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蛋白桑:桑叶的营养特性及其饲料开发利用价值

蛋白桑 2020-05-21 14:33:21

摘要:桑树抗逆性强,适栽范围广,高产、优质,生产成本低,是我国的传统优势作物。桑叶具有全面丰富的营养成分和独特的功能因子。以桑叶作畜牧饲料,不仅可以拓宽饲料来源,缓解人畜争粮的矛盾,而且可以弥补常规饲草夏季缺乏青绿饲料的不足。桑叶中的多种天然活性物质能够提高畜禽抗逆力,改善畜禽产品的品质和风味。改变传统的栽桑模式,实施桑树草本化栽培,产出高、质量优、投入省。

    传统的农牧业生产中,桑叶仅作为家蚕饲料喂蚕,其潜在价值远未得到充分发掘利用。以其丰富、全面的营养成分和独特的功能因子,桑叶的用途远不应只局限于饲蚕,同时应该在畜牧生产乃至人类医疗保健中发挥更大作用。随着畜牧业的高速发展,人畜争粮的矛盾越来越突出。桑叶作为动物的非常规饲料,具有极大的开发潜力和利用价值,已引起联合国粮农组织(FAO)的高度关注。2000FAO召开了“桑树在动物生产应用(mulberryforanimalproduction)”的电子研讨会,2001年又在杭州举行了“利用桑叶资源发展畜牧业生产”的国际会议。近二十年来,中外学者围绕桑树的营养成分及其饲用价值,桑叶饲喂动物的饲养体系及其饲养效果,桑树作为动物饲料的栽培模式、收割、利用方式等进行了广泛研究。宋沁和叶志报道桑叶蛋白质含量高,适口性好,饲喂奶牛可提高产奶量5%~7%用桑叶和嫩枝饲喂长颈鹿、梅花鹿、大羚羊、骆驼、金丝猴、黑猩猩等20多种草食及杂食性野生动物,证明桑叶是动物园野生动物的良好饲料。印度和巴基斯坦许多用桑叶饲养牛羊的报道均反映出桑叶营养效价良好,可提高牛羊对粗蛋白的吸收,促进育肥阶段的体重增加。Tewatia将桑树嫩枝按干物量的25%50%添加到水牛犊饲料中,结果加入组比对照组消化率和日增体重均提高,特别是瘤胃中氨基酸含量明显增加。Chaturvedi调查了孟加拉榕、印度桑树等10种树叶饲养绵羊的效果,结果桑叶的体内干物质消化率41.7%,位居第四。Prassad进行高粱与桑叶饲养母羊试验,结果表明桑叶饲养母羊具有明显优越性。Rao在完全饲料饲养的基础上分别加入40%的印度楝叶40%的桑叶饲喂山羊,调查蛋白吸收率、总氮吸收率、总消化营养物及营养效价等指标,结果表明常规完全饲料中加入桑叶的营养效价比印度楝优。报道了用纸桑养兔的试验,在全价饲料中分别加入20%40%的纸桑鲜叶饲兔,其平均体重、屠宰率和粗蛋白吸收率均较对照组优。进行了多种树叶与桑叶饲养牛羊的试验,在代儿茶(种树叶中,桑叶的饲养效果最优,特别是养牛的粗蛋白吸收率、体重增加等指标比绵羊和山羊更优。Roothaert树叶按干物质25%的比例添加到乳牛饲料中,调查饲料中粗蛋白含量、体内消化率及瘤胃中消化物降解率等。

     结果添加桑叶组效果最佳,同时对产奶量的增加也有效果。详细研究了桑叶和紫花苜蓿)饲喂肉兔的比较效果,调查干物质消化率、能量转化、摄食量、兔肉屠宰率、兔肝重、胴体脂肪含量、肉中含水率、类脂中不饱和脂肪酸含量等指标,结果表明消化率和能量转化方面二者没有显著差异,但肉质评价指标则表明桑叶饲喂的兔肉营养价值优于苜蓿。在饲料中添加35%的桑叶、野芋进行养猪试验,调查干物质消化吸收率、消化能转化效价及日增体重等指标,结果均以桑叶效果为优。中外几十种饲料作物与桑叶饲养肉牛、奶牛、山羊、绵羊、猪及兔的对比试验一致表明,桑树是比较优越的饲料作物,开发桑叶饲料大有可为。桑树的种类、分布及桑叶生产利用现状。

