高粱的營養(yǎng)特性及其在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用

朱安南， 劉 歡， 孟 勇， 楊 滔， 張 揚(yáng)

（綿陽禾本生物工程有限公司，四川綿陽 621000）

高粱，又稱蜀黍，為被子植物門、禾本目、禾本科、高粱屬，是我國重要的谷類作物之一。目前，高粱世界年產(chǎn)量為6500 t左右，而我國2021年總產(chǎn)量為283萬t，進(jìn)口數(shù)量為870萬t，其主要用于釀酒以及飼料行業(yè)，2021年高粱價(jià)格整體呈下跌趨勢(shì)，跌幅約為30%（謝凱麗，2021）。高粱有效能與玉米相似，而價(jià)格低廉，因此作為玉米替代物，可降低飼料成本，具有相當(dāng)高的應(yīng)用價(jià)值。

1 高粱的營養(yǎng)特性

高粱具有較高的營養(yǎng)價(jià)值，但由于國家、產(chǎn)地、品種甚至環(huán)境的差異，各種高粱的營養(yǎng)價(jià)值差異略大（表1）。Nyannor等（2007）研究表明，豬對(duì)三種高粱（PHD1/PHD2/P721N）的消化率無顯著差異，能夠達(dá)到玉米消化率的94%～98%，胡貴麗等（2017）研究發(fā)現(xiàn)，三種高粱（美國、湖南、內(nèi)蒙古）在黃羽肉雞中的表觀代謝能分別為13.39、12.97、15.02 MJ/kg，同樣能到玉米消化率的95%以上（表2）。

表1 不同來源的高粱營養(yǎng)價(jià)值參考

表2 畜禽營養(yǎng)和表觀可消化率

研究表明，高粱粗脂肪、粗纖維含量略低于玉米，淀粉、鈣、有效磷含量略高于玉米，有效能值低于玉米和小麥（表3）。氨基酸組成以及含量方面（表4），除了異亮氨酸、亮氨酸、纈氨酸以及色氨酸，高粱中的氨基酸含量略低于玉米。在豬生產(chǎn)中，Pan等（2017）研究表明，高粱的氨基酸消化率低于玉米，在家禽生產(chǎn)中，高粱的氨基酸消化率略低于玉米，證明高粱存在蛋白質(zhì)與氨基酸消化率較低的問題。

表3 高粱、玉米和小麥的營養(yǎng)物質(zhì)含量%%

表4 高粱、玉米和小麥的氨基酸含量%

2 高粱中的抗?fàn)I養(yǎng)成分

高粱中存在的抗?fàn)I養(yǎng)成分主要為單寧、醇溶蛋白以及植酸，同時(shí)存在部分非淀粉多糖類物質(zhì)，如木聚糖、β-葡聚糖、甘露聚糖、纖維素等，這也是高粱使用中存在的一大障礙（馮淦熠，2022）。

2.1 單寧 單寧根據(jù)化學(xué)性質(zhì)一般分為水解單寧以及縮合單寧，而高粱中單寧主要分布于種皮中，胚乳中含量略低（南懷林，2021），在目前的研究中，單寧的抗?fàn)I養(yǎng)作用一般體現(xiàn)為：（1）影響飼料的適口性以及降低動(dòng)物采食量。Soares等（2020）研究表明，單寧本身具有苦澀味；Nyachoti等（1997）研究發(fā)現(xiàn)，高單寧試驗(yàn)組相較于低單寧試驗(yàn)組，肉雞采食量下降10%，體增重下降19.6%。Provenza等（1995）研究發(fā)現(xiàn)，飼糧中單寧超過3%會(huì)嚴(yán)重影響反芻動(dòng)物的采食量；楊鎰峰等（2010）研究發(fā)現(xiàn)，單寧會(huì)顯著降低育成期梅花鹿的采食量；唐青松等（2020）研究發(fā)現(xiàn)，在飼糧中添加高劑量的縮合單寧，會(huì)嚴(yán)重影響仔豬采食，甚至拒絕進(jìn)食。（2）易與營養(yǎng)物質(zhì)相結(jié)合，影響畜禽的養(yǎng)分利用。Oke等（2004）研究表明，飼糧中含有20g/kg單寧時(shí)，肉雞對(duì)能量、蛋白、氨基酸消化率顯著降低。Vasan（2011）研究發(fā)現(xiàn)，肉雞飼喂低單寧組氨基酸消化率顯著高于高單寧組。劉希增（2021）、張曉慶等（2009）、李林株等（2015）研究發(fā)現(xiàn)，各個(gè)種類的單寧會(huì)不同程度的影響反芻動(dòng)物的養(yǎng)分消化率、利用率。（3）對(duì)消化酶的抑制作用。姚芬等（2017）研究發(fā)現(xiàn)，單寧會(huì)顯著抑制淀粉的體外消化率，抑制淀粉酶活性；Bae等（2016）研究表明，高單寧高粱相較于無單寧高粱，顯著抑制了α-淀粉酶活性，周巍等（1990）研究發(fā)現(xiàn)，單寧會(huì)顯著降低邵鴨胰蛋白酶、淀粉酶的活性，甚至抑制其分泌。

