◆作者:陈志雄陈郭平孙加节陈 婷张永亮
◆单位:1.原南京军区司令部农副业基地,江苏南210016
2.华南农业大学动物科学学院,广东省饲料产业体系,广东省动物营养调控重点实验室,广州510642
木本饲料在国际上被称为Woody forage,可以被直接放牧利用或者采集加工后饲喂畜禽,是乔木、灌木、半灌木及木质藤本植物的种子、嫩叶、花朵、果实及其副产品。我国整个饲料资源供求关系具有粗饲料多余,蛋白质饲料、能量饲料和精饲料严重匮乏,以及总量不足的特点。据统计报道,我国植物种类丰富,约8000多种,可做木本饲料的有1 000多种,资源储存量位于世界前列。目前我国用于饲料生产或深加工的木本植物主包括辣木、柠条、桑树、构树等。如果将我国仅仅10%的饲用木本植物用于饲料加工,这已经相当于目前全国饲料生产所用粮食的1.5倍。木本植物具有抗逆性和适应性强、收益时间长和产量高的特点。
辣木的营养物质丰富多样,富含蛋白质、氨基酸、粗纤维、矿物元素及维生素,以及包括人体所需8种必需氨基酸在内的共19种氨基酸。有研究表明,辣木的不同部位营养成分均有差异,辣木籽壳中的粗纤维含量为52.36%,辣木籽蛋白质含量为37.8%,粗脂肪含量为40.12%,辣木叶总糖含量为15.12%,总黄酮和维生素C含量远远高于其他部位。此外,辣木中还含有多种矿物元素,包括 Ca、Me、P、K、Na、S 等,其中钙质含量远高于奶粉或者鲜奶。有研究发现辣木中微量元素种类多但含量有所差异,总体呈现:Fe>Mn>Zn>Cu 的趋势。辣木富含多种生物活性物质:槲皮素、山奈酚、绿原酸、硫代葡萄糖苷、异硫氰酸酯、单宁、皂苷等,具有很好的药用价值,可以降糖降压降脂、抗炎、抗癌、保护肝脏等。辣木叶还含有直接和间接抗氧化剂的有效混合物,对健康有各种促进作用。辣木中丰富的营养物质以及其独特的应用价值,使它在国际上享有“热带的天然营养库”、“植物钻石”的美誉。
柠条种类繁多,营养成分表现为粗蛋白质含量高、粗纤维含量高、氨基酸含量丰富。研究表明,柠条草粉的营养价值要优于青贮玉米、玉米秸、小麦秸和GB一级苜蓿草粉,可以和青贮苜蓿相媲美。同一柠条植株不同生长部位营养成分也不一样,营养物质主要集中在叶片、花和果实上。也有研究表明,柠条叶中蛋白浓缩物(LPC)得率达15.4%,LPC蛋白质含量达31.5%,且含有多种氨基酸,化学评分达到58.6%,高于玉米43%和小麦40%。柠条的化学研究表明,黄酮类化合物、二苯乙烯类化合物、甾醇类化合物、萜类化合物和苯基丙烷类化合物是其主要物质基础。另外,柠条中含有一些抗营养因子,同时茎秆中粗纤维和木质素含量高等因素,在很大程度上限制其在动物生产中应用。
桑叶营养成分丰富而均衡,被称为“天然的植物营养库”。桑叶中含水量跟成熟度和叶位有关,约60%~80%,且富含花青素、芦丁、槲皮素、异槲皮苷等黄酮类化合物,维生素A、维生素B、维生素C、维生素E、β-胡萝卜素和视黄醇等多种维生素。桑叶中的γ-氨基丁酸、天冬氨酸、谷氨酸等18种氨基酸,总量的一半以上是动物必需和半必需的氨基酸。桑叶中多糖含量丰富,主要有葡萄糖、半乳糖、甘露糖、木糖等。另外,桑叶中还含有1-脱氧野尻霉素(DNJ)等生物碱。GC-MS技术分析桑叶中脂肪酸成分和含量,其中含13种饱和脂肪酸,占总含量的49.31%,包括棕榈酸(26.87%)、硬脂酸(6.99%)、花生酸(3.43%)等;含5种不饱和脂肪酸,占总含量的43.87%,包括亚麻酸(22.99%)、亚油酸(13.40%)、棕榈油酸(3.05%)等。