1.1 桑树的种类与分布桑树是桑科(Moraceae)多年生木本植物,全世界有15个种和变种,我国有12个,占世界的,是全球桑种资源最丰富的国家。桑树对土壤、气候的适应性很强,在-40~40的气温范围和pH4.5~9.0的土壤条件下都能正常生长。从纬度上看,桑树大约分布在南纬10~北纬50。在我国,从西部的新疆和田到东部的沿海滩涂,从最南的海南岛到最北的黑龙江都可栽种,并可充分利用田边地坎、房前屋后、滩涂荒坡种植,投入少,产量高,一年种植,多年受益。目前我国大面积规模化栽培主要集中在江苏、浙江、四川、重庆、广东、广西、云南、山东等蚕桑发达地区,全国现有桑园面积约80。按生态类型分类,我国桑树主要有珠江流域的广东桑类型、太湖流域的湖桑类型、四川盆地的嘉定桑类型、长江中游的摘桑类型、黄河下游的鲁桑类型、黄土高原的格鲁桑类型、新疆的白桑类型和东北的辽桑类型。

1.2 桑叶生产利用现状桑叶虽然具有高级而广泛的营养饲用价值,但目前基本上仅限于养蚕,在畜禽养殖上的应用还处于试验研究阶段。据商务部统计,2009年,全国有桑园面积79.83,发放蚕种1445.90每公顷桑园生产桑叶15t(成片桑园产叶量更高,考虑到全国桑园面积包含部分间作桑、四边桑折合面积,单产按低限值估计)、生产1kg蚕茧需要桑叶15kg计算,全国全年累计可生产桑叶1197,养蚕耗叶仅863余桑叶334。蚕的消化率仅为40%左右,其余的均以蚕沙(主要为桑叶碎片)的形式排出,全国每年可产生蚕。蚕沙中粗蛋白、粗纤维、总磷、钙的含量分别为13.70%2.70%,小麦麸中上述营养成分的含量分别为15.70%0.11%,蚕沙的营养价值几乎与小麦麸皮相当。蚕沙和养蚕剩余桑叶累计达800桑叶的营养成分及饲用价值。

2.1 桑叶的营养成分成熟桑叶约含水分75%,干物质25%。桑叶营养成分丰富而均衡,且含有多种维生素、矿物质及特有的功能因子。化学分析表明:以干物质为基础,桑叶中粗蛋白含量15%~30%,粗脂肪4%~10%,粗纤维8%~12%氮浸出物30%~35%,粗灰分8%~12%0.3%~0.6%。桑叶中含有18种氨基酸,在这些氨基酸中,动物必需和半必需的氨基酸占总量的50%以上,尤其是在糖代谢和蛋白质代谢过程中起重要作用的几种氨基酸(如谷氨酸、赖氨酸、蛋氨酸等)含量高,作为畜禽饲料对其体内蛋白质合成具有重要意义,桑叶中含有50多种微量元素和维生素。以干物质为基础,每100g桑叶中含有维生素B10.5~0.8mgB20.8~1.5mg,维生素B53~5mg,维生素B110.5~0.6mg,维生素C30~40mg,维生素E30~40mg烟酸4.05mg,胡萝卜素7.44mg1kg桑叶中含Zn66mgMn270mgNa202mg。桑叶中还含有多种天然活性物质及其衍生物,如谷甾醇、异槲皮苷、黄体色素、叶黄素、紫云英素等,特别是含有迄今为止只在桑树这一种植物叶子中发现的脱氧野尻霉素,有明显的降血糖效果。

2.2 桑叶的饲用价值

2.2.1 桑叶饲料引起联合国FAO关注桑作为动物饲料已引起联合国粮农组织(FAO)的关注。2000草业学报2011组织召开了“桑树在动物生产应用(mulberryforanimalproduction)”的电子研讨会。2001年,又在中国杭州举行了“利用桑叶资源发展畜牧业生产”的国际会议,研讨内容包括桑树的化学成分及其营养价值、饲养体系、动物饲养效果以及作为饲料的桑树栽培模式、收获、加工处理与保存等各个方面。

