玉米-豆粕型饲料是畜禽业常用的饲料类型,但随着畜牧业的快速发展,饲料原料的缺口越来越大,用于配制动物饲料的玉米、豆粕等十分紧缺,且价格近两年持续上涨,创下新高。因此,降低饲料中玉米、豆粕的占比成为新的趋势,需选用其他较为合适的原料对配方中的玉米、豆粕等原料进行替代,小麦在饲料划分上属于能量饲料。我国盛产小麦,种植范围广,从西部到东部,从南方到北方都有种植,连年丰收,价格低廉,若使用小麦作为饲料原料可以节省大量成本。在我国小麦作为家禽饲料原料应用较少,但在国外小麦已被大量使用,如加拿大、日本等都将小麦作为配制家禽饲料的常用原料,使用小麦替代饲料中玉米和豆粕具有良好的应用前景。文章总结了国内外文献中小麦常规理化指标,影响家禽对小麦营养物质利用的因素及小麦在家禽上代谢能和净能的研究进展等,为小麦在家禽中的科学研究及合理应用提供参考。
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小麦营养成分的研究进展
在我国小麦种植范围广,种类繁多,小麦的化学组成差异较大,若将小麦应用于家禽饲料中首先就需要准确了解小麦的理化组成。同时许多学者发现在小麦应用时,因为家禽年龄、小麦种类、饲喂方式等众多影响因素,家禽对于小麦营养物质利用情况也存在差异,需考虑这些影响因素,使得家禽对小麦的营养利用效果达到最佳。
1.1 小麦的常规理化指标
小麦含有丰富的营养物质,不同地区的小麦营养价值指标见表1。小麦干物质(DM)占比在85.0%以上,淀粉(ST)含量可达73.93%,粗蛋白(CP)含量在12.0%以上,粗脂肪(EE)含量小于2.50%,品种间差异较大。小麦虽富含B族维生素及矿物质,但钙(Ca)、磷(P)比例不平衡;在必需氨基酸方面,赖氨酸(Lys)含量虽然比玉米高,但赖氨酸(Lys)、苏氨酸(Thr)、蛋氨酸(Met)含量依然较低;脂肪酸中亚油酸(C18H32O2)含量只有0.8%,远低于家禽正常的需要量。在使用小麦时要适当添加矿物质、必需氨基酸等以满足家禽正常生长发育的需要。
此外不可忽视的是小麦中含有大量抗营养因子,其中非淀粉多糖(NSP)是小麦抗营养因子中的主要成分,占到小麦干物质总成分的10%左右,如葡聚糖、木聚糖等,而家禽对于NSP几乎不能消化利用。NSP会使得食糜保持一定的黏度、阻止内源性消化酶与营养物质接触,导致营养物质的消化率下降,在使用小麦进行替代时可以添加酶制剂来消除NSP的抗营养作用。
1.2 影响小麦营养物质利用的因素
从小麦收获到用到饲料里需要一定的时间,储存会引起小麦营养成分发生变化,影响家禽对其的营养利用。魏晨等(2021)发现在小麦仓储过程中水分会发生变化,但营养价值保持稳定,同时支链和直链淀粉的比例会发生变化,影响肉鸡肠道对氨基酸的代谢和吸收。也有研究认为随着贮藏时间增加小麦内戊聚糖含量降低,影响家禽食入小麦后消化物的黏度,使得大量使用小麦的负面作用减弱。
不同品种小麦因为自身化学成分组成不同,使得家禽对其营养物质的消化吸收存在差异。娄瑞颍等(2013)选取了15种小麦,发现15种小麦EE、NDF、ADF存在较大的差异,且肉仔鸡对不同来源小麦养分表观代谢率(如CP)存在显著差异;Azhar等(2019)选取了17种小麦样品,发现CP的含量为97~143 g/kg DM,EE的含量为10.9~17.1 g/kg DM,不同品种间差异较大,肉仔鸡对不同品种小麦EE消化率存在显著差异。Lu等(2020)以中国6种不同产地小麦为原料配制饲料饲喂肉鸡,发现不同处理组的标准回肠氨基酸消化率有很大差异;Alamo等(2008)选取了西班牙4种小麦,发现小麦品种对肉鸡DM、CP消化率均有显著影响。
