杂交构树发酵饲料在生猪养殖中的研究进展

周刚王礼伟谢月聪刘康杨宇辰王正钟晨曦刘颖

(1.淮安市农业科学研究院，江苏 淮安 223001；2.淮阴师范学院生命科学学院，江苏 淮安 223300)

目前饲料原料需求量的增加与耕地面积减少之间的矛盾，让“人畜争粮”问题越发明显，饲料短缺也是限制我国畜牧业快速发展的主要瓶颈之一[1]。特别是对能量和蛋白质饲料原料的需求迫在眉睫，我国蛋白饲料原料仍以豆粕、菜粕、苜蓿、玉米蛋白粉等草本饲料为主，对外依存度越来越高，常规饲料已经无法满足我国目前家畜生产的需求。因此，寻找新型可替代性优质蛋白饲草、开发非常规饲料原料，是确保我国畜牧业可持续发展的重要途径。尤其是将“非粮型”饲草资源开发成为草食动物的生产，是解决“人畜争粮”矛盾，同时发展“节粮型”畜牧业的最佳思路之一。

构树(Broussonetia Papyrifera)别名褚桃，俗称构皮树或褚树，属于桑科(Moraceae)落叶乔木构树属(Broussonetia)，作为中国原生树种，具有极其旺盛的生命力，只要有土壤有阳光的地方都会有构树的身影，遍布全国各地。构树叶中粗蛋白含量超过20%，同时富含各类氨基酸、维生素及微量元素，可与苜蓿比美，是一种极具开发价值的蛋白质饲料资源[2]。宏基因组测序显示，构树共生菌主要为假单胞杆菌和根瘤菌，表明其可作为饲料氮的来源[3]。在我国农村地区一直有用构树叶直接饲喂家畜的习惯[4]，构树被用作畜禽粗饲料使用已有上千年的历史[5,6]。但由于历史上一直没有对构树进行品种培育或驯化，用构树作饲料的产业一直存在消化吸收率不高、产量低、品质差、加工不规范等诸多问题，无法像苜蓿等其它蛋白质饲料原料形成规模化生产和经济效益。如今越来越多的研究对构树作为饲料的安全性和有效性给予肯定，从而为构树进入饲料行业，进行规范的产业化开发开辟了道路。2015年构树成为国务院扶贫办十大精准扶贫工程中制定推广的唯一植物种类，2017年被农业农村部作为单一树种列入饲料原料目录。

1 杂交构树的由来

天然的构树叶密生柔毛，直接饲喂适口性差，杂交构树是中国科学院经历20a时间利用传统杂交育种方法结合现代生物技术培育出的新树种，相较于天然构树，具有更强抗逆性、生存适应性和速生丰产性，而且病虫害非常少。总结起来，杂交构树先后经历3次质的改变，研究人员通过选择种内形状差异大的构树树种，进行组合定向杂交，杂交育种出了“中构”品系；又以构树为父本，小构树为母本(构树和小构树虽然同属桑科构属，但不是同一物种，构树为乔木，小构树为灌木)，通过不同物种之间的远缘杂交得到了“科构”品系。近年来，通过太空搭载进行航天育种是另一种高新科技育种的现代化手段，2004年开始，构树作为重要的战略资源植物，开始了10多次的太空之旅，返回后再同时结合蛋白质组学，分子标记等现代分子生物学技术，培育出了国内外首个高蛋白木本新品种——杂交构树“科构101”品系[7]，这也是目前在各地推广最多的杂交构树品种。施海娜等[8]在对杂交构树饲用营养价值分析时发现，杂交构树叶和细枝的钙、钾、镁等矿物质和氯含量均高于豆粕和苜蓿草粉，且钙高而磷低，综合各项指标，均可认为杂交构树是一种富含蛋白质和矿物质的优质饲料原料，可以应用于草食动物日粮中。屠焰等人[9]对比了豆粕和杂交构树发现杂交构树叶的粗蛋白含量达到了豆粕的60%，中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)的含量差别不大，粗脂肪和钙的含量远远高于豆粕，表明杂交构树可以为动物提供更高的能量和蛋白，可以提供日粮中的部分豆粕。相对于野生构树，杂交构树更适合作为高蛋白饲料原料[10]。

2 发酵杂交构树饲料的研究进展

杂交构树饲料属于木本饲料，虽然木本饲料比草本饲料具有更长的青绿期和收益时间，即使在秋季木本饲料仍能有较高的蛋白质和矿物含量[11]，但木本饲料中有较多的抗营养因子等次生代谢产物，如单宁、木质素等，这也是限制木本植物作为基础日粮的主要原因。单宁是一种水溶性酚类化合物，会沉淀蛋白质[12]、糖类[13]、金属离子[14]等，导致饲料利用率下降，含量过高时还会影响饲料适口性，使畜禽采食量下降，影响动物生长；木质素是一种酚类聚合物，主要集中于枝条中，因其结构复杂也难以被大多数畜禽消化道吸收。虽然构树的单宁和木质素相较于其它木本植物含量偏低[15,16]，但仍然高于很多畜禽的适应范围，因此在实际应用中，通过青贮或发酵处理是提高杂交构树饲用效果的有效途径。研究显示，通过发酵，构树叶中的单宁含量会从1.60%下降到0.031%，同时微生物会将构树叶中难以消化的大分子蛋白质、粗纤维、淀粉等分解为易于消化的短肽，氨基酸、单糖和双糖等小分子物质，有效降低饲料中的抗营养因子百分比，同时提升蛋白质等级，从而改善畜禽对杂交构树饲料的消化能力[17]；发酵过程中还会产生大量芳香族化合物，从而改善杂交构树饲料的气味，增加适口性[18]。