表1 四种木本饲料营养成分比较(干物质基础,%)
有研究人员发现构树叶中粗蛋白质含量高达20%~30%,是大米和玉米的3倍,小麦的2倍,氨基酸、维生素、碳水化合物及微量元素等成分也十分丰富,经科学的生产加工后可制成全价畜禽饲料。另外,与常规饲料相比,构树粗灰分含量分别高于苜蓿、大豆、玉米粗灰分含量约7.84%、11.24%、14.24%。构树果实中葡萄糖、甘露糖和阿拉伯糖等多糖含量丰富。因此,构树是一种含有较高的粗蛋白质、粗灰分、粗脂肪,且粗纤维含量较低,能够缓解我国蛋白饲料匮乏、对外依存的优质木本饲料。
目前辣木和柠条在猪饲料中的应用报道偏少。张婷婷等(2018)在育肥猪的基础饲粮中添加辣木叶粉,结果发现:6%剂量组育肥猪的血清中超氧化物歧化酶(SOD)显著提高了28.69%,平均日增重提高了14.14%。F.E.Mukumbo等(2015)将辣木添加到成年猪饲料中,结果发现:7.5%的添加量,成年猪的平均日采食量增加,但其饲料转化率降低;而0~5%的添加量对成年猪生长发育无不良影响,但可显著延长肉品保质期。也有研究得出辣木叶粉对育肥猪的生长性能产生了负面影响。如Ruckli等(2016)将生长育肥猪日粮中的7.18%的豆粕用15.56%的辣木叶粉替代,试验结果表明,生长育肥猪平均日采食量、日增重、胴体重显著降低,但皮下脂肪降低且瘦肉率升高,就肉质而言更符合现代人健康的饮食风格。崔茂忠等(2005)在日粮中用5%柠条叶粉代替等量的麸皮,杜长大杂交猪的日增重提高了12.79%,料肉比降低了3.99%。这可能是柠条叶粉提高了日粮中粗纤维含量,增加了猪的胃肠蠕动,从而改善消化机能,提高了猪的生产性能。桑叶在养猪方面的研究和应用已有不少报道。在育肥猪饲料中添加桑叶或其制品,可以提高猪肉中对人体有益的不饱和脂肪酸含量,显著降低猪肠道中细菌总数和大肠杆菌数,增强猪的免疫功能。有研究表明,猪采食桑叶后可以不经过体内的氧化过程而沉积,直接改变肌肉脂肪酸组成,增加不饱和脂肪酸比例,提高猪肉的风味和营养价值。在猪饲粮中添加10%桑叶粉,猪的平均背膘厚降低了13.64%,肌肉的大理石纹评分提高了11.76%,肌肉中的总胆固醇含量降低了13.80%;肌肉中的SOD活性显著提高了68.44%,提高了肌肉的抗氧化能力;血清中甘油三酯含量降低了17.85%,调节猪体内的脂肪代谢。构树叶粗蛋白质含量高达18%~24%,鲜叶搭配部分精料直接饲喂猪有较好的效果,而对于当季过盛的枝叶可制成构树叶粉或发酵处理后,储存备用。据相关研究报道,用构树叶喂养的猪具有肉品质好、瘦肉率高、绿色健康等特点。王永树等(2016)在巴马香猪日粮中使用构树叶替代部分全价饲料,结果发现,构树叶能被巴马香猪消化吸收,并且可以提高眼肌面积,改善肉品质,降低饲料成本,获取更多的利润。但鉴于构树叶中高的粗纤维,部分干物质不能被动物消化吸收,因此杨青春(2014)建议将构树叶利用益生菌经发酵等预处理,其饲喂效果更佳。李海新(2010)在猪饲粮中添加米酒曲发酵构树叶发现,添加量为10%时,猪的平均日增重提高了6.85%,背膘厚度显著降低了15.71%,猪肉的色泽改善了7.07%,保持鲜红,肌肉中游离氨基酸和谷氨酸钠含量增加了10.43%、4.03%,能很好地改善猪肉风味。
