龙见华,成启明,樊雪莹,陈 超
(贵州大学动物科学学院,贵州贵阳 550025)
随着我国畜牧业的快速发展,饲料用粮的供需矛盾也日益突出,畜牧业及养殖业将面临饲料短缺的挑战。目前常规饲料已经无法满足家畜饲养需求,开发利用非常规饲料势在必行。我国木本植物饲料资源丰富,其中榆()、构树()、槐()、合欢()等粗蛋白质含量高,其叶部粗蛋白质含量可达18%~27%,被认为是国内的新型蛋白饲料资源。
构树,别名楮树、沙纸书、谷浆树等,属于桑科构树属落叶乔木,是强阳性树种,生长优势是具有较强的适应性、抗逆性、抗污染性,在我国大部分地区均可规模化种植利用,南至云南、广西,北至辽宁、内蒙都有生长。构树具有速生、产量大、耐刈割、病虫害少及营养价值高等特点,构树叶的粗蛋白质含量高达20%~30%,粗灰分约占12.19%~19.10%,粗脂肪约占3.20%~13.11%,含有赖氨酸、亮氨酸等17 种氨基酸以及多种天然活性物质,作为畜禽饲料能够改善畜产品的品质和风味,还能提高动物免疫力,是一种优质的高蛋白饲草资源。种植构树既能降低饲料生产成本,又能修复生态环境。
目前,构树的利用方法主要有鲜饲、干料和青贮调制3 种。直接刈割鲜饲是最简单、成本最低的方法。由于构树中植物纤维含量过高,单宁平均含量在1%左右,叶中蛋白质分子结构复杂,导致鲜饲的适口性低、涩味重及家畜难以消化吸收蛋白质。在夏秋季节产量大时制作干料(干草、草粉及颗粒饲料)能提高构树的利用效率,利于存放至饲料缺乏的季节使用,以及便于构树饲料的运输,但干料的制作及干料贮藏环境的条件要求较高,动物对干料的营养利用率不及青贮调制的效果。利用青贮的方法加工构树,一方面可以降低单宁等抗营养因子含量,软化植物纤维,提高适口性,有利于增加家畜对其蛋白质的转化利用率,同时也不受天气制约,便于贮藏,可以缓解冬季青粗饲料供应不足的问题,但是构树属于不易青贮的原料,所以需要进一步探索完善构树青贮加工技术。从目前的研究结果来看,青贮是利用构树的最佳方法。因此,本文从构树青贮品质的影响因素(混合青贮、含水量、添加剂、刈割高度)以及构树青贮饲料在动物(鸡、牛、羊、猪)中的应用进行综述,以期为构树饲料在畜牧生产中的广泛推广与应用提供理论参考。
1.1 混合青贮 构树具有可溶性碳水化合物含量低和缓冲能值高的特点,使青贮过程中的pH 下降速率较慢,容易导致酪酸发酵,不利于青贮成功。在青贮饲料原料中增加适宜的可溶性糖是克服缓冲能高的途径,因此在构树青贮制作过程中可以通过添加一些糖分含量高的饲草或作物,使青贮原料间养分互补,增加青贮制作的成功率。朱琳等研究结果表明,相对于构树叶单独青贮,构树叶中添加富含可溶性碳水化合物的菠萝皮混合青贮能显著降低青贮的pH 和增加乳酸含量,加速构树叶蛋白质在瘤胃中的降解速率。郑玉龙等将构树(含水量70%)与燕麦进行混合青贮,其pH 和氨态氮含量显著低于构树单贮,在构树:燕麦为5:1 时,青贮饲料的pH 最低、营养品质最高。付锦涛等将全株构树与稻草以不同比例进行青贮,发现发酵过程中构树单贮处理7~60 d 都可检测到丁酸,不同比例混合组在发酵15 d 后均未检测到丁酸,说明构树混合青贮能够降低丁酸含量,改善发酵品质。吴璇等研究结果表明,全株杂交构树、玉米秸秆青贮和燕麦青干草饲料组合能增加山羊对低质牧草的消化利用率,且混合饲草料的体外发酵效果更佳,以玉米秸秆青贮:杂交构树:燕麦青干草为25:50:25 的组合效果最优。Dong 等研究结果表明,3 种比例全株构树与多年生黑麦草混合青贮(7:3、6:4 和5:5)均能达到青贮料标准;相对于构树单贮,添加多年生黑麦草提高了青贮饲料中可溶性碳水化合物和乳酸含量,减少乙酸、丙酸和丁酸的产生,显著降低pH,有助于提高发酵稳定性与营养保存,改善构树的青贮品质。
