文│孙鸿良 岳绍先(中国农业科学院作物科学研究所)
随着我国畜牧业的迅猛发展,以及人们对优质畜产品需求的增长,畜牧业对蛋白质饲料的需求也日益增长。近年来虽然国家在西北各省区较大面积种植紫花苜蓿,但其产量质量远远达不到需求。我国除从美国等地每年进口138万吨(2018年)优质苜蓿外,还从巴西、美国进口大豆9554万吨(2017年),以豆粕作为蛋白质饲料来源。据此,在我国推广全株有较高蛋白质含量的优质高产作物籽粒苋可谓是恰逢其时。
籽粒苋为苋科苋属的以粒用为特点的粒用苋总称,包括红苋(A.cruentus L.)、千穗谷(A.hypochondricus L.)、绿穗苋 ( A.hybridus L.)、 尾 穗 苋(A.caudatus L.)等若干种与品种。其与菜用苋系列不同,以株型高大而且种子发达为特征。20世纪80年代,本文作者之一从美国茹德尔有机农业中心引回千穗谷两个品种,绿穗苋一个品种,继而中国农业科学院作物科学研究所又受到对方邀请由本文另一作者赴该中心在试验田中挑选适于饲用的品种,陆续从该中心引回红苋等40多个品种。经本所在国内十几个省区进行试种,观察其生态适应性,通过株选、驯化与投入生态工程技术及高产栽培技术等,将其中3个种7个品种作为引进品种,陆续通过了国家级审定,在本所正式落户。推广30多年来,这7个品种中以红苋K112(花紫红色,图1)、红苋K472(花黄绿色,图2)及红苋R104(花淡黄色)、红苋M7(花金黄色)四个品种发展面积最大,而且其生物学产量与品质越来越高于原种,由于它们都属于红苋系列,而且多为杂交种后代,为了与国内千穗谷等区分,有时称其为美国籽粒苋。
籽粒苋是一类营养价值高的作物。Bressan1,R(2018)在《籽粒苋成分和营养特性》一文中指出,籽粒苋,是一种在过去阿兹特克人、玛雅人和印加人文明中显然非常受欢迎的粮食作物,其作为一种具有巨大潜力的作物的恢复取决于几个重要的特点,例如它可以种植在世界上许多地区,产量相对较高,它耐受干旱、高温和害虫,它是一种很好的太阳能转换器,因为它具有C4代谢,它可能是一种多用途作物。与其他谷物(谷物、食用豆类或油籽作物)相等量时,其种子具有吸引人的化学组成和优异的营养价值。
由于苋籽的营养价值远高于一般作物,其蛋白质含量14%~18%,高于一般谷物的30%~50%;赖氨酸含量为小麦的2倍、玉米的3倍;钙含量为小麦的7倍、锌为10倍、铁为10倍;磷为一般谷物的2倍;还含有丰富的B族维生素等。目前国外多致力于利用苋籽开发营养食品与功能食品并走向医疗保健产业。
有一个经典事例足以说明它对人类的营养价值。1960年东非大旱时,有一个美国外科医生正在那里访问,惊奇地发现当地这么大的灾荒中,居民们竟然没有营养不良现象。研究的结果是当地居民吃了在旱灾中也能够生长比较好的籽粒苋,也由此应这位外科医生请求成立了世界籽粒苋研究中心—茹德尔有机农业中心。
籽粒苋是蛋白质含量丰富的饲料。山西省农业科学院王淑芬等研究了苋籽蛋白质含量与玉米、鱼粉及豆饼的比较(见表1)。
表1 苋籽粒营养价值与主要饲料比较(绝干基础¥)
该作者研究后指出,苋籽的营养成分与通用日粮中的玉米、豆饼相比较,粗蛋白质比玉米高1倍,代谢能接近,磷高近3倍,钙高10倍以上;苋籽粗蛋白质含量虽是豆饼的45%,但代谢能高于豆饼。因此既可以代替能量饲料又可少量代替蛋白质饲料,具有平衡蛋鸡日粮中主要营养物质的特点。
尤其令人瞩目的是,籽粒苋叶片与嫩茎的蛋白质含量高于其种子。其现蕾期叶片一般含粗蛋白质21%~28%,个别达到30%以上。这为我国近年开发籽粒苋的青贮饲料提供了最重要的资源依据(表2)。
