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牧草的新應用-動物保健添加物
陳錦桐 施意敏 農業試驗所植物病理組畜產試驗所新竹分所
台灣土地面積約為35,981方公里，約五分之四為山坡地、五分之一為平地，由於大部分為山坡地，受到自然環境因素的限制，使得台灣畜牧產業的發展無法像澳洲、紐西蘭或其他歐、美國家一樣，採用放牧的方式飼養，而必須發展集約密集式的飼養管理方式。不論是乳牛飼糧的取得、疾病的預防、熱緊迫的克服及配種率的提升，各項管理工作的生產成本皆比國外畜牧業高。在先天不良、後天失調的環境下，台灣酪農業者仍投入相當大的心力苦心經營，生產優質乳品服務台灣百姓，特別在提高動物健康的保健產品方面，更是花錢不手軟輸人不輸陣，造就台灣動物保健品的消費市場不斷攀高，但請仔細思考這些加工萃取過或微生物發酵的保健品對乳牛是必要的嗎？能否有安全純天然生產的保健品，可提供牛隻生長與瘤胃微生物生長所需的纖維、蛋白質、多醣體等機能性成分，讓牛隻健健康康的生長，快快樂樂的泌乳？結合狼尾草與菇類菌絲體的蕈草培養物，進一步開發為乳牛的保健飼料添加物，發展台灣「機能性牛乳」的生產模式，將是畜產試驗所新竹分所與農試所研究人員，未來四年共同努力的目標。
結合狼尾草與菇類菌絲體的蕈草培養物是動物保健產品發展之契機
國內牧草的栽培發展以禾本科的盤固草A254(Digitaria
decumbens Stent)與狼尾草台畜草2號及3號(Pennisetumpur pureum
Schum)為主要的栽培品種。依據農委會農業統計年報得知，近十年不論是盤固草與狼尾草在栽培面積與年產量上都有明顯下滑的趨勢。以民國95年而言，盤固草栽培面積達3,778公頃，產量為29.9萬公噸，至104年栽培面積2,767公頃，年產量18.8萬公噸，盤固草栽培面積少了近1千多公頃，年產量也減少了11萬公噸。而狼尾草栽培面積從94年的2,549公頃至104年為2,134公頃，產量也由42.5萬公噸減為29.1萬公噸。但是台灣乳牛的數量在近十年並無下降反而增加，由95年的12.3萬頭上升至13.2萬頭，其他如黃牛與雜種牛的頭數也是增加，總頭數為14.9萬頭比95年13.4頭，增加近1.5萬頭。羊隻的數量為15.6萬頭明顯減少至11萬頭，而鹿的數量維持穩定在20萬頭左右。國產牧草的栽培面積與年產量是逐年減少，但草食動物的飼養頭數卻是不斷增加，草食動物的飼糧來源在哪裡?
依據海關進出口統計，104年乳牛飼養所需之紫花苜蓿粒之進口量為28,706公噸，進口金額27.2億台幣，104年乾草進口量為196,466公噸，進口金額18億台幣，飼料用的基改大豆104年進口量為2,617,723公噸，值353億台幣。飼料用玉米3,747,508公噸，值245億台幣。臺灣畜牧產業所需之飼料或乾草長期仰賴進口，如何提高國產芻料自給率，首先必須研發國產牧草的多元利用，增加單位面積的產值，提高業者投入生產之誘因，例如結合狼尾草與菇菌類菌絲體的蕈草培養物，以真菌分解狼尾草的木質素，真菌產生蛋白質與多醣體等機能性成分，不僅提高乳牛對狼尾草的消化利用率，且菇菌機能性成分可提供瘤胃微生物生長所需，實實在在天然可溯源的有機產品，深具開發作為動物保健產品之潛力。
台灣最近這十年菇類產業受惠於養生保健風行，使得國內菇類產業的迅速發展，104年農糧署的統計資料顯示生鮮菇類年產值達新台幣133億元，其中以太空包栽培香菇，一年約有2億1千萬包，杏鮑菇一年約有1億3千萬包，秀珍菇一年約有1,400萬包，木耳一年約有4,000萬包，而以塑膠瓶栽培金針菇約有1億1,000萬瓶/年(方與蔡，2016)。台灣菇類現行菇類栽培除洋菇及草菇外，多以木屑為主要栽培介質，對於木屑的依賴度達90%以上，為支撐這樣的菇類產量發展，保守估計每年至少需要35-40萬公噸的木屑。若以每公頃土地可產出約100至200公噸之木屑，平均約150公噸木屑，估算一年養菇所需砍伐的森林面積約2,367公頃，相當兩個高雄柴山，或88座台北大安森林公園，而國內林務局104年統計年報的伐木面積為5,1608公頃，闊葉木約為6,135立方公尺，大約在4288公噸，顯然不足以供應全年菇類生產所需。因此，國內菇類產業所需之菇包木屑，在104年進口量增加至8,845公噸，顯示出國內木屑供應的壓力愈來愈大，木屑的價格在這段時間也翻漲了50%，儼然形成對菇類的發展的重大威脅。因此，尋找適合的替代木屑的菇類栽培介質已經相當迫切。
