摘 要:苧麻屬蕁麻科苧麻屬,是多年生草本作物,其營養(yǎng)成分結(jié)構(gòu)合理,是一種理想、優(yōu)質(zhì)的植物蛋白飼料原料。飼用苧麻已經(jīng)在多地推廣應(yīng)用,但其抗?fàn)I養(yǎng)因子多,限制了苧麻在畜禽飼糧中的充分應(yīng)用。本文綜述了飼用苧麻的生物學(xué)特性與營養(yǎng)特性,我國飼用苧麻種質(zhì)評價與品種選育,飼用苧麻的產(chǎn)量特性和營養(yǎng)成分,利用方式及抗?fàn)I養(yǎng)因子研究現(xiàn)狀,并對苧麻的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望,旨在為我國飼用苧麻新品種選育提供參考。
關(guān)鍵詞:飼用苧麻;抗?fàn)I養(yǎng)因子;育種
苧麻[Boehmeria nivea(L.)Gaudich.]屬蕁麻科(Urticaceae)苧麻屬(Boehmeria),是多年生草本作物(陳平等,2014)。苧麻又稱“中國草”,起源于我國中西部地區(qū)(甘偉等,2020),其用途多樣,韌皮纖維可做紡織原料,葉片可做飼料,麻骨可做合成纖維板材,麻根可人藥(王滿生等,2017)。美國、巴西、哥倫比亞、西班牙、日本、越南、泰國等國均有把苧麻莖葉作為牲畜飼料的報道(馬曼云等,1981)。我國一直就有用苧麻鮮嫩莖葉飼喂動物的歷史,且我國南方有用苧麻嫩莖葉制作“苧麻粑粑”的習(xí)慣。本草綱目中記載苧麻葉“甘、寒、無毒”可見苧麻的飼用和藥用價值。
2005年以來我國苧麻科學(xué)研究人員選育了一系列飼用苧麻專用品種,但是苧麻本身含有大量纖維素、半纖維素、果膠、單寧、黃酮、酚類等抗?fàn)I養(yǎng)因子,限制了苧麻在畜禽飼糧中的充分應(yīng)用。本文綜述了我國飼用苧麻種質(zhì)評價、品種選育及抗?fàn)I養(yǎng)因子研究現(xiàn)狀,旨在為我國飼用苧麻新品種選育提供參考。
飼用苧麻是一種可在適宜生育期內(nèi)多次刈割的高蛋白優(yōu)質(zhì)飼草,以收獲青綠莖葉為目的,具有生物產(chǎn)量高、營養(yǎng)價值高、分蘗力強(qiáng)、再生性和適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)(郭婷等,2012),飼用苧麻一般在株高60~80cm刈割,其嫩莖葉中不僅蛋白質(zhì)含量高,而且蛋白質(zhì)的氨基酸組成合理,賴氨酸含量高,多數(shù)苧麻品種的賴氨酸含量超過1%),這是飼用苧麻蛋白質(zhì)最突出的特點(diǎn)(熊和平等,2005)。
從現(xiàn)有種質(zhì)資源中篩選優(yōu)異飼用苧麻種質(zhì)并進(jìn)行品種選育是飼用苧麻品種培育的基礎(chǔ)。國內(nèi)多家單位對保存的苧麻種質(zhì)資源進(jìn)行了飼用價值評價。目前的主要結(jié)果如下:(1)對苧麻種質(zhì)資源評價后發(fā)現(xiàn)苧麻的粗蛋白質(zhì)含量較高,飼用價值較高。楊瑞芳等(2004)對湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)苧麻種質(zhì)資源圃內(nèi)141個種質(zhì)的粗蛋白質(zhì)含量進(jìn)行了分析,結(jié)果表明,其中85%左右的種質(zhì)蛋白質(zhì)含量較高,具有一定的飼用價值??等f利等(2010)對20份苧麻種質(zhì)的營養(yǎng)品質(zhì)進(jìn)行了分析,結(jié)果表明,每一個品種的粗蛋白質(zhì)平均含量都在19.78%以上,與紫花苜蓿相當(dāng),而且大多數(shù)品種的纖維含量都在20%左右,適宜做牧草。揭雨成等(2009)對生長勢強(qiáng)、發(fā)蔸力好的30份優(yōu)異飼用苧麻進(jìn)行評價發(fā)現(xiàn),所有30份種質(zhì)粗蛋白質(zhì)含量都在22%以上。