山螞蝗屬Desmodium Desv.營養(yǎng)期營養(yǎng)成分分析

劉苗苗　尹小暢　嚴(yán)琳琳　張瑜　廖麗　白昌軍　王志勇

摘 要 對17份山螞蝗材料營養(yǎng)期的營養(yǎng)成分進(jìn)行測定與分析。結(jié)果表明：（1）粗蛋白含量最高的為CIAT3787（D. hererocarpum）（22.34%），其次是CIAT46562（D. dunniinicaraguense）（22.32%）；粗纖維含量最高的是CIAT13218（D. velutinum）（38.70%），顯著高于其他品系（p>0.05）；（2）山螞蝗營養(yǎng)成分之間存在不同程度的相關(guān)性，粗纖維含量分別與粗灰分、無氮浸出物、磷的含量存在極顯著負(fù)相關(guān)，粗灰分含量與磷含量有極顯著正相關(guān)，與鈣含量有顯著相關(guān)；（3）通過聚類分析，在歐氏距離8.0處，可將17份供試山螞蝗材料劃分為3類，其中CIAT46562和CPI46561（D. incanum）單獨(dú)聚為一類。

關(guān)鍵詞 山螞蝗屬；營養(yǎng)期；營養(yǎng)成分；聚類分析

中圖分類號 S54 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

Analysis of Nutrient Components at Vegetative Stage

on Desmodium Desv.

LIU Miaomiao1，2， YIN Xiaochang1，2， YAN Linlin1， ZHANG Yu1，

LIAO Li2， BAI Changjun1 *， WANG Zhiyong2 *

1 Tropical Crops Genetic Resources Institute， CATAS/Key Laboratory of Crop Gene Resources and Germplasm Enhancement

in Southern China， Ministry of Agriculture， Danzhou， Hainan 571737， China

2 College of Agronomy， Hainan University， Haikou， Hainan 570228， China

Abstract The nutritional components of 17 Desmodium Desv. accessions were studied at vegetative stage. The results indicated that CIAT3787（D. hererocarpum）had the hightest CP（22.34%）， and the next was CIAT46562 （D. dunniinicaraguense）（22.32%）. CIAT 13218（D. velutinum）had the highest CF（38.70%）， and significantly higher than other accessions. Nutritional components of Desmodium Desv. had different degree of correlation coefficient. CF with Ash， NFE and P had extremely significant（p<0.01）negative correlation. Ash with P had extremely significantly positive correlation（p<0.01）， with Ca had significantly positive correlation（p<0.05）. Based on nutritional components， the accessions were clustered into three groups. CIAT46562 and CPI46561（D. incanum）all solely were a group.

Key words Desmodium Desv.； Vegetative state； Nutritional components； Clustering analysis

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2015.01.021

我國是農(nóng)業(yè)大國，畜牧業(yè)隨著經(jīng)濟(jì)水平提高，發(fā)展迅速，牧草是農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)的重要生產(chǎn)資料，20世紀(jì)90年代以來，在國家西部開發(fā)、退耕還草、退牧還草的政策支持下，我國牧草產(chǎn)業(yè)取得了較快的發(fā)展。牧草產(chǎn)業(yè)發(fā)展對于促進(jìn)草食畜牧業(yè)發(fā)展、提高綠色GDP、改善生態(tài)環(huán)境、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等方面都具有重要作用[1]。因此，引進(jìn)篩選改良牧草品種，在新時期發(fā)展牧草產(chǎn)業(yè)具有重要戰(zhàn)略意義。豆科牧草因其粗蛋白含量高，在牧草產(chǎn)業(yè)中有著不可替代的作用。山螞蝗屬（Desmodium Desv.）是豆科蝶形花亞科山螞蝗族，一年或多年生草本或灌木植物，因其適應(yīng)性強(qiáng)，抗性強(qiáng)，廣泛分布于熱帶和亞熱帶地區(qū)，全球約350種[2-5]。山螞蝗屬植物草產(chǎn)量較高，營養(yǎng)豐富，是熱帶亞熱帶地區(qū)極具潛力的高蛋白飼料來源。

