摘要:紅麻作為一種傳統的纖維植物,其幼嫩枝葉有較高的蛋白質含量,國內外多項研究表明其具有很好的飼用價值。隨著畜牧養殖業的迅速發展,飼料產業也隨之崛起,優質蛋白飼料成為亟
這是發表在《經濟林研究》上的關于紅麻飼用價值的林業職稱論文?!督洕盅芯俊酚芍心狭謽I科技大學主辦,科學出版社出版。該刊于1983年由國家科技部批準創刊。該刊是我國唯一的反映國內外經濟林科學與技術領域最新研究成果的綜合性科技期刊。該刊為季刊,國內外公開發行。

紅麻作為一種傳統的纖維植物,其幼嫩枝葉有較高的蛋白質含量,國內外多項研究表明其具有很好的飼用價值。隨著畜牧養殖業的迅速發展,飼料產業也隨之崛起,優質蛋白飼料成為亟需品。紅麻飼用價值的進一步發掘和研究會對解決中國南方地區缺乏優質蛋白飼料的局面提供很大的幫助。本文綜述了國內外紅麻飼用價值的研究進展和發展前景,為紅麻飼用的研究提供幫助。
關鍵詞:紅麻;飼用; 研究進展
紅麻 (kenaf),錦葵科木槿族植物(Hibiscus cannzzbinus L.),正名大麻槿,又稱洋麻,一年生草本韌皮纖維作物,韌皮纖維柔軟,纖維拉力強,對氣候和環境的適應性強,具有耐旱、耐鹽堿、耐貧瘠等強抗逆性和易栽培等特性,在我國種植區域廣泛,分布于20多個省區,黃淮海地區、長江流域和華南地區栽培面積較大。紅麻作為纖維植物,生態效益巨大。紅麻是傳統麻紡工業的重要原料,其纖維被開發為多種產品[1]。長久以來,紅麻的研發多集中在纖維上,育種目標也多集中在提高纖維產量和品質上,對其它方面的研發度較小。近年來,由于受到合成纖維的沖擊以及運輸方式的不斷革新,紅麻的需求量日益減少,種植面積日益縮減,生產效益明顯降低,因此開展紅麻的多用途研究十分必要。國內外許多研究表明,紅麻的鮮葉和嫩莖葉具有較高的蛋白質含量,營養價值與苜蓿相當,并且富含多種維生素和氨基酸,是很好的植物性蛋白飼料原料。國外不同類型的紅麻飼料已經研發成功,國內由于種種因素,紅麻飼用的研究發展較慢,隨著人民生活水平的提高,畜牧養殖業的快速發展對飼料產業提出了更高的要求,蛋白飼料的缺乏成為限制畜牧業發展的重要因素,紅麻因其較高的蛋白質含量和巨大的生物產量為其飼用價值的開發和利用奠定了良好的基礎,紅麻的強抗逆性使其能夠在鹽堿和貧瘠土地的開發利用上占有優勢,因此逐步深入地開展紅麻飼用價值的研究和利用將會產生明顯的經濟、生態和社會效益。
1國外紅麻飼用研究進展
針對紅麻抗逆性強,適應性強,產量高等特點,世界各國逐漸展開了紅麻多用途的探索研究,飼用價值的研究也陸續展開。
1.1馬來西亞紅麻飼用研究進展
馬來西亞的氣候條件十分適合紅麻生長,并且已經將紅麻作為新型作物列入國家重點資助項目[2],因此對紅麻的研究較為深入,鑒于紅麻幼嫩枝葉中蛋白質含量高,其將紅麻作為反芻動物的飼料進行了研究,研究認為紅麻可作為牛、山羊的植物蛋白源,其營養價值與苜蓿、大豆粉相當,有關學者在篩選飼用紅麻種質資源的同時,對飼用紅麻的刈割時期、刈割間隔以及刈割間期的田間管理均進行了試驗研究,初步確定了適合紅麻飼用的種質資源并且確定了合理的氮肥施用量,以及刈割間期的田間管理措施[3-4]。