王 丽
(中国奶业协会,北京 100192)
当前饲草料资源短缺,特别是蛋白饲料匮乏已成为制约我国畜牧业发展的瓶颈。近几年我国蛋白饲料原料的进口依存度达到空前高度,而长期大量进口饲料原料必将威胁我国的粮食战略安全。面对饲料用粮日趋紧张,人畜争粮矛盾日益突出的情况,开发非常规饲料资源就显得尤为重要。我国有丰富的树木资源,其中针叶树、阔叶树和小灌木等100多种树木的枝叶能用来饲喂畜禽,因而木本饲料资源的开发利用成为近年来的研究热点。其中构树由于2015年被国务院扶贫办列入十大精准扶贫工程而备受关注。
构树(Broussonetia papyrifera)又名楮树,为桑科构树属多年生落叶阔叶乔木,是一种多功能综合性树种,可用于生态修复、育种栽培、景观绿化、生理生化、药用、饲料等领域[1,2]。其根系浅,侧根分布很广,生长快,轮伐期短、萌芽力和分蘖力强,耐修剪。当年栽植,当年收获,1年栽植,可连续收获8~10年,具有产量高、年收多次,耐干旱、贫瘠、盐碱,适应性、抗逆性强等特点,在我国的温带、热带均有分布,平原、丘陵或山地都能生长。目前广泛推广种植的是由中科院经太空育种培育出的高蛋白质杂交构树品种。杂交构树的种植、示范和推广可以使经济效益和生态效益有效地结合,具有较好的发展前景。本文现对杂交构树的饲用价值、加工利用形式,以及在反刍动物养殖上的应用研究进行综述,以期为其在反刍动物生产中的推广应用提供参考。
在国内中国农业科学院饲料所较早进行杂交构树的饲用价值研究,随后多所院校的多位学者对杂交构树的营养成分进行了测定。构树叶含有丰富的粗蛋白质、粗脂肪、氨基酸、维生素及微量元素。高产量的杂交构树,叶片中粗蛋白质含量在26%左右[3,4],优于苜蓿草粉。加工制作成构树叶粉,粗蛋白含量为17.78%~26.47%,中性洗涤纤维(NDF)为25.48%~39.51%,酸性洗涤纤维(ADF)为17.07%~26.13%,粗脂肪含量为1.58%~5.31%,钙、磷含量分别为2.23%~3.64%、0.3%~0.61%[3~8]。由此可见,构树叶的粗蛋白含量远高于传统的常规粗饲料,全树综合利用枝叶粉粗蛋白质含量在17%左右[7],可与苜蓿干草媲美,叶粉中蛋白含量更是高于苜蓿;构树中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量低于苜蓿;矿物质含量中钙高而磷低,比例差距较大,与苜蓿草粉类似。另外,构树叶还富含多种氨基酸,总氨基酸含量超过20%,其中必需氨基酸有7种[9]。综合结果显示,杂交构树是一种高蛋白木本饲料,可作为饲料蛋白质来源。
杂交构树不同部位营养成分含量差异较大。屠焰等[3]测定发现,杂交构树叶片、全株嫩苗、细枝条和茎秆的粗蛋白含量分别为22.97%、19.33%、17.78%和12.24%。刘玉等[10]报道构树叶中的粗蛋白、粗脂肪、钙、磷含量显著高于茎;粗纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量显著低于茎。全株嫩苗的粗蛋白含量随着株高的增加显著降低,粗纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量变化趋势与之相反;全株嫩苗作为饲料利用适宜的刈割高度为1.0~1.5m,粗蛋白含量在20.5%~23%之间。施海娜等[11]报道,构树主要枝条的中1/3部和下1/3部叶片中粗蛋白、粗脂肪、钙、磷等均呈现同一水平且大于上1/3部,而NDF和ADF则小于上1/3部。虽然构树枝、叶营养成分差异很大,但由于目前没有较好的机械化分离茎叶技术,而人工分离成本较高,因此饲料利用还是以全株嫩苗为主。混有嫩枝的枝叶粉虽然粗蛋白含量有所下降(15.80%~17.89%)[5,11],但饲用价值仍可观。
