Copyright 2019

Anita Zaworska, Marcin Hejdysz

Katedra Żywienia Zwierząt i Gospodarki Paszowej

Uniwersytet Przyrodniczy Poznań

 

Od wielu lat są dyskutowane i badane możliwości zwiększonego wykorzystania rodzimych surowców białkowych. Realia gospodarcze wskazują, że opieranie produkcji zwierzęcej na importowanym białku może okresowo destabilizować tę gałąź rolnictwa.

Polska rocznie dla potrzeb paszowych importuje 1,2-1,5 mln ton czystego białka roślinnego, przede wszystkim pochodzącego z soi genetycznie modyfikowanej. Od 1 stycznia 2017 roku zgodnie z założeniami art. 15 Ustawy o Paszach wejdzie w życie zapis mówiący o zakazie wprowadzania do obrotu na teren RP pasz pochodzących z roślin genetycznie zmodyfikowanych oraz organizmów genetycznie zmodyfikowanych przeznaczonych do wykorzystania w przemyśle paszowym. Wymaga to znalezienia zastępczych, wysokobiałkowych komponentów, porównywalnych pod względem wartości odżywczej i ekonomicznym z PŚS, która aktualnie jest podstawowym składnikiem mieszanek pełnoporcjowych dla zwierząt monogastrycznych – drobiu i trzody chlewnej. Dodatkowo jest dość kosztownym komponentem białkowym, dlatego w paszach dla zwierząt starszych zastępuje się ją innymi krajowymi komponentami białkowymi (łubiny, bobik, groch) oraz produktami rzepakowymi (śruta poekstrakcyjna i makuch).

                Jednak aby w paszach wykorzystywać białko krajowe alternatywne do śruty sojowej, należy zapewnić dostępność dużych partii surowca. Dla jego obrotu i wykorzystania niezbędna jest rynkowa struktura organizacyjna i logistyczna obejmująca działania: organizowania produkcji roślin strączkowych i obrotu wytworzonego towaru oraz współpracę z zakładami paszowymi, fermami trzody i drobiu w zakresie dostaw pasz wysokobiałkowych. Dla zapewnienia odpowiednio dużych partii surowca należy zwiększyć ich uprawę do 500 tys. ha. Powierzchnia uprawy roślin strączkowych w Polsce zamieszczona jest w tabeli 1. MRiRW podejmuje wiele działań zmierzających do zwiększenia areału tych gatunków, zainteresowania ich uprawą rolników oraz producentów pasz. Ministerstwo Rolnictwa m.in. wprowadziło Program Wieloletni: „Ulepszanie krajowych źródeł białka roślinnego, ich produkcji, systemu obrotu i wykorzystania w paszach”. W ramach działań wprowadzony został system dopłat zwiększający opłacalność uprawy tych gatunków. W roku ubiegłym dopłacano, do materiału siewnego 160 zł, a w ramach specjalnej płatności obszarowej do powierzchni upraw roślin strączkowych i motylkowatych drobnonasiennych 556,37 zł/ha. W roku 2015 r. łączna suma dopłat ma wynieść nawet 326 EUR do ha. W sytuacji, gdy udział zbóż w strukturze zasiewów w Polsce wyniósł w roku 2012 już ponad 73%, wprowadzanie strączkowych do uprawy jest szczególnie wskazane. Jednocześnie prowadzonych jest szereg prac badawczych i rozwojowych mających na celu poznawanie możliwości roślin strączkowych, promowanie ich uprawy i wykorzystanie w przemyśle paszowym.

                W Polsce z nasion grubonasiennych na cele paszowe uprawiane są trzy gatunki łubinu – łubin żółty, łubin wąskolistny i łubin biały, a także bobik oraz groch. Łubin jest rośliną o stosunkowo małych wymaganiach glebowych i klimatycznych, możliwą do uprawy na glebach lekkich, kwaśnych o dobrych warunkach wilgotności. Łubin wąskolistny ma najniższe wymagania agrotechniczne i wykazuje najwyższą odporność na choroby grzybowe oraz wysoką wierność plonowania (2,0-2,5 t/ha, do około 3,4 ton/ha wg COBORU), z kolei łubin żółty charakteryzuje się najwyższym udziałem białka w nasionach, ale plonuje niżej (1,0-1,5 t/ha, do 2,3 ton/ha wg COBORU) i jest mało odporny na antraknozę. Łubin biały w Polsce nie ma zbyt wielkich szans na uprawę z powodu braku odpowiednich odmian o wysokiej produkcji nasion i niskiej zawartości alkaloidów, choć w korzystnych warunkach glebowo-klimatycznych można uzyskać do 3 t nasion z ha.

