蔬菜尾菜飼料化在養(yǎng)殖生產(chǎn)中的應用及其對畜禽健康性能的影響

盧智奇， 高鵬飛， 趙靜雯， 蔡雪峰， 王夢芝*

（1.揚州大學動物科學與技術學院，江蘇揚州 225009；2.宜興市天石飼料有限公司，江蘇宜興214251）

近年來，我國飼料資源嚴重緊缺，飼料糧供需的矛盾日益突出，就2016年的國內(nèi)糧食產(chǎn)量以及畜產(chǎn)品生產(chǎn)的飼料需求量的數(shù)據(jù)綜合分析，飼料的供需比例為1:2.17，加上我國糧食產(chǎn)量近年來趨于下降（陳靜靜等，2016），飼料資源供需失衡，飼料原料價格持續(xù)上漲，常規(guī)飼料資源短缺以及養(yǎng)殖成本增加制約著畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，開發(fā)新的飼料資源來源始終是促進我國畜牧業(yè)發(fā)展的一項重要主題。據(jù)世界糧農(nóng)組織報道，蔬菜從生產(chǎn)到利用有將近2/5的尾菜折損（FAO，2011），如果蔬菜尾菜的利用率再很低，勢必加劇環(huán)境污染。上海市委農(nóng)辦大調(diào)研辦公室調(diào)研表明，在2018年近200萬t的蔬菜尾菜中，有11.6%用于有機肥的資源化利用，38.4%用于直接飼喂或者還田，剩余50%未加以利用（上海市委農(nóng)辦大調(diào)研辦公室，2018）；而2016年甘肅酒泉市近41.9萬t的蔬菜尾菜的利用率僅為15.9%（甘肅省科技廳網(wǎng)，2019）。蔬菜尾菜含有豐富的有機質(zhì)和N、P、K等營養(yǎng)物質(zhì)（李衍素等，2018），其飼料化利用不僅可緩解環(huán)境污染問題，也從一定程度上減輕飼料供應不足的負擔。研究表明，蔬菜尾菜的飼料化可提高其營養(yǎng)價值和營養(yǎng)消化率 （申海玉等，2016；戴洪偉，2015；李海玲，2015；張繼，2007），但蔬菜尾菜中抗營養(yǎng)因子、重金屬等對動物體也存在一些潛在危害。本文綜述了蔬菜尾菜的營養(yǎng)價值、在動物生產(chǎn)中的應用以及對動物生產(chǎn)性能的影響，以期為蔬菜尾菜的飼料化應用研究提供參考。

1 我國蔬菜尾菜的產(chǎn)量與養(yǎng)殖飼料資源概況

自1988年“菜籃子工程”實施以來，我國蔬菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展迅速，從根本上扭轉了我國副食品長期短缺的局面。截止至2017年，我國蔬菜播種面積達22088千公頃，產(chǎn)量為81141萬t，蔬菜的種植面積達農(nóng)作物總面積的12.01%（國家統(tǒng)計局農(nóng)村社會經(jīng)濟調(diào)查司，2017），極大地滿足了人民的需求。但隨著蔬菜種植面積和產(chǎn)量的逐年增加，人民對蔬菜的質(zhì)量需求也大大提升，因此，蔬菜收獲、運輸、貯存、加工包裝和消費的各個階段中，產(chǎn)生的尾菜數(shù)量極其巨大。根據(jù)國家統(tǒng)計局農(nóng)村社會調(diào)查司的蔬菜種植面積和蔬菜產(chǎn)量調(diào)查數(shù)據(jù)，本文按照聯(lián)合國糧農(nóng)組織的折損率測算了蔬菜尾菜的產(chǎn)生數(shù)量，如圖1所示，我國蔬菜的種植面積和產(chǎn)量有逐年上升趨勢，隨之而來的是尾菜產(chǎn)量的逐年增加，2017年的尾菜產(chǎn)量達到了29657萬t。如此數(shù)量的尾菜使得其成為了我國繼水稻秸稈、玉米秸稈、小麥秸稈之后的第四大農(nóng)業(yè)廢棄物（畢于運等，2010）。

