饲料桑在畜禽饲养中应用研究进展与产业发展建议

关键词：饲料桑；畜禽生产；蛋白质；青贮饲料

中图分类号：S888：S816.5 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2024）11-0164-06

桑树原产于中国，但由于它能够在温带到热带地区的各种气候条件下生长而在世界各地都有种植。栽桑养蚕一直是我国的传统产业，历经千年而不衰。桑树也长期以来一直被用于中医治疗，其茎、叶和根具有清热解肺、平喘、利湿等作用。此外，桑树在防治荒漠化、水土保持、盐碱地治理、退耕还林等方面的作用也得到肯定。目前，蚕桑业发展有了新的趋势，桑叶作为畜禽饲料进行的开发应用已引起国际上的广泛关注。桑树可直接作为饲料进行畜禽养殖是可持续发展和减轻牧草退化的一种生态化养殖方法。王谢等认为，饲料桑是指人工选育的将桑叶作为饲料饲养动物的桑树品种。北京桑粱技术发展中心专家将其通过杂交育种与人工选择培育出的雅津蛋白桑称为饲料桑。王诚等认为，饲料桑是指人工杂交培育而成的草本桑，是以种子繁殖、再生能力强、营养价值丰富、可供畜禽食用的一类桑树品种。然而对饲料桑的生物学分类，至今学术界仍没有定论。本文中出现的饲料桑，特指以畜禽饲喂为目标通过杂交育种与人工选择培育出的桑树专用品种。

山东是饲料生产消费大省和畜牧业大省，数据显示，2022年全省肉蛋奶总产量达1581万吨，同比增长1.4%，总产值达到3003.5亿元，同比增长3.5%，创历史新高。国家统计局发布的2022年粮食产量数据显示，山东全年粮食总产为554.38亿千克，但大豆、玉米等饲料粮的制约较为突出。据青岛海关统计，2022年山东省进口粮食1130.4万吨，较上年减少15.2%，其价值为463.4亿元人民币，增长6.9%；2022年山东省进口大豆865.4万吨，占同期粮食进口总量的76.6%。巴西和美国是山东省大豆进口的主要来源国，合计占同期大豆进口总量的92.8%。山东省畜禽养殖以“耗粮型”的猪禽为主，牛羊肉供给不足，沿黄及黄河三角洲地区是山东大力发展奶牛、肉牛、肉羊等草食动物的主产区，目前优质青贮饲料缺口较大，饲料成本占畜牧企业总费用的70%以上，随着产业的发展，寻找更适宜的饲料资源对牲畜生产的经济性和可持续性至关重要。以桑叶代替商品精料进行饲养的研究发现：在不影响动物生产力的情况下其降低了饲养成本。因此，开发利用饲料桑等粗蛋白资源、优化调整饲料配方结构、推进玉米和豆粕的减量替代，是缓解山东省蛋白饲料来源长期依赖大量进口的重要举措，对保证我国粮食安全、食物安全和国家安全具有战略意义。本文通过综述饲料桑生物学特性、饲料桑在畜禽养殖中应用的研究进展，探讨饲料桑的功能优势和山东省的饲料桑产业优势，并对山东省今后发展饲料桑产业提出建议，以期证明其在解决人畜争粮矛盾和提升畜禽产品品质方面具有积极的现实意义。

1饲料桑生物学特性研究进展

1.1饲料桑的环境适应性和高产性

桑树适应性强，在-30～40℃、pH4.5～9.0范围内、含盐量0.5%以内的盐碱地中桑树均能成活。饲料桑不同于番茄秧、甘薯秧及花生藤等饲料使用时需要受到季节、地域等因素影响，也不同于苜蓿种植时需要土质松软的沙土地、需注意降水量及温度变化等特点，它具有很强的区域适应性，全国范围内均可种植生长，速生高产。因而，从我国海拔最高的青藏高原到四川盆地，从新疆和田沙漠到东部沿海滩涂，都有桑树的分布和利用。有数据显示，内蒙古、河南、河北等地均有约0.67万公顷以上的专业化种植基地，基本形成了从育苗到种植再到品牌的全产业链发展。目前全国范围内，桑树茎、叶的平均产量为8～52吨／公顷。这种巨大的产量差异归因于不同的桑树品种、农业气候条件、地理位置、土壤类型和收获方式。我国收录的桑品种高达546种，不同桑品种及其不同部位有其独特的性能。研究表明，饲料桑桑叶和嫩枝均可作饲料，既能进行高密度种植也能在当季内多次采摘。

