趙秀梅 劉建勇 劉彥培 金杰 黃必志
(1云南省草地動物科學(xué)研究院云南昆明650212;2云南省農(nóng)科院熱區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)研究所云南元謀651300)
構(gòu)樹[Broussonetia papyrifera(L.)Vent.]為??茦?gòu)樹屬,多年生落葉喬木。構(gòu)樹是我國鄉(xiāng)土樹種,自古我國就有利用構(gòu)樹飼喂家畜的習(xí)慣,2015年國務(wù)院扶貧辦把構(gòu)樹扶貧工程正式列為我國十項(xiàng)精準(zhǔn)扶貧工程之一。中國科學(xué)院植物研究所培育的雜交構(gòu)樹新品種,一方面,可以替代部分蛋白飼料,如苜蓿和大豆,緩解我國蛋白飼料原料自給率低、進(jìn)口依賴程度高的問題,另一方面,雜交構(gòu)樹對保護(hù)鹽堿化、石漠化地區(qū)生態(tài)環(huán)境和促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展也具有重要作用。本文就構(gòu)樹近年來在我國的研究和利用情況作一綜述,以期為其合理化開發(fā)利用提供依據(jù)[1-2]。
構(gòu)樹主根和側(cè)根均分布很淺,且側(cè)根分布較為廣泛,生長極為迅速,萌芽力分蘗力強(qiáng),耐修剪;葉互生,寬卵形,邊緣有粗鋸齒,不分裂或3-5裂,兩面密被絨毛;雌雄異株,雌花序球形頭狀;全株樹皮呈現(xiàn)暗灰色或者灰褐色且很光滑,枝干葉均含乳汁;果實(shí)營養(yǎng)豐富為聚花果,富含多種營養(yǎng)成分如多糖、VC、蛋白質(zhì)、氨基酸和微量元素;種子含豐富脂肪油,主要成分為亞油酸、油酸、棕櫚酸等。構(gòu)樹葉、嫩枝、花、果實(shí)均可作為蛋白飼料原料來源[3-6]。其抗逆性強(qiáng),耐干旱、鹽堿、貧瘠、低溫,抗病蟲害,易繁殖,生命力旺盛,適應(yīng)性強(qiáng)。構(gòu)樹具有抗真菌、抗氧化、抗病毒、增強(qiáng)免疫力等藥理作用,目前國內(nèi)外學(xué)者對構(gòu)樹各器官的化學(xué)成分進(jìn)行研究,分離得到多種化合物,如黃酮類、萜類、木脂素類、糖苷類、酚類、氨基酸、揮發(fā)性油、脂肪酸等[7-9]。構(gòu)樹還具有凈化空氣、吸硫吸氟、吸塵防霾、固土固氮、石漠化防治、防止水土流失等生態(tài)功能。此外,構(gòu)樹還可用于造紙,目前用于造紙制漿的樹種生長周期長,投資成本高,構(gòu)樹具有速生高產(chǎn)性、管理粗放等優(yōu)點(diǎn),可解決當(dāng)前造紙業(yè)存在的問題[10]。
何國英等[11]通過構(gòu)樹葉粉替代小鼠一定比例的基礎(chǔ)日糧進(jìn)行毒理實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)20%、30%替代組未見明顯毒性變化。趙峰等[12]用構(gòu)樹葉粉飼喂小白鼠,發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)日糧中構(gòu)樹葉粉低于40%對小白鼠無毒,高于40%小白鼠的肝、腎組織有輕度病理變化。戚亞偉等[13]發(fā)現(xiàn),在小鼠的高脂日糧中添加2%和5%的構(gòu)樹葉,與對照組相比,小鼠血清葡萄糖、游離脂肪酸、總膽固醇顯著降低,表明構(gòu)樹葉能促進(jìn)營養(yǎng)性肥胖小鼠脂肪和能量轉(zhuǎn)化消耗。由此可見,在小白鼠基礎(chǔ)日糧中添加適當(dāng)比例的構(gòu)樹葉不僅不會造成小白鼠食物中毒,還能促進(jìn)小白鼠脂肪和能量的消化吸收和轉(zhuǎn)化?!