萬發(fā)春 趙紅波 傅 瑩 王星凌 劉曉牧 成海建 宋恩亮 譚秀文
(山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所,山東省畜禽疫病防治與繁育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東濟(jì)南250100)
文章以PubMed、Science Direct等數(shù)據(jù)庫為資源,對2010年以來國外肉牛營養(yǎng)領(lǐng)域開展的研究進(jìn)行了跟蹤分析。2010年國外肉牛營養(yǎng)呈現(xiàn)出研究數(shù)量多、范圍廣的特點(diǎn),按照研究方向可分為新飼料資源開發(fā)、飼料高效利用、飼養(yǎng)管理技術(shù)、飼料添加劑需要量和研究方法探討等五個(gè)方面,其中飼料高效利用、飼料添加劑需要量和飼養(yǎng)管理占主體。這些研究主要圍繞肉牛養(yǎng)殖實(shí)際需要開展,純粹的基礎(chǔ)研究很少,對于我國開展肉牛營養(yǎng)需要研究具有重要的借鑒意義。
隨著各國對非常規(guī)飼料資源在肉牛應(yīng)用上的重視,大部分飼料資源的利用都已經(jīng)得到了開發(fā)。從近幾年已發(fā)表文章來看,關(guān)于飼料資源開發(fā)方面的文章逐漸減少。
金合歡是南非種植量較大的一種植物,每年會產(chǎn)生大量的樹葉。給肉牛飼喂干燥的金合歡樹葉粉,不僅可生產(chǎn)出與天然放牧相媲美的牛肉,且牛肉色澤新鮮、蛋白含量高。
亞麻籽餅已在肉牛生產(chǎn)中得到了利用,但對于亞麻籽在肉牛尤其是放牧補(bǔ)飼中應(yīng)用的研究還很少。Scholljegerdes等在天然放牧條件下研究了補(bǔ)飼亞麻籽粉的效果,發(fā)現(xiàn)補(bǔ)飼亞麻籽粉對肉牛采食量沒有影響,但與補(bǔ)飼玉米大豆粉相比,補(bǔ)飼亞麻籽粉后飼料總消化率顯著下降。補(bǔ)飼亞麻籽粉對肉牛的牧草采食量也沒有影響,且能極顯著提高肉牛的日增重和飼料報(bào)酬,其提高日增重的效果與補(bǔ)飼玉米大豆粉相似,但改善飼料報(bào)酬的效果更好。
含有可溶性固形物的谷物酒糟蛋白(DGS)是生產(chǎn)酒精工業(yè)生產(chǎn)的副產(chǎn)物,具有產(chǎn)量大、營養(yǎng)價(jià)值較高的優(yōu)點(diǎn),目前已在各種畜禽飼料中得到廣泛應(yīng)用。玉米DGS對于肉牛業(yè)產(chǎn)生了巨大的影響,其生產(chǎn)工藝改進(jìn)后會使DGS的營養(yǎng)組成發(fā)生很大變化,而這些工業(yè)和新技術(shù)在DGS生產(chǎn)上的應(yīng)用速度取決于肉牛使用DGS的經(jīng)濟(jì)收益。Sharma等研究了肉牛飼喂黑小麥DGS對其腸道大腸桿菌種類和抗藥性的影響,發(fā)現(xiàn)不會對肉牛產(chǎn)生不利影響。馬鈴薯冷凍食品加工產(chǎn)生的副產(chǎn)物在美國和加拿大每年高達(dá)1 000萬噸以上,Nelson對這些副產(chǎn)物的類型、營養(yǎng)含量等進(jìn)行了介紹,指出飼喂馬鈴薯副產(chǎn)物不會改變牛肉的成分、質(zhì)量和貨架期,不僅可作為肉牛重要的能量來源,還可有效解決馬鈴薯加工的污染問題。這些副產(chǎn)物含有的水分,采用青貯法可進(jìn)行有效保存。