另一方面，我國養(yǎng)殖業(yè)近年來發(fā)展迅速，已經(jīng)成為世界上第一養(yǎng)殖大國，而飼料資源總體上不足，具體指能量飼料、蛋白質(zhì)飼料、優(yōu)質(zhì)粗飼料的缺乏（李愛科等，2007）。我國2017年的肉產(chǎn)量為8654.4萬t，奶產(chǎn)量為3148.6萬t，蛋產(chǎn)量為 3 096.3萬t（中華人民共和國國家統(tǒng)計局，2017）。按照集約化養(yǎng)殖的飼料轉化率計算，肉產(chǎn)量、蛋產(chǎn)量和奶產(chǎn)量的飼料轉化率為5:1、3:1、3:1（陳靜靜等2016），由此可計算出飼料的總需求量為62 006.7萬t，如表1所示。而我國2017年的谷物產(chǎn)量為61520.5萬t，其中谷物中玉米的產(chǎn)量為25907.1萬t。豆類總產(chǎn)量為1841.6萬t（國家統(tǒng)計局農(nóng)村社會經(jīng)濟調(diào)查司，2017）。大豆和玉米作為主要飼料原料，其產(chǎn)量遠遠不能夠滿足畜禽飼料的需求量?！?018—2023年中國飼料行業(yè)市場需求預測與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》顯示，2017年我國飼料產(chǎn)量為28466萬t，飼料的產(chǎn)量與需求量極為不對等，并且近年來我國飼料產(chǎn)量趨于下降，2016年飼料產(chǎn)量為 29052萬 t，2017年較2016年下降了2%（北方牧業(yè)，2018）。而我國蔬菜尾菜的數(shù)量極大，根據(jù)飼料化利用與儲存要求，按照2017年蔬菜尾菜鮮重產(chǎn)量（平均水分含量按照90%，飼料干物質(zhì)含量按88%測算），可彌補3370.1萬t的飼料缺口，所以有必要加強對尾菜的利用，如此不僅解決了“尾菜之困”的難題，也緩解了我國飼料原料緊缺的問題。

表1 2017年我國肉、蛋、奶產(chǎn)量及其飼料需求量萬t

2 蔬菜尾菜的營養(yǎng)成分及理化性質(zhì)

蔬菜中有機物含量較高，主要包括糖類、蛋白質(zhì)、粗纖維、脂質(zhì)類物質(zhì)等，平均占干物質(zhì)70%左右，而葉菜類蔬菜作為尾菜飼料化的主要原料，其干物質(zhì)含量可達95%。另外，纖維素與木質(zhì)素在蔬菜尾菜中的含量也相對較高，分別為28.5%和10.98%（杜鵬祥等，2015）。白菜在我國是一種常見的蔬菜，需求量大、價格低，同時尾菜折損比也較高。白菜的適口性好，其干物質(zhì)中含有較高的蛋白質(zhì)和氨基酸，是優(yōu)良的畜禽飼料原料。對于南方的水生蔬菜，茭白的尾菜產(chǎn)量也相當大，茭白鞘葉的纖維含量高，適合通過青貯處理作為反芻動物的飼料（戚如鑫等，2018）。相關各類蔬菜的營養(yǎng)成分見表 2（邵世勤等，1994；邵世勤等，1993）。

