甘蔗渣的飼用價(jià)值評(píng)價(jià)

彭海芬，和嘉榮，李 花，金顯棟，李文貴，黃必志，亐開(kāi)興

（1云南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院，昆明 650201；2云南省種畜繁育推廣中心，昆明 650212；3云南省草地動(dòng)物科學(xué)研究院，昆明 650212）

0 引言

甘蔗(Saccharum officinarum)是禾本科甘蔗屬的多年生草本植物，為喜高溫、強(qiáng)光照作物，對(duì)土壤的適應(yīng)性較強(qiáng)，適宜黏壤土、紅壤土、砂壤土生長(zhǎng)；作為傳統(tǒng)的制糖原料，甘蔗是光合能力較強(qiáng)的C4作物之一，也是生物產(chǎn)量最高的栽培作物之一[1-3]。中國(guó)甘蔗生產(chǎn)位列世界第三，僅次于巴西和印度[2,4]。甘蔗在我國(guó)種植主要集中在南方廣西、云南、廣東、貴州、福建、四川等省區(qū)[2,5]。云南省是僅次于廣西的全國(guó)第二大甘蔗種植區(qū)，主要集中種植于普洱、臨滄、德宏、西雙版納、文山、保山、紅河等州市，是云南省重要的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)之一[5]。制糖過(guò)程中，甘蔗莖稈經(jīng)破碎和榨取蔗汁后產(chǎn)生的纖維性廢渣（甘蔗渣），是甘蔗制糖工業(yè)的主要副產(chǎn)品，一般濕蔗渣產(chǎn)率為榨蔗量的1/5～1/4[6]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)每年甘蔗產(chǎn)量大概7000萬(wàn)t，可產(chǎn)生甘蔗渣2000萬(wàn)t[4,7]。據(jù)云南糖網(wǎng)，2018/2019年榨季，云南省甘蔗農(nóng)業(yè)總產(chǎn)1840萬(wàn)t，甘蔗工業(yè)入榨量1620萬(wàn)t將產(chǎn)生甘蔗渣400萬(wàn)t[8]。甘蔗渣具有數(shù)量多、來(lái)源集中（榨糖廠）、質(zhì)量均一、價(jià)格低等優(yōu)勢(shì)，但纖維素和木質(zhì)素含量較高的特點(diǎn)，不適宜于直接飼喂[1,2,9-11]，而70%～80%甘蔗渣被直接用作糖廠鍋爐燃料，得不到有效利用，造成資源浪費(fèi)，對(duì)生態(tài)環(huán)境有一定的污染[2,4]。然而，通常甘蔗收獲季節(jié)在每年12月至翌年3、4月，恰逢南方冬春季節(jié)缺草期，大宗榨糖副產(chǎn)物可有效緩解南方冬春飼草料供應(yīng)，經(jīng)化學(xué)、生物技術(shù)處理后可作為反芻動(dòng)物的粗飼料[10-15]。

本研究通過(guò)甘蔗渣與一些農(nóng)副產(chǎn)物的營(yíng)養(yǎng)成分、干物質(zhì)采食量、產(chǎn)奶凈能等指標(biāo)進(jìn)作比較，并對(duì)其飼料相對(duì)價(jià)值和粗飼料分級(jí)進(jìn)行評(píng)價(jià)，以期明確甘蔗渣的飼用價(jià)值，權(quán)衡其利弊加以利用，如果可有效利用甘蔗渣，緩解現(xiàn)今飼料資源短缺的狀況，降低飼料成本，提高養(yǎng)殖業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益；同時(shí)又減輕環(huán)境污染，具有很大的發(fā)展?jié)摿蜕鷳B(tài)效益，是甘蔗制糖企業(yè)拓展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、實(shí)現(xiàn)糖業(yè)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。

1 材料與方法

1.1 樣品采集與處理

甘蔗渣取自楚雄市雙柏縣某肉牛養(yǎng)殖場(chǎng)，鮮綠光葉紫花苕、鮮綠燈盞花稈、干蠶豆稈、熟化洋薊花苞、青貯玉米和稻草糠多種原料分別采集于曲靖市羅平縣、紅河州瀘西縣、楚雄市姚安縣、昆明市石林縣、楚雄市東瓜鎮(zhèn)和大理州巍山縣，將所有樣品于65℃烘干48 h，過(guò)40目篩后混勻，以四分法取樣，裝入自封袋中密閉保存待測(cè)其營(yíng)養(yǎng)成分。

