■贠向隆 劉興波 寧 然 程梓宸 聶 偉
(中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院,北京 100193)
玉米-豆粕型飼料是畜禽業(yè)常用的飼料類型,但隨著畜牧業(yè)的快速發(fā)展,飼料原料的缺口越來越大,用于配制動物飼料的玉米、豆粕等十分緊缺,且價格近兩年持續(xù)上漲,創(chuàng)下新高。因此,降低飼料中玉米、豆粕的占比成為新的趨勢,需選用其他較為合適的原料對配方中的玉米、豆粕等原料進(jìn)行替代,小麥在飼料劃分上屬于能量飼料。我國盛產(chǎn)小麥,種植范圍廣,從西部到東部,從南方到北方都有種植,連年豐收,價格低廉,若使用小麥作為飼料原料可以節(jié)省大量成本。在我國小麥作為家禽飼料原料應(yīng)用較少,但在國外小麥已被大量使用,如加拿大、日本等都將小麥作為配制家禽飼料的常用原料,使用小麥替代飼料中玉米和豆粕具有良好的應(yīng)用前景。文章總結(jié)了國內(nèi)外文獻(xiàn)中小麥常規(guī)理化指標(biāo),影響家禽對小麥營養(yǎng)物質(zhì)利用的因素及小麥在家禽上代謝能和凈能的研究進(jìn)展等,為小麥在家禽中的科學(xué)研究及合理應(yīng)用提供參考。
在我國小麥種植范圍廣,種類繁多,小麥的化學(xué)組成差異較大,若將小麥應(yīng)用于家禽飼料中首先就需要準(zhǔn)確了解小麥的理化組成。同時許多學(xué)者發(fā)現(xiàn)在小麥應(yīng)用時,因為家禽年齡、小麥種類、飼喂方式等眾多影響因素,家禽對于小麥營養(yǎng)物質(zhì)利用情況也存在差異,需考慮這些影響因素,使得家禽對小麥的營養(yǎng)利用效果達(dá)到最佳。
小麥含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì),不同地區(qū)的小麥營養(yǎng)價值指標(biāo)見表1。小麥干物質(zhì)(DM)占比在85.0%以上,淀粉(ST)含量可達(dá)73.93%,粗蛋白(CP)含量在12.0%以上,粗脂肪(EE)含量小于2.50%,品種間差異較大。小麥雖富含B族維生素及礦物質(zhì),但鈣(Ca)、磷(P)比例不平衡;在必需氨基酸方面,賴氨酸(Lys)含量雖然比玉米高,但賴氨酸(Lys)、蘇氨酸(Thr)、蛋氨酸(Met)含量依然較低;脂肪酸中亞油酸(C18H32O2)含量只有0.8%,遠(yuǎn)低于家禽正常的需要量。在使用小麥時要適當(dāng)添加礦物質(zhì)、必需氨基酸等以滿足家禽正常生長發(fā)育的需要。
表1 小麥飼料常規(guī)成分及含量(風(fēng)干基礎(chǔ),%)
此外不可忽視的是小麥中含有大量抗?fàn)I養(yǎng)因子,其中非淀粉多糖(NSP)是小麥抗?fàn)I養(yǎng)因子中的主要成分,占到小麥干物質(zhì)總成分的10%左右,如葡聚糖、木聚糖等,而家禽對于NSP 幾乎不能消化利用。NSP會使得食糜保持一定的黏度、阻止內(nèi)源性消化酶與營養(yǎng)物質(zhì)接觸,導(dǎo)致營養(yǎng)物質(zhì)的消化率下降,在使用小麥進(jìn)行替代時可以添加酶制劑來消除NSP 的抗?fàn)I養(yǎng)作用。