提高飼料利用效率可以提高肉牛養(yǎng)殖的直接經(jīng)濟(jì)效益,節(jié)約寶貴的土地資源,減少廢棄物的排放,因此,如何實(shí)現(xiàn)飼料高效利用一直是國外研究的重點(diǎn)。
青粗飼料在肉牛業(yè)中的應(yīng)用已有大量的研究報(bào)道,但國外對其研究仍在不斷深入和細(xì)化。Dierking等研究發(fā)現(xiàn),采食不同的牧草對肉牛影響很大,閹牛采食混合牧草和苜蓿的平均日增重顯著高于采食高羊茅草,采食混合牧草的眼肌面積和出欄重顯著高于采食苜蓿,但牛肉的脂肪含量和組成沒有差異。Zehnder等比較了補(bǔ)飼苜蓿葉粉或大豆粕對肉用母牛及其所產(chǎn)犢牛的影響,證實(shí)苜蓿葉粉可以替代大豆粉作為母牛放牧補(bǔ)飼的飼料。提高低品質(zhì)牧草的利用效率對于提高肉牛養(yǎng)殖效率至關(guān)重要,而添加含氮化合物(尿素、硫酸銨和白蛋白比例為4.5:0.5:1.0)可顯著提高肉牛的干物質(zhì)和中性洗滌纖維(NDF)采食量,添加淀粉的效果正好相反;添加氮復(fù)合物還可提高牧草的干物質(zhì)和中性洗滌纖維(NDF)消化率;同時(shí)添加氮復(fù)合物和淀粉則會顯著提高瘤胃的微生物合成作用。
為了更高效地利用DGS,國外開展了大量試驗(yàn)研究。Koger等比較了飼喂干DGS(DDGS)或濕DGS(WDGS)對安格斯雜交閹牛的影響表明,在肉牛育肥日糧中可用DGS替代全部豆粕和部分玉米。在育肥日糧中添加25%的DDGS還可以降低日糧中青貯等粗飼料的比例,而對增重、飼料效率和屠宰質(zhì)量沒有不利影響。Loza等則探討了用WDGS和濕玉米皮替代育肥肉牛日糧中玉米的可行性,發(fā)現(xiàn)在育肥日糧中最高可用75%的50%WDGS+50%濕玉米皮混合物替代玉米,不僅不會降低還有可能改善閹牛的生產(chǎn)性能。不同作物的DDGS營養(yǎng)成分含量,用于飼喂肉牛的效果也不同,用小麥和玉米DDGS進(jìn)行的試驗(yàn)表明,玉米DDGS的飼喂效果要優(yōu)于小麥DDGS。May等比較玉米和高粱DGS對肉牛的影響,發(fā)現(xiàn)飼喂玉米DGS或玉米DGS與高粱DGS的混合物(50:50)不影響飼料報(bào)酬,但單獨(dú)飼喂高粱DGS會降低飼料報(bào)酬,且與飼喂量呈負(fù)相關(guān)。利用0~60%的小麥DDGS替代壓片大麥,隨著DDGS添加量的增加,肉牛牛肉中10 t-18:1脂肪酸含量降低,主要CLA異構(gòu)體(9 c,11 t-18:2)和總脂肪酸增加。
青貯飼料的飼喂效果已得到了廣泛證實(shí),Mc Geough等研究了玉米青貯收獲時(shí)期對育肥閹牛的影響,發(fā)現(xiàn)玉米收獲時(shí)間對閹牛生產(chǎn)性能、玉米青貯體內(nèi)消化率和甲烷產(chǎn)量都沒有影響,但隨著收獲期的延長,以干物質(zhì)采食量和胴體增重計(jì)算的甲烷產(chǎn)量下降。與飼喂精飼料相比,飼喂玉米青貯會使閹牛增重下降,甲烷產(chǎn)量增加。馬鈴薯渣含水量高,蛋白含量低,且青貯難度大,Sugimoto等利用9%的甜菜渣或小麥麩降低馬鈴薯渣含水量進(jìn)行青貯,飼喂肉牛發(fā)現(xiàn)添加甜菜渣的效果要顯著優(yōu)于添加小麥麩,可提高精飼料采食量、干物質(zhì)和有機(jī)物的消化率以及乙丙酸摩爾比。Mc Geough等比較了牧草青貯和全株小麥青貯飼喂育肥閹牛的差異,發(fā)現(xiàn)閹牛的胴體增重接近,但飼喂牧草青貯的閹牛其以干物質(zhì)采食量計(jì)算的甲烷產(chǎn)生量更高。
