蔡 旋,張 蘭,劉增金,程倩婧,盧永紅*
(1上海申豐畜牧獸醫(yī)科技有限公司,上海 201106;2上海市農業(yè)科學院畜牧獸醫(yī)研究所,上海 201106;3 廣西農業(yè)科學院園藝研究所,南寧 530007;4上海市農業(yè)科學院農業(yè)科技信息研究所,上海 201403;5復旦大學附屬中學,上海 200433)
貓須草(OrthosiphonstamineusBenth.)是一種多年生草本植物,屬唇形科腎茶屬,主要分布在熱帶地區(qū),包括馬來西亞、印度尼西亞、菲律賓、緬甸,我國和澳大利亞也有野生分布[1]。貓須草兩千多年前就已被傣醫(yī)作為治療藥物使用,名為“芽糯妙”[3],具有利尿、降血壓、降血糖、調節(jié)血脂、抗菌及抗氧化的作用[2],尤其是利尿作用已被廣泛證實,因此貓須草又被稱為腎茶。事實上,在許多東南亞國家,如馬來西亞、菲律賓、印度尼西亞,人們時常把腎茶當作日常茶飲。近年來,又有許多學者從毒理學上證實了貓須草長期飲用的安全性[4-5]。
貓須草在我國云南、廣西、海南等地均有野生分布[6],但目前市場上銷售的貓須草成品主要是人工栽培獲得。我國引種貓須草的歷史可追溯到20世紀60年代[7],首先在福建亞熱帶植物引種場試種成功,然后逐步在南方地區(qū)推廣。廣西地區(qū)由于地處亞熱帶,多丘陵,雨水充沛,特別適合貓須草的種植,逐漸成為我國貓須草的主產區(qū),但針對廣西地區(qū)貓須草產業(yè)的研究尚未見報道。目前市面上能購買到的廣西貓須草均為莖、葉混合物,品相不佳,也不利于消費者泡飲。多數消費者希望得到潔凈、新鮮的貓須草葉作為茶飲,但如此加工又會造成莖稈的浪費。
本課題組前期研究發(fā)現,貓須草根、莖、葉都具有良好的抗氧化作用,可以作為畜禽飼料添加劑使用[8]。但是,飼料添加劑對成本、產量、加工工藝都有一定要求。因此,本研究對廣西地區(qū)貓須草的種植量、加工工藝進行實地調研,并比較廣西不同地區(qū)貓須草多酚含量的差異,為貓須草飼料資源化利用提供依據,對廣西地區(qū)貓須草產業(yè)發(fā)展提出建議。
本研究調查區(qū)域為廣西壯族自治區(qū),研究方法主要包括文獻和網絡調研、現場調查和試驗研究。
根據已有文獻,對貓須草的栽培方法和加工方式進行歸納,制成問卷表格100份,主要發(fā)放對象為成均鎮(zhèn)、樟木鎮(zhèn)、太平山鎮(zhèn)種植戶和玉林中草藥市場商戶,回收問卷82份,其中5人屬于農業(yè)管理人員,12人屬于農業(yè)科研人員,28份屬于種植戶,15份屬于中草藥銷售商戶,2人屬于普通消費者,20人為普通市民。網上調研時利用淘寶和阿里巴巴搜集貓須草市場價格。
2017年5月20日采用隨機抽樣的方法,根據走訪玉林中草藥市場和網上調查,確定貓須草種植的地區(qū),對地理位置、產量有代表性的成均鎮(zhèn)、樟木鎮(zhèn)及廣西藥用植物園進行實地考察,采用AndroiTS GPS Test軟件記錄產地的GPS信息,通過和11戶成均鎮(zhèn)貓須草種植戶,1戶樟木鎮(zhèn)貓須草種植戶,3位玉林中草藥市場貓須草經銷商、1位廣西藥用植物園中草藥研究人員等進行訪談,了解貓須草的產量,種植方式、加工手段,出售價格等信息。在現場采集樣品,在當地曬干后帶回實驗室進行多酚含量分析。
現場采集的貓須草采用自然曬干的方式干燥[9],將葉、莖小心分離,統(tǒng)計葉、莖質量比。干燥后貓須草采用萬能粉碎機(東億電器,800 W)粉碎,過50目篩網。采用Yam等[10]方法制取標準提取物,采用福林-酚法測定多酚含量并以等價沒食子酸的量表示。