從小麥?zhǔn)斋@到用到飼料里需要一定的時間,儲存會引起小麥營養(yǎng)成分發(fā)生變化,影響家禽對其的營養(yǎng)利用。魏晨等(2021)發(fā)現(xiàn)在小麥倉儲過程中水分會發(fā)生變化,但營養(yǎng)價值保持穩(wěn)定,同時支鏈和直鏈淀粉的比例會發(fā)生變化,影響肉雞腸道對氨基酸的代謝和吸收。也有研究認(rèn)為隨著貯藏時間增加小麥內(nèi)戊聚糖含量降低,影響家禽食入小麥后消化物的黏度,使得大量使用小麥的負(fù)面作用減弱。
不同品種小麥因為自身化學(xué)成分組成不同,使得家禽對其營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收存在差異。婁瑞潁等(2013)選取了15種小麥,發(fā)現(xiàn)15種小麥EE、NDF、ADF存在較大的差異,且肉仔雞對不同來源小麥養(yǎng)分表觀代謝率(如CP)存在顯著差異;Azhar等(2019)選取了17種小麥樣品,發(fā)現(xiàn)CP的含量為97~143 g/kg DM,EE 的含量為10.9~17.1 g/kg DM,不同品種間差異較大,肉仔雞對不同品種小麥EE 消化率存在顯著差異。Lu 等(2020)以中國6 種不同產(chǎn)地小麥為原料配制飼料飼喂肉雞,發(fā)現(xiàn)不同處理組的標(biāo)準(zhǔn)回腸氨基酸消化率有很大差異;Alamo 等(2008)選取了西班牙4 種小麥,發(fā)現(xiàn)小麥品種對肉雞DM、CP消化率均有顯著影響。
肉雞在不同生長發(fā)育期,對于小麥營養(yǎng)物質(zhì)的消化利用能力也不同。Olukosi等(2019)使用小麥占比為58.58%的飼料飼喂肉雞,分析了肉雞在7、14、21、28 d 4個日齡的營養(yǎng)物質(zhì)消化率,發(fā)現(xiàn)其腸道DM、CP的消化率隨日齡的增加而增加,但EE 消化率隨年齡的增長而下降,EE 消化率的變化可能與日齡的增加所導(dǎo)致的消化食物速度的增加有關(guān);Huang等(2005)也使用小麥型飼糧研究了肉雞在14日齡、28日齡、42日齡的氨基酸消化率,發(fā)現(xiàn)14 日齡肉雞大部分氨基酸表觀消化率顯著高于28日齡和42日齡肉雞,而28日齡和42日齡肉雞除組氨酸(His)、谷氨酸(Glu)和丙氨酸(Ala)消化率低于42 日齡外,其余氨基酸消化率差異不顯著;但Barua 等(2021)采用在飼糧中以小麥為肉雞蛋白質(zhì)唯一來源進(jìn)行研究,結(jié)果表明肉雞對飼料中必需氨基酸、非必需氨基酸的表觀消化率,從第7 天到第42天總體呈上升趨勢。有觀點認(rèn)為隨著家禽年齡的增加,胰酶活性的升高、更大的腸道吸收面積、消化物在腸道的停留時間及腸道對于NSP 的耐受性增加都會有利于家禽對氨基酸的吸收和利用,但Huang等(2005)的試驗結(jié)果卻與此矛盾,家禽日齡對氨基酸消化率的影響后續(xù)還需要進(jìn)一步研究。
因為小麥含有大量的抗?fàn)I養(yǎng)因子,在小麥飼料中添加酶制劑可以分解抗?fàn)I養(yǎng)因子,使得家禽對小麥的營養(yǎng)利用率提高。Van 等(2021)在以小麥為主要原料配制的飼料加入一定量的木聚糖酶飼喂蛋雞,與不添加的基礎(chǔ)組相比,飼料中添加酶可以使得飼料的CP、EE表觀消化率顯著提高;Han等(2020)將含有甘露聚糖酶、β-葡聚糖酶和木聚糖酶的復(fù)合酶按照不同的比例添加到含有小麥的飼糧中,發(fā)現(xiàn)添加酶后降低了飼料轉(zhuǎn)化率,提高了DM、CP、NSP 的回腸表觀消化率,且日糧DM消化率隨著酶制劑的增加呈現(xiàn)線性增加的關(guān)系;姜文聯(lián)等(2019)在以小麥為主要原料的飼料中加入木聚糖酶和植酸酶發(fā)現(xiàn)可以提高精氨酸(Arg)、組氨酸(His)、異亮氨酸(Leu)等的回腸表觀消化率。