讹暳闲l(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》[14]規(guī)定基礎(chǔ)日糧中砷、鉛、鉻最大限量分別為0.92、6.99、49.10 mg/kg,構(gòu)樹葉在畜禽基礎(chǔ)日糧中添加一定比例安全無毒。梁春宇等[15]用雜交構(gòu)樹青貯飼喂泌乳前期奶牛,發(fā)現(xiàn)飼糧中雜交構(gòu)樹青貯添加比例低于21%對泌乳前期奶牛肝功能、腎功能、血清生化指標(biāo)無顯著影響,但能增強(qiáng)奶??偪寡趸芰?。李旭靜等[16]用青貯雜交構(gòu)樹替換青貯全株玉米,按照等能等氮配制基礎(chǔ)日糧飼喂綿羊,發(fā)現(xiàn)飼喂雜交構(gòu)樹青貯的綿羊生產(chǎn)性能未受影響,但其免疫能力有所提高,因此可用構(gòu)樹青貯替代一定比例的全株玉米青貯飼喂綿羊。黃彥興等[17]用發(fā)酵雜交構(gòu)樹粉喂豬,發(fā)現(xiàn)與日糧添加喹烯酮的對照組相比,構(gòu)樹組毒素蓄積指數(shù)、過敏指數(shù)明顯降低,豬的綜合健康指數(shù)提高。沈世華等[1]研究發(fā)現(xiàn),為防止畜禽大量飼喂構(gòu)樹青貯料引起酸中毒,可用添加堿復(fù)合處理的秸稈和精飼料一起飼喂畜禽,或加干草和堿與精料一起飼喂,中和胃酸??梢姡瑯?gòu)樹枝葉通過一定的加工處理可在家畜基礎(chǔ)日糧中添加適當(dāng)比例替代部分粗飼料,補(bǔ)充一定量的蛋白飼料,對家畜安全無毒。
構(gòu)樹含有豐富的粗蛋白(CP)、粗脂肪(EE)、氨基酸(Amino acids)、維生素及礦質(zhì)元素。構(gòu)樹葉片中粗蛋白含量高于20%,僅次于大豆,優(yōu)于苜蓿草粉,中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維含量低于苜蓿,礦物質(zhì)含量鈣高磷低,與苜蓿草粉類似,總氨基酸含量超過20%[18-21]。屠焰等[22]研究發(fā)現(xiàn),雜交構(gòu)樹葉粗蛋白大于莖稈。劉玉等[23]報(bào)道構(gòu)樹葉中粗蛋白、粗脂肪、鈣顯著高于莖,粗纖維、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維顯著低于莖,同時(shí),飼用價(jià)值越低。結(jié)合產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益,刈割高度為1~1.5 m飼用價(jià)值較高。綜合結(jié)果顯示,構(gòu)樹是一種高蛋白木本飼料,可替代一部分大豆粕等蛋白飼料原料,也可替代一定比例粗飼料,如苜蓿草粉和全株玉米。構(gòu)樹(BP)、大豆粕(Soybean meal)、苜蓿草粉(Alfalfa meal)、玉米(corn)營養(yǎng)成分及氨基酸組成和含量見表1[23-24]、2[24-25]。雜交構(gòu)樹屬木本飼料,木質(zhì)素粗纖維含量高,直接飼喂畜禽適口性差,營養(yǎng)物質(zhì)消化率低,可用物理、生物、化學(xué)辦法改善適口性,提高營養(yǎng)物質(zhì)消化率,如人工機(jī)械切短、粉碎、加熱煮熟、酶制劑發(fā)酵法。目前,應(yīng)用較廣泛的是青貯發(fā)酵法。由于構(gòu)樹可溶性碳水化合物含量偏低,單獨(dú)青貯pH值下降速度慢,產(chǎn)生丁酸,青貯發(fā)酵品質(zhì)差,可加入蜜糖、發(fā)酵菌、復(fù)合酶等提高發(fā)酵品 質(zhì)。構(gòu)樹青貯前后常規(guī)營養(yǎng)成分見表3[11,25-29]。
表1 構(gòu)樹葉、玉米、大豆粕、苜蓿草粉的常規(guī)營養(yǎng)成分比較(以干物質(zhì)為基礎(chǔ))[23-24] 單位:%