2.2 醇溶蛋白 與單寧相反，高粱中醇溶蛋白主要集中于胚乳部分，在高粱整個(gè)蛋白分布中，醇溶蛋白約占55%（Perez，2009），高粱醇溶蛋白根據(jù)結(jié)構(gòu)一般分為α-醇溶蛋白、β-醇溶蛋白以及γ-醇溶蛋白（Watterson，1990），但這三種類型的醇溶蛋白主要都是由亮氨酸、脯氨酸、谷氨酸組成，缺少賴氨酸、蛋氨酸等必需氨基酸（Belton，2006），由于醇溶蛋白分子交聯(lián)過多，且存在共價(jià)鍵，造成了高粱蛋白利用率較低，并且存在氨基酸的不平衡（Wong，2009），為高粱的使用造成了巨大困難。

2.3 植酸 植酸是目前養(yǎng)殖中最為常見的抗?fàn)I養(yǎng)因子之一，在高粱中則主要存在于高粱籽中，其本質(zhì)為6-肌醇磷酸，由于其能與畜禽體內(nèi)的金屬離子相結(jié)合形成植酸鹽，且植酸鹽能與蛋白質(zhì)、淀粉、脂肪相結(jié)合，限制畜禽內(nèi)源消化酶活性，從而降低畜禽對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，影響生產(chǎn)性能（Erdman，1979）。

2.4 非淀粉多糖 高粱中的非淀粉多糖含量相較于玉米略低，但同樣存在木聚糖、葡聚糖等（表5），且由于單寧、醇溶蛋白以及植酸的存在，造成高粱在飼料以及養(yǎng)殖行業(yè)中的使用存在一定的困難。