菇類栽培所需的資材
大部分的菇類是屬於白腐真菌(white rot fungi)。Fu等人(1997)指出菇類的菌絲生長與產生子實體，主要是依其本身產生水解與氧化酵素分解轉化纖維素(cellulose)，半纖維素(hemicellulose)與木質素(lignin)等成為可吸收的之低分子量營養成分能力，對於有這木質纖維類的基質，基本上都可以替代木屑作為栽培菇類之用。對於用不同資材作為菇類的栽培介質，在國內外已經有許多例子，1983中國福建農學院(現福建農林大學)就開始「以草代木」栽培菇菌的研究。主要以狼尾草屬的象草(Pennisetum
purpurem)或巨菌草(Penniestum
sp.)取代木屑，進行香菇、金針菇、巴西蘑菇、洋菇等菇類栽培獲得成功，且該項發明得到1992年第20屆日內瓦國際發明展金獎。Pant等人在2006年以蔗渣和麥草栽培蠔菇屬的鮑魚菇(Pleurotus
florida)、粉紅玫瑰菇(P. pulmonarius)及秀珍菇。阮等人(2011)利用蘆葦栽培茶樹菇，也發現在走菌上具有生長快速優勢。而國內梁等人(2011)以鋪地黍、狼尾草和玉米桿及蔗渣、稻草和稻殼取代木屑栽種菇，發現蔗渣做為珊瑚菇與秀珍菇的替代性資材最佳，玉米桿以取代1/3-2/3木屑用量為最適合做為杏鮑菇與木耳的替代性資材。
牧草做為菇類栽培的介質
狼尾草為禾本科多年生牧草，對土壤肥分的要求較低，抗病蟲害不需施用農藥，狼尾草植株再生能力強、產量高，草稈的粗蛋白質9.2-13.1%，狼尾草含有66%木質纖維素，其中半纖維素佔27%、纖維素佔33%、木質素佔6%。狼尾草若作為芻料之用，通常2個月青割1次；但狼尾草莖桿粗，易木質化，因此較不適用於乳牛飼養。木質素的含量高不適合用在飼養牛隻，但是對於菇類的栽培則非常適合，狼尾草為高莖、高產量作物，台灣每年有2000多公頃的栽培面積，每公頃鮮草產量136噸，每年有近30萬公噸的數量，換成與木屑等同的含水量(50%)也有15萬公噸以上。同時在食用菇類的栽培依不同種的菇類，所需的栽培介質也不同，如洋菇(Agaricus
bisporus)喜好在發酵完成的堆肥上生長，而草菇(Volvariella volvacea)則能生長在新鮮或未發酵的植物殘體上，而蠔菇類(Oyster
mushrooms)雖然早期於闊葉木上被發現，但是蠔菇被發現可廣泛利用油菜莖、咖啡渣、香蕉假莖與葉、大豆莖、花生殼、高粱秸稈、甘蔗渣和稻草等(Poppe,
2004)。因此栽培菇類不一定得要砍閥林木，獲取木屑，只是國內菇類業者長期習慣依賴木屑所致，以為只有木屑才可以栽培菇類，因此，開發狼尾草作為菇類栽培的介質而言，極具有可行性。
盤固草也是重要的夏季型牧草作物，盤固草原產於非洲，台灣在1957年自夏威夷及菲律賓引進進行研究。盤固草性喜高溫多濕及長日照的氣候，多採無性繁殖，係一種多年生的熱帶牧草，為目前台灣生產乾草的主要牧草，盛產期為每5∼10月，每年可收割3∼5次，每公頃乾草年產量達20∼25公噸。利用盤固草栽培菇類，農試所在前幾年也開發成功，以盤固草製作堆肥栽培巴西蘑菇與洋菇獲得不錯的效益，每15公斤堆肥可產生2.1公斤的巴西蘑菇，產量高於一般木屑堆肥，同時生鮮菇體重金屬含量低於標準值。
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圖1.盤固草栽培香檳茸之菌料 圖2.經調整後的乳牛飼糧配方