牧草中的營養(yǎng)成分直接影響牲畜的產(chǎn)量和質(zhì)量，是作為評定牧草質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，國內(nèi)外對牧草營養(yǎng)成分的研究成果豐富，尤其是對有“牧草之王”之稱的南方的柱花草和北方的苜蓿的研究深入。徐麗君等[6]利用灰色關(guān)聯(lián)度分析對6個苜蓿（品）種主要營養(yǎng)成分進(jìn)行綜合評價表明，肇東苜蓿是供試材料中營養(yǎng)價值最高的；劉曉靜等[7]研究了供氮水平對不同紫花苜蓿產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，結(jié)果表明：供氮對紫花苜蓿綜合影響明顯，供氮能顯著提高其產(chǎn)量，且產(chǎn)量隨供氮水平的增加而增加；楊帆等[8]研究配方施肥對熱研2號柱花草產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)熱研2號柱花草營養(yǎng)成分中，有粗蛋白和粗灰分含量在營養(yǎng)期高于初花期，粗纖維、粗脂肪和無氮浸出物在營養(yǎng)期低于初花期的規(guī)律。我國海南、廣東、云南等省區(qū)1980年后從澳大利亞和哥倫比亞等國引進(jìn)山螞蝗屬的多個牧草品種，進(jìn)行引種試驗(yàn)[9-10]，自此，我國開始展開對山螞蝗屬植物作為牧草飼料的研究，陳艷琴等[11]運(yùn)用體外產(chǎn)氣法評定山螞蝗亞族中3個屬6個種的營養(yǎng)價值，表明山螞蝗產(chǎn)氣量與干物質(zhì)降解率間存在極顯著正相關(guān)關(guān)系，單寧含量對山螞蝗營養(yǎng)價值無明顯影響。國內(nèi)專門對山螞蝗營養(yǎng)期營養(yǎng)成分的研究較少，營養(yǎng)成分的含量受季節(jié)、土壤、氣候、生長期等諸多因素的影響，本實(shí)驗(yàn)采集時間在山螞蝗營養(yǎng)期，通過測量其營養(yǎng)成分，以將供試的山螞蝗屬的17個品系進(jìn)行聚類分析。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗(yàn)地概況 試驗(yàn)樣品均采集于海南省儋州市中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所牧草基地（北緯19°31′，東經(jīng)109°34′），海拔149 m，屬熱帶季風(fēng)氣候，冬春季低溫干旱，夏秋季高溫多雨，干季和濕季明顯，5～10月份為雨季。占年雨量的84%，11月～次年4月為干季，占年雨量的16%。土壤為花崗巖發(fā)育的磚紅壤，土壤質(zhì)地較差。試驗(yàn)地20 cm 表土農(nóng)化性質(zhì)：pH5.88，有機(jī)質(zhì)12.06 g/kg，全氮10.94 g/kg，有效磷40.8 mg/kg，速效鉀56.4 mg/kg，有效鈣176.9 mg/kg[8，12]。

1.1.2 試驗(yàn)材料 參試的山螞蝗屬種質(zhì)共17份，均由中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院品種資源研究所熱帶牧草中心提供（表1）。

1.2 測定項(xiàng)目與方法

小區(qū)面積為26 m2（長6.5 m×寬4 m），行距50 cm，每小區(qū)13行，每行8株，每區(qū)105株，小區(qū)之間間隔1 m，走道1.5 m，共68個小區(qū)。隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，4次重復(fù)，其中1個用于供生長習(xí)性觀察。試驗(yàn)采集樣本為7月25日，處山螞蝗營養(yǎng)期，刈割植株地上部分，草本型植株刈割高度15 cm左右，灌木型刈割高度75 cm左右，后經(jīng)風(fēng)干、粉碎、過40目篩用于分析粗蛋白質(zhì)（CP）、粗脂肪（EE）、粗灰分（Ash）、粗纖維（CF）、磷（P）、鈣（Ca）和無氮浸出物（NFE）。粗蛋白采用H2SO4和H2O2消解-比色法測定全氮后換算成粗蛋白；粗脂肪采用乙醚浸提的濾紙包法；粗灰分采用干灰化法；粗纖維采用酸堿消煮法；無氮浸出=100%-（粗蛋白%+粗灰分%+粗纖維%+粗脂肪%）；磷采用H2SO4和H2O2消解-鉬銻抗比色法測定；鈣采用干灰化法-稀鹽酸溶解-AAS。所有分析指標(biāo)均重復(fù)3次[8，13]。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