(2)篩選到多份高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的飼用苧麻種質(zhì),可用于后期品種培育。揭雨成等(2009)篩選出適宜飼用的種質(zhì)資源為巫山線麻,其粗蛋白含量高達(dá)25.43%。劉俊歡等(2016)從203份苧麻飼用種質(zhì)資源中篩選出“巫山線麻”“四川0號”“玉山麻”“綏寧青麻”以及“邵陽青皮麻”5份高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的苧麻飼用種質(zhì)資源。姜濤(2008)對33個不同品種的苧麻進(jìn)行產(chǎn)量與品質(zhì)分析,篩選出鄰水野麻、漢中苧麻、古巷大葉青為較理想的飼用苧麻品種。陳平等(2015)應(yīng)用隸屬函數(shù)法評價33個苧麻資源的營養(yǎng)品質(zhì),綜合質(zhì)量較好的5個麻種為鄰水野麻、蘄春紅麻、紅皮麻、漢中麻、漣源竹根麻。曾日秋等(2010)在前期研究基礎(chǔ)上,從我國特有的具有一定飼用價值的苧麻種質(zhì)資源中,選擇了1號、2號兩個飼用種質(zhì)材料,并進(jìn)行了系統(tǒng)的動物試驗(yàn)。王琴(2019)以粗蛋白質(zhì)含量為指標(biāo),從134個苧麻種質(zhì)中篩選出47個高蛋白種質(zhì),并以鮮草、干草、粗蛋白質(zhì)及磷酸鹽含量等為指標(biāo),通過對47個高蛋白種質(zhì)的主成分分析,獲得了潛江線麻、蘆竹青、魯班蔸、都昌河麻、興文小麻、臨水苧麻、大竹紅麻、大竹黃白麻、荔波大麻麻9個優(yōu)良的飼用苧麻品種。
3 飼用苧麻品種選育
目前,飼用苧麻選育的方法主要有雜交選育法、系譜法和物理誘變法。其中雜交育種是目前使用較多的方法,如從“湘雜苧1號”和“圓葉青5號S3”雜交后代中成功選育出飼用苧麻“中飼苧1號”(熊和平等,2005):從“黑皮蔸S2”和“圓葉青S3”雜交后代中選育出纖維飼料兼用型品種“中苧2號”(熊和平等,2010);從“大竹縣麻”與“廣西黑皮蔸”雜交后代中選育出“川飼苧1號”(任小松等,2013):從“渠縣青杠麻”與“大竹縣麻”雜交后代中選育出“川飼苧2號”(任小松等,2014):從雄性不育材料“9451”與“川苧10號”的雜交后代中選育出“川飼苧3號”(崔忠剛等,2022);以鄂苧一號為父本、地方品種細(xì)葉綠為母本雜交選育出“鄂牧6號”(汪紅武等,2015),這些品種的選育均是采用一次雜交多次單株選育而獲得的新品種,這也是目前苧麻育種的主要手段。另外采用田間自然突變單株直接選擇法選育品種也是飼用苧麻育種的優(yōu)良方法,如從地方品種咸豐大葉綠的自然變異單株中系統(tǒng)選育出“湘飼纖兼用苧1號”(邢虎成等,2019),從地方品種“邵陽12號”的自然變異單株中系統(tǒng)選育“湘飼苧2號”(邢虎成等,2017)。另外,也有采用誘變育種后單株選擇結(jié)合的方法進(jìn)行品種選育的方法,如平和苧麻為親本,采用鈷60γ射線照射其種子,經(jīng)過實(shí)生苗種植優(yōu)異突變篩選,初步篩選出優(yōu)異株系平和苧麻-2,再經(jīng)過品種比較試驗(yàn),最終育成一個產(chǎn)量高、抗逆性好、粗蛋白質(zhì)含量高、宿根性強(qiáng)新品種飼用苧麻“閩飼苧1號”(姚運(yùn)法等,2017)。苧麻是以無性繁殖為主的作物,在育種中可以對表現(xiàn)優(yōu)異的單株進(jìn)行無性繁殖擴(kuò)繁,從而形成表現(xiàn)一致的品種,結(jié)合雜交和誘變技術(shù),可以加快飼用苧麻的育種進(jìn)程。未來可以結(jié)合分子標(biāo)記育種及轉(zhuǎn)基因育種加快飼用苧麻品種選育進(jìn)程,為我國飼用苧麻的發(fā)展提供更好的基礎(chǔ)。