构树的营养成分因采收时间和产地不同也有一定的差异。一般采收时间越晚,其粗蛋白含量越低,粗纤维含量越高。左鑫等[7]测定了从湖南、湖北、河南、河北、安徽、四川六地采集的同一期时期构树叶或叶粉样品,其粗蛋白质含量在17.78%~26.47%之间,平均值22.49%;粗纤维含量为11.89%~16.35%,平均值13.89%;夏、秋、冬季在广东采集的3种枝叶粉,粗蛋白质含量分别为17.28%、17.89%、15.5%,可见不同产地、不同采收时间构树叶粉、枝叶粉的营养成分含量变异较大。施海娜等[11]于11月份采集构树叶,发现主要枝条的上1/3部、中1/3 部和下1/3部叶片粗蛋白含量为12.98%、18.51%、16.98%,远低于其他学者测定的叶片含20%以上粗蛋白结论,原因可能与采集时间有关。因此,生产中利用构树叶粉或枝叶粉调制日粮时,要根据各地气候差异选择适宜的采收时期,既要考虑生物产量,也要注意采收有效成分,以获得最大的饲用价值和经济效益。
大部分木本植物饲料因含有大量的植物纤维,影响饲料的适口性及机体的消化吸收,限制了其推广利用。屠焰等[12]通过尼龙袋方法对杂交构树在瘤胃的降解进行了研究,发现杂交构树全株嫩苗粗蛋白24h和48h瘤胃降解率为86.77%和94.29%,其茎秆、叶片及全株嫩苗的有机物、粗蛋白、干物质在瘤胃24h和48h都具有较高的降解率,其中粗蛋白在瘤胃内降解率达到了豆粕、苜蓿、草粉的水平,NDF及ADF在瘤胃内的降解率除了茎秆较低外,细枝条、叶片全株嫩苗都比较高,可为反刍动物提供数量较多、消化率较高的蛋白质。刘祥圣等[8]同样采用尼龙袋法测定了构树叶、构树枝叶、构树枝的瘤胃降解特性,发现在24h和36h,构树叶、构树枝叶和苜蓿干草的CP瘤胃降解率无显著差异,72h构树叶的CP瘤胃降解率显著高于苜蓿干草;构树叶各个时间点的 NDF和 ADF 瘤胃降解率高于苜蓿干草;而构树枝各个时间点的NDF和ADF瘤胃降解率均最低,这主要是因为其木质素含量较高,会限制反刍动物的消化利用,建议进行适当的处理以提高饲用价值。
构树不仅是良好的饲料原料,也是我国传统的药用植物,树叶中含有多种活性成分,如黄酮类化合物、生物碱、多糖、不饱和脂肪酸等,具有抗氧化、抗菌、抗病毒、增强免疫力等药理活性[13]。饲喂后可提高畜禽免疫力,具有促进无抗养殖、改善畜产品风味、降低养殖成本的潜力。李勇[14]在小鼠的高脂日粮中分别添加2%和5%的构树叶,发现相比于对照组,小鼠的血清葡萄糖、甘油三酯和游离脂肪酸含量显著降低,总胆固醇水平分别下降7.43%(P>0.05)和13.45%(P<0.05),表明构树叶能促进营养性肥胖小鼠脂肪和能量的转化与消耗,而且饲喂构树叶的肥胖小鼠表明,构树叶能促进TC、外周组织胆固醇肝脏转运,进而再利用中间代谢物。黄彦兴等[15]用发酵杂交构树粉饲喂肉猪,发现与日粮添加喹烯酮的对照组相比,构树组毒素蓄积指数、过敏指数明显降低,肉猪的综合健康指数提高。
