甘蔗叶梢的营养价值及饲料化利用研究进展

吴俊杰， 张晓可， 龙 玲， 刘 镜*

(1. 贵州省农村经济文化发展中心，贵州 贵阳 550001； 2. 贵州省畜牧兽医研究所，贵州 贵阳 550005)

随着我国经济社会的发展和生活水平的提高，人们对肉类食品的需求也大量增加。养殖业快速发展的同时，与饲草料资源短缺的矛盾也日益加剧。利用经济作物加工副产物生产廉价优质饲料可降低饲养成本，提高经济效益，缓解人畜争粮的矛盾，同时还可有效解决因堆积、焚烧等带来的环境污染问题，是发展节粮型畜牧业和保障畜产品供应的有效途径。甘蔗主要生长在热带及亚热带地区，在我国广西、云南、广东、海南、贵州等省(区)均有种植，其中广西的种植面积最大(>10万km2)，产量在7 000万t以上，占全国总产量的60%左右。甘蔗收获后，残留的甘蔗顶部2～3个嫩节及其附带的整个叶片称为甘蔗叶稍，约占甘蔗全株重的20%。以此计算，全国年产甘蔗叶稍约2 300万t，可为500万头肉牛提供粗饲料[1～4]。本文就甘蔗叶梢的营养价值、加工处理方式及其在肉牛饲料中的应用研究情况进行综述，为相关研究和开发利用提供参考。

1 甘蔗叶梢的营养价值

1.1 营养成分受甘蔗品种和种植区域等多种因素影响，鲜甘蔗叶梢的营养成分含量差别较大。其水分含量为70%～72%，干物质(DM)的主要营养成分见表1[5～9]。甘蔗叶梢富含天冬氨酸、苏氨酸、脯氨酸、甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、异亮氨酸等多种氨基酸，其中以苏氨酸含量最多，天冬氨酸次之，且甘蔗叶梢的氨基酸含量高于蔗茎。此外，甘蔗叶梢中还含有乌头酸、柠檬酸、富马酸、乳酸等有机酸，以及钾、钠、钙、镁、锌、铝、铜、硼、铬、镍、铁等矿物质元素，并含有维生素B1、B6和维生素C[10]。

表1 甘蔗叶梢的主要营养成分含量(干物质基础)

1.2 消化利用李文娟等[9]研究甘蔗叶梢体外消化试验产生的总挥发性脂肪酸为45.498 mmol/L，乙酸为26.590 mmol/L，丙酸为12.464 mmol/L，乙酸∶丙酸为2.16∶1，氨态氮为25.883 mg/dL，微生物蛋白质量浓度为1.118 3 mg/mL，体外干物质消化率(IVDMD)为22.197%。目前关于牛的消化试验尚无相关报道。王世琴等[11]研究表明，甘蔗叶梢在肉羊瘤胃内的有效降解率分别为：DM 45.53%、OM(有机物)44.14%、CP 49.33%、NDF 33.02%、 ADF 35.26%；肉羊对甘蔗叶梢的采食量为942.95 g/d，消化能为8.32 MJ/kg；甘蔗叶梢的表观消化率为DM 52.48%、OM 54.17%、CP 50.96%、EE 55.84%、NDF 54.83%、ADF 47.57%、Ca 8.79%、P 0.84%，NRE(氮沉积率)为20.09%；甘蔗叶梢的GI(粗饲料分级指数)为1.16，属于第4级。结果表明，甘蔗叶梢属于中等品质粗饲料，能够被肉羊采食和利用，具有一定的利用价值。

2 甘蔗叶梢的加工处理方式

甘蔗叶梢具有体积大、CP含量低、水分和CF含量高、季节性强、易发霉变质等特点。目前对甘蔗叶梢的利用主要通过不同加工、贮存方法解决其不易贮存、CP含量低、CF含量高等难题，以延长利用时间，改善适口性和品质，提高消化利用率。

