雜交構(gòu)樹飼料資源的開發(fā)利用

黃炎坤,李 楊,徐思源,楊朋坤,劉 健,馬 偉,鄧紅雨

(河南牧業(yè)經(jīng)濟學院 動物科技學院 河南 鄭州 450046)

發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，把種植和養(yǎng)殖有機結(jié)合起來是實現(xiàn)“綠水青山就是金山銀山”美好愿景和建設(shè)美麗鄉(xiāng)村的重要途徑。近年來，退耕還林、退耕還草已經(jīng)成為各級政府打造新型農(nóng)業(yè)“三元結(jié)構(gòu)”的重要舉措，草食性畜禽業(yè)是我國近年來重點發(fā)展的養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)之一[1,2]。在此背景下，中國科學院植物研究所培育出了多用途的雜交構(gòu)樹(中科1號構(gòu)樹)。由于其適應(yīng)性強、耐干旱脊薄、耐干冷、耐濕熱、耐鹽堿，根系發(fā)達，生長茂盛，在生態(tài)修復(fù)、環(huán)境改善、水源涵養(yǎng)、防沙固沙、枝葉飼用等方面具有巨大應(yīng)用前景[2]，可在較大的范圍內(nèi)推廣種植和利用。雜交構(gòu)樹扶貧工程也被列入2015年我國十項精準扶貧工程之一。雜交構(gòu)樹的用途是多方面的，枝葉的飼料化利用是重要用途之一，一些研究機構(gòu)和養(yǎng)殖企業(yè)已在雜交構(gòu)樹種植、加工、應(yīng)用方面開展了初步的工作。對這類非常規(guī)飼料資源的營養(yǎng)價值、安全性進行系統(tǒng)評價，并進行飼喂實驗，對于促進其開發(fā)利用將會起到重要的作用。

1 雜交構(gòu)樹枝葉的營養(yǎng)價值

屠焰等[3]對雜交構(gòu)樹葉的營養(yǎng)成分進行詳細的分析后發(fā)現(xiàn)，雜交構(gòu)樹葉的主要營養(yǎng)物質(zhì)含量為粗蛋白質(zhì)28.7%、粗脂肪5.2%、鈣3.4%、粗灰分15.4%、有機物84.6%、中性洗滌纖維15.87%、酸性洗滌纖維12.99%。周峰[4]分析了雜交構(gòu)樹葉的氨基酸水平，雜交構(gòu)樹的葉、花、果實中所含氨基酸至少有17種，其中7種是畜禽機體不能合成的。研究人員[2]分析的構(gòu)樹葉常規(guī)營養(yǎng)成分含量見表1。

表1 構(gòu)樹葉中常規(guī)營養(yǎng)成分的含量 %

從不同研究人員的測定結(jié)果看，構(gòu)樹葉中的粗脂肪、無氮浸出物、粗纖維等成分存在較大差異，而粗蛋白質(zhì)的含量則比較接近。

周峰等[4]對構(gòu)樹葉中氨基酸的含量進行了分析，幾種主要氨基酸含量的測定結(jié)果見表2。

表2 構(gòu)樹葉中主要氨基酸的含量 %

與苜蓿草粉相比，構(gòu)樹葉粉中賴氨酸、蛋氨酸、精氨酸、組氨酸、蘇氨酸、亮氨酸等必需氨基酸的含量更高。

王永奇等[5]測定了構(gòu)樹中部分礦物質(zhì)元素的含量，結(jié)果見表3。

表3 構(gòu)樹中部分礦物質(zhì)元素的含量

雜交構(gòu)樹中也含有較多的粗纖維，尤其是生長期較長的枝葉，其木質(zhì)素的含量顯著增加，難以被單胃動物消化和吸收。研究顯示，用發(fā)酵技術(shù)處理構(gòu)樹葉可以降低粗纖維含量并提高短鏈脂肪酸及糖類的含量[4]。