表2 構(gòu)樹葉粉、大豆粕、苜蓿草粉、玉米的氨基酸組成[24-25] 單位:%
表3 構(gòu)樹葉青貯發(fā)酵前后營養(yǎng)成分對比[11,25-29]單位:%
Cheema等[30]研究發(fā)現(xiàn),基礎(chǔ)日糧中蛋白質(zhì)含量和干物質(zhì)瘤胃降解率一定范圍內(nèi)呈正相關(guān)。屠焰等[31]研究發(fā)現(xiàn),構(gòu)樹全株嫩苗青貯粗蛋白、粗脂肪、粗纖維在瘺管牛24 h瘤胃降解率均大于80%。華金玲[32]等用構(gòu)樹青貯替代部分玉米青貯飼喂白山羊,發(fā)現(xiàn)當(dāng)青貯構(gòu)樹添加比例小于50%時(shí),瘤胃降解率和氮利用率較高,從而提高粗飼料營養(yǎng)物質(zhì)消化率。吳璇[33]等用雜交構(gòu)樹、玉米秸稈青貯和燕麥青干草飼喂山羊發(fā)現(xiàn),飼喂單一粗飼料雜交構(gòu)樹的干物質(zhì)瘤胃降解率大于組合飼草構(gòu)樹、玉米秸稈青貯和燕麥青干草。可見,構(gòu)樹青貯飼喂牛、羊瘤胃降解率較高,營養(yǎng)物質(zhì)消化吸收好。梁春宇等[15]研究發(fā)現(xiàn),基礎(chǔ)日糧中添加構(gòu)樹青貯奶牛養(yǎng)分表觀消化率較高,添加比例高于7%,表觀消化率降低。夏中生等[34]在基礎(chǔ)飼糧中添加20%構(gòu)樹葉粉,豬粗蛋白、粗脂肪、粗纖維等各指標(biāo)的表觀消化率明顯偏低。何國英[11]研究指出,豬和雞對構(gòu)樹葉中多種營養(yǎng)成分表觀消化率存在一定差異,但對粗蛋白表觀消化率均在70%以上。可見,構(gòu)樹葉是優(yōu)良植物性蛋白來源,畜禽基礎(chǔ)日糧中可添加適當(dāng)比例構(gòu)樹葉替代部分粗飼料。但目前發(fā)酵構(gòu)樹葉在不同畜禽基礎(chǔ)日糧中添加比例和添加量沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),還需進(jìn)一步研究。
王福傳等[35]選擇玉米全株青貯組、構(gòu)樹青貯組和玉米秸黃干貯組飼喂肉牛后發(fā)現(xiàn),構(gòu)樹青貯組經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)于玉米秸黃干貯組。TAO等[36]用構(gòu)樹青貯飼喂肉牛,肉牛生長體重、肉品質(zhì)、血液生化指標(biāo)均提高。華金玲等[32]用構(gòu)樹葉與青貯玉米搭配育肥白山羊,發(fā)現(xiàn)添加25%~50%構(gòu)樹時(shí),羊平均日增重、胴體質(zhì)量及屠宰率均顯著提高。司丙文等[37]研究發(fā)現(xiàn),基礎(chǔ)日糧中添加構(gòu)樹可提高肉羊生長性能、免疫力和抗氧化能力,改善羊肉脂肪酸構(gòu)成。綜上所述,反芻動物基礎(chǔ)日糧中添加適當(dāng)比例構(gòu)樹青貯可提高其生長性能和健康水平,改善肉品質(zhì),增加經(jīng)濟(jì)效益。彭超威等[38]發(fā)現(xiàn),豬基礎(chǔ)日糧添加20%~25%構(gòu)樹葉粉飼養(yǎng)成本降低。彭海龍等[39]研究發(fā)現(xiàn),在飼糧中添加發(fā)酵構(gòu)樹葉顯著提高豬平均日增重,肉色改善。王永樹等[40]用構(gòu)樹鮮葉飼喂豬發(fā)現(xiàn),肉質(zhì)得到改善,屠宰凈重得到提高。熊羅英等[41]研究發(fā)現(xiàn),構(gòu)樹葉粉和發(fā)酵構(gòu)樹葉粉能顯著改善肉雞肉品質(zhì)和風(fēng)味。劉紀(jì)成等[42]用發(fā)酵構(gòu)樹葉替代基礎(chǔ)日糧飼喂鵪鶉60 d后發(fā)現(xiàn),能顯著增加鵪鶉蛋重并提高產(chǎn)蛋率。構(gòu)樹葉中生物堿和有機(jī)酸能促進(jìn)卵泡發(fā)育、調(diào)節(jié)子宮收縮、改善生殖內(nèi)分泌系統(tǒng)、增加產(chǎn)蛋量。綜上所述,可添加適當(dāng)比例的構(gòu)樹枝葉替代部分粗飼料和蛋白飼料飼喂畜禽,提高其生長性能、生產(chǎn)性能和經(jīng)濟(jì)效益,改善肉品質(zhì)。