表5 玉米和高粱的主要NSP含量對(duì)比%

3 高粱在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用

3.1 高粱在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用 目前高粱在畜牧業(yè)中也有一定的應(yīng)用，但使用較多的為美國高粱，國產(chǎn)高粱由于單寧含量較高，且主要用于釀酒行業(yè)，使用相對(duì)較少。王勇生等（2020）通過比較不同的高粱粉碎粒徑發(fā)現(xiàn)，高粱過40目篩帶來的豬消化能、粗蛋白質(zhì)、粗纖維的提高為最為顯著。李思思等（2018）飼喂生長豬不同水平高粱以及不同水平蛋白飼糧發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)水平15%、高粱水平20%時(shí)，高粱替代玉米不會(huì)影響生長豬的生產(chǎn)性能。潘龍（2018）通過體外試驗(yàn)構(gòu)建了高粱有效能預(yù)測(cè)方程，再通過高粱飼糧飼喂生長豬發(fā)現(xiàn)，高梁替代玉米對(duì)豬的生產(chǎn)性能不僅沒有顯著影響，同時(shí)還提高了豬的氮排放量，降低了粗蛋白質(zhì)消化率。同時(shí)通過不同高粱以及玉米的添加比例（60：0、40：20、20：40和0：60）飼喂斷奶仔豬發(fā)現(xiàn)，高梁部分或全替代玉米對(duì)仔豬前期日增重?zé)o顯著影響，但會(huì)降低料肉比以及粗蛋白質(zhì)消化率，而高梁全部替代玉米會(huì)顯著降低后期仔豬料肉比以及粗蛋白質(zhì)消化率，降低仔豬的糞便評(píng)分。最后通過玉米、低單寧高粱、高單寧高粱飼喂仔豬發(fā)現(xiàn)，高粱組仔豬斷奶平均日增重和粗蛋白質(zhì)消化率降低。李平等（2017）研究發(fā)現(xiàn)，高粱的消化能和代謝能與單寧含量密切相關(guān)，其方程為單寧含量每增加1%，消化能和代謝能均降低200 kcal/kg以上。黃偉杰等（2015）研究發(fā)現(xiàn)，在飼糧中添加不同比例的高粱，會(huì)顯著降低豬日采食量以及日增重。羅佳捷等（2015）研究發(fā)現(xiàn)，使用高粱替代30%或100%的玉米，會(huì)顯著降低生長豬平均日增重以及平均日采食量，提高料肉比。袁敏等（2020）研究發(fā)現(xiàn)，使用33.3%、66.6%和100%高粱替代玉米，飼料平均粒徑以及顆粒硬度顯著增加，而不同水平高粱對(duì)育肥豬平均日增重、平均日采食量、料肉比、胴體長、眼肌面積和屠宰率無顯著影響。宋獻(xiàn)藝等（2019）研究發(fā)現(xiàn)，使用30%、65%高粱替代玉米對(duì)生長豬生產(chǎn)性能無顯著影響，而使用高粱全替代玉米顯著降低育肥豬平均日增重。張凱等（2019）研究表明，使用高粱替代玉米，可以增加生長豬背最長肌脂肪含量以及背膘厚度。唐一波等（2017）研究發(fā)現(xiàn)，在高粱飼糧中添加酶制劑可以顯著提高育肥豬日增重，降低料肉比和死亡率?？傮w來說，直接使用高粱替代玉米會(huì)不同程度降低仔豬、生長豬或育肥豬生產(chǎn)性能，針對(duì)抗?fàn)I養(yǎng)因子，添加酶制劑共同使用效果會(huì)更佳。

3.2 高粱在家禽生產(chǎn)中的應(yīng)用 高粱目前在家禽中也有應(yīng)用。曹安堂等（2019）研究發(fā)現(xiàn)，飼喂肉雞玉米、小麥、高粱飼糧對(duì)其常量和微量元素沉積量無顯著影響。包憲霞等（2021）研究表明，高粱型日糧相較于玉米型日糧，顯著增加了肉雞的體重、平均日增重和料肉比，且制粒飼喂效果優(yōu)于膨化。葉小飛等（2015）研究發(fā)現(xiàn)，使用三種高粱品種（湖南、美國、內(nèi)蒙古），分別以30%、50%比例替代玉米，對(duì)黃羽肉雞的生產(chǎn)性能有略微提升的效果，同時(shí)可以改善腸道健康，提高肉雞抗氧化能力。李洪志等（2020）通過評(píng)價(jià)不同水分、不同粒度以及制?；蚺蚧母吡蝗占Z發(fā)現(xiàn)，以650μm的粉碎粒度和1.6%的水分制備的顆粒飼料可以提高肉雞氨基酸消化率以及表觀代謝能，而膨化工藝提高了肉雞飼料轉(zhuǎn)化率。郭正富等（2018）研究表明，高粱型日糧相較于玉米型日糧降低了肉雞表觀代謝能、總能和氮利用率，但在高粱日糧中添加蛋白酶，可以顯著增加肉雞日增重以及改善高粱對(duì)代謝能造成的不利影響。胡貴麗等（2017）研究發(fā)現(xiàn)，用高粱替代30%玉米，再添加復(fù)合酶，相較于對(duì)照組，可以顯著提高肉雞表觀消化率以及半凈膛率。武玉珺等（2015）研究發(fā)現(xiàn)，在高粱飼糧中添加復(fù)合酶，可顯著提高肉雞的平均體重、歐洲指數(shù)，提高飼糧表觀代謝能和蛋白消化率，改善肉雞的成活率和料重比。閆鳳霞等（2016）研究表明，以兩個(gè)高粱品種，50%、100%替代玉米飼喂蛋雞，對(duì)蛋雞生產(chǎn)性能無顯著影響，但高粱組均會(huì)顯著降低蛋黃顏色。在水禽方面，高粱的應(yīng)用相對(duì)更少，郝勝杰等（2022）研究表明，50%高粱替代玉米對(duì)肉鴨生產(chǎn)性能無顯著影響，100%全替代玉米會(huì)顯著降低肉鴨平均日采食量和平均體增重，添加復(fù)合酶后生產(chǎn)性能得到改善。夏偉光等（2016）研究發(fā)現(xiàn)，在肥育期和填飼期使用高粱替代玉米對(duì)肉鴨生產(chǎn)性能、屠宰性能無顯著影響，可以提高肉鴨肝臟重量，但會(huì)降低肉鴨肝臟以及胸肌黃度值。

