文│林占熺(福建農(nóng)林大學(xué)菌草研究所/國家菌草工程技術(shù)研究中心)
菌草是指可作為栽培食藥用菌的草本植物,是指“菌”與“草”交叉的科學(xué)研究與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新領(lǐng)域,是一種新型生物材料和重要農(nóng)業(yè)資源,是為解決“菌林矛盾”應(yīng)運而生的產(chǎn)物。經(jīng)過30余年發(fā)展,菌草技術(shù)已成為包括菌草組培快繁育苗、菌草標(biāo)準(zhǔn)化種植、菌草生態(tài)治理(防風(fēng)固沙、控制水土流失等)、菌草食藥用菌栽培、菌草及菌草菌物飼料、菌草固氮菌肥、菌草生物質(zhì)能源和材料等多學(xué)科、多領(lǐng)域交叉的綜合性應(yīng)用技術(shù)。
經(jīng)過30多年研究和實踐,總結(jié)提出菌草草種選育的標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo):一是光合作用率高;二是富含內(nèi)生菌且固氮作用強(qiáng);三是根系發(fā)達(dá),蓄水、固土固沙、改良土壤效果好;四是植株高大、生物量大;五是粗蛋白含量高,營養(yǎng)豐富,綜合利用價值高;六是抗逆性強(qiáng),適應(yīng)性廣。目前,菌草除芒萁、五節(jié)芒、類蘆、蘆竹、蘆葦?shù)纫吧牟荼局参锿猓€包括巨菌草、象草、紫象草、香根草、綠洲1號等人工栽培的草本植物。菌草除可用于栽培食藥用菌及大量種植菌草具有重要生態(tài)意義外,部分菌草刈割后可直接作為青綠飼料,或制作青貯飼料、發(fā)酵飼料;另外,栽培食藥用菌產(chǎn)生的菌糟可作為飼料原料或飼料添加劑。
福建農(nóng)林大學(xué)國家菌草工程技術(shù)研究中心選育出巨菌草、綠洲1號等優(yōu)良生產(chǎn)品種,具有產(chǎn)量高、質(zhì)量好、水分利用率高、經(jīng)濟(jì)效益好、飼用價值高等特點。中心團(tuán)隊系統(tǒng)測定了菌草、菌糟營養(yǎng)成分,采用康奈爾凈碳水化合物和凈蛋白質(zhì)體系評價54種常見菌草與4種菌糟的營養(yǎng)價值,建立其營養(yǎng)成分?jǐn)?shù)據(jù)庫;研發(fā)菌草青貯和菌糟飼料化技術(shù),巨菌草青貯后pH為3.94,氨態(tài)氮與總氮的比值為2.97,感官評定為一級優(yōu)良,達(dá)到《青貯飼料質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)》優(yōu)質(zhì)牧草標(biāo)準(zhǔn),評價了飼用價值,制定了《菌草菌糟飼料標(biāo)準(zhǔn)》和《巨菌草青貯技術(shù)規(guī)范》;研究了菌草菌糟活性成分提取工藝,得到了高多糖含量的飼料添加劑。
1.巨菌草。巨菌草在熱帶和亞熱帶低海拔地區(qū)為多年生植物,是用系統(tǒng)選育法選育出的優(yōu)良品種,其植株高大,一般為3~5米,最高8米,在熱帶、亞熱帶、溫帶地區(qū)種植,一般每公頃年產(chǎn)鮮草可達(dá)300噸以上,在水、濕、肥等條件優(yōu)越的情況下可達(dá)500噸/公頃以上,作為青綠飼料極具潛力;一年生巨菌草粗蛋白含量為8%~16%,接近傳統(tǒng)的優(yōu)質(zhì)豆科牧草苜蓿,并顯著高于一些禾本科如羊草、燕麥草以及秸稈牧草;粗脂肪含量與一些優(yōu)質(zhì)牧草相當(dāng);結(jié)構(gòu)性碳水化合物組分在傳統(tǒng)牧草中亦處于中上水平。