雜交構(gòu)樹葉含有一部分抗營養(yǎng)因子，會影響其營養(yǎng)物質(zhì)的消化利用，構(gòu)樹葉中單寧含量為15.5mg/g，是苜蓿的2倍多[2]。單寧具有強烈的結(jié)合作用，其與飼糧中的各種營養(yǎng)物質(zhì)如粗蛋白質(zhì)、多糖、礦物質(zhì)等結(jié)合后，會生成無法溶解的沉淀，造成畜禽可利用的營養(yǎng)成分降低，也會影響飼料的適口性。但青貯發(fā)酵后的雜交構(gòu)樹葉單寧含量極顯著下降，下降率達到了96%以上。這進一步說明了，青貯發(fā)酵可以在降低有害物質(zhì)含量的同時提升蛋白品質(zhì)[5]。

構(gòu)樹葉中含有多種黃酮類化合物、生物堿、多糖、不飽和脂肪酸等活性成分， 對動物的生理功能具重要的作用[6]。Cheng 和Lin[7]也進行過雜交構(gòu)樹葉的相關(guān)研究，他們在雜交構(gòu)樹中提取出了查耳酮，這種物質(zhì)可以抗氧化，也能抑制腫瘤基因的表達。Lee 等[8]從雜交構(gòu)樹葉中提取出了黃酮類物質(zhì)，這類物質(zhì)可能抑制乳腺癌和前列腺癌的基因表達，提示雜交構(gòu)樹葉還有一定的抗癌作用。近年來，有人從構(gòu)樹中獲得了一系列新的木脂素類化合物和3種新的二萜類物質(zhì)，分別為構(gòu)樹酮A、構(gòu)樹酮B和構(gòu)樹酮C，認為其可能在開發(fā)藥物上有著一定的應(yīng)用前景[9]。

2 影響構(gòu)樹飼料營養(yǎng)價值的因素

2.1 雜交構(gòu)樹不同部位的影響

雜交構(gòu)樹屬于小灌木，用做飼料的部分主要是鮮嫩的枝葉，其中樹葉部分的營養(yǎng)素含量明顯高于枝條部分。據(jù)于明等[10]的測定，枝條上1/3的粗蛋白質(zhì)含量為22.5%，粗纖維為6.64%，鈣為1.24%，磷為0.42%；而枝條下1/3部分四種營養(yǎng)素的含量分別為20.13%、12.13%、2.12%和0.82%，后三種營養(yǎng)素的含量有明顯差別。枝條上1/3和下1/3的單寧含量分別為0.75%和1.97%。劉玉等[11]測定了8月份株高1.5m的構(gòu)樹枝和葉的營養(yǎng)素含量，結(jié)果見表4。

表4 構(gòu)樹枝和葉營養(yǎng)素含量測定結(jié)果 %

2.2 枝葉收獲季節(jié)的影響

侯改鳳[12]等人對南京、湖北等地春夏秋三季的構(gòu)樹葉所含主要營養(yǎng)成分進行歸納總結(jié)后發(fā)現(xiàn)，7月份粗蛋白含量最高，9月份粗脂肪與粗纖維含量最高。于明等[10]的測定結(jié)果顯示，遼寧蓋州地區(qū)7月中旬采收的構(gòu)樹枝葉粗蛋白質(zhì)含量為23.37%，粗纖維為7.23%，鈣為1.42%，磷為0.43%；8月中旬采收的構(gòu)樹枝葉四種營養(yǎng)素的含量分別為21.26%、9.12%、1.89%和0.54%；8月中旬采收的構(gòu)樹枝葉4種營養(yǎng)素的含量分別為19.71%、11.35%、2.56%和0.95%。3個時期構(gòu)樹枝葉中單寧的含量分別為0.95%、1.34%和2.36%，隨著枝葉的老化，單寧的含量顯著升高。

2.3 水土肥的影響

不同地區(qū)的自然氣候條件和地質(zhì)土壤條件存在差異，生長的構(gòu)樹枝葉營養(yǎng)成分存在差異。從表1和其他研究人員的研究結(jié)果看，來自廣西、遼寧、甘肅、江蘇等省的樣品檢測結(jié)果都不相同[2，12-15]。水、土、肥不僅影響到構(gòu)樹的生長勢，也會影響到其中營養(yǎng)素的含量。

2.4 加工技術(shù)的影響

加工方式包括物理加工(干燥、粉碎等)、化學處理(堿化處理、酶解處理等)和生物學加工(如青貯發(fā)酵等)。合理的加工有助于細胞壁破裂，釋放其中的營養(yǎng)素，提高消化率。

