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(牧草)香蕉莖葉資源的飼料化研究

2012/5/1 11:31:29   文章來源:轉載   作者:楊禮富 陸海燕   瀏覽次數:15816
【字號:  
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楊禮富1, 陸海燕2
(1·中國熱帶農業科學院 橡膠栽培研究所,海南 儋州 571737;
2·農業部 熱帶作物栽培生理學重點開放實驗室,海南 儋州 571737)
摘要:概述了香蕉莖葉作為飼料的營養價值,國內外研究現狀以及開發利用香蕉莖葉資源的重要意義。
關鍵詞香蕉莖葉飼料
 
  香蕉為芭蕉科芭蕉屬單子葉草本植物,具有速生和生物量高等特點,是最大宗的熱帶亞熱帶水果,全世界有130個國家和地區種植,我國的香蕉主產于廣東、廣西、福建、海南和云南等省區。按常規管理水平,平均可產蕉45t/hm3左右,高產蕉園可達60~75t/hm3。
    香蕉生產的同時也產生近乎等量的香蕉莖葉副產品,是一項有待開發的熱區重要飼料資源。
 
1 香蕉莖葉的營養價值
    與其它農作物秸桿相比,香蕉莖葉中無氮浸出物含量豐富,粗纖維含量較低,營養價值和能量值高(表1、2)[1]。
表1 香蕉葉的營養價值
成  分
單 位
鮮 樣
干 樣
粗纖維
消化率
%
3.8
54.0
23.7
54.0
粗蛋白
消化率
(N×6·25) %
%
1.0
55.0
6.4
55.0
粗脂肪
消化率
%
0.1
58.0
0.8
58.0
無氮浸出物
消化率
%
9.0
85.0
56.0
85.0
消化能
kJ/kg
1 632.8
1 925.9
10 215.7
11 974.2
代謝能
kJ/kg
1 339.8
1 591.0
8 373.2
9 839.0
總消化養分
%
8.90
10.4
55.3
65.0
 
表2 香蕉假莖的營養價值(%)
成分
粗蛋白
粗纖維
灰分
乙醚抽出物
無氮浸出物
Ca(鈣)
P(磷)
干樣
2.4
20.5
14.3
2.3
60.5
1.16
0.22
消化率
54.7
53.6
62.5
85.0
  此外,香蕉莖葉中還富含胡蘿卜素、尼克酸、核黃素和硫胺素等多種維生素,且Ca、P比例平衡,是一種營養成分較為全面的飼草資源。
 
2 研究現狀
    隨著人口增長、環境問題和食物結構調整的需要,動物營養學家對飼料的研究熱點已從以往的優質蛋白或谷物類轉向不被人類食用的粗纖維含量高的非常規飼料[2]。農作物秸稈是數量最大的農業副產品,國內外都十分重視對農作物秸稈的處理與利用,我國已將農作物秸稈綜合利用技術列入“九五”末和“十五”攻關課題。目前,國內經處理后用作飼料的秸稈僅占10%左右。因此,開發資源豐富的秸稈,發展“秸稈畜牧業”既有巨大潛力,同時也是飼料業發展的一大趨勢。
    國內外在利用香蕉莖葉作為動物飼料方面已開展了一些研究工作。林陸山利用蕉莖粉、食用菌廢菌料、麩皮、酒糟和添加劑生產菌體蛋白飼料,該產品營養全面,可替代10%~25%的進口飼料[3];葉涌清利用蕉莖生產菌體蛋白飼料添加劑,試驗表明該添加劑具有成本低、能促進雞的生長發育和增強動物免疫力等優點[4];魏登山將食用菌廢菌料接種于香蕉莖稈,在控制好料水比和堆溫的前提下,可生產出適口性好、營養豐富、能部分替代常規配合飼料的豬飼料[5]。
    在國外,Poyyamozhi V·S.和Subramanian P·R·等做了用香蕉莖稈飼喂山羊的試驗,結果表明能促進羊的生長發育,縮短育肥周期[6~7];Lopez-BacaA等用桿菌S-9、桿菌S-55、MI和MHI等4種微生物菌株對香蕉莖葉進行乳酸發酵后適口性增強營養價值和消化利用率提高[8];Han·Y·和AflgCles M等研究了香蕉青飼料和青貯飼料對牛和豬生長的影響[9~10]。
    關于其他秸桿飼料轉化的研究較多。研究表明,農作物秸稈的主要成分是木質纖維素(包括纖維素、半纖維素和木質素),其中木質素由芳香烴衍生物以C-C鍵、-O-鍵縱橫交聯在一起,其側鏈又與半纖維素結合形成一個十分致密的網絡結構,將纖維素緊緊包裹在里面,以屏蔽效應阻礙了纖維素酶的作用[11],加上粗蛋白、維生素和礦物質等含量低,導致質地粗硬、適口性差、能量值低,影響了動物的采食量和消化利用率。纖維素、半纖維素和木質素含量高且難于被降解是農作物秸稈作為飼料的主要限制因素。
    近幾十年來,國內外一直在尋找降解農作物秸桿生產飼料的最佳途徑,研究主要集中于如下幾方面:
    (1)物理處理;(2)化學處理;(3)生物處理。
    目前,經粉碎、熱噴、壓餅、堿化和青貯、氨化、微發酵處理的水稻、小麥等作物秸桿雖可增加動物的采食量,但因粗纖維降解率低,故營養價值提高幅度不大,且只能用于飼喂反芻動物,很少作為單胃動物(如豬、雞等)的飼料[12]。
    向秸稈中添加菌制劑和酶制劑具有飼料機械起不到的深度生化加工作用,使纖維素和木質素部分降解,從而提高秸稈的消化利用率和營養價值,但由于受到酶的種類、底物專一性和處理條件等因素的影響,秸稈中木質纖維素的降解量同樣有限[13~14]。
    目前,已分離到不少能分泌纖維素降解酶系(C1酶、Cx酶和β-葡萄糖苷酶)、木質素降解酶系(Lip,Mnp,Laccase和多酚氧化酶)和半纖維素降解酶系的菌株[15],如果能利用這些菌株或者針對特定底物篩選木質纖維素酶高產菌株,并充分利用各單一功能菌株之間的協同效應發酵各種農作物秸稈,以便有效降解其中的木質纖維素,就可以大大提高其利用率和營養價值。
    目前,作物秸稈飼料轉化的瓶頸問題在于,目的菌株所分泌酶的種類單一、活性不高。在香蕉莖葉的飼料轉化中,雖然取得了一些階段性研究成果,同樣由于未利用木質纖維素酶高產菌株,使纖維素等多糖的降解量受到限制,因此,消化利用率和營養價值未得到有效改善,使得研究未能深入進行,更未見推廣應用。
 