在MARDI Serdang對生產設備改進后,采用新的紅麻飼料生產工藝流程,進行紅麻飼料加工試驗,開發出多種形式的飼料,且飼料中蛋白質含量較高,但是研究表明,由于紅麻的灰分和鈣含量較高,加工成的飼料總的可消化營養物質和代謝能不能完全滿足反芻動物的營養需要。馬來西亞有關學者還對紅麻飼用的商業化潛力進行了評估,經濟學方面,馬來西亞要進一步降低其紅麻的干燥成本,才能具有競爭力。很多研究均表明,馬來西亞已經將紅麻的飼用價值挖掘與開發作為一個研究方向。
1.2日本紅麻飼用研究進展
日本等發達國家視紅麻為一種未來派作物,對紅麻的多用途開發利用進行了廣泛而深入的研究[5]。日本學者和有關企業對紅麻的研究涉及到了食品工業、化學、飼料等領域,其中某些領域如造紙業的研究已經相當深入,已經研究出用于商業化的技術和專利[6]。在紅麻的飼用研究方面,日本造紙企業分析了紅麻葉與菠菜的營養成分差異,結果顯示,除了維生素C以及含鐵量外,紅麻的蛋白質、鈣、維生素B1和維生素E以及多酚類物資含量均顯明高于菠菜,可用于食用或飼用 [7]。另外日本學者針對紅麻葉青貯飼料品質的研究表明,紅麻葉的粗蛋白含量在14%~18%之間,粗脂肪在4%~5%之間,粗纖維在 10%~13%之間,所以認為青貯后的紅麻葉含有較高的粗蛋白并且纖維含量低,適合作動物飼料,并且研究認為紅麻葉不經過乳酸發酵也可青貯成功,原因是由于紅麻葉的pH較低,呈強酸性[8-9] ,在3.1~3.3之間。但是,日本學者關于紅麻飼用的研究沒有對紅麻幼嫩莖稈的飼用價值進行分析,缺乏相應的大田種植栽培和工廠飼料生產技術,僅僅對紅麻葉的理化性質進行了實驗室的初步研究,對具體的生產實踐缺乏指向意義,雖然日本對紅麻的潛在需求可能很大,但是紅麻在日本沒有種植效益,因此日本的紅麻需求必須依靠進口。
1.3巴基斯坦紅麻飼用研究進展
巴基斯坦對紅麻不同時期和不同部位的營養成分作了較為細致的分析,研究了6~12周齡之間的營養變化,隨著生長期的延長,整株水平蛋白質含量呈下降趨勢,從14.34%降低到6.58%,兩種纖維含量呈上升趨勢,并且葉片中的粗蛋白含量最高,最高可達19.37%,結果與其他研究結果吻合,并初步確定了適合飼用的收獲時期,研究認為紅麻在種植后10周左右的時間收獲最適合作飼料,此時每公頃的產量約為10噸,粗蛋白的含量在10%左右[10],此時收獲能夠獲得最大的蛋白總量。
其他國家,如非洲許多國家利用紅麻幼嫩莖葉作為飼料喂養動物的歷史比較長,但很少有文獻記載。美國相關學者做過少量紅麻飼用的研究,認為紅麻可以作為西班牙山羊很好的飼料 [11]。大多數研究紅麻的國家更加傾向于利用紅麻漿造紙,近年來取得了很大進步,對紅麻飼用價值的研究鮮有提及或者僅停留在原始階段,缺乏相應的從育種栽培到工業化生產的全面研究。
2國內紅麻飼用研究進展
我國長期以來就有用紅麻鮮葉飼養豬牛的習慣[12],普遍反映紅麻葉的適口性很好,一畝紅麻可產鮮莖葉5-6噸,可滿足數頭豬的青飼料需要。