運(yùn)用Excel 2013數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)軟件對所測性狀進(jìn)行處理，運(yùn)用SPSS 16.0進(jìn)行數(shù)據(jù)相關(guān)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 山螞蝗屬植物營養(yǎng)成分分析

通過對17份山螞蝗種質(zhì)資源營養(yǎng)成分含量的測定（表2）可知，17份山螞蝗屬植物蛋白質(zhì)含量在22.01%～22.34%，平均含量為22.21%，變異系數(shù)為0.54%，含量較為集中；粗脂肪含量在1.11%～3.08%之間，平均含量2.08%，變異系數(shù)為31.25%，含量最高的是48，最低的是CIAT3787；粗纖維含量在23.88%～38.70%之間，平均含量為33.09%，變異系數(shù)為11.67%，含量最高的為CIAT13218；粗灰分在4.17%～7.65%之間，變異系數(shù)為16.42%，平均含量為5.36%，含量最高的是CPI46561；無氮浸出物在30.83%～44.01%之間，變異系數(shù)為8.99%，平均含量為37.26%，CPI46561的無氮浸出物含量最高；磷含量在0.19%～0.52%之間，變異系數(shù)為33.33%，平均含量為0.27%，CPI46561磷含量最高；鈣含量在0.75%～2.78%之間，變異系數(shù)為51.59%，平均含量為1.26%，CIAT46562鈣含量最高。

2.2 山螞蝗屬植物營養(yǎng)成分方差分析

2.2.1 粗蛋白含量分析 對蛋白質(zhì)進(jìn)行方差分析結(jié)果表明，不同品系間的F值為7.61（F>F0.01），說明山螞蝗屬不同品系間的粗蛋白含量差異顯著。表2中粗蛋白含量的多重比較結(jié)果顯示：在0.05水平下CIAT3787、CIAT46562、CIAT13647、050225274、CIAT3001、CIAT、CIAT13082、CIAT3666、CIAT13218、CIAT13651、CPI46561品系間無顯著差異但顯著高于除48和CIAT13289外的其他品系。在0.01水平下，CIAT13647、050225274、CIAT3001、CIAT、CIAT13082、CIAT3666、CIAT13218、CIAT13651、CPI46561、48、CIAT13289品系間差異未達(dá)到極顯著，但粗蛋白含量極顯著高于CIAT13089、CIAT13117品系。

2.2.2 粗脂肪含量分析 對粗脂肪含量進(jìn)行方差分析，結(jié)果表明，不同品系間的F值為6.74（F>F0.01），表明不同品系間差異極顯著。粗脂肪含量的多重比較結(jié)果表明（表2）：品系48粗脂肪含量最高，后面依次是CIAT46562、CIAT、050225274、CIAT13651，它們之間差異不顯著（p>0.05），但顯著高于CIAT13218及后面的其他品系（p<0.05）；CIAT46562、CIAT、050225274、CIAT13651、CIAT13647、CPI46561差異不顯著（p>0.05），但顯著高于除品系48外的其他品系（p<0.05）。在0.01水平下，品系48、CIAT46562、CIAT、050225274、CIAT13651、CIAT13647、CPI46561之間粗脂肪含量無極顯著差異，但極顯著地高于CIAT13111及以后的品系；CIAT46562、CIAT、050225274、CIAT13651、CIAT13647、CPI46561、CIAT13218、CIAT3001間無極顯著差異，但極顯著高于CIAT350及以后的品系。