2.1 氨化处理饲料青贮时添加尿素可补充饲料氮元素的不足，在尿素酶的作用下尿素可分解成CO2和NH3，有利于青贮饲料的贮存[12]。邓卫东等[13]在甘蔗叶梢中添加尿素进行密封青贮，结果显示：添加0.6%尿素处理甘蔗叶稍的CP、EE、IVDMD分别为9.85%、3.6%、47.38%，与对照组相比分别提高53.19%、20%、40.30%，同时CF、NDF、ADF、HC(半纤维素)、ADL(酸性洗涤木质素)含量降低。余梅等[5]研究发现，与鲜甘蔗相比，直接青贮可极显著提高甘蔗叶梢的EE含量(P<0.01)，但CP、Ca、P的含量降低；与直接青贮甘蔗叶梢相比，添加6%尿素青贮可显著提高甘蔗叶梢的CP、EE、Ca、P含量和能量(P<0.05)，但对纤维素含量没有明显影响。结果表明：直接青贮对提高甘蔗叶梢的营养价值意义不大，但在青贮过程中添加尿素可改善青贮甘蔗叶梢品质，提高营养价值。Kebede G等[14]研究表明，添加1%尿素可提高青贮甘蔗叶梢的pH值及DM、Ash、CP、Ca、P含量，降低ADF、IVDMD、IVOMD(有机物体外消化率)、NFC(非纤维碳水化合物)、ME(代谢能)。朱欣等[6]通过比较6种添加物对青贮甘蔗叶梢饲料品质的影响，结果表明：添加 0.6%尿素和添加10%玉米秸秆+10%米糠的青贮甘蔗叶梢营养价值和品质最好，分别为0.6%尿素>10%玉米秸秆+10%米糠>0.6%甲酸>0.5%NaCl>纤维素酶2 g/kg>复合微生物2 mL/kg。综上可见，添加适量尿素能提高甘蔗叶梢的青贮品质、消化率和CP含量。一方面，甘蔗叶梢在氨化青贮过程当中，尿素能释放出OH-，使纤维素和木质素之间的酯键断裂，破环半纤维素-木质素的镶嵌结构，使相邻的细胞分离，细胞壁结构疏松，降低纤维素含量，从而提高甘蔗叶梢的消化率[15]；另一方面，NH4+吸附在甘蔗叶梢上，可增加NPN(非蛋白氮)含量，为瘤胃中的微生物合成菌体蛋白提供原料。在实际生产中应注意尿素的适宜添加量，添加量过低不能显著提高粗蛋白含量，过高则容易引起动物氨中毒。

2.2 微贮处理在厌氧条件下，有益微生物可利用植物的WSC(水溶性碳水化合物)使糖类转化为乳酸和VFA(挥发性脂肪酸)，降低pH值，抑制有害微生物的繁殖；抑制蛋白质水解，促进B族维生素和胡萝卜素的积累；软化秸秆，改善适口性，提高营养价值。郑晓灵等[16]研究显示，在甘蔗叶梢中添加EM菌(乳酸菌、光合细菌、放线菌、酵母菌等复合菌)0.2 g/kg进行青贮，其乳酸含量提高4.94%，pH值下降5.97%，EE、NFE(无氮浸出物)分别提高13.69%、1.08%，CP、CF、Ca、P分别下降9%、2.74%、2.41%、14.88%，NH3-N(氨氮)含量下降16.12%。唐振华等[17]研究了CT(热带假丝酵母)、BS(枯草芽孢杆菌)、LAP(植物乳酸杆菌)、LAB(布氏乳杆菌)不同微生物添加剂组合，同时添加0.5%尿素作为氮源对甘蔗叶梢微贮品质和有氧稳定性的影响，结果显示：CT+BS+LAB可提高乙酸含量，抑制酵母菌的活动，降低丁酸含量，抑制NH3-N的产生，提高青贮有氧稳定性，但DMR(干物质回收率)有所下降，对主要纤维成分无显著影响。 Chen X等[18]研究发现，在甘蔗叶梢中添加LAB 1×108CFU/g 进行青贮，可降低pH值、DM、WSC、CP、DNF、ADF、HC的含量及丙酸、氨态氮的浓度，增加乳酸和乙酸浓度。Araki H M C等[19]通过研究微生物接种菌(LAB 3×1010CFU/g和LAP 3×1010CFU/g)对甘蔗叶梢微贮的影响发现，接种菌可提高青贮甘蔗叶梢的DM、OM、ADF、NFC、CP、乳酸、乙酸、丙酸、氨态氮含量及DM、NDF消化率和DM回收率，增加有氧稳定性及乳酸菌、厌氧细菌和总细菌的数量；降低pH值及NDF、木质素、Ash、乙醇的含量和真菌的数量，以及微贮的气体损失、污水损失和总损失。从以上研究结果可见，尽管添加微生物菌剂可以改善甘蔗叶梢的青贮质量，降低乙醇含量，提高有氧稳定性和WSC的含量，但其对CP含量的提高和CF的降解作用甚微，因此甘蔗叶梢微贮还需进一步研究，也可和其他加工方式配合使用。