對于提高精飼料利用效率的研究永無止境。Mc Geough等研究了飼喂不同量的谷物對育肥閹牛的影響,發(fā)現(xiàn)隨著谷物喂量的增加,以干物質(zhì)采食量和單位增重計(jì)算的甲烷產(chǎn)生量下降,生產(chǎn)性能改善。閹牛自由采食精飼料的甲烷產(chǎn)生量比飼喂青貯低,生產(chǎn)性能更好。Sami等比較了羽扇豆、菜籽粕和大豆粕不同喂量對肉牛的影響,與羽扇豆相比,以菜籽粕為蛋白來源可以顯著提高肉牛的終體重、平均日增重、干物質(zhì)采食量、粗蛋白采食量、胴體重和屠宰率,但需要消耗更多的干物質(zhì)和粗蛋白;大豆粕和羽扇豆的飼喂效果近似;背最長肌的化學(xué)成分和主要飽和脂肪酸的含量不受蛋白來源的影響,但飼喂菜籽粕的肉牛牛肉不飽和脂肪酸的比例和n-6/n-3比、σ-n-3脂肪酸含量顯著提高。玉米加工方式可能會影響肉牛的瘤胃發(fā)酵和生產(chǎn)性能,但Sugimoto等研究證實(shí)玉米壓片厚度對育肥閹牛瘤胃發(fā)酵沒有影響。日糧的酸性洗滌纖維(ADF)和有機(jī)物消化率密切相關(guān),建立精確測定粗纖維消化率的實(shí)驗(yàn)室方法,使其符合體內(nèi)表觀消化系數(shù)非常重要,在這方面還需進(jìn)行大量研究。
肉牛由于具有特殊的瘤胃,飼料添加劑研發(fā)的難度要顯著高于豬、禽等單胃動物。
鉻具有抗應(yīng)激的作用,夏季補(bǔ)充0.02~004 mg/kg鉻代謝體重不會影響犢牛斷奶前的干物質(zhì)采食量、飼料轉(zhuǎn)化率、平均日增重和斷奶日齡,但可減輕熱應(yīng)激;不影響犢牛斷奶后的生長發(fā)育和飼料轉(zhuǎn)化率,但會使干物質(zhì)采食量下降。有研究表明宰前補(bǔ)充鎂會減輕宰前應(yīng)激,但Bass等用小母牛和閹牛進(jìn)行的試驗(yàn)卻發(fā)現(xiàn),宰前14 d內(nèi)每天添加0~0.75%日糧鎂,對牛的宰前生理應(yīng)激指標(biāo)和背最長肌特性都沒有顯著影響。銅是肉牛必需的微量元素,研究發(fā)現(xiàn)不同品種的牛飼喂高銅日糧會導(dǎo)致不同的肝銅濃度,但銅在不同肝小葉間的分配沒有品種差異,通過體內(nèi)穿刺活檢能準(zhǔn)確評估肝銅的整體狀態(tài)。犢牛從出生開始長期缺銅會影響抗菌肽和鐵轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在肝臟中的基因表達(dá),不影響十二指腸中二價(jià)金屬轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1的表達(dá),但如果在日糧同時(shí)添加高錳,則會抑制二價(jià)金屬轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1的表達(dá);肝銅濃度與肝鐵濃度顯著負(fù)相關(guān)。
硒是土壤缺硒地區(qū)肉牛經(jīng)常缺乏的一種重要微量元素。Judson等建立了皮下注射硒酸鋇法長期預(yù)防硒缺乏的新技術(shù),可替代傳統(tǒng)的口服硒法,推薦缺硒地區(qū)放牧肉牛按照硒0.5 mg/kg體重每兩年注射一次。Liao等則研究了補(bǔ)充無機(jī)硒或有機(jī)硒的差異,發(fā)現(xiàn)以有機(jī)方式添加可以獲得更高的血液、血紅細(xì)胞和肝臟硒濃度,并使肝組織中基因的表達(dá)發(fā)生不同變化。