肉鸡在不同生长发育期,对于小麦营养物质的消化利用能力也不同。Olukosi等(2019)使用小麦占比为58.58%的饲料饲喂肉鸡,分析了肉鸡在7、14、21、28 d 4个日龄的营养物质消化率,发现其肠道DM、CP的消化率随日龄的增加而增加,但EE消化率随年龄的增长而下降,EE消化率的变化可能与日龄的增加所导致的消化食物速度的增加有关;Huang等(2005)也使用小麦型饲粮研究了肉鸡在14日龄、28日龄、42日龄的氨基酸消化率,发现14日龄肉鸡大部分氨基酸表观消化率显著高于28日龄和42日龄肉鸡,而28日龄和42日龄肉鸡除组氨酸(His)、谷氨酸(Glu)和丙氨酸(Ala)消化率低于42日龄外,其余氨基酸消化率差异不显著;但Barua等(2021)采用在饲粮中以小麦为肉鸡蛋白质唯一来源进行研究,结果表明肉鸡对饲料中必需氨基酸、非必需氨基酸的表观消化率,从第7天到第42天总体呈上升趋势。有观点认为随着家禽年龄的增加,胰酶活性的升高、更大的肠道吸收面积、消化物在肠道的停留时间及肠道对于NSP的耐受性增加都会有利于家禽对氨基酸的吸收和利用,但Huang等(2005)的试验结果却与此矛盾,家禽日龄对氨基酸消化率的影响后续还需要进一步研究。
因为小麦含有大量的抗营养因子,在小麦饲料中添加酶制剂可以分解抗营养因子,使得家禽对小麦的营养利用率提高。Van等(2021)在以小麦为主要原料配制的饲料加入一定量的木聚糖酶饲喂蛋鸡,与不添加的基础组相比,饲料中添加酶可以使得饲料的CP、EE表观消化率显著提高;Han等(2020)将含有甘露聚糖酶、β-葡聚糖酶和木聚糖酶的复合酶按照不同的比例添加到含有小麦的饲粮中,发现添加酶后降低了饲料转化率,提高了DM、CP、NSP的回肠表观消化率,且日粮DM消化率随着酶制剂的增加呈现线性增加的关系;姜文联等(2019)在以小麦为主要原料的饲料中加入木聚糖酶和植酸酶发现可以提高精氨酸(Arg)、组氨酸(His)、异亮氨酸(Leu)等的回肠表观消化率。但也有研究发现并不是所有以小麦为原料配制的饲粮中添加酶制剂都是有效的。Smeets等(2018)在以小麦所占比例为64%的饲粮中添加木聚糖酶饲喂肉鸡,发现木聚糖酶只能提高含有高浓度NSP的小麦(NSP含量为111 g/kg)的肠道营养物质消化率,而对含有低浓度的小麦(NSP含量为91.8 g/kg)配制饲料添加酶制剂没有发生显著差异。也有文献表明小麦中添加酶制剂存在与年龄的交互作用。Alamo等(2008)将木聚糖酶和蛋白酶的混合酶添加到含有小麦的肉鸡饲料中发现,添加酶制剂可以使得育雏期的肠道DM、ST的表观消化率增加,但在育成期却没有提高。这是因为在家禽育雏期对NSP比较敏感,而随着日龄的增加,对NSP所诱导的抗营养作用存在一定的耐受性。
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小麦有效能研究进展
饲喂动物的原料中可以被动物有效利用的能量称为原料的有效能,准确评价小麦对于家禽的有效能可以帮助在使用小麦配制家禽饲料时更加准确。评价家禽对于饲料能量的利用上,现有代谢能(ME)和净能(NE)两种能量体系。
2.1 代谢能值评估及其预测模型
