飼料桑在畜禽飼養(yǎng)中應用研究進展與產業(yè)發(fā)展建議

關鍵詞：飼料桑；畜禽生產；蛋白質；青貯飼料

中圖分類號：S888：S816.5 文獻標識號：A 文章編號：1001-4942（2024）11-0164-06

桑樹原產于中國，但由于它能夠在溫帶到熱帶地區(qū)的各種氣候條件下生長而在世界各地都有種植。栽桑養(yǎng)蠶一直是我國的傳統(tǒng)產業(yè)，歷經千年而不衰。桑樹也長期以來一直被用于中醫(yī)治療，其莖、葉和根具有清熱解肺、平喘、利濕等作用。此外，桑樹在防治荒漠化、水土保持、鹽堿地治理、退耕還林等方面的作用也得到肯定。目前，蠶桑業(yè)發(fā)展有了新的趨勢，桑葉作為畜禽飼料進行的開發(fā)應用已引起國際上的廣泛關注。桑樹可直接作為飼料進行畜禽養(yǎng)殖是可持續(xù)發(fā)展和減輕牧草退化的一種生態(tài)化養(yǎng)殖方法。王謝等認為，飼料桑是指人工選育的將桑葉作為飼料飼養(yǎng)動物的桑樹品種。北京桑粱技術發(fā)展中心專家將其通過雜交育種與人工選擇培育出的雅津蛋白桑稱為飼料桑。王誠等認為，飼料桑是指人工雜交培育而成的草本桑，是以種子繁殖、再生能力強、營養(yǎng)價值豐富、可供畜禽食用的一類桑樹品種。然而對飼料桑的生物學分類，至今學術界仍沒有定論。本文中出現的飼料桑，特指以畜禽飼喂為目標通過雜交育種與人工選擇培育出的桑樹專用品種。

山東是飼料生產消費大省和畜牧業(yè)大省，數據顯示，2022年全省肉蛋奶總產量達1581萬噸，同比增長1.4%，總產值達到3003.5億元，同比增長3.5%，創(chuàng)歷史新高。國家統(tǒng)計局發(fā)布的2022年糧食產量數據顯示，山東全年糧食總產為554.38億千克，但大豆、玉米等飼料糧的制約較為突出。據青島海關統(tǒng)計，2022年山東省進口糧食1130.4萬噸，較上年減少15.2%，其價值為463.4億元人民幣，增長6.9%；2022年山東省進口大豆865.4萬噸，占同期糧食進口總量的76.6%。巴西和美國是山東省大豆進口的主要來源國，合計占同期大豆進口總量的92.8%。山東省畜禽養(yǎng)殖以“耗糧型”的豬禽為主，牛羊肉供給不足，沿黃及黃河三角洲地區(qū)是山東大力發(fā)展奶牛、肉牛、肉羊等草食動物的主產區(qū)，目前優(yōu)質青貯飼料缺口較大，飼料成本占畜牧企業(yè)總費用的70%以上，隨著產業(yè)的發(fā)展，尋找更適宜的飼料資源對牲畜生產的經濟性和可持續(xù)性至關重要。以桑葉代替商品精料進行飼養(yǎng)的研究發(fā)現：在不影響動物生產力的情況下其降低了飼養(yǎng)成本。因此，開發(fā)利用飼料桑等粗蛋白資源、優(yōu)化調整飼料配方結構、推進玉米和豆粕的減量替代，是緩解山東省蛋白飼料來源長期依賴大量進口的重要舉措，對保證我國糧食安全、食物安全和國家安全具有戰(zhàn)略意義。本文通過綜述飼料桑生物學特性、飼料桑在畜禽養(yǎng)殖中應用的研究進展，探討飼料桑的功能優(yōu)勢和山東省的飼料桑產業(yè)優(yōu)勢，并對山東省今后發(fā)展飼料桑產業(yè)提出建議，以期證明其在解決人畜爭糧矛盾和提升畜禽產品品質方面具有積極的現實意義。