但也有研究發(fā)現(xiàn)并不是所有以小麥為原料配制的飼糧中添加酶制劑都是有效的。Smeets 等(2018)在以小麥所占比例為64%的飼糧中添加木聚糖酶飼喂肉雞,發(fā)現(xiàn)木聚糖酶只能提高含有高濃度NSP的小麥(NSP含量為111 g/kg)的腸道營養(yǎng)物質(zhì)消化率,而對含有低濃度的小麥(NSP 含量為91.8 g/kg)配制飼料添加酶制劑沒有發(fā)生顯著差異。也有文獻(xiàn)表明小麥中添加酶制劑存在與年齡的交互作用。Alamo 等(2008)將木聚糖酶和蛋白酶的混合酶添加到含有小麥的肉雞飼料中發(fā)現(xiàn),添加酶制劑可以使得育雛期的腸道DM、ST 的表觀消化率增加,但在育成期卻沒有提高。這是因為在家禽育雛期對NSP 比較敏感,而隨著日齡的增加,對NSP 所誘導(dǎo)的抗?fàn)I養(yǎng)作用存在一定的耐受性。
飼喂動物的原料中可以被動物有效利用的能量稱為原料的有效能,準(zhǔn)確評價小麥對于家禽的有效能可以幫助在使用小麥配制家禽飼料時更加準(zhǔn)確。評價家禽對于飼料能量的利用上,現(xiàn)有代謝能(ME)和凈能(NE)兩種能量體系。
動物食入飼料的總能(GE)中減去排出糞便、尿液中所包含的能量糞能(FE)、尿能(UE)就是代謝能(ME)。因為家禽糞尿不容易分離,現(xiàn)在常用ME來表示家禽能量的利用情況,ME 在家禽上又可分為表觀代謝能(AME)和氮校正表觀代謝能(AMEn)。
國內(nèi)外對于小麥原料的代謝能部分評定結(jié)果如表2 所示。不同研究所測的小麥代謝能值差異較大。不同品種小麥的化學(xué)成分會影響代謝能值。已有研究發(fā)現(xiàn)小麥的化學(xué)成分CP、EE、CF、NSP 等與AME、AMEn 存在相關(guān)關(guān)系,而小麥由于種植環(huán)境、品種等因素會使得其化學(xué)成分有很大的差異,如婁瑞潁等(2013)選取了15 種小麥,這15 種小麥在EE、NDF、ADF 含量上均存在較大的差異;Azhar 等(2019)選取了17 種小麥樣品,發(fā)現(xiàn)小麥樣品間CP、EE 含量差異較大,從而導(dǎo)致不同品種的小麥代謝能存在差異。日齡也被發(fā)現(xiàn)會對小麥代謝能值產(chǎn)生影響。趙萌菲等(2019)分別測定了6種小麥在11~13日齡和25~27日齡的代謝能值,發(fā)現(xiàn)兩個階段肉雞的AME、AMEn 差異均極顯著。這是因為幼禽腸道發(fā)育不完全,內(nèi)源酶系統(tǒng)還不成熟,膽汁酸分泌不足,腸道菌群還未完全建立起來,所以在對營養(yǎng)物質(zhì)消化以及抵抗小麥抗?fàn)I養(yǎng)因子等方面與大日齡肉雞存在差異,導(dǎo)致代謝能值與大日齡肉雞存在差異。除此之外,測定方法不同,也會對代謝能值產(chǎn)生影響。王永偉等(2009)在肉雞上使用全收糞法、指示劑法,測定了幾種小麥的AME、AMEn,發(fā)現(xiàn)兩種生物學(xué)方法所得的代謝能值有顯著差異。其認(rèn)為使用全收糞法時糞盤上沾有一定糞便造成的損失,及使用指示劑法時,指示劑在飼料、糞便等樣品中可能不均勻,是造成兩種方法差異的主要原因。