在飼用苧麻品種育種目標(biāo)方面,主要是高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)。一般刈割高度在50cm以上但是不超過100cm,鮮重在10t/hm2左右,粗蛋白質(zhì)含量要大于20%,粗纖維含量要在18%左右。按照該育種目標(biāo),目前選育的飼用苧麻均符合要求。目前我國現(xiàn)有審定飼用苧麻品種9個,其中湖南4個,四川3個,福建1個,湖北1個,多采用雜交育種選育,品種粗蛋白質(zhì)含量均在20%左右,產(chǎn)量在8000~14000kg/hm2以上,適合在長江中下游地區(qū)及南方種植。未來可以把耐刈割、低抗?fàn)I養(yǎng)因子也作為育種的主要目標(biāo)進(jìn)行品種選育。
4 飼用苧麻產(chǎn)量特性和營養(yǎng)成分
飼用苧麻的產(chǎn)量與品種、刈割高度、刈割次數(shù)、種植區(qū)域等因素有關(guān),但其年產(chǎn)率與苧麻株高和刈割次數(shù)有關(guān)。
飼用苧麻的產(chǎn)草量比其他草本植物高得多。長江流域一年可以進(jìn)行8~10次飼用苧麻的刈割,草地的收獲期以4~10月份為主,第一年的收獲期小于第二年。鮮莖葉片每公頃可產(chǎn)15萬kg,相當(dāng)于18000kg干飼料。在熱帶地區(qū)中,飼用苧麻每年收獲14次,可產(chǎn)3萬kg的新鮮莖葉,相當(dāng)于42000kg的干飼料(曹兵海,2012)。姜濤等(2008)在苧麻飼用資源產(chǎn)量與品質(zhì)性狀的試驗(yàn)中,以33個苧麻品種為材料,對其產(chǎn)量進(jìn)行了測定,結(jié)果表明,巫山線麻產(chǎn)量最高,每蔸0.37604kg,高于平均33.6%。崔忠剛等(2015)經(jīng)連續(xù)3年品種比較試驗(yàn)和3年生產(chǎn)試驗(yàn)表明,川飼苧1號和川飼苧2號的鮮草產(chǎn)量分別為9428.7、95035kg/667m2,顯著高于對照(P<0.65)。朱濤濤(2014)研究發(fā)現(xiàn),苧麻品種的鮮草和干草年產(chǎn)量均低于桂牧1號雜交象草,但顯著高于多年生黑麥草(P<0.05)。
苧麻的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)合理,粗蛋白質(zhì)含量明顯高于苜蓿等作物,是一種理想的飼用作物。尹邦奇(1987)通過對5個苧麻品種的蛋白質(zhì)含量進(jìn)行了測定,結(jié)果顯示,5個苧麻品種的蛋白質(zhì)含量都很高,為20.5%~23.8%,并且新鮮葉片的蛋白質(zhì)含量高于老葉片。龍忠富等(1999)研究發(fā)現(xiàn),與串葉草相比,苧麻葉粗蛋白和粗脂肪含量較高,而粗纖維含量低。朱濤濤(2014)研究發(fā)現(xiàn),不同苧麻品種的粗蛋白質(zhì)含量均顯著高于桂牧1號雜交象草和多年生黑麥草。試驗(yàn)苧麻的粗蛋白質(zhì)含量均在18%以上,桂牧1號雜交象草的粗蛋白質(zhì)含量僅為10.59%。吳端欽等(2017)研究發(fā)現(xiàn),苧麻蛋白質(zhì)含量高于桑和葛藤,粗纖維含量也高于桑和葛藤。苧麻葉中蛋白質(zhì)的含量分別為玉米和水稻的3倍和2倍;鈣質(zhì)為4.5%,是玉米的200倍(郭婷等,2012);除此之外,它還含有賴氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、谷氨酸、蛋氨酸以及類胡蘿卜素、核黃素等多種人畜的必需氨基酸,是一種營養(yǎng)價值較高的植物蛋白飼料。曾日秋等(2010)在對22個苧麻品種進(jìn)行營養(yǎng)價值分析時發(fā)現(xiàn),所有飼用苧麻中都含有17種氨基酸,而這些氨基酸的總量也都達(dá)到了甚至超過了FAO/WHO所建議的參考蛋白型E/T比值在40%左右、E/T比值應(yīng)該在0.6以上的要求。
