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农作物副产物饲料化利用研究进展

2023-10-20 111 上传者：管理员

摘要：粮食安全问题事关国家发展的稳定，随着牲畜存栏量不断增加，加之疫情、国际大环境日益严峻，人畜争粮问题终会影响农业发展。缓解牲畜带来的粮食压力迫在眉睫，增加可选择的饲料种类是一个十分有效的手段，根据各个地区农作物种植品种、加工方式的不同，探究如何利用农作物副产物饲喂牲畜在一定程度上缓解了粮食安全问题。该文从可饲料化农作物副产物的种类、营养成分、加工方式及在畜禽生产中的应用4个角度总结并分析农作物副产物饲料化的应用前景。

关键词：
乡村振兴
农作物副产物
畜禽生产
粮食安全
饲料
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乡村振兴工作不断推进使我国农业产业现代化取得显著成效。在构建新发展格局背景下，适度进口饲料粮是确保饲料供应安全无虞的重要途径。但随着国际农产品市场供给不确定性增加，必须以稳定国内粮食生产来应对国际形势变化带来的不确定性，要在确保谷物基本自给、口粮绝对安全的粮食安全战略下立足国内，利用有限的资源发展饲料粮生产成为我国粮食安全的持续性问题。粮饲结构错配和饲料粮短缺问题由于口粮自给率认识误区还在继续深化，饲料粮生产面临潜力利用不足与空间错配，饲料粮科技投入与科技支撑不足，饲料粮对外依赖面临更大脆弱性，为解决粮饲竞争问题，农作物副产物饲料化将会是一条有效途径。

1、饲料化农作物副产物种类

1.1 薯类加工副产物

薯类作物又称根茎类作物，主要包括甘薯、马铃薯、山药、芋类等。其中甘薯和马铃薯是我国主要粮食作物之一，其种植面积仅次于谷物及豆类，2022年，中国薯类作物播种面积为7 185.4 hm2，在全国粮食作物播种面积中所占的比重约为6.07%，与2012年相比，薯类作物播种面积所占比重下降了0.77%；薯类作物产量为2 977.4万t，在全国粮食产量中所占的比重约为4.34%，与2012年相比，下降了0.37%。薯类除直接食用外，在食品工业中也用于加工生产淀粉、乙醇，其剩余的根、茎、叶及薯渣等副产物难以利用，高含水量导致其贮存、运输困难，长期放置易腐败变质，对环境造成影响。

1.2 茶副产物

中国茶叶种植面积一直以来稳居全球榜首，且种植规模不断加大。据统计，2020年我国茶叶种植总面积达321.6万hm2，较2015年增加约21.8%，呈迅猛发展趋势[1]。快速增产的茶产业带来大量难以消解的副产物，产能难以充分利用的同时也增加了处理副产物的投入成本，造成环境污染。

1.2.1 干茶副产物（DTBP)

该副产物由传统干制茶叶产生，由茶叶烘干炒制过程中剥离的剩余部分组成，包括茶片、茶梗和茶末[2]。据统计，每生产1 t成品茶叶可产生DTBP 20～30 kg。

1.2.2 湿茶副产物（WTBP)

湿茶副产物是由茶叶浸提后剩余的湿润茶渣组成，较干茶副产物营养成分更好，量更大。

1.3 果渣副产物

果实类产品也是我国农业占比重大的一部分，据统计，2021年全国经济林种植面积继续保持在4 000万hm2以上，年产量超过2亿t，产值超过2.2万亿元，核桃、油茶、板栗、枣、苹果、柑橘等主要经济林面积和产量均居世界首位。果实类深加工多元化，在榨汁、浸提出油、风干等加工过程中均产出大量果渣。常见果渣一般有柑橘果渣、苹果渣、葡萄渣、甘蔗渣和菠萝渣等，富含糖分、维生素、有机酸及微量元素，仍有较高的营养价值。废弃果渣由于其高糖分多水分极易腐败，是我国主要环境污染源之一，利用该类非常规饲料可在有效降低饲喂成本的同时缓解环境污染问题，具有极高的经济效益和社会效益[3,4,5]。

2、农作物副产品营养成分

不同类型农作物副产物饲料化后营养成分差距明显，不同副产物在实际应用中需要根据畜禽养殖营养需求添加饲喂。由表1可以看出，果渣类营养成分普遍优于薯类副产物，茶副产物蛋白质含量较高，可作为优质的蛋白饲料应用于畜牧业中，但由于其富含茶碱等抗营养因子，大量使用会造成畜禽的采食量下降，影响养殖效益。合理配比茶副产物，去除其中的抗营养因子将会是茶副产物能否应用于畜禽养殖业的关键。对于薯渣类则需要注意龙葵素等有毒害物质对畜禽生长发育的影响。果渣类富含水溶性碳水化合物，有利于反刍动物的瘤胃发酵及微生物蛋白的生成，加之较好的适口性是一种具有良好饲料化前景的农作物副产物。

表1 常见农作物副产物营养成分（DM%)

3、加工方式

农作物副产物饲料化利用一般难以直接使用，如茶类副产物含有大量抗营养因子，薯类则存在一些毒性物质，果渣虽适口性较好且毒害物质含量较低，但其高含糖量和高水分含量的特性导致果渣极易发生腐败变质，滋生有害菌类，对畜禽生长造成负面影响。选择适当的处理方式对副产物进行再次加工可以减少或去除其中抗营养因子，减少有害菌滋生，改变适口性，延长保存时限。