1.2饲料桑的营养物质及其含量

桑叶的营养成分丰富，含有较高的蛋白质、脂肪酸、维生素和纤维素等。桑叶蛋白质含量范围为20%～23%，总糖为8%～10%，矿物质为12%～18%。桑叶营养价值甚至超过“饲草之王苜蓿”。根据桑树产叶量和其蛋白含量计算得出，每公顷桑叶产出蛋白质的量为1.65吨，相当于3吨大豆的蛋白产量。研究发现，桑叶中的抗营养因子制约了桑叶资源的开发利用，随着发酵水平的提高，采用微生物发酵可降低桑叶中的抗营养因子含量，提高粗蛋白、粗脂肪含量。经过微生物发酵后，桑叶粗蛋白含量能达到24.47%左右，甚至超过玉米、小麦等一些常规饲料原料。

1.3饲料桑的功能活性成分

饲料桑除了蛋白质和能量物质含量高外，还含有丰富的植物次生代谢产物，如黄酮、多糖、生物碱类化合物等。黄酮类化合物具有抗炎、抗氧化和抗菌特性，饲料中添加桑叶黄酮可通过增加总挥发性脂肪酸、丙酸和氨浓度来改变瘤胃发酵动力学。桑树中的多糖类化合物是由醛酮或醛糖通过糖苷键链接而成的天然高分子多聚物。研究发现，桑叶多糖和生物碱能够有效降低α-糖苷酶的生物活性，并促使胰岛β-细胞分泌更多胰岛素，进而降低动物体内血糖和胆固醇的含量。1-脱氧野尻霉素（1-DNJ）是桑叶中重要的生物碱类活性物质。有研究发现，桑叶中的1-DNJ可以通过调控肝脏中糖代谢过程关键酶的mRNA含量及酶活性，从而实现对机体内葡萄糖、蛋白质及脂肪代谢和转化的调控，并抑制脂肪的形成来防止高脂血症的发展。因此，饲料桑的多种功能活性物质成分使其在降低血糖、血脂、胆固醇和抗炎、抗菌、抗氧化等方面效果显著。

2饲料桑畜禽养殖应用研究进展

2.1饲料桑的生物学特性使其在畜禽养殖上具有应用优势

气候变化给畜牧业和饲料供给带来了不确定性，亟需开发利用新型饲料原料以确保动物生产的可持续性。优质蛋白饲料如作物残余物、鱼粉和骨粉等，因市场需求量大、畜禽消化率低、供应不平衡等因素而限制其更广泛的应用。饲料桑因具有较高的生物量成为替代常用畜禽饲料的有效途径。热带国家通常利用当地的树木和灌木作为牲畜饲料。美国联邦理工大学通过对桑饲料的替代价值研究发现，绵羊对桑叶营养物质的消化率高，且体重增长快，单食桑叶可提供可靠的蛋白质来源。而在我国，桑树的抗逆性强、产量高，是用作饲料的重要原因。研究证明，桑树的产叶量比苜蓿高37.2%，比荒漠草原产草量高91.3%。目前，饲料桑既可以用作新鲜饲料，也可以用来加工成青贮饲料，以便养殖户在饲料短缺期间使用。

2.2饲料桑营养物质对畜禽养殖的影响

饲料桑蛋白质含量远高于其他传统饲料（豆粕等），是牲畜的优质蛋白饲料。通过桑叶等不同饲料在绵羊消化道的实验发现，各饲料在粗蛋白和消化率等方面存在显著差异，桑叶的许多品质指标可与紫花苜蓿相媲美，某些情况下还优于紫花苜蓿，证明桑叶是一种优良的畜禽饲料。但也有研究发现，饲粮中加入适量的桑叶粉虽然可以提高饲料的产品品质，但较高比例的桑叶粉会导致猪的生长性能下降，主要原因是桑叶粉中的粗纤维含量较高，致使饲粮中的抗营养因子含量超过畜禽耐受水平，从而影响畜禽的生产性能和机体健康。桑树在温带和热带地区都具有作为战略性饲料来源的潜力。Simbaya等研究发现，青贮饲料桑中含有丰富的粗蛋白、水溶性碳水化合物、中性洗涤纤维和微量元素。研究表明，青贮饲料桑也显示出喂养肉牛的潜力，而不会对其生长性能产生不利影响。因此，饲料桑依靠较高的蛋白质和消化率的优势成为替代植物性蛋白质来源的动物饲料。