苧麻作飼用時,刈割高度對其營養(yǎng)品質(zhì)影響較大。苧麻葉中的粗蛋白質(zhì)含量及相對飼料價值都大于莖稈,而在50cm以上的栽培條件下,莖葉中的粗蛋白質(zhì)含量最高。在苧麻的開花期,其粗蛋白質(zhì)、鈣、鎂和相對飼用價值的含量比分蘗期要高,但其粗脂肪、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維的含量比分蘗期要低(姜濤等,2008)。飼料苧麻的粗蛋白質(zhì)含量會隨著收獲高度的提高而下降,而粗纖維含量的變化趨勢卻與之相反,也就是隨著刈割高度的提高而提高。因此,在收獲草料時,要重點(diǎn)關(guān)注草料收獲高度對草料飼用質(zhì)量的影響。不同采收高度苧麻莖、葉中養(yǎng)分含量的化學(xué)分析發(fā)現(xiàn),當(dāng)飼用苧麻高度為40~60cm時其賴氨酸含量最高。已有研究表明,在良好的水肥條件下,飼用苧麻的最佳刈割高度為65cm,該時期的苧麻產(chǎn)量、粗蛋白質(zhì)含量都比較高,滿足了飼用苧麻的生產(chǎn)需求。一些學(xué)者認(rèn)為,苧麻收獲的標(biāo)準(zhǔn)高度應(yīng)該在50~60cm,無論是高于還是低于這個高度,都會對苧麻的營養(yǎng)價值產(chǎn)生影響,如果低于50cm,就會造成麻株水分含量偏高,從而降低其生物產(chǎn)量;高于60cm時,麻株的粗蛋白質(zhì)含量降低,纖維含量增加,影響其適口性(朱濤濤等,2014)。在株高60cm和80cm刈割苧麻,其全年鮮草產(chǎn)量達(dá)最高值,粗蛋白質(zhì)含量高達(dá)21%,營養(yǎng)價值高,粗纖維含量25%中性洗滌纖維含量36%和酸性洗滌纖維含量26%,含量適中,且體外消化率較高,為83%(崔忠剛等,2017)。
收獲茬次對飼用共麻營養(yǎng)成分有影響,飼用苧麻粗蛋白質(zhì)、粗脂肪含量都隨著收獲茬次呈下降-上升-下降的趨勢,總磷、HR001粗灰分含量呈上升-下降-上升趨勢(湯滌洛等,2018)。魏金濤等(2017)研究表明,苧麻的粗蛋白質(zhì)含量在不同茬次間均較高且品質(zhì)較好,對鄂牧6號收獲7個茬次,其粗蛋白質(zhì)平均值達(dá)到了19.57%,而且隨著茬次的增加粗蛋白質(zhì)含量呈下降的趨勢。
但是針對不同的動物,飼用苧麻刈割高度有不同的飼用價值,如李闖等(2016)研究發(fā)現(xiàn),成熟期苧麻葉中干物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)、總能、鈣含量及總氨基酸含量均高于刈割高度為40cm和50cm的整株苧麻,而刈割高度為40cm和50cm的整株苧麻養(yǎng)分含量較接近,對鵝的飼用價值從高到低的順序?yàn)椋撼墒炱谄r麻葉>刈割高度為40cm的整株苧麻>刈割高度為50cm的整株苧麻。
5 飼用苧麻利用方式
苧麻飼用的部位主要是嫩莖、嫩葉、成熟葉,目前報道的利用方式主要有7種。
5.1 直接刈割嫩莖葉進(jìn)行飼喂
飼喂的動物主要有草魚、鵝和兔,如陳麗婷(2013)報道袁苧麻鮮嫩莖葉對草魚的成活率沒有影響;草魚粗脂肪含量顯著降低,粗蛋白質(zhì)含量和腸淀粉酶、腸脂肪酶、腸蛋白酶活力顯著提高;肌肉氨基酸中呈鮮味氨基酸含量、脂肪酸中多不飽和脂肪酸(PUFA)及二十碳五烯酸與二十二碳六烯酸的含量之和顯著提高;但草魚增重率顯著降低;苧麻鮮嫩莖葉切碎后與專用精料分別按2~3:1和3~4:1混勻飼喂鵝可少用精料3.0~5.0kg/只,比飼喂全精料多收益2.0~5.0元/只;而苧麻鮮嫩莖葉鮮喂仔兔可以一定程度的降低仔兔的血脂、提高免疫力,并且對仔兔的肝臟代謝也有一定促進(jìn)作用(鄺良德等,2018)。對仔兔的平均凈增質(zhì)量、平均日增質(zhì)量以及存活率無顯著影響,但可以明顯地降低仔兔的腹瀉率,極大地降低飼料成本(鄺良德等,2018);采用“90%精料+自由采食飼用苧麻”和“70%精料+自由采食飼用苧麻”時,肉兔生產(chǎn)性能未受到影響,但可顯著節(jié)約飼料成本,總體養(yǎng)殖效益增加(甘偉等,2021)。