3 雜交構(gòu)樹飼料的加工利用方式

雜交構(gòu)樹葉有三種利用方式，分別為直接飼用、制作葉粉、青貯發(fā)酵。

3.1 直接飼用

雜交構(gòu)樹葉可直接用于畜禽的飼喂，但其粗纖維含量對于禽類、幼齡家畜而言過高，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以消化利用[6]。而且雜交構(gòu)樹葉含有大量剛性毛刺，適口性差，禽類和幼齡家畜不喜歡采食；鮮嫩枝葉中所含較多的單寧也影響適口性。飼糧中添加大量新鮮的雜交構(gòu)樹葉，會因為適口性問題造成動物采食量的下降，進而降低動物的生產(chǎn)性能。鮮嫩構(gòu)樹枝葉直接喂飼，需要經(jīng)過初加工：如切碎或打漿，與其他飼料混合均勻后喂飼，從少到多逐漸增加使用量，讓畜禽有一個適應(yīng)過程。研究表明，構(gòu)樹鮮葉搭配部分精料直接飼喂豬等家畜有較好的效果[16]。

3.2 制作葉粉

樹葉粉是將樹葉在量和質(zhì)達到相對平衡的時期進行采收、經(jīng)過自然風干或人工干燥制作而成的能夠長時間儲存的粉末狀非常規(guī)動物飼料[17]。樹葉粉受到人們關(guān)注，不僅因其是優(yōu)質(zhì)蛋白飼料，還因為其能夠降低飼料中糧食所占的比重，緩解糧食短缺而造成的原料價格上漲壓力。構(gòu)樹葉粉的常用制作方法是：新鮮采收的構(gòu)樹葉連同嫩枝在晴天時直接曬干，有的是將采收的鮮嫩枝葉放在晾架上曬干(較好地利用風干條件)，陰雨天則在室內(nèi)用烘烤設(shè)備低溫烤干，烤干后直接打碎。構(gòu)樹葉經(jīng)過干燥粉碎后，含水量顯著降低，便于貯存，而且容易添加到配合飼料中，其適口性差的問題也在一定程度上得到改善。唐亮等[17]在廣西南寧于3～12 月份采集構(gòu)樹葉制成葉粉，測定結(jié)果發(fā)現(xiàn)，6～10 月份的葉粉總能較高，3～10 月份粗蛋白含量在20%以上，3、8、9 和10 月份的葉粉纖維含量較低。

3.3 青貯發(fā)酵

構(gòu)樹葉的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，粗纖維含量高，直接飼用會存在適口性差、消化率低的問題，經(jīng)過合理的加工處理能夠降低其蛋白質(zhì)消化難度與粗纖維含量，進而提高其飼喂價值[17]。目前，最適宜的方法就是對其進行發(fā)酵處理，經(jīng)過生物發(fā)酵后能夠降解部分粗纖維，形成一些揮發(fā)性脂肪酸，同時產(chǎn)生芳香類物質(zhì)，提高適口性。生物發(fā)酵還能夠?qū)?gòu)樹葉中的粗蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化為小分子的肽和氨基酸等，提高蛋白質(zhì)的消化效率。張益民[18]通過對構(gòu)樹葉添加作物秸稈發(fā)酵5 d和9 d 后，粗蛋白質(zhì)含量分別提高16.3%和23.9%，粗脂肪含量分別提高10.31%和20.33%，而粗纖維含量變化不明顯；在不添加秸稈的情況下發(fā)酵9d后，粗蛋白質(zhì)提高35.74%、粗脂肪提高37.06%、粗纖維含量下降15.31%。一些研究發(fā)現(xiàn)，構(gòu)樹葉發(fā)酵后其粗纖維含量下降，短鏈脂肪酸和粗蛋白質(zhì)水平提高。一些抗營養(yǎng)因子，如單寧等的含量顯著下降。經(jīng)青貯處理后喂飼草食動物發(fā)現(xiàn)，其適口性顯著改善[19]。鮮嫩的構(gòu)樹枝葉含水量較高，青貯前需要適當晾曬，以便于采用中水分和低水分青貯；為控制發(fā)酵前的水分含量，可以適當添加玉米粉、米糠、粗纖維類等高吸水力的原料，也有利于提升構(gòu)樹發(fā)酵的品質(zhì)[20]。司丙文等[21]的研究發(fā)現(xiàn)，在雜交構(gòu)樹青貯中添加糖蜜、酶菌復(fù)合制劑及防腐劑，在發(fā)酵品質(zhì)和營養(yǎng)價值方面均有明顯的改善。

