肉牛營養(yǎng)飼料與肥育研究進展

于 濱，馮 曼*，宋連杰，李素霞，趙伍祥，齊 楠，楊學穎，張洪偉

(1.承德市農(nóng)林科學院，河北 承德 067000；2.承德市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局畜牧站，河北 承德 067000；3.阜新縣阜新鎮(zhèn)畜牧站，遼寧 阜新 123100；4.承德市林業(yè)和草原局，河北 承德 067000)

近年來，人們生活水平逐步提高和膳食結構逐步改善，味道鮮美且符合人們營養(yǎng)需求的牛肉得到越來越多人們的認可，成為日常消費生活中不可或缺的飲食類產(chǎn)品[1]。消費水平從量變向質(zhì)變轉(zhuǎn)化，《2019年肉牛牦牛產(chǎn)業(yè)技術發(fā)展報告》明確指出，牛肉在我國整年消費量為923.3萬t，同比增長8.24%，2018年我國牛肉胴體總產(chǎn)量為732.5萬t，2019年我國年均屠宰肉牛3 000萬頭，總產(chǎn)胴體為770萬t，進口量為165.95萬t，同比增長59.65%[2-4]。市場上對牛肉需求量的逐年增加引起消費者對牛肉品質(zhì)的高度關注，高品質(zhì)牛肉供不應求。因此在關注肉牛產(chǎn)肉率的同時還應該注重牛肉品質(zhì)以及如何生產(chǎn)高質(zhì)量牛肉，肉牛的飼養(yǎng)肥育在是冀北地區(qū)畜牧業(yè)的重要組成成分，提高肉牛的生產(chǎn)水平對養(yǎng)殖發(fā)展和市場經(jīng)濟效益水平有著顯著的影響，選擇適宜的經(jīng)營模式、科學加強肉牛的飼養(yǎng)管理、生產(chǎn)高品質(zhì)的牛肉這將對冀北地區(qū)畜牧業(yè)發(fā)展有著不可小覷的積極作用，進而發(fā)揮肉牛產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，促進鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的有效實施[5]。肉牛的營養(yǎng)與肥育受諸多因素的影響，為進一步加強冀北地區(qū)的牛肉產(chǎn)業(yè)發(fā)展，本文對肉牛飼養(yǎng)管理進行如下綜述。

1 肉牛的營養(yǎng)需要及育肥

1.1 肉牛的營養(yǎng)需要研究

提高肉牛規(guī)模化養(yǎng)殖的首要任務是解決肉牛的營養(yǎng)需要問題，為此各國專家根據(jù)實際情況制定出符合本國的飼養(yǎng)標準，如美國的研究委員會(NRC)和英國的農(nóng)業(yè)研究委員會(ARC)，我國制定的NY/T 815—2004《肉牛飼養(yǎng)標準》在指導肉牛的養(yǎng)殖生產(chǎn)中起到?jīng)Q定性的作用。冀北地區(qū)幅員遼闊且氣候溫差較大，肉牛的飼料營養(yǎng)水平也因此有所差異。張曉明等人[6]研究了秦川牛蛋白質(zhì)沉積效率和小腸可消化蛋白質(zhì)需要量，結果發(fā)現(xiàn)處于生長期的秦川牛粗蛋白(rCP)需要量和小腸可消化吸收的需要量為5.94 g/(kg·W0.75·d)和3.71 g/(kg·W0.75·d),且每1 kg增重的rCP分別為470.84 g和285.22 g。穆阿麗等人[7]研究了青年牛的能量代謝規(guī)律和需要，青年牛所需的維持凈能要359.39 kJ/(kg·W0.75)，增重凈能為16 940 kJ/kg。張美琪等人[8]研究了荷斯坦閹牛的能量需要，當粗飼料蛋白質(zhì)含量達到11.50%時，前后期飼糧中的凈能為6.10 kJ/kg和6.30 kJ/kg，柏俊等人[9]研究了錦江牛的能量水平需要，結果發(fā)現(xiàn)錦江牛肥育前期適宜的綜合凈能為6.74 MJ/kg，肥育后期適宜綜合凈能水平為6.58 kJ/kg，任春燕等人[10]對犢牛飼糧中的中性洗滌纖維(NDF)進行了研究，發(fā)現(xiàn)112日齡以內(nèi)的荷斯坦犢牛開食料中的NDF為9.91%時，有助于促進其內(nèi)臟器官的發(fā)育，可以提高犢牛的日增重和屠宰性能。

