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为评估树种作乳畜饲料的潜力,研究人员分析五种温带树种叶片,发现黑桑最具前景,对推动可持续养殖意义重大。
在农林复合系统备受关注的当下,随着全球气候的变化以及人们对粮食安全的日益重视,寻找可持续的农业发展模式成为关键。将作物、畜牧与木本植物相结合的农林复合系统,正逐渐成为人们研究的焦点。它不仅能促进资源的协同利用,还能为家畜提供额外的营养来源。
在奶牛养殖中,饲料的质量直接关系到奶牛的健康和牛奶的产量。传统的饲料来源有限,且在不同季节质量波动较大。而树木的叶子,因其丰富的营养成分,被视为潜在的优质饲料资源。然而,树叶饲料的应用面临着诸多挑战,比如其消化率低、适口性差,甚至可能存在毒性。同时,关于温带气候下树叶营养价值的研究相对较少,大多局限于化学成分分析,缺乏对其综合营养价值的评估。
为了填补这一研究空白,来自意大利米兰大学、德国莱布尼茨农业工程与生物经济研究所等机构的研究人员,开展了一项极具意义的研究。他们的研究成果发表在《Agroforestry Systems》上,为树叶饲料的开发和利用提供了重要的理论依据。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先是样本采集,在意大利北部的农场,选取了五种常见的温带树种:欧洲白蜡(Fraxinus excelsior L.)、黑桑(Morus nigra L.)、刺槐(Robinia pseudoacacia L.)、垂柳(Salix babylonica L.)和小叶榆(Ulmus minor Mill.),在 2023 年春夏季节的三个不同时间点采集叶片样本。然后进行实验室分析,对样本进行烘干、研磨处理后,测定其干物质(DM)、灰分、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)等常规成分,同时利用微波消解系统和 ICP-MS 测定矿物质含量,采用 Folin-Ciocalteu 法测定总酚(TP)和总单宁(TT)含量。此外,通过体外产气试验、发酵特性分析以及纤维消化率(NDFD)和净能泌乳量(NEL)的测定,全面评估树叶的营养价值。最后,运用 SAS 软件进行统计分析,探究树种、收获时间及其交互作用对树叶营养价值的影响。
研究结果如下:
- 树叶的常规和矿物质成分:不同树种的树叶在干物质、粗蛋白(CP)、纤维成分等常规成分上存在显著差异。例如,小叶榆的纤维含量最高,黑桑的纤维含量最低;刺槐的粗蛋白含量最高,欧洲白蜡的粗蛋白含量最低。矿物质含量方面,不同树种间也有明显差异,黑桑的主要矿物质含量较高,但它的高灰分含量可能影响饲料的能量和营养密度。
- 产气、甲烷和发酵特性:不同树种的树叶在 24 小时孵化后的总产气量(GP)差异显著,欧洲白蜡的总产气量最高,小叶榆的总产气量最低。甲烷产量方面,刺槐的甲烷产量最高,其他四种树种的甲烷产量相近。挥发性脂肪酸(VFA)分析表明,黑桑的总 VFA 产量最高,刺槐的总 VFA 产量最低,且不同树种的 VFA 比例和乙酸与丙酸的比例(A:P ratio)也有所不同。
- 单宁和酚类物质:树种、收获时间及其交互作用对 TP 和 TT 含量有显著影响。欧洲白蜡的 TP 和 TT 含量最高,黑桑的 TP 和 TT 含量最低。单宁含量可能影响树叶的发酵和消化,如欧洲白蜡在单宁含量高的时期,其 GP 和 NDFD 降低。
- 体外分析:中性洗涤纤维消化率(NDFD):NDFD 受树种、收获时间及其交互作用的显著影响。黑桑的 NDFD 最高,刺槐的 NDFD 最低。不同树种的 NDFD 在不同收获时间呈现不同的变化趋势,这与单宁含量等因素有关。
- 泌乳净能(NEL):NEL同样受树种、收获时间及其交互作用的显著影响。黑桑的 NEL最高,刺槐和小叶榆的 NEL最低。除刺槐和小叶榆外,其他树种的营养价值超过了紫花苜蓿的平均水平,表明它们可作为传统饲料的可行替代品或补充品。
- 多重对应分析:该分析揭示了不同树种在营养特征和体外发酵特性方面的差异。黑桑具有独特的营养特征,纤维含量低、灰分和 NDFD 高;刺槐和垂柳在纤维含量和消化率方面特征相似;欧洲白蜡与高单宁含量相关;小叶榆与高 DM、EE 和低 CP 含量相关。同时,证实了甲烷含量与单宁含量呈负相关。
研究结论和讨论部分指出,所有被研究的树种叶片都有作为反刍动物饲料的潜力,黑桑表现最为突出,其具有高 NEL、高蛋白质含量和高消化率,尽管它的灰分含量较高。随着季节的推移,树叶的营养特性略有下降,但这种下降并不像草本饲料那样明显,这为树叶饲料的收获提供了更灵活的时间窗口。然而,目前树叶饲料的应用仍面临一些挑战,如树叶的收获、保存和分配方法有待完善。未来,需要进一步研究这些问题,通过适口性和消化率试验,探索树叶作为反刍动物饲料补充剂的最佳使用方式,评估其对牛奶质量和数量以及奶酪质量的影响,以充分发挥树叶饲料在可持续农业中的潜力。