蔬菜一般呈現(xiàn)強季節(jié)性，保存周期短，且含水量較高，一般為80% ～90%（杜鵬祥等，2015）。另外蔬菜的生產(chǎn)周期常處于高溫季節(jié)，蔬菜尾菜在堆積的情況下，容易腐爛發(fā)臭，同時為蒼蠅、蚊子、有害微生物傳播疾病提供了便利條件。腐爛產(chǎn)生的廢水中含有大量的硝酸鹽氮（NO3-N），可經(jīng)地表的徑流沖刷直接污染地表水，也能滲透至地下污染水源，而地下水將會直接或間接危害人民的健康 （Alvarez等，2014；Das等，2013； 金贊芳等，2004）。另外，大量的尾菜在腐爛變質(zhì)的過程中，產(chǎn)生的 NH3、H2S、CO2、CH4、 乙烯、 乙炔等氣體（Alvarez等，2014）對空氣質(zhì)量與人類健康會產(chǎn)生一定的危害。

表2 相關蔬菜的營養(yǎng)成分含量 %

3 蔬菜尾菜飼料化技術

蔬菜青綠多汁，適口性好，但尾菜中的木質(zhì)素與糖分結合后，不利于動物瘤胃微生物和各種消化酶的降解，且尾菜中的蛋白質(zhì)含量略低，缺乏一些必要的營養(yǎng)元素，直接飼喂不利于尾菜的高效利用（陳智遠等，2010）。在生產(chǎn)實踐中，一些應時的蔬菜尾菜也作為青綠多汁飼料，以搭配精飼料的形式直接用于畜、禽、牛、羊的養(yǎng)殖，Pieszka等（2017）的研究表明，直接添加蔬菜渣對育肥豬的生產(chǎn)性能和肉品質(zhì)并沒有顯著影響，并且由于蔬菜尾菜中的水分含量較大，其強季節(jié)性和保存周期短的特點在一定程度上影響了作為青綠多汁飼料飼喂動物的利用。

通過青貯的方式將尾菜加工成易吸收消化、適口性良好的飼料，不僅能使動物有效補充纖維素、粗蛋白質(zhì)等一系列物質(zhì)，也保障了飼料的耐儲存性能，同時提高了廢棄物的利用率，豐富了我國的飼料種類，拓廣了飼料來源。目前，尾菜飼料化的途徑有青貯和加工飼料蛋白等。青貯的方式有利于延長飼料儲存時間，提升飼料的營養(yǎng)價值，提高適口性，有助于動物采食量的增長；加工飼料蛋白可以提升動物的消化能力和動物產(chǎn)品的品質(zhì)（秦淵淵等，2018）。 楊富民等（2015）利用白菜、芹菜、蓮花菜3種蔬菜尾菜研制了蔬菜尾菜飼料化生產(chǎn)工藝線，把尾菜加工成了一種自然條件下易干燥、耐貯藏、適口性好、有利于補充動物維生素的塊狀粗飼料。蔬菜水分含量大，往往不可以直接青貯，李海玲等（2015）將小麥秸稈和白菜尾菜按照質(zhì)量比7:3的比例混合青貯，添加一定比例的酵母粉和玉米粉，提高了發(fā)酵產(chǎn)物中的粗蛋白質(zhì)和粗脂肪的含量，增加了小麥秸稈和白菜尾菜作為飼料的可利用性。張繼（2007）的研究發(fā)現(xiàn)，在高山娃娃菜中添加麩皮，采用不滅菌固體發(fā)酵工藝生產(chǎn)飼料蛋白，蛋白含量提高了75%，并且其生產(chǎn)工藝簡單粗放，便于擴大生產(chǎn)。同時，戴洪偉等（2015）的研究也發(fā)現(xiàn)，將玉米秸稈和蓮花菜尾菜添加酵母菌混合發(fā)酵，顯著提高了原料中的粗纖維和粗蛋白質(zhì)含量。在蔬菜尾菜的飼養(yǎng)試驗中，申海玉等（2016）研究表明，青花菜葉飼料化可顯著提高雛鴨的淀粉酶和胰蛋白酶活性，從而提高雛鴨的消化能力。