廣西地區(qū)貓須草種植主要集中在玉林市,其中福綿區(qū)的成均鎮(zhèn)、樟木鎮(zhèn)、太平山鎮(zhèn)種植最為集中。其他地區(qū)有零星栽培,但規(guī)模較小。貓須草有紫花和白花兩種,玉林地區(qū)種植的貓須草均為白花。成均鎮(zhèn)、樟木鎮(zhèn)、太平山鎮(zhèn)處于北緯22.4°—22.6°,屬于典型的亞熱帶季風氣候,氣候溫和,日照和雨水充足,與貓須草喜溫暖潮濕氣候[11]的需求相一致。在成均鎮(zhèn)、樟木鎮(zhèn)、太平山鎮(zhèn)貓須草的種植以小規(guī)模自家種植為主,部分為利用房屋周邊不規(guī)則地塊種植(<667 m2),667—3 335m2的零散種植戶居多,問卷調查和實地走訪均未發(fā)現有大規(guī)模的貓須草種植基地(圖1A、B)。
2—3年生的貓須草種植園每年鮮品可達3.00—3.75 kgm2,新扦插的種植園則產量略低,每年產量在2.25—3.00 kgm2,超過3年后產量降低(圖1C)。經自然曬干后,成熟的貓須草種植基地年產干品(12.74±0.06) thm2,比劉志民等[11]報道的4—5 thm2高,與張平等[12]報道的12.7 thm2相近,其原因可能與玉林地區(qū)普遍采用水田種植方式,水、肥充足,貓須草長勢較好有關。目前,由于貓須草消費不旺盛,市場銷售價格偏低,農戶種植積極性較低,廣西地區(qū)貓須草種植面積近年來有所減少。據估算,成均鎮(zhèn)、樟木鎮(zhèn)、太平山鎮(zhèn)貓須草種植面積在65 hm2左右,其中成均鎮(zhèn)占絕大多數,面積在50 hm2以上,樟木鎮(zhèn)也有種植,但總面積不足10 hm2,太平山鎮(zhèn)種植更少。本次實地調查在太平山鎮(zhèn)僅發(fā)現1處種植,面積不足0.5 hm2。
(A)問卷調查得出的種植規(guī)模分布,n=28;(B)實地走訪得出的種植規(guī)模分布,n=12;(C)不同生長年份貓須草單位面積產量分析,不同字母表示存在顯著差異(P<0.05)圖1 廣西地區(qū)貓須草種植規(guī)模及單位產量調查Fig.1 Planting scale & per unit area yield of Orthosiphon stamineus in Guangxi
據文獻報道,貓須草的繁殖方式有種子繁殖、扦插繁殖、分株繁殖、組織培養(yǎng)四種[13]。本次調研發(fā)現廣西玉林地區(qū)農戶初始栽種來源為扦插或直接向育苗公司購買通過扦插繁殖已發(fā)芽的幼苗。廣西省藥用植物園曾嘗試種子繁殖,但鮮有存活,組織培養(yǎng)的繁殖方式未在廣西得到推廣。
玉林地區(qū)種植貓須草通常在水田與水稻輪作,調查表明,貓須草扦插成功后2—3年長勢較好,3年后產量開始下降(圖1C);貓須草與水稻或其他作物輪作比連續(xù)種植的貓須草產量高。
調查結果顯示,貓須草的田間管理較為簡單。在玉林地區(qū)貓須草生長速度較快,對肥料的需求也較高,缺少肥料易導致貓須草葉片枯黃。本次調查走訪了12戶專業(yè)種植貓須草的農戶,均為每年4次追施氮磷鉀復合肥料,如種植貓須草的水田前茬為水稻,則可少量施肥,這可能與水稻種植時施肥量較高,水稻收割后仍有大量肥料殘留,貓須草正好可以利用這些殘留肥料有關。貓須草少病蟲害,易生長,本次調查中,施用過藥物的農戶僅1戶,并表示事實上不需要施用農藥。何茂金等[14]、劉志民等[11]報道的根結線蟲及卷葉蛾等蟲害在玉林地區(qū)較為少見,其原因可能與玉林地區(qū)習慣采用與禾本科作物兼作的方式種植有關[11]。貓須草的花期在4—9月,但調查期間(5月)開花的貓須草并不多,走訪的種植戶均會在6月貓須草大面積開花前進行收割,無采用摘除花蕾促進貓須草生長的做法[11]。貓須草在生長期間一般僅在雜草較多的時候需要人工拔除雜草。
廣西玉林地區(qū)貓須草為1年采收2次,5—6月第一次收割,9—11月第二次收割,夏初收割以后因為氣溫高,大約1周以后即長出新芽,冬季收割后生長則較為緩慢,一般到第二年春天開始生長。玉林地區(qū)收割貓須草采用鐮刀等齊地面上10—15 cm處莖桿割下,也有農戶采用剪草機進行收割。因為農戶種植規(guī)模均較小,未有采用大型機械進行收購。Abdullah等[9]報道陰干較自然曬干和烘干的貓須草中含有更高的總多酚,但調查顯示玉林地區(qū)農戶在貓須草收割后均采用自然曬干方法干燥,然后用切碎機斬切成2—5cm小段并送往市場進行銷售。
