随着现代化肉牛养殖业的发展要求,牛肉产量及其品质亟待提高。目前,肉牛的生产力水平仍难以满足消费者对牛肉产品的需求,改善饲料营养成为肉牛高效养殖的瓶颈问题。据相关统计显示,反刍动物每年向环境中排放甲烷约1亿t,约占全球每年甲烷排放总量的20%,而营养物质的高效利用对控制甲烷(CH4)排放具有重要意义。因此,文章搜集2019年肉牛饲料与营养的国外文献报道,从精饲料、粗饲料和营养综合评价方面进行分析与总结,以期为我国肉牛产业发展提供新的思路。1精饲料1.1蛋白质原料对肉牛生产性能、消化性能和瘤胃发酵的影响肉牛养殖过程中主要应用的常规蛋白饲料包括豆类和饼粕类,但目前国内资源短缺且现有资源品质偏低导致过度依赖进口原料。有关蛋白饲料的研究主要集中于酒糟类、饼粕类及其他开发的新型原料。不同酒糟类蛋白原料应用于肉牛养殖的饲喂效果差异较大。Ponce等[1]研究湿玉米酒糟对1岁肉牛生产性能的影响,发现该酒糟对肉牛活重和胴体重无显著影响,但随着酒糟水平的增加(15%~30%)日粮养分消化率有所降低。Tsuruoka等[2]将浓缩大麦酒糟(5%和15%)与同营养水平条件下的豆粕+玉米日粮进行对比研究,发现饲喂大麦酒糟的肉牛日增重(ADG)较饲喂豆粕+玉米日粮的有所增加,同时增强糖酵解功能。酒糟类饲料不仅影响肉牛的生产性能,还会对瘤胃发酵和甲烷(CH4)排放产生一定影响。Hersom等[3]通过肉牛饲喂干玉米酒糟降低瘤胃pH值,当添加3.39 kg/d或4.52 kg/d的干酒糟时,瘤胃氨态氮(NH3-N)浓度增加。有研究表明,木薯块根和木薯叶基础日粮中加入酵母发酵的米酒糟可有效减少CH4的产生与排放[4]。CH4产生与瘤胃原虫及其菌群结构有密切关系。Chingala等[5]关于猴面包树籽粕和白刺树叶粉替代豆粕饲喂公牛的研究表明,饲喂豆粕和猴面包树籽粕的采食量(DMI)、ADG、终末重(FG)和全肠道养分消化率均高于饲喂白刺树叶粉日粮,前两者的饲料转化率(FCR)基本相同,且饲喂猴面包籽的瘤胃微生物氮含量较高。Cherdthong等[6]研究凤凰木籽粕对肉牛消化性能和瘤胃发酵的影响,发现随着该籽粕添加水平(0、50、100、150 g/d)的增加,泰国红牛对粗蛋白(CP)的摄入量呈线性增加且提高瘤胃发酵效率,瘤胃NH3-N、总挥发性脂肪酸(TVFA)和丙酸含量均呈上升趋势。关于油料副产品—埃塞俄比亚芥(CP约40%)作为蛋白饲料的研究也有相关报道[7],通过与传统蛋白源饲料(棉籽粕、酒糟和豆粕)的对比研究表明,饲喂不同蛋白源饲料的公牛对营养的摄入量及其表观消化率并无显著性差异,说明该饲料可以作为肉牛的新型蛋白饲料。1.2能量原料对肉牛生产性能、消化性能和瘤胃发酵的影响能量饲料主要包括谷物类、糠麸类和块根块茎类等。研究表明,舍饲高谷物饲料相比放牧补充蛋白质和矿物质可以使肉牛生长速度加快,缩短达到屠宰体重的时间,并提高其胴体重[8]。关于新型能量饲料资源的开发及其代替传统能量饲料相关研究较多。Nunoi等[9]利用本地富产的罗望子粕作为能量饲料代替30%~100%的米糠,发现罗望子粕替代米糠不影响阉牛的消化性能和DMI,且瘤胃TVFA和丙酸含量增加,尤其是罗望子粕添加水平较高时,瘤胃原虫数量显著降低,CH4排放降低。可见,该新型原料不仅减少本地肉牛养殖的饲料成本,还增加能量的利用率、减少能耗、同时有助于环境友好、健康养殖业发展。