2.2.2 桑叶高产稳产,营养全面,饲用价值高苜蓿被称为“饲草之王”,是公认的优良饲料。桑叶与之相比,具有蛋白质和碳水化合物含量高,纤维素含量低,饲用率高,产能高的特点。桑叶粉与苜蓿粉相比,粗蛋白含量高10.61%、粗脂肪低12.5%、粗纤维低50%碳水化合物高32.14%、灰分和总能量相当、猪消化能14.86%、鸡消化能高15.83%、奶牛产奶能高46.55%比较桑叶与苜蓿、甘薯和大豆粕的氨基酸组成,桑叶中氨基酸种类更丰富,含量更高,在畜禽饲料中加入桑叶有利于调节饲料氨基酸平衡。苜蓿、甘薯和大豆粕中都只有12种氨基酸,桑叶中含有18种;特别是种动物必需氨基酸含量丰富,达到总量的43%以上,干物质中的含量分别达到:赖氨酸46.3mg43.2mg、苯丙氨酸39.0mg、蛋氨酸22.2mg51.8mg、异亮氨酸50.1mg、亮氨酸89.9mg80.4mg,全部高于苜蓿、甘薯叶、大豆粕中的相应氨基酸含量。此外,在糖代谢和蛋白质代谢过程中具重要作用的其他几种氨基酸也有很高含量:胱氨酸11.1mg,分别是苜蓿、甘薯和大豆粕的4.43.6倍;精氨酸53.8mg,分别是三者的48.92.1倍;谷氨酸含量高达111.2mg,而苜蓿、甘薯和大豆粕中含量甚微,常规分析方法未能检出(表叶比苜蓿粉、甘薯叶粉及大豆饼有更高的营养效价,作为畜禽饲料对其体内蛋白质合成具有极高的营养价值。比较桑叶与其他几种常见饲料作物的产量和饲用效率,可以看出,桑叶的单位面积产量和饲用率最高,产量比苜蓿高37.2%、比大叶刺槐(58.7%、比速生杨(51.2%、比荒漠草原高91.3%。饲用率除略低于大叶刺槐外,比苜蓿高4.8%、比速生杨高9.6%比荒原牧草高16.2%多年的调查结果表明,桑树的丰产、稳产性能良好;桑树在合理的栽培管理条件下能保持稳定的营养3.43%~3.96%(干物质),平均3.65%,相当于粗蛋白22.8%(干物质),总糖及淀粉桑叶与其他饲料作物的营养成分比较干物质DM营养成分。                        

桑叶与其他饲料作物的氨基酸组成干物质DM

2.2.3 桑叶的功能性成分及其对畜禽的免疫保健作用桑叶中含有50多种微量元素和维生素,尤其富含能维持机体免疫系统、抗氧化系统、脂肪和碳水化合物周转代谢系统和应激活动所需的族维生素,对反刍动物具有特别意义。另外,桑叶中含有谷甾醇、异槲皮苷、紫云英素等多种天然活性物质及其衍生物,对畜禽具有免疫保健作用,能够防止禽流感的发生,提高畜禽的抗病能力,有利于畜禽保持健康快速的生长。特别是含有迄今为止只在桑树这一种植物叶子中发现的脱氧野尻霉素,对降低血糖效果明显。

2.2.4 桑叶饲料的适口性好、消化率高饲料中的酚类物质含量高低会直接影响家畜的采食量和健康水平桑叶作为家畜饲料的重要特点是对所有家畜都具有很好的适口性,当动物首次接触桑叶时,很容易接受它而无采食障碍;如果动物已经熟悉了桑叶,则会优先采食桑叶,而不是其他饲草。以桑叶对牛、羊进行试喂试验发现,羊和牛在初次接触桑叶时,都很容易接受桑叶而无采食障碍,当把同等重量的苜蓿和桑叶一起同时喂给只同样大小的绵羊时,发现只绵羊均优先采食桑叶而不是苜蓿,到下次喂叶前,食槽中剩下的苜蓿明显比桑叶多。在整个饲养期,饲喂桑叶的试验羊体重增加明显快于饲喂苜蓿的对照羊,净增重比对照羊高111.1%,日平均体重的增加量比对照高116.7%  。动物对桑叶的采食量很高,以干物质计,山羊每日采食量可达其体重的4.2%羊可达体重的3.4%。桑叶作为饲料尤其是青绿饲料的另一显著特性是具有很高的消化率,体内和体外试验都反复证明了这一点。通常情况下,桑叶的消化率为70%~80%37%~44%,树皮为60%,全植株平均为58%~79%(与不同桑品种茎叶比例有关)桑叶作畜禽饲料的特殊作用和意义。