綜上所述,目前我國構(gòu)樹研究主要集中在構(gòu)樹青貯前后常規(guī)營養(yǎng)成分變化,青貯品質(zhì),粗加工后營養(yǎng)成分變化,飼喂畜禽包括豬、雞、羊后消化代謝情況,臟器和血液變化情況及經(jīng)濟(jì)效益。總體研究報(bào)道較少,研究深度和廣度不夠,比如雖然研究構(gòu)樹青貯前后常規(guī)營養(yǎng)變化,但構(gòu)樹替代粗飼料和蛋白飼料飼喂畜禽具體添加量和添加比例沒有一個(gè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),其替代傳統(tǒng)常規(guī)飼料安全性研究也少有涉及。
由于構(gòu)樹葉蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜,粗纖維和單寧含量高,未經(jīng)生物發(fā)酵處理的構(gòu)樹直接飼喂畜禽食用后消化吸收利用率低,動物適口性不佳,添加比例過高還會引起動物中毒。目前主要通過加熱煮熟、粉碎、切短、柔絲、青貯發(fā)酵的方式改善適口性,提高消化吸收率,但加熱煮熟只適合小型養(yǎng)殖戶,不適合養(yǎng)殖場使用,構(gòu)樹加工沒有形成統(tǒng)一的工藝和流程。劉玉等[23,43-44]指出,結(jié)合構(gòu)樹產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益最適宜的刈割高度為0.6~1.5 m,刈割高度差異顯著,推測與構(gòu)樹品種、不同產(chǎn)地有關(guān)。付錦濤等[45]、司丙文等[46]研究發(fā)現(xiàn),構(gòu)樹青貯天數(shù)為30~60 d不等,發(fā)酵品質(zhì)良好,可見構(gòu)樹發(fā)酵時(shí)間差異較大,推測與青貯過程中是否使用添加劑及構(gòu)樹品種有關(guān)。還有研究認(rèn)為,構(gòu)樹蛋白含量高,干物質(zhì)和可溶性碳水化合物含量低,附著的乳酸菌含量少,不宜單獨(dú)青貯,應(yīng)加入適宜的添加劑,也有部分學(xué)者認(rèn)為構(gòu)樹青貯可不加入添加劑,發(fā)酵品質(zhì)良好[46]。
施海娜等[47]指出構(gòu)樹品種不同,營養(yǎng)成分和含量就會出現(xiàn)差異且不穩(wěn)定,因此,構(gòu)樹品種和種苗很重要。一方面,我國構(gòu)樹種苗來源混亂,市場上使用雜交構(gòu)樹扦插苗代替雜交構(gòu)樹組培苗,或用造紙用的雜交構(gòu)樹做為飼用雜交構(gòu)樹進(jìn)行種苗繁育。另一方面,我國西南片區(qū)主要采用野生構(gòu)樹飼喂畜禽,野生構(gòu)樹分布不集中,營養(yǎng)成分不穩(wěn)定,大規(guī)模采收困難。構(gòu)樹飼用價(jià)值開發(fā)利用尚處于試驗(yàn)階段,實(shí)踐應(yīng)用不足,產(chǎn)業(yè)效益發(fā)揮不充分。