無機(jī)硒使抗病毒有關(guān)的蛋白質(zhì)基因表達(dá)下調(diào),有機(jī)硒則使一組與癌變和氧化應(yīng)激有關(guān)的蛋白質(zhì)基因表達(dá)下調(diào)。對于硼的需要量目前研究很少,F(xiàn)ry等發(fā)現(xiàn)日糧添加硼5或50 mg/kg干物質(zhì),對生長閹牛的免疫功能有輕微的影響,對生長性能沒有任何影響。磷雖是肉牛必需的礦物質(zhì),但過量采食磷會增加糞和環(huán)境中磷的釋放,造成環(huán)境污染。育肥小母牛的日糧磷需要量在0.10%~0.17%,此時(shí)會顯著降低糞磷排泄量;在以谷物為基礎(chǔ)的育肥日糧中磷含量遠(yuǎn)超過0.17%,沒有必要再補(bǔ)充礦物質(zhì)磷。
維生素A是已經(jīng)證實(shí)的肉牛唯一需要外源補(bǔ)充的維生素。Bryant等通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),日糧維生素A添加量增加至NRC推薦標(biāo)準(zhǔn)的2倍對周歲育肥閹牛的生產(chǎn)性能、大理石花紋和脂肪組織中脂肪酸合成酶的活性都沒有影響;結(jié)合以往研究表明,維生素A添加量為2 205 IU/kg干物質(zhì)日糧(每頭20 000 IU/d)或略少時(shí)即可滿足育肥肉牛的維生素A需要量。維生素E具有重要的抗氧化作用,添加維生素E會增加犢牛出生后24 h的血液中α-生育酚的周轉(zhuǎn)量,但對免疫功能和生產(chǎn)性能沒有影響;天然和人工合成維生素E的作用效果類似。
由于瘤胃微生物具有很強(qiáng)的加氫作用,絕大多數(shù)不飽和脂肪在瘤胃內(nèi)都會轉(zhuǎn)變成飽和脂肪酸。因此,通過日糧補(bǔ)充不飽和脂肪對肉牛牛肉脂肪酸組成的影響很難確定。Herdmann等測定了增加日糧中亞麻酸和亞油酸含量的效果,結(jié)果表明飼喂富含亞麻酸和亞油酸的日糧會增加背最長肌和皮下脂肪中的必需脂肪酸含量。補(bǔ)充亞油酸會顯著降低硬脂酰輔酶A脫氫酶(SCD)的活性,使肌肉中油酸的相對濃度下降,但用瘦肉制成的香腸中亞油酸和n-3長鏈多不飽和脂肪酸含量顯著增加。Duckett等比較了油脂來源和添加魚油的飼喂效果(在我國法律規(guī)定魚油禁止用于肉牛飼料,筆者注),發(fā)現(xiàn)油脂來源不同對育肥閹牛采食量、干物質(zhì)和脂肪酸瘤胃表觀消化率、十二指腸總長鏈脂肪酸流量都沒有影響,但添加魚油會顯著提高脂肪酸的瘤胃表觀消化率。與飼喂玉米油相比,菜籽油會顯著提高油酸和亞麻油酸的瘤胃加氫作用。添加魚油會顯著抑制油酸的瘤胃加氫作用,但對亞油酸和亞麻油酸沒有影響。添加魚油還會提高n-3脂肪酸、反-10油酸和CLA主要異構(gòu)體的瘤胃外流量。
日糧中很多成分都會影響母牛的生理機(jī)能,日糧陰陽離子差會改變?nèi)庥媚概5乃釅A生理機(jī)能,可能對子宮生理機(jī)能存在潛在影響,補(bǔ)充糖蜜和緩沖液不能緩解以牧草為主日糧的負(fù)陰陽離子差對母牛的不利影響。
植物提取物作為飼料添加劑具有天然、綠色、無殘留等諸多優(yōu)點(diǎn)。Oliveira等研究了石榴多酚提取物對犢牛的影響,發(fā)現(xiàn)飼喂5或10 g/d的石榴提取物可能有益于犢牛免疫力和其潛在的健康狀況,但會降低犢牛的飼料采食量和脂肪、蛋白的消化率,要想實(shí)現(xiàn)石榴提取物在肉牛中的應(yīng)用,需研究如何降低其對犢牛采食量和消化率的影響,并確定多酚提高犢牛免疫反應(yīng)的機(jī)制。