2.3 青贮处理利用添加剂青贮能促进秸秆的青贮发酵，改善秸秆的青贮品质，提高青贮秸秆的营养价值、有氧稳定性和适口性[20]。唐振华等[8]研究分别添加甲酸和乙酸40 mL/kg对甘蔗叶梢青贮品质和有氧稳定性的影响，结果显示：添加乙酸可降低pH值，提高乳酸、NH3-N浓度和有氧稳定性，抑制有害微生物的发酵，防止青贮过程中甘蔗叶梢腐败变质，但对DM、DMR、CP、NDF、ADF的影响不显著。Akinbode R M等[21]研究添加不同含量的鸡粪对甘蔗叶梢营养价值的影响，结果显示：添加鸡粪可提高pH值及乙酸、氨态氮的含量，DM和CP含量随着添加量的增加而增加；其中添加45%鸡粪青贮42 d，DM和CP含量最高，NDF和ADF含量最低，青贮甘蔗叶梢的营养和饲喂价值最好。李春霞[22]研究发现，添加纤维素酶3.00 IU/g、木聚糖酶21.00 IU/g、果胶酶9.00 IU/g、纤维素酶4.00 IU/g+木聚糖酶21.00 IU/g+果胶酶9.00 IU/g、纤维素酶4.00 IU/g+木聚糖酶28.00 IU/g+果胶酶9.00 IU/g均可降低pH值、NH3-N浓度、气体损失率、NDF、ADF，添加复合酶青贮效果优于单一酶，且添加纤维素酶制剂对于提高甘蔗梢的青贮质量和营养价值效果较好。Del Valle T A等[23]研究添加EM菌(Pediococcusacidilactici3.9×1010CFU/g 和Propionibacteriumacidicipropionici3.753×1010CFU/g)8 mg/kg(鲜重)、壳聚糖1.66 g/kg(鲜重)、EM菌 8 mg/kg+壳聚糖1.66 g/kg对青贮甘蔗叶梢发酵品质和营养价值的影响，结果显示：添加EM菌可降低pH值、乳酸浓度、DM回收率、DM消化率和NDF消化率，增加乙醇浓度；添加壳聚糖可提高DM回收率、DM消化率和有氧稳定性，降低NDF和ADF含量；添加 EM菌+壳聚糖可降低青贮甘蔗叶梢的有氧稳定性。壳聚糖可作为EM菌的替代物添加剂用于甘蔗叶梢青贮，从而提高青贮甘蔗叶梢的营养价值和消化率。另外，相关研究表明CaO(氧化钙)能降低青贮甘蔗叶稍的乙醇和NDF含量，提高消化率和pH值，但梭菌和酵母菌数量增加[18，24]。梭菌是有害微生物，而酵母菌增加会导致干物质损失加大，从而降低甘蔗叶稍的青贮品质，甚至发霉变质，因此不建议单独使用CaO作为添加剂青贮甘蔗叶梢。甘蔗叶梢具有蛋白质含量低、可利用能量少、纤维素含量高等特点，单一加工处理方式无法充分改善其营养品质。可通过添加尿素、混合微生物(如EM菌)及蛋白质含量高的饲料(如紫花苜蓿、酒糟)等方式进行青贮，从而达到增加蛋白质含量的目的[25～27]；通过添加糖蜜、有机酸、混合微生物及能量饲料(如禾谷类籽实、糠麸等)增加VFA含量，进而提高可利用能量[28～32]。由于各种青贮方式都存在一定的不足，因此有必要利用各种青贮方式的优点，通过混合青贮和添加剂复合青贮等方式相结合，提高甘蔗叶梢的青贮品质和营养价值。

