優(yōu)質(zhì)木本飼用植物馬棘研究進展

冉啟凡， 何 瑋， 徐遠(yuǎn)東， 張 麗， 范 彥*

（1.重慶市畜牧科學(xué)院，重慶榮昌 402460；2.國家牧草產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系云陽綜合試驗站，重慶云陽 404500；3.重慶市草業(yè)工程中心，重慶渝中 400015）

馬棘 （Indigofera pseudotinctoria Matsum.）又名野綠豆、野藍枝子、羊歡喜等。廣泛分布在我國中西部、東南沿海及日本部分地區(qū)海拔100～1200 m的山坡林緣及灌草叢中，其具有良好的耐旱耐瘠薄能力，可以在石漠化地區(qū)良好生長，因此被廣泛應(yīng)用到石漠化治理和高速公路邊坡綠化當(dāng)中（薛強等，2016；陳振峰等，2015；陳超，2014；伍紅琳等，2011）。全株具有藥用價值，適口性較好，嫩枝部分粗蛋白質(zhì)含量高達21.7%（與苜蓿相近21.8%），可作為牛、羊等草食牲畜的優(yōu)質(zhì)蛋白青飼料（溫而雅等，2010；方麗梅，2009；張水利等，2001）。

1 栽培

野生馬棘的種子活力低、硬實率極高，種子的發(fā)芽率低，目前的研究集中在其硬實的破除。于金慧等（2008）用不同溫度、濃硫酸、堿液處理野生馬棘種子發(fā)現(xiàn)，在初溫為60～80℃的水中浸泡24 h可顯著提高馬棘種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)。馬棘播種宜在3月中旬，一般采用點播、條播和撒播等方式，根據(jù)其不同利用途徑采取相應(yīng)的播種模式，亦可利用馬棘嫩枝進行扦插繁殖（徐偉偉等，2017）。進行種子繁育時，馬棘宜采取點播或營養(yǎng)缽育苗移栽的方式，深耕土壤約0.3 m，施適量農(nóng)家肥及磷、鉀肥作為底肥，穴間間隔0.5～0.8 m，點播每穴8～10粒種子為宜，待出苗20 cm后進行疏苗或移栽，每穴留苗2～3株（劉洋等，2005)；飼用刈割栽培時，宜采用條播，深耕土壤約0.3 m，施適量農(nóng)家肥及磷、鉀肥作為底肥，起壟高約0.1 m，壟距0.3～0.4 m，每公頃播種量30～35 kg（李維俊，2016）。進行邊坡綠化和水土保持治理時，可直接進行撒播，每公頃播種量40～50 kg。

2 品種選育

2.1 引種選育 我國引進馬棘主要用于種子生產(chǎn)出口。日本進口馬棘種子主要用于人工林建植和邊坡綠化，山東省棗莊市林業(yè)局通過與日本金質(zhì)種苗株式會社合作，引進日本馬棘種子，在實驗苗圃進行種子繁育試驗。引種試驗發(fā)現(xiàn)日本馬棘能夠良好的適應(yīng)棗莊地區(qū)及其類似氣候的生境，同時，其發(fā)現(xiàn)日本馬棘需要通過種子催芽處理和起壟種植定苗，可一次定植多年收獲 （郭洪啟，2007）。

2.2 常規(guī)育種 現(xiàn)有的育種方法主要是對野生馬棘的馴化。野生馬棘分布較為分散，種子通常需要人工采摘收集，重慶巫山、巫溪等秦巴山脈有一定量成片馬棘分布，該地區(qū)農(nóng)民在11～12月集中收集馬棘種子，作為邊坡綠化先鋒植物種子銷售給園林中間商。馬棘屬高度異花授粉植物，適合生長在肥力均等、具有一定坡度的土壤中，對水滯環(huán)境不耐受。在進行栽培選育時，不同品系之間一定要做好隔離工作，亦可直接進行扦插繁殖進行保育（萬利琴，2009）。