3.1 拓宽畜禽饲料来源,缓解人畜争粮矛盾随着畜牧业的快速发展,人畜争粮的问题越来越突出,发掘新的饲料资源已成为畜牧业持续健康发展的关键之一。桑作为动物非常规饲料,开发利用潜力很大。测定了不同品种、不同时期桑叶的营养成分,结果表明:桑叶干物质含量25%~27%,以干物质为基础,粗蛋白含量20%~22%19种常规饲料比较中,桑叶中粗蛋白仅次于大豆()(春桑叶),甚至高于豌豆(秋桑叶);赖氨酸(Lys)含量位居第六;蛋氨酸与胱氨酸(Met+Cys)位居中游;钙位于第五;磷含量较低,因此,桑树不失为一种优良的畜禽饲料(表桑叶不仅营养价值高,而且产量也高。桑树年产鲜物量平均15t,最高产量在中国,可达60t。

3.2 桑树鲜叶供应时间长,可弥补夏季青绿饲料供应不足桑树鲜叶供应时间从每年月份开始,直到11月份结束,长达10个月之久,特别是7-8月夏季缺草严重的时期正是桑叶产量最丰的时候,当期产量占全年产叶量的30%以上。

3.3 桑树抗逆性强,适栽范围广桑树为深根性植物,适应性强,适栽范围广,我国从西部的新疆和田到东部的沿海滩涂,从最南的海南岛到最北的黑龙江都可种植。桑树对土壤立地条件要求不高,可充分利用田边地坎、房前屋后、荒坡滩地种植,宜栽土地资源丰富。桑树为多年生植物,一年栽植,多年收益,投入少,效益高。无论从资源数量还是从资源质量方面讲,桑叶作为新的饲料源都具有广阔的开发前景。

3.4 桑叶饲料改善畜禽产品的品质和风味在鸡饲料中添加桑叶粉,鸡的产蛋数量增加,鸡蛋质量提高,鸡肉风味得到改善。桑叶粉添加到兔饲料中喂兔,兔子体质增强,生长加快,肉质改善。试验表明专喂桑叶的试验羊和对照羊的羊肉外表没有区别,但在完全相同的烹饪条件下,试验羊和对照羊羊肉风味表现差异,试验羊比对照羊羊肉肥实,肉质细嫩,无膻味,味道更鲜。蚕沙的主要成分是未消化的桑叶细末,蚕沙营养价值与麸皮相当,且富含多种矿物质,用蚕沙替代麸皮等精饲料饲喂肥猪,其日增重、饲料转化率、经济效益均较高。在育肥生猪日粮中添加一定量的蚕沙,屠宰率变化不明显,但瘦肉率随着蚕沙添加比例的提高而增加,即在饲料中添加蚕沙,可提高猪肉的品质〔21〕桑叶在畜禽饲养中的应用

4.1 国内应用桑树作为动物饲料,国内已有很多报道。罗国庆和唐翠明报道在牧场、林地种桑,桑叶及嫩枝既能作为牛羊等畜禽类的良好饲料,又能保持水土,优化环境。严冰等报道,桑叶的适口性好且粗蛋白含量高,在奶牛的瘤胃中可降解蛋白增加,因而可提高奶量5%~7%用桑叶及嫩枝饲喂动物园的动物,包括长颈鹿、梅花鹿、大羚羊及骆驼等20种草食动物及金丝猴、黑猩猩等杂食动物,结果这些动物生长良好,从未出现死亡的现象,说明桑叶可以作为动物园中野生动物的良好饲。

4.2 国外应用研究法国、意大利等国家把桑叶作为规划奶牛和小反刍动物饲草生产战略的一部分。哥斯达黎加、肯尼亚、坦桑尼亚等国家用桑叶作为家畜的基础营养物质。古巴把桑叶作为其畜牧业减少进口依赖,保持平稳、持续发展战略的重要组成部分,作了大量研究  。印度、巴基斯坦有不少以桑叶、桑枝作饲料用于养牛(包括肉牛、奶牛、牛犊)和山羊的报道,均认为桑树的营养效价良好,可以在草食动物中作为饲料,提高肉牛对粗蛋白的吸收,促进育肥阶段体重的增(犘<0.05Shayo在坦桑尼亚高原地区调查了桑树的产量,全年可收获桑叶31t,桑叶和枝杆的粗蛋白含量分别为18.6%7.8%,用于养牛的干物质消化率分别为82.1%在哥伦比亚农牧研究所详细研究了紫花苜蓿与桑叶饲养肉兔的效果,结果表明干物消化效率、能量转化等指标在两者间无显著差异,肉质评价认为,桑叶饲喂的兔肉其营养价值优于苜蓿饲养的。桑树用作动物生产饲料喂养肉牛、奶牛、水牛、山羊、绵羊、奶羊、猪、鱼、免等均获得较好效果,桑树与印度及非洲的一些牧草、树叶比较,其营养效价及动物的消化吸收率均有优势  适应于饲料利用的桑树栽植、收获形式