5.2 采集苧麻新鮮葉片進(jìn)行飼喂
飼喂的動物主要是兔(羅正瑋等,1984),苧麻鮮葉飼喂肉兔,相對飼用價值均高于100%,且日增重均高于對照牛皮菜和蕹菜,但是由于采集葉片需要較多人工,目前生產(chǎn)上很難推廣利用。
5.3 單獨(dú)收集苧麻葉片進(jìn)行干燥后粉碎利用
一般用于配方飼料中替代其他配方成分。飼喂的動物主要有肉雞、蛋雞、鵝和豬,在肉雞飼料中用苧麻葉粉代替小麥麩皮,不會對增重、飼料報酬、屠宰率、雞肉質(zhì)量產(chǎn)生不利影響(羅正瑋等1984);苧麻葉粉可以用于蛋雞飼喂(曾日秋等2009)在混合飼料中,添加6%的苧麻草粉對雞蛋的出蛋率和淘汰率沒有顯著影響;但死亡率卻下降了50%,差別極為明顯(黎覲臣等,1989);湘白鵝在2~4周齡時,按照精料和苧麻葉粉1:3的比例喂養(yǎng),在5~7周齡時,按照精料和苧麻葉粉1:4的比例喂養(yǎng),在后期補(bǔ)充精料,可以取得更好的養(yǎng)殖效果(王賢芳等,2012);苧麻葉粉可以飼喂豬,添加10%的苧麻葉粉,可以增加增重,降低料肉比(李闖等,2015),用苧麻葉粉配制濃縮飼料喂生長肥育豬,平均日增重可達(dá)617~626g,料肉比為3.27:1和3.48:1,優(yōu)于普通配合飼料(羅正瑋等,1989);日糧中適當(dāng)加人苧麻葉粉末,對仔豬采食量、增重、日增重、日糧報酬、胴體瘦肉率及日糧中營養(yǎng)素的消化吸收都沒有明顯的影響。但在節(jié)糧、降低飼料成本和提高養(yǎng)豬效率方面卻表現(xiàn)出了較好的效果(張彬等1999);與對照組相比,飼料中添加5%的苧麻草粉,其日平均增重率為5.86%,日平均采食量為1.24%;飼料中添加5%、15%的日糧,營養(yǎng)物質(zhì)的利用率不受影響,而添加10%苧麻草粉的日糧則能明顯提高營養(yǎng)物質(zhì)的利用率。在仔豬的飼糧中添加飼用苧麻草粉后,毛利得到了提高,飼喂添加飼用苧麻草粉5%、10%、15%的日糧,獲得毛利高于對照組10.82%、18.03%和10.01%,其中以添加比例為10%的處理組增幅最大(鄧羅偉等,2013)。
5.4 苧麻干莖葉粉
一般在苧麻60~80cm收獲后,烘干粉碎制成,目前報道飼喂的動物主要有山羊、肉牛、炎陵白鵝、羅曼蛋雞和母兔。苧麻嫩莖葉干粉飼喂山羊效果較好,山羊凈增重、平均日增重和平均日采食量與對照無顯著差異,單獨(dú)飼喂苧麻效果優(yōu)于對照組及單獨(dú)飼喂苜蓿組。日糧添加苧麻干草對肉品質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)影響不顯著(賀瑤,2017)。飼喂肉牛發(fā)現(xiàn),用青貯苧麻代替20%和40%的青貯玉米用于肉牛飼料是可行的,用青貯苧麻代替20%的青貯玉米飼喂效果較佳(牟蘭,2019)。日糧中加入適量的苧麻干粉,可以在不影響56~98d齡炎陵白鵝腸道黏膜形態(tài)結(jié)構(gòu)的情況下,提高試驗(yàn)鵝的營養(yǎng)物質(zhì)代謝吸收情況,增強(qiáng)機(jī)體的抗氧化力,從而對炎陵白鵝的生產(chǎn)性能和肉質(zhì)有較好的促進(jìn)作用,替代量以12%為適宜(廖振璋,2020)。在羅曼蛋雞的日糧中加入青葉苧麻干粉后,其產(chǎn)蛋率、料蛋比、平均雞蛋重、平均日采食量、平均日產(chǎn)蛋量和各器官指標(biāo)都均無明顯的變化,高峰期羅曼蛋雞日糧中青葉苧麻干粉的適宜添加水平為6%左右(段廣瑩,2021)。日糧添加苧麻粉對母兔空懷和妊娠期采食量影響不顯著,對母兔發(fā)情率、配懷率、死胎率、產(chǎn)仔數(shù)、初生窩重等發(fā)情和產(chǎn)仔性能無顯著影響,但隨著苧麻粉添加水平增加,母兔發(fā)情率和產(chǎn)活仔數(shù)呈下降趨勢,母兔日糧中飼用苧麻粉的添加量不宜超過16%(梅秀麗等,2022)。
