青贮饲料的种类、制作要点及其在羊健康养殖过程中的应用

刘 磊,郭 龙,李 飞,韩芙蓉,刘东花,田贵丰,*

(1.甘肃省畜牧技术推广总站,甘肃 兰州 730030;2.兰州大学草地农业科技学院)

消费市场对高品质肉蛋奶畜产品需求旺盛,为生产优质畜产品带来了巨大商机。羊肉以高蛋白、低胆固醇,羊奶以维生素、矿物质含量丰富及高吸收率等特点,使它们成为市场上的热门产品,肉羊和奶羊的养殖规模不断扩大。随着养殖业的集约化、规模化发展,急需应用优质饲料和开发新的饲料资源。比起常规饲料,青贮饲料的营养更加丰富、消化率更高以及存储时间更长,是牛羊等反刍动物不可或缺的基础饲粮。在某些地区的养殖中,全株玉米青贮占日粮的比例甚至超过了50%。通过微生物的代谢和分解,青贮饲料会产生包括乳酸、乙酸、醋酸及醇类物质等多种有益成分,可以显著提高肉羊和奶山羊的生产性能和泌乳力,并且改善冬春季节由于饲料原料不足引起的羊群营养水平和健康状态失调等问题。例如,徐志军等研究表明在小尾寒羊公羔饲粮中添加柠条青贮后,羔羊的干物质采食量随着青贮料比例的增加而升高,但对羔羊的适口性和健康状况无不利影响。司丙文等研究表明杂交构树青贮对杜寒杂交肉羊具有良好的适口性并且可以提高其干物质采食量,与对照组和低水平青贮组相比,高水平杂交构树青贮组的羊平均日增重显著增高。Monllor等在泌乳期奶山羊日粮中添加了40%的洋蓟青贮,发现羊奶品质适当改善的同时饲养成本也有所降低而不损害奶山羊的生产性能。以上这些研究均表明,青贮饲料应用于养羊业,可以显著的改善其生产性能,同时提高饲料报酬,是未来高效、健康养羊的基础。

目前我国把丰富青贮原料的种类和利用优质青贮饲料作为发展羊养殖业的重要措施之一,故全面了解青贮饲料及其在羊生产中的具体应用对于羊养殖业未来发展至关重要,本文系统综述了青贮饲料的原理、常用类型、影响其品质的因素和对于羊生产中各项指标的影响,以期为科学、合理、高效地利用青贮饲料饲喂绵羊和山羊提供参考依据。

1 青贮饲料简介

1.1 饲料青贮的原理

青贮发酵阶段包括有氧呼吸阶段、发酵阶段、乳酸积累阶段、稳定阶段和饲喂阶段。在第一阶段,植物细胞仍能进行呼吸作用和酶解过程,残余在饲料中的氧气被好氧、兼性好氧微生物利用。此阶段中的主要变化是水溶性碳水化合物(WSC)向乳酸和挥发性脂肪酸(VFA)的转化,其次是由于蛋白质水解和脱氨降解成为氨态氮(NH3-N)和多肽,使得粗蛋白的快速可溶部分增加。随着氧气逐渐消耗殆尽,青贮进入发酵阶段,好氧菌的活性受到抑制,厌氧菌开始主导发酵体系。乳酸菌大量繁殖,并且利用水溶性碳水化合物(WSC)产生乳酸和其他酸类,从而降低饲料pH,进一步抑制有害菌和杂菌的生长。当pH到4.0以下时,这些乳酸菌活动也开始停止,体系趋于稳定。稳定阶段中低pH环境抑制所有微生物的活性,只有部分耐酸酶和乳杆菌以较低活性活动。最后青贮开窖,好氧微生物恢复活性,使得饲料干物质、蛋白质和能量部分损失,并且产生霉菌毒素。

