果桑夏伐枝条的饲用价值

左艳春,王红林,严 旭,周晓康,肖 蔹,寇 晶,陈义安,杜周和

(1四川省农业科学院蚕业研究所,四川南充 637000;
2南充市饲料站,四川南充 637000)

桑(Morus alba)是桑科(Moraceae)桑属(Morus)的一种多年生、适应性广的木本植物,按其用途主要分为养蚕用桑、果桑、饲料桑、茶用桑、观赏桑和生态桑等。近年来,以蚕桑产业多元化发展为契机,四川、河南等多地为代表的果桑产业发展迅猛,果桑栽植面积显著增加,仅四川规模化的种植面积就达2万hm2[1-2]。同时的,开展了以果桑资源收集、鉴定与评价的基础性研究[3-4],并选育了一批包括粤椹系列、红果系列等为代表的专用果桑品种[5]。针对不同地域的生态条件、消费习惯等在品种引进、配套高产栽培、病虫害防治等方面也作了大量细致的工作[6-8]。然而面对蓬勃发展的果桑产业,在科研领域乃至多地市在总结产业发展问题时,却鲜少提及如何高效处理大量果桑副产物——夏伐枝条的问题[9]。

以前,果桑体量小,露天焚烧和闲置堆放是处置其夏伐带叶枝条最传统的方式。目前,直接焚烧因带来严重的环境污染问题被严令禁止。大量桑枝条随处闲置不仅会造成桑园耕作困难,还会成为病虫害传播或者越冬的理想载体,导致果桑园病虫害频繁发生、桑椹品质降低的问题[10]。果桑夏伐枝条不得到妥善处理,不仅会带来环境问题,也不利于产业的可持续发展。有关果桑夏伐枝条处理的相关文献较少。有文献提出夏伐后有病虫害的枝条应焚烧或搬离桑园,但焚烧并不可取、搬离后怎么处理也未提及[11]。也有将果桑枝条和鸡粪混合制作有机堆肥的报道[12],但侧重点在研究微生物和C/N比对腐熟效果的影响,并没有合适的配方,生产中也未广泛利用。还有学者提出果桑枝条的饲用化思考,尚未有确切数据支撑[10]。

现有研究表明,桑叶中粗蛋白含量16.96%~32.97%,可溶性碳水化合物12.14%~23.96%(以干物质计),总氨基酸含量丰富[13];
富含多酚、黄酮类、生物碱、多糖、DNJ(1-脱氧野尻霉素)等生理活性物质[14-15]。包含嫩枝的饲用条桑也具有粗蛋白含量高(15.03%~18.97%),相对饲用价值高(128.19~141.93)的优点[16]。畜禽日粮中适当添加桑叶或条桑,对提高畜禽生产性能、改善畜禽产品的品质和风味、提高机体的免疫力等方面具有显著的效果[17-19]。果桑夏伐枝条叶量丰富、茎秆幼嫩,应该实具有较高饲用价值并可以全株饲料化利用的。目前尚未有果桑夏伐一年生枝条饲用价值的确切相关数据报道,其饲用特性尚未可知,无法明确其在牲畜日粮中的适宜添加量和饲喂效果。

本试验以生产上推广面积最大的果桑品种‘粤椹10号’(又称无核大十,Y10)和‘嘉陵30号’(J30)夏伐枝条为研究对象,重点研究一年生枝条鲜(干)生物量、枝条构成和营养成分等原料特性。本研究在探明果桑枝条饲用价值的同时,通过与其他常作饲用的农业副产物稻草、花生秧、红薯藤、甘蔗渣等饲用价值进行比较,旨在为客观评价、合理利用果桑夏伐枝条提供基础依据和参考。如果能实现其饲用产业化,对实现果桑产业可持续发展、缓解中国畜牧业蛋白饲料严重缺乏、保护环境和促进农户增收均具有重要意义。

1.1 试验材料

Y10和J10夏伐枝条,2020年5月24日采自南充市顺庆区新庙乡栽植5年的果桑地。果桑栽植株行距1.5 m×3.0 m,栽植密度为2222株/hm2。稻草、花生秧、红薯藤等来源于本单位保存的样品。

1.2 试验方法

果桑夏伐时,每个品种随机选取20株取样。将每株夏伐枝条中的越年生老枝与一年生结果枝分开,分别称其鲜重。产量折算为:鲜草产量=单株鲜产×株数/hm2,干草产量=鲜草产量/hm2×枝条平均干物质含量。

干物质含量:从取样枝条中分别按茎、叶和枝条随机称取1 kg,茎和枝条剪成3~4 cm长,编号称重,每个部位重复3次。于烘箱内先105℃杀青30 min,然后在65℃温度下烘至恒重并称重。

叶茎比测定:从两个品种的夏伐一年生结果枝中随机称取1 kg样品,将茎、叶分开,于烘箱内先105℃杀青30 min,然后在65℃温度下烘至恒重,计算干重叶茎比,干重叶茎比=总叶质量/总茎质量,每个品种重复3次。