与谷物类能量饲料相比,甜菜渣和木薯渣等纤维含量较高的能量饲料在反刍动物的日粮配方中也占有一定比例,不仅可以降低饲料成本,还能为畜体补充有效纤维,提高其消化性能。Yuste等[10-11]对犊牛阶段的犊牛料向高浓缩日粮过渡期引入甜菜渣的研究发现,采用玉米+10%~22%甜菜渣代替大麦时,犊牛的瘤胃菌群结构发生较大变化、细菌的丰度和多样性明显下降,可能对瘤胃发酵、CH4产生及犊牛的后期发育造成一定影响,具体有待进一步研究。关于粗甘油替代高粱谷物的研究也有报道,粗甘油替代高粱后肉牛的DMI、ADG、料重比(F/G)和胴体重没有表现出显著性差异,但减少了中性洗涤纤维(NDF)的摄入量[12]。此外,Maeda等[13]关于日本和牛饲喂牛皮纸浆的研究发现,肉牛的生产性能(DMI和ADG)、养分消化率和瘤胃发酵参数(VFA、pH值和瘤胃脂多糖等)均未表现出负面影响,但瘤胃乙丙比显著增加。该研究认为,牛皮纸浆替代10%精料不会影响和肉牛的生产性能和饲料利用率。可见,开发的新型饲料原料具有广阔的市场前景,但仍需进一步的深入研究,以确保新型饲料的安全性和高效性。此外,能量饲料的物理形态或加工工艺对饲料利用率也产生较大的影响,也会影响肉牛的生长和发育。例如,较软的玉米籽粒可改善肉牛的消化性能;玉米经过蒸汽压片处理后,相比干碾玉米,前者可有效提高干物质(DM)和淀粉的消化率[14]。Iqbal等[15]研究颗粒化全混合日粮(TMR)开食料(含15%燕麦干草)对热带地区断奶前犊牛生长和发育的影响,发现相比非颗粒TMR和不含干草的传统开食料,饲喂TMR颗粒料明显缩短断奶日龄,降低单位增重的饲料成本。因此,不仅饲料原料的选择和配比在肉牛养殖中至关重要,适宜的饲料加工方式也是提高肉牛养殖效果不可忽视的关键点。2粗饲料2.1粗饲料对肉牛生产性能和消化性能的影响粗饲料主要包括干草、秸秆和糟渣类等。Takemura等[16]研究表明,7周龄荷斯坦龄犊牛饲喂干草有助于犊牛瘤胃环境的稳定以及正常代谢和激素水平的维持,同时可预防瘤胃pH值和乙丙比的下降、减少瘤胃功能的紊乱。但Hill等[17-18]研究则表明,8周龄前的犊牛不需要给饲干草,可饲喂颗粒料,因为干草的摄入会减少有机质(OM)、DM、CP和脂肪(EE)的消化率,不利于犊牛的生长和发育。这可能与肉牛品种与年龄、饲料配方和饲养管理等因素有关。关于育肥牛饲喂粗饲料的研究认为,粗饲料与肉牛生产性能密切相关,同时对肉质产生一定影响。Shibata等[19]研究表明,与饲喂精料比较,育肥前期日本和牛饲喂干草,FG差异不显著,但屠宰重较低,且皮下脂肪、肋骨厚度、脂肪含量和单不饱和脂肪酸含量等均较低。Samkol等[20]利用花生叶和木薯叶作为劣质干草饲喂育肥期肉牛的研究认为,花生叶和上述两种混合叶均增加DM、OM和CP的摄入量及其消化率,而木薯叶的CP和NDF消化率较低。此外,Cherdthong等[21]通过日粮中添加2.4 g/(头·d)的植物叶粉研究发现,肉牛DM消化率提高4.8%。可见,粗饲料品种、日粮结构以及肉牛生理阶段均会对肉牛的生长产生不同的效果。2.2粗饲料加工方式对肉牛消化性能的影响大部分粗饲料营养价值可利用性高,不作任何加工处理可饲喂,但部分粗饲料适口性较差、营养价值较低,可经过加工处理提高其饲用价值。加工处理不仅改善原有的营养性能、增强适口性,还能够消除饲料中有害有毒物质、提高其消化率。常见的物理加工方法包括机械铡短、粉碎、压片和制粒等。