Łubiny

  • • •

Spośród wszystkich gatunków łubinu uprawianych w naszym kraju łubin wąskolistny zajmuje największą powierzchnię uprawy. Zwany także łubinem niebieskim pochodzi z terenów basenu Morza Śródziemnego i jest szczególnie interesującą rośliną. Z racji swojego pochodzenia łubin ten ma małe wymagania cieplne przez cały okres wegetacji. Dzięki grubemu i długiemu korzeniowi może rozwijać się bardzo szybko już w niskich temperaturach i wykazuje znaczną odporność na niedobór opadów, zwłaszcza w okresie kwitnienia i zawiązywania strąków, co ważne jest na terenach Polski o niskiej rocznej sumie opadów. Dodatkowo plony zbóż (pszenicy i jęczmienia) zasianych po łubinie wzrastają o 4,5-7q/ha. Doświadczenia polowe prowadzone na terenie kraju wykazały że mieszanki zbożowo-łubinowe znacznie podnoszą plon w stosunku do łubinu lub zbóż w czystym siewie. Jak wykazują doświadczenia terenowe łubin wąskolistny najlepiej jest wysiewać w mieszankach z pszenżytem jarym lub łącznie z pszenżytem jarym i późno dojrzewającymi odmianami owsa. Gatunek ten wykazuje wysoką wierność plonowania – plon przekracza 30 dt/1ha. W stosunku do łubinu żółtego plonowanie przewyższa o 10 dt/1ha. Dodatkowym atutem tych roślin jest fakt, że dojrzewają bardziej równomierne, co ułatwia zbiór. W warunkach klimatu umiarkowanego jest to najbardziej obiecujący gatunek łubinu ze względu na właściwości plonotwórcze i odporność na choroby.

                Wyniki monitoringu roślin strączkowych prowadzone w ramach Programu Wieloletniego przez Katedrę Żywienia Zwierząt i Gospodarki Paszowej, wykazały duże zróżnicowanie wartości odżywczej nasion zarejestrowanych odmian łubinu wąskolistnego. Zawartość białka ogólnego w nasionach ocenianych wahała się od 31,2 do 36,9% sm w zależności od odmiany (tabela 2). Liczne doniesienia literaturowe wykazały, iż wartość ta uzależniona jest od warunków pogodowych, środowiskowych i agrotechnicznych. Największa ilość białka zapasowego zgromadzona jest w postaci globulin (60-90%) oraz albumin (10-15%), a pozostałe dwie frakcje stanowią prolaminy i gluteiny. Taki poziom frakcji globulin powoduje, że białko jest mniej kleiste i jest trudno rozpuszczalne w wodzie, co wpływa na dostępność składników dla zwierzęcia. Białko łubinu wąskolistnego charakteryzuje się dość niską zawartością aminokwasów siarkowych – metioniny oraz tryptofanu, a zawartość metioniny waha się od 0,42 do 0,56 g/100 g białka, a cystyny od 1,19 do 1,52 g/100 g białka, w zależności od odmiany, i są one niższe niż w nasionach łubinu żółtego i białego.

                Z kolei nasiona łubinu żółtego charakteryzują się najwyższym udziałem białka ogólnego ze wszystkich gatunków łubinów (tabela 2). Dużym walorem składu białkowego jest wysoki udział lizyny, który nie rekompensuje jednakże niskiego udziału aminokwasów siarkowych, głównie metioniny. Nasiona łubinu żółtego, w porównaniu z innymi strączkowymi, zawierają stosunkowo dużo włókna (około 15%), ale łubin żółty zawiera go nieco mniej niż łubin wąskolistny (18%). Prace nad udoskonalaniem łubinu doprowadziły do uzyskania odmian odpornych na choroby grzybowe, wyleganie, o obniżonej zawartości alkaloidów, mało wrażliwe na opóźnienie terminu siewu (termoneutralne). Uprawiane są ponadto odmiany tradycyjne i samokończące. Aktualne kierunki hodowli łubinu żółtego koncentrują się na zwiększeniu plonowania, a szczególnie na ograniczeniu opadania kwiatów i zwiększeniu odporności na antraknozę. Liczne badania naukowe dotyczące hodowli nowych odmian łubinów na terenie naszego kraju, pozwoliły na otrzymanie odmian o wczesnym zdeterminowanym tempie wzrostu, odpornych na choroby wirusowe, o obniżonej zawartości alkaloidów, mało wrażliwe na opóźnienie terminu siewu.

