國外4個苜蓿品種營養(yǎng)價值的比較研究

劉志帥，王建光* ，2，黃海洋，張忠婷

(1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)草原與資源環(huán)境學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010019；2.教育部草地資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010019；3.內(nèi)蒙古蒙榮園林綠化有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010011)

紫花苜蓿的鮮草和干草是家畜優(yōu)良的豆科牧草，其栽培利用價值較好，作為高蛋白、高消化率、高能量、高微量元素、高礦物質(zhì)、高維生素的飼料作物，1kg優(yōu)質(zhì)的紫花苜蓿草粉相當(dāng)于0.5kg精飼料的營養(yǎng)價值，被稱為“牧草之王”〔1〕。紫花苜蓿最重要的利用方式是調(diào)制干草，一般在初花期進(jìn)行刈割，然后薄層曬制，使其快速干燥，同時要注意盡量減少葉片脫落，制成干草后粉碎與精料混飼。不同品種在產(chǎn)量、各種養(yǎng)分含量等方面都會存在一些差異；以粗蛋白含量為例，苜蓿粗蛋白含量可達(dá)15%以上，依品種不同而有所差異〔2〕。由于受植物自身的遺傳特性以及生長環(huán)境兩種因素的影響，不同品種苜蓿，其植株營養(yǎng)物質(zhì)含量往往不同，這是由不同品種間莖和葉組成學(xué)、形態(tài)學(xué)等特點(diǎn)導(dǎo)致的〔3,4〕。目前被普遍認(rèn)可的概略養(yǎng)分和范式洗滌纖維分析法，都是以牧草的粗蛋白質(zhì)(CP)、酸性洗滌纖維(ADF)、中性洗滌纖維(NDF)、粗脂肪(EE)、粗灰分(Ash)、無氮浸出物(NFE)作為評價指標(biāo)。Lamb研究表明不同品種苜蓿，葉片粗蛋白含量不同，但葉片粗蛋白產(chǎn)量間并沒有顯著性差異〔5〕。徐玉鵬在滄州地區(qū)的實(shí)驗(yàn)表明6個苜蓿品種在粗蛋白含量、粗纖維含量、粗脂肪含量上都存在顯著性差異〔6〕。胡守林也發(fā)現(xiàn)從國外引進(jìn)的11個紫花苜蓿品種與當(dāng)?shù)仄贩N的粗蛋白、粗纖維、粗灰分含量上存在顯著性差異，以當(dāng)?shù)仄贩N的粗蛋白含量最高〔7〕。本試驗(yàn)引進(jìn)國外4個紫花苜蓿品種，以國產(chǎn)品種公農(nóng)1號為對照對不同品種的的營養(yǎng)價值進(jìn)行綜合分析，期望篩選出優(yōu)質(zhì)的紫花苜蓿品種，為區(qū)域引種選擇優(yōu)質(zhì)品種提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)地位于內(nèi)蒙古呼和浩特市土默特左旗畢克齊鎮(zhèn)內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)科技園區(qū)海流圖基地，位于北緯40°38′，東經(jīng)111°28′，海拔1060m。氣候?qū)儆谥袦貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，年平均氣溫6.3℃，最大凍土深度156cm；年平均降水量417.5mm，多集中在7—9月份，且常有暴雨發(fā)生，在低洼地易出現(xiàn)澇害；年平均蒸發(fā)量1800mm左右，蒸發(fā)強(qiáng)烈，氣候干燥，屬于易旱區(qū)；主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)，最大風(fēng)速14m·s-1；土壤為粘土結(jié)構(gòu)，排水不暢，經(jīng)常造成地下鹽分外溢，在地表聚集形成白色鹽堿斑，全鹽量3.03 g·kg-1，pH 9.49，屬中度硫酸鹽鹽漬化堿土。

1.2 供試材料

本試驗(yàn)引進(jìn)國外4個紫花苜蓿(MedicagasativaL.)品種，以國產(chǎn)品種公農(nóng)1號為對照，供試材料基本信息見表1.