表2 不同品種小麥AME和AMEn(干物質(zhì)基礎(chǔ))
小麥的代謝能值測定過程繁瑣,時間較長,測定小麥的代謝能值建立相關(guān)代謝能方程會使得小麥推廣使用更為簡便。代謝能預(yù)測方程,是通過全收糞法、指示劑法等各種方法測定代謝能,同時測定原料中的各種化學(xué)組成,如DM、CP、EE等因素,將ME與這些因素進(jìn)行相關(guān)性分析,擬合而來的。建立的預(yù)測方程主要有AME 和AMEn 兩種形式,國內(nèi)外文獻(xiàn)所建立的部分AME和AMEn預(yù)測方程如表3所示。雖然小麥的化學(xué)成分會對代謝能值產(chǎn)生影響,但起主要影響的是幾種因子,不同情況下主效因子不同。在AME 預(yù)測方程中,Sedghi 等(2014)認(rèn)為主效因子是CF、可溶性糖(SS)、Ash(R2=0.918);Roudi等(2012)認(rèn)為DM、CP、Ash對AMEn 相關(guān)性最高。在AMEn 的預(yù)測方程模型中,陳思(2018)認(rèn)為與AMEn相關(guān)性最強(qiáng)的是CP、Ash(R2=0.933),趙萌菲等(2019)認(rèn)為小麥中NDF含量與肉雞AMEn相關(guān)性最高(R2=0.847),王永偉(2009)認(rèn)為CP、黏度(V)(R2=0.953)對AMEn 有決定性作用。對于方程的準(zhǔn)確性評估,趙萌菲等(2019)使用代謝能預(yù)測方程計算了一種小麥飼糧的AME、AMEn計算值,將其與實測值進(jìn)行對比,得到了計算值與實測值很接近的結(jié)果,證明了建立預(yù)測方程在實際生產(chǎn)中應(yīng)用的可行性。
表3 利用化學(xué)成分預(yù)測小麥代謝能的回歸方程
代謝能減去采食后的熱增耗(HI)即為凈能(NE),其更能真實反映飼料的營養(yǎng)價值和動物需要量。
在家禽上測定小麥原料凈能的數(shù)值較少。Sarmiento-Franco 等(2000)將小麥作為唯一飼料原料飼喂公雞,測得凈能值為7.26 MJ/kg,小麥真代謝能(TME)轉(zhuǎn)化為NE 的效率為86.5%。于夢超(2017)使用套算法測定了40 種小麥在肉鴨上的凈能值,測定NE 值為7.75~9.23 MJ/kg,小 麥AME 轉(zhuǎn) 化 為NE 的 效 率 為55.99%~67.53%。
所測得的小麥原料凈能值差異較大,可能是所使用動物不同以及小麥的品種不同所導(dǎo)致的。不同動物生理特點、年齡和生理階段的不同,對于營養(yǎng)物質(zhì)的消化利用率就會不同;不同品種小麥間營養(yǎng)物質(zhì)組成存在差異,而不同營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為凈能的效率存在差異,如脂肪淀粉轉(zhuǎn)化為凈能的效率相對于其他營養(yǎng)物質(zhì)就較高,從而產(chǎn)生的HI就不同。此外,也有研究認(rèn)為在小麥型飼料中添加適當(dāng)?shù)拿钢苿┛梢允沟眉仪菔橙脒@些飼料的凈能值增加,如Nian等(2011)發(fā)現(xiàn)在小麥型飼糧中加入木聚糖酶與不加酶組相比,會使得肉雞的熱增耗(HI)下降,NE增加;Olukosi等(2019)也發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)果。有學(xué)者認(rèn)為添加木聚糖酶等酶制劑可以降解小麥中的抗?fàn)I養(yǎng)因子,在一定程度上避免或減少了因抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)所造成的十二指腸、空腸等相對長度增加的現(xiàn)象,使得它們占體重的相對比例下降,減少熱量的損失。
