以柳属生物质为树木饲料:营养价值评估与保存方法比较研究

《Agroforestry Systems》:Use of willow (Salix sp) biomass as tree fodder: nutritional value and conservation methods

【字体: 时间:2026年03月25日 来源:Agroforestry Systems 2.2

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  本研究探讨了在牧草季节性短缺的背景下,将柳属(Salix sp.)树木作为反刍动物补充饲料的潜力。研究人员评估了杂交克隆Terra Nova (HTN)和本土树种Salix atrocinerea (SAT)的叶片、嫩茎和木质部分的营养价值,并比较了日晒干燥、自然青贮和甲酸辅助青贮三种保存方法。结果显示,叶片部分营养价值最高,尤其是HTN叶片CP高达23.7% DM,其相对饲用价值(RFV)达到“Good”级别。在保存方法中,日晒干燥最能保持营养价值,而青贮需添加甲酸以达到目标pH值。该研究表明柳树叶可作为反刍动物日粮的潜在蛋白质补充料,但其有效保存依赖于添加剂的使用,为多功能林牧系统的饲料资源开发提供了依据。

  
在当今集约化畜牧生产和气候变化加剧的双重挑战下,寻找稳定、可持续且具有气候韧性的饲料资源变得日益重要。传统上,牧草是反刍动物的主食,但在干旱、严寒等极端气候条件下,牧草产量锐减,导致饲料短缺,直接威胁畜牧业的稳定。与此同时,现代农业单一化的种植模式和对高产量作物的追求,使得许多传统上用于饲料的树木和灌木资源被边缘化甚至被遗弃。然而,历史和实践早已证明,树木的枝叶在青黄不按时是宝贵的“救荒”饲料,例如在欧洲一些地区,至今仍保留着用橡树叶、角豆荚喂养牲畜的传统。
在这一背景下,一种兼具生态与生产功能的土地管理模式——林牧系统重新获得关注。它通过在牧场中科学配置树木,实现饲料生产、水土保持、生物多样性维护和碳汇等多重目标。柳树,作为一种生长迅速、适应性强、生物量高的先锋树种,在短轮伐期矮林系统中被广泛种植用于生产生物质能源。有趣的是,这些原本为“能源”而种的柳树,其繁茂的枝叶也显示出作为“饲料”的巨大潜力。尤其在应对干旱等气候压力时,柳树叶作为应急饲料的实践已有报道。但是,一个核心问题摆在了研究者和牧场主面前:不同来源的柳树材料,其作为饲料的营养价值究竟如何?采集后如何有效保存,才能使其营养价值不随时间流逝而大打折扣?为了回答这些问题,一项聚焦于柳树饲料价值评估与保存技术的研究在《Agroforestry Systems》期刊上发表了。
为了系统评估柳树作为饲料的潜力,研究人员设计了两组关键实验。首先,他们选取了两种具有代表性的柳树材料:一种是来自西班牙加利西亚地区河岸带的原生树种Salix atrocinerea (SAT),代表自然可获取的资源;另一种是人工栽培的杂交克隆柳树“Terra Nova” (HTN),来自短轮伐期矮林系统,代表集约化管理的资源。研究涉及的主要关键技术方法包括:1. 样本采集与分组:从两种柳树上采集样本,并手工分离为叶片(LE)、可食嫩茎(ES,直径≤5 mm)和木质材料(WO,直径>5 mm)三个部分,以分析其生物量比例和营养价值。2. 营养价值分析:采用湿化学分析法测定样品的有机质(OM)、粗蛋白(CP)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、酸性洗涤木质素(ADL)等化学成分,并使用体外有机物消化率(IVDMO)和相对饲用价值(RFV)来综合评估其饲用品质。3. 保存方法比较:专门针对叶片部分,设置了新鲜(F)、日晒干燥(SUN)、自然青贮(CS)和甲酸辅助青贮(AS)四种处理,通过实验室规模的真空密封袋进行为期30天的青贮发酵,随后分析其化学成分、消化率及发酵品质(如pH、氨态氮、有机酸含量等)。