已有研究认为,减小颗粒尺寸会降低肉牛的唾液分泌能力,从而降低对苜蓿纤维的利用率[22]。但当玉米青贮铡短为22 mm时,与常规玉米青贮比较,显著改善饲料NDF和酸性洗涤剂纤维(ADF)的消化率[23]。除了饲料的物理加工方法,微生物处理也是目前常见的粗饲料加工方法。玉米青贮的含水量和贮存时间会影响蛋白的可利用率[24],而青贮过程中加入发酵菌剂可提高青贮品质及饲喂效果[25]。苜蓿干草因具有较好的品质,除直接饲喂,还可进行青贮处理。Sarnataro等[26]研究苜蓿青贮饼,发现富含纤维的苜蓿青贮饼虽然CP降解率较低,但其纤维的降解率与传统苜蓿青贮和干草没有区别,可作为肉牛的纤维源饲料。用苜蓿干草或甜菜浆替代玉米青贮不会对犊牛的采食行为和采食量造成影响[27]。关于木薯青贮的研究认为,当稻草基础日粮中添加60%~100%的木薯青贮时,随着木薯青贮比例的增加,瘤胃中NH3-N和丙酸含量增加,乙丙比降低,当木薯青贮占饲料比例的100%时,瘤胃氮的利用率最高,明显改善瘤胃发酵并提高肉牛对营养物质的消化率[28]。2.3粗饲料对CH4排放的影响适量添加粗饲料可有效控制CH4产生与排放。Mehrabadi等[29]研究5种草本植物混合添加对瘤胃发酵及CH4产生的影响,发现该植物可改善反刍动物的瘤胃发酵性能,并提高其养分的消化率和能量利用率。新型粗饲料不仅考虑其成本及生物安全,还考虑其消化吸收特性,最大限度地提高其能量利用率,减少因CH4产生造成的能量损失。Matra等[30]关于火龙果皮粉的研究发现,日粮精粗比为70∶30~0∶100的条件下,添加1%~4%的火龙果皮粉可改善瘤胃发酵特性,且随着果粉含量的增加;显著降低瘤胃中原虫数量和CH4排放量,但瘤NH3-N和胃pH值不受影响。Wanapat等[31]研究香蕉花粉作为瘤胃调节剂对瘤胃发酵特性的影响,发现该物质不仅可以提高肉牛消化性能和瘤胃微生物蛋白合成,还可以减少CH4产生、提高能量的利用率,建议沼泽水牛公牛(365.0±15.0)kg添加300~600 g/d为宜。Molina-Boteri等[32]关于混合饲喂南洋樱树叶与象耳豆荚的研究认为,该混合粗饲料可有效降低杂交小母牛CH4的排放,但不会影响瘤胃微生物种群结构和VFA浓度,且可消化粗蛋白的表观消化率略有降低。经过氮素处理的粗饲料也可减少CH4排放。Preston等[33]通过添加尿素处理木薯块根和富含纤维的草叶、豆科树木和匍匐豆科植物的叶片,发现可提高养分消化率和FCR进而减少CH4排放。O'Connor等[34]利用体外发酵技术研究日粮草料中氮含量对肉牛瘤胃发酵的影响,发现草场施肥量为80 kg N/hm2的草与15 kg N/hm2相比,虽然总N损失和尿N损失较多,但肉牛瘤胃pH值和NH3-N浓度较高,且CH4产生量和总产气量降低。可见,合理选择粗饲料可有效改善瘤胃发酵特性,改进菌群结构与功能,并降低CH4的排放。3饲料营养综合评价3.1犊牛期的饲料营养评价犊牛早期的发育对后期生长和繁殖有着至关重要的作用。Zhang等[35]通过比较全脂牛奶、巴氏废奶和代乳粉的研究发现,饲喂代乳粉对于维持瘤胃良好的环境有持久的效应。但Hu等[36]研究认为,2月龄前饲喂荷斯坦奶公犊代乳粉的量以不能超过0.66 kg/d(含27%CP和18%EE),否则会产生负面效应。有研究认为,高渗透压代乳粉可能会损害胃肠屏障功能,随着代乳粉渗透压的增加,胃肠对大分子(Cr-EDTA和乳果糖)的通透性增加[37]。