凈能測定更加繁瑣,所需要設(shè)備也較為昂貴,凈能方程的建立有利于凈能大范圍在家禽上的應(yīng)用。家禽上小麥凈能方程的建立也較少,于夢超(2017)測定了40種小麥在肉鴨上凈能值并建立了預(yù)測方程如表4所示。隨著預(yù)測因子的增加,線性方程預(yù)測的擬合度逐漸提高,且AME 作為預(yù)測因子增加了方程的擬合度,但其在所擬合出的回歸預(yù)測方程僅有AME、NDF 和ADF 作為因子回歸進(jìn)去。其他家禽小麥凈能方程的建立還需要進(jìn)一步進(jìn)行研究。
表4 利用化學(xué)成分預(yù)測小麥凈能值的回歸方程
將小麥作為飼料原料實際飼養(yǎng)時,養(yǎng)殖者直觀感受到的是使用小麥后與原飼喂方式對于家禽生產(chǎn)性能和生產(chǎn)產(chǎn)品的影響(如平均日增重、料重比、蛋重、肉色等)。許多學(xué)者也在這些方面做了大量的研究,由于小麥中含有大量的抗?fàn)I養(yǎng)因子,其添加到飼料中的方式主要有直接添加和配合酶制劑添加兩種。
已有大量研究表明,飼料中直接添加一定比例的小麥并不會對家禽產(chǎn)生不良的影響。鮑淑青等(2008)發(fā)現(xiàn)在中、小雞階段當(dāng)小麥占日糧12%和15%時,與玉米-豆粕型日糧(對照組)相比日增重、采食量、料重比、成活率方面差異不顯著;王衛(wèi)國等(2002)研究表明肉雞中、后期飼料中用小麥替代玉米的15%~20%而不添加酶制劑,對肉雞的生產(chǎn)性能不會造成顯著影響。陳長福等(2005)在飼料中以50%的小麥替代玉米飼喂山麻鴨,與玉米組相比產(chǎn)蛋率、蛋重沒有顯著差異;胡石春等(2002)將小麥完全替代原有飼糧配方中的玉米飼喂蛋鴨,發(fā)現(xiàn)采食量和蛋重與原來比都十分地接近。
直接添加一定比例小麥對家禽所生產(chǎn)出的肉、蛋等的影響也是實際生產(chǎn)中所關(guān)注的。Bennett等(2002)研究表明飼喂小麥對肉雞的腹脂率沒有影響,呂明斌等(2009)認(rèn)為飼喂肉雞小麥對腿肌率、全凈膛率、胸肌率和腹脂率均沒有顯著影響,還有些研究表明,飼喂小麥的肉雞飲水量減少,雞舍的墊草相對干燥,屠宰后肉雞胸脯很少起水泡,能夠提高肉雞的屠宰質(zhì)量等級。但宋凱等(2008)發(fā)現(xiàn)飼喂小麥型飼糧可以增加肉仔雞肌肉的剪切力,使肌肉不易咀嚼;且因為小麥的葉黃素含量顯著低于玉米,所以造成飼喂小麥日糧肉仔雞的胸肌與腿肌肉色較差;除了對肉雞肉質(zhì)顏色影響,蛋雞上也發(fā)現(xiàn)了因色素低導(dǎo)致蛋黃顏色較淺的現(xiàn)象,對于飼喂小麥后家禽著色較差問題,有觀點認(rèn)為可以添加一定量的葉黃素來彌補(bǔ)小麥飼喂所帶來的不足。
綜上,根據(jù)家禽的種類和生理階段適當(dāng)添加一定量的小麥,對于家禽的生產(chǎn)性能、生產(chǎn)產(chǎn)品品質(zhì)不會產(chǎn)生不良的影響,可以起到一定的降低成本的作用。
若在家禽飼料中直接大量添加小麥會影響到家禽的正常生長,有研究表明添加比例超過60%后會對肉雞增重等產(chǎn)生不良影響,為在經(jīng)濟(jì)合理的范圍下最大限度使用小麥,在小麥型飼糧中應(yīng)配合添加酶制劑來飼喂家禽。