                Łubin biały jest najmniej popularnym gatunkiem łubinu ze względu na najdłuższy okres wegetacji (130-150 dni) spośród wszystkich roślin strączkowych uprawianych w Polsce, przez co spotkać go można głównie na południu kraju. Łubin ten, podobnie jak i łubin żółty, jest też mniej odporny na antraknozę niż łubin wąskolistny. Gatunek ten cechują nieco wyższe wymagania glebowe niż łubin żółty i wąskolistny. Uprawia się go na glebach klasy IIIa, IIIb, IVa, kompleksów: żytniego bardzo dobrego i żytniego dobrego o pH w przedziale 5,6-6,0 i zasobnych w magnez. Spośród wszystkich gatunków roślin strączkowych uprawianych na nasiona w naszym kraju łubin biały charakteryzuje duży potencjał plonotwórczy. Nasiona łubinu białego zawierają więcej energii niż nasiona pozostałych gatunków ze względu na wysoki udział tłuszczu – nawet do 12% (tabela 2) i najniższą zawartość włókna surowego, co z punktu żywienia zwierząt monogastrycznych jest wartością dodaną. Zawartość białka jest niższa niż w łubinie żółtym, ale wyższa niż w łubinie wąskolistnym, a białko jest bogatsze w treoninę niż w nasionach pozostałych gatunków. Około 85% sumy fosforu ogólnego stanowi fosfor fitynowy niedostępny dla zwierząt monogastrycznych. W ostatnich latach wyraźnie zmniejszyła się uprawa łubinu białego, z uwagi na jego dużą podatność na choroby, najdłuższy okres wegetacji oraz niskie plonowanie i wysoki udział czynników antyodżywczych w nasionach (alkaloidy i oligosacharydy).

Bobik

  • • •

Wysoka zawartość tanin w nasionach odmian wysokotaninowych powszechnie uprawnych w latach 90 ubiegłego wieku, eliminowała nasiona bobiku z żywienia zwierząt monogastrycznych. Dzięki pracom hodowlanych w ostatnich latach powstały nowe odmiany bobiku charakteryzujące się dziesięciokrotnie mniejszą koncentracją tanin w suchej masie, co daje szanse na powtórne wykorzystanie nasion w żywieniu zwierząt. Zbiory nasion wahają się od 2,5 do nawet 5 ton/ha w zależności od odmiany i warunków wzrostu. Warunki uprawy pod względem temperaturowym i długości okresu wegetacji umożliwiają uprawę bobiku na nasiona na terenie prawie całego kraju. Roślina ta wymaga jednakże dobrego nawodnienia i dlatego zaleca się jego uprawę na glebach zwięzłych zaliczanych do kompleksu pszennego bardzo dobrego i dobrego.

                Podstawową zaletą bobiku jest wysoka koncentracja skrobi znajdująca się w nasionach – ok. 38%. Wartość białka w nasionach przewyższa wartość tego składnika w nasionach grochu i waha się 26,0-32,0% w zależności od odmiany. Dzięki temu podczas komponowania mieszanek z udziałem bobiku, oprócz stosunkowo wysokiego poziomu białka znacząco zwiększa się poziom energii. Pozwala to na zminimalizowanie poziomu drogich olejów roślinnych występujących w niemalże każdej mieszance zbożowo-sojowej.  Bobik ze względu na swój korzystny skład chemiczny należy do grupy komponentów białkowo-energetycznych. Chociaż zawartość białka (średnio 30,90%) nie dorównuje poekstrakcyjnej śrucie sojowej, to znacząco przewyższa, powszechnie wykorzystywane w żywieniu zwierząt, zboża.

Groch

  • • •

Na terenie Polski groch występuje w dwóch formach, jako groch zwyczajny oraz groch pastewny – tzw. peluszka. Groch siewny ma większe wymagania glebowe niż groch pastewny, a jego nasiona są bogatsze w składniki pokarmowe i zawierają mniej czynników antyżywieniowych. Aktualne trendy hodowlane koncentrują się na modyfikacji łodygi i liści grochu, w celu ograniczenia podatności na wyleganie, na obniżeniu zawartości substancji antyżywieniowych (odmiany niskotaninowe) oraz na zwiększeniu zawartości białka i poprawy jego składu aminokwasowego. Wiele odmian ma liście przekształcone w wąsy czepne (odmiany wąskolistne), co znacznie ogranicza wyleganie roślin i ułatwia ich zbiór. W Europie groch należy do najpopularniejszych roślin z rodziny strączkowych po soi. W Polsce powierzchnię zasiewów szacuje się na około 15 tys. ha. Plon nasion grochu jadalnego waha się od 2-3 t/ha a pastewnego 1,5 do 2 t/ha.