鹽酸齊帕特羅與鹽酸克倫特羅、萊克多巴胺等屬于同一類物質(zhì),在我國屬于肉牛飼料中嚴(yán)禁使用的添加劑(筆者注),但在美國允許使用。
肉牛養(yǎng)殖業(yè)由于品種多、飼料來源廣泛、飼養(yǎng)條件千差萬別,很難實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化飼養(yǎng)管理。但飼養(yǎng)管理對肉牛養(yǎng)殖效益的影響巨大,使眾多學(xué)者一直致力于此方面的研究。
母牛的飼養(yǎng)不僅影響其自身生產(chǎn)性能,還會對犢牛出生后的生長發(fā)育產(chǎn)生長遠(yuǎn)影響。以干草、玉米或DDGS為能量來源對母牛產(chǎn)前和產(chǎn)后的生產(chǎn)性能都沒有顯著影響,但母牛妊娠期血漿胰島素和尿素氮的濃度有所不同,以玉米或DDGS為能量來源的母牛所產(chǎn)犢牛初生重更大,表明母牛代謝的改變會影響胎兒能量營養(yǎng)的分配及隨后胎兒的發(fā)育。母牛妊娠期蛋白采食量的變化會影響犢牛肌肉中胰島素樣生長因子(IGF)及其受體mRNA的表達(dá),進(jìn)而對犢牛肌肉發(fā)育產(chǎn)生長期的影響,犢牛的初生重主要受母牛妊娠中期營養(yǎng)水平的影響,而胎兒的發(fā)育可能在母牛妊娠初期(39 d)即受到營養(yǎng)的影響,而且這種影響存在性別差異,改善后備母牛妊娠早期的營養(yǎng)水平可能有利于提高后代生產(chǎn)性能。
補(bǔ)飼是放牧肉牛中最常使用的飼養(yǎng)管理技術(shù),在產(chǎn)犢前補(bǔ)飼可以更好地保證產(chǎn)犢時(shí)的良好體況,也更有利于卵巢活性的更早恢復(fù)。在妊娠早期和中期均飼喂低蛋白日糧會使?fàn)倥4俾雅菟貪舛群筒G丸體積增加,表明妊娠早期和中期胎兒的營養(yǎng)狀況會影響后代公牛青春期前的生殖系統(tǒng)發(fā)育。Meyer等的研究發(fā)現(xiàn),妊娠早、中期營養(yǎng)缺乏會母牛和胎兒的腸道變化均受的影響,這些變化可能與胎兒發(fā)育和出生后生產(chǎn)性能的差異有關(guān)。Funston等對母體營養(yǎng)水平如何影響胎兒的生長發(fā)育和出生后的生產(chǎn)性能進(jìn)行了綜述,指出胎兒生長發(fā)育設(shè)計(jì)對于肉牛養(yǎng)殖的重要意義。
生長肥育牛的飼養(yǎng)直接影響?zhàn)B殖的經(jīng)濟(jì)效益,Araujo等研究了犢牛經(jīng)長途運(yùn)輸前后補(bǔ)飼過瘤胃多不飽和脂肪酸(PUFA)對其生產(chǎn)性能和生理反應(yīng)的影響,發(fā)現(xiàn)不僅沒有益處,還會降低犢牛的日增重和干物質(zhì)采食量,對生產(chǎn)性能產(chǎn)生不利影響。日糧粗飼料喂量和WDGS喂量會對育肥牛生產(chǎn)性能、屠宰性狀和體外發(fā)酵產(chǎn)生影響,添加15%或30%的WDGS對閹牛生產(chǎn)性能和胴體性狀沒有顯著影響,但飼喂WDGS的同時(shí)將苜蓿含量提高到7.5%~12.5%會降低飼料報(bào)酬;添加WDGS會降低體外發(fā)酵的產(chǎn)氣速度和數(shù)量,但苜蓿干草含量卻沒有影響。添加WGDS不影響安格斯育肥雜交閹牛的日增重,但隨著WDGS含量的增加眼肌面積和產(chǎn)量等級增加;飼喂低飼草日糧的閹牛比飼喂高飼草日糧的閹牛增重更快,熱胴體重、屠宰率、眼肌面積和產(chǎn)量等級更高;日糧WDGS含量對大理石紋評分、脂肪厚、牛肉中的PUFA含量的影響受粗飼料喂量不同的影響。通過日糧調(diào)控可以改善牛肉的品質(zhì),育肥牛飼喂高玉米日糧比飼喂苜蓿和干草日增重更高,牛肉中總膠原蛋白和熱可溶性膠原蛋白更低。牛肉嫩度和增重速度無關(guān),但與牛肉部位有關(guān),說明飼養(yǎng)方法對不同部位牛肉嫩度的影響不同。