肉牛營養(yǎng)需要十分重要，但仍然是河北省肉牛產(chǎn)業(yè)發(fā)展的薄弱環(huán)節(jié)，主要原因是該產(chǎn)業(yè)的研究投資大、試驗周期長、費時費力等因素。隨著現(xiàn)代化、集約化、規(guī)模化的養(yǎng)殖場建立河北省肉牛產(chǎn)業(yè)也發(fā)生了改變，對肉牛的營養(yǎng)需要量和飼養(yǎng)標準也面臨著挑戰(zhàn)和機遇，上述我國制定的《肉牛飼養(yǎng)標準》已有17年沒有更新，建議有關部門和學者進行修訂，以便促進河北省及國家肉牛產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

1.2 肉牛的育肥階段與飼養(yǎng)管理研究

肉牛的生產(chǎn)效率實質(zhì)就是將采食的飼料中營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為動物脂肪和蛋白質(zhì)的效率，而肉牛生產(chǎn)在育肥期間的主要目的就是提高日增重，改善牛肉品質(zhì)，促進脂肪沉積。肉牛在育肥期間生長迅速，但是脂肪相對生長較慢，因此在日糧飼養(yǎng)中注重蛋白質(zhì)和能量的比例，保證充足的營養(yǎng)供應，增加飼料中蛋白質(zhì)的用量并逐步提高能量水平對肉牛健康生長有著不可小覷的作用。礦物質(zhì)雖有常量和微量之分，但在肉牛生長過程中有著重要的地位，若在肥育期間礦物質(zhì)Ca、P攝入不足，則會引起牛體的骨質(zhì)疏松，降低食欲進而影響采食量。青綠飼料可以作為肉牛補充維生素的重要來源，由于肉牛自身不能合成維生素，主要從飼料中獲得，所以要著重注意肉牛在春季和冬季維生素的供給并注重飼喂量，若過多供給則會引起牛體發(fā)生中毒反應。水在肉牛飼養(yǎng)過程中是一種十分廉價的營養(yǎng)物質(zhì)，作為一種重要的溶劑在肉牛所需的各種營養(yǎng)物質(zhì)運送和吸收方面有這不可替代的作用，同時還參加了體內(nèi)多種生化反應，其在體內(nèi)不僅有著潤滑作用，還影響著肉牛健康生長。張曉明等人[11]研究了蛋白質(zhì)的沉積和小腸對蛋白質(zhì)消化的需要量中發(fā)現(xiàn)，秦川牛蛋白質(zhì)需要量達到5.94 g/(kg·d)，肉牛小腸中消化粗蛋白質(zhì)的效率明顯提高。張栓林等人[12]研究了維生素和微量元素對牛的瘤胃發(fā)酵影響，發(fā)現(xiàn)當飼料中維生素E的添加量為300 IU/kg，微量元素硒添加量為0.3 mg/kg時，兩種營養(yǎng)物質(zhì)均可以發(fā)揮抗氧化功能保護瘤胃菌群分泌酶的活性，還可以提高揮發(fā)性脂肪酸(VFA)底物的降解同時發(fā)現(xiàn)二者具均有提高玉米秸稈中的酸性洗滌纖維(ADF)和中性洗滌纖維(NDF)在瘤胃中的降解率。

畜禽生長大體表現(xiàn)在“小長骨、中長肉、大長膘”的特點，對于肉牛的肥育主要集中在前、中、后3個時期，根據(jù)生長規(guī)律，在肉牛育肥期間前期主要以增長瘦肉、增大體積為主，在后期的肥育中要沉積脂肪[13]。肉牛在性成熟前體重增長速度最快，因此可利用這一特性補充全價營養(yǎng)飼料，促進牛體生長發(fā)育，從而達到育肥的目的。在肉牛的前期肥育中，飼料中要注重蛋白質(zhì)飼料和礦物質(zhì)飼料的供給，主要原因在此階段肉牛主要以生長骨架和增長肌肉為主，需要飼喂高于生長發(fā)育的營養(yǎng)物質(zhì)，才能達到預期的育肥效果。隨著年齡的增長，肌肉增長逐步緩慢肌肉紋理也隨之改變，在中后期主要以沉積脂肪為主，在此期間要增加精料中蛋白質(zhì)含量以促進肌肉間脂肪沉積，達到育肥效果。