                Groch jest wśród strączkowych paszą najchętniej stosowaną. Należy jednak prawidłowo zbilansować zawartość aminokwasów niezbędnych. Zawartość białka w suchej masie nasion waha się od 20,8 do 25,3%. Białko zapasowe stanowią: globuliny, albuminy i gluteiny. Białko grochu jest bogate w lizynę, ale ubogie w metioninę, cystynę oraz tryptofan. Tłuszcz surowy w odmianach pastewnych stanowi ok. 1,3% a popiół ok. 3% suchej masy. W składzie mineralnym dominuje fosfor i potas, niska jest koncentracja wapnia. Zawartość włókna surowego w suchej masie nasion waha się od 5,9-7,4% w zależności od odmiany. Głównym węglowodanem zapasowym jest skrobia, a jej udział waha się od 40-47,7% suchej masy. Jak wykazały doświadczenia Kaczmarka i in. 2013 polskie odmiany grochu charakteryzują się dużym zróżnicowaniem pod względem całkowitej strawności suchej masy i tłuszczu surowego, jelitowej strawności aminokwasów.

Czynniki antyodżywcze w nasionach roślin strączkowych

  • • •

Pomimo wielu zalet rośliny strączkowe grubonasienne zawierają także substancje o charakterze antyodżywczym. W nasionach łubinu występują polisacharydy nieskrobiowe, oligosacharydy z rodziny rafinozy i alkaloidy (w łubinie żółtym lupinina oraz sparteina, a w łubinie niebieskim i białym występuje lupinina). Z kolei w nasionach bobiku występują taniny, inhibitory trypsyny, fityniany, oligosacharydy i lektyny, a w grochu poza tym obecne są polisacharydy nieskrobiowe i polifenole. Koncentracja tych składników uzależniona jest od odmiany i warunków wzrostu roślin. Wszystkie te substancje przyczyniają się obniżenia pobrania paszy przez zwierzęta, pogorszenia dostępności i strawność składników pokarmowych, aminokwasów oraz niektórych makro- i mikroelementów, wpływając na pogorszenie wskaźników produkcyjnych zwierząt, prawidłowy rozwój i wzrost zwierząt. Zawartość tych czynników przyczynia się do występowania u zwierząt wielu nieprawidłowości w funkcjonowaniu przewodu pokarmowego, a także sprzyja zaburzeniom płodności, rozwoju, wzrostu i zdrowotności zwierząt.

                Od wielu lat prowadzi się liczne badania hodowlane nad poprawą parametrów jakościowych roślin strączkowych, a także technologią ich uprawy. W efekcie, w ostatnim dziesięcioleciu zostały wyhodowane nowe odmiany roślin strączkowych, charakteryzujące się bardzo niską zawartością czynników antyodżywczych, co spowodowało możliwość szerszego ich wykorzystywania w żywieniu zwierząt monogastrycznych. Dodatkowo w celu poprawy wartości odżywczej nasion i możliwości wykorzystania ich w żywieniu zwierząt monogastrycznych stosuje się zabiegi biotechnologiczne i wprowadza się dodatki paszowe (enzymy), prowadząc do obniżenia lub całkowitej dezaktywacji szkodliwych substancji. Danych mówiących o możliwości szerszego wykorzystania współczesnych odmian roślin strączkowych, dotychczas brakowało, dlatego też w ramach Programu Wieloletniego prowadzi się szereg doświadczeń pozwalających poznać wartość pokarmową i określić możliwość wykorzystania roślin strączkowych w żywieniu świń i drobiu. Wyniki dotychczas prowadzonych badań sugerują, że surowe nasiona roślin strączkowych mogą być stosowane w żywieniu zwierząt na poziomie wyższym niż aktualnie zalecane w normach i mogą stanowić dobrą alternatywę dla PŚS.

                Warto pamiętać, że warunkiem uzyskania dobrych wyników w żywieniu zwierząt monogastrycznych z udziałem nasion jest prawidłowe zbilansowanie dawek pokarmowych pod względem jakości białka, a w szczególności bilansu aminokwasów strawnych i poziomu energii. Oprócz korzystnej wartości odżywczej rośliny te pozostawiają idealne stanowisko dla roślinny następczej jednocześnie poprawiając opłacalność produkcji roślinnej.