貓須草植株根、莖、葉風干樣主要營養(yǎng)成分見表1,薛惠琴等[8]發(fā)現貓須草不同部位基本營養(yǎng)成分含量差異較大,根、莖纖維素含量較高而葉中蛋白含量較高。植物樣品的含水率關系到其加工工藝,而多酚被認為是貓須草主要活性成分,目前已有超過30種的酚類成分被檢出[2],其中含量較高的是迷迭香酸、熊果酸等[2,5,10],迷迭香酸因為含量最高而被有些學者認為是貓須草主要有效成分[15]。
表1 貓須草根、莖、葉基本營養(yǎng)成分含量(風干基礎)
表格引自薛惠琴等(2016)[8],樣品源自廣西產貓須草
表2 廣西不同地區(qū)貓須草含水量、葉莖質量比及多酚含量
Table 2 Water content,mass of leafstem and polyphenols content of Orthosiphon stamineus in Guangxi
表2 廣西不同地區(qū)貓須草含水量、葉莖質量比及多酚含量
樣品編號采樣地點經緯度含水量∕%葉∶莖葉多酚含量∕mg·g-1莖多酚含量∕mg·g-11南寧市藥用植物園22.8557N 108.3763E70.701∶1.6722.3215.032玉林市茂林鎮(zhèn) 22.3904N 110.1621E69.081∶1.7021.1214.543-1玉林市成均鎮(zhèn) 22.5735N 109.5906E73.681∶1.6820.8714.133-2玉林市成均鎮(zhèn) 22.5737N 109.5906E72.131∶1.7120.9314.063-3玉林市成均鎮(zhèn) 22.5736N 109.5903E72.821∶1.6221.0414.313-4玉林市樟木鎮(zhèn) 22.5336N 110.0022E70.641∶1.7521.6714.82
多酚含量均根據風干樣經標準方法[5]提取測定
由表2可知,廣西各地貓須草含水量、葉莖質量比,多酚含量一致性較高。其中含水量為(71.51±1.83)%,與調查時農民反映的1.5kg鮮草能曬0.5 kg干草(即含水量約66.7%)基本一致;本次研究為手工摘取葉片,平均每分離1 g葉片可得到(1.69±0.05)g莖稈,本次研究得到的葉片質量占比高達37.17%,遠高于本課題組2016年從玉林中草藥市場(葉片質量占25.78%)和淘寶購買到的成品(葉片質量占20.56%),其原因可能與加工方式有關。南寧市藥用植物園貓須草中多酚含量略高于玉林市樣品,但差距很小,葉片多酚平均含量為(21.33±0.56)mgg,莖稈多酚平均含量為(14.48±0.39)mgg。
貓須草在動物生產上的應用實踐尚未見報道。但已有研究表明,貓須草的添加可以改善奶牛和肉雞、蛋雞的生產性能。王欽博等[16]發(fā)現貓須草提取物貓須草提取物能提高奶牛乳腺上皮細胞活力和抗氧化能力,降低炎性因子的產生,提示貓須草提取物有緩解奶牛乳腺炎的作用。Malahubban等[17]發(fā)現添加8gkg的貓須草能顯著提高肉雞日增重。2017年,本研究組通過對受熱應激影響的蛋雞添加貓須草及其提取物,發(fā)現貓須草提取物能夠顯著改善高溫環(huán)境中蛋雞雞蛋品質,增加蛋雞的產蛋率、降低料蛋比[18]。但目前貓須草在動物生產上的應用研究僅見此3例,且研究都處于初級階段。
圖2 不同從業(yè)人員對貓須草的了解程度Fig.2 Degree of familiarity of different people in Orthosiphon stamineus
大量的藥理學實驗證實,貓須草抗氧化效果良好,無毒副作用[19]。本課題組前期研究發(fā)現,貓須草提取物具有一定的腸道細胞保護作用[20],《全國中草藥匯編》記載,貓須草性涼。而南方地區(qū)夏季長期高溫,蛋雞的熱應激損失已被證實與熱應激造成自由基增多[19],腸道功能破壞有關[20]?,F已有少量研究表明,貓須草在動物生產,尤其是在動物應激較嚴重的關鍵階段有較好的作用[16-18],進一步證實了貓須草作為飼料添加成分的潛力。