1.2 青贮的常用类型

青贮饲料根据来源可以分为农作物青贮、牧草青贮和非常规青贮,其中使用最广泛的是玉米青贮和苜蓿青贮。玉米青贮不仅营养丰富、适口性好、能量高,而且产量也高,是绵羊和山羊优质的粗饲料来源。高粱具有耐干旱和耐贫瘠的特点,因此在部分干旱地区青贮高粱常用于代替玉米青贮。小麦青贮具有非结构性碳水化合物较高、淀粉利用率高、中性洗涤纤维(NDF)含量较低等特点。燕麦草不仅耐寒、抗旱、高产,而且燕麦青贮后的淀粉和纤维含量都较高。苜蓿被称为牧草之王,产量高、适应力强并且易于羊消化吸收,富含各种营养成分,同时还含有维生素B12,在制成青贮后蛋白质含量丰富、适口性良好和消化率极高,在国内外的羊养殖中都被广泛应用。构树是桑科楮属植物,含有多种活性成分,主要包括黄酮类、多糖类和生物碱等,具有抗菌消炎、抗病毒、提高免疫力、抗病毒和降血压等功效,我国南方地区常用其代替苜蓿青贮。藜麦富含脂肪酸、矿物质和蛋白质,而且富含必需氨基酸、维生素和叶酸等多种营养物质,其秸秆可以通过青贮进行利用并保存其营养价值,是羊的优质饲料。

1.3 影响青贮饲料品质的因素

1.3.1 青贮温度 不同的青贮温度不仅影响乳酸菌的生长,而且影响青贮产物的质量。乳酸菌适宜的繁殖环境温度为20～30℃,当温度过低时,乳酸菌的繁殖受到抑制,影响青贮发酵品质;而温度过高时,好氧微生物活性增强,使得青贮饲料容易腐败变质。琚泽亮等以乳熟期刈割的燕麦为原料在不同温度处理组下青贮60 d,结果表明温度的升高使得乳酸和碳水化合物含量降低,pH和NH3-N含量显著升高。吕竑建等研究表明15℃的环境下,辣木叶青贮的真蛋白和乳酸菌含量更高,NH3-N和非蛋白氮含量更低。Wang等报道了在不同温度条件下进行青贮时,随着温度的升高,青贮饲料中的乙酸含量越高。

1.3.2 装填密度 装填密度直接关系到青贮过程能否顺利进行以及最终的青贮质量,是决定其营养价值高低及储存期的长短。当密度过低时,青贮饲料容量过小,大量空气进入到原料当中,植物细胞的呼吸作用和好氧微生物的生命活动变强,从而使得蛋白质降解速度变快,发酵底物损失,杂菌数量较多,青贮品质较差;而密度过高时,青贮原料挤压严重、温度过高,乳酸含量较低,pH和纤维类物质含量较高,贮成率较低。Brüning等发现合适的堆积密度对玉米青贮的的发酵品质和好氧稳定性具有积极影响。Sun等研究发现提高青贮密度可以提高大麦青贮的乳杆菌数量,而NH3-N、NDF和酸性洗涤纤维(ADF)的含量有所降低,体外消化率提高。Sucu等研究结果表明较高的装填密度限制了氧气的进入量,减少了氧化损失,使得青贮饲料的干物质和能量更高。

1.3.3 青贮时间 当青贮时间过短时,乳酸菌发酵不充分,底物未被充分利用;而时间过长时原料营养成分流失,品质下降。李荣荣等用高水分苜蓿青贮进行试验,结果表明苜蓿乳酸含量随着发酵时间的延长显著增加,pH值显著降低。邹诗雨等研究表明青贮时间的增加对于改善再生稻头季全株青贮的品质具有积极意义,并且建议60 d以上的青贮时间更佳。Rahman等报道了青贮天数的增加使得象草的粗蛋白含量显著提高,可溶性、不溶性和总草酸含量下降,而且还显著提高了青贮象草的钠含量。

1.3.4 青贮原料的含水量 青贮原料的含水量是影响青贮质量的重要因素之一。当水分低时青贮原料难以压紧造成留隙空间变大、空气残留增加、好氧性微生物发酵和植物细胞呼吸增强、同时霉菌也易生长。而水分过高时,糖分浓度过低,不利于乳酸菌发酵,同时梭菌大量生长,青贮饲料散发恶臭、品质变差。陈鑫珠等研究表明,与常规水分青贮饲料相比,低水分青贮的pH和DM含量显著提高,NH3-N含量降低。周娟娟等报道了当原料含水量降低时,辣椒秸秆青贮的pH和干物质升高,乳酸、NDF、ADF降低,在75%的时候pH和NDF最低,乳酸生成最多,NH3-N较低。Wang等研究表明含水量为72%的苜蓿青贮乳酸、乙酸和粗蛋白含量较高,品质较好。

1.3.5 可溶性碳水化合物含量 可溶性碳水化合物作为乳酸菌生长繁殖的底物,可使乳酸菌在发酵前期产生大量乳酸降低体系pH,从而抑制好氧菌作用和杂菌的生长,避免蛋白质的降解与霉菌毒素的产生。郭香等添加黄粱木叶(NCl)和壳聚糖(CO)到甘蔗梢青贮饲料中,结果发现甘蔗梢的品质明显提高,15% NCl+CO处理组的青贮料质量最优。Mu等研究发现糖蜜的添加使得混合青贮料NDF、ADF和半纤维素的浓度降低。

