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饲用苎麻研究进展

2012-01-22肖呈祥赵丹博崔国贤

作物研究 2012年6期
关键词:苎麻饲料产量

郭 婷,佘 玮,肖呈祥,曹 诣,赵丹博,崔国贤

(湖南农业大学苎麻研究所,长沙410128)

苎麻(Boehmeria nivea)属荨麻科苎麻属,是我国特产的主要纤维作物之一,也是纺织工业的重要原料。目前我国是世界上最大的苎麻生产国,种植面积和总产量均占世界的90%以上[1]。

早在20世纪40年代,美国、巴西、西班牙、日本、越南、泰国等国家在苎麻的营养价值研究方面以及用苎麻饲养动物的试验方面做了大量的研究工作,他们不仅商品化生产苎麻叶粉,还将苎麻作为栽培饲料进行产业化生产[2]。在美国,将晒干的苎麻[3,4]鲜叶制成干粉,作为高蛋白饲料。Squibb 曾用苎麻、黄豆、香蕉叶、紫花苜蓿饲养猪,研究其蛋白质利用情况,结果表明苎麻效果最好。我国很早就有用苎麻叶饲养牛、羊、猪等动物的历史,用苎麻粉掺入其他饲料中饲养猪、鸡等,比饲喂稻谷的成本低,经济效益高[5,6]。20 世纪 80 年代初,湖南农业大学对苎麻叶的饲用价值进行了研究,结果表明苎麻叶中粗蛋白含量高,适宜用作动物饲料。

苎麻蛋白质含量高,年生物产量大,营养成分结构合理,有望成为重要的植物蛋白质饲料来源[7]。深入研究苎麻的饲料价值不仅能增加苎麻的经济效益,还能为我国亚热带地区高蛋白饲料的短缺提供解决途径。笔者对饲用苎麻的种质资源与遗传育种、施氮及收获技术、产量与营养品质、饲养等方面研究成果进行综述,以期为进一步研究提供参考。

1 饲用苎麻种质资源与遗传育种

饲用苎麻是以收获青绿茎、叶等营养体为目的、可在适宜生育期内多次刈青利用的高蛋白优质饲草,需兼具生物产量高、营养价值高、分蘖力强、再生性和适应性广及喂猪、牛、兔适口性佳等特点[7]。目前饲用苎麻品种的来源有两个方面:一是从现有种质资源中筛选蛋白质含量高、纤维素含量低的苎麻品种作为杂交亲本配制杂交组合或直接用于生产。二是从杂交后代中或种质资源中选择蛋白质含量高、纤维素含量低、发蔸能力强、前期生长快、年生物产量高的材料,通过无性繁殖育成新品种,供生产应用。

从现有种质资源中筛选苎麻品种直接用于生产的研究较多。湖南农业大学杨瑞芳等对保存在资源圃中的141份材料进行粗蛋白含量的测定[8],发现约85%的苎麻蛋白含量较高,有饲用价值。康万利等[9]对120份苎麻品种通过植物学性状观察筛选出20份进行营养品质分析,也发现各品种粗蛋白含量非常高,平均量在19.78%以上,和苜蓿不相上下;粗蛋白含量高于20%的有10份,占所测材料的50%,其中粗蛋白质含量最高的为绥宁青麻,蛋白含量为23.69%;大部分品种纤维素含量在20%左右,适宜做牧草。曾日秋等[10]对从中国农科院麻类研究所引进的苎麻资源及福建已确认可以饲用的地方苎麻资源进行筛选,在饲用苎麻生长动态及其饲用品质研究中通过对饲用苎麻农艺性状、产量表现及饲用品质评价,初步筛选1号和2号2个饲用苎麻品系入选区试及动物试验。

在饲用苎麻品种选育方面,2004年中国农业科学院麻类研究所利用“湘杂苎1号”和“圆叶青5号S3”杂交,成功研制出世界首个苎麻饲用品种“中饲苎1号”,其干物质年产量比对照苎麻品种湘3、0104、0106等平均增产31.27%,营养品质高,粗蛋白含量为22.00%,粗纤维含量为16.74%,粗灰分含量为 15.44%,钙含量 4.07%,粗脂肪含量4.07%,维生素B2含量13.36 mg/kg,赖氨酸含量高达1.02%,是高产优质饲料用苎麻新品种[2]。

2 饲用苎麻施氮与收获技术

2.1 氮肥对饲用苎麻的影响

氮是植物细胞的生命物质,是植物体内氨基酸的组成部分,是构成蛋白质的成分,也是叶绿素的组成部分,其主要作用是提高生物总量和经济产量,改善农产品的营养价值。氮肥可以促进苎麻茎和叶的生长,使茎粗叶茂。氮肥施用量过小,苎麻达不到期望的产量和品质;施用量过大,苎麻易遭风害、病害,成熟期延迟,而且增加投入成本、污染环境、浪费能源。此外,氮肥过多,苎麻纤维细胞壁薄,出麻率和纤维品质低,尤其纤维支数降低。