综上所述,在构树青贮中添加糖分含量高的饲草作物可以提高其青贮品质,但是需要对比例进行控制才能获得优质的青贮饲料。糖分添加过少,改善青贮效果不显著;糖分添加过多,可能会降低青贮的营养价值。
1.2 含水量 青贮原料的含水量是决定青贮品质的关键因素之一。Yan 等关于刈割后鲜贮和萎蔫处理的研究表明,含水量过高或者过低均不利于青贮。水分含量过多,青贮饲料容易腐烂、发霉和变质,而且植物细胞液汁流失,养分损失大;水分含量过少,将会直接抑制微生物活性,同时会造成压实困难,空气残留过多,为好气性菌的繁殖制造条件,易导致青贮料的霉变腐烂。付锦涛等研究发现,杂交构树直接青贮的含量水较高,发酵后pH 接近5.0,青贮品质较差,建议发酵前降低水分。李乔仙等将含水量70%的构树上部幼嫩茎叶进行青贮处理后,发现适口性和营养价值显著提高,但由于鲜样含水量为70% 高于常用含水量(60%~65%),使得pH 较高,青贮效果达不到最佳。刘凯丽对含水量分别在45.54%、60.27%和68.67%的全株杂交构树进行青贮处理,结果表明含水量对杂交构树的青贮品质有显著影响,其含水量在60.27%时能够调制出优质的青贮饲料。含水量显著影响构树的青贮品质,最适含水量应该控制在60%~65%,其青贮效果最佳。
1.3 添加剂 构树因缓冲能值高,含糖量低,直接青贮不利于乳酸菌发酵,对纤维的降解程度远不够,容易导致青贮失败或者适口性差,影响饲喂效果。为了提高饲料利用率,确保青贮的发酵品质,获得养分均衡的优质青贮饲料,通常在原料中加入适量的添加剂。添加剂能够增加青贮初期乳酸菌基数,将植物纤维素等物质转换为乳酸菌可利用的糖,从而促进乳酸菌发酵,产生大量乳酸,加速青贮饲料的pH 下降,有效抑制有害微生物的活动,并减少营养物质损失。陶兴无研究发现,与不加添加剂的构树叶青贮相比,接种5%的乳酸菌能够显著增加pH 的下降速率,青贮品质更佳。刘凯丽研究发现,在青贮杂交构树时分别加入添加剂甘蔗糖蜜、双乙酸钠和玉米粉,可溶性碳水化合物和乳酸含量显著增加,pH 显著降低,并且中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和粗蛋白质的瘤胃降解率显著提高,说明3 种添加剂都可以提高杂交构树青贮品质。赵娜等研究发现,相比构树叶直接青贮,青贮时加入植物乳杆菌可以加快发酵进程,增加乳酸含量、提高感官评分和青贮品质,且随着其添加量的增加青贮品质更佳。付锦涛等研究发现,在全株构树和稻草混合青贮中分别加入乳酸菌、糖蜜、乳酸菌+糖蜜均可降低中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和半纤维素含量,提高发酵品质和营养成分,以添加糖蜜的处理组效果更佳。Zhang 等研究发现,从全株构树青贮料中筛选出的分离菌株L1,可以有效地将可溶性碳水化合物转化为乳酸,从而提高发酵品质。综上所述,通过加入不同类型的添加剂均能够提高构树青贮的效果,不同添加剂的功能效果不同,其配合使用效果也有差异,可根据不同地区、不同时期构树青贮加工需求选择合适的添加剂。