丁銘等測定不同生長期的巨菌草植株的粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、粗纖維、粗灰分、無氮浸出物等指標(biāo),與黑麥草、高粱草、甜高粱、玉米草、蘇丹草等飼草對比發(fā)現(xiàn),巨菌草除粗蛋白質(zhì)含量略低于黑麥草外,各項參數(shù)與其他4種飼草相接近。巨菌草和青貯玉米的常規(guī)養(yǎng)分含量的分析結(jié)果表明,巨菌草干草的粗蛋白含量顯著高于青貯玉米干草。
2.青貯菌草。青貯牧草的好壞與青貯原料種類、刈割時期及青貯技術(shù)等密切相關(guān),通過品質(zhì)鑒定可以判斷出青貯料的營養(yǎng)價值的高低。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所根據(jù)德國農(nóng)業(yè)協(xié)會的評定標(biāo)準(zhǔn)對巨菌草青貯飼料的氣味、質(zhì)地、色澤進(jìn)行評分,巨菌草青貯飼料的感官評定為1級優(yōu)良。巨菌草青貯飼料的pH值為3.94,在4.2以下,符合優(yōu)質(zhì)青貯牧草的判定標(biāo)準(zhǔn)。青貯菌草的發(fā)酵指標(biāo)及感官評定結(jié)果見表1。巨菌草和青貯玉米青貯草的感官指標(biāo)評分均在16分以上,因此可以給出感官評定的等級為1級優(yōu)良。pH均在4.2以下,而氨態(tài)氮與總氮的比值分別為2.97和3.40。
林芝等研究結(jié)果顯示,綠汁發(fā)酵液單獨添加及其與纖維素酶或木聚糖酶復(fù)合添加均能顯著改善巨菌草青貯的品質(zhì),證實巨菌草是適于青貯的原料。劉圈煒等研究表明,菌草青貯時添加復(fù)合酶制劑可使粗蛋白質(zhì)、乳酸含量提高,中性和酸性洗滌纖維、丁酸、氨態(tài)氮水平及pH降低,改善了菌草青貯發(fā)酵品質(zhì)。
3.菌草菌物飼料。菌草菌物飼料具有來源廣泛、反芻動物易采食等優(yōu)點。菌草經(jīng)食藥用菌固體發(fā)酵后,不僅增加了原料中有效營養(yǎng)成分的含量—富含蛋白質(zhì)、必需氨基酸、礦質(zhì)元素、含有菌絲體多糖、黃酮、生物堿、皂甙衍生物、植物甾醇等可以提高動物機(jī)體免疫力和調(diào)節(jié)代謝功能的活性物質(zhì),也提高了適口性和營養(yǎng)物質(zhì)的消化利用率。常見菌草菌物飼料的營養(yǎng)成分見表2。一般食用菌菌糟的粗蛋白含量為6%~13%,粗纖維含量為10%~30%,粗脂肪含量為1%~5%;常見菌草菌物飼料的營養(yǎng)價值與一般食用菌菌糟相當(dāng),其營養(yǎng)成分相當(dāng)于糠麩類飼料和甜菜粕。
1.魚類。李偉文研究以靈芝菌糟多糖作為魚類飼料添加劑的結(jié)果發(fā)現(xiàn),靈芝菌糟多糖不僅可提高羅非魚和歐洲鰻鱺的凈增重、相對增重率、特定生長率,還可降低餌料系數(shù),添加量在0.25%時各項生長指標(biāo)和餌料系數(shù)指標(biāo)最佳。
2.家禽。池雪林等人在蛋雞試驗中發(fā)現(xiàn)靈芝、中草藥復(fù)方和靈芝菌糟有降低雞蛋膽固醇的作用,靈芝組和菌糟組提高了雞的產(chǎn)蛋量和飼料轉(zhuǎn)化率。
3.豬。林占熺等研究表明,菌草靈芝菌糟、菌草靈芝和中草藥飼料添加劑可有效防治仔豬腸炎痢疾,菌草靈芝菌糟作為一種免疫增強(qiáng)劑防治仔豬腸炎痢疾效果較好,痊愈率達(dá)到90%,遠(yuǎn)高于對照組的60%。劉建昌等人研究菌糟替代部分精料飼養(yǎng)育肥豬效果時發(fā)現(xiàn),菌糟替代部分精料后,可節(jié)省飼料用糧、降低飼料成本,全草粉菌糟效果較好。
