杂交构树饲料资源的开发利用

黄炎坤,李 杨,徐思源,杨朋坤,刘 健,马 伟,邓红雨

(河南牧业经济学院 动物科技学院 河南 郑州 450046)

发展生态农业，把种植和养殖有机结合起来是实现“绿水青山就是金山银山”美好愿景和建设美丽乡村的重要途径。近年来，退耕还林、退耕还草已经成为各级政府打造新型农业“三元结构”的重要举措，草食性畜禽业是我国近年来重点发展的养殖产业之一[1,2]。在此背景下，中国科学院植物研究所培育出了多用途的杂交构树(中科1号构树)。由于其适应性强、耐干旱脊薄、耐干冷、耐湿热、耐盐碱，根系发达，生长茂盛，在生态修复、环境改善、水源涵养、防沙固沙、枝叶饲用等方面具有巨大应用前景[2]，可在较大的范围内推广种植和利用。杂交构树扶贫工程也被列入2015年我国十项精准扶贫工程之一。杂交构树的用途是多方面的，枝叶的饲料化利用是重要用途之一，一些研究机构和养殖企业已在杂交构树种植、加工、应用方面开展了初步的工作。对这类非常规饲料资源的营养价值、安全性进行系统评价，并进行饲喂实验，对于促进其开发利用将会起到重要的作用。

1 杂交构树枝叶的营养价值

屠焰等[3]对杂交构树叶的营养成分进行详细的分析后发现，杂交构树叶的主要营养物质含量为粗蛋白质28.7%、粗脂肪5.2%、钙3.4%、粗灰分15.4%、有机物84.6%、中性洗涤纤维15.87%、酸性洗涤纤维12.99%。周峰[4]分析了杂交构树叶的氨基酸水平，杂交构树的叶、花、果实中所含氨基酸至少有17种，其中7种是畜禽机体不能合成的。研究人员[2]分析的构树叶常规营养成分含量见表1。

表1 构树叶中常规营养成分的含量 %

从不同研究人员的测定结果看，构树叶中的粗脂肪、无氮浸出物、粗纤维等成分存在较大差异，而粗蛋白质的含量则比较接近。

周峰等[4]对构树叶中氨基酸的含量进行了分析，几种主要氨基酸含量的测定结果见表2。

表2 构树叶中主要氨基酸的含量 %

与苜蓿草粉相比，构树叶粉中赖氨酸、蛋氨酸、精氨酸、组氨酸、苏氨酸、亮氨酸等必需氨基酸的含量更高。

王永奇等[5]测定了构树中部分矿物质元素的含量，结果见表3。

表3 构树中部分矿物质元素的含量

杂交构树中也含有较多的粗纤维，尤其是生长期较长的枝叶，其木质素的含量显著增加，难以被单胃动物消化和吸收。研究显示，用发酵技术处理构树叶可以降低粗纤维含量并提高短链脂肪酸及糖类的含量[4]。

杂交构树叶含有一部分抗营养因子，会影响其营养物质的消化利用，构树叶中单宁含量为15.5mg/g，是苜蓿的2倍多[2]。单宁具有强烈的结合作用，其与饲粮中的各种营养物质如粗蛋白质、多糖、矿物质等结合后，会生成无法溶解的沉淀，造成畜禽可利用的营养成分降低，也会影响饲料的适口性。但青贮发酵后的杂交构树叶单宁含量极显著下降，下降率达到了96%以上。这进一步说明了，青贮发酵可以在降低有害物质含量的同时提升蛋白品质[5]。

构树叶中含有多种黄酮类化合物、生物碱、多糖、不饱和脂肪酸等活性成分， 对动物的生理功能具重要的作用[6]。Cheng 和Lin[7]也进行过杂交构树叶的相关研究，他们在杂交构树中提取出了查耳酮，这种物质可以抗氧化，也能抑制肿瘤基因的表达。Lee 等[8]从杂交构树叶中提取出了黄酮类物质，这类物质可能抑制乳腺癌和前列腺癌的基因表达，提示杂交构树叶还有一定的抗癌作用。近年来，有人从构树中获得了一系列新的木脂素类化合物和3种新的二萜类物质，分别为构树酮A、构树酮B和构树酮C，认为其可能在开发药物上有着一定的应用前景[9]。

