桑树叶质鉴定的研究进展

朱光书，林强，曾燕蓉，崔秋英，邱长玉，张朝华，朱方容

（广西壮族自治区蚕业技术推广总站，南宁市530007）

桑叶产量的高低可以通过对调查对象进行采摘、称量、计算获得，一定程度上还可以用肉眼进行评估。但桑叶的品质及饲料效率，则需要用科学的方法进行评价。叶质鉴定已有数个检测方法及指标，但在桑树育种和鉴定程序上，迫切需要一个与品种的饲料价值密切相关，比较简明、有效，又便于操作测试的指标和测定方法［1］。本文就近几十年来国内外关于桑叶质的定义、桑叶质的测定方法、不同桑树品种的叶质鉴定等进行综述。

1 桑叶品质的定义

日本竹内［2]认为桑叶叶质包含着三层含义，一是支配食下量的质量(第一次叶质)；二是支配消化量的质量(第二次叶质)；三是消化物本身的质量(第三次叶质)，所谓叶质实际上是这三种质量的综合体。朱方容［3]认为叶质是指桑叶作为饲料用来养蚕的品质。叶质优的含义有两方面内容：一是蚕儿喜欢吃、眠起整齐、蚕体发育快、蚕体强健、全茧量和茧层量高、丝质优，或者卵量多、制种量高、种质好，即桑叶“好吃又有营养”；二是桑叶的饲料效率高也称为叶质优良。

桑叶含有水分、蛋白质、碳水化合物、脂肪、无机盐、维生素等家蚕生长发育过程中不可或缺的营养素［4-5］。它们的含量在一定程度上决定着叶质的优劣，而养蚕的饲料效率可以看做桑树叶质的综合表现。饲料效率最早出现在饲料价格较高的畜牧业，在养蚕业上历来不受大家重视，但随着人工饲料实用化的快速发展，饲料效率才逐步成为学者们的研究热点［6］。所谓饲料效率，是指生产物与所需饲料消费量之比［7］，又称茧层饲料效率或者叶丝转化率。品种饲料效率的考评指标，丝茧育是茧层生产效率(茧层量/食下量)，种茧育是蚕卵生产效率(产卵量/食下量)［8］。叶丝转化率构成因素有桑叶食下率、消化率、全茧转化率、茧层率。

2 叶质评价方法

自上世纪以来，国内外许多学者围绕桑树叶质的测试评价开展了各种养蚕试验，先后提出了利用家蚕幼虫饥饿就眠率鉴定叶质、按家蚕绝食生命时数鉴定叶质优劣和使用1张桑叶养蚕来判断桑树品种间的饲料效率的差异等几种测试方法。

利用家蚕幼虫饥饿就眠率鉴定叶质首先由日本学者竹内好武［9]提出。具体是在稚蚕期使用不同品种的桑叶喂予正常喂叶量的70%，止桑一定时间后调查稚蚕的就眠情况，就眠整齐、就眠率高的桑叶因小蚕淘汰少、减蚕率低、生命率高，其叶质较优，反之则叶质差。蒋猷龙［10]的方法与竹内的略有不同。其具体是让孵化后的若干个收蚁量相同的小区蚁蚕在28℃的环境下喂予不同品种的桑叶，食桑40 h后绝食30 h，然后数出不同试验区的就眠蚕头数，得出就眠率，认为就眠率的高低能确定桑叶品质。即就眠率高，蚕儿入眠整齐，桑叶叶质优；反之则叶质差。其他各龄期的蚕儿也可开展同样的试验。

周若梅、谢德松［11］按家蚕绝食生命时数来鉴定叶质优劣。采用不同叶位（以着叶角度30°～46°为第1位叶，依次向下数取叶位）的桑叶饲养一定时间后停止给桑，使蚕儿饥饿，然后定时调查绝食生命时数，按绝食生命时数的长短来判别叶质的优劣。叶质差绝食生命时数短，叶质好则生命时数长。