不同氮肥品种性质差异很大,必须根据土壤特点、作物种类、肥料特性合理选择氮肥。目前国内进行苎麻施氮试验的研究较少,以普通苎麻的施肥为主。王春桃等[11]进行多年多点优质高产施肥方案研究,指出施用氮素化肥对苎麻具有显著的增产作用,在一定范围内苎麻产量随着氮素化肥施用量增加而增加,但当用量达到一定程度时,产量不再增长。鲁运江等[12]研究表明,等量氮的增产效果和经济性状均以尿素和碳铵最好,而施用氯化铵会造成过氯中毒,使后季和下年苎麻早衰、败蔸,抗旱力明显降低,产量下降。李朝东等[13]通过不同氮肥处理N0、N1、N2(0 mmol/L、10 mmol/L、20 mmol/L)分析不同施氮水平下苎麻叶片全氮营养元素的含量,发现两个品种的叶片含全氮量随着施氮水平的提高增加趋势明显,认为施氮量的差异导致了苎麻功能叶片氮素营养含量的差异。揭雨成等[14]研究指出,饲用苎麻随着收割次数的增加,必须施加氮肥和配以一定量的钾肥,才可以保证较高的生物产量。

2.2 饲用苎麻收获技术

苎麻收割高度影响苎麻的饲用品质,随着苎麻高度的增加,苎麻粗蛋白含量相对降低,苎麻粗纤维的含量随株高增加而升高。因此,为了不影响苎麻的饲用品质,应适当控制苎麻的收割高度。

Squibb等[15]把苎麻全部茎叶在不同高度收割后进行化学分析,发现饲用苎麻高度为40~60 cm时赖氨酸含量最高,最适收割。有研究表明,在较好的肥水条件下,苎麻整株收割作饲料的适宜收割期为高度达65 cm左右时,此时生物产量较高,粗蛋白含量指标也符合植物饲料蛋白的要求[16]。有学者认为每次收割的标准株高应严格控制在50~60 cm,若低于此标准,麻株过嫩,水分含量偏高,生物学产量降低;高于标准收割,则麻株过于老熟,粗蛋白含量偏低,且纤维含量提高,影响其适口性[14]。

3 饲用苎麻产量与营养品质研究

3.1 饲用苎麻产量

衡量饲用苎麻产量主要考察其特定收获高度的生物量[8,17]。在我国长江流域,作为饲料用的苎麻每年可刈割8~10次,每公顷产鲜茎叶达150 000 kg,相当于18 t以上干料。饲用苎麻产量和营养远高于其他牧草,如意大利黑麦草每公顷收获的干物质为9 000~15 000 kg[8]。在热带地区,作为饲料用的苎麻,每年可收割14次,每公顷可产鲜茎叶300 000 kg,即相当于42 000 kg 干料[18]。姜涛等[19]在苎麻饲用资源产量与品质性状的研究中,通过对33个苎麻品种的产量研究,发现巫山线麻的产量最高达0.37604 kg/蔸,高出平均值36.6%。

3.2 饲用苎麻的营养品质

早在上世纪40年代就有人对苎麻营养成分与其他饲料作物进行对比研究,发现其粗蛋白含量明显高于苜蓿等作物,且营养结构合理,是一种理想的饲料作物。后人在此基础上深化了对苎麻饲料评价指标及收获高度与营养成分相关性的研究。

尹邦奇[20]研究了5个苎麻品种,发现其蛋白质含量较高,在20.5% ~23.8%之间,而且新叶蛋白比老叶含量高。其后,有研究发现,苎麻干叶含粗蛋白是稻谷粗蛋白含量的两倍,玉米的3倍;含钙量为玉米的200倍;还含有8种人畜需要的氨基酸,其中赖氨酸1.35%,苏氨酸1.12%,异亮氨酸1.15%,苯丙氨酸1.39%,谷氨酸2.83%,蛋氨酸1.37%,类胡萝卜素和核黄素含量非常丰富,叶片中含纤维量少,表明苎麻是一种营养丰富的植物蛋白饲料[21]。龙忠富[22]通过对麻叶和串叶草营养成分的对比分析,发现苎麻叶的营养成分较为丰富,蛋白质含量较高,粗纤维含量相对较低,而粗脂肪相对较高。姜涛等[19]通过对33个不同苎麻品种的粗蛋白含量、粗纤维含量、粗脂肪含量、粗灰分含量、磷含量、钙含量等品质指标的测定,分析苎麻品种间的变异和相关性,综合评价了33个苎麻品种的饲用经济价值,结果表明:粗灰分含量与钙含量性状之间呈极显著正相关,叶茎比与粗纤维含量的性状之间呈极显著负相关,鲜重与干重的性状之间呈显著正相关,鲜重与叶茎比、干重比与粗蛋白含量、粗蛋白与粗纤维的性状之间呈显著负相关。通过聚类分析综合产量与品质性状,评价出涟源竹根麻、邻水野麻、青皮麻、青麻苎、巫山线麻、天柱青麻、梁平青麻、泸县青皮、阳新细叶绿的性状较好,适合做饲料开发。曾日秋等[23]对20个苎麻品种进行营养价值分析,发现饲用苎麻均含有17种氨基酸,氨基酸总量同时接近或超过FAO/WHO提出的参考蛋白模式E/T比值达40%左右和E/N比值应在0.6以上的标准。同时对不同刈青高度和不同生育期对苎麻饲用品质的影响进行了研究,发现采用粗蛋白、粗脂肪、钙、镁、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、相对饲用价值等指标进行评价,发现叶的粗蛋白含量和相对饲用价值均高于茎,3个不同刈青高度处理茎叶粗蛋白含量以刈青50 cm处理最高。开花期测定的粗蛋白、钙、镁及相对饲用价值等4个指标含量高于分蘖期,而测定的粗脂肪、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维等3个指标含量低于分蘖期。综上可知,苎麻营养品质稳定,受品种影响较小,苎麻叶片粗蛋白含量较高,且粗纤维含量低,适口性强,适合做饲料开发。