张幸怡等(2017)等研究发现用辣木梗叶代替奶牛基础饲粮中50%的苜蓿草,奶牛的产奶量提高了7.14%,乳蛋白率显著提高了3.21%,血浆中IgG含量显著了5.04%,在一定程度上起到预防乳房炎的作用。在山羊饲粮中添加干辣木叶(200 g/d)后其采食量和平均日增重、胴体重、屠宰率得到了提高,显著改善了山羊的生产性能。Kholif等(2015)用辣木叶粉替代山羊饲粮中50%以上的芝麻粉,能提高山羊的采食量、羊肉中不饱和脂肪酸、共轭亚油酸的含量,显著提高羊乳的产量和品质,该实验表明了辣木叶粉可以作为一种蛋白质饲料资源代替芝麻粉饲喂山羊。柠条在反刍动物中应用较为集中。在日粮中,分别添加柠条15%和30%替代部分粗料饲喂泌乳中期奶牛,结果表明,各组采食量、乳蛋白、乳糖、乳密度和非脂固形物差异均不显著,乳脂肪含量显著低于30%柠条组,认为用30%柠条替代粗饲料是可行的。徐志军等(2015)研究发现柠条青贮后可改善羔羊的适口性,还可以提高肉羊的干物质的采食量和生产性能,最佳精粗比 3∶2。李长青等(2015)将发酵后的柠条饲喂小尾寒羊,结果发现,羊只采食正常,体况良好,而且饲喂成本大幅度降低,具有明显的经济价值和社会效益。陈亮等(2013)利用柠条包膜青贮饲料饲喂肉牛后能够促进肉牛生长,提高增质效果,增加经济效益。桑叶粗蛋白质中含有17种氨基酸,其中谷氨酸含量最高,而且7种必需氨基酸的含量高于世界卫生组织和联合国粮农组织推荐的蛋白质氨基酸记分模式。因此桑叶作为一种蛋白质补充料饲喂反刍动物更具生产实践价值。刘功伟等(2018)在日粮中添加15%的青贮桑叶,发现对绒山羊的脂肪代谢产生了显著的调控作用,不仅降低血液中的血脂和胆固醇含量,也抑制了肝脏中脂肪酸合成酶基因的表达。HUYEN等(2012)在肉牛稻秸型日粮中添加桑叶粉,日粮中蛋白质含量增加,肉牛采食量以及对干物质、粗蛋白质等的表观消化率显著提高。桑叶具有和菜粕相似的营养成分和饲喂效果,在配制饲料时两者同用会出现负组合效应。这主要归因于桑叶中的抗营养因子与饲料原料中蛋白质等大分子物质相结合,降低了胃肠道中消化酶的生物活性,造成胃肠粘膜损伤,从而对营养物质的消化吸收产生了负面影响。目前构树在反刍动物饲料中的应用较少。用杂交构树叶配制的精料饲喂奶牛后,可提高奶牛的产奶量、乳脂量和乳蛋白量。
习欠云等(2015)用辣木叶粉替代8%的蛋鸡日粮发现,蛋鸡中血清总胆固醇和低密度脂蛋白浓度显著降低了20.67%、19.84%,而且蛋黄颜色和蛋黄粗脂肪含量得到极显著的提高。陆唯等(2017)综合分析认为,较低添加或替代剂量(不超过10%)的辣木叶能保持动物正常的生理机能,同时改善生产性能和降低饲养成本,值得在我畜牧业长期的推广和应用。刘建平等(2016)用辣木和葛花多糖提取物、黄芪多糖分别进行罗斯308白羽肉鸡群生长比较试验,结果表明,辣木可以提高家禽生产性能、免疫功能,而且效果要优于黄芪多糖组。