1.4 刈割高度 饲草随着生长阶段和加工工艺的不同,其含有的营养成分和生物量会发生改变。刘玉等研究表明,随着植株高度(1、1.5、2.0 m)的增加,全株构树嫩苗的粗蛋白质含量显著降低,粗纤维、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量显著增高。林炎丽研究发现,刈割高度对全株构树发酵品质没有显著影响,但对营养成分具有显著影响,株高120 cm 以下营养品质较好,消化率较高;株高150 cm 时中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含最高,总氨基酸含量和体外消化率均最低;揉丝比切断处理组的pH、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和氨态氮含量较低,所以揉丝处理发酵品质较好。郝阳毅等研究结果表明,不同留茬高度对全株构树青贮发酵品质影响较小,但在留茬高度50 cm 时乙酸含量显著升高;相比留茬高度为20 cm 和50 cm,留茬高度为35 c m 的构树青贮体外发酵能够产生更多乙酸、丙酸和总挥发性脂肪酸,是构树青贮的最佳留茬高度。综上所述,当构树被用作青贮原料进行采集时,为提高利用率,需要控制适宜的留茬高度和切碎方式等,考虑到构树品种、收割时间及地理环境等综合因素,在投入应用中,应根据实际情况确定相应的加工方法。
构树可作为单胃动物及反刍动物的饲料原料,其不同部位在瘤胃中均有较好的降解特性,而单胃动物难以消化构树中的营养物质,但经过青贮处理后能够作为可被高效利用的家畜蛋白质饲料。
2.1 构树青贮饲料在单胃动物中的应用 熊罗英等研究发现,在三黄鸡日粮中加入5%构树叶进行饲喂,其营养成分消化利用率与饲喂基础日粮无差异,证明构树叶作为饲料具有可行性,且构树叶经发酵处理能提升三黄鸡对其营养物质的消化吸收。李海新发现,在育肥猪的基础日粮中加入10% 的构树叶青贮料能显著减少背膘厚度,显著增加肌肉中游离氨基酸和谷氨酸钠含量,有提高肉色的作用。彭海龙等研究发现,在基础日粮添加构树发酵饲料可以增加育肥猪3 个生长阶段的消化吸收率,且在50~100 kg 的生长阶段增重效果最好,饲料利用率最高。邓铭等研究发现,发酵构树饲料替代断奶仔猪的部分基础饲粮,显著降低了断奶仔猪腹泻率、粗蛋白质、粗脂肪、磷和钙表观消化率,其中发酵构树饲料占饲粮6%时,血清胆固醇含量显著降低得到最适宜的替代比例。张兴等发现,在湘沙猪配套系商品猪的饲粮中添加20%或30%构树发酵饲料,能显著提高肌内脂肪含量及背最长肌中氨基酸、肌苷酸和月桂酸含量,从而提高肉品质和风味。
由于单胃动物的内源性纤维素酶含量较低,构树需要经过发酵处理后,降低抗营养分子含量,分解纤维素及大分子营养物质,从而促进单胃动物对营养物质的吸收利用,提高构树的饲料利用率。相比构树鲜叶,用发酵构树叶替代部分饲料更佳。在日粮中添加构树发酵饲料能显著增加单胃动物的肉品质和风味,但添加过量时发酵构树饲料中含有的抗营养成分会降低日粮的适口性。