4 饲用苎麻饲养动物效果研究

学界对苎麻的营养价值研究以及用苎麻饲养动物的试验方面均做了大量的工作,不仅证明了苎麻粉饲喂动物的可行性,而且将添加的比例具体量化为5% ~15%,为节约苎麻资源,增加肉类产量提供科学依据。

Mehrhof等[24]用等量苎麻粉代替苜蓿粉饲喂小鸡,没有发现不良反应。Squibb等[3,4]用5%的苎麻干粉加少量维生素A喂养小鸡,预防了被试小鸡的维生素A缺乏症,并保持了高水平的血清液类胡萝卜素和核黄素;同时,通过用8%苎麻饲料取代8%高粱饲料(蛋白质含量20.1%)后,发现鸡血液中的类胡萝卜素和维生素A的总量显著增加。用苎麻叶干粉、玉米、香蕉叶、紫花苜蓿以及其它脂肪性饲料饲喂猪,发现苎麻粉蛋白利用效果最好[15]。Cleasby等[25]用苎麻叶饲喂绵羊和山羊,发现苎麻叶是一种不错的补充饲料。Maknev等[26]用7~15 kg的苎麻粉和苜蓿粉分别饲喂6~8个月的小牛时,发现喂苎麻粉的小牛比喂苜蓿粉的小牛长得更快,出肉率更高。

用鲜、干苎麻叶进行兔、鸡、猪的饲养试验表明,苎麻叶可作为一般配合饲料的原料,也可配制成浓缩饲料,对增重、性成熟和产蛋等均无不良影响[22,27,28]。刘劲夫[29]用苎麻叶配合饲料饲喂鸡、猪、鱼等得出苎麻叶饲喂效果良好,效益好,可作饲料。金红春等[30]用饲用苎麻喂鱼发现其具有适应性强、产量高、营养丰富、成本低、无污染无公害、生长快、鱼品质量优、经济效益好等优势,是很好的植物蛋白来源。张彬等[31]研究表明,在日粮中添加适量的苎麻叶粉对生长育肥猪的采食量、日增重、饲料报酬、胴体瘦肉率和饲粮营养物质消化率等均无不良影响。因此,在猪的日粮中添加一定比例 (如5% ~15%)的苎麻叶粉不但切实可行,而且也是解决当前我国南方植物性蛋白质饲料来源不足的有效途径之一。综上可知,利用苎麻饲喂牲畜可以有效提高产量,减少饲料成本,增加经济收益。

5 饲用苎麻开发应用前景

苎麻历来被用作纺织原料,被利用的纤维部分只占整个植株的5%左右,近95%的苎麻副产物很少利用,造成麻类资源的极大浪费[19]。为了更加合理地利用苎麻,前人对苎麻副产物的利用进行了大量的研究,其中将苎麻用作饲料便是其中一种,应用此法可以最大程度地利用苎麻的生物学产量,且饲用苎麻比纤维、饲料兼用的苎麻收割加工方便。

我国长江流域地区气候湿润,夏季高温时间长,在这种气候环境下,苎麻有更强的生长优势。而且,苎麻含有的蛋白质、赖氨酸、类胡萝卜素、核黄素和钙等营养物质均较高于苜蓿,是一种理想的取代进口动物性蛋白质的饲料作物。从长远来看,利用苎麻饲料代替部分苜蓿有很大的市场,开发前景广阔。但是如何更好地开发苎麻的饲用价值,以下几个方面还有待进一步研究:一是做好饲料苎麻的育种工作,根据不同气候选育出适合当地生长的饲料苎麻品种,以获得最大的生物量和蛋白质含量,提高适口性及抗病虫能力;二是提高饲料苎麻的栽培技术,结合坡地栽培,既可解决水土流失问题,又可获得高质量的饲料,节省土地资源;三是加大苎麻饲料收获、保存和加工方法的研究力度,实现机械化及规模化生产;四针对不同种类、年龄和日龄的喂饲动物,研究出不同配方和配比的苎麻饲料,以便提高饲料的利用效益,实现畜牧水产的高产、高效。

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