5.5 以收獲纖維為主,麻葉等副產(chǎn)物用來做飼料
一般也需要進(jìn)行粉碎后做配方飼料的組分。飼喂的動物主要有沅江土雞、沅江本地雜交白豬和仔鵝。雞愛吃苧麻葉飼料,增重快,效益高,料肉比3.3:1;豬飼料添加量10%~15%,豬生長好,增重快,適口性好(劉勁凡等,1988)。在飼糧中加入適量的苧麻,不會對仔鵝的體重、屠宰性能、體尺性狀、脛骨強(qiáng)度產(chǎn)生不利的影響。在某種程度上,苧麻還可以改善肌肉品質(zhì),增加血液中球蛋白的含量,增強(qiáng)機(jī)體的免疫力。當(dāng)添加量達(dá)到12%時,會降低仔鵝臟器指數(shù)和飼糧養(yǎng)分利用率,“三麻”期苧麻仔鵝飼糧添加量不宜達(dá)到12%,小于9%為佳(靳世磊,2016)。
5.6 青貯利用
一般在苧麻60~80cm刈割后進(jìn)行裹包青貯利用。目前報道飼喂的動物主要有朗德鵝(侯振平等,2018)和奶牛,苧麻青貯中的粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、粗纖維以及粗灰分的含量均高于苜蓿干草,苧麻青貯替代苜蓿干草對奶牛干物質(zhì)采食量、產(chǎn)奶量及乳成分含量均無顯著影響,飼喂苧麻青貯料不影響奶牛生產(chǎn)性能、乳成分及血清指標(biāo),苧麻青貯可以替代奶牛飼糧中苜蓿干草,替代比例為33%~67%(吳端欽等,2017)。
5.7 苧麻田放牧
目前僅見肉鵝在苧麻田放牧的報道,苧麻園每批放牧60~80只/畝,年放牧2~3批。自由采食鮮麻,早晚補(bǔ)食專用精料。放牧至正常上市體重,可節(jié)省精飼料50%,并改善鵝肉品質(zhì)。
6 飼用苧麻抗?fàn)I養(yǎng)因子及消除方法
6.1 飼用苧麻抗?fàn)I養(yǎng)因子
飼料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子主要指飼料中某些阻礙營養(yǎng)成分消化吸收和利用的物質(zhì)。根據(jù)植物種類進(jìn)行區(qū)分,抗?fàn)I養(yǎng)因子主要分為:蛋白酶抑制因子、植物凝集素、硫葡萄糖苷、芥子堿、棉酚、脲酶、脂肪氧化酶、抗維生素因子、水溶性非淀粉多糖、植酸、單寧、生氰葡萄糖苷、生物堿等(王金平等,2022)。苧麻中目前報道的抗?fàn)I養(yǎng)因子較少,苧麻的主要化學(xué)成分中含有大量的單寧、果膠、黃酮、纖維素、半纖維素和木質(zhì)素,這些成分在一定程度上會抑制動物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。苧麻無毒,但是飼喂量也不能過多。研究人員用苧麻葉粉代替飼料喂養(yǎng)大鼠發(fā)現(xiàn),在日糧中用25%苧麻葉粉代替后,大鼠的生長性能下降,超過40%則出現(xiàn)死亡(牟蘭,2019)。苧麻中單寧含量很高,并且在品種和部位不同等因素影響下,其含量也會有一定的差異。一般含量為2.93~6.02mg/g(杜恩存等,2019)。單寧味澀,易與蛋白質(zhì)(包括消化酶)、金屬離子等相結(jié)合,從而對飼料原料的適口性和消化率產(chǎn)生影響,通常被認(rèn)為是植物性飼料原料的抗?fàn)I養(yǎng)因子之一(趙娜等,2020)。