1.3.6 应用青贮添加剂提高青贮饲料品质 提高青贮品质的关键是缩短有氧呼吸阶段的时间,加快乳酸菌的繁殖使发酵体系快速进入稳定阶段,目前常用的方法是在青贮原料中添加乳酸菌制剂。大量研究结果表明在青贮时使用乳酸菌可以使得青贮饲料的营养价值、发酵品质和有氧稳定性均有效提高。张嘉懿等研究表明不同类型乳酸菌添加剂对苦荬菜青贮饲料的可溶性碳水化合物和粗蛋白含量均有显著影响,无论是单独使用还是将其混合均可改善苦荬菜青贮饲料的发酵品质,其中植物乳杆菌更适合作为添加剂。Zhu等研究发现植物乳杆菌的使用可以提高狼尾草的体外发酵产气量,降低氨氮含量。Arriola等认为,布氏乳杆菌的使用对于提高青贮饲料的有氧稳定性具有积极作用,但是异型乳杆菌的产酸能力要弱于同型乳杆菌,使得单独添加异型乳杆菌的青贮料进入稳定阶段时期过长,发酵前期乳酸菌生长繁殖和植物细胞有氧呼吸消耗的营养物质增多,因此建议在青贮饲料发酵的生产中同时添加同型乳杆菌和异型乳杆菌,确保乳酸的快速生产和提高青贮饲料的有氧稳定性从而提高青贮饲料的品质。

2 青贮饲料在羊健康养殖中的应用

2.1 青贮饲料可提高羊生产性能

合理使用青贮饲料可以提高绵羊的干物质的采食量和饲料转化效率。Wang等研究在全混合日粮中添加甜高粱和苜蓿混合青贮对卡拉库尔羊的影响,结果表明绵羊的生产性能明显提高,并且绵羊的采食量和日增重随着混合料中甜高粱比例的降低而显著提高,当甜高粱的比例为40%时羊的日增重和干物质采食量最高。王改芳等利用不同青贮添加剂处理的全株玉米青贮饲喂湖羊,结果表明与对照组相比,青贮组湖羊的平均日增重和试验末重更高,料重比更低,饲喂全株玉米青贮可以显著改善湖羊生长性能。但是Awabdeh等用杨柳青贮饲料饲喂育肥阿瓦西羔羊发现并不影响其干物质采食量、日增重和料重比。何幼宽等在肉羊的日粮中添加青贮构树探讨对其生长性能的影响,结果表明肉羊的平均采食量降低,而平均日增重和料重比提高。

2.2 青贮饲料改善羊的瘤胃发酵状态

羊的消化吸收能力主要是通过瘤胃发酵来实现的,瘤胃内环境的变化会直接影响绵羊和山羊的健康和生产性能。张晗等研究小黑麦青贮对于湖羊发酵参数的影响,结果表明随着小黑麦青贮添加水平的增加,瘤胃液pH值有升高的趋势,这将有利于纤维素分解菌的增殖,进而增加A/P值,促进瘤胃发酵。孙盛楠等用不同长度的苎麻青贮饲喂黑山羊,结果表明较长的青贮料可以提高瘤胃液的pH和NH3-N浓度,不同长度的苎麻青贮对VFA和TVFA无显著影响,但是长度为3 cm时乙丙比最低,更有利于瘤胃发酵。Niyigena等报道了用苜蓿和羊茅混合青贮饲喂绵羊对于瘤胃发酵的影响,结果表明混合青贮比起单独使用苜蓿青贮要更能提高绵羊的瘤胃发酵性能,乙酸产量也随着饲粮粗纤维水平的上升而提高。

2.3 青贮饲料对羊血清参数的影响

血清中的各种生化成分维持动物机体最基本的生命活动,并且反映机体的生物学特性,在衡量机体健康和新陈代谢方面具有重要意义。Zhang等在奶山羊日粮中添加杂交青贮构树探讨对其血液生化指标的影响,结果表明试验组的奶山羊血清总蛋白、白蛋白和球蛋白含量低于对照组,但仍维持在一个正常的范围内,血尿素氮也低于对照组,表明了较高的氨基酸利用率,在血胆固醇和血糖方面并无影响。张霞等利用小尾寒羊和杜泊羊进行试验,分别在其饲粮中添加了甜高粱青贮和玉米青贮,结果发现甜高粱青贮组的这两种羊的血清超氧化物歧化酶活性均显著增加,而玉米青贮组无明显变化,并且杜泊羊的正效应更明显。但Sadri等研究表明马铃薯小麦混合青贮饲喂绵羊对血液参数并无任何影响。该结果表明不同青贮类型对羊的血清参数影响不同。