管理對肉牛的影響一般不容易直觀發(fā)現(xiàn),但有很大的潛在影響。Honeyman等(2010)比較了墊料圍欄飼養(yǎng)與非墊料散養(yǎng)兩種方式對育肥肉牛養(yǎng)殖的影響,發(fā)現(xiàn)兩種方式閹牛的生產(chǎn)性能和胴體性狀相似,但墊料圍欄飼養(yǎng)的閹牛體表更干凈,表明墊料圍欄育肥是一種可行的舍飼育肥方法,但需要更多的墊料。隨著消費(fèi)者對綠色有機(jī)食品的追求,草飼牛肉受到越來越多的歡迎,但Lejeune等(2010)發(fā)現(xiàn),草場放牧和舍飼精料育肥對肉牛外周和胃腸免疫系統(tǒng)只有微小的影響,牛的健康狀況沒有差異。Daley等(2010)則對草飼和谷飼兩種方式下牛肉脂肪酸組成與抗氧化物含量的影響進(jìn)行了綜述,指出草飼牛肉總共軛亞油酸異構(gòu)體和反式異油酸的含量更高,可能還含有更高VA、VE前體物和抗癌氧化物,但脂肪色澤更可能表現(xiàn)出黃脂;草飼牛肉與谷飼牛肉的烹調(diào)質(zhì)量存在差異,烹調(diào)加工方式應(yīng)有所區(qū)別。
建立好的研究方法可以大大提高研究效率,Hackmann等(2010)建立了一種新的機(jī)械模型,能更加廣泛、準(zhǔn)確地預(yù)測肉牛不同生理時(shí)期、不同牧草的自由采食量),其預(yù)測誤差僅是肉牛NRC模型的67%,可以作為準(zhǔn)確預(yù)測肉牛養(yǎng)殖的生產(chǎn)效率和利潤率的一種重要工具。剩余飼料采食量(RFI)也稱進(jìn)食凈效應(yīng),已被證明是一個(gè)可以準(zhǔn)確預(yù)測肉牛飼料效率的指標(biāo),Kelly等研究了利用RFI進(jìn)行選擇的育肥小母牛的飼料利用效率、胴體指標(biāo)、采食行為和血液代謝產(chǎn)物的重復(fù)性,發(fā)現(xiàn)RFI和攝食行為均是可重復(fù)性狀,一些血漿代謝物如尿素氮、β-羥基丁酸和胰島素等可以作為肉牛RFI的潛在指示物。Wulfhorst等(2010)調(diào)查了肉牛生產(chǎn)者采用RFI進(jìn)行選種的意愿,發(fā)現(xiàn)有接近50%的生產(chǎn)商愿意采用RFI測定飼料效率,但只有不到5%的生產(chǎn)商認(rèn)為飼料效率是選擇種公牛的最重要性狀,沒有意識到對飼料效率進(jìn)行選擇的重要性。預(yù)計(jì)RFI未來將是肉牛生產(chǎn)中最重要的管理工具。
肉牛瘤胃中存在大量的微生物,對其種類和數(shù)量做出準(zhǔn)確的測定一直是研究的難點(diǎn)。Zhou等(2010)研究了利用PCR-變性梯度凝膠電泳技術(shù)測定瘤胃產(chǎn)甲烷菌群的變化,發(fā)現(xiàn)甲烷菌群的變化受日糧影響很大,與肉牛的飼料效率緊密相關(guān),確定產(chǎn)甲烷菌的種類和數(shù)量變化對于檢測不同日糧條件下肉牛的飼料效率可能非常重要。
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