2.2.3 粗纖維含量分析 對粗纖維含量進(jìn)行方差分析發(fā)現(xiàn)，不同品系間的F值為150.73（F>F0.01），說明不同品系間差異極顯著。從表2粗纖維含量的多重比較結(jié)果可以看出：品系CIAT13218的粗纖維含量最高，在0.05水平下顯著地高于其他品系；品系CIAT、CIAT13082、CIAT13111、48、CIAT13117之間差異不顯著，但顯著高于除品系CIAT13218外的其他品系（p<0.05）。品系CIAT13218極顯著地高于其他品系（p<0.01）；品系CIAT46562、CPI46561的粗纖維含量最低，極顯著低于其他品系（P<0.01）。

2.2.4 粗灰分含量分析 粗灰分含量進(jìn)行方差分析中不同品種間的F值為73.8（F>F0.01），說明不同品系間差異極顯著。粗灰分含量的多重比較結(jié)果表明（表2）：品系CPI46561含量最高，與CIAT46562、CIAT13218、CIAT13651等其他品系相比，差異顯著（p<0.05），品系CIAT46562粗灰分含量顯著高于除品系CPI46561以外的其他品系（p<0.05）。品系CPI46561極顯著地高于其他品系（p<0.01）；CIAT13089、CIAT13082、CIAT13117、CIAT3666、CIAT、CIAT350、CIAT13289品系間無極顯著差異（p>0.01），但極顯著高于050225274、CIAT3001、CIAT3787（p<0.01）。

2.2.5 無氮浸出物含量分析 對無氮浸出物含量進(jìn)行方差分析，結(jié)果表明，不同品系間的F值為85.66（F>F0.01），說明不同品系間差異極顯著（p<0.01）。無氮浸出物含量的多重比較結(jié)果表明（表2）：品系CPI46561無氮浸出物含量最高，除CIAT46562外，顯著地高于其他品系（p<0.05）；品系CPI46561與品系CIAT46562差異不顯著（p<0.05），但極顯著高于其他品系（p<0.01）；品系CIAT3001極顯著高于除品系CPI46561、CIAT46562和CIAT3666以外的其他品系（p<0.05）。

2.2.6 磷含量分析 對磷含量進(jìn)行方差分析，結(jié)果顯示，不同品系間的F值為341.83（F>F0.01），表明不同品系間差異極顯著。磷含量的多重比較結(jié)果表明（表2）：品系CPI46561磷含量最高，顯著高于其他品系（p<0.05）；品系CIAT46562磷含量顯著高于除品系CPI46561之外的其他品系（p<0.05）。品系CPI46561和CIAT46562無極顯著差異（p>0.01），但極顯著高于其他品系（p<0.01）；品系CIAT13089和CIAT13117間無極顯著差異（p>0.01），但極顯著低于其他品系（p<0.01）。

2.2.7 鈣含量分析 對鈣含量進(jìn)行方差分析，結(jié)果表明，不同品系間的F值為7.8（F>F0.01），說明不同品系間差異極顯著。鈣含量的多重比較結(jié)果如表2所示：在0.05水平下，品系CIAT46562含量最高，顯著高于其他品系；品系48、CIAT 13218之間無顯著差異，但顯著高于除CIAT46562和CIAT13289以外的其他品系。CIAT46562、48、CIAT13218鈣含量無極顯著差異（p>0.01），但極顯著高于13117及以后的品系（p<0.01）。

2.3 山螞蝗屬植物營養(yǎng)成分相關(guān)性分析

通過對供試材料統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，17份山螞蝗之間的營養(yǎng)成分并不是相互獨(dú)立，而是存在一定的關(guān)系。由表3可知，粗纖維含量分別與粗灰分、無氮浸出物、磷的含量存在極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.616、-0.958、-0.829；粗灰分含量與磷含量有極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.791，與鈣含量有顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.472；無氮浸出物與磷有極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.685；磷含量與鈣含量有顯著相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.546。此外，從表3可知，粗蛋白和粗脂肪與所測的其他指標(biāo)均無顯著相關(guān)性。