枝条特性测定:按品种将供试单株的一年生枝条按照<30 cm、30~70 cm和>70 cm分类称鲜重,并折算其占总重的比例;
每类枝条随机选取20枝测定茎粗。

1.3 品质分析

基于Van Soest原理(Ankom 2000i全自动纤维分析仪,USA)测定中性洗涤纤维(Neutral Detergent Fiber,NDF)、酸性洗涤纤维(Acid Detergent Fiber,ADF);
凯氏定氮法(海能K9860自动凯氏定氮仪,山东海能科学仪器有限公司)测定粗蛋白(Crude Protein,CP)、索氏法(Ankom XT15i,Fairport,USA)测定粗脂肪(Ether Extract,EE)、高温灼烧法(陶瓷纤维马弗炉TL2012,北京中科奥博科技有限公司)测定粗灰分(Crude Ash,CA),结果以干基平均数表示。叶片氨基酸由四川省农业科学院农业质量标准与检测技术研究所测定。

干物质采食量(Dry Matter Intake,DMI;
占体重%Body Weight,BW)和可消化干物质(Digestible Dry Matter,DDM;
占干物质%Dry Matter,DM)按照预测模型计算[20],见公式(1)~(2);
相对饲用价值(Relative Feed Value,RFV)的计算见公式(3)。

1.4 统计分析

采用Excel 2019录入数据、计算;
采用SPSS 20.0软件对所测数据统计分析,用平均值和标准差表示测定结果;
Duncan法对各测定数据进行多重比较,以P<0.05作为差异显著性判断标准。

2.1 果桑夏伐枝条组成及特性

果桑夏伐枝条由越年生老枝和一年生结果枝构成,具有饲用价值的是一年生结果枝条。J30单株越年生老枝重9.56 kg,显著高于Y10。J30一年生结果枝生物量鲜重可达 19798 kg/hm2,干重 5383 kg/hm2;
J30鲜干重均显著高于Y10(P<0.05)(表1)。

表1 果桑夏伐枝条组成及生物量

果桑一年生枝条85%以上长小于70 cm,茎秆粗度小于0.7 cm。J30和Y10的叶量均极其丰富,干重叶茎比分别为6.51和4.03;
J30的干重叶茎比显著高于Y10(P<0.05)(表2)。

表2 果桑一年生枝条特性

2.2 夏伐枝条的营养价值

2.2.1 果桑一年生枝条不同部位营养成分比较 由表3可知,Y10茎、叶和枝条的干物质含量均超过30%。Y10不同部位的干物质含量为茎>枝条>叶;
茎秆干物质含量显著高于叶(P<0.05),与枝条干物质含量无显著差异。J30不同部位的干物质含量为叶>枝条>茎,不同部位间干物质含量呈显著差异(P<0.05)。

表3 果桑一年生枝条不同部位营养成分

Y10和J30枝条各部位粗蛋白含量、脂肪和灰分含量均为叶>枝条>茎。Y10不同部位间蛋白、粗脂肪和粗灰分含量都差异显著(P<0.05);
J30叶片与枝条间粗蛋白含量差异不显著但均显著大于茎(P<0.05)。

两个品种中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量均为茎>枝条>叶。Y10号茎的酸性洗涤纤维含量显著高于叶和枝条(P<0.05),叶和枝条间含量无显著差异;
J30号不同部位的酸性洗涤纤维含量差异显著(P<0.05)。

2.2.2 不同果桑品种叶片氨基酸组成及含量 果桑叶中含有16种氨基酸,包括8种必需氨酸;
总氨基酸含量11.00%~12.90%。两个果桑品种的氨基酸种类构成相同,Y10每一种氨基酸的含量均较J30高(表4)。

表4 果桑叶片氨基酸组成和含量

2.3 果桑一年生枝条与其他农业副产物的饲用价值比较

Y10一年生枝条的DMI、DDM、RFV等指标均略优于J30,分别为5.46,80.51和340.76(表5)。

表5 果桑一年生枝条的相对饲用价值

果桑一年生枝条蛋白质含量和相对饲用价值远高于包括稻草、花生秧、红薯藤、甘蔗渣等常用作饲用的其他农业副产物,中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维远低于其他副产物(表6)。

表6 果桑一年生枝条与几种农业副产物的营养价值比较

3.1 果桑夏伐的一年生结果枝生产潜能

产量是衡量饲用作物生产性能和经济性能最重要的指标。在本研究中,Y10和J30夏伐的一年生结果新鲜枝条生物量折合分别为15820和19798 kg/hm2,折合干重分别为4869和5383 kg/hm2。

果桑夏伐的时间多在5月下旬,与草本化栽培饲料桑第一茬收割时间相近。果桑夏伐的一年生结果枝每公顷生物量超过同期刈割的饲料桑品种‘丰驰’(7538.40 kg),与‘桂优 62’(16085.85 kg)、‘特优 2 号’(15361.20 kg)相当[22-23]。

