密枝柽柳新品种海柽1号枝叶饲用价值研究

王珊,李晓刚,封晓辉,郭凯,刘小京

(1中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心,河北 石家庄 050022;2河北农业大学 林学院,河北 保定 071001)

盐碱地在我国分布广泛,据统计,我国盐碱地总面积约为36万km2,主要分布于西北、华北、东北以及东部沿海地区[1]。滨海盐碱地面积约为2.11万km2,由于地势低洼,土壤含盐量高,植物生产力低下,严重地影响到滨海盐碱地区生产经济的稳定发展。随着人们生活水平的提高,畜牧业发展迅速,饲用粮供应紧张,耐盐木本饲用资源带动大面积盐碱地的开发利用,可有效缓解畜牧行业饲料短缺,因此种植适应性强的耐盐植物成为盐碱地高效利用的主要趋势,是确保我国畜牧业稳定发展的重要途径,这对于滨海地区经济发展有深远意义。

中华柽柳(Tamarixchinensis)为柽柳科柽柳属,是典型的泌盐型盐生植物,具有耐盐、耐旱、抗风沙、耐贫瘠等优良特性,广泛分布于华北、西北和东部沿海地区,是滨海盐碱地中耐盐能力最强的大型灌木。柽柳叶有特殊的气味,病虫害少,枝叶不仅含有粗脂肪、粗蛋白,还有丰富的氨基酸,且自带咸味,适口性优于作物秸秆,是牛羊等畜禽喜食的饲料;已有筛选饲用型叶量高产无性系的研究[2-3]。由此可见,在滨海重盐碱地种植柽柳不仅能够进行植被建设,也有较大的饲草潜力。海柽1号(Tamarixchinensis“Haicheng 1”)是中华柽柳变种[4],不仅具有耐盐、耐旱、耐水淹的特征,可在含盐量15 g/kg的滨海盐渍区土壤中正常生长,当土壤含盐量达到30 g/kg时仍可存活,且枝叶茂密,生物量大,绿叶期长,在滨海重盐碱地园林绿化中大面积的推广。但尚未关于枝叶生物量大的海柽1号饲草生产的研究,为明确海柽1号枝叶的饲用营养价值,以普通中华柽柳为对照,分析海柽1号的枝叶作为饲草的营养成分,以确定海柽1号作为饲草的应用潜力,为盐碱地饲草生产提供理论依据,对滨海重盐碱地植被构建意义重大。

1 材料与方法

1.1 试验材料

采集地点位于河北省沧州市海兴县小山乡海兴试验基地(E 117°57′50″, N 38°17′45″),该地区地势低洼平坦,土壤类型以滨海盐渍土为主,盐碱荒地较多,气候类型属暖温带半湿润大陆性季风气候。本研究选取2个柽柳品种,分别是海柽1号和中华柽柳。

1.2 研究方法

采集3年生海柽1号和普通中华柽柳,选取植株中上部作为样品,各处理选取3个完整的嫩叶和嫩枝重复,标记编号,放在烘箱中恒温60 ℃烘48 h,烘干后去掉不符合要求的样品,将嫩叶和嫩枝烘干物的合格样品装袋、编号、记录,采用“四分法”混匀,从中取出一部分作为分析样品,装入磨口瓶中,密封贮存,待测木本饲料营养成分。

1.3 测定指标及方法

试验样品委托青岛技术研发中心进行营养成分的检测。GB/T 6435-2006、GB 5009.5-2010、GB/T 6433-2006、GB/T 6434-2006、GB/T 6438-2007等理化方法分别测定木本饲料的柽柳的水分、蛋白质、粗脂肪、粗纤维、总灰分、粗多糖、总黄酮、锌、铁、硒等微量元素含量、单糖、氨基酸、有机酸以及脂肪酸含量[5-6]。

1.4 数据处理与分析

用Microsoft Excel 2022对数据进行汇总和整理,使用SPSS 26.0软件对柽柳营养指标进行方差分析和Duncan比较,P<0.05为差异显著。

2 结果与分析

2.1 柽柳主要质量指标含量

海柽1号与中华柽柳主要营养成分含量见表1。

表1 海柽1号与中华柽柳主要营养成分比较Table 1 Comparison of main nutrients between “Haicheng 1” and Tamarix chinensis

由表1可知,柽柳主要营养成分间差异显著,其中水分、蛋白质、总黄酮含量位居前3。柽柳中的水分明显高于其他营养成分,海柽1号与中华柽柳比较来看,海柽1号的水分含量为72.83%,与中华柽柳相比高5.80%;除水分外,柽柳的蛋白质含量明显高于其他营养成分,其中海柽1号的蛋白质含量为7.54%,较中华柽柳低19.44%;海柽1号与中华柽柳的粗多糖含量相同,两者均为1.72%;海柽1号粗脂肪含量为1.00%,较中华柽柳高40.85%;海柽1号粗纤维含量为4.21%,较中华柽柳低7.88%;海柽1号总灰分含量为5.66%,较中华柽柳低35.54%;海柽1号总黄酮含量为7.10%,与中华柽柳相比低26.27%;在矿质元素方面,海柽1号锌含量为24.97 mg/kg,与中华柽柳相比高15.39%;海柽1号铁含量为197.70 mg/kg,与中华柽柳25.17%;海柽1号硒含量为53.11 μg/kg,与中华柽柳相比低21.91%。