4 構(gòu)樹飼料在畜禽養(yǎng)殖中的應(yīng)用

4.1 雜交構(gòu)樹在牛、羊養(yǎng)殖中的應(yīng)用

反芻動物能夠有效利用青粗飼料，包括青貯飼料，雜交構(gòu)樹枝葉可以做為牛羊的重要飼料組成。Alhassan[22]研究發(fā)現(xiàn)，將構(gòu)樹葉片添加到西非矮羊基礎(chǔ)日糧中，可以提高日均采食量0.04 kg。同時，西非矮羊血液常規(guī)檢測結(jié)果，并未表現(xiàn)出異常變化。林萌萌[23]等研究發(fā)現(xiàn)，在薩寒雜交肉羊養(yǎng)殖中，用青貯雜交構(gòu)樹葉替代蛋白飼料，隨著替換量的增加，相同日增重下肉羊的排泄物增多，飼料消化率下降。楊旸等[24]的實驗研究發(fā)現(xiàn)，構(gòu)樹作為青貯飼料投喂黑山羊，與常規(guī)飼料組對比，實驗組黑山羊身體長速較快，一只黑山羊的平均飼料費用，顯著低于常規(guī)飼料投喂的黑山羊。

屠焰等[25]的研究表明，雜交構(gòu)樹全株嫩苗粗蛋白質(zhì)24 h和48h瘤胃降解率為86.77%和94.29%，可為反芻動物提供數(shù)量較多、消化率較高的蛋白質(zhì)。蘇應(yīng)玉[26]等研究發(fā)現(xiàn)，在荷斯坦奶牛的基礎(chǔ)日糧中分別添加4%、8%、12%的發(fā)酵構(gòu)樹葉，可不同程度的提高產(chǎn)奶量，12%的添加量組奶量增加最多；各試驗組間的乳脂率、乳蛋白、干物質(zhì)含量無顯著差異。

4.2 雜交構(gòu)樹在豬養(yǎng)殖中的應(yīng)用

李海新[27]研究發(fā)現(xiàn)，10%～15%的雜交構(gòu)樹葉可顯著增加育肥豬的平均日增重。當添加量達到10%時，背膘厚度顯著下降，對肉品質(zhì)有改善作用的游離氨基酸和谷氨酸鈉等物質(zhì)顯著上升，肉色也有改善；當添加量達到20%時，平均日增重明顯下降。何國英[14]研究發(fā)現(xiàn)，當基礎(chǔ)飼糧中的構(gòu)樹葉粉添加量達到20%時，生長豬的各個生化指標中，表觀消化率顯著降低。這些研究表明，雜交構(gòu)樹葉在豬生產(chǎn)中的使用量不宜超過20%。然而，夏中生等[14]的試驗結(jié)果顯示，在生長豬的基礎(chǔ)飼糧中添加20%的雜交構(gòu)樹葉，豬的平均采食量和平均日增重無明顯變化。陶興無等[20]系統(tǒng)研究后發(fā)現(xiàn)，20%的雜交構(gòu)樹葉，可降低育肥豬料肉比。以上研究結(jié)果提示，發(fā)酵雜交構(gòu)樹葉添加量控制在20%以下，對生長育肥豬的肉色肉質(zhì)、平均日增重有一定程度的提升，并能夠降低養(yǎng)殖成本。