1飼料桑生物學特性研究進展

1.1飼料桑的環(huán)境適應性和高產性

桑樹適應性強，在-30～40℃、pH4.5～9.0范圍內、含鹽量0.5%以內的鹽堿地中桑樹均能成活。飼料桑不同于番茄秧、甘薯秧及花生藤等飼料使用時需要受到季節(jié)、地域等因素影響，也不同于苜蓿種植時需要土質松軟的沙土地、需注意降水量及溫度變化等特點，它具有很強的區(qū)域適應性，全國范圍內均可種植生長，速生高產。因而，從我國海拔最高的青藏高原到四川盆地，從新疆和田沙漠到東部沿海灘涂，都有桑樹的分布和利用。有數據顯示，內蒙古、河南、河北等地均有約0.67萬公頃以上的專業(yè)化種植基地，基本形成了從育苗到種植再到品牌的全產業(yè)鏈發(fā)展。目前全國范圍內，桑樹莖、葉的平均產量為8～52噸／公頃。這種巨大的產量差異歸因于不同的桑樹品種、農業(yè)氣候條件、地理位置、土壤類型和收獲方式。我國收錄的桑品種高達546種，不同桑品種及其不同部位有其獨特的性能。研究表明，飼料桑桑葉和嫩枝均可作飼料，既能進行高密度種植也能在當季內多次采摘。

1.2飼料桑的營養(yǎng)物質及其含量

桑葉的營養(yǎng)成分豐富，含有較高的蛋白質、脂肪酸、維生素和纖維素等。桑葉蛋白質含量范圍為20%～23%，總糖為8%～10%，礦物質為12%～18%。桑葉營養(yǎng)價值甚至超過“飼草之王苜?！?。根據桑樹產葉量和其蛋白含量計算得出，每公頃桑葉產出蛋白質的量為1.65噸，相當于3噸大豆的蛋白產量。研究發(fā)現，桑葉中的抗營養(yǎng)因子制約了桑葉資源的開發(fā)利用，隨著發(fā)酵水平的提高，采用微生物發(fā)酵可降低桑葉中的抗營養(yǎng)因子含量，提高粗蛋白、粗脂肪含量。經過微生物發(fā)酵后，桑葉粗蛋白含量能達到24.47%左右，甚至超過玉米、小麥等一些常規(guī)飼料原料。

1.3飼料桑的功能活性成分

飼料桑除了蛋白質和能量物質含量高外，還含有豐富的植物次生代謝產物，如黃酮、多糖、生物堿類化合物等。黃酮類化合物具有抗炎、抗氧化和抗菌特性，飼料中添加桑葉黃酮可通過增加總揮發(fā)性脂肪酸、丙酸和氨濃度來改變瘤胃發(fā)酵動力學。桑樹中的多糖類化合物是由醛酮或醛糖通過糖苷鍵鏈接而成的天然高分子多聚物。研究發(fā)現，桑葉多糖和生物堿能夠有效降低α-糖苷酶的生物活性，并促使胰島β-細胞分泌更多胰島素，進而降低動物體內血糖和膽固醇的含量。1-脫氧野尻霉素（1-DNJ）是桑葉中重要的生物堿類活性物質。有研究發(fā)現，桑葉中的1-DNJ可以通過調控肝臟中糖代謝過程關鍵酶的mRNA含量及酶活性，從而實現對機體內葡萄糖、蛋白質及脂肪代謝和轉化的調控，并抑制脂肪的形成來防止高脂血癥的發(fā)展。因此，飼料桑的多種功能活性物質成分使其在降低血糖、血脂、膽固醇和抗炎、抗菌、抗氧化等方面效果顯著。