2.4 山螞蝗屬植物營養(yǎng)成分聚類分析

通過聚類分析結(jié)果如圖1所示，在歐氏距離8.0處，可將17份供試山螞蝗材料劃分為3類。第一大類包括所有的卵葉山螞蝗和圓葉舞草類及糙伏山螞蝗CIAT、絨毛山螞蝗48、異葉山螞蝗CIAT13651、異果山綠豆CIAT3787，計(jì)14份，占供試材料的82.35%；第二類包括灰色山螞蝗CPI46561和度尼山螞蝗CIAT46562兩個品系，占供試材料的11.76%；第三類僅有絨毛山螞蝗CIAT13218一份材料，占供試材料的5.88%。

結(jié)合表2和圖1可知，單獨(dú)一類的絨毛山螞蝗CIAT13218粗纖維含量最高，達(dá)38.70%，其他所測指標(biāo)均在中等偏上水平；第二類山螞蝗屬的兩個品系灰色山螞蝗CPI46561和度尼山螞蝗CIAT46562，粗灰分、無氮浸出物、磷含量均含量最高，粗纖維含量最低。第一大類粗纖維、粗灰分、無氮浸出物、磷含量均較集中，粗纖維在31.08%～36.10%之間，粗灰分在4.17%～5.74%之間，無氮浸出物在33.75%～40.41%之間，磷含量在0.19%～0.21%之間。

3 討論與結(jié)論

牧草的優(yōu)良主要取決于所含營養(yǎng)成分的種類和數(shù)量。營養(yǎng)成分中的粗蛋白和粗纖維通常作為飼用植物營養(yǎng)價值的重要指標(biāo)[14]。供試的17份山螞蝗屬營養(yǎng)期的營養(yǎng)成分分析可知（表2），本次試驗(yàn)與其他豆科植物營養(yǎng)成分測定分析出的含量有較大的不同[2，4，10，12，15-17]，尤其是粗蛋白的含量，集中在22%左右，可能測量方法和處理數(shù)據(jù)方法及本次試驗(yàn)采集樣品的時間和山螞蝗的不同部位有很大的關(guān)系。一般而言植物營養(yǎng)期粗蛋白含量高于其他時間[4，8，12]，17種山螞蝗屬植物的采集時間在7月25日，正好是營養(yǎng)生長的旺盛時間。此外，采集部位的不同，對營養(yǎng)成分的分析影響很大，楊帆等[8]對柱花草的研究結(jié)果就顯示葉片的粗蛋白含量明顯高于莖稈和地上部分，本次試驗(yàn)主要采集地上部分，莖葉比低。因此，綜合上述原因，本實(shí)驗(yàn)的分析結(jié)果與其他山螞蝗營養(yǎng)成分的分析有較大不同。

對供試的17份山螞蝗屬營養(yǎng)期的營養(yǎng)成分做方差分析可發(fā)現(xiàn)（表2）不同品系間的同種營養(yǎng)成分均達(dá)到差異極顯著（F>F0.01）。粗蛋白是牧草營養(yǎng)成分的重要指標(biāo)之一， 粗蛋白含量直接影響牧草的品質(zhì)和家畜的生產(chǎn)[14]。本實(shí)驗(yàn)中粗蛋白含量最高的是品系異果山綠豆CIAT3787和度尼山螞蝗CIAT46562，含量分別為22.34%和22.32%。粗纖維含量最高的是品系糙伏山螞蝗CIAT和卵葉山螞蝗CIAT13082，分別為38.70%和36.10%，含量最低的為度尼山螞蝗CIAT46562和灰色山螞蝗CPI46561，分別為24.05%和23.88%。粗脂肪含量最高的是絨毛山螞蝗48和度尼山螞蝗CIAT46562，分別為3.08%和2.84%。粗灰分含量最高的是度尼山螞蝗CIAT46562和灰色山螞蝗CPI46561，分別為7.65%和6.84%。無氮浸出物含量最高的是灰色山螞蝗CPI46561和度尼山螞蝗CIAT46562，分別為44.00%和43.95%。礦質(zhì)元素鈣含量最多的是度尼山螞蝗CIAT46562，為2.78%。磷含量最高的是灰色山螞蝗CPI46561和度尼山螞蝗CIAT46562，分別為0.52%和0.50%。所以若僅從飼草飼料的營養(yǎng)配比考慮，度尼山螞蝗CIAT46562和灰色山螞蝗CPI46561是供試山螞蝗材料中最適合做飼料的品系。