黑田、吉武等［2]在桑叶饲料效率的研究中发现，5龄第一日的蚕粪量与整个5龄期的消化率之间呈高度的负相关，据此提出用一张桑叶养蚕来判断桑品种饲料效率的差异。从须藤等［12]的试验中，可看出5龄蚕粪量与叶位—叶质与产茧量、茧层量间的密切关系。比这更早一些，还有过利用蚁蚕食桑6 h后的排粪量来鉴定叶质的报道［2］。综合这些试验可以认为，蚕的排粪量作为一种简便易行的叶质与饲料效率测定法，值得继续探索［2］。

2.1 化学营养分析法

桑叶中含有丰富的营养物质，他们与蚕体生长发育密切相关。生长期桑叶中水分、干物质分别约占75%～82%、18%～25%，桑叶干物质中的化学成分随桑树品种、采收季节、产地、桑树营养状况的不同有明显差异，主要包括粗蛋白（26.2%～36.4%）、粗脂肪（3.2%～3.5%）、粗纤维（9.3%～10.7%）、灰分（7.2%～8.1%）、可溶无氮物（43.0%～54.4%）、碳水化合物（12.2%～20.4%）［13］，同时还富含钙、镁、磷、铁、锌、钠、铜等多种的矿物质元素，尤其钙、钾含量高，每1000 g桑叶（干基计）中含有钙2699mg，镁362mg，钾31001mg，铁44.1mg，磷238mg，钠39.9mg锌6.1 mg［14］。

桑叶中各种营养成分的测定方法，早期一般采用直接干燥法测定桑叶含水率，凯氏定氮仪测定粗蛋白，按GB/T 5009.10-2003测定粗纤维［15］，B-811全自动脂肪测定仪测定粗脂肪，干灰化法测定灰分［16］，蒽酮比色法测定可溶性糖［17］，其中鲜桑叶的多糖用制备法测定［18］；利用高锰酸钾滴定法测定钙的含量，钒钼酸铵比色法测定磷的含量［19］，原子吸收分光光度计可测定样品中的铜、锌、铁、锰、钠、镁、钙和钾等矿物质含量［20］，氨基酸自动分析仪可分析测定氨基酸的种类和含量。当前常用GB/T 6438-2007测定饲料中的灰分，GB/T6435-2006测定饲料中的水分和其他物质的含量，GB/T6434-2006测定饲料中粗纤维的含量，GB/T6433-2006测定饲料中粗脂肪的含量，GB/T 6432-1994测定饲料中粗蛋白含量，GB/T5009.8-2008测定食品中蔗糖含量；由于碳水化合物包括糖、寡糖和多糖，其在被测物中的含量可采用加法或减法得到。加法是淀粉和糖的总和即为碳水化合物的量，减法则是被测物总质量为1000，依次减掉水分、蛋白质、脂肪、灰分及膳食纤维的质量即为碳水化合物的量。

2.2 桑叶养蚕生物鉴定法

使用参试品种的桑叶全程养蚕，按养蚕结果评价叶质的优劣叫桑叶养蚕生物鉴定法。它被认为是目前桑叶饲料价值最直接、最可靠、最全面的鉴定方法。朱光书等用桑叶养蚕生物鉴定法的具体过程是从收蚁起1～3龄或1～4龄同室同一大区用同一桑品种的桑叶饲养，4龄或5龄起蚕选取雌蚕分成多个试验小区分别用供试桑树杂交组合(品种)的适熟桑叶饲养，给桑方法采用指数限制给桑法，熟蚕上蔟时记录不同时间段各小区的熟蚕头数，调查各小区4龄或5龄幼虫的平均经过时间；上蔟后第7 d调查每小区的收茧量、结茧头数、死笼率、全茧量、茧层量、茧层率等，计算出万蚕产茧量、万蚕茧层量、5龄1000 kg桑叶产茧量、5龄1000 kg桑叶产茧层量、5龄日产全茧量、5龄日产茧层量并进行综合比较，筛选出叶质优良的桑树杂交组合［21-22］。