构树叶粗蛋白质含量高、易消化,枝条粗纤维含量高且不易消化,受限于当前分离技术不足及成本高,生产中以全株采收应用为主,但全树应用仍然存在纤维含量过高的问题,饲喂家畜会影响适口性及消化吸收。而且目前我国大部分构树种植地区分布在南方,受气候及加工条件影响,构树饲用加工主要以青贮为主,鲜叶饲喂和干制饲料占比较小。生产中一般是收割构树的嫩枝及树叶,通过厌氧发酵制作成青贮料。张益民[16]报道,经过发酵处理之后构树叶粗蛋白质和粗脂肪含量分别提高6.47%、1.39%,同时粗纤维和无氮浸出物含量分别减少2.28%、7.7%,说明发酵处理可提高构树的饲用价值。
Ward等[17]指出,适合制作青贮的原料,水溶性碳水化合物应占干物质的8%~10%或至少占鲜样重的3%以上,还需要保持适宜的水分含量(60%~70%)。而构树叶的可溶性碳水化合物含量较少,缓冲能值高,单独青贮时pH值下降速度慢,梭菌蛋白质水解性活动较强,产生大量丁酸,导致青贮发酵品质差。因此,构树青贮往往与农作物秸秆、甘蔗渣、木薯渣、麸皮、米糠等农副产品一起混合发酵,制作成发酵饲料后饲喂家畜效果更佳。付锦涛等[18]以构树和稻草为原料进行混贮,综合V-Score评分、pH及营养品质,指出构树与稻草以鲜重比9∶1、发酵60d左右为宜,可有效改善构树单独青贮易腐败问题,且混合青贮料的品质得到提升。为改善构树青贮品质,还可以在原料中使用一些添加剂。司丙文等[19]在杂交构树青贮中添加糖蜜、酶菌复合制剂及防腐剂,发现青贮料的发酵品质和营养价值均有明显改善。其中糖蜜+酶菌复合剂组和防腐剂组的pH值比较低,更容易保存干物质和粗蛋白质,防腐剂组的效果最佳,但糖蜜+酶菌复合剂组成本最低。李荣荣等[20]研究发现,以杂交构树替代苜蓿可改善TMR的发酵品质,且随着替代比例的增加,TMR的乳酸、乙酸含量显著增加,氨态氮占总氮比例显著升高,以27%和36%替代组效果更好。
构树是我国的原生树种,长期以来在农村就有用构树叶喂养猪、牛、羊的习惯。但由于构树叶蛋白质分子结构复杂,所以未经生物发酵处理的构树叶畜禽食用后消化吸收利用率不高[21]。而且构树的粗纤维和单宁含量高,不经处理直接饲喂家畜适口性不佳。经过青贮发酵调制后,构树中单宁降解为没食子酸和葡萄糖,茎、叶中蛋白成分结构可得到明显改善,营养成分更容易消化吸收,利于促进动物快速增长。李淑颖[22]研究发现,构树经青贮发酵1d后,单宁含量即可降至0.87%,与原料相比降低30.82%,用作饲料适口性提高。司丙文等[23]试验发现,构树青贮后气味清新、适口性良好,试验羊优先采食,添加到日粮中饲喂杜寒杂交肉羊可提
高其生长性能,而且对肉羊机体的免疫能力和抗氧化能力有促进作用,还能够改善羊肉脂肪酸的构成。华金玲等[24]以构树叶作为粗饲料来源与青贮玉米搭配育肥黄淮白山羊,发现瘤胃NH3-N浓度和MCP含量随构树添加量增加而增加,添加25%~50%构树时,试验羊的平均日增重、胴体质量及屠宰率均显著提高。林萌萌等[25]发现,以青贮杂交构树替代蛋白饲料对肉羊的采食量、日增重、料肉比均无显著影响,但随着青贮杂交构树添加量的增加,采食量、日增重、只均日盈利有降低趋势,料肉比有增加趋势。苏应玉等[26]在日粮中添加不同比例的发酵构树饲料饲喂荷斯坦牛,能够显著提高奶牛产奶量,其中添加8%试验组产奶量较对照组提高了11.24%,效果明显,且对乳成分无显著影响。王福传[27]综合比较了增重耗草料比及经济效益,发现构树青贮饲喂肉牛效果不及全株玉米青贮,但优于玉米秸黄干贮饲料。
虽然现在有不少关于构树饲用价值以及构树青贮的研究报道,但构树青贮在反刍动物上的应用,尤其是有关奶牛的饲养试验很少。其替代传统常规饲料的比例和安全性,在日粮中的适宜添加量以及饲喂效果,对反刍动物的生产性能、生理生化机能以及乳肉品质的影响等有待深入研究,需要大量的试验加以验证。