1.2 測(cè)定指標(biāo)和方法

采用常規(guī)法(GB/T 6435—1986)測(cè)定干物質(zhì)(DM)；用高溫灼燒法(GB/T 6438—2007)測(cè)定粗灰分(Ash)；采用凱氏定氮法(GB/T 6432—1994)測(cè)定粗蛋白(CP)；采用石油醚浸提殘余法(GB/T6433—2006)測(cè)定粗脂肪(EE)；用范氏洗滌纖維測(cè)定粗纖維(CF)、酸性洗滌纖維(ADF)、中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌木質(zhì)素(ADL)；用高錳酸鉀滴定法(GB/T 6436—2002)測(cè)定鈣(Ca)含量，用P鉬黃比色法(GB/T 6437—2002)測(cè)定磷(P)含量，無(wú)氮浸出物(NFE)用差減法計(jì)算。

1.3 飼料相對(duì)值(RFV)

根據(jù)測(cè)定的營(yíng)養(yǎng)成分，參照美國(guó)廣泛應(yīng)用的飼料相對(duì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值指數(shù)(relative feed value,RFV)模型[12-14]評(píng)定所測(cè)定樣品的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，計(jì)算模型見(jiàn)式(1)。

式中：DMI(%BW)＝120/NDF(%DM)，DDM(%DM)＝88.9-0.779×ADF(%DM)，其中：DMI為粗飼料干物質(zhì)隨意采食量，DDM為可消化干物質(zhì)，計(jì)算RFV時(shí)除以1.29，目的是以盛花期的苜蓿RFV為100；RFV數(shù)值大于100的牧草表明相對(duì)于基數(shù)100而言，整體上品質(zhì)較好。

1.4 粗飼料分級(jí)指數(shù)(GI)

根據(jù)測(cè)定的營(yíng)養(yǎng)成分，采用我國(guó)學(xué)者盧德勛提出的粗飼料分級(jí)指數(shù)(grading index,GI)模型[16-17]評(píng)定所測(cè)定樣品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，計(jì)算模型見(jiàn)式(2)～(4)。

式中：NEL為產(chǎn)奶凈能，DMI為干物質(zhì)隨意采食量。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2010進(jìn)行統(tǒng)計(jì)整理，利用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素(One-way ANOVA)方差分析，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(Mean±SD)表示，本研究只對(duì)甘蔗渣鮮綠光葉紫花苕、鮮綠燈盞花稈、干蠶豆稈、熟化洋薊花苞5種進(jìn)行方差分析，列入其它粗飼料數(shù)據(jù)主要作RFV和GI比較。

2 結(jié)果

2.1 常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分

由表1可見(jiàn)，測(cè)定幾類粗飼料干物質(zhì)含量較高，除燈盞花稈外，差異不大。燈盞花稈的粗蛋白(20.83%)含量顯著高于熟化洋薊花苞、光葉紫花苕、蠶豆稈和甘蔗渣(P＜0.01)，而甘蔗渣的粗蛋白含量極低(P＜0.01)；甘蔗渣和蠶豆稈的粗脂肪含量顯著低于其他三類粗飼料(P＜0.05)，而甘蔗渣的鈣、磷含量顯著低于其他粗飼料(P＜0.05)。

2.2 纖維成分

由表2可見(jiàn)，甘蔗渣、蠶豆稈的粗纖維含量顯著高于光葉紫花苕、燈盞花稈和洋薊花苞(P＜0.05)，光葉紫花苕和熟化洋薊花苞顯著高于燈盞花稈(P＜0.05)；甘蔗渣、蠶豆稈的NDF含量明顯高于光葉紫花苕、燈盞花稈和熟化洋薊花苞(P＜0.05)；蠶豆稈的ADF顯著高于其他四類粗飼料(P＜0.05)。同樣，甘蔗渣和蠶豆稈的木質(zhì)素含量顯著高于光葉紫花苕、燈盞花稈和蠶豆稈(P＜0.05)，說(shuō)明甘蔗渣木質(zhì)化程度最嚴(yán)重。