3 甘蔗叶梢在肉牛饲料中的应用研究

刘建勇等[33]分别以木薯渣和氨化甘蔗叶梢为基础日粮，在补饲精料3.0 kg情况下，研究二者的育肥效果，结果显示：甘蔗叶梢组的平均活重、日增重、屠宰率、净肉率、眼肌面积和肉质虽然稍差于木薯渣组，但2组牛肉质量均达到优质标准，且牛肉无异味，肉色和脂肪颜色正常，肉质细嫩，口感纯正，风味较好。王文庶等[34]在肉牛日粮中添加不同比例的甘蔗梢青贮料发现，饲喂60%甘蔗叶梢青贮料的育肥效果较好，比对照组(50%玉麦秸秆青贮料)平均每头日增重提高227 g，每天多收入1.978元，经济效益明显；屠宰测定结果显示，饲喂50%～60%甘蔗叶梢青贮料的肉牛眼肌重、里脊肉及脂肪覆盖率均高于对照组。Ortiz-rubio M A等[35]研究添加不同氮源[台湾草(TG)100、200、300 g/kg，家禽粪肥(PM)100、200、300 g/kg，尿素8、16、24 g/kg，高能氮补充料(HNES)500、1 000、1 500 g]的甘蔗叶梢对瘤牛采食量和消化率的影响发现，各处理组的总干物质采食量、甘蔗叶梢采食量和瘤胃氨浓度均提高，有机物采食量随着各处理添加水平的增加而增加，添加氮可提高甘蔗叶梢的消化率，但添加高水平氮对消化率的继续提高没有显著影响；甘蔗叶梢作为瘤牛饲料的缺点在于含氮量低，通过添加PM 100 g/kg、尿素8 g、HNES 500 g提供足量的氮，可满足瘤胃微生物发酵氮的需求。Couto J R L等[36]研究发现，在肉牛不同精粗比(C∶R=80∶20)高精料日粮中添加33%、66%、100%的甘蔗叶梢代替全株甘蔗，各组的总增重、平均日增重、饲料转化率等生产性能指标差异不显著，甘蔗叶梢部分或全部代替全株甘蔗对肉牛生产性能没有影响，添加100%甘蔗叶梢的净利润高于其他处理组，可作为低价粗饲料来源饲喂肉牛。综上所述，甘蔗叶梢作为肉牛饲料，一方面其含糖量较高，可提供肉牛部分的能量需要；另一方面，可通过改善瘤胃的发酵模式，从而提高肉牛的生长性能和饲料转化率。甘蔗叶梢生产的季节性较强，是冬季难得的饲料资源，通过青贮方式可调节青饲料的余缺，弥补冬季饲草料缺乏，降低饲养成本，提高肉牛养殖的经济效益。

4 小结与展望

随着我国肉牛产业的迅速发展，饲料短缺的矛盾日益突显，常规饲料无法满足市场需求，严重制约了肉牛养殖的发展。饲草料是发展肉牛产业的基础，充分开发甘蔗叶梢作为优质低价饲草料资源，对我国肉牛养殖业，特别是南方地区发展节粮型畜牧业具有重要的战略意义。甘蔗叶梢营养较丰富、产量大，在肉牛饲料中添加可提高生产性能和牛肉品质，节约饲料资源，降低饲料成本，提高肉牛养殖经济效益，同时缓解因废弃甘蔗叶梢带来的环境污染，具有明显的经济和生态效益。然而，甘蔗叶梢作为肉牛饲料资源利用还存在一系列的问题。目前关于甘蔗叶梢的加工利用研究方面，虽然青贮甘蔗叶梢的品质和营养价值得到不同程度的改善，但未能从根本上解决甘蔗叶梢蛋白质含量低、可利用能量少和纤维素含量高等问题，还需要进一步研究解决。另外，对于不同生长阶段肉牛的适宜添加量也没有统一的标准，而且添加的形式也不尽相同。因此，甘蔗叶梢的加工处理及在肉牛饲料中的应用还有待于进一步研究，以开发出优质廉价的饲草料资源，实现甘蔗叶梢饲料产业化。