2.2 柽柳单糖的组成与含量

关于海柽1号与中华柽柳的单糖含量的研究见表2。

表2 海柽1号与中华柽柳单糖含量Table 2 Monosaccharide content of “Haicheng 1” and Tamarix chinensis

由表2可知,柽柳的单糖主要由甘露糖、鼠李糖、葡萄糖、半乳糖组成,海柽1号中葡萄糖含量显著高于他单糖,为48.38 mg/kg,与中华柽柳相比含量高11.09%;而中华柽柳单糖中,鼠李糖含量明显高于其他单糖,为60.93 mg/kg,较海柽1号鼠李糖含量高12倍多;并且中华柽柳的甘露糖与半乳糖分别较海柽1号高68.04%、4.00%;柽柳的木糖、阿拉伯糖与岩藻糖均含量均较少,未能检出。

2.3 柽柳的水解氨基酸组成与含量

中华柽柳与海柽1号氨基酸含量见表3。

表3 海柽1号与中华柽柳水解氨基酸含量Table 3 Hydrolyzed amino acid contents of “Haicheng 1” and Tamarix chinensis

表3(续)

由表3可知,中华柽柳17种氨基酸总量为54.03 g/kg,海柽1号17种氨基酸含量为39.75 g/kg。柽柳氨基酸中的谷氨酸明显高于其他氨基酸含量,海柽1号的谷氨酸含量为4.26 g/kg,中华柽柳的谷氨酸含量为8.48 g/kg;海柽1号的天冬氨酸含量,为3.14 g/kg,中华柽柳含量为3.20 g/kg;除此以外,亮氨酸含量方面,海柽1号含量为3.39 g/kg,中华柽柳含量为4.40 g/kg;二者蛋氨酸含量均最低,分别为0.75、1.03 g/kg。

2.4 柽柳有机酸的组成与含量

海柽1号与中华柽柳的有机酸含量见表4。

表4 海柽1号与中华柽柳的有机酸含量Table 4 Organic acid content of “Haicheng 1” and Tamarix chinensis

由表4可知,中华柽柳有机酸中柠檬酸含量明显高于其他有机酸含量,约为海柽1号的3倍,为6 588.14 mg/kg。其中,海柽1号有机酸含量中丁二酸含量明显高于其他有机酸含量,为1 930.66 mg/kg,较中华柽柳高1.97%;海柽1号的草酸含量为577.23 mg/kg,较中华柽柳高42.78%;海柽1号的富马酸含量为86.00 mg/kg,较中华柽柳高85.46%;有机酸含量中最少的是马来酸,海柽1号的含量高于中华柽柳41.10%。

2.5 柽柳脂肪酸的组成与含量

海柽1号与中华柽柳脂肪酸含量见表5。

表5 海柽1号与中华柽柳脂肪酸含量Table 5 Fatty acid content of “Haicheng 1” and Tamarix chinensis

由表5可知,柽柳脂肪酸成分多样,亚油酸含量显著高于其他脂肪酸,不同柽柳品种的亚麻酸和棕榈酸含量不同。中华柽柳亚油酸含量为3 763.52 mg/kg,海柽1号含量为3 316.88 mg/kg,海柽1号较中华柽柳低11.87%;海柽1号的α-亚麻酸含量达2 682.98 mg/kg,而中华柽柳含量为1 949.81 mg/kg,较海柽1号低27.33%;中华柽柳与海柽1号的棕榈酸含量分别为2 386.19、2 239.73 mg/kg,二者相差146.46 mg/kg;中华柽柳与海柽1号的辛酸含量最低,分别为2.21、0.42 mg/kg。

3 讨论

近年来,植物饲料资源日益丰富,木本饲料刺槐、银合欢、构树已经在广泛利用开发,国内外学者纷纷对新型饲料来源进行开发利用研究,但柽柳在饲用价值方面的研究依然并不多见。饲用价值是营养成分、适口性和消化率3大因素综合作用的结果[7-10]。木本饲料中的粗脂肪有促进动物骨骼生长,衡量营养成分全面性、反应饲料质量的作用;调查发现玉米的粗脂肪含量为0.55%,高粱的粗脂肪含量为0.67%,柽柳枝叶配制的饲料粗脂肪含量越高饲料的营养价值越理想[11-12]。本研究中,海柽1号粗脂肪含量为1.00%,较中华柽柳高40.85%,由此可见,海柽1号较中华柽柳以及常规玉米高粱等饲料的粗脂肪营养价值高。饲料中粗纤维影响饲料的消化利用率,是适口性的主要指标,也是饲料常规分析项目之一,粗纤维越低适口性则越好;新型蛋白饲料银合欢嫩枝的粗纤维含量为10.24%[13]。本研究表明海柽1号粗纤维含量为4.21%,较中华柽柳低7.88%,由此看来海柽1号的适口性优于中华柽柳与银合欢;总灰分是饲料在550 ℃灼烧后的残渣,其主要成分是氧化物、盐类等矿物质,是饲料测定的重要指标之一,对机体生命活动起重要的调节作用,海柽1号的灰分含量较中华柽柳含量低35.54%;参考优质牧草的标准,一般要求粗灰分含量较低些为好,海柽1号总灰分含量较低,因此优于中华柽柳。

