不同葛藤品種藤蔓的生長特性與飼用品質(zhì)研究

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(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所， 湖南 長沙 410205)

葛(PuerariathomsoniiBenth.)又名葛藤、葛根、甘葛、粉葛等，是多年生草質(zhì)藤本植物，屬于豆科蝶形花亞科葛藤屬，主要分布在熱帶和亞熱帶地區(qū)。我國葛藤品種資源豐富、分布廣，盛產(chǎn)于兩廣、湖南、湖北等地，常見于山坡草叢、路旁、疏林等處，常形成大面積的優(yōu)勢種群[1]。葛藤具有耐瘠薄、耐干旱、耐病蟲害的特點[2]。葛藤的嫩莖和葉片適口性好，葛藤的莖葉除了富含粗蛋白和粗纖維，還含有豐富的鎂、鈣元素和微量元素銅、鋅、鐵等[3-4]，是牛、兔喜食的牧草資源[5]。豆科植物葛藤不僅具有飼用價值，而且是常用的中草藥，因此具有飼藥兩用的特點。葛的莖葉和根中含有較多的異黃酮類物質(zhì)，其中大豆異黃酮含量較高，葛藤總黃酮和葛根素可調(diào)節(jié)AA肉雞的生長性能，改善肌肉的色澤和嫩度，降低鴨腹脂率、皮脂和血脂及提高奶牛泌乳性能[6-8]。粉葛藤蔓被認(rèn)為是一種高品質(zhì)的食物資源[9]。

我國南方富含蛋白的牧草存在季節(jié)性不均衡，葛藤作為高蛋白含量的飼草資源，藤莖生長旺盛，可常年提供青綠飼料。然而，目前對葛藤的研究和利用主要集中在異黃酮和葛根素等次生代謝物的合成途徑、提取工藝、藥用效果以及葛花、葛酒、葛粉等保健產(chǎn)品的開發(fā)[10-14]。有關(guān)葛藤作為飼料利用的研究，特別是葛藤藤蔓的產(chǎn)量性狀和營養(yǎng)品質(zhì)的研究較少，占地上部分重量50%左右的大量的葛藤尚未得到合理利用[6,15-18]。飼用葛藤的開發(fā)利用主要是利用地上部的新鮮葛藤蔓，目前人工栽培的葛藤大多是由野生品種經(jīng)人工馴化而來，且是以地下部的葛根為收獲對象進(jìn)行的品種選擇與馴化，以地上部藤蔓為利用目的的飼用葛藤品種的選育尚屬空白。本研究對來自四川和廣西的9個地方栽培品種葛藤的生長速率、分枝數(shù)、粗蛋白和粗纖維含量進(jìn)行研究，探討不同栽培型葛藤品種作為飼草利用的優(yōu)劣，以期篩選出優(yōu)良葛藤品種作為飼草進(jìn)行栽培利用，為葛藤作為牧草資源開發(fā)應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料：巴山粉葛(BSFG)來自四川達(dá)州農(nóng)科院，其余8個品種購于廣西藤縣和平鎮(zhèn)，8個廣西地方品種皆以種苗供應(yīng)商南翔葛多寶專業(yè)合作社的命名為準(zhǔn)，分別是粉葛(FG)、菜葛(QCG)、紫葛(ZG)、無渣葛(WZG)、茶葛(TG)、藥葛(YG)、大葉葛(DYG)和麻葛(MG)。9個供試品種名稱、品種特征及來源如表1所示。

表1 供試葛藤品種及來源Table 1 Varieties name, source and characteristics of kudzu

1.2 試驗設(shè)計

2016年4月，將9個葛藤品種按照隨機區(qū)組的方法種植在湖南省常德市西湖區(qū)的試驗農(nóng)場，試驗采用完全隨機設(shè)計，小區(qū)面積為5 m×10 m，分別設(shè)置3個重復(fù)。葛藤苗以平地匍匐栽培的方式種植，行距80 cm，株距70 cm，種植前施足底肥，常規(guī)田間管理。

1.3 試驗方法

1.3.1葛藤生長性狀調(diào)查 分枝數(shù)：葛藤種節(jié)種植后生長118 d后進(jìn)行分枝數(shù)調(diào)查，每個品種，每個重復(fù)隨機選取6株，以從葛藤基部(土壤中)發(fā)出的一級分枝為標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行葛藤分枝數(shù)的調(diào)查。

生長速率的測定：選擇分枝位相同的藤蔓，從藤莖著生的位置開始測量，記錄該藤蔓的長度，設(shè)為初始測量值(L0)，用紅色吊牌標(biāo)記該藤蔓；10 d后同樣的方法進(jìn)行第二次長度測定，記錄該數(shù)值L1，生長速率L=(L1-L0)/10，單位為cm·d-1。每個品種3個重復(fù)，每個重復(fù)隨機調(diào)查6株。