5.1 草本化栽培,产量高、用工省家蚕只能取食桑叶叶片,不能摄取嫩枝和树皮,故常采用木本化栽培、留干养冠、采片叶饲蚕。对家畜而言,嫩桑枝和桑树皮都是优良饲料,采用草本化栽植模式,不仅可以提高田间收获量,而且可以节省大量人力、物力和财力投入  。所谓草本化栽桑就是利用桑树的耐剪伐性和快速生长特性,采用高密度播种,在苗高1.5m左右齐地根刈,连同嫩枝和桑叶一同收获利用。研究了桑树草本化栽培的增产和省工效果,试验表明:草草业学报2011本根刈法栽培较通常的杂交桑留干剪条法增产桑叶14.7%,收获桑叶用工节省43.2%,较品种“选792”桑园常规收获法增产桑叶29.9%,收获桑叶用工仅是“选792”桑园常规收获法的33.2%)。根刈法比对照区增产的原因,首先是杂交桑发芽力强、生长势旺;其次是贴地伐条,使桑树病虫害大为减少,尤其是避免了天牛类等枝干害虫的为害;省工的原因,主要是用镰贴地伐条比用桑剪剪条快,更比采叶快。不同栽桑形式的产叶量和用工比较处理。杂交桑具有适应性强、发芽早、耐剪伐、再生力强且可以种子繁殖的特点,用杂交桑建园速度快、成本低,配合草本化栽培,条桑收获,可节省人工,提高工效2.0~2.55.2 桑叶饲料的利用形式多种饲料作物与桑树饲养肉牛、奶牛、山羊、绵羊、猪及兔等的对比试验表明,桑树是比较优越的饲料作。桑叶作畜禽饲料,既可以鲜食或作青贮饲料,也可以将其晒干、粉碎,与其他饲料配合使用。将干桑叶粉5%~10%的比例添加到鸡饲料中,蛋黄颜色可以得到明显改善,产蛋质量提高,产蛋数量增加,鸡肉风味改善,并且降低鸡粪中氨的排放量。以干桑叶喂牛、羊或将稍粉碎的干桑叶以25%~30%的比例添加到猪饲料,或10%~15%的比例添加到兔饲料中,表现出体制增强、生长加快、肉质改善,同时降低饲料成本。桑叶作为泌乳母牛的补充饲料,能够提高产奶量并降低饲料成本,用作牛犊的补充料,可以节约代乳料的消耗量,并促进犊牛瘤胃的生长发育桑叶中含有丰富的营养成分和许多特有的天然活性物质,是优良的畜禽饲料,我国丰富的桑叶资源使桑叶饲料商品化生产成为可能。在桑叶资源集中的地区,可以建立桑叶蛋白饲料企业,实行工业化生产桑叶蛋白我国是举世公认的蚕丝大国,全国桑园面积近80,有大宗的桑叶、蚕沙资源可供利用。蚕桑产区常有大量的剩余桑叶未被养蚕利用而处于浪费状态,养蚕每年产生大量的蚕沙副产物,这些地区的畜牧业主可直接与蚕业生产部门对接,将现有的过剩桑叶和蚕沙直接用作饲料。桑树是多年生木本深根性植物,具有很好的水土保持效果,在退耕还林地区可实行林牧草结合,坡地植桑,桑林下种草,桑、草护土,草、桑叶养畜。在农耕牧区直接发展种桑养畜,采用速成密植的草本化栽培模式,专门为畜牧生产提供优质桑叶饲料。根据各地不同的生态地理气候条件和社会经济发展特点,因地制宜地采取多种形式开发桑叶饲料,前景广阔,大有可为。

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