2 影响构树饲料营养价值的因素

2.1 杂交构树不同部位的影响

杂交构树属于小灌木，用做饲料的部分主要是鲜嫩的枝叶，其中树叶部分的营养素含量明显高于枝条部分。据于明等[10]的测定，枝条上1/3的粗蛋白质含量为22.5%，粗纤维为6.64%，钙为1.24%，磷为0.42%；而枝条下1/3部分四种营养素的含量分别为20.13%、12.13%、2.12%和0.82%，后三种营养素的含量有明显差别。枝条上1/3和下1/3的单宁含量分别为0.75%和1.97%。刘玉等[11]测定了8月份株高1.5m的构树枝和叶的营养素含量，结果见表4。

表4 构树枝和叶营养素含量测定结果 %

2.2 枝叶收获季节的影响

侯改凤[12]等人对南京、湖北等地春夏秋三季的构树叶所含主要营养成分进行归纳总结后发现，7月份粗蛋白含量最高，9月份粗脂肪与粗纤维含量最高。于明等[10]的测定结果显示，辽宁盖州地区7月中旬采收的构树枝叶粗蛋白质含量为23.37%，粗纤维为7.23%，钙为1.42%，磷为0.43%；8月中旬采收的构树枝叶四种营养素的含量分别为21.26%、9.12%、1.89%和0.54%；8月中旬采收的构树枝叶4种营养素的含量分别为19.71%、11.35%、2.56%和0.95%。3个时期构树枝叶中单宁的含量分别为0.95%、1.34%和2.36%，随着枝叶的老化，单宁的含量显著升高。

2.3 水土肥的影响

不同地区的自然气候条件和地质土壤条件存在差异，生长的构树枝叶营养成分存在差异。从表1和其他研究人员的研究结果看，来自广西、辽宁、甘肃、江苏等省的样品检测结果都不相同[2，12-15]。水、土、肥不仅影响到构树的生长势，也会影响到其中营养素的含量。

2.4 加工技术的影响

加工方式包括物理加工(干燥、粉碎等)、化学处理(碱化处理、酶解处理等)和生物学加工(如青贮发酵等)。合理的加工有助于细胞壁破裂，释放其中的营养素，提高消化率。

3 杂交构树饲料的加工利用方式

杂交构树叶有三种利用方式，分别为直接饲用、制作叶粉、青贮发酵。

3.1 直接饲用

杂交构树叶可直接用于畜禽的饲喂，但其粗纤维含量对于禽类、幼龄家畜而言过高，蛋白质结构复杂，难以消化利用[6]。而且杂交构树叶含有大量刚性毛刺，适口性差，禽类和幼龄家畜不喜欢采食；鲜嫩枝叶中所含较多的单宁也影响适口性。饲粮中添加大量新鲜的杂交构树叶，会因为适口性问题造成动物采食量的下降，进而降低动物的生产性能。鲜嫩构树枝叶直接喂饲，需要经过初加工：如切碎或打浆，与其他饲料混合均匀后喂饲，从少到多逐渐增加使用量，让畜禽有一个适应过程。研究表明，构树鲜叶搭配部分精料直接饲喂猪等家畜有较好的效果[16]。

3.2 制作叶粉

树叶粉是将树叶在量和质达到相对平衡的时期进行采收、经过自然风干或人工干燥制作而成的能够长时间储存的粉末状非常规动物饲料[17]。树叶粉受到人们关注，不仅因其是优质蛋白饲料，还因为其能够降低饲料中粮食所占的比重，缓解粮食短缺而造成的原料价格上涨压力。构树叶粉的常用制作方法是：新鲜采收的构树叶连同嫩枝在晴天时直接晒干，有的是将采收的鲜嫩枝叶放在晾架上晒干(较好地利用风干条件)，阴雨天则在室内用烘烤设备低温烤干，烤干后直接打碎。构树叶经过干燥粉碎后，含水量显著降低，便于贮存，而且容易添加到配合饲料中，其适口性差的问题也在一定程度上得到改善。唐亮等[17]在广西南宁于3～12 月份采集构树叶制成叶粉，测定结果发现，6～10 月份的叶粉总能较高，3～10 月份粗蛋白含量在20%以上，3、8、9 和10 月份的叶粉纤维含量较低。