2飼料桑畜禽養(yǎng)殖應用研究進展

2.1飼料桑的生物學特性使其在畜禽養(yǎng)殖上具有應用優(yōu)勢

氣候變化給畜牧業(yè)和飼料供給帶來了不確定性，亟需開發(fā)利用新型飼料原料以確保動物生產的可持續(xù)性。優(yōu)質蛋白飼料如作物殘余物、魚粉和骨粉等，因市場需求量大、畜禽消化率低、供應不平衡等因素而限制其更廣泛的應用。飼料桑因具有較高的生物量成為替代常用畜禽飼料的有效途徑。熱帶國家通常利用當地的樹木和灌木作為牲畜飼料。美國聯邦理工大學通過對桑飼料的替代價值研究發(fā)現，綿羊對桑葉營養(yǎng)物質的消化率高，且體重增長快，單食桑葉可提供可靠的蛋白質來源。而在我國，桑樹的抗逆性強、產量高，是用作飼料的重要原因。研究證明，桑樹的產葉量比苜蓿高37.2%，比荒漠草原產草量高91.3%。目前，飼料桑既可以用作新鮮飼料，也可以用來加工成青貯飼料，以便養(yǎng)殖戶在飼料短缺期間使用。

2.2飼料桑營養(yǎng)物質對畜禽養(yǎng)殖的影響

飼料桑蛋白質含量遠高于其他傳統(tǒng)飼料（豆粕等），是牲畜的優(yōu)質蛋白飼料。通過桑葉等不同飼料在綿羊消化道的實驗發(fā)現，各飼料在粗蛋白和消化率等方面存在顯著差異，桑葉的許多品質指標可與紫花苜蓿相媲美，某些情況下還優(yōu)于紫花苜蓿，證明桑葉是一種優(yōu)良的畜禽飼料。但也有研究發(fā)現，飼糧中加入適量的桑葉粉雖然可以提高飼料的產品品質，但較高比例的桑葉粉會導致豬的生長性能下降，主要原因是桑葉粉中的粗纖維含量較高，致使飼糧中的抗營養(yǎng)因子含量超過畜禽耐受水平，從而影響畜禽的生產性能和機體健康。桑樹在溫帶和熱帶地區(qū)都具有作為戰(zhàn)略性飼料來源的潛力。Simbaya等研究發(fā)現，青貯飼料桑中含有豐富的粗蛋白、水溶性碳水化合物、中性洗滌纖維和微量元素。研究表明，青貯飼料桑也顯示出喂養(yǎng)肉牛的潛力，而不會對其生長性能產生不利影響。因此，飼料桑依靠較高的蛋白質和消化率的優(yōu)勢成為替代植物性蛋白質來源的動物飼料。

目前，關于蛋白桑在水產動物養(yǎng)殖中應用的研究報道不多。張小麗等及劉家星等研究發(fā)現，飼喂蛋白桑粉或蛋白桑鮮葉可以顯著促進鯽魚和草魚的生長發(fā)育，顯著提高其增重量，同時可以降低餌料系數。這表明，可以將蛋白桑應用到水產養(yǎng)殖中。

2.3飼料桑功能活性物質在畜禽養(yǎng)殖中的作用

飼料桑中類黃酮的生物活性造就了桑葉成為動物飼料原料平替品的不二選擇。宋瓊莉等通過對飼料桑類黃酮的研究發(fā)現，育肥豬飼料中添加適量的桑葉粉可提高豬的抗氧化能力，降低脂肪酶活性，改善豬肉品質。Omotoso等研究表明，日糧中添加桑葉黃酮可降低綿羊瘤胃微生物種群數量，并通過抑制甲烷菌群數量提高有機物消化水平，減少甲烷氣體排放。更重要的是，桑葉黃酮可以顯著增加瘤胃中特定纖維素分解細菌的數量，增進纖維的消化和利用，提高反芻動物的產奶量。由于類黃酮與類固醇激素結構的同源性，因此可以潛在地調節(jié)能量穩(wěn)態(tài)的代謝途徑。Wang等發(fā)現，1-DNJ通過ERK/PPARy信號通路可以抑制豬肉內脂肪細胞分化過程中的脂質積累。雖然桑葉多糖和生物堿能夠有效降低血糖和脂肪等指標含量，但是Sun等的研究發(fā)現，用桑葉代替飼料飼喂綿羊可以改善其肉色和肌內脂肪含量，且不會對綿羊產生不利影響。此外，Shen等研究發(fā)現，飼料中加入桑葉粉能通過改變肌纖維特性，顯著提高豬的抗氧化能力。