在17份供試山螞蝗的7個營養(yǎng)成分之間存在不同程度的相關(guān)性。纖維是草食家畜飼料中不可或缺的營養(yǎng)成分。家畜日糧粗纖維含量應(yīng)適當(dāng)，過高會影響家畜生產(chǎn)[14]。粗纖維含量與粗灰分、無氮浸出物、磷的含量分別存在不同程度的極顯著負(fù)相關(guān)，即粗纖維含量越高，粗灰分、無氮浸出物、磷的含量越低，所以在選擇粗纖維含量適中的山螞蝗品種做飼草飼料時，粗灰分、無氮浸出物、磷的含量會有所影響。此外粗灰分是除碳、 氫、 氧、 氮外其他礦質(zhì)元素氧化物的總稱，因此與鈣和磷的含量有不同程度的正相關(guān)，本實(shí)驗(yàn)中粗灰分含量與磷含量有極顯著正相關(guān)，與鈣含量有顯著相關(guān)。

本實(shí)驗(yàn)通過17份供試山螞蝗材料營養(yǎng)成分的測定，對其進(jìn)行聚類分析，從而在選擇山螞蝗做飼草飼料時，可按類選擇。本實(shí)驗(yàn)通過歐氏距離分析發(fā)現(xiàn)，灰色山螞蝗CPI46561和度尼山螞蝗CIAT46562可分為一類，這與方差分析的結(jié)果較為一致，此類山螞蝗粗蛋白、磷、鈣、無氮浸出物等營養(yǎng)成分水平，均處在較高水平，粗纖維含量適中，適合做牧草飼料。此外絨毛山螞蝗CIAT13218因粗纖維含量最高，無氮浸出物含量最低而被單獨(dú)分為一類。另一類的營養(yǎng)成分較集中，處中等水平，礦質(zhì)元素鈣和磷含量均較低。

本次實(shí)驗(yàn)通過17份山螞蝗7個營養(yǎng)成分聚類分析結(jié)果與此前山螞蝗種質(zhì)資源形態(tài)多樣性研究（已通過《熱帶作物學(xué)報》審稿，還未出版）聚類分析結(jié)果基本一致，灰色山螞蝗CPI46561和度尼山螞蝗CIAT46562均被單獨(dú)聚為一類。唯一不同的是絨毛山螞蝗48在本實(shí)驗(yàn)中與卵葉山螞蝗、原葉舞草類及糙伏山螞蝗CIAT、異葉山螞蝗CIAT13651、異果山綠豆CIAT3787聚為一類，而形態(tài)多樣性研究中，將絨毛山螞蝗48與絨毛山螞蝗CIAT13218聚為一類，本實(shí)驗(yàn)中絨毛山螞蝗CIAT13218單獨(dú)聚為一類。原因是因?yàn)橥瑸榻q毛山螞蝗類在外觀形態(tài)上更為相近，營養(yǎng)成分差異較大。

家畜飼草飼料的選擇還與牧草的適口性、消化能等一系列的指標(biāo)相關(guān)，本實(shí)驗(yàn)通過山螞蝗營養(yǎng)成分的分析，分類出合適的山螞蝗牧草品系，因此，灰色山螞蝗CPI46561和度尼山螞蝗CIAT46562是本次供試材料中最適合做飼草飼料的山螞蝗品系，僅供參考。

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