1.养猪。解放军兽医大学范石军等试验,以杜洛克与湖北的猪杂交一代仔猪为对象,选择81头体重接近的断奶仔猪,分三组试验,发现每日饲喂苋青料1.3千克的情况,不仅日增重340.7克,而且节省了精饲料33.29%,一亩苋田可养30头猪。又如浙江省宁波市农业科学研究所叶绍芳等试验,以苋青体取代包心菜青饲料喂饲仔猪60天,不仅仔猪增重显著(30日龄期与60日龄期仔猪),而且提高了仔猪成活率,由88.24%到94.59%。黑龙江兰西县种猪场周传臣对种公猪全年饲喂苋青体,平均每头每天饲喂2.5~5.0千克,而使全价料饲喂量每天下降了0.5~1.0千克。
2.养羊。山西省五台县邦禾农业生态农业开发有限公司崔巍与孙鸿良等将苋青料、老玉米秸秆与玉米粒按6∶3∶1配比喂饲育肥期的小尾寒羊,在每天每只少喂玉米粉1千克的情况下,不仅3个月后比常规喂干草与玉米粉7∶3的配比增加体重10~15千克,而且共节省了粮食饲料玉米粉30千克。
3.养奶牛。河北省沧州市农科所武之新等,将收籽后的苋老熟秸秆做青贮喂饲奶牛,在每天添加此苋青贮料10千克情况下,高产奶牛日平均产奶量增加7.4%,低产牛为25.6%;又用60头奶牛群喂此苋青贮饲料,每头日均增奶2.6千克,增奶率16.5%。说明即使饲用苋的老熟秸秆(此时粗蛋白质含量约11%~13%)仍有较高营养价值。
表2 籽粒苋7个品种的叶片粗蛋白质、粗纤维、粗脂肪灰分及赖氨酸含量(干重%)
4.养肉鸡。湖南省长沙市畜牧水产局蒋翠英等用苋青干料取代精料喂饲肉鸡试验,发现每增长1千克毛鸡,饲喂精料比添喂苋青干饲料需多耗料0.41千克。
5.养鱼。山东省胶南县畜牧兽医站刘明华等,在山东沿海滩涂用打浆的苋青体喂鱼,每池放鱼450尾,每天喂鲜苋打浆250千克,对照为每天喂精料25千克,两个半月后喂鲜苋的池每天可节约精饵料25千克,而且鱼平均每尾增产28%。
◎图1 红苋K112
◎图2 红苋K472
综上所述,籽粒苋作为蛋白质饲料的补充是畜禽达到增产与节粮的主要原因。但究竟饲喂比重最高能达到多少,尚无一定结论,特别对不同地区不同畜禽品种的补喂量不同。按Ngugi C.C(2017)等在《苋叶蛋白浓缩物营养品质的表征尼罗罗非鱼饲料中鱼粉替代的适应性》一文中指出,试验证明用叶蛋白浓缩物替代高达80%的鱼粉不影响尼罗罗非鱼的生产性能。又如根据尼日利亚伊巴丹大学对西非矮羊(绵羊)进行的试验(据穆婷婷译文),用与我们所种的红苋K112同一种的籽粒苋(A.cruentus)的整株青体与当地优良玉米青饲料皆晒成干草作饲喂对比,二者在粗蛋白质含量上分别为平均22%~23%,8%~9%,结果发现羊的消化率以青玉米为高。但籽粒苋的青饲料即使在育肥羊的饮食中超过50%也不会对羊产生不良影响。由于当地的玉米青饲料的粗蛋白质含量在8%~9%,需要一定蛋白质饲料来补充,所以籽粒苋即使消化率与转化率略低也值得作为与玉米互补的角色加以饲用。又根据墨西哥大学兽医畜牧学院动物营养化学系桑切斯报道,许多研究者用牛、绵羊、猪、兔等不同动物做试验,评价了苋的价值,大多数认为苋青饲料与苜蓿作比较,其结果未发现差异。又写道:初步表明在青饲料占日粮60%情况下,苋青饲料可部分取代苜蓿的作用,饲用苋的适口性与饲用燕麦相似。
至于苋饲料是否存在拒食因子的问题(过量饲喂某一种饲料会使动物适口性下降,出现生产性能下降的现象,说明此饲料对该动物含有拒食因子),我国江苏沿海地区农业科学研究所戴亚斌等曾做过苋籽喂鸡的试验,发现在日常饲料中如添加20%的苋籽粉,可显著提高鸡的产蛋率与饲料转化率,但如添加30%以上的苋籽反使蛋鸡的生产性能下降,提出也许有拒食因子问题。中国科学院黑龙江农业现代化研究所牛志远等的试验结果也是如此,但对苋籽粉进行热榨处理可破坏苋籽中的饲料拒食因子。他们认为在饲喂肉用仔鸡时可先将苋籽粉煮熟并且以40%的含量为上限,如超过则鸡的生产性能显著下降。为提高苋青贮饲料质量,国外许多文献都提到用糖蜜或某些乳酸菌,对其发酵品质和营养价值有良好影响,从而在某种程度上有利于提高消化率与减轻拒食因子影响。