3 桑叶养蚕生物鉴定法的关键点

桑叶养蚕生物鉴定法应处理好几个关键点，一是选择适宜的饲育温度；二是分区饲养后确定合适的给桑量；三是保证5龄蚕的同一性别；四是养蚕和桑叶化学成分测定要采同一叶位的桑叶。

3.1 饲育温度

中岛正雄［23］的研究表明，改变催青和幼虫的饲育条件，而5龄期在相同的给桑量和同一环境条件下饲养，茧层生产效率差异并不明显；沈卫德［24]在关于5龄饲育温度对饲料干物质的摄取和利用的影响报道中指出，消化率、茧层率均是偏高温度饲养区(30℃)的高于偏低温度区(20℃)的，但全茧转化率却是30℃饲养区低于20℃区的，最终偏低温度饲养区的饲料效率(茧层生产效率)有略高于偏低温度区的倾向；长岛荣一等［25]在分析环境因素对饲料效率的影响中认为5龄期的温度对茧层生产效率影响较小，其中5龄前三日22℃，后期25℃的饲育区的茧层生产效率最高(11.17%)，5龄每隔两日升温(22℃～25℃～28℃)饲育区的最低(11.00%)；长岛荣一等［26]通过实验得到桑叶饲料效率最高的饲养温度是22℃～25℃；朱光书等［21-22］在关于桑树多倍体杂交组合叶质养蚕测试分析中最终选择25℃作为5龄蚕的饲养温度。

3.2 养蚕的给桑量

分区饲养时的给叶量与实验结果的科学性和客观性密切相关。周韵琴［27]的研究表明掌握好实验的给桑量可有效提高饲料效率。要控制好给桑量首先要应用科学的给叶方法，黑田等［2]在实验中发现指数限制给桑法可以比较客观地反映各品种间饲料效率的差异。向仲怀和长岛荣一［28］在家蚕饲料效率的遗传学研究中指出限量给桑法有提高饲料效率的作用。实验中如何选择给桑指数，庄大恒［29]通过实验认为在一天四回育中，按鲜物计给桑指数在0.2～0.5内，给桑量大则饲料效率较低，但给桑指数0.2区的产茧量和茧层量较低是由于食桑不足产生的，按干物质计给桑指数0.3区的全茧转化率和茧层转换率较高；李奕仁等［2］认为喂叶时蚕体重×0.3的值可作为5龄期每回喂蚕的给桑量，这样操作既可以满足各种品种食桑的基本要求又可以把品种间、试验区间的食下率控制在大致相仿的水平。朱光书等［21-22］在一日三回育的养蚕实验中，每天早上喂叶前称量蚕体重，早上和中午的喂叶量为蚕体重×0.4～蚕体重×0.5、晚上喂叶量为蚕体重×0.8～蚕体重×1.0；5龄末期则要根据实际情况相应减少。

3.3 供试材料蚕的选择

通过养蚕生物鉴定法对桑树叶质、饲料效率进行评价的试验需要注意的另一关键点是参试家蚕个体间的差异。不管使用桑叶养蚕还是人工饲料养蚕，4龄眠蚕或5龄起蚕体重与食下量、茧层量、全茧量及饲料效率之间均存在一定程度上的正相关。据李奕仁等［2］的测试，把4龄眠蚕体重按轻、中、重分别调查，其茧层转化率指数雌蚕为轻∶中∶重=97∶1000∶1000；雄，93∶94∶1000；以雌蚕作1000，雄蚕的指数为轻∶中∶重=1007∶1005∶112。因此在小区试验中必须把雌、雄性别进行区分以保证同一性别，并调整控制供试材料蚕的起始体重趋于一致。朱光书等［21-22］一直选用雌蚕进行实验，即4龄或5龄起蚕饷食前精选出个体大小大致相同的雌蚕供试，基本做到雌蚕率达到98%以上，体重误差不超过2%，实验结果客观、科学。

3.4 桑叶叶位的选取

试验中因采摘各参试品种桑叶时选取叶位不统一而使实验结果差别显著，这是由于桑叶的成熟老嫩不一营养成分含量不同造成的。须藤等［12]开展了“桑的叶位―叶质差异与蚕的成长、茧质之间的关系”的试验发现桑叶中的含N量与叶位呈高度负相关即含N量随叶位的增大(自上而下)而减少。