2 飼料替抗與綠色添加劑

在畜牧業(yè)的萌芽時期，動物生產(chǎn)性能及飼養(yǎng)管理技術滯后，在發(fā)病率和死淘率的影響下嚴重制約了畜禽養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，1950年美國食品藥品管理局(FDA)批準抗生素可作為飼料添加劑使用，我國與1994年出臺了飼料添加劑使用目錄[14]。由此抗生素的使用在國內(nèi)外先后經(jīng)歷了3個階段發(fā)展，分別為人畜共用階段、人畜分開使用階段和飼糧抗生素階段。添加抗生素類物質(zhì)以增強其抗病能力和提高飼料報酬為畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展帶有突出的貢獻，但是過量和長期使用抗生素會使畜禽體內(nèi)菌群失調(diào)，致病菌產(chǎn)生耐藥性，在畜產(chǎn)品中有著殘留，從而是動物產(chǎn)品危害人類健康與生存環(huán)境。因此不同國家相繼出臺法令法規(guī)限制和禁止抗生素使用(見圖1)，我國也于2020年7月實施禁抗決策，從國外禁抗實踐得出經(jīng)驗，開展研發(fā)綠色飼料添加劑是關鍵。近年來，在肉牛養(yǎng)殖業(yè)中，高精料日糧的飼喂導致其瘤胃內(nèi)菌群失調(diào)，造成營養(yǎng)代謝性疾病和炎癥反應，一些植物提取物可用作生長促進劑和替代抗生素的天然產(chǎn)品備受熱議，在肉牛飼養(yǎng)過程和牛肉生產(chǎn)中有著廣闊的前景。

圖1 各國養(yǎng)殖動物飼料中限抗和禁抗時間

植物提取物具有促進生長、抗氧化、抑制細菌、提高免疫力等生物學特性；又有著無殘留、天然、無依賴等優(yōu)點，作為綠色添加劑在替抗方面得到了諸多研究和廣泛應用。顧名思義，植物提取物是指用無力、化學或者其他生物手段將純天然植物作為原料。從其根、莖、葉、花、果實、種子等中提取某一種或者多種有效成分而形成的小分子或者高分子作為主要成分，將其運用到畜禽飼料中起到保健、殺菌、營養(yǎng)等作用。

植物提取物在含有的生物活性物質(zhì)在對畜禽增長發(fā)育有著多功能的表現(xiàn)，Balcells等人[15]研究發(fā)現(xiàn)在肉牛的精料中加入300 mg/kg植物黃酮既不影響飼料消化率和日增重，同時又能降低瘤胃中乙酸的濃度提高丙酸的濃度，調(diào)整二者比例進而降低了瘤胃酸中毒的風險也改善了瘤胃發(fā)酵品質(zhì)，調(diào)整了瘤胃微生物區(qū)系。Monteschio等人[16]在使用丁香酚、百里香酚、香蘭素混合物制成的植物精油添加至小母肉牛飼料中，發(fā)現(xiàn)其可以增加肉牛的反芻時間，飼料轉(zhuǎn)化率與日增重與對照組相比差異顯著(P<0.05)，Yatoo等人[17]的相關研究表明，在提高水牛日增重中，日糧中添加0.15 mg/kg主要成為大蒜和肉桂等提取的植物精油有著良好的效果，并且對飼糧的消耗量、飼料報酬、營養(yǎng)轉(zhuǎn)化率沒有任何影響。Ishii等人[18]研究表明，將扁伯醇混合到精料中精料日糧中，能夠提高瘤胃中琥珀酸絲桿菌的數(shù)量致使鏈球菌下降，同時還能減少肉牛的鼓脹病。天然灌木紅山茱萸含有豐富的花青素等活性物質(zhì)，在肉牛飼喂過程中以30 g/kg的添加量攪拌于精料中，有利于降低瘤胃內(nèi)丙酸和乙酸的比例[19]。單寧雖然是一種抗營養(yǎng)因子，但是其具對表皮的葡萄球桿菌、金黃色葡萄球桿菌和糞便中的鏈球菌有抑制作用，在日糧中適量添加富含單寧植物粉對肉牛的體液免疫、血液華指標等均有積極影響[20]。在飼料中添加植物提取物對瘤胃的營養(yǎng)調(diào)控有著積極作用，還可以減少血液內(nèi)毒素和炎癥反應，但是植物提取物種類繁多，作用機理并不統(tǒng)一，應進一步研究其提取物的用量及效果，以便今后更好地開發(fā)利用。