我國中西部地區(qū)一直是牛羊肉的主產(chǎn)區(qū)和城市居民牛羊肉的主要供給來源,但飼料資源尤其蛋白飼料資源緊缺,山區(qū)、坡地人工構(gòu)樹種植較少,構(gòu)樹產(chǎn)業(yè)沒有發(fā)展起來。云、貴、川等中西部多個(gè)省份都種植有構(gòu)樹,但構(gòu)樹種植分散,沒有形成規(guī)模,一部分縣份在良田肥地種植構(gòu)樹,造成構(gòu)樹種植經(jīng)濟(jì)效益不顯著,如云南人工構(gòu)樹主要集中在昆明尋甸縣、楚雄武定縣、文山硯山縣、保山市,構(gòu)樹種植地點(diǎn)都是良田肥地,加之構(gòu)樹干物質(zhì)含量低、莖葉比高,木質(zhì)素、纖維素含量高,可飼用部分為葉片和少量嫩枝,造成構(gòu)樹總產(chǎn)量高,但可飼用部分產(chǎn)量低,經(jīng)濟(jì)效益不明顯。部分山區(qū)農(nóng)戶主要以野生構(gòu)樹飼喂畜禽為主,沒有把構(gòu)樹種植與畜禽飼養(yǎng)有機(jī)結(jié)合起來,經(jīng)濟(jì)效益低。
構(gòu)樹研究深度和廣度需要拓展。應(yīng)側(cè)重對構(gòu)樹替代粗飼料和蛋白飼料飼喂效果研究,如其替代傳統(tǒng)常規(guī)飼料安全性,構(gòu)樹與其他蛋白飼料苜蓿、大豆粕相比產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益如何,動物食用構(gòu)樹后消化代謝、生長性能、生產(chǎn)性能、肉品質(zhì)等,特別是對飼喂反芻動物和水產(chǎn)動物的效果進(jìn)行系統(tǒng)科學(xué)研究。政府相關(guān)部門應(yīng)充分認(rèn)識到構(gòu)樹產(chǎn)業(yè)對我國畜牧業(yè)發(fā)展的重要性,加大財(cái)政支持力度,確保構(gòu)樹科研經(jīng)費(fèi)充足,科研人員應(yīng)繼續(xù)穩(wěn)步推進(jìn)構(gòu)樹研究工作。
構(gòu)樹制備工藝需要統(tǒng)一。需盡快建立起統(tǒng)一高效的制備工藝和流程,特別是構(gòu)樹青貯制備工藝,探索出一套經(jīng)濟(jì)完善的構(gòu)樹飼料加工技術(shù),統(tǒng)一技術(shù)實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)。
構(gòu)樹發(fā)展需因地制宜科學(xué)育苗。應(yīng)規(guī)范種苗市場,依靠科技育苗,加大構(gòu)樹科普力度和推廣力度,讓種植戶和養(yǎng)殖戶對構(gòu)樹有一個(gè)全面科學(xué)的認(rèn)識,從而促進(jìn)構(gòu)樹產(chǎn)業(yè)穩(wěn)步發(fā)展,需因地制宜發(fā)展構(gòu)樹產(chǎn)業(yè),從采收機(jī)械化、特色化、原材料初加工等方面降低成本,同時(shí),建立不同條件下構(gòu)樹葉營養(yǎng)成分和生物活性物質(zhì)組分?jǐn)?shù)據(jù)庫。
構(gòu)樹種植需與養(yǎng)殖結(jié)合提高效益。在西南片區(qū)山區(qū)、坡地大力發(fā)展構(gòu)樹產(chǎn)業(yè),把構(gòu)樹種植與畜禽養(yǎng)殖結(jié)合起來。西南地區(qū)山多坡陡,土體資源貧瘠,適合大規(guī)模種植構(gòu)樹,應(yīng)大力推廣云南、貴州、四川、廣西山坡和坡地種植構(gòu)樹,提高蛋白飼料原料自給自足能力,促進(jìn)中西部地區(qū)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展,降低蛋白飼料原料進(jìn)口依賴度。同時(shí),延長雜交構(gòu)樹產(chǎn)業(yè)鏈,實(shí)現(xiàn)種養(yǎng)一體,種植與養(yǎng)殖相結(jié)合,才能創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,實(shí)現(xiàn)中西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會效益的有機(jī)統(tǒng)一。