2.3 誘變育種 浙江大學(xué)一直從事馬棘的輻射誘變育種工作，以篩選出高抗性的馬棘為目標(biāo)，結(jié)合野生馬棘的生境，開展了以飼用、觀賞、藥用等為主要利用方式的育種工作。通過不同輻射劑量，開展了馬棘的輻射敏感性試驗。田丹青等（2010）發(fā)現(xiàn)在輻射劑量為200～450 Gy，劑量與馬棘的出苗率、成苗率呈顯著相關(guān)性，并認(rèn)為300 Gy的輻照最有利于對馬棘進行誘變育種。研究發(fā)現(xiàn)，利用300 Gy的60 Co-γ射線誘變出高黃酮的馬棘突變體MJ-HF1，其葉片和種子的黃酮含量分別是野生型的1.46和5.89倍（梅淑芳等，2011；沈曉霞等，2010)。選育出4個不同色系的飼用馬棘品系，分別為黃色系、白色系、虎斑系和紫色系，并對彩色系馬棘與當(dāng)?shù)匾吧R棘的營養(yǎng)成分做了比較，研究發(fā)現(xiàn)，虎斑系馬棘的微量元素和蛋白質(zhì)含量最高，其粗蛋白質(zhì)可達25.79%，黃色系馬棘的鈣含量最高，可達4.69%（徐偉韋等，2016；梅淑芳，2008）。

3 飼用研究

徐偉韋等（2016）對馬棘的營養(yǎng)成分進行測定發(fā)現(xiàn)，馬棘葉片干物質(zhì)含量高達92.09%，粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、粗纖維含量分別為21.82%、2.7%、10.54%，同時馬棘還含有各種微量元素及7種必需氨基酸，粗蛋白質(zhì)是粗纖維的2倍多，完全符合作為飼用蛋白植物資源標(biāo)準(zhǔn)，可作為蛋白質(zhì)飼料進行開發(fā)利用。同時，徐偉韋等（2017）對其生產(chǎn)性能進行測定發(fā)現(xiàn)，馬棘生長期較長，在慈溪地區(qū)種植，從3月底萌葉至霜降前可多茬收割，在夏、秋季馬棘可作青綠飼料直接進行飼喂，是牛、羊等草食牲畜育肥及雞、鴨等雜食性動物補充蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)及微量元素的優(yōu)質(zhì)青綠飼料。在重慶榮昌低海拔牧草基地，飼用馬棘種植第一年，初次刈割時間為9～10月。翌年初次刈割時間為5～6月，第二次刈割時間為8月初，第三次刈割時間為馬棘初結(jié)莢期的10月中旬，建議每次留茬高度為10cm左右，每年可進行3次刈割。翌年春季適時中耕松土，每公頃追施磷、鉀肥150 kg。馬棘宜作青飼料或混合青貯利用，因干制馬棘葉片極易脫落，不適合制備干草，亦可將其幼嫩枝葉快速烘干制為草粉作飼料添加劑進行利用。

我國南方地區(qū)高蛋白飼草缺乏，馬棘作為優(yōu)質(zhì)高蛋白的小型灌木飼草利用前景巨大。通過對黔西南地區(qū)3科19屬27種飼料灌木常規(guī)營養(yǎng)成分進行定量和相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，能夠減少石漠化面積、保持水土、涵養(yǎng)水源的幾個飼用灌木，利用灰色關(guān)聯(lián)度進行綜合評價，得出馬棘是繼蒙桑在黔西南巖溶地區(qū)綜合評價最好的飼用灌木，并且馬棘達到了典型蛋白飼料標(biāo)準(zhǔn)，對其進行引種馴化，能夠發(fā)展巖溶區(qū)畜牧業(yè)，增加當(dāng)?shù)厥杖爰案纳粕鷳B(tài)環(huán)境（黃芬等，2010、2009）。馬棘較好的成枝能力和對坡地的適應(yīng)性，使得其在我國的中西部地區(qū)生長表現(xiàn)優(yōu)異，部分重慶、貴州、湖北等地的中低海拔放牧草場已將馬棘作為苜蓿替代品利用，或種植到放牧草場的林緣稀疏坡地開發(fā)利用以豐富草食牲畜的食源，亦有部分草場密植作為放牧草場的生物圍欄進行利用。