在含有小麥的飼料中添加一定的酶制劑,相對于單獨使用小麥飼喂家禽可以提高生產(chǎn)性能。Wu 等(2004)發(fā)現(xiàn)在小麥型飼料中添加植酸酶與不添加組相比可使增重和飼料效率分別提高17.5%和2.9%,添加木聚糖酶的相應(yīng)改善幅度分別為16.5%和4.9%。Cowieson 等(2019)發(fā)現(xiàn)添加外源蛋白酶對肉雞生產(chǎn)性能可以產(chǎn)生有利影響,與飼喂玉米-豆粕型飼料的對照組相比,肉雞的平均日增重增加,飼料系數(shù)降低至4%~5%。時勇等(2001)在鵪鶉上使用木聚糖酶、葡聚糖酶等混合酶進(jìn)行了試驗,結(jié)果顯示4組小麥加酶組日糧比純玉米日糧組的體增重分別高5.8%、6.7%、7.2%和9.5%,小麥加酶組比小麥無酶組的體增重提高4.4%,小麥日糧中添加酶制劑能提高肉用鵪鶉的生產(chǎn)性能。高樹冬等(2001)在小麥飼糧中添加一定比例的甘露聚糖酶等混合酶飼喂肉鴨,試驗結(jié)果顯示用小麥添加酶制劑,可以等量替代玉米,各小麥加酶組與飼喂玉米對照組相比飼料轉(zhuǎn)化率提高2.26%~4.53%,成活率提高10.73%~12.02%。
在小麥型飼料中添加酶制劑對家禽產(chǎn)品品質(zhì)的影響也是許多學(xué)者的研究焦點。郭學(xué)義等(2015)試驗結(jié)果表明,在肉雞飼料中以小麥替代40%的玉米同時添加一定量葡聚糖酶和木聚糖酶,在胴體重、腿肌重上與飼喂原飼料比并沒有差異。Vanhoeck 等(2021)發(fā)現(xiàn)在蛋雞試驗中添加木聚糖酶顯著改善了雞蛋品質(zhì)指標(biāo),添加45 000 U/kg 和90 000 U/kg 的處理組表現(xiàn)出哈夫單位和蛋白高度的增加;劉鈺等(2013)也發(fā)現(xiàn)在小麥型飼料中添加一定量的木聚糖酶與未添加組相比可以一定程度改善蛋殼品質(zhì)和蛋白品質(zhì)。余有貴(2004)發(fā)現(xiàn)在日糧中添加NSP 復(fù)合酶能提高肉鴨的平均日增重(P<0.05)、營養(yǎng)物質(zhì)表觀代謝率(P<0.05)與屠宰性能的屠宰率(P<0.05)、胸肌率(P<0.05)和腿肌率(P<0.05),降低料重比(P<0.05),提高經(jīng)濟(jì)效益。
因此,在家禽飼料中配合酶制劑使用小麥,可以提高飼喂小麥型飼料家禽的生產(chǎn)性能、生產(chǎn)的產(chǎn)品品質(zhì),甚至在一些方面優(yōu)于飼喂傳統(tǒng)飼糧的家禽,有利于小麥在實際生產(chǎn)中的大量應(yīng)用。
小麥價格相對低廉,在家禽上具有良好的應(yīng)用前景,考慮到小麥含有NSP 等抗?fàn)I養(yǎng)因子、應(yīng)盡量選擇抗?fàn)I養(yǎng)因子較少的品種來配制家禽飼料,根據(jù)家禽不同的生理階段合理添加小麥的用量,并添加適當(dāng)?shù)拿钢苿﹣頊p緩飼喂小麥對于家禽的負(fù)面作用。在小麥的使用過程中需要對小麥化學(xué)成分進(jìn)行檢測,應(yīng)根據(jù)脂肪、蛋白等含量及時調(diào)整數(shù)據(jù)庫有效能參數(shù)等,使小麥可以更加便捷地在家禽上廣泛應(yīng)用。合理地使用小麥對于應(yīng)對原料價格高漲,降低家禽養(yǎng)殖的飼料成本有重要的意義。