Yohe等[38-39]研究仅饲喂代乳粉与代乳粉+开食料混合饲喂对瘤胃发育的影响,发现瘤胃对VFA吸收没有区别,但仅饲喂代乳粉的犊牛瘤胃黏膜下层较厚,而代乳粉+开食料混合饲喂的瘤胃上皮和角质/角蛋白层较厚,而且开食料的蛋白水平可能影响30日龄犊牛的瘤胃NH3-N浓度[40]。关于犊牛饲喂不同比例脱脂乳(25%~75%)替代全乳的研究认为[41],虽然ADG、DMI和FCR不受脱脂乳水平的影响,但在不影响犊牛生长的情况下,一定比例的脱脂乳代替全乳可降低23.95%成本。犊牛断奶方式可能影响CH4产生与排放。Dong等[42]研究认为,荷斯坦公犊的断奶方式影响瘤胃产CH4的古菌组成和多样性,与传统断奶方式(56 d断奶+固体饲料或液体饲料)比较,早期断奶(42 d+固体饲料)增加甲烷短杆菌属AbM4和甲烷球形菌属的丰度且瘤胃丁酸含量与AbM4之间存在正相关关系,这从某种程度上反映瘤胃发酵与CH4产生之间的关联性。3.2育肥期和放牧期肉牛的饲料营养评价La等[43]研究认为,饲喂高水平蛋白(150.2 g CP/kg)比中水平蛋白(130.1 g CP/kg)可通过上调肝脏相关基因表达获得更高的ADG、瘤胃VFA含量和NH3-N浓度,且提高DM、OM、CP和NDF等消化率。类似研究[44-45]也指出,日粮中高水平的CP(如111 g/kg增加到136 g/kg)可显著提高肉牛生产性能以及瘤胃VFA和NH3-N浓度、改善CP消化率、降低瘤胃pH值、增加乙酸浓度和乙丙比。但Paengkoum等[46]关于泰国本地肉牛的研究则认为,日粮CP水平(10%~12%)不会影响DM、OM、ADF和NDF等营养物质的表观消化率以及瘤胃发酵参数、微生物多样性和微生物氮合成。放牧肉牛补充精料是牧区和农区饲养的主要模式之一。Vedovatto等[47]研究认为,放牧期间补充蛋白和能量有助于提高牛的生产性能,但不同季节给饲补料的效果不同。关于旱季公牛放牧时补充蛋白料的研究指出,补充蛋白料(155~875 g/d)可以提高CP的摄入量和消化率以及瘤胃NH3-N含量、优化瘤胃菌群结构、溶纤维丁酸弧菌比例增加,而产琥珀酸丝状杆菌、白色瘤胃球菌、黄色瘤胃球菌和产CH4古菌比例降低。研究认为,每天每头补充515 g蛋白料有助于旱季放牧时肉牛瘤胃纤维素分解菌的生长[48]。类似研究表明,通过在放牧内格尔阉牛日粮中添加每100 kg体重添加70 g/d包被硝酸盐(相当于47 g/d硝酸盐)显著提高内洛尔阉牛(197±15.3)kg的ADG、改善瘤胃环境,提高与CH4产生呈负相关关系的拟杆菌属、巴恩斯氏菌、乳杆菌、月形单胞菌属、韦荣氏球菌属、琥珀酸单胞菌属和琥珀酸弧菌属等的丰度,这些菌利于减少乙酸的产生,而甲烷杆菌丰度则显著降低[49]。与干季放牧给饲补料的研究不同,关于湿季放牧饲喂补料的研究发现,肉牛的消化性能(如NFC)和瘤胃发酵特性(如pH值和VFA)并没有发生显著性变化[50]。这些研究可为放牧条件下补料的研究提供参考。4结论饲料原料、精粗比以及加工方式不仅影响不同生理阶段肉牛(尤其是犊牛)的生长和消化,还会对瘤胃发酵及CH4排放产生一定影响。根据肉牛的生理阶段特点,选择适宜的饲料原料,并合理搭配和调制日粮,以改善瘤胃菌群结构与功能,充分提高养分利用率,减少能量损失。

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