4 基礎(chǔ)研究

4.1 分子測序 近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)外針對馬棘的遺傳基礎(chǔ)、基因多樣性等開展了一些基礎(chǔ)研究。通過對巫山喀斯特地貌區(qū)域分布的15個群體的364個野生馬棘基因型的遺傳多樣性和群體結(jié)構(gòu)進行分析，對其引物共擴增出515條清晰條帶，其中324條具有多態(tài)性。另外對馬棘的遺傳多樣性與其生境進行了相關(guān)性分析，結(jié)果表明，環(huán)境條件是影響其遺傳多樣性的主要因素，且基因多樣性隨著海拔的升高而降低（Fan等，2017）。通過對日本2個群體的77個馬棘單株與來自其他地區(qū)的17個馬棘植株進行測序分析，開發(fā)出14個標(biāo)記來鑒定本地種群和國外種群，為今后本土馬棘基因多樣性的保護奠定基礎(chǔ)（Otao 等，2016）。

4.2 抗性研究 馬棘廣泛應(yīng)用于石漠化治理和邊坡綠化當(dāng)中，對水分和養(yǎng)分的高效利用使其從眾多園林灌木中脫穎而出。薛強等（2016）通過盆栽試驗，測定在不同土壤水分條件下馬棘幼苗的耗水特征及生長表現(xiàn)發(fā)現(xiàn)，馬棘在45%～60%田間持水量的情況下能夠良好的生長和實現(xiàn)高效利用，長期處于30%～45%田間持水量的情況下生長受到抑制，綜合水分利用率顯著高于胡枝子和紫穗槐。于金慧等（2009）通過自然干旱脅迫馬棘、多花木藍、傘房決明、紫穗槐4種邊坡治理植物，測定了超氧化物歧化酶 （SOD）、過氧化物酶（POD）、脯氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)、丙二醛質(zhì)量摩爾濃度4種生理生化指標(biāo)，結(jié)果表明，馬棘在抗旱性方面表現(xiàn)出了綜合優(yōu)勢。張會敏（2015）利用廢棄尾銅礦土壤種植自然定居在該區(qū)域的11種植物，運用綜合模糊分析法對11種植物的植被恢復(fù)效果進行了評價，結(jié)果發(fā)現(xiàn)馬棘在不覆土樣地上對重金屬也具有較強的耐性。

4.3 藥用價值 目前，馬棘藥用價值研究主要集中在中醫(yī)藥學(xué)和馬棘有效成分的提取。胡澤華（2011）、周靜（2010）、溫而雅（2010）等從馬棘中分離提取到木栓酮、羽扇豆-20（29）-烯-3-酮、三十一烷醇、5，7，4-三羥基-3'-甲氧基黃酮、毛蕊異黃酮、高麗槐素、異甘草素、胡蘿卜苷、糖類、有機酸、生物堿等醫(yī)用化合物。胡澤華等（2009、2007）研究發(fā)現(xiàn)，馬棘的提取物具有止血、抗動脈粥樣硬化、鎮(zhèn)痛、治療燙傷等作用，在臨床上，民間用馬棘枝葉治療刀傷和燒燙傷。胡尚平等（2000）研究發(fā)現(xiàn)，馬棘具有免疫調(diào)節(jié)、保護和修復(fù)肝細(xì)胞等作用，民間多用馬棘煮馬肝湯來治療黃疸和肝炎。

5 展望

馬棘作為一種優(yōu)質(zhì)的飼、藥、園林綠化、生態(tài)治理等多用途的植物，發(fā)展?jié)摿叽蟆Ｎ覈鸟R棘野生資源十分豐富，現(xiàn)較多的研究主要集中在園林綠化、藥用價值等方面，但針對馬棘飼用、基礎(chǔ)研究等方面還屬于起步階段。因此，未來研究需著重加強國內(nèi)馬棘種質(zhì)資源的收集、保存、評價等方面的工作；同時深入的開展馬棘生長發(fā)育及逆境脅迫等方面生理生化、分子生物學(xué)的基礎(chǔ)研究，挖掘其優(yōu)良性狀；針對馬棘的飼用價值進行深入研究，利用馬棘對不同草食牲畜或家禽進行飼喂試驗，以期明確馬棘在常規(guī)飼料中的最佳飼喂量和飼喂效果；將其作為優(yōu)質(zhì)蛋白飼料開發(fā)應(yīng)用，采用多種育種手段，盡快培育出合適直接運用于生產(chǎn)的品種，以適應(yīng)我國南方草食畜牧業(yè)對于高蛋白青飼料的市場需求。