表1 甘蔗渣與其它粗飼料常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分比較/(%DM)

表2 甘蔗渣纖維成分與其它粗飼料比較/(%DM)

2.3 飼料品質(zhì)

由表3可見(jiàn)，在測(cè)定的五類粗飼料中，只有光葉紫花苕的RFV超過(guò)100，燈盞花稈和熟化洋薊花苞分別為88.6和94.7，不到100，明顯低于優(yōu)質(zhì)青貯玉米(139.5)(P＜0.05)；甘蔗渣和蠶豆稈的RFV顯著低于光葉紫花苕、燈盞花稈、熟化洋薊花苞(P＜0.05)，甘蔗渣跟稻草糠差異不顯著(76.09 vs.73.45)；熟化洋薊花苞RFV較加工前下降大半，養(yǎng)分損失嚴(yán)重。相對(duì)應(yīng)光葉紫花苕、燈盞花稈、熟化洋薊花苞的干物質(zhì)隨意采食量(DMI)和產(chǎn)奶凈能(NEL)顯著高于甘蔗渣和蠶豆稈(P＜0.05)。燈盞花稈GI優(yōu)于光葉紫花苕(P＞0.05)和熟化洋薊花苞(P＜0.05)，甘蔗渣和蠶豆稈二者的極低(P＜0.01)，表明二者飼用價(jià)值相當(dāng)?shù)拖?，飼喂時(shí)必須與其他飼料混合或調(diào)制以求降解、酶解或膨化以作為粗飼料資源利用。

3 討論

3.1 甘蔗渣的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

甘蔗是生物產(chǎn)量最高的大田作物，喜溫喜光，卻因分葉能力和再生能力差而不適于多次刈割，是作為榨糖業(yè)的主要經(jīng)濟(jì)作物，因而甘蔗渣產(chǎn)量巨大，但甘蔗渣富含纖維素和木質(zhì)素而不適宜于直接飼喂牲畜[1,9]。2018/2019年度云南省甘蔗產(chǎn)量1840萬(wàn)t，入榨量1620萬(wàn)t[8]，每年甘蔗渣產(chǎn)量超出400萬(wàn)t，70%～80%甘蔗渣被直接作為糖廠燃料得不到有效利用，如果這些甘蔗渣得以充分開(kāi)發(fā)做成牛羊飼料，那么將極大緩解南方省區(qū)冬春季節(jié)的飼草料問(wèn)題[2,11,20]。而甘蔗渣纖維素大多數(shù)屬于植物的次生壁一類纖維素分子，是由許多葡萄糖以β-1,4苷鍵縮合而成的高分子化合物，分子間彼此以氫鍵相連，因氫鍵數(shù)目多，故相當(dāng)牢固而不易破壞，不溶于水，難以降解或酶解[12,21]，作為反芻動(dòng)物飼料時(shí)，有機(jī)物消化率只有20%～25%或更低，單獨(dú)飼喂僅能達(dá)到動(dòng)物維持需要[9,10,22]。本研究中，甘蔗渣的粗蛋白含量極低，僅為2.41%，而NDF、ADF含量極高，分別為67.71%和43.02%，因此欲將甘蔗渣開(kāi)發(fā)為飼料必須進(jìn)行調(diào)制與處理，研究主要集中在蔗渣粗纖維的降解和粗蛋白含量的提高，化學(xué)處理法和生物發(fā)酵兩種技術(shù)的操作較簡(jiǎn)單、效果明顯，是目前蔗渣（梢）處理比較有效、最常用的方法，可將甘蔗渣（梢）開(kāi)發(fā)為中等品質(zhì)的能量型飼料[12,13,15]，而比較幾種甘蔗副產(chǎn)物的消化率以甘蔗梢青貯飼用價(jià)值最高，膨化蔗渣優(yōu)于堿化蔗渣，機(jī)械化的膨化和顆粒制料將更有前途[11,24]。據(jù)毛華明等[12]報(bào)道，甘蔗渣經(jīng)尿素、Ca(OH)2、NaOH處理后，ADF、NDF和木質(zhì)素均有不同程度的下降，當(dāng)NaOH用量為80 g/kg DM時(shí)，甘蔗渣營(yíng)養(yǎng)價(jià)值可達(dá)中等羊草的水平。而在青貯過(guò)程中添加尿素或EM均可改善青貯甘蔗梢品質(zhì)，提高其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[10,23]。柳富杰[13]向甘蔗渣里添加乳酸菌或纖維素酶均有利于提高青貯質(zhì)量，二者混合添加后的青貯酸堿度降低至pH 4.27，乳酸含量、可溶性糖含量和干物質(zhì)粗蛋白含量分別提高了56.52%、61.15%和42.22%，NDF和ADF分別下降了12.08%和5.04%。通過(guò)多種途徑處理后制作甘蔗渣顆粒料，發(fā)酵堿化蔗渣飼料比發(fā)酵的粗纖維含量明顯降低，粗蛋白含量提高，表明堿化對(duì)改變蔗渣營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)，降低蔗渣纖維素含量有利；而氨化發(fā)酵蔗梢粗纖維含量30%，相比普通蔗梢40%則大大下降，粗蛋白可達(dá)14.5%[11]。因此，對(duì)甘蔗渣和甘蔗梢生物發(fā)酵、堿化處理對(duì)其飼料化利用十分有利。高溫高壓膨化處理可極大提高消化率，效果更好，其制備方法工藝簡(jiǎn)單，操作方便，成本低，實(shí)用性好，結(jié)合顆粒料生產(chǎn)將極大提高甘蔗副產(chǎn)物飼料化利用，提高機(jī)械化程度是必由之路[11,25,26]。