3.3 青贮发酵

构树叶的蛋白质结构比较复杂，粗纤维含量高，直接饲用会存在适口性差、消化率低的问题，经过合理的加工处理能够降低其蛋白质消化难度与粗纤维含量，进而提高其饲喂价值[17]。目前，最适宜的方法就是对其进行发酵处理，经过生物发酵后能够降解部分粗纤维，形成一些挥发性脂肪酸，同时产生芳香类物质，提高适口性。生物发酵还能够将构树叶中的粗蛋白质转化为小分子的肽和氨基酸等，提高蛋白质的消化效率。张益民[18]通过对构树叶添加作物秸秆发酵5 d和9 d 后，粗蛋白质含量分别提高16.3%和23.9%，粗脂肪含量分别提高10.31%和20.33%，而粗纤维含量变化不明显；在不添加秸秆的情况下发酵9d后，粗蛋白质提高35.74%、粗脂肪提高37.06%、粗纤维含量下降15.31%。一些研究发现，构树叶发酵后其粗纤维含量下降，短链脂肪酸和粗蛋白质水平提高。一些抗营养因子，如单宁等的含量显著下降。经青贮处理后喂饲草食动物发现，其适口性显著改善[19]。鲜嫩的构树枝叶含水量较高，青贮前需要适当晾晒，以便于采用中水分和低水分青贮；为控制发酵前的水分含量，可以适当添加玉米粉、米糠、粗纤维类等高吸水力的原料，也有利于提升构树发酵的品质[20]。司丙文等[21]的研究发现，在杂交构树青贮中添加糖蜜、酶菌复合制剂及防腐剂，在发酵品质和营养价值方面均有明显的改善。

4 构树饲料在畜禽养殖中的应用

4.1 杂交构树在牛、羊养殖中的应用

反刍动物能够有效利用青粗饲料，包括青贮饲料，杂交构树枝叶可以做为牛羊的重要饲料组成。Alhassan[22]研究发现，将构树叶片添加到西非矮羊基础日粮中，可以提高日均采食量0.04 kg。同时，西非矮羊血液常规检测结果，并未表现出异常变化。林萌萌[23]等研究发现，在萨寒杂交肉羊养殖中，用青贮杂交构树叶替代蛋白饲料，随着替换量的增加，相同日增重下肉羊的排泄物增多，饲料消化率下降。杨旸等[24]的实验研究发现，构树作为青贮饲料投喂黑山羊，与常规饲料组对比，实验组黑山羊身体长速较快，一只黑山羊的平均饲料费用，显著低于常规饲料投喂的黑山羊。

屠焰等[25]的研究表明，杂交构树全株嫩苗粗蛋白质24 h和48h瘤胃降解率为86.77%和94.29%，可为反刍动物提供数量较多、消化率较高的蛋白质。苏应玉[26]等研究发现，在荷斯坦奶牛的基础日粮中分别添加4%、8%、12%的发酵构树叶，可不同程度的提高产奶量，12%的添加量组奶量增加最多；各试验组间的乳脂率、乳蛋白、干物质含量无显著差异。

4.2 杂交构树在猪养殖中的应用

李海新[27]研究发现，10%～15%的杂交构树叶可显著增加育肥猪的平均日增重。当添加量达到10%时，背膘厚度显著下降，对肉品质有改善作用的游离氨基酸和谷氨酸钠等物质显著上升，肉色也有改善；当添加量达到20%时，平均日增重明显下降。何国英[14]研究发现，当基础饲粮中的构树叶粉添加量达到20%时，生长猪的各个生化指标中，表观消化率显著降低。这些研究表明，杂交构树叶在猪生产中的使用量不宜超过20%。然而，夏中生等[14]的试验结果显示，在生长猪的基础饲粮中添加20%的杂交构树叶，猪的平均采食量和平均日增重无明显变化。陶兴无等[20]系统研究后发现，20%的杂交构树叶，可降低育肥猪料肉比。以上研究结果提示，发酵杂交构树叶添加量控制在20%以下，对生长育肥猪的肉色肉质、平均日增重有一定程度的提升，并能够降低养殖成本。