3 開發利用香蕉莖葉資源的重要意義
    隨著食物結構的變化和農業產業結構的調整,飼料的生產日受重視。在熱區,由于土地資源有限,加上反季節瓜菜和熱帶水果等高經濟價值作物的強烈競爭,致使糧食生產不能自足,飼料糧生產更少。為了滿足畜牧業生產的需要,常從外地調進大量飼料和飼料原料,因受高位價格因素的影響,嚴重制約了熱區畜牧業的發展。如何充分有效地利用本地資源發展飼料生產是一個亟待解決的重要問題。
    目前,香蕉產業已成為熱區一項重要的產業 僅海南省1999年種植面積就超過1.7萬hm2,2001年計劃發展到3.7萬hm2。根據農業部2000年《關于調整熱作產業結構的意見》精神,我國香蕉計劃發展到10萬hm2,年產香蕉400~550萬t。按2 600株/hm2、每株莖葉鮮重35kg計算,屆時全國香蕉莖葉的年生物量將達到近1 000萬t,這是一項極重要的飼料資源。
    在農村,雖然也有人偶爾用香蕉莖葉喂豬,但由于適口性差,實際飼喂量很少。由于缺乏對香蕉莖葉有效利用的深入研究,致使這一重要飼料資源未能得到合理開發,而是棄之于田間地頭,既浪費資源又污染環境。
    在目前種植業由“糧———經”二元結構向“糧———經———飼”三元結構調整的過程中,更應重視香蕉這種經飼兼備作物的充分開發和利用。如果實現香蕉莖葉飼料的規?;?、商品化生產,不僅能夠使豐富廉價的香蕉莖葉變廢為寶,以便降低熱區飼料價位、發展熱區飼料生產,而且對進一步提高香蕉生產的綜合效益,對促進植蕉區生物資源和生態環境的良性循環都具有重要意義。
    總之,香蕉莖葉是一項亟待開發的區域性重要飼料資源,進行香蕉莖葉的飼料轉化是搞好產區農牧結合、推動“兩高一優”畜牧業和農業發展、提高人民生活水平的重要環節,應大力開展應用技術攻關和建立示范區工作,盡快推動香蕉飼料資源開發利用的進程,全面提高香蕉種植業的經濟效益、社會效益和生態效益。
 
參考文獻:
[1] 王加啟,郭年藩.香蕉飼料資源的開發與利用[J].國外畜牧科技,1994,21(5):12~14
[2] 安曉寧,等.中國畜牧業科學技術發展戰略與對策(上)[J].世界農業,1999,(2):40~41
[3] 林陸山,等.用香蕉蕉莖為主要原料生產菌體蛋白飼料的方法[DB].中國專利數據庫,1985~1996,9410205
[4] 葉涌清.香蕉莖生產菌體蛋白飼料添加劑技術和產品喂雞試驗[J].福建熱作科技,1995,20(2):19~21.
[5] 魏登山.用香蕉莖桿、廢菌筒制菌飼料養豬試驗[J].福建熱作科技,1995,20(3):22~24
[6] Poyyamozhi,V S,et al,The value of banana stalks as feed for goats[J],Animal Feed Sci·and Tech·1986,15(2):95~100
[7] Subramanian P Ret al·In vitro studies and short-term feeding triat in lambs to evatue pllllantain sheath as a feed for ruminant[J]·AnimalFeed Sc &Tech,1988,20(4):343~348
[8] Lopez-Baca Aet al·Fermentation patterns ofwhole bananawaste liquorwith four inocula[J]·Joural of the Sci·Food&Agri·,1992,60(1):85~89
[9] Han Y W,Yu P L,Smith S K·Fermentation of straw for animal feed[J]·Biotech Bioeng,1978,20:1015~1026
[10] Angeles M·Nutritional value of bananaleaf waste[J]·Indian J·Animal Nutrition, l992,9(2):104~106
[11] Gould J M·Studies on the mechanism of alkaline peroxide delignification of agricultural residues[J]·Biotech Bioeng, I 985,20(6):46~52
[12] 楊文大.國內外粗飼料加工現狀及發展趨勢[J].飼料工業,1989(11):35~36Pierre Bequin.Molecular Biology of cellulose degradation[J],Annu Rev Microbiology.1990,144(4):219~248
[13] 林云圣.利用生物技術開發飼料資源[J].飼料研究,1994(9):22~24
[14] 周朝勤.微生物在飼料工業中的應用[J].飼料工業,1989(6):2~4.
[15] Kent T,KirkTK·Enzymatic combastion:the microbial degradation of ligin tdepartment of biotechnology[J]·Ann RevMicrobiol,1987,41:465~505

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