1.3.2地上部藤莖常規(guī)營養(yǎng)成分的測定 樣品采集與處理：2016年8月中旬采集生長120 d的葛藤地上部鮮嫩藤蔓(包括莖和葉)，放于烘箱105℃殺青20 min，然后65℃烘至恒重，用打粉機粉碎，稱取適量樣品進(jìn)行常規(guī)營養(yǎng)成分的測定。每個品種3次重復(fù)，每個重復(fù)平行測定2個樣品。

干物質(zhì)含量測定：采用105℃烘箱恒重法，樣品在(105±2)℃烘箱內(nèi)，烘至恒重。具體操作參考張麗英的《飼料分析及飼料質(zhì)量檢測技術(shù)》第3版[19]。

粗灰分含量測定：采用550℃灼燒法，將樣品在電爐上低溫炭化至無煙后，轉(zhuǎn)移入馬弗爐，于(550±20)℃下灼燒至恒重。具體參考張麗英的《飼料分析及飼料質(zhì)量檢測技術(shù)》第3版[19]。

粗蛋白質(zhì)含量測定：采用凱氏定氮法，使用海能K1100F全自動凱氏定氮儀(山東海能科學(xué)儀器有限公司)進(jìn)行測定。

粗脂肪含量測定：采用索氏提取法，參照國標(biāo)GB/T 6433-2006[20]。

粗纖維含量測定：采用酸堿消煮法，參照國標(biāo)GB/T 6434-2006[21]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010對所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行初步整理，用SPSS進(jìn)行方差分析，采用單因素方差分析(ANOVA)顯著性檢驗，Duncan法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同葛藤品種一級分枝數(shù)的差異

以葛藤近基部的一級分枝數(shù)為調(diào)查對象，對9個栽培葛品種在第一年的生長旺盛期進(jìn)行分枝數(shù)調(diào)查，每個品種各調(diào)查9株，分枝數(shù)結(jié)果如圖1所示。9個栽培葛品種被分為差異顯著的3組，且相鄰組間多數(shù)品種的分枝數(shù)差異不顯著。分枝數(shù)最多的一組包括BSFG、FG、DYG、MG、ZG，分枝數(shù)介于7.3～10.3個，其中BSFG的一級分枝數(shù)最多，平均為10.3個；YG、TG和QCG的分枝數(shù)較少，介于3.4～6.0個，其中QCG的一級分枝數(shù)最少，僅有3.4個；中間組的分枝數(shù)在5.17～7.67個之間，包括7個品種，其中有4個品種與分蘗數(shù)最多的BSFG無顯著差異，2個品種與分枝數(shù)最少的QCG無明顯差異。

圖1 不同葛藤品種的一級分枝數(shù)Fig.1 Primary branch numbers of different kudzu varieties

2.2 不同葛藤品種的生長速率差異

對葛藤生長速率測定數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，根據(jù)差異顯著性將9個品種分為3個組，組間品種生長速率差異顯著，組內(nèi)各品種生長速率無顯著差異，其中BSFG的生長速率顯著(P<0.05)高于其他8個供試品種，日均增長10.41 cm；DYG日均增長6.77 cm，僅次于BSFG；QCG在9個品種中生長速率最小，日均增長只有2.58 cm。

圖2 不同葛藤品種藤蔓的生長速率Fig.2 Growth rate of the vine of different kudzu varieties

2.3 不同葛藤品種地上部藤莖常規(guī)營養(yǎng)指標(biāo)分析

9個葛藤品種地上部新鮮莖葉常規(guī)營養(yǎng)成分含量及顯著性差異分析結(jié)果見表2。差異性分析表明，9個品種葛藤的粗蛋白、粗脂肪和灰分含量被劃分為6個顯著不同的組(P<0.05)，粗纖維含量被分為5個顯著不同的組(P<0.05)，表明葛藤藤蔓的常規(guī)營養(yǎng)指標(biāo)在品種間變化較大。BSFG的粗蛋白含量顯著高于其他8個品種(P<0.05)，含量為15.56%；QCG粗蛋白含量顯著(P<0.05)低于其它品種，其余品種的粗蛋白含量介于12.38%～14.52%之間。9個葛藤品種藤莖粗纖維含量均高于20%，ZG和BSFG新鮮莖葉中粗纖維含量顯著(P<0.05)高于其它7個品種，分別為27.68%和27.64%；MG莖葉中粗纖維含量為20.62%，在9個品種中粗纖維含量最低。葛藤藤莖的粗脂肪含量介于2.68%～3.30%,含量較高的是MG與BSFG。9個品種中，MG的灰分含量最高，QCG灰分含量最低。綜合粗蛋白、粗纖維、粗脂肪和灰分含量4項指標(biāo)，BSFG的常規(guī)營養(yǎng)價值在9個品種中最佳。