4.3 构树饲料在家禽养殖中的应用

杂交构树在家禽养殖中，主要用于鹅、优质鸡(仔鸡和种鸡)以及放养蛋鸡生产中。侯海峰等[10]研究发现，1.5%～2%杂交构树叶可以增强3～9周龄蛋鸡对新城疫的免疫力，还可以免疫H5N1型禽流感对4-9周龄蛋鸡的感染。李艳芝[29]的结果表明，在产蛋中期蛋鸡日粮中添加不同水平(0.5%、1%、1.5%、2%)的构树叶均可增加蛋重，以2%添加组效果最佳(P<0.05)；各试验组对产蛋率均有一定的改善，而对采食量和料蛋比无显著性影响(P>0.05)，1.5%添加组的蛋黄颜色、蛋壳相对重、蛋壳厚度均显著优于对照组(P<0.05)；蛋形指数、蛋黄系数、蛋黄相对重、哈夫单位等指标，1.5%添加组和对照组相比，差异不显著(P>0.05)。吴健平[30]对良凤花鸡的血液生化指标进行分析后发现，日粮中添加2%～6%的构树叶粉后，血清白蛋白含量显著提升，促进合成肌肉的蛋白质生成，提高了良凤花鸡的生长性能。鹅作为草食性家禽，能够较好地利用青粗饲料，然而杂交构树在养鹅生产中的应用，尚缺乏相关报道。

5 构树资源饲料化尚待解决的问题

5.1 杂交构树的适宜收割期确定

刘玉等[11]研究表明，杂交构树作为饲料，树高度越低，饲用价值越高，综合考虑产量和经济效益，适宜刈割高度为1.0～1.5 m，此时全株嫩苗CP含量为20.5%～23%，可以作为一种较好的蛋白饲料原料。但是，受降雨、土质等因素的影响，相同的生长期内，不同地区构树的生长高度也会存在较大差异，需要在不同地区测定后，再确定适宜的收割期。

5.2 单一青贮影响效果

杂交构树青贮原料上附生的乳酸菌的数量较少，干物质和水溶性碳水化合物含量低，粗蛋白质含量较高，属于较难青贮原料；如果在杂交构树青贮中添加糖蜜、酶菌复合制剂及防腐剂，发酵品质和营养价值均有明显的改善，但添加糖蜜+酶菌复合制剂成本更低些[21]。周贵等[32]的研究发现，构树枝叶青贮时，添加构树枝叶原料总量5%～10%的玉米粉青贮，可获得好的青贮效果，但饲喂时要考虑青贮料中的玉米含量相应减少。

5.3 合适用量的确定

杂交构树嫩枝叶中含有较高的粗蛋白质，但是其粗纤维的含量同样较高，在反刍动物饲料中可以占较高比例，在日粮总量中占10%～25%是可行的。在鹅的养殖中可以占饲料比例的15%。但在猪、鸡等畜禽养殖中不适宜较多添加，这些畜禽对粗纤维的消化率偏低，用量偏大会影响猪、鸡的营养吸收量，影响其生产性能，尤其是在育肥猪、肉子鸡和高产蛋鸡养殖中不宜多用，有的情况下甚至不宜使用。

5.4 在退耕还林还草中的应用

目前，很多地方把杂交构树的种植作为一种产业进行推广，尤其是在一些农区，在良田中种植杂交构树。从一些种植及应用情况看，杂交构树对地力的消耗很大，改种其他作物后会显著影响作物产量；其次，构树根系比较发达，生命力强，想要更换种植作物的类型，却不容易将构树完全铲除。