紅麻新鮮枝葉飼喂肥羊具有很好的適口性,有較高的育肥增重效應和經濟效益[13]。房曉彤等研究表明紅麻葉有較高的蛋白質含量,經過青貯的紅麻葉具有很高的飼用價值,適口性很好,并且高含量的DCP(磷酸氫鈣)使青貯后的紅麻葉更加適宜于飼喂產奶母牛[12]。常寧芳的研究表明紅麻干物質中粗蛋白含量為 18%~23%,葉蛋白的氨基酸種類較齊全且多種氨基酸的含量大于大豆餅粕,可作蛋白飼料添加劑,紅麻枝葉有較低的C/N值,屬于高N型飼草,且其 Ca/P值適合飼養家畜 [13]。洪建基等初步篩選出粗蛋白含量達19.42%和22.84%兩個潛在飼用紅麻品種,且其產量分別達到了25.4t/hm2和23.6t/hm2 [14],這表明紅麻是一種有潛在優勢的飼料作物。中國農科院麻類研究所紅麻637工程的初步研究為飼用紅麻的發展奠定了基礎[15],該工程要求每畝紅麻產300公斤嫩梢,而葉柄嫩梢粗蛋白含量最高,約為13.66%,這表明紅麻同時滿足多種用途是可行的。國內對紅麻飼用的研究一直未斷,但是也停留在一些初步階段,與國內目前的飼用植物選育和飼料加工結合不緊密,并且育種材料也比較單一。因此,加大紅麻飼用的科研投入,加速紅麻飼用品種的選育將會對紅麻多用途的發展產生巨大的推動力。
3展望
紅麻作為低碳經濟的優勢作物,其生物學產量高、抗逆性強,能顯著改良鹽堿地。我國南方地區高熱高濕的氣候導致許多優質飼料作物資源不能很好地生長,而紅麻則能很好地適應此種氣候。中國有鹽堿荒地和鹽堿障礙地總面積超過5億畝,具有農業利用潛力的約有2億畝,占全國耕地面積額10%,這些鹽堿資源分布在西北、東北及濱海地區,而這些地區均有豐富的紅麻資源,因此開展紅麻飼用的研究將會有很大效益。鑒于目前國內紅麻飼用的研究進展,今后的紅麻飼用研究應從多方向同時展開,飼用紅麻育種、耕作技術改進、飼料加工方法等方面均須進一步深入研究。
3.1飼用紅麻育種
多年來紅麻育種方向主要是以提高全桿和纖維產量為主,抗逆育種也相應展開,飼料作物一個主要的指標是粗蛋白含量高,纖維產量高的品種反而會給高蛋白品種的選育帶來困難,因此飼用紅麻的育種應該從多方面著手進行。紅麻野生和近緣植物資源豐富,應該加大對紅麻種質資源的挖掘,非洲一些將紅麻嫩葉作為蔬菜或者將種子用于榨油的地區極有可能存在高蛋白紅麻品種,但是由于地域、交流以及科技發展水平等諸多因素的限制,目前對其知曉很少[16]。某些野生紅麻的分枝叢生,葉片很多,這些性狀都顯示了其作為飼用紅麻的潛在優勢,如果從中能選育出高蛋白品種,將會極大地推動飼用紅麻的研究。在紅麻的近緣植物中,野西瓜苗有作飼用的記載[17],玫瑰麻有食用型品種[18],這些資源在我國麻類作物種質中長期庫中均有保存[19],如能加大開發力度,也有可能選育出高蛋白品種。人工育種方面,有報告顯示紅麻四倍體莖葉深綠,葉片明顯增大,裂葉肥大,落葉延遲 [20],顯示出潛在的飼用價值,盡管該報告年代久遠,但是目前染色體加倍技術已經十分成熟,處理試劑也從單一的秋水仙素擴展到許多生物或化學試劑,如安磺靈等因其毒性低、價格低、使用濃度低等優勢迅速在多種作物上應用,因此有必要加強該方面的研究。分子育種能快速篩選出合適品種,相關基因的發掘和表達調控運用到高蛋白品種選育上會有很好的前景,但目前紅麻分子育種基礎還比較薄弱,有必要深入展開。紅麻作為一種高產作物,還可以開發纖飼兼用型品種,中國農科院麻類研究所的紅麻637工程為此奠定了基礎。紅麻各品種和種質資源中都蘊藏著潛在可利用基因,需要要加大研發力度。