目前，关于蛋白桑在水产动物养殖中应用的研究报道不多。张小丽等及刘家星等研究发现，饲喂蛋白桑粉或蛋白桑鲜叶可以显著促进鲫鱼和草鱼的生长发育，显著提高其增重量，同时可以降低饵料系数。这表明，可以将蛋白桑应用到水产养殖中。

2.3饲料桑功能活性物质在畜禽养殖中的作用

饲料桑中类黄酮的生物活性造就了桑叶成为动物饲料原料平替品的不二选择。宋琼莉等通过对饲料桑类黄酮的研究发现，育肥猪饲料中添加适量的桑叶粉可提高猪的抗氧化能力，降低脂肪酶活性，改善猪肉品质。Omotoso等研究表明，日粮中添加桑叶黄酮可降低绵羊瘤胃微生物种群数量，并通过抑制甲烷菌群数量提高有机物消化水平，减少甲烷气体排放。更重要的是，桑叶黄酮可以显著增加瘤胃中特定纤维素分解细菌的数量，增进纤维的消化和利用，提高反刍动物的产奶量。由于类黄酮与类固醇激素结构的同源性，因此可以潜在地调节能量稳态的代谢途径。Wang等发现，1-DNJ通过ERK/PPARy信号通路可以抑制猪肉内脂肪细胞分化过程中的脂质积累。虽然桑叶多糖和生物碱能够有效降低血糖和脂肪等指标含量，但是Sun等的研究发现，用桑叶代替饲料饲喂绵羊可以改善其肉色和肌内脂肪含量，且不会对绵羊产生不利影响。此外，Shen等研究发现，饲料中加入桑叶粉能通过改变肌纤维特性，显著提高猪的抗氧化能力。

3饲料桑加工工艺研究进展

新鲜饲料桑直接饲喂畜禽是其最简便的利用方式，但鲜叶具有时令性，无法全年供应，且鲜叶因无法保存而易发霉变质。另外，鲜叶含有单宁等抗营养因子，直接饲喂会降低动物的消化吸收以及桑叶中所富含蛋白质的利用率，甚至引起腹泻。饲料桑产业大发展的前提是寻求更合理的加工工艺，提高饲料桑的营养成分稳定性和作为饲料原料的利用效果，这也是目前饲料桑资源开发利用的重要研究方向。桑叶的细胞壁结构限制其利用率，粉碎为桑叶粉可以显著提高其黄酮、总酚、多糖的溶出量以及总膳食纤维和氨基酸态氮含量。

青贮是储存青绿饲料的常见技术，具有成本低、饲草养分损失少等优点，是目前最常用的桑饲料加工和利用方式。研究表明，青贮饲料桑有效降低了饲料桑中的抗营养因子含量，将一些纤维素和蛋白质等大分子物质分解成易消化利用的小分子物质，是一种新型且理想的粗饲料。青贮发酵后乳酸杆菌、酵母菌菌群数量显著增加，这说明青贮过程在改善发酵品质以及营养成分的同时，可以有效降低有害细菌的数量，增加有益菌的数量，从而可以降低致病菌对家畜健康存在的潜在风险，改善家畜健康。桑叶青贮能够有效解决采摘季节局限以及存放时间短等问题，可以保证全年均衡供给，且适口性好，饲喂后对动物的肉质具有一定的改善作用。青贮饲料的发酵品质受饲料原料、水分含量、发酵温度及有益发酵菌的影响。饲料桑收获的时间、留茬高度、刈割茬次和贮藏温度均可能影响木本饲料青贮品质。除此之外，青贮时的含水量、青贮添加剂的使用和混贮等也会对饲料桑青贮品质产生影响，合理利用均可提高饲料桑青贮品质。研究显示，饲料桑正常刈割时含水量较高，一般在70%，最高可达80%左右，青贮时，水分过高不利于乳酸菌发酵，且压实过程中汁液流失，造成营养损失：水分过低则会减少可溶性糖含量，使乳酸菌可利用的底物变少，pH值降速减慢，不利于营养保存。实际生产过程中，饲料桑刈割后可适度晾晒或与水分含量低的饲料混贮后再行青贮。