有研究报道,在鸡饲粮中添加桑叶提取物,可显著提高矮脚黄鸡的平均日增重、平均日采食量和肌肉pH,在一定程度上能提高鸡肉品质和营养价值。有研究表明,桑叶粉中的胡萝卜素、叶黄素等可以在鸡蛋黄中沉积,使蛋黄颜色加深,鸡蛋品质得到提升。孙振国等(2011)研究发现在罗曼商用蛋鸡日粮中添加桑叶粉,可以改善鸡蛋的感官性状和品质,提高鸡蛋的营养价值。在罗斯308肉鸡基础饲粮中添加2%的发酵桑叶粉能够显著提高肉鸡采食量、体增重和十二指肠长度及空肠、回肠绒毛高度。在日粮中添加构树叶可以减少肌肉滴水损失和烹饪损失,降低AA肉仔鸡的肌间脂肪宽、皮脂厚度和腹脂率,且添加发酵构树叶效果更佳。此外,在饲粮中添加1.5%和2%的构树叶能提高3-9周龄蛋鸡新城疫抗体效价,还能提高4-9周龄蛋鸡H5N1亚型(Re-4株和Re-5株)禽流感抗体水平。饲粮中添加2%~6%的构树叶粉能一定程度提高良凤花鸡血清中白蛋白含量,有利于蛋白质合成。综上所述,将木本饲料用于家禽日粮中,对促进家禽健康生长,增强机体的免疫机能,改善肉质和蛋品质,提高经济价值具有重要意义。
木本饲料中抗营养因子含量较高是限制其作为基础日粮的主要原因,常见的有单宁、木质素、胰蛋白酶抑制因子、植酸盐,草酸盐和皂苷等。这些抗营养因子不仅不利于畜禽对饲料中养分的消化吸收,还会影响畜禽的生产性能及健康状况。木本饲料中的抗营养因子可通过物理、化学和生物等方法加工处理后减少其含量。例如,将木本植物通过微贮、青贮和发酵等处理减少其抗营养因子的含量;单宁可通过温水浸泡、沸水煮沸或尿素、生石灰等稀液浸泡处理;皂苷、胰蛋白酶抑制因子可通过热水煮沸处理。
目前木本饲料的使用一般是在畜禽基础日粮中按比例添加或者是在满足畜禽营养需要的前提下替代部分传统饲料原料。而木本饲料在畜禽日粮中的搭配比例对保障饲料的安全性起着重要的作用,合理的饲料搭配能够最大化的发挥木本饲料的营养价值,同时能够避免负组合效应的产生。例如,新鲜桑叶中的水分含量较高,可通过与含水量低的饲料搭配后进行饲喂。因为不同的动物在不同的生长阶段,同时伴随着季节的变化,应该及时调整木本饲料在日粮中的用量,保证畜禽营养的充足且均衡。因此,为了进一步确定木本饲料在畜禽日粮中的最佳配比用量和使用方式等,仍然需要进行大量的研究性试验。
我国木本饲料的开发利用依旧处于科学试验阶段,许多优质的饲用木本资源还未引起人们广泛关注,导致无法达到规模化生产。由于加工工艺传统老旧缺乏创新,能耗大,我国木本饲料原料利用率和饲料转化率均不高。建议本土地区选择适宜的木本饲料资源,并人工进行规模化栽培种植,在不断改良传统工艺的基础上,加快机械化的进程,提高在生物发酵技术方面的创新力,把开发利用木本饲料资源提高到畜牧业生产发展的战略高度上来。
木本饲料最显著优势就是营养价值高、开发潜力大。通过利用青贮、发酵等技术能减少其抗营养因子,适量添加可饲喂不同类动物。充分开发木本植物,高效利用木本饲料,在实践中不断完善产业结构,对我国创建节粮型饲料工业和推动畜牧业绿色健康发展起到至关重要的作用。系统而全面的调查我国木本饲料资源及其矿物元素的含量与分布规律,并建立相关基础数据库及其共享信息平台,有助于加快木本饲料在畜禽养殖业中的研究进程。因此,未来的研究重点可以是将现有木本植物资源更加成熟稳定的应于畜禽业以及开发更多的木本饲料。
参考文献:(略)