苧麻中果膠含量較高,為4.5%~8.5%(肖愛平等,2009),果膠在苧麻梢部含量顯著高于中部和根部(歐文靜等,2019)。果膠雖有一定營養(yǎng)價值,但添加量過多也會產(chǎn)生抗?fàn)I養(yǎng)作用,尤其對單胃動物而言,果膠一直被視為一種抗?fàn)I養(yǎng)因子。
苧麻嫩莖葉還含有大量的木質(zhì)纖維素,纖維素、半纖維素和木質(zhì)素共同組成了木質(zhì)纖維素。這些物質(zhì)在苧麻中含量在30%以上(劉艷,2019),纖維素、半纖維素和木質(zhì)素相互鑲嵌,其中木質(zhì)素與半纖維素通過氫犍和共價鍵結(jié)合形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),將纖維素包埋在內(nèi)部,木質(zhì)素化學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,具有非水溶性、難被分解的特點(diǎn)。在這一自然屏障的保護(hù)下,纖維素在高溫、高壓、酸堿和酶解等條件下,仍能維持其穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),很難被降解。同時,還會影響瘤胃微生物、消化酶對稻草纖維成分等的有效利用。苧麻中大量的木質(zhì)纖維素是阻礙苧麻飼料大面積推廣的主要因子。育種手段培育抗?fàn)I養(yǎng)因子含量低的苧麻品種,是今后苧麻飼料化道路中最根本和最有前途的方法。
6.2 飼用苧麻抗?fàn)I養(yǎng)因子消除方法
6.2.1 遺傳改良
培育低抗?fàn)I養(yǎng)因子的飼用苧麻是降低其抗?fàn)I養(yǎng)因子的最有效手段。傳統(tǒng)的育種手段需要獲得低抗?fàn)I養(yǎng)因子的苧麻種質(zhì)來進(jìn)行選育,而現(xiàn)代轉(zhuǎn)基因技術(shù)、基因編輯技術(shù)的應(yīng)用可以從基因水平對品種進(jìn)行改良,進(jìn)而可以快速獲得目標(biāo)品種。很多抗?fàn)I養(yǎng)因子也是植物保護(hù)自身所必需的成分,通過育種手段進(jìn)行降低和消除,勢必帶來其他方面的問題,因此育種過程需平衡飼用苧麻品種的各種性狀。
6.2.2 栽培調(diào)控
在飼用苧麻栽培過程中進(jìn)行調(diào)控,通過施肥、使用激素等手段對飼用苧麻體內(nèi)化學(xué)成分進(jìn)行干擾,進(jìn)而獲得低抗?fàn)I養(yǎng)因子的飼用苧麻材料。陳小倩(2016)研究表明,采用赤霉素和乙烯利對飼用苧麻進(jìn)行調(diào)控 ,可以顯著降低飼用苧麻 木質(zhì)素的含量。10 mg/L GA3+5 mg/L ETH 處理組合使得苧麻地上部分木質(zhì)素含量降低了29.72% 。但不同品種對激素調(diào)控反應(yīng)的敏感性有差異,黃平青麻 、周博士不育系及紅皮小麻對赤霉素、乙烯利等調(diào)控反應(yīng)更敏感,其木質(zhì)素含量比對照品種下降36.67%、37.26%、41.57% ,其他品種雖有所變化,但未達(dá)到顯著水平。因此在實(shí)際使用中需要針對不同的飼用苧麻品種研發(fā)不同的激素組合。
6.2.3青貯加工
青貯是通過微生物發(fā)酵來保存青飼草的一種方法。青貯過程中可以添加各種微生物、酶制劑對飼草中的抗?fàn)I養(yǎng)因子進(jìn)行分解,這是目前飼用苧麻降低抗?fàn)I養(yǎng)因子最普遍的處理方法。
在苧麻飼料化生產(chǎn)中,制約其發(fā)展的主要因素為:苧麻莖葉單寧、粗纖維、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量較高,鈣和磷含量不平衡。青貯可改善苧麻的單寧及纖維含量,但鈣磷比例仍超出反芻動物耐受范圍(牟蘭,2019)。