2.4 青贮饲料提高羊的养分消化率

养分表观消化率用以衡量动物对饲粮营养物质消化吸收的情况,该指标可以评估日粮的合理性和营养成分的均衡性。张智安等在育肥湖羊的日粮中添加了不同水平的玉米青贮来探究对其养分表观消化率的影响,结果表明随着青贮料水平的增加,湖羊的ADF和NDF消化率也随之升高,同时瘤胃液中戊酸摩尔比例也显著增高。王金飞等利用杜湖杂交母羔进行类似试验,结果发现当饲粮中全株玉米青贮水平增加时,干物质、有机物、氮、总能表观消化率显著提高,粪氮排出量显著降低,但60%水平青贮组的尿氮排出量要高于40%水平青贮组,使得氮沉积率低于40%水平组,因此饲粮中的全株玉米青贮比例为40%时更加适合绵羊。Li等报道接种产阿魏酸酯酶植物乳杆菌的苜蓿青贮可提高羊的干物质、有机物和粗蛋白的表观消化率,同时瘤胃VFA的浓度也有所升高。

2.5 青贮饲料可提高羊的屠宰性能

屠宰性能是衡量动物机体生长发育、生产性能和经济价值的重要指标。其中,胴体重反映了动物的生产效益,屠宰率则是产肉能力的体现。李晓峰等研究表明在山羊的日粮中添加青贮油菜后,山羊屠宰率显著提高。Oliveira等发现木薯青贮饲喂羔羊可以提高其胴体重。Wang等利用青贮桑葚代替青贮玉米饲喂湖羊羔羊,结果表明对其屠宰性能无不良影响。

2.6 青贮饲料可生产高品质羊肉

肉制品富含必需脂肪酸、高质量蛋白、矿物质、维生素和脂肪,更好的肉品质,其安全性更好、更有利于健康。Luciano等利用牧草、红豆草和红车轴草青贮饲喂羔羊可提高肉的氧化稳定性,从而提高肉品质。杨永慧等发现青贮藜麦可增加羊肉的香气、甜味和鲜味,并且随着添加水平的上升,羊肉中的氨基酸总量也有所提高。Keles等报道了荞麦青贮和玉米青贮饲料中对育肥羔羊肉品质的影响,结果表明二者饲喂的羔羊肉在pH、亮度方面均相似,但是荞麦组的羊肉在24 h后b(黄度)更低,并且可以提高肉中的酚类活性物质,有益于人体健康。

2.7 青贮饲料提高羊乳品质和产量

羊奶富含蛋白质、脂肪、维生素和矿物质,尤其适合小孩、老人和孕妇食用,不仅易于吸收,且抗过敏。奶山羊产奶量的高低和乳品质的好坏直接决定着养殖业的经济效益。朱越等在奶山羊的饲粮中添加苹果渣青贮后可显著提高羊奶的泌乳量、乳脂率和干物质含量。粱琪等在奶山羊的日粮中添加不同水平的青贮马齿苋,显著提高了产奶量,并且随着添加水平的上升,乳糖、多酚、黄酮和β-胡萝卜素含量均有提高,而血液中总胆固醇含量降低。这也与高占军的研究结果类似。Muelas等的研究表明,洋蓟和西蓝花青贮饲料使羊乳的抗氧化能力变强,同时还改善了脂肪酸组成。

3 青贮饲料在羊产业中的应用展望

青贮饲料作为绵羊和山羊不可或缺的粗料来源,其品质好坏直接影响着动物的生产性能、瘤胃发酵和机体健康水平。目前我国羊养殖业仍然具有巨大的发展空间,优质青贮饲料的科学使用至关重要。未来的研究方向主要还是围绕提高现有青贮饲料的营养价值;开发丰富非常规饲料青贮的使用,如桑叶、构树、甘蔗梢和香蕉茎叶等。同时在全混合日粮中的科学应用,不仅可以降低饲料成本,而且还能改善农区、牧区由于禁牧导致的饲料短缺问题。