动物食入饲料的总能(GE)中减去排出粪便、尿液中所包含的能量粪能(FE)、尿能(UE)就是代谢能(ME)。因为家禽粪尿不容易分离,现在常用ME来表示家禽能量的利用情况,ME在家禽上又可分为表观代谢能(AME)和氮校正表观代谢能(AMEn)。
国内外对于小麦原料的代谢能部分评定结果如表2所示。不同研究所测的小麦代谢能值差异较大。不同品种小麦的化学成分会影响代谢能值。已有研究发现小麦的化学成分CP、EE、CF、NSP等与AME、AMEn存在相关关系,而小麦由于种植环境、品种等因素会使得其化学成分有很大的差异,如娄瑞颍等(2013)选取了15种小麦,这15种小麦在EE、NDF、ADF含量上均存在较大的差异;Azhar等(2019)选取了17种小麦样品,发现小麦样品间CP、EE含量差异较大,从而导致不同品种的小麦代谢能存在差异。日龄也被发现会对小麦代谢能值产生影响。赵萌菲等(2019)分别测定了6种小麦在11~13日龄和25~27日龄的代谢能值,发现两个阶段肉鸡的AME、AMEn差异均极显著。这是因为幼禽肠道发育不完全,内源酶系统还不成熟,胆汁酸分泌不足,肠道菌群还未完全建立起来,所以在对营养物质消化以及抵抗小麦抗营养因子等方面与大日龄肉鸡存在差异,导致代谢能值与大日龄肉鸡存在差异。除此之外,测定方法不同,也会对代谢能值产生影响。王永伟等(2009)在肉鸡上使用全收粪法、指示剂法,测定了几种小麦的AME、AMEn,发现两种生物学方法所得的代谢能值有显著差异。其认为使用全收粪法时粪盘上沾有一定粪便造成的损失,及使用指示剂法时,指示剂在饲料、粪便等样品中可能不均匀,是造成两种方法差异的主要原因。
小麦的代谢能值测定过程繁琐,时间较长,测定小麦的代谢能值建立相关代谢能方程会使得小麦推广使用更为简便。代谢能预测方程,是通过全收粪法、指示剂法等各种方法测定代谢能,同时测定原料中的各种化学组成,如DM、CP、EE等因素,将ME与这些因素进行相关性分析,拟合而来的。建立的预测方程主要有AME和AMEn两种形式,国内外文献所建立的部分AME和AMEn预测方程如表3所示。虽然小麦的化学成分会对代谢能值产生影响,但起主要影响的是几种因子,不同情况下主效因子不同。在AME预测方程中,Sedghi等(2014)认为主效因子是CF、可溶性糖(SS)、Ash(R2=0.918);Roudi等(2012)认为DM、CP、Ash对AMEn相关性最高。在AMEn的预测方程模型中,陈思(2018)认为与AMEn相关性最强的是CP、Ash(R2=0.933),赵萌菲等(2019)认为小麦中NDF含量与肉鸡AMEn相关性最高(R2=0.847),王永伟(2009)认为CP、黏度(V)(R2=0.953)对AMEn有决定性作用。对于方程的准确性评估,赵萌菲等(2019)使用代谢能预测方程计算了一种小麦饲粮的AME、AMEn计算值,将其与实测值进行对比,得到了计算值与实测值很接近的结果,证明了建立预测方程在实际生产中应用的可行性。
2.2 净能值评估及其预测方程
代谢能减去采食后的热增耗(HI)即为净能(NE),其更能真实反映饲料的营养价值和动物需要量。
在家禽上测定小麦原料净能的数值较少。Sarmiento-Franco等(2000)将小麦作为唯一饲料原料饲喂公鸡,测得净能值为7.26 MJ/kg,小麦真代谢能(TME)转化为NE的效率为86.5%。于梦超(2017)使用套算法测定了40种小麦在肉鸭上的净能值,测定NE值为7.75~9.23 MJ/kg,小麦AME转化为NE的效率为55.99%~67.53%。