4 叶质研究案例

自上世纪以来，国内外学者对桑叶叶质的研究孜孜不倦，成绩不俗。在对影响饲料效率因素的研究中，福田纪文［30］发现桑叶质量的重要指标茧层量虽由0.2 g提高到0.6 g但这是靠多吃桑叶来提高的，单位用桑量所获产量几十年来基本上没有变化。庄大桓等［31］分析我国几十年蚕品种变迁后指出主要经济指标提高显著但桑品种饲料效率几乎没有提高，认为提高桑树品种的饲料效率意义重大。徐俊良［32-33］认为桑树品种是影响叶丝转换率的主要因素，即叶质是影响饲料效率最重要的因素。长岛荣一［26］通过实验得到了饲料效率的提高首先必须是桑和蚕品种的改良的结论。

对于桑树化学成分的研究，王志刚等［34］的实验结果表明：对饲料效率起首要作用的是粗蛋白含量、其次是可溶性糖含量，可溶性糖与粗纤维的互作对饲料效率影响最小。町井等［35］在桑叶饲料效率及其与桑叶N含量和氨基酸含量的关系的研究中得到茧层生产效率与桑叶含N量高度相关且与氨基酸含量也有较高的相关性，特别是与蛋氨酸、组氨酸、苏氨酸有高度相关性的结果。

关于桑树品种饲料效率的研究报道，朱方容等［36］调查6个桑品种养蚕的经济性状，结果饲料效率最优的为广东桑，其次为沙2×伦109，7737最差。向仲怀［6］在多倍体桑饲料效率的研究中证明四倍体一之濑桑叶的饲料效率明显优于二倍体一之濑的。吕志强等［37］对浙江省148份桑树种质资源开展叶质养蚕生物鉴定，春季实验的结果是20个早熟品种的百公斤桑叶茧层量与对照湖桑197相比差异不明显；中、晚熟桑品种中董岭枝多桑、湖桑2号和湖桑5号的百公斤桑叶茧层量比对照提高10%以上；秋季实验结果是参鉴品种的百公斤桑叶茧层量没有明显高于对照。朱光书等［21-22］开展的桑树多倍体杂交组合叶质鉴定实验初步选出M1×93514、93200×桂诱P58、M2×2058、M1×9104、M2×93146、M2×93133和M1×94126等几个综合表现较优的组合。

5 结论

5.1 桑叶养蚕生物鉴定法是测定桑叶的饲料效率最直接、最可靠的方法

就桑叶用于养蚕而言，用桑叶养蚕生物鉴定法测定桑叶的饲料效率最直接、可靠，但要处理好饲养温度、给桑量、桑叶叶位及统一蚕的性别等几个问题，如能结合桑叶的养蚕结果和化学营养成分进行叶质评价将更加完善。

5.2 桑叶洁净度也是评价桑叶叶质的一个重要指标

家蚕对桑叶的洁净水平要求高，如果食下的桑叶受到有害气体、重金属、灰尘及病原微生物等有害、有毒物的污染，就会影响蚕的食桑，影响蚕的体质和健康，甚至蚕儿的生命将受到严重威胁。因此在桑叶质量的考评指标中除百公斤桑叶产茧量、百公斤桑叶产茧层量、茧丝转换率及蛋白质、碳水化合物、纤维、脂肪等成分的含量几个重要指标外，桑叶的洁净度也应作为评价生产用桑叶质的一个重要指标。

5.3 进一步开展多用途桑品质研究

桑叶除了作为蚕的饲料外，还可以作为畜牧养殖的饲料资源。不同用途的桑叶，其质量标准是不同的，作为畜牧养殖的饲料桑，其叶质营养指标是粗蛋白、粗脂肪、糖及纤维的含量，与蚕的营养要求有一定差异。今后，为了开发桑叶的新用途，还要针对其用途开展桑的品质研究。

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