目前貓須草的用途主要在治療腎病方面,在廣西地區(qū)調查時未見有農戶將其用于畜禽飼料方面,其主要原因還是在于農戶對貓須草作用知之甚少,大部分貓須草種植戶只知道貓須草是一種治腎病的中草藥,具體功效并不清楚,并不種植貓須草的農戶則多表示不知道有這么一種植物,更沒有將其作為飼料添加劑的想法(圖2)。
廣西地區(qū)普遍采用水田種植貓須草,與常規(guī)作物相比,其產量較高。但貓須草市場需求不旺,是一種較為小眾的藥用植物,主要種植區(qū)域也僅限于玉林地區(qū)福綿區(qū)部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)的一些藥用植物園等,總種植面積大約65hm2。
飼料行業(yè)對原料需求量極大,2016年全球飼料產量超過10億t,我國飼料產量約1.87億t。我國飼料中蛋禽占15.7%左右,約2 940萬t,本團隊初步試驗探索的熱應激蛋雞貓須草添加量為0.5%—1.0%,若按照全部蛋禽飼料中添加1.0%貓須草的理想情況計算,需求貓須草的總量高達29萬t,按照廣西地區(qū)貓須草產量計算,總種植面積需2萬hm2。當然,事實上我國大部分地區(qū)處于溫帶,具有顯著的季風特色,夏季炎熱時間有限,北方一些地區(qū)夏季并不炎熱。貓須草熱應激蛋雞飼料添加時也可進行與其他成分復方添加,從而減少貓須草的用量。綜合考慮各種因素后,估算貓須草在飼料中應用需求量在1萬t左右,約需600—700 hm2水田種植。廣西地區(qū)多丘陵,貓須草在坡地也可種植,不足1 000 hm2的種植規(guī)模在廣西地區(qū)是可以實現的。
廣西地區(qū)氣候溫和,日照、雨水充足,非常適合貓須草生長,就此次調查取樣情況而言,廣西地區(qū)貓須草質量穩(wěn)定,產量較高,不同地區(qū)所產貓須草有效成分差異較小。但是目前貓須草消費市場有限,種植規(guī)模較小,年產千噸左右的總產量無法滿足億噸級的飼料產業(yè)需求。貓須草種植容易,田間管理簡便,蟲害少,且玉林地區(qū)農民有一定的貓須草種植經驗,如有足夠的市場需求,引導廣西地區(qū)農民進行與禾本科植物輪作,并采取精細化加工方式,不僅可以提高農民的收益,也可促進貓須草產業(yè)的發(fā)展。
貓須草飼料化資源利用之所以未能發(fā)展,其主要原因在于未有成熟的貓須草飼料化利用理論支持和實踐范例。因此,要推進貓須草產業(yè)的發(fā)展,開拓貓須草飼料化利用渠道,首先要明確貓須草在動物生產中發(fā)揮的作用。本課題組已經通過初步研究發(fā)現貓須草具有一定蛋雞熱應激緩解作用,還需要進一步研究去證實。目前我國對貓須草資源利用的研究還比較薄弱。廣西地區(qū)作為貓須草的主產區(qū),且地處亞熱帶地區(qū),長期炎熱,有較強的緩解動物熱應激需求,不妨設立基金,開展地區(qū)間或者與馬來西亞、菲律賓等貓須草研究較成熟國家間的科技合作,推進貓須草的飼料化資源利用研究,拓寬貓須草的應用面,擴大貓須草的市場需求。
貓須草應用面較小,市場需求不穩(wěn)定,收購價格市場波動較大。許多農戶雖有種植貓須草的想法,但擔憂貓須草的收購不穩(wěn)定,不敢貿然種植。要推進貓須草產業(yè)的發(fā)展,在擴大貓須草使用范圍的前提下,需要成立地區(qū)性行業(yè)協會幫助農戶溝通信息,建立合作社采用包產包銷的方式,設立收購底價,解除農戶后顧之憂,方能擴大貓須草的產量,使其產能與飼料工業(yè)發(fā)展規(guī)模相一致。
貓須草目前市場價格較低的主要原因之一是加工粗糙,葉、莖混合。因此,在貓須草主產區(qū)培育貓須草精加工的龍頭企業(yè),可將貓須草葉片進行清洗、分離,探索茶飲加工工藝,并注入文化和養(yǎng)生理念,大幅度提高其附加值,而將莖桿以及淘汰下來的根部進行飼料化加工。一方面可以促進貓須草產業(yè)的良性發(fā)展,提高貓須草種植和加工的利潤率,另一方面為貓須草的飼料化利用提供充足和廉價的原料。