所测得的小麦原料净能值差异较大,可能是所使用动物不同以及小麦的品种不同所导致的。不同动物生理特点、年龄和生理阶段的不同,对于营养物质的消化利用率就会不同;不同品种小麦间营养物质组成存在差异,而不同营养物质转化为净能的效率存在差异,如脂肪淀粉转化为净能的效率相对于其他营养物质就较高,从而产生的HI就不同。此外,也有研究认为在小麦型饲料中添加适当的酶制剂可以使得家禽食入这些饲料的净能值增加,如Nian等(2011)发现在小麦型饲粮中加入木聚糖酶与不加酶组相比,会使得肉鸡的热增耗(HI)下降,NE增加;Olukosi等(2019)也发现了类似的结果。有学者认为添加木聚糖酶等酶制剂可以降解小麦中的抗营养因子,在一定程度上避免或减少了因抗营养物质所造成的十二指肠、空肠等相对长度增加的现象,使得它们占体重的相对比例下降,减少热量的损失。
净能测定更加繁琐,所需要设备也较为昂贵,净能方程的建立有利于净能大范围在家禽上的应用。家禽上小麦净能方程的建立也较少,于梦超(2017)测定了40种小麦在肉鸭上净能值并建立了预测方程如表4所示。随着预测因子的增加,线性方程预测的拟合度逐渐提高,且AME作为预测因子增加了方程的拟合度,但其在所拟合出的回归预测方程仅有AME、NDF和ADF作为因子回归进去。其他家禽小麦净能方程的建立还需要进一步进行研究。
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小麦对家禽生产的影响
将小麦作为饲料原料实际饲养时,养殖者直观感受到的是使用小麦后与原饲喂方式对于家禽生产性能和生产产品的影响(如平均日增重、料重比、蛋重、肉色等)。许多学者也在这些方面做了大量的研究,由于小麦中含有大量的抗营养因子,其添加到饲料中的方式主要有直接添加和配合酶制剂添加两种。
3.1 小麦直接添加
已有大量研究表明,饲料中直接添加一定比例的小麦并不会对家禽产生不良的影响。鲍淑青等(2008)发现在中、小鸡阶段当小麦占日粮12%和15%时,与玉米-豆粕型日粮(对照组)相比日增重、采食量、料重比、成活率方面差异不显著;王卫国等(2002)研究表明肉鸡中、后期饲料中用小麦替代玉米的15%~20%而不添加酶制剂,对肉鸡的生产性能不会造成显著影响。陈长福等(2005)在饲料中以50%的小麦替代玉米饲喂山麻鸭,与玉米组相比产蛋率、蛋重没有显著差异;胡石春等(2002)将小麦完全替代原有饲粮配方中的玉米饲喂蛋鸭,发现采食量和蛋重与原来比都十分地接近。
直接添加一定比例小麦对家禽所生产出的肉、蛋等的影响也是实际生产中所关注的。Bennett等(2002)研究表明饲喂小麦对肉鸡的腹脂率没有影响,吕明斌等(2009)认为饲喂肉鸡小麦对腿肌率、全净膛率、胸肌率和腹脂率均没有显著影响,还有些研究表明,饲喂小麦的肉鸡饮水量减少,鸡舍的垫草相对干燥,屠宰后肉鸡胸脯很少起水泡,能够提高肉鸡的屠宰质量等级。但宋凯等(2008)发现饲喂小麦型饲粮可以增加肉仔鸡肌肉的剪切力,使肌肉不易咀嚼;且因为小麦的叶黄素含量显著低于玉米,所以造成饲喂小麦日粮肉仔鸡的胸肌与腿肌肉色较差;除了对肉鸡肉质颜色影响,蛋鸡上也发现了因色素低导致蛋黄颜色较浅的现象,对于饲喂小麦后家禽着色较差问题,有观点认为可以添加一定量的叶黄素来弥补小麦饲喂所带来的不足。