3.1 青贮

青贮是指把鲜棵植物品种压实封闭起来，使贮存的青饲料与外部空气隔绝，造成内部缺氧、致使厌氧发酵，产生有机酸，可使鲜棵饲料保存经久不坏，既可减少养分损失又有利于动物消化吸收的一种贮存技术或方法。研究表明，马铃薯渣—玉米秸秆混贮后饲喂奶牛提高奶品质的同时降低饲料成本[13]。徐雨晴等[14]研究发现在黄羽肉鸡的饲粮中添加5%、8%、11%的茶叶青贮后显著提高了腿肌重及胴体重。在果渣青贮方面，王文明[15]利用苹果渣混合青贮饲喂奶牛显著提高了奶牛产量，有效解决了果渣容易腐败变质的问题。

3.2 微生物与菌剂发酵

农作物副产物普遍存在营养物质不足，适口性不加等情况，单单通过青贮的厌氧发酵不能有效提高其营养价值，如马铃薯藤、刺梨渣等副产物纤维含量高，降低畜禽采食后的消化率，不利于畜禽生长。冯听炜等[16]发现以葡萄渣为底物添加酵母菌后有效提高了果渣中粗蛋白及钙、磷含量。王啸林[17]通过向马铃薯渣—玉米混合青贮中加入乳酸菌及纤维素酶降低了青贮的pH值，提高了有氧稳定性，使青贮保存过程中杂菌生长受到抑制，降低NDF及ADF，有效改善青贮品质。

3.3 制粉加工

农作物副产物多数存在适口性差、利用率低、抗营养因子多等特点，大规模应用于畜牧行业仍需要经过一定的处理。如表2所示，粉碎副产物可以更好的使其与饲料充分混匀，增大其与畜禽消化系统的接触面积，提高消化率，同时粉状农作物副产物更有利于运输及贮存。制粉加工方式可有效运用于根茎、藤条等副产物，其中甘薯类饲料化利用中制备成粉应用较为广泛。根据粉粒的大小和性状，其产物分为颗粒全粉、雪花全粉及细粉，我国马铃薯多加工为雪花全粉，可最大程度的减少加工对其细胞壁的破坏，减少营养损失，同时易于与其他饲料成分混合。木薯、甘薯等也可通过同样制备方法加工成粉状饲料。

表2 副产物在畜禽养殖中的应用

4、农作物副产物的应用

岳彩娟等[18]用马铃薯秧部分替代青贮玉米饲喂安格斯肉牛，在替换量控制在10%以内时降低了养殖成本且未对肉牛造成不良影响。安玉红等[24]在小鼠日粮中添加刺梨渣后发现有效提高小鼠机体抗氧化性能，这与刺梨渣中富含黄酮类物质有关联，在王鑫等[22]通过刺梨渣混贮饲喂肉牛中也发现刺梨渣青贮后部分替代皇竹草青贮有效提高肉牛的日增重。在山羊日粮中添加20%的菠萝渣后山羊末重较对照组显著提高2.92%，瘤胃中乙酸/丙酸水平未发生变化，说明菠萝渣在提高山羊增重的同时并不会引起酸中毒类负面病症[25]。与上述研究不同，也有部分研究发现各类常见农作物副产物对畜禽生产仍存在一定不利因素。王智博等[26]在研究中发现，木薯渣影响了湖羊对粗蛋白的消化，降低了湖羊机体的氮保留率。Nasehi M等[8]研究发现添加干茶副产物超过一定比例后肥尾羔羊日增重受到显著影响，可能是由于DTBP中木质素和单宁含量过高引起。

5、存在问题及对策

农作物副产物中一般含有大量抗营养因子，在使用过程中会对畜禽产生一定的毒害作用，严重时会造成一定程度的生产损失。如桑叶中含有大量植酸，严重影响畜禽采食量；在一些地区蔬果果渣或籽实也作为饲料饲喂畜禽，但植物籽实、果皮中含有大量的单宁，除了影响畜禽采食量以外，其对营养因子的拮抗作用会造成动物对营养物质的利用率降低，阻碍营养物质的吸收。此外，农作物副产物营养价值差异较大，不同刈割时期同一副产物其营养成分存在较大差异，不同部位的营养成分也不尽相同，在饲料利用的过程中需要经过试验后方能有效利用。

为有效利用好农作物副产物，消除其抗营养因子和营养价值变化大等不利因素，对农作物副产物进行营养价值评定十分重要，对其进行检测，根据实测结果开展饲喂试验，收集数据准确配制饲料。此外，选择合适的加工方式减少诸如单宁、植酸、木质素等抗营养因子，增加其可利用性，最大程度地保留副产物的营养成分将会使其成为新的饲料来源，有效减缓人畜争粮问题，助推畜禽产业及饲料产业的发展。

6、总结

农作物副产物营养成分丰富，具有较高的营养价值，但目前部分农业新产业构建带来的新型副产物研究较少，不足以科学有序的推广应用到畜禽生产中。如何科学确定副产物的加工方式，添加计量将会是解决我国粮食安全问题的一条重要途径。充分挖掘农作物副产物剩余价值，确定其功能组分可以有效的支撑畜禽业、种植业的发展，极大的丰富我国饲料资源。

参考文献:

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