表2 不同葛藤品種藤莖的營養(yǎng)品質(zhì)Table 2 Nutrition quality of vine in different kudzu Varieties

注：同列不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)

Note: Different lowercase letters indicate significant differences among different material at the 0.05 level

2.4 不同葛藤品種飼用營養(yǎng)價值評價

根據(jù)任繼周對飼用植物營養(yǎng)價值評價指標(biāo)的劃分標(biāo)準(zhǔn)[22]，將粗蛋白≥16%、粗纖維≤28%劃為上等飼用植物(9分)；粗蛋白介于10%～15%、粗纖維27%～34% 劃為中等飼用植物(4分)；粗蛋白≤10%、粗纖維≥34% 劃為下等飼用植物(1分)。依據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)，紫葛(ZG)得分為4分，其它8個葛藤品種的評分均為6分，可以認(rèn)為是中等及中等以上飼用植物(表3)。

表3 不同葛藤品種藤莖營養(yǎng)價值評價Table 3 Eveluation of nutrition value of vine in different kudzu varieties

注：粗蛋白含量%：≥15%(3分)；10%～15% (2分)；≤10%(1分);粗纖維含量%：≤26%(3分)；27%～34%(2分)；≥34%(1分)

3 討論

3.1 不同葛藤品種分枝數(shù)與生長速度的差異

葛藤作為多年生蔓生植物，具有旺盛的分枝能力和快速生長的能力。葛藤的生長速率的快慢反映了單位時間內(nèi)植物生長量的增加能力，直接影響葛藤地上部藤莖的生物學(xué)產(chǎn)量。葛藤的飼料化利用的主要是地上部的新鮮藤莖。因此，生長速率可以被認(rèn)為是葛藤飼用品種的一個代表性指標(biāo)。但不同遺傳背景的葛藤品種之間的藤蔓分枝能力和生長能力有無差別尚未有相關(guān)研究。本研究中9個葛藤品種的一級分枝數(shù)與生長速率在大部分品種間無顯著差別(P<0.05)，一方面可能是因為葛藤本身就具有無限分枝的能力和快速生長的特性，另一方面可能是因為本研究使用的品種除了BSFG外，其它品種皆來源于廣西藤縣，該地區(qū)葛藤種植歷史悠久，當(dāng)?shù)馗鹛倨贩N的選育長期以來多以地下部葛根的出粉率為目標(biāo)，而地上部葛藤藤蔓的相關(guān)性狀多被忽略，導(dǎo)致不同品種間的遺傳多樣性比較接近。因此，在今后飼用葛藤的品種篩選工作中需注意豐富種質(zhì)資源的遺傳多樣性。

3.2 不同品種葛藤藤蔓的營養(yǎng)價值差異

粗纖維含量和粗蛋白含量是評價牧草營養(yǎng)價值的重要指標(biāo)。葛藤藤蔓中粗蛋白、粗纖維、粗脂肪和灰分含量等四項指標(biāo)在葛藤品種間變化較大，其中BSFG的營養(yǎng)成分構(gòu)成在9個葛藤品種中表現(xiàn)最突出。雖然本研究選用的葛藤品種藤蔓的粗蛋白與粗纖維含量在品種間表現(xiàn)出較大的變化。但是，根據(jù)任繼周對飼用植物營養(yǎng)價值評價的劃分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評分，9個葛藤品種均被劃分為中等飼草植物，證明了葛藤是一種有潛力的飼用植物。在今后葛藤飼用化品種選育過程中，應(yīng)對葛藤藤蔓飼用性相關(guān)的生物學(xué)產(chǎn)量性狀和營養(yǎng)價值相關(guān)指標(biāo)給予足夠的重視。

4 結(jié)論

葛藤類蔓生植物的日均生長量和分枝數(shù)與產(chǎn)量密切相關(guān)，但品種對生長速率和分枝數(shù)的影響較小。四川品種BSFG在湖南地區(qū)藤蔓的生長特性表現(xiàn)最好，一級分枝數(shù)最多、生長最快。盡管BSFG的粗纖維含量較高，但是BSFG藤莖中粗蛋白和粗脂肪含量也很高，依然表現(xiàn)出很好的飼草潛力。從單個營養(yǎng)指標(biāo)來看，不同葛藤品種藤莖的營養(yǎng)價值差異較大，但從飼用營養(yǎng)價值角度綜合分析認(rèn)為9個葛藤品種都屬于中等飼用植物，皆可以作為優(yōu)質(zhì)飼草進(jìn)行開發(fā)利用。