4.反芻動物。青貯巨菌草與青貯玉米、青貯飼用甜高粱飼喂育肥牛、育肥羊?qū)Ρ仍囼灲Y(jié)果發(fā)現(xiàn),青貯巨菌草能夠替代青貯玉米和青貯飼用甜高粱滿足育肥牛對優(yōu)質(zhì)飼草料的需求,飼喂育肥羊增重效果優(yōu)于青貯玉米和青貯飼用甜高粱。杜森研究巨菌草對肉牛的增重效果時發(fā)現(xiàn),巨菌草青貯平均頭均日增重提高率17.6%,效果好于玉米秸稈青貯。劉圈煒研究表明,飼喂400克/噸復(fù)合酶制劑青貯菌草黑山羊日增重比飼喂新鮮菌草組提高15.54%,而采食量和料重比分別降低14.17%和25.67%,毛利潤增加29.08%,飼料增重成本降低27.74%,且改善血清指標(biāo)。
奶牛日糧中添加2千克菌草杏鮑菇菌糟,產(chǎn)奶量增加9.42%,且奶牛血清中的免疫球蛋白M含量較對照組增加0.12克/升,月增收244.27元。菌草杏鮑菇菌糟作為飼料,可提高奶牛機(jī)體免疫力,降低飼養(yǎng)成本,增加經(jīng)濟(jì)效益。日糧中添加100克菌草靈芝菌糟水提物,產(chǎn)奶量提高4.02%,牛奶中乳蛋白含量提高4.49%,提高奶牛血清中免疫球蛋白A含量和血清抗氧化能力,提高奶牛機(jī)體免疫力和牛奶品質(zhì)。
在國內(nèi),菌草技術(shù)項目成果通過科技部星火計劃、福建對口幫扶寧夏、智力援疆、科技援藏和中國扶貧基金會科技扶貧等各類項目,應(yīng)用推廣至我國31個省市自治區(qū)506個縣市,建立了65個示范基地。近3年來,以草代木栽培食藥用菌、發(fā)展畜牧業(yè)等菌草高效利用,示范推廣面積45537公頃,新增銷售額39.6億元,新增利潤7.9億元,帶動農(nóng)戶95680戶,新增就業(yè)崗位19683人次,貴州省黔西南布依族苗族自治州2.1萬貧困戶通過發(fā)展菌草業(yè)擺脫貧困。
表2 常見菌草菌物飼料的常規(guī)營養(yǎng)成分
以陜西省延安市為例,菌草畝產(chǎn)量為15.3噸,飼草玉米畝產(chǎn)量為5.8噸,紫花苜蓿畝產(chǎn)量為3噸左右,菌草產(chǎn)量遠(yuǎn)高于飼草玉米和紫花苜蓿。菌草粗蛋白含量達(dá)13.4%,粗脂肪含量2.91%,而飼草玉米粗蛋白含量僅為7%。用菌草代替苜蓿養(yǎng)羊試驗,菌草適口性好,采食速度快,日增重效果明顯,飼料成本降低。2017年,延安市種植菌草1.8萬畝,出售商品草1800噸,價值120萬元,剩余牧草用于舍飼養(yǎng)畜新增利潤900萬元。
目前,菌草資源是農(nóng)業(yè)資源中較為豐富且尚未大量開發(fā)利用的可持續(xù)發(fā)展資源。巨菌草是C4植物,光能利用率高,分蘗生長能力較強(qiáng),1年可刈割多次,具有收割期集中且周期較短的優(yōu)勢。
近年來,優(yōu)質(zhì)高效牧草的需求成為限制我國畜牧業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的關(guān)鍵因素。菌草以其植株高大、抗逆性強(qiáng)、產(chǎn)量高、粗蛋白和糖分含量高等優(yōu)點得到畜牧行業(yè)的廣泛關(guān)注,但菌草在畜牧業(yè)推廣應(yīng)用的基礎(chǔ)研究相對薄弱。從目前發(fā)展來看,草畜產(chǎn)品的市場需求大,發(fā)展前景廣闊。因此,菌草作為一種優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的草食動物粗飼料,具有較高的飼用價值和推廣價值,是拓寬飼草來源,增加農(nóng)民收入,促進(jìn)現(xiàn)代畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展的首選飼草。菌草菌物飼料尤其是菌草菌糟的開發(fā)應(yīng)用,具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。