研究结果
Experiment A1: 新鲜柳树生物质各部分的营养价值
生物量分布显示,SAT的叶片占比最高(44.7%鲜重),而HTN的叶片占比相对较低,但其嫩茎或木质部分占比更高,这表明不同材料和树龄的生物量分配存在差异。
  • 叶片部分(LE)的营养价值最高:尽管叶片占整个枝条生物量的比例不到50%,但其营养价值显著高于茎秆。HTN叶片的CP含量(23.7% DM)和IVDMO(52.75%)均高于SAT叶片(CP: 17.7% DM, IVDMO: 38.8%)。根据RFV评级标准,HTN叶片属于“Good”级(110-115),而SAT叶片为“Poor–Fair”级(82)。
  • 茎秆部分营养价值较低:无论是可食嫩茎(ES)还是木质材料(WO),其CP含量(3.3-5.8% DM)和IVDMO(11.8-31.2%)都远低于叶片。WO部分的RFV值极低,表明其作为饲料的潜力非常有限。
Experiment A2: 保存方法对柳树叶营养价值的影响
  • 青贮适宜性:两种柳树叶片的水溶性碳水化合物(WSC)含量都较低,导致其自然发酵能力差。SAT叶片的发酵系数(FC)为44,高于HTN的28,表明SAT相对更容易青贮。
  • 保存效果比较:综合来看,日晒干燥(SUN)是保持柳树叶原始营养价值最有效的方法,其次是甲酸辅助青贮(AS)。未经处理的自然青贮(CS)效果最差。
  • 青贮发酵品质:两种柳树叶的青贮发酵强度整体较低,产生的乳酸、乙酸等有机酸含量有限。添加甲酸能将青贮料的pH值从>5.0(未处理)成功降至约4.5的目标值。值得注意的是,SAT叶片的青贮发酵品质优于HTN,其pH值、氨态氮和可溶性氮含量均更低。但研究也观察到,在柳树叶青贮中,甲酸处理反而导致了更高的氨态氮比例,这可能与柳树中单宁等特殊代谢产物对蛋白质的保护作用有关,这与其他常见饲料的青贮规律不同。
结论与讨论
本研究得出结论,柳树叶是反刍动物日粮中一种具有潜力的补充饲料资源,但其价值高度依赖于材料来源和保存方法。
  1. 1.
    营养价值以叶片为优:叶片是柳树生物质中营养价值最高的部分,尤其是经过选育的杂交克隆HTN,其叶片具有较高的粗蛋白和较好的消化率,适合作为中等能量日粮的蛋白质补充料。而原生SAT叶片营养价值较低,仅适用于维持水平的饲养。茎秆部分的饲用价值有限。
  2. 2.
    保存需借助添加剂:由于柳树叶固有的低WSC含量,其自然青贮发酵困难。日晒干燥是首选的保存方法,能最好地保持营养。若要进行青贮,必须使用添加剂(如甲酸) 来促进酸化,达到稳定保存所需的pH值,否则青贮品质和好氧稳定性都会受到影响。
  3. 3.
    物种与管理的综合影响:HTN(来自SRC管理)表现出的优越营养价值,是品种选育和集约化管理(如短轮伐期作业影响叶茎比和木质化程度)共同作用的结果,而不仅仅是物种差异。
这项研究的重要意义在于,它系统评估了将柳树这一多功能树种整合进现代可持续畜牧生产体系的可行性。研究表明,在追求生物质能源生产、生态修复(如河岸缓冲带)的同时,可以“额外”获得一种本地化的蛋白质饲料资源,这对于降低牧场对外部蛋白料的依赖、增强系统在气候变化下的韧性具有重要意义。这完美诠释了林牧系统“一树多用”的理念——柳树不仅能固碳、保土、提供生物质,其叶片还能在关键时期为牲畜提供“救急口粮”。然而,研究也指出了实际应用中的挑战,即需要优化收获时间(以最大化叶茎比)并开发有效的保存技术。未来的研究应进一步关注柳树中单宁等生物活性物质在青贮过程中的变化及其对反刍动物营养和健康的影响,以更全面地挖掘其作为“营养-功能”性饲料的潜力。
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