3 瘤胃代謝與營養(yǎng)調(diào)控

瘤胃是反芻動物的第一胃。瘤胃是迄今已知的降解纖維物質(zhì)能力最強的天然發(fā)酵罐，內(nèi)部食糜分三層(氣層，致密層與液體層)，反芻時，食糜逆嘔至口腔重新咀嚼。瘤胃位于腹腔左側(cè)，幾乎占據(jù)整個左側(cè)腹腔，瘤胃上皮可以有效地吸收Na、K、Cl等離子，而對揮發(fā)性脂肪酸的吸收量可達75%，吸收速度順序為丁酸>丙酸>乙酸，在調(diào)控瘤胃內(nèi)環(huán)境方面起著重要作用。根據(jù)瘤胃內(nèi)容物的形態(tài)，可分為固相和液相兩部分。反芻動物不斷的采食飼料和飲水，瘤胃中發(fā)酵后又不斷地流入后部消化道，稀釋率和外流速度是重要的指標，它們受飼料的種類，加工和瘤胃液滲透壓影響，又影響著揮發(fā)性脂肪酸、氨態(tài)氮、pH值和微生物蛋白的合成效率，因此瘤胃的代謝與營養(yǎng)調(diào)控一直是反芻動物研究的重點。

3.1 瘤胃與維生素的代謝研究

反芻動物的瘤胃中微生物可以合成維生素K和B族類維生素以期滿足自身需要，但是隨著規(guī)?；⒓s化飼養(yǎng)方式的建立，飼喂高精日糧導致某些水溶性維生素難以滿足需求，例如維生素B1和維生素B3，近年煙酸對肉牛的瘤胃營養(yǎng)代謝成為研究熱點問題。機體的能量代謝、糖類代謝、脂肪代謝以及氧化應激都需要煙酸的參與[21]，李萍[22]研究發(fā)現(xiàn)日糧中添加8 g/d的煙酸奶牛的產(chǎn)奶量可以增加11.5%，煙酸的添加還可以促進瘤胃內(nèi)微生物的生長進而影響瘤胃發(fā)酵指標，還可以提高瘤胃內(nèi)揮發(fā)性脂肪酸、氨態(tài)氮以及微生物蛋白的濃度[23-25]，外源性添加煙酸會在較短的時間內(nèi)被瘤胃內(nèi)的微生物降解，降解率高達88%～94%，因此在肉牛生產(chǎn)中高劑量煙酸添加等手段有助于生產(chǎn)性能的提高[26]。

3.2 瘤胃與蛋白質(zhì)的代謝研究

蛋白質(zhì)的消化吸收主要場所是在瘤胃，依靠微生物的降解，飼料蛋白進入瘤胃后50%～70%被微生物的蛋白酶分解為多肽和蛋白酶，氨基酸通過脫氫基酶的進一步分解，生成有機酸、氨和CO2，微生物可以直接利用利用生成的氨基酸和多肽合成蛋白質(zhì)，儲存于微生物內(nèi)，至此瘤胃內(nèi)游離的氨基酸較少。瘤胃內(nèi)還可以分解飼料中的非蛋白氮化合物，例如尿素、銨鹽等，產(chǎn)生氨和CO2，一部分氨作為氮源，可被微生物利用合成菌體蛋白，儲存于生物體內(nèi)，一部分可被瘤胃壁吸收進入血液，經(jīng)過門靜脈運輸?shù)礁闻K，經(jīng)鳥氨酸生成尿素，一部分尿素分泌到唾液中，進入瘤胃后被細菌分泌的脲酶分解為氨和CO2，氨被瘤胃吸收后可以重新生成尿素，這一過程稱為瘤胃氮素循環(huán)。在畜牧業(yè)中常用尿素代替日糧中30%的蛋白質(zhì)，尿素在瘤胃內(nèi)脲酶的作用下快速分解，產(chǎn)生氨的速度為微生物的4倍，為了有效利用尿素必須要降低其分解效率，這樣不僅可以節(jié)約成本，還可以避免氨中毒的發(fā)生。

圖2 反芻動物蛋白質(zhì)消化代謝

4 本地特色粗飼料資源開發(fā)與利用

伴隨著畜牧業(yè)的蓬勃發(fā)展，飼料資源開發(fā)問題日益突出，飼料價格和肉牛成本居高不下，優(yōu)質(zhì)飼料進口依賴性大，制約了河北省肉牛產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。解決飼料資源匱乏，降低肉牛養(yǎng)殖成本，開發(fā)本地特色飼料資源與利用是亟待解決問題。常見的飼料資源有稻草、酒糟、芭蕉、藤蔓等在此不做贅述，就近年來一些具有本地特色的粗飼料加以簡述，以期促進在這方面的研發(fā)和利用。