(攝於103-11-21新竹分所) (攝於103-11-21新竹分所) |
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圖3.乳牛配方手感柔細
圖4.香檳茸之菌料乳牛適口性佳
(攝於103-11-21新竹分所)
(攝於103-11-24新竹分所) |
結語
台灣於2002年加入WTO後，以農產品進口換取工業產品出口的機會，國外雜糧轉瞬傾銷來台，國內生產的小麥、大豆、玉米漸不符效益，因而休耕釋出大量農地，每年有大約20萬公頃，也逼得政府每年花費百億元來補貼休耕。民國100年起曾鼓勵休耕田輔導農民契作種植牧草及青割玉米，希望增產芻料作物面積1萬公頃，然僅推行2年即結束。綜觀國內牧草栽培面積逐年下滑，如果開發牧草的新用途，用來作為菇類栽培介質，不僅可以替牧草產業尋到出路，也可幫助國內菇類產業木屑缺料的問題，牧草生長僅需低量的肥料，也無病蟲害不須農藥噴灑，且植株再生能力強、產量高，一年可收穫數次。以103年統計國內尚有5萬公頃長期休耕地，耕作條件較差面積小，適合粗放栽培狼尾草，將此部分休耕地轉作牧草，作為菇類栽培用介質，每年可生產68萬公噸的鮮草，不僅可減少休耕補助經費，活化休耕地，也可創造13.6億元的農民收益。結合狼尾草與菇類菌絲體的蕈草培養物是動物保健產品發展之契機，不僅有益於畜牧產業的利用，發展台灣機能性牛乳的生產，且支撐國內菇類產業木屑日趨欠缺的問題，減緩農業廢棄(木屑菇包)對環境壓力的問題，實為優質的循環農業，使台灣的畜牧與菇類產業結合，達到永續經營之目標。
引申閱讀
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1. |
方怡丹、蔡清榮。2016。臺灣菇類產業之發展與輔導。菇類生技產業研討會專刊。P.29-34。 |
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2. |
阮夢玲、余金菊、頸情松、賀付松。2011。利用蘆葦栽培茶薪菇的初步試驗。浙江食用菌6:51-52。 |
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3. |
梁志欽、黃仕政、吳秋曄、蔡淑瑤、梁志弘、吳寬澤、毛正倫。2011。菇類栽培替代性資材之開發。菇類產業發展研討會專刊p.47-57。 |
|
4. |
Fu, S. Y.,
Yu, H. and Bswell, J. A. 1997. Effect of nutrient nitrogen and
manganese on manganese peroxidase and laccase production by
Pleurotus sajorcaju FEMS Microbiology Letters 147: 133–137. |
|
5. |
Pant, D., Reddy, G. U. and
Adholeya, A. 2006. Cultivation of oyster mushrooms on wheat straw
and bagasse substrate amended with distillery effluent. World
Journal of Microbiology & Biotechnology 22:267-275. |
|
6. |
Poppe, J. 2004. Agriculural
wastes as substrates for oyster mushroom. p.75–85. in: Mushroom
Growers’ Handbook 1. MushWorld–Heineart. Seoul. 275 pp. |
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