表3 甘蔗渣與其它粗飼料飼用價(jià)值比較

3.2 甘蔗渣的飼用品質(zhì)

以盛花期苜蓿的RFV為100，RFV大于100的牧草表明相對(duì)于基數(shù)100而言，整體上品質(zhì)較好；同樣，如果RFV低于100，則其牧草飼用品質(zhì)較差[17,27]。本研究中，幾類原料RFV按大小依次為：光葉紫花苕＞熟化洋薊花苞＞燈盞花稈＞甘蔗渣＞蠶豆稈，對(duì)應(yīng)的RFV分別為：102.90、94.75、88.62、76.09和55.82。甘蔗渣木質(zhì)化程度高而排名靠后，品質(zhì)不如稻草糠，飼用價(jià)值較低，甘蔗渣需要通過(guò)發(fā)酵、膨化等方法加工調(diào)制后作為反芻動(dòng)物的飼草料，而對(duì)于蠶豆稈應(yīng)掌握好收獲方法與收獲時(shí)機(jī)，一旦葉片凋落而養(yǎng)分損失殆盡（本研究取樣的蠶豆稈可能因堆放時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而變質(zhì)，營(yíng)養(yǎng)成分存在偏差，需要今后進(jìn)一步驗(yàn)證）。粗飼料GI在計(jì)算中考慮了動(dòng)態(tài)因素DMI與粗飼料的科學(xué)搭配，實(shí)現(xiàn)了粗飼料的優(yōu)化配合，符合反芻家畜營(yíng)養(yǎng)攝取和消化特點(diǎn)，排序更為科學(xué)全面[17,28]。本研究的幾類粗飼料GI排序依次為：燈盞花稈＞光葉紫花苕＞熟化洋薊花苞＞蠶豆稈＞甘蔗渣，對(duì)應(yīng)值分別為：22.09、18.48、12.46、2.47和1.87，甘蔗渣和蠶豆稈的飼用價(jià)值較差，而燈盞花稈、光葉紫花苕的飼用價(jià)值較高，熟化洋薊花苞次之?？傊瑤最愞r(nóng)副產(chǎn)物都可以在南方冬春季節(jié)物盡其用，合理利用當(dāng)?shù)亓畠r(jià)粗飼料資源可緩解飼料短缺以提高畜牧業(yè)養(yǎng)殖效益。

4 結(jié)論

甘蔗渣飼用價(jià)值較差，必須通過(guò)生物發(fā)酵、化學(xué)或膨化處理制作顆粒料以改善營(yíng)養(yǎng)特性及其適口性，飼喂時(shí)應(yīng)注意補(bǔ)充蛋白飼料和磷酸氫鈣等。