3飼料桑加工工藝研究進展

新鮮飼料桑直接飼喂畜禽是其最簡便的利用方式，但鮮葉具有時令性，無法全年供應，且鮮葉因無法保存而易發(fā)霉變質。另外，鮮葉含有單寧等抗營養(yǎng)因子，直接飼喂會降低動物的消化吸收以及桑葉中所富含蛋白質的利用率，甚至引起腹瀉。飼料桑產業(yè)大發(fā)展的前提是尋求更合理的加工工藝，提高飼料桑的營養(yǎng)成分穩(wěn)定性和作為飼料原料的利用效果，這也是目前飼料桑資源開發(fā)利用的重要研究方向。桑葉的細胞壁結構限制其利用率，粉碎為桑葉粉可以顯著提高其黃酮、總酚、多糖的溶出量以及總膳食纖維和氨基酸態(tài)氮含量。

青貯是儲存青綠飼料的常見技術，具有成本低、飼草養(yǎng)分損失少等優(yōu)點，是目前最常用的桑飼料加工和利用方式。研究表明，青貯飼料桑有效降低了飼料桑中的抗營養(yǎng)因子含量，將一些纖維素和蛋白質等大分子物質分解成易消化利用的小分子物質，是一種新型且理想的粗飼料。青貯發(fā)酵后乳酸桿菌、酵母菌菌群數量顯著增加，這說明青貯過程在改善發(fā)酵品質以及營養(yǎng)成分的同時，可以有效降低有害細菌的數量，增加有益菌的數量，從而可以降低致病菌對家畜健康存在的潛在風險，改善家畜健康。桑葉青貯能夠有效解決采摘季節(jié)局限以及存放時間短等問題，可以保證全年均衡供給，且適口性好，飼喂后對動物的肉質具有一定的改善作用。青貯飼料的發(fā)酵品質受飼料原料、水分含量、發(fā)酵溫度及有益發(fā)酵菌的影響。飼料桑收獲的時間、留茬高度、刈割茬次和貯藏溫度均可能影響木本飼料青貯品質。除此之外，青貯時的含水量、青貯添加劑的使用和混貯等也會對飼料桑青貯品質產生影響，合理利用均可提高飼料桑青貯品質。研究顯示，飼料桑正常刈割時含水量較高，一般在70%，最高可達80%左右，青貯時，水分過高不利于乳酸菌發(fā)酵，且壓實過程中汁液流失，造成營養(yǎng)損失：水分過低則會減少可溶性糖含量，使乳酸菌可利用的底物變少，pH值降速減慢，不利于營養(yǎng)保存。實際生產過程中，飼料桑刈割后可適度晾曬或與水分含量低的飼料混貯后再行青貯。

4山東省發(fā)展飼料桑產業(yè)的建議

4.1發(fā)展飼料桑產業(yè)的優(yōu)勢

山東省是蠶桑產業(yè)傳統(tǒng)大省，生產歷史悠久、底蘊深厚。有研究表明，山東省是桑樹原產地，魯桑為‘桑之始’。山東多地有傳承百年以上的古桑園，尤其是夏津黃河故道古桑樹群，古樹、沙丘、河流、村莊協調共生，農、林、牧一體發(fā)展，系具有水土保持功能的農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，其核心區(qū)域蘇留莊鎮(zhèn)占地面積400多公頃，有百年以上古桑樹2萬多株，是中國現存樹齡最高、規(guī)模最大的古桑樹群，2018年被聯合國糧農組織認定為“全球重要農業(yè)文化遺產”。

截至2022年，山東省桑園面積有2.23萬公頃?！渡綎|省“十四五”蠶桑產業(yè)規(guī)劃》提出，到2025年全省飼料桑種植面積要達到0.67萬公頃。黃河三角洲地區(qū)后備土地資源豐富，目前擁有未利用土地近53萬公頃，其中鹽堿地18萬公頃，適合飼料桑大面積種植與發(fā)展。2023年1月，飼料桑良種“豐源1號”通過山東省林草品種委員會審定，該品種為畜禽專用飼料桑品種，適宜在山東省推廣種植。