和鲜产相比,饲用作物的干产更能表明其生产能力。桑树不同品种叶片和茎的干物质含量存在较大差异[24]。两个供试果桑品种各部位的干物质含量与桑树干物质含量较高的品种相当。夏伐时间较短,大量新鲜枝条集中供应,易由于短期鲜饲利用有限造成巨大损耗。果桑枝叶较高的干物质含使其单独青贮时更易成功,有利于长期贮藏和长距离运输。虽然供试的两个品种在生物量上存在显著差异,但其鲜干草生物量均能比拟同期收割的饲料桑,具有被开发为畜禽非常规饲料的生产潜能。

3.2 果桑夏伐的一年生结果枝的饲用价值

叶茎比是评价饲草品质最重要的指标之一,叶茎比较大,表明叶量较丰富,适口性也会更好。不同的饲用作物及同一物种的不同材料间干重叶茎比均存在较大差别 ,多花黑麦草(2.60~3.30)[25]、紫花苜蓿(0.6~0.97)[26]。Y10和J30的干重叶茎比分别为4.03和6.51,不仅明显高于多花黑麦草和紫花苜蓿等,也优于同期收割的‘特优2号’饲料桑(1.52~1.59)[16]。夏伐时果桑30%的一年生结果枝长度小于30 cm,85%小于70 cm,只有10%左右的顶梢大于70 cm。茎秆短且纤细,叶量丰富是果桑夏伐枝条叶茎比大的最主要原因。果桑夏伐一年生枝条丰富的叶量是源自于其自身的生物学特性,具有绝大部分饲用作物无法比拟的优势,也使其枝条能够全部为牛、羊等牲畜连枝带叶全部采食。

桑叶的粗蛋白含量高,不同品种间存在较大差异[13],果桑叶片的粗蛋白含量较高品质叶用桑低。果桑的带叶嫩枝可直接饲用,由于其枝条叶量丰富,全株粗蛋白含量可达14.77%~15.53%,能与饲料桑(15.52%~16.60%)相当,略逊于31个国内外苜蓿品种三茬初花期CP均值(16.96%)[27],可以作为畜禽蛋白饲料的有效补充。果桑夏伐枝条茎秆较纤细且短,纤维化程度低;
枝条DNF均值22.31%,ADF均值11.23%。果桑枝条除了粗蛋白含量略低于紫花苜蓿外,其他常规营养指标均明显优于紫花苜蓿、玉米、甜高粱和老芒麦[28]。

果桑叶中氨基酸组成全面且含量丰富,还特别含有小儿生长发育期所必须的组氨酸以及早产儿必须的精氨酸。其氨基酸无论是在种类还是含量上都远高于“牧草之王”紫花苜蓿[29]。在胡须鸡鸡饲料中添加桑叶通过改变肌肉中总氨基酸、必需氨基酸、非必需氨基酸和鲜味氨基酸的含量影响了肌肉品质[30]。将果桑枝叶添加到畜禽饲料中,可以为高附加值的畜禽新产品的开发提供新的思路。

RFV是目前使用最广泛的粗饲料质量评定指数,RFV值大于100的粗饲料相对于基数100,整体上质量较好。Y10和J30一年生枝条的RFV值分别为340.76和327.82,饲用价值较高,易于被动物利用吸收。饲用价值超过75000株/hm2密度下‘特优2号’饲料桑(141.93)[16],优于紫花苜蓿(135.99)、玉米(108.78)、甜高粱(107.85)等常规饲草[28]。

3.3 果桑一年生枝条饲用的利用价值与展望

目前,以稻草、红薯藤、花生秧、甘蔗渣等为代表农业副产物的饲用价值得到动物营养和畜牧界的普遍关注和认可,并被合理应用于畜禽养殖[21,31]。通过将这些副产物作为非常规饲料的合理开发利用实现了“变废为宝”,不仅有效解决自身处理不当所带来的环境污染问题,还降低了饲喂成本,兼具经济和生态效益。相比之下,果桑一年生枝条的饲用价值远超过这些农业副产物(表5)。

作为农业副产物,果桑一年生枝条采收时间、采收方式必须以优先满足果桑生产需要为前提。每株果桑夏伐枝条中尚有6~8支越年生枝条因木质化程度较高无法被牲畜食用,还需解决两者的高效分离。同时,果桑夏伐时间比较集中,大量新鲜枝条的同期供应,需要考虑高效的贮存方式以待利用。再者,果桑枝条的添饲量和方式还应考虑到不同畜禽的采食特性和营养需求,饲喂效果还需要通过动物试验来验证。这些问题的解决是实现果桑一年生枝条在畜禽养殖中推广应用的关键。

以Y10和J30为代表的果桑,夏伐时可以收获新鲜一年生结果枝条15820~19798 kg/hm2,折合干重为4869~5383 kg/hm2。枝条干物质27.19%~30.78%,粗蛋白含量13.77%~15.83%,干重叶茎比4.03~6.51,RFV值327.82~340.76。叶片含有16种氨基酸,总氨基酸含量11.00%~12.90%。作为果桑产业的副产物,果桑夏伐一年生枝条生物量和干物质含量高,营养品质好,具有较高的收获价值和饲用价值。开发为畜禽的非常规饲料,可变废为宝,既能实现果桑副产物高效的、无公害化处理,又能为畜禽生产提供优质的高蛋白饲料,兼具生态效益和经济效益,具有开发利用价值。

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