揭雨成(2009)從苧麻田腐質(zhì)土壤中篩選出苧麻木質(zhì)纖維素降解能力強(qiáng)的兩株細(xì)菌,分別為假單胞菌屬(Pseudomonas sp.)和杜氏桿菌屬(Duganella sp.),這兩個細(xì)菌對半纖維素降解率分別為 56.44%、54.25%;另外從苧麻固體發(fā)酵樣中篩選出一株曲霉屬的黑曲霉(Aspergillus niger)真菌,該菌株的木質(zhì)素降解力最強(qiáng)為19.70%。以自選的黑曲霉菌與黃孢原毛平革菌、綠木霉及青貯包做飼用苧麻青貯比較試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)黑曲霉效果最好。經(jīng)過30d的青貯,黑曲霉處理組半纖維素、纖維素和木素的降解率分別為56.13%、49.24%和3.95%;黑曲霉處理組的感官評定為一級,且損失最少(劉艷,2019)。添加黑曲霉菌液顯著提高了飼用苧麻青貯中可溶性碳水化合物、干物質(zhì)、乳酸和乙酸含量,顯著降低了青貯中pH、氨態(tài)氮/總氮比值及中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維和酸性不溶木質(zhì)素含量(鄧薈芬等,2021)。100mL/kg的黑曲霉溶液能夠?qū)︼暳现械钠r麻木質(zhì)纖維素進(jìn)行充分的降解,消除烘干粉碎后的絮狀物,將不同比例的苧麻青貯草粉加入到日糧中,進(jìn)行育肥豬飼喂,發(fā)現(xiàn)20%的苧麻青貯草粉對豬的生長發(fā)育沒有影響,并且肉質(zhì)細(xì)嫩、瘦肉率高、營養(yǎng)價值高,可以較好地調(diào)節(jié)豬的脂類代謝,增強(qiáng)其免疫力(鄧薈芬,2021)。
隨著科學(xué)技術(shù)和生物技術(shù)的不斷發(fā)展,酶制劑在飼料生產(chǎn)中的應(yīng)用也日益廣泛,在飼料中添加酶制劑,可以使飼料中抗?fàn)I養(yǎng)因子失活。另外在酶的作用下,可提高飼料的利用率。張雪蕾等(2018)的研究表明,在飼用苧麻青貯中加入外源纖維素酶能夠降低pH,提高其飼料利用價值,纖維素酶的最適加入量為300mg/kg。
微生物和酶制劑共同作用有更好的降解木質(zhì)纖維素效果。研究發(fā)現(xiàn)添加黑曲霉菌液+纖維素酶處理對苧麻酸性洗滌纖維及酸性洗滌木質(zhì)素的降解效果明顯(鄧薈芬等,2020)。
抗?fàn)I養(yǎng)因子在飼用苧麻中的種類較多,其作用各不相同,對不同的動物,作用效果也不同,因此,在實(shí)際應(yīng)用中,要結(jié)合當(dāng)?shù)氐木唧w情況,選擇適當(dāng)?shù)奶幚矸椒?,以達(dá)到較好的處理效果。
7 展望
湖南草地面積小,草地植物質(zhì)量差,缺乏高蛋白高產(chǎn)人工培育草,急需選育適合湖南氣候的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)飼草,而飼用苧麻是非常優(yōu)良的高蛋白鄉(xiāng)土草。目前發(fā)現(xiàn)飼用苧麻可以用來養(yǎng)殖牛、羊、鵝、雞、豬、兔等動物,但是由于苧麻是一種木質(zhì)纖維素果膠、單寧等物質(zhì)含量豐富的作物,作為飼料其抗?fàn)I養(yǎng)因子也較多,且存在適口性的問題,直接飼喂效果差。在生產(chǎn)中需要培育高蛋自低抗?fàn)I養(yǎng)因子的飼用苧麻用于滿足湖南省及長江以南蛋白飼料缺乏的現(xiàn)狀。
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文章摘自:霍穎怡,邵明宇,邢虎成.飼用苧麻育種及抗?fàn)I養(yǎng)因子研究進(jìn)展[J].中國飼料,2024,(09):1-8.DOI:10.15906/j.cnki.cn11-2975/s.2023060010-04.