2.2 构树青贮饲料在反刍动物中的应用 梁春宇等研究结果显示,添加不同比例(7%、14%、21%)杂交构树青贮均能维持泌乳前期奶牛的氧化和抗氧化能力的平衡稳态。Si 等研究表明,在泌乳中期奶牛饲粮中使用10%~15%的构树青贮饲料可提高奶牛免疫和抗氧化性能,增加牛奶中不饱和脂肪酸的含量,提高氧化和抗氧化能力。Hao 等研究发现,在荷斯坦泌乳前期奶牛日粮中添加不同浓度(4.5%、9.0%、13.5%、18.0%)构树青贮饲料,提高了其抗氧化能力和免疫力。Tian 等研究发现,随着构树(25%、50%、75%)替代比例增加,荷斯坦母牛的血清免疫球蛋白IgA 和细胞IL-4 含量升高,粪便中优势门的相对丰度相应提高,有利于母牛的肠道健康和提高免疫力。Tao 等研究表明,在安格斯肉牛日粮中添加15% 构树青贮饲料可改善肉牛的生产性能,提高抗氧化功能,改善肉品质。可能是由于构树中多酚类物质和黄酮类物质是抗氧化和抗生物氢化的主要成分。Hua 等研究发现,在肉羊日粮中添加构树青贮饲料(15%、30%、45%)替代玉米青贮饲料,除了改善肉色和瘤胃发酵外,还能促进生长,提高粗蛋白质的消化率,且构树青贮饲料替代30%时,体重和日增重最高。莫家会等采用构树和苎麻发酵饲料替代精料饲喂山羊,结果显示加入发酵饲料不仅提高了山羊的日增重和饲料利用率,还可增加经济效益,替代量为100% 的效果最佳。林萌萌等研究发现,在肉羊日粮中加入青贮杂交构树饲料替代不同比例(10%、30%、50%)青贮玉米饲料,对肉羊采食量、日增重影响差异均不显著,但在替代青贮玉米量不超过30%时,饲料成本降低,表明青贮杂交构树作为蛋白质饲料具有可行性。司丙文等发现,在杂交肉羊饲粮中添加杂交构树青贮可显著提高肉羊的干物质采食量和日增重,改善肉羊背最长肌中不饱和脂肪酸含量,说明杂交构树青贮能够提高饲粮的适口性,并且能够增加肉羊机体的免疫力和抗氧化能力,得到高品质的健康肉羊。李旭静等研究发现,用杂交构树青贮替代全株玉米青贮饲喂绵羊能显著提高肉羊机体的免疫能力,表明杂交构树青贮可替代全株玉米青贮来饲喂肉羊。
综上研究表明,在反刍动物饲粮中添加构树青贮饲料不仅能替代蛋白饲料和部分基础日粮,还能增强家畜的抗氧化和免疫能力,提高畜产品的品质,降低饲料成本,构树青贮饲料将可能成为保护反刍动物健康的重要功能性饲料。但当构树青贮饲料使用入过量时,会一定程度影响反刍动物的采食量和养分消化率,因此在实际应用中需要注意其添加量。
构树作为一种新型的优质蛋白饲料,能够缓解我国蛋白质饲料原料缺乏的问题,降低饲养成本,获得优质畜产品,具有很大的开发潜力。为使构树达到高效利用,需要完善和发展构树青贮饲料的青贮加工调制技术,以满足我国草食畜牧业对高蛋白青绿饲料的市场需求。目前,构树青贮饲料的研究主要集中于构树叶发酵,构树叶自身的营养价值最高,且纤维含量最低,但是因为依靠人工采摘成本较高,没有便利的机械手段去获取大量构树叶,而且剩下的去叶枝条木质素含量高,营养价值低较难利用,较大地增加了制作饲料的成本,相对而言构树全株嫩苗的利用效益最高。构树中的抗营养物质(如木质素和单宁等)含量较高,严重阻碍了构树饲料化利用的进程。目前,对于不同动物饲粮中构树青贮料的最适添加量各不相同。今后需对全株构树嫩苗的青贮加工工艺、抗营养物质消减工艺及其配套的饲喂技术和对畜产品品质影响的调控机制进行深入研究,从而为构树青贮饲料的科学合理利用提供理论依据。