微量元素在动物机体内有重要的作用,缺乏锌、铁元素时,动物免疫力下降,生长发育受影响,因此饲料中的微量元素是不可缺少的。本研究中,海柽1号的锌、铁含量均较中华柽柳高15.39%、25.17%,由此可见海柽1号在微量元素含量上多于中华柽柳。Zhang等研究发现银杏叶中的黄酮可改善肉鸡的腹部脂肪沉积,提高肉鸡的生长性能,黄酮含量越高饲用效果越好[14];本研究中,海柽1号较中华柽柳总黄酮含量低26.27%;白刺花与构树的总黄酮含量为0.513 6、0.661 0 mg/g,与柽柳相比均较低;也有研究发现淫羊藿和黄芩含有的总黄酮都具有显著抗新城疫病毒的效果,柽柳黄酮的抗病毒效果还有待考察。高玉森等将玉米单糖添加到饲料中,可降低动物发病率、增重效果明显[15];本研究中,柽柳的单糖有甘露糖、鼠李糖、葡萄糖和半乳糖,种类较丰富,饲用价值较高,其中海柽1号的单糖含量葡萄糖最多,与之不同的是,中华柽柳的单糖中鼠李糖含量最多。

饲料的蛋白质优良程度取决于所含氨基酸的种类和含量,氨基酸能抑制硝酸盐的吸收, 促进植物生长,提高作物的产量和品质。李艳等发现苜蓿中天冬氨酸、谷氨酸、脯氨酸含量较多,蛋氨酸含量最少[16]。杨靖华等研究半边莲属植物的氨基酸含量中谷氨酸、天冬氨酸以及亮氨酸含量最多,其中谷氨酸具有促进红细胞生成、改善脑细胞营养及记忆力减退的有效成分,并且谷氨酸在体内可转变为天冬氨酸、脯氨酸、γ-氨基丁酸及鸟氨酸[17]。本研究中华柽柳的氨基酸总量高于海柽1号,中华柽柳的谷氨酸、精氨酸、亮氨酸含量较多,而海柽1号的天冬氨酸、谷氨酸、亮氨酸含量较多。

有机酸具有降低胃液pH值、促进营养物质的消化与吸收、抑制肠道病原菌增殖、提高机体的免疫力、改善饲料的适口性、提高牲畜生长性能等益生特性。马玉莲等研究饲料中的有机酸可显著提高牲畜的氨基酸消化率和矿物质的吸收,还可减少氮和磷排泄,减少环境污染[18]。此外,有机酸还具有防腐作用,抑制病原菌或真菌生长和提高饲料质量。本研究中,柽柳的有机酸较为丰富,其中包括草酸、酒石酸、苹果酸、乳酸、乙酸、柠檬酸、丁二酸、马来酸和富马酸,其中中华柽柳中增加牲畜食欲的柠檬酸含量最高,海柽1号中增强牲畜自身免疫功能的丁二酸含量最高。

柽柳的氨基酸种类非常丰富,氨基酸含量及组成是评价蛋白质营养价值高低的主要因素,直接影响到蛋白质营养价值。长期以来,人们多通过蛋白质和纤维等指标来评定牧草的饲用价值,然而随着人们对动物健康的重视度增加,人们对脂肪酸也越来越关注。脂肪酸包括饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸,其中不饱和脂肪酸是动物体内必需脂肪酸。郑鸿丹等分析苜蓿的脂肪酸组成中亚麻酸、亚油酸、棕榈酸含量较高[19]。本研究中,柽柳脂肪酸中亚油酸含量最高,亚麻酸次之,棕榈酸较低。由此可见,柽柳与苜蓿的脂肪酸组成差异较小, 相比于其他牧草有较大的优势。

4 结论

密枝新品种海柽1号与滨海盐碱地中华柽柳,在营养价值方面,中华柽柳的氨基酸、有机酸、脂肪酸总量上表现出巨大的优势,但海柽1号的粗脂肪、锌、铁含量仍高于中华柽柳,二者均表现各自的优势;在适口性方面,柽柳粗纤维含量总体较其他饲用植物低,并且海柽1号含量较中华柽柳略低,适口性较好;在黄酮含量上中华柽柳高于海柽1号,并且单糖总量上也表现出相同的趋势。可见,柽柳增强牲畜免疫力、促进肌肉的生长效果较好,并且海柽1号枝叶茂密,生物量大,绿叶期长,总体看来海柽1 号的饲用价值较高。