4 蔬菜尾菜飼料飼喂畜禽的潛在影響

蔬菜尾菜中含有一定量的抗營養(yǎng)因子，當動物攝入大量的抗營養(yǎng)因子時會產(chǎn)生許多不良作用。例如，氮肥過量時產(chǎn)生的硝酸鹽，大量食入機體后會形成致癌物質(zhì)亞硝酸鹽（任祖淦等，1997）。在十字花科植物中（如小白菜、菜心、大白菜、紫菜薹、紅菜薹、椰菜、椰菜花、芥藍、青花菜、球莖甘藍、葉芥菜等）存在的硫代葡萄糖苷，可影響飼料適口性，且攝入過多易引起動物中毒，降低生產(chǎn)性能（臧海軍等，2008）。除此之外，蔬菜中含有一定量的重金屬和農(nóng)藥殘留，在長期攝入的情況下，對動物的生產(chǎn)性能有一定影響。但是，不管是蔬菜尾菜的抗營養(yǎng)因子還是重金屬和農(nóng)藥殘留，其對動物的不良影響都是在大量攝入的前提下，蔬菜尾菜中的有害物質(zhì)含量有限，對動物健康性能的影響尚不確定。因此尾菜飼料化在畜禽健康養(yǎng)殖中的應用還有待進一步研究。

4.1 硝酸鹽對動物的影響 由于氮肥的使用，蔬菜中積累了一定量的硝酸鹽，在畜禽攝入過量蔬菜或蔬菜尾菜時，在體內(nèi)會形成一種致癌物質(zhì)—亞硝酸鹽，另外，亞硝酸鹽的大量積累后，通過消化道進入血液循環(huán)，由于其氧化性使血紅蛋白被氧化成高鐵血紅蛋白，高鐵血紅蛋白沒有攜氧能力，導致血液的血氧含量下降，影響動物的機體健康和生產(chǎn)性能（孫雨坤，2017）。但是近些年的研究表明，不同動物對硝酸鹽毒性的耐受程度不同，當硝酸鹽含量達到一定程度后，才可引發(fā)上述癥狀。同時，硝酸鹽中毒與否不取決于絕對量，而是食入速度。如羊的一次性攝入超過每千克體重200 mg的硝酸鹽可達到其致死量，但在24 h內(nèi)分幾次攝入，并不會達到致病致死效果（王春林等，2000）。在曹書杰（2008）的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，作為可常用于青貯的蔬菜中，大白菜、菠菜、芹菜的硝酸鹽含量分別為 840、1240、2270 mg/kg，遠遠達不到動物的致病致死量。但蔬菜尾菜飼料中硝酸鹽含量對動物的生長性能及健康狀況的影響尚不明確，需要進一步研究研討。

4.2 硫代葡萄糖苷對動物的影響 硫代葡萄糖苷廣泛存在于十字花科植物。其抗營養(yǎng)作用表現(xiàn)為降低飼料適口性和動物的采食量，如果攝入量過大容易引起動物中毒，從而影響動物健康，并且長期食用易使動物器官組織形態(tài)發(fā)生改變，降低動物的生產(chǎn)性能。何洪巨等（2002）對蕓薹屬蔬菜硫代葡萄糖苷含量的研究表明，白菜類的硫代葡萄糖苷鮮重（FW）平均含量為1.79μmol/g、芥菜類平均含量為4.82μmol/g FW、甘藍類平均含量為5.34μmol/g FW，折合蔬菜尾菜飼料干物質(zhì)（蔬菜尾菜水分按90%計算）含量分別為17.9、48.2、53.4μmol/g。不同動物對硫代葡萄糖苷的耐受度不同。有研究發(fā)現(xiàn)，反芻動物的耐受程度為1.50～4.22μmol/g（臧海軍等，2008）。同種動物不同個體的耐受程度也不同。有研究表明，生長犢牛對硫代葡萄糖苷的耐受程度受年齡、體重等的影響，當硫代葡萄糖苷含量不超過1.2μmol/g或2.4 μmol/g時，其甲狀腺、腎臟功能以及生長速度不會受到影響（何洪巨等，2002）。而成年奶牛的耐受程度較高，在硫代葡萄糖苷濃度為11μmol/g時，對其健康狀況沒有影響。當硫代葡萄糖苷含量高達11.7～24.3μmol/g時，其采食量和產(chǎn)奶量才會下降（Johnson等，2016）。除畜種和個體的耐受差異外，尾菜由于水分含量高，常以與其他物料以混貯的形式青貯，另外其青貯的粗飼料通常與精料混合飼喂動物以補充動物的營養(yǎng)需求，其混貯的占比不同則硫代葡萄糖苷含量會相應比例的降低。所以，需要對具體的蔬菜尾菜日糧，所飼喂具體的畜種和其生理階段等進行具體試驗研究。

