12.16%。柴慶偉用甜高粱渣青貯料飼喂奶牛發(fā)現(xiàn)，奶牛日均產(chǎn)奶量增加了4.33%[25]。李珊珊等人研究證明，用甜高粱青貯飼料飼喂奶牛不會影響其泌乳性能及健康狀況，產(chǎn)奶量增加了0.8～1.5kg/（頭·d），且可降低牛奶中體細(xì)胞數(shù)、預(yù)防泌乳奶牛乳房炎的發(fā)生[26]。

（2）對奶牛乳成分的影響

李春喜等[23]用青貯甜高粱等飼喂奶牛，結(jié)果發(fā)現(xiàn)乳脂率和乳糖含量增加，而乳蛋白含量減少。柴慶偉[25]研究甜高粱青貯的飼喂效果，發(fā)現(xiàn)奶牛的乳蛋白含量、乳脂含量以及乳糖含量分別增加了6.51%、3.34%和2.45%。

牛奶的乳脂肪不僅保持了乳良好的風(fēng)味，其含有的豐富的人體必需脂肪酸還是各種維生素的載體[27]。有研究表明，牛奶中的乳脂率會隨著日糧中甜高粱青貯用量增加而逐漸上升。與飼喂玉米青貯相比，飼喂甜高粱青貯乳脂率可以提高4.13%～12.7%[28]。原因可能是甜高粱中較高的乙酸水平以及瘤胃中可消化纖維水平的升高[29]。

研究發(fā)現(xiàn)，利用甜高粱飼喂奶牛乳中乳糖含量略高，在4.66%～4.86%之間[28]，在健康荷斯坦牛范圍內(nèi)[29]。其原因是甜高粱青貯含有較高的碳水化合物，包括庶糖、果糖等[27]。

（3）對奶牛健康狀況的影響

牛奶體細(xì)胞數(shù)被作為檢測奶牛乳房是否健康、牛奶質(zhì)量是否合格的重要指標(biāo)[30]。研究證明，采用甜高粱青貯飼喂的奶牛，牛奶體細(xì)胞數(shù)（6.8萬～12萬/mL）顯著低于飼喂玉米青貯的對照組。同時，日糧中添加青貯甜高粱能降低奶牛乳房炎的發(fā)生率，奶牛血常規(guī)參數(shù)和血清中AST、ALT、ALP、UREA和葡萄糖濃度均在正常范圍內(nèi)。通過檢測奶牛血清發(fā)現(xiàn)，其β-BHBA 的濃度遠(yuǎn)低于亞臨床酮病水平，證明了采用甜高粱青貯飼喂的奶牛能量平衡良好、肝功能正常[31]。

2 甜高粱與玉米混合青貯的研究進(jìn)展

青貯玉米因飼喂價值高而得到廣大奶牛養(yǎng)殖戶以及企業(yè)的認(rèn)可。高粱是僅次于玉米的禾谷類飼料作物，一般每公頃能收獲45～75t莖稈和3 000～6 000kg籽粒，其產(chǎn)量高、植株高大，莖稈多汁、含糖量高，且飼用價值為飼用玉米的80%～90%[32]。將飼用甜高粱與全株青貯玉米混貯后可以彌補各自的缺點，如可彌補玉米青貯的糖分、水分不足，甜高粱青貯的淀粉含量不足[33]。

有研究報道，玉米青貯、甜高粱青貯以及二者混貯料中都未檢測到丁酸，說明不論是單獨發(fā)酵還是混合發(fā)酵，都可以獲得品質(zhì)優(yōu)良的青貯，且混合青貯料中乳酸的含量會隨著玉米青貯比例的增加而逐漸增加。柳茜等[34]比較了玉米與高粱單貯以及不同比例混貯的發(fā)酵品質(zhì)，經(jīng)V-Score評分分析發(fā)現(xiàn)，玉米和甜高粱混合青貯有良好的飼料品質(zhì)，且混合青貯的得分隨著玉米青貯比例的增加而提高，當(dāng)玉米與甜高粱各占一半比例混合后，其混貯的青貯品質(zhì)最佳。