4.2發(fā)展飼料桑產業(yè)的建議

飼料桑營養(yǎng)物質含量高、能量消化率高，是一種優(yōu)良的畜禽動物飼料原料，但其營養(yǎng)物質和功能活性物質等易受產地、氣候以及加工方式的影響，導致其含量不穩(wěn)定。其次，雖然已有研究報道了不同桑樹品種中類黃酮的含量，但不同桑樹品種中類黃酮的組成以及畜禽飼養(yǎng)中添加的最佳水平還有待進一步研究。此外，研究發(fā)現桑葉含有不同的抗營養(yǎng)因子，包括草酸鹽、氰化物、單寧酸和植酸鹽等，因此有必要深入研究桑葉多糖和生物堿對內分泌系統(tǒng)、不同信號通路及其后續(xù)代謝效應的潛在影響，特別是畜禽動物碳水化合物和脂類代謝通路的調節(jié)。

4.2.1加強飼料桑產業(yè)關鍵技術的攻關研究

鼓勵山東省蠶桑產業(yè)技術體系、山東省農業(yè)科學院、山東農業(yè)大學、重點龍頭企業(yè)等科研團隊聯合創(chuàng)新，支持成立山東省飼料桑技術創(chuàng)新中心，共同解決山東飼料桑產業(yè)高質量發(fā)展面臨的技術難題。山東省地域廣闊、生態(tài)環(huán)境復雜，應從品種、技術、產業(yè)化等方面人手研究適用于山東的高效生態(tài)飼料桑種植、飼料開發(fā)及畜禽飼喂、蛋白替代等全產業(yè)鏈技術體系，著力提升飼料桑產業(yè)科技含量，拓寬飼料桑產業(yè)發(fā)展的路徑，從而在全國打造樹立起飼料桑全產業(yè)鏈發(fā)展的齊魯樣板。

4.2.2桑畜融合，規(guī)?；l(fā)展飼料桑產業(yè) 大力推進規(guī)模化種植，帶動更多的企業(yè)和科研院校研究、生產更先進的收割及嫩枝葉切碎、烘干、粉碎等成套機械設備，開發(fā)桑園除草、施肥、施藥等相關的機械設備。建設飼料桑規(guī)?；a利用產業(yè)鏈，重點在黃河三角洲等鹽堿地區(qū)域建設多處成方連片（200公頃以上）的優(yōu)質飼料桑生產利用試驗示范基地。桑畜融合發(fā)展，以畜禽應用帶動飼料桑產業(yè)發(fā)展，從根本上解決長期困擾我國飼草料生產和畜牧業(yè)發(fā)展中的草畜矛盾、草畜兩張皮問題。

4.2，3政府加大扶持力度，把發(fā)展飼料桑產業(yè)納入省鄉(xiāng)村振興計劃，發(fā)揮其生態(tài)和經濟相結合的優(yōu)勢完善飼料桑產業(yè)發(fā)展的相關政策，出臺相關種植、加工等專項補貼，切實加大資金投入，成立專門扶持飼料桑產業(yè)發(fā)展的管理機構，建立科研機構和飼料桑種植戶、相關企業(yè)的溝通平臺，以保障飼料桑產業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。把發(fā)展飼料桑產業(yè)納入省鄉(xiāng)村振興計劃，利用荒漠化治理、尾礦修復、鹽堿地改造、邊際土地及“農光”綜合項目“造地種桑”，不與農田爭地、不與牲畜爭糧，鞏固拓展扶貧成果與鄉(xiāng)村振興有效銜接，打造飼料桑產業(yè)創(chuàng)新驅動發(fā)展的示范區(qū)，使農村構建起既具內生動力又具可持續(xù)發(fā)展能力的新業(yè)態(tài)。