4.3 重金屬殘留對畜禽的影響 近年來，我國蔬菜重金屬污染問題日益嚴重，鉛（Pb） 、鎘（Cd）、汞（Hg）、砷（As）等重金屬成為我國蔬菜主要重金屬污染物，在蔬菜中，葉菜類比根莖類和果實類更容易受污染（Fao，2011），其污染來源集中于土壤中的重金屬污染，含重金屬離子的農(nóng)藥殘留，環(huán)境空氣的重金屬等。尾菜青貯的主要來源是葉菜類蔬菜，重金屬在尾菜青貯中的含量對動物的健康狀況至關重要。在李書幻（2016）的調(diào)查中，珠海市葉菜 類 蔬 菜 中 Pb、Cd、Hg、As 平 均 含 量 分 別 為0.064、0.045、0.0025、0.020 mg/kg， 其干物質(zhì)中含量（蔬菜尾菜水分按90%計算）分別為0.64、0.45、0.025、0.20 mg/kg， 貴州市葉菜類蔬菜中 Pb、Cd、Hg、As 的 平 均 含 量 為 0.058、0.090、0.053、0.042 mg/kg，其干物質(zhì)中含量（蔬菜尾菜水分按90%計算）分別為 0.58、 0.90、0.53、0.42 mg/kg。 我國飼料標準中畜禽類飼料的重金屬限制分別為Pb≤5.0 mg/kg、Cd ≤0.5 mg/kg、Hg ≤0.1 mg/kg、As ≤2.0 mg/kg（常云芝等，2018）。結果顯示菜葉類蔬菜中部分重金屬元素超標，但重金屬含量或其超標情況因地區(qū)而異。另外蔬菜尾菜作為粗飼料在全混合飼料中的占比不同，重金屬在混合飼料中的含量占比會相應下降，其作為粗飼料在飼喂動物過程中是否會產(chǎn)生重金屬中毒等情況需根據(jù)蔬菜地區(qū)差異、動物品種的耐受程度及不同生理階段進行具體試驗研究。

5 結語

我國蔬菜尾菜的產(chǎn)量高，且營養(yǎng)價值較高，將其飼料化在粗略計算的情況下可彌補我國2017年3370.1萬t的飼料缺口，在養(yǎng)殖生產(chǎn)中科學使用可一定程度上緩解我國飼料資源緊缺和尾菜廢棄帶來的環(huán)境壓力?？茖W的技術處理不僅可以增加飼料的營養(yǎng)價值和消化利用率，還可以降解一定量的抗營養(yǎng)因子。目前蔬菜尾菜飼料化及其在畜禽養(yǎng)殖生產(chǎn)中應用的技術研究尚處在初步階段，蔬菜尾菜中的抗營養(yǎng)因子（硝酸鹽、硫代葡萄糖苷、重金屬離子等）是否會對動物造成影響因地理環(huán)境、不同畜種、不同生理階段而異，蔬菜尾菜目前的使用技術尚未系統(tǒng)和明確，有待于進一步試驗研究并予以闡明，從而達到促進養(yǎng)殖效益和生態(tài)效益的目的。