1.弥补了当前畜禽普遍亏缺蛋白质营养的生理需求。众所周知,如果蛋白质含量达21%以上,纤维素含量18%以下的饲料可称之为蛋白质饲料。从表2看出7个籽粒苋品种在现蕾初花期的叶片中其粗蛋白质含量全部在21%以上,粗纤维在12%以下,符合蛋白质饲料标准;且叶片中赖氨酸含量也高达0.52%~1.05%,因此籽粒苋无论作青饲料还是加工成叶粉饲料或提取叶蛋白,皆是较理想的蛋白质饲料。
苋叶除蛋白质含量高外,还含有相当高的钙、铁、钾与硫。据茹德尔中心报道,苋叶饲喂价值可与苜蓿相比。又据墨西哥大学Sanchez报道,苋青贮饲料用于喂牛、绵羊、猪、兔等大多数将其与苜蓿比较,其结果未发现有差异,所以在青饲料占日粮60%情况下,苋可部分取代苜蓿,有充分证据说明苋是一种有潜力的饲料资源。
据此无论苋籽饲料、青饲料、青贮饲料或国外正在流行的叶蛋白浓缩物,作为蛋白质饲料替代物都有广泛前途。而蛋白质营养解决,缓解了“隐性饥饿”现象,其畜产品增产及节约粮食饲料不言而喻。以廉价的苋饲料喂畜禽具有增产与节粮双赢的效果。
2.苋的丰富营养成分可纳入畜禽配合饲料,起到互补效应。互补效应是一种补偿营养的效应,具有增产、节粮的作用。例如,籽粒苋籽一向被认为赖氨酸含量较高,有利于与其他谷物配合食用,能达到联合国粮农组织与世界卫生组织(FAO/WHO)所推荐的人类最适的氨基酸水平。也就是苋的赖氨酸、色氨酸、酷氨酸+苯丙氨酸、胱氨酸+蛋氨酸,乃至异亮氨酸的含量高于或接近于FAO/WHO所推荐的人类最适的氨基酸水平;而亮氨酸、苏氨酸、缬氨酸的含量则低于FAO/WHO推荐水平,而一般禾谷类作物的籽粒蛋白质中亮氨酸则含量高,赖氨酸则很少。如果将苋籽粉与小麦等谷类籽粉混合制成食品,则氨基酸含量得到互补,营养价值大大提高。这类互补作用同样存在于苋饲料中,特别是苋的某些矿物质含量特高,有利于补充常规饲料的不足。
3.苋丰富的营养成分与常规饲料配合可起营养平衡作用而使整体效应得以最大限度发挥。营养成分平衡是畜草生态系统转运正常而使功能得以优化释放的基础。按洪绂曾在《美国对苋的研究》一文中说:苋属植物,无论是籽实或茎叶含蛋白质、维生素、微量元素都很高,特别是赖氨酸含量超过现已育成的高赖氨酸玉米,这一点在组成家畜的平衡营养的日粮来看有重要意义,对于发展优质配合饲料生产可能是一个有效的来源。
整体效应是指一种生态系统内诸子系统完美平衡又转运通畅的优化结构带来的整体功能优化,优化功能可导致生产潜力最大释放。据此苋饲料除补充蛋白质营养不足而使畜产品增长与节粮外,还有整体效应带来的生产性能与免疫力的加强,比如抗氧化能力、抗病能力甚至产仔保仔能力等效益的提高。扬州大学张芬芬等研究发现,鹅食用苋青贮能提前进入产蛋期而且产蛋不间歇的鹅多于对照组,提出籽粒苋中含有有机酸及生物活性物质,增强了畜禽体质和健康水平。黑龙江省兰西县种猪场,每头每天用苋青绿饲料或青贮饲料2~4千克喂哺乳母猪,使全价料降低了0.5~1千克,而且出生仔猪窝重明显增加,健仔率上升,种猪肢蹄病发生率也大幅下降。如此等等皆说明整体效应是生态系统整体功能优化的表现,带来整个生态系统健康运转并良性循环。当然,以上一些事例仅为现象,尚需进一步研究。
尤其值得注意的是,当籽粒苋畜草生态系统的整体功能充分发挥时,在增产与节粮双赢的同时,还有利于迅速绿化大地,改良贫瘠与盐碱土壤,使整个畜草生态系统走向良性循环与可持续发展,最终还有利于推进我国生态文明建设。