甜高粱是再生能力強，可用于制作青貯、曬制干草的優(yōu)質(zhì)禾本科牧草，在畜牧養(yǎng)殖中能夠飼喂各種食草動物。將甜高粱青貯與一定量的苜蓿干草、精料或禾本科牧草等配搭時，能夠補充奶牛所需的能量和多種養(yǎng)分，提高奶牛的產(chǎn)奶品質(zhì)[35]。王永慧等發(fā)現(xiàn)[36]，在泌乳牛日糧中增加一定的甜高粱青貯比例有助于提高奶牛的產(chǎn)奶量。與飼喂玉米青貯相比，含有甜高粱青貯的混合日糧能增加9.8%的日產(chǎn)奶量。也有研究發(fā)現(xiàn)，混有甜高粱青貯的飼料會影響牛奶的酸度，牛奶酸度下降了21.9%（P＜0.05）；乳脂肪和乳糖的含量增加；乳蛋白質(zhì)、非脂固形物和鈣的含量減少。

3 總結(jié)與展望

為了解決飼草資源問題以及發(fā)展節(jié)糧型畜牧業(yè)，研究并開發(fā)優(yōu)良飼料作物具有重大意義。甜高粱的生物產(chǎn)量高，且耐干旱、耐貧瘠，適宜在氣候類型多樣的內(nèi)蒙古、甘肅、寧夏等地區(qū)生長。甜高粱的種植不僅能緩解畜牧養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展過程中飼草料的不足，并且可有效解決土地沙化問題，合理利用西北部干旱、貧瘠的土地資源。甜高粱是目前世界上生物產(chǎn)量最高的作物之一，美國、巴西等國家在研究甜高粱作物的優(yōu)勢時發(fā)現(xiàn)，與木薯、小麥、玉米等幾種作物的酒精產(chǎn)量相比，甜高粱的產(chǎn)量超過以上幾種作物近1倍以上，與甘蔗相當(dāng)。經(jīng)過發(fā)酵的甜高粱青貯，其氣味芳香、耐貯藏，可常年飼喂奶牛。甜高粱青貯的有機酸不僅能促進(jìn)家畜消化，提高消化率，還能增強家畜的身體機能[37]。

我國是僅次于美國的第二大能源消費國家，糧食與能源顯得彌足珍貴。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。日本東京大學(xué)研發(fā)培育的甜高粱是飼喂日本奶牛的專用飼用高粱，其在半干旱地區(qū)的大力推廣與種植對畜牧業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高帶來了關(guān)鍵的推動作用。在美國西北部甜高粱常常被作為青貯玉米的替代品進(jìn)行研究，種植面積已達(dá)30多萬hm2，收獲面積也在25萬hm2[38]。而畜牧業(yè)比較發(fā)達(dá)的澳大利亞也已經(jīng)將甜高粱設(shè)為主要的飼料作物，其種植面積已達(dá)10萬hm2，甜高粱被加工成青飼料、青貯飼料、牧草和干草等。除此之外，印度、日本、墨西哥、阿根廷等國也研究了甜高粱青貯的飼用價值并推廣應(yīng)用[39]。

盡管國內(nèi)甜高粱已列入國家支撐計劃和星火計劃[40]，但我國的甜高粱種植面積不大，現(xiàn)在已經(jīng)有山東、河北、甘肅、新疆、遼寧、安徽、內(nèi)蒙古、吉林等?。▍^(qū)）開展種植，也研究育成了一些適用于飼用的甜高粱品種，但我國的甜高粱青貯產(chǎn)業(yè)的研究與開發(fā)仍然處于起始階段，其發(fā)展?jié)摿ω酱岣遊10]。因此，為推動我國甜高粱青貯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，應(yīng)做好以下幾方面工作：①學(xué)習(xí)國外先進(jìn)經(jīng)驗，通過創(chuàng)新研發(fā)培育出耐旱、耐鹽堿、耐瘠薄土壤、抗倒伏等特性的甜高粱品種或雜交種。加強并推進(jìn)甜高粱大規(guī)模種植的政策引導(dǎo)與產(chǎn)業(yè)化形成，合理利用如內(nèi)蒙古、陜西等貧瘠土地資源[41]。②研究甜高粱高產(chǎn)高效種植技術(shù)，如：精細(xì)整地，施足底肥；適時播種，保證全苗；早去分蘗，促單株壯苗；合理密植，加強管理；巧用水肥，注意防蟲；糧稈兼顧，適時收獲等。③研究甜高粱的生產(chǎn)采收與儲運技術(shù)，改善青貯發(fā)酵品質(zhì)，減少青貯損失[42]。