3.2耕作技術的改進
同一作物不同用途應該有不同的栽培管理技術,國內專門針對紅麻飼用栽培的研究較少,大部分是借鑒高產紅麻的栽培技術或者傳統農戶經驗,缺乏科學試驗和具體的理論指向。紅麻作飼用,一般會在生長季多次刈割,關于刈割前后的田間管理、刈割后的具體留茬高度、刈割次數和具體的肥料試驗研究極少,如果想要取得較好的飼用紅麻產量和較高品質,科學的田間管理措施必不可少。馬來西亞曾做過飼用紅麻的肥料試驗,但是由于生態環境的巨大差異,其結果對國內飼用紅麻栽培并沒有太大的實際意義,只能作為試驗參考,而飼用玉米等一些飼用作物,在優良品種的基礎之上都有相應的針對性較強的配套田間栽培管理技術。此外,需要加大紅麻耕作機械的研發力度和推廣力度,雖然機械化操作受到多因素限制,但目前階段用工費用急劇增加,只有最大限度的降低勞動力投入,才能有競爭力。同時隨著農業機械的大范圍普及,眾多勞動力轉移至城鎮,也促使著麻類耕作機械化的發展。有研究顯示,農機總動力每增加1%,農業經濟的增長將達到 0.431463%[21],隨著農機購置補貼的逐年提高,應順水行船,大力發展麻類耕作機械化才能取得更大的效益。
3.3紅麻飼用加工技術的改良
飼料作物收獲后可進行青飼、青貯或者進一步加工成精飼料。飼料作物幾乎都是利用其莖葉,也有利用籽實作飼料,所以能加工成精飼料的很少,加工方式主要是青飼和青貯。青貯對飼料的儲備具有重大意義,而良好的青貯能很好的保持飼料養分,這使得青貯技術發展十分迅速,且研究較深入。國內外學者對紅麻青貯的研究較為單一,大多是通過簡單的青貯后測定青貯品質,而針對一些影響因素的研究還很少。玉米等其他飼用作物的研究表明,青貯原料的切割長度、含水量、添加劑種類、溫度等均會對最終的青貯質量造成影響[22-25],甚至一些細節問題,不同學者都有不同的意見[26-27]。飼用紅麻青貯對以上影響因素均未進行研究,如果對條件加以篩選必將能大幅度提高紅麻飼用的價值。
混合青貯以其諸多優點而被廣泛利用于多種飼料作物上,混合青貯的原料大多具有類似互補的性質,例如禾本科牧草與豆科牧草混合青貯、高水分青貯原料與干飼料混合青貯以及糟渣飼料與干飼料混合青貯等均取得了良好的效果,既能提高青貯質量,豐富營養,又能充分利用原料,減少浪費和污染。麻類中的苧麻與玉米青貯成功,并且青貯后品質較高,該成果已經通過農業部成果鑒定。紅麻也因其青貯易成功以及青貯后蛋白含量高等特點,而有較強的優勢進行混合青貯,提高青貯品質,所以紅麻也可考慮與玉米等作物進行混合青貯,目前國內尚未有紅麻混合青貯的報道,開展此方向的研究將會給紅麻飼用提供一個新的途徑。
作為有巨大潛在研發優勢的紅麻,加強其飼用及其他多用途的研究,必會對緩解我國優質飼料緊缺、開發鹽堿貧瘠土地資源、改善生態環境以及增加農民收入等方面做出貢獻。