馬鈴薯作為主要的糧食來源，其營養(yǎng)價值相對豐富，干物質(zhì)為14.01%，粗蛋白高達19.62%，粗脂肪為7.97%，龍葵素含量為0.34%，在冀北地區(qū)種植面積約有26萬hm2，其副產(chǎn)品莖、葉資源龐大，但是由于含有龍葵素，導致適口性差，容易腐爛，一般種植戶將馬鈴薯收割完成后副產(chǎn)品直接丟棄或者焚燒。楊永等人[27]實驗中將馬鈴薯正式收割前10 d進行收獲莖葉作為青貯原料，發(fā)現(xiàn)添加10%蜜糖和淀粉按照3∶7比例同全株玉米進行混合，其營養(yǎng)成分和青貯品質(zhì)做好，飼喂價值最高。馬鈴薯副產(chǎn)品適時收割作為青貯不僅可以節(jié)約飼料生產(chǎn)成本使得秸稈充分利用，還可以有效緩解人畜爭糧問題。

飼料桑種植面積廣泛，抗逆性強，富含多種礦物質(zhì)等營養(yǎng)元素，其中干物質(zhì)含量高達30%，粗蛋白為16%～30%，粗纖維為8%，碳水化合物約為25%，被譽為“天然的植物營養(yǎng)庫”[28]。桑葉經(jīng)過微生物發(fā)酵后可以提高營養(yǎng)成分和含量，經(jīng)過發(fā)酵大分子的蛋白質(zhì)被降解成多肽、游離的氨基酸和可溶性蛋白，而且通過微生物的作用還可以提高其中真蛋白的含量[29]。在反芻動物飼料中合適比例添加桑葉可以在不影響生產(chǎn)性能的情況下來提高生產(chǎn)效益，降低瘤胃揮發(fā)性脂肪酸的含量，提高飼料利用效率。有研究發(fā)現(xiàn)添加20%的發(fā)酵桑葉粉能夠降低0.5元的飼料成本，且對肉牛的血液化理化指標沒有任何影響，添加22.5%的發(fā)酵桑葉可以影響肉牛的胴體品質(zhì)，調(diào)節(jié)牛體內(nèi)的脂類代謝并且提高了生產(chǎn)性能增加免疫力[30]，郭建軍等人[31]在西門塔爾牛精料中添加10%和20%的桑葉粉，使得牛體平均日增重提高16.1%和9.1%，崔振亮研究在肉牛飼糧中添加發(fā)酵桑葉結果發(fā)現(xiàn)其對瘤胃細菌區(qū)系產(chǎn)生了顯著影響(P<0.05)，但是對瘤胃內(nèi)細菌的多樣性影響不顯著(P>0.05)，有學者研究發(fā)現(xiàn)[32]在種公牛中添加桑葉粉能夠提高精子活力、射精量、降低精子畸形率等。

目前，國內(nèi)關于飼用谷子在畜禽養(yǎng)殖中的應用研究主要集中在牛、羊等草食家畜，可替代羊草、苜蓿干草，節(jié)約成本，張雜谷是冀北地區(qū)自行選育的優(yōu)良谷草，具有高產(chǎn)、節(jié)水和耐貧瘠、營養(yǎng)價值高等優(yōu)點，其秸稈可轉(zhuǎn)化為飼草，粗蛋白含量在6.22%～7.35%，蠟熟期粗蛋白行亮高達11.99%～13.44%，其產(chǎn)量高于苜蓿，并且張雜谷的營養(yǎng)價值與苜蓿相接近[33]，大量飼喂試驗表明，張雜谷飼草可以代替分部進口牧草以及本地秸稈類飼料，可作為反芻動物的優(yōu)質(zhì)粗飼料，可作為一個全新飼草展業(yè)發(fā)展發(fā)展品種。

5 小 結

綜上所述，本文總結了近8年以來肉牛的營養(yǎng)需要及肥育、瘤胃的代謝與營養(yǎng)調(diào)控、飼料替抗與綠色添加劑的開發(fā)、本地特色飼料資源開發(fā)與利用等4方面的研究進展，闡明了在這幾方面的研究方向，以期促進冀北地區(qū)肉牛營養(yǎng)與飼料領域的研究和應用。