4山东省发展饲料桑产业的建议

4.1发展饲料桑产业的优势

山东省是蚕桑产业传统大省，生产历史悠久、底蕴深厚。有研究表明，山东省是桑树原产地，鲁桑为‘桑之始’。山东多地有传承百年以上的古桑园，尤其是夏津黄河故道古桑树群，古树、沙丘、河流、村庄协调共生，农、林、牧一体发展，系具有水土保持功能的农业生态系统，其核心区域苏留庄镇占地面积400多公顷，有百年以上古桑树2万多株，是中国现存树龄最高、规模最大的古桑树群，2018年被联合国粮农组织认定为“全球重要农业文化遗产”。

截至2022年，山东省桑园面积有2.23万公顷。《山东省“十四五”蚕桑产业规划》提出，到2025年全省饲料桑种植面积要达到0.67万公顷。黄河三角洲地区后备土地资源丰富，目前拥有未利用土地近53万公顷，其中盐碱地18万公顷，适合饲料桑大面积种植与发展。2023年1月，饲料桑良种“丰源1号”通过山东省林草品种委员会审定，该品种为畜禽专用饲料桑品种，适宜在山东省推广种植。

4.2发展饲料桑产业的建议

饲料桑营养物质含量高、能量消化率高，是一种优良的畜禽动物饲料原料，但其营养物质和功能活性物质等易受产地、气候以及加工方式的影响，导致其含量不稳定。其次，虽然已有研究报道了不同桑树品种中类黄酮的含量，但不同桑树品种中类黄酮的组成以及畜禽饲养中添加的最佳水平还有待进一步研究。此外，研究发现桑叶含有不同的抗营养因子，包括草酸盐、氰化物、单宁酸和植酸盐等，因此有必要深入研究桑叶多糖和生物碱对内分泌系统、不同信号通路及其后续代谢效应的潜在影响，特别是畜禽动物碳水化合物和脂类代谢通路的调节。

4.2.1加强饲料桑产业关键技术的攻关研究

鼓励山东省蚕桑产业技术体系、山东省农业科学院、山东农业大学、重点龙头企业等科研团队联合创新，支持成立山东省饲料桑技术创新中心，共同解决山东饲料桑产业高质量发展面临的技术难题。山东省地域广阔、生态环境复杂，应从品种、技术、产业化等方面人手研究适用于山东的高效生态饲料桑种植、饲料开发及畜禽饲喂、蛋白替代等全产业链技术体系，着力提升饲料桑产业科技含量，拓宽饲料桑产业发展的路径，从而在全国打造树立起饲料桑全产业链发展的齐鲁样板。

4.2.2桑畜融合，规模化发展饲料桑产业 大力推进规模化种植，带动更多的企业和科研院校研究、生产更先进的收割及嫩枝叶切碎、烘干、粉碎等成套机械设备，开发桑园除草、施肥、施药等相关的机械设备。建设饲料桑规模化生产利用产业链，重点在黄河三角洲等盐碱地区域建设多处成方连片（200公顷以上）的优质饲料桑生产利用试验示范基地。桑畜融合发展，以畜禽应用带动饲料桑产业发展，从根本上解决长期困扰我国饲草料生产和畜牧业发展中的草畜矛盾、草畜两张皮问题。

4.2，3政府加大扶持力度，把发展饲料桑产业纳入省乡村振兴计划，发挥其生态和经济相结合的优势完善饲料桑产业发展的相关政策，出台相关种植、加工等专项补贴，切实加大资金投入，成立专门扶持饲料桑产业发展的管理机构，建立科研机构和饲料桑种植户、相关企业的沟通平台，以保障饲料桑产业稳定发展。把发展饲料桑产业纳入省乡村振兴计划，利用荒漠化治理、尾矿修复、盐碱地改造、边际土地及“农光”综合项目“造地种桑”，不与农田争地、不与牲畜争粮，巩固拓展扶贫成果与乡村振兴有效衔接，打造饲料桑产业创新驱动发展的示范区，使农村构建起既具内生动力又具可持续发展能力的新业态。