综上,根据家禽的种类和生理阶段适当添加一定量的小麦,对于家禽的生产性能、生产产品品质不会产生不良的影响,可以起到一定的降低成本的作用。
3.2 小麦配合酶制剂添加
若在家禽饲料中直接大量添加小麦会影响到家禽的正常生长,有研究表明添加比例超过60%后会对肉鸡增重等产生不良影响,为在经济合理的范围下最大限度使用小麦,在小麦型饲粮中应配合添加酶制剂来饲喂家禽。
在含有小麦的饲料中添加一定的酶制剂,相对于单独使用小麦饲喂家禽可以提高生产性能。Wu等(2004)发现在小麦型饲料中添加植酸酶与不添加组相比可使增重和饲料效率分别提高17.5%和2.9%,添加木聚糖酶的相应改善幅度分别为16.5%和4.9%。Cowieson等(2019)发现添加外源蛋白酶对肉鸡生产性能可以产生有利影响,与饲喂玉米-豆粕型饲料的对照组相比,肉鸡的平均日增重增加,饲料系数降低至4%~5%。时勇等(2001)在鹌鹑上使用木聚糖酶、葡聚糖酶等混合酶进行了试验,结果显示4组小麦加酶组日粮比纯玉米日粮组的体增重分别高5.8%、6.7%、7.2%和9.5%,小麦加酶组比小麦无酶组的体增重提高4.4%,小麦日粮中添加酶制剂能提高肉用鹌鹑的生产性能。高树冬等(2001)在小麦饲粮中添加一定比例的甘露聚糖酶等混合酶饲喂肉鸭,试验结果显示用小麦添加酶制剂,可以等量替代玉米,各小麦加酶组与饲喂玉米对照组相比饲料转化率提高2.26%~4.53%,成活率提高10.73%~12.02%。
在小麦型饲料中添加酶制剂对家禽产品品质的影响也是许多学者的研究焦点。郭学义等(2015)试验结果表明,在肉鸡饲料中以小麦替代40%的玉米同时添加一定量葡聚糖酶和木聚糖酶,在胴体重、腿肌重上与饲喂原饲料比并没有差异。Vanhoeck等(2021)发现在蛋鸡试验中添加木聚糖酶显著改善了鸡蛋品质指标,添加45 000 U/kg和90 000 U/kg的处理组表现出哈夫单位和蛋白高度的增加;刘钰等(2013)也发现在小麦型饲料中添加一定量的木聚糖酶与未添加组相比可以一定程度改善蛋壳品质和蛋白品质。余有贵(2004)发现在日粮中添加NSP复合酶能提高肉鸭的平均日增重(P<0.05)、营养物质表观代谢率(P<0.05)与屠宰性能的屠宰率(P<0.05)、胸肌率(P<0.05)和腿肌率(P<0.05),降低料重比(P<0.05),提高经济效益。
因此,在家禽饲料中配合酶制剂使用小麦,可以提高饲喂小麦型饲料家禽的生产性能、生产的产品品质,甚至在一些方面优于饲喂传统饲粮的家禽,有利于小麦在实际生产中的大量应用。
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小结
小麦价格相对低廉,在家禽上具有良好的应用前景,考虑到小麦含有NSP等抗营养因子、应尽量选择抗营养因子较少的品种来配制家禽饲料,根据家禽不同的生理阶段合理添加小麦的用量,并添加适当的酶制剂来减缓饲喂小麦对于家禽的负面作用。在小麦的使用过程中需要对小麦化学成分进行检测,应根据脂肪、蛋白等含量及时调整数据库有效能参数等,使小麦可以更加便捷地在家禽上广泛应用。合理地使用小麦对于应对原料价格高涨,降低家禽养殖的饲料成本有重要的意义。
参考文献及更多内容详见:
饲料工业,2022,43(19):30-35
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