3.3 高粱在反芻動(dòng)物中的應(yīng)用 高粱在反芻動(dòng)物中應(yīng)用較為廣泛，且更多的使用為甜高粱。楊寶鈺等（2022）研究發(fā)現(xiàn)，將甜高粱與苜蓿按照不同比例混合 （100：0/80：20/60：40/40：60/20：80），其中40%～60%甜高粱組可以顯著提高育肥羊生產(chǎn)性能，提高抗氧化性能，但對(duì)血清生化指標(biāo)無顯著影響。王婷等（2019）研究表明，甜高粱對(duì)肉羊平均日增重、料肉比以及屠宰性能均無顯著影響。付曉悅等（2018）研究發(fā)現(xiàn)，高粱青貯相較于玉米青貯，肉羊糞氮損失顯著降低，但也會(huì)降低肉羊的養(yǎng)分利用率、干物質(zhì)、有機(jī)物的表觀消化率。白晶晶等（2015）研究表明，飼喂高粱青貯可以顯著提高肉羊采食量、體增重以及飼料轉(zhuǎn)化率。馬淑梅等（2019）研究表明，高粱青貯較玉米青貯，顯著增加了肉牛平均日增重，降低了平均日采食量，提高了經(jīng)濟(jì)效益。楊佳佳等（2018）研究發(fā)現(xiàn)，使用玉米、小麥、高粱飼糧飼喂晉南牛，其干物質(zhì)、有機(jī)物、粗蛋白質(zhì)和粗脂肪的表觀消化率差異不顯著，但玉米相較于小麥、高粱效果較優(yōu)。王浩等（2016）研究發(fā)現(xiàn)，分別用33%、66%和100%的高粱替代玉米，其中100%替代組平均采食量無顯著差異，但晉南牛平均日增重以及飼料轉(zhuǎn)化率顯著降低。

4 小結(jié)

高粱有效能值略低于玉米，部分氨基酸含量略低于玉米，其他營養(yǎng)價(jià)值與玉米相差不大，但由于其抗?fàn)I養(yǎng)成分單寧、醇溶蛋白、植酸以及非淀粉多糖的存在，直接替代玉米飼喂畜禽往往會(huì)降低畜禽生產(chǎn)性能，通過與外源酶制劑共同使用可以緩解抗?fàn)I養(yǎng)因子造成的生長抑制，提高生產(chǎn)性能、養(yǎng)分消化率。然而由于其國家、產(chǎn)地、品種甚至環(huán)境的差異，導(dǎo)致了高粱品質(zhì)以及營養(yǎng)物質(zhì)含量差異較大。目前國內(nèi)關(guān)于高粱的營養(yǎng)數(shù)據(jù)庫尚不完善，因此在運(yùn)用高粱的同時(shí)，需要對(duì)其營養(yǎng)價(jià)值進(jìn)行詳細(xì)的測(cè)量以及評(píng)定，完善其營養(yǎng)數(shù)據(jù)庫，才能精準(zhǔn)、科學(xué)的進(jìn)行配方設(shè)計(jì)，達(dá)到節(jié)約成本的目的。