4.3 構(gòu)樹飼料在家禽養(yǎng)殖中的應(yīng)用

雜交構(gòu)樹在家禽養(yǎng)殖中，主要用于鵝、優(yōu)質(zhì)雞(仔雞和種雞)以及放養(yǎng)蛋雞生產(chǎn)中。侯海峰等[10]研究發(fā)現(xiàn)，1.5%～2%雜交構(gòu)樹葉可以增強3～9周齡蛋雞對新城疫的免疫力，還可以免疫H5N1型禽流感對4-9周齡蛋雞的感染。李艷芝[29]的結(jié)果表明，在產(chǎn)蛋中期蛋雞日糧中添加不同水平(0.5%、1%、1.5%、2%)的構(gòu)樹葉均可增加蛋重，以2%添加組效果最佳(P<0.05)；各試驗組對產(chǎn)蛋率均有一定的改善，而對采食量和料蛋比無顯著性影響(P>0.05)，1.5%添加組的蛋黃顏色、蛋殼相對重、蛋殼厚度均顯著優(yōu)于對照組(P<0.05)；蛋形指數(shù)、蛋黃系數(shù)、蛋黃相對重、哈夫單位等指標，1.5%添加組和對照組相比，差異不顯著(P>0.05)。吳健平[30]對良鳳花雞的血液生化指標進行分析后發(fā)現(xiàn)，日糧中添加2%～6%的構(gòu)樹葉粉后，血清白蛋白含量顯著提升，促進合成肌肉的蛋白質(zhì)生成，提高了良鳳花雞的生長性能。鵝作為草食性家禽，能夠較好地利用青粗飼料，然而雜交構(gòu)樹在養(yǎng)鵝生產(chǎn)中的應(yīng)用，尚缺乏相關(guān)報道。

5 構(gòu)樹資源飼料化尚待解決的問題

5.1 雜交構(gòu)樹的適宜收割期確定

劉玉等[11]研究表明，雜交構(gòu)樹作為飼料，樹高度越低，飼用價值越高，綜合考慮產(chǎn)量和經(jīng)濟效益，適宜刈割高度為1.0～1.5 m，此時全株嫩苗CP含量為20.5%～23%，可以作為一種較好的蛋白飼料原料。但是，受降雨、土質(zhì)等因素的影響，相同的生長期內(nèi)，不同地區(qū)構(gòu)樹的生長高度也會存在較大差異，需要在不同地區(qū)測定后，再確定適宜的收割期。

5.2 單一青貯影響效果

雜交構(gòu)樹青貯原料上附生的乳酸菌的數(shù)量較少，干物質(zhì)和水溶性碳水化合物含量低，粗蛋白質(zhì)含量較高，屬于較難青貯原料；如果在雜交構(gòu)樹青貯中添加糖蜜、酶菌復(fù)合制劑及防腐劑，發(fā)酵品質(zhì)和營養(yǎng)價值均有明顯的改善，但添加糖蜜+酶菌復(fù)合制劑成本更低些[21]。周貴等[32]的研究發(fā)現(xiàn)，構(gòu)樹枝葉青貯時，添加構(gòu)樹枝葉原料總量5%～10%的玉米粉青貯，可獲得好的青貯效果，但飼喂時要考慮青貯料中的玉米含量相應(yīng)減少。

5.3 合適用量的確定

雜交構(gòu)樹嫩枝葉中含有較高的粗蛋白質(zhì)，但是其粗纖維的含量同樣較高，在反芻動物飼料中可以占較高比例，在日糧總量中占10%～25%是可行的。在鵝的養(yǎng)殖中可以占飼料比例的15%。但在豬、雞等畜禽養(yǎng)殖中不適宜較多添加，這些畜禽對粗纖維的消化率偏低，用量偏大會影響豬、雞的營養(yǎng)吸收量，影響其生產(chǎn)性能，尤其是在育肥豬、肉子雞和高產(chǎn)蛋雞養(yǎng)殖中不宜多用，有的情況下甚至不宜使用。

5.4 在退耕還林還草中的應(yīng)用

目前，很多地方把雜交構(gòu)樹的種植作為一種產(chǎn)業(yè)進行推廣，尤其是在一些農(nóng)區(qū)，在良田中種植雜交構(gòu)樹。從一些種植及應(yīng)用情況看，雜交構(gòu)樹對地力的消耗很大，改種其他作物后會顯著影響作物產(chǎn)量；其次，構(gòu)樹根系比較發(fā)達，生命力強，想要更換種植作物的類型，卻不容易將構(gòu)樹完全鏟除。