杂交构树营养丰富，青贮杂交构树饲料是收割新鲜构树的树叶和枝条，通过厌氧发酵而得到的优质饲料。构树青贮料和发酵料作为构树饲料发展的重要方向之一，具有作为基础日粮中主要蛋白饲料原料的潜力。针对杂交构树饲料的发酵方法多采用自然发酵和接种发酵菌发酵2种，但一般而言，自然发酵产生的饲料一般质量不稳定，容易受杂菌的感染。因此大多采用接种发酵菌的发酵方法。发酵方法大体概括为将嫩枝态的杂交构树粉碎至20～60目，和发酵菌合剂混合均匀，在25～45℃的条件下，密闭包裹，发酵8～60d，具体发酵温度及时间因发酵菌的不同而异。司丙文等人[19]研究了不同添加剂对杂交构树青贮发酵品质的影响，发现在青贮过程中添加蜜糖、霉菌复合制剂及防腐剂，均能明显改善杂交构树饲料的品质和营养价值，其中，同时添加霉菌复合制剂(主要成分为乳酸菌、纤维素酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶)和蜜糖2种添加剂的组别不仅能更好地保存粗蛋白和干物质，而且成本更低。李荣荣等人[20]用不同比例的杂交构树替代苜蓿，研究发现，杂交构树替代苜蓿可以改善全价混合日粮的发酵品质，添加组的乳酸和乙酸含量显著增加，氨态氮(NH3-N)占总氮比例显著升高。李潇[21]也认为杂交构树青贮料部分替代日粮不仅能改善饲料营养结构，而且能大幅降低饲料成本，为养殖业带来巨大的发展机遇。

3 杂交构树饲料喂出“生态猪”

近年来不断出现食品安全问题，目前的生猪养殖还会有“全价饲料+添加剂+抗生素+瘦肉精”的模式，大量抗生素、激素、瘦肉精等添加剂的滥用严重危害人民群众的健康乃至生命，同时生猪养殖过程中出现的粪污随处排放，侵入地下，污染土地和水源，造成的损害无法及时治理，导致生猪养殖业面临巨大瓶颈。但杂交构树业的蓬勃发展给生猪养殖业带来了一条全产业链生态循环种养新路子，有望实现经济效益、生态效益和社会效益三赢的新局面[22-24]。

高蛋白质的杂交构树是近年来培育的新品种，用杂交构树饲料发展养殖业，可减少饲料粮消耗，实现“化树为粮”。据测算，和常规饲料相比，畜禽、水产采用杂交构树饲料喂养可节约饲料粮约30%，节约成本180元·t-1；按每头猪使用300kg配合饲料计算，每头猪可降低饲料成本54元，提高经济效益20%以上[21]。降低饲料成本的同时，构树饲料也能明显提高生猪的生产性能，李海新[25]研究发现在杜长大三元杂交生长猪日粮中添加10%的构树原液或发酵构树叶可显著降低背膘厚，提高肌肉中游离氨基酸和谷氨酸钠含量，有助于改善猪肉口感和肉色；陶兴无等人[18]用新鲜和发酵构树叶替代部分精料进行饲喂试验，发现发酵构树叶替代部分精料饲喂生长猪，有较好的增重效果。杂交构树作为新型蛋白饲料有望给养猪业带来更多经济效益。

规模化猪场通过承包流转周边土地，栽种构树，可以用于消纳猪场粪污，实现生态循环种养结合[23]，同时结合微生物发酵饲料、微生物除臭消毒和微生物粪便处理等，可以有效处理畜禽粪便污染，改善猪场空气[26-28]。由于构树本身也是中药药材之一，经过发酵以后，含有天然抗生素的成分，因此，利用构树发酵饲料大力发展生态畜禽养殖，远离激素、抗生素，可以为市场提供无激素、无抗生素、无瘦肉精的三无生态有机高端农产品[29]。修武[30]研究用构树叶饲喂的猪，其肉经过国家农副产品质量监督检测中心检测，不仅达到零激素含量的欧盟最严格标准，而且含有22.31%的17种氨基酸和高档保健品种才有的3%的ω-3多不饱和脂肪酸。“林—饲—畜”一体化的种养模式也暗示着巨大的生态效益和社会效益。

4 总结

杂交构树富含较高的粗蛋白、脂肪、多种氨基酸和矿物元素，是一种优质的可再生植物蛋白资源。经发酵处理后，其营养成分会更高，更有利于动物的消化吸收。我国的杂交构树产业刚刚起步，尤其对于生猪养殖业，其带来的社会、经济与生态效益的潜力巨大，不仅可以解决我国蛋白质饲料资源紧缺的现状，而且可以提高我国猪肉产品的出口质量。但杂交构树发酵饲料在生猪养殖的不同阶段添加比例是不一样的，如何制定一个详细的标准，更加细致全面地应用在生猪养殖业中，将是以后研究的重点。总之，杂交构树作为新型蛋白饲料，为生猪养殖行业的可持续发展提供了新的生机。