表1 供試苜蓿品種信息表Table.1 Test table varieties information table

1.3 試驗(yàn)方案

采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，共設(shè)Magnum CR、Magnum Salt、Barricade(標(biāo)靶)、龍威6010、公農(nóng)1號等5個品種處理，每處理小區(qū)長466m、寬7m，有效播種面積0.33hm2，重復(fù)3次，即3個區(qū)組15個處理小區(qū)。

試驗(yàn)地于2015年10月份進(jìn)行改良，改良添加材料為每公頃施用脫硫石膏(粉煤灰)15.0～22.5噸、牛舍糞便混合物89.37噸以及沙子1233.49噸。改良后，使得試驗(yàn)地土壤水溶性鹽總量降低到1.72g.kg-1，pH 降低到8.74。試驗(yàn)播種日期為2016年6月10日，播種方式為條播，播深2cm，行距30cm。建植后不施肥，不噴施農(nóng)藥。

1.4 營養(yǎng)物質(zhì)的測定

2018年6月10日對處于生長第三年初花期的供試苜蓿進(jìn)行測定，在每個處理小區(qū)內(nèi)選取3個樣方，每個樣方中稱取1kg鮮重作為小樣，再將每個試驗(yàn)小區(qū)3個小樣混合制成大樣進(jìn)行陰干和粉碎。從中隨機(jī)抽取500g樣品進(jìn)行干物質(zhì)(DM)、粗蛋白(CP)、中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)、粗脂肪(EE)、粗灰分(Ash)、無氮浸出物(NFE)等營養(yǎng)成分的測定。

1.5 數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用Microsoft Excel 2016 進(jìn)行數(shù)據(jù)的前期處理及表格的制作，并用SAS 9.0 統(tǒng)計軟件，對處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析等數(shù)理統(tǒng)計分析。

1.6 不同苜蓿品種的綜合評價

對供試5個苜蓿品種營養(yǎng)物質(zhì)中的粗蛋白、粗脂肪、無氮浸出物、粗灰分、酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維共6個指標(biāo)采用模糊數(shù)學(xué)中的隸屬函數(shù)分析方法進(jìn)行綜合評價。

隸屬函數(shù)計算公式：

R(Xi)=(Xi—Xmin)/(Xmax—Xmin)

(1)

反隸屬函數(shù)計算公式：

R(Xi)=1—(Xi—Xmin)/(Xmax—Xmin)

(2)

式中，Xi為各指標(biāo)測定值，Xmax、Xmin為所有參試材料某一指標(biāo)的最大值和最小值。當(dāng)某一性狀指標(biāo)與苜蓿品種的高產(chǎn)量高品質(zhì)成正相關(guān)時，用“隸屬函數(shù)計算公式”；當(dāng)某一性狀指標(biāo)與苜蓿品種的高產(chǎn)量高品質(zhì)成負(fù)相關(guān)時，用“反隸屬函數(shù)計算公式”。

2 結(jié)果與分析

2.1 營養(yǎng)物質(zhì)含量比較

由表2可知，在5個苜蓿品種的營養(yǎng)物質(zhì)含量的比較中，Magnum Salt的干物質(zhì)含量最高，為95.44%，顯著高于龍威6010、Barricade(標(biāo)靶)、Magnum CR、公農(nóng)1號，Barricade(標(biāo)靶)、龍威6010之間沒有顯著性差異，且均顯著高于公農(nóng)1號、Magnum CR；Barricade(標(biāo)靶)、龍威6010、Magnum CR的粗蛋白含量之間沒有顯著性差異，均在19%以上，且均顯著高于公農(nóng)1號、Magnum Salt；5個苜蓿品種的粗脂肪含量從高到低依次是Barricade(標(biāo)靶)、Magnum CR、龍威6010、公農(nóng)1號、Magnum Salt，但沒有顯著性差異；公農(nóng)1號、Magnum CR的粗灰分含量均在8.5%以上，顯著高于Barricade(標(biāo)靶)、龍威6010、Magnum Salt，Magnum Salt的粗灰分含量顯著高于Barricade(標(biāo)靶)；除Magnum CR外，公農(nóng)1號、Magnum Salt、Barricade(標(biāo)靶)、龍威6010的無氮浸出物含量之間沒有顯著性差異，均在35%左右，且均顯著高于Magnum CR；Magnum Salt、公農(nóng)1號、Barricade(標(biāo)靶)的酸性洗滌纖維含量均在32%以上，顯著高于龍威6010、Magnum CR，Magnum CR與龍威6010、公農(nóng)1號、Barricade(標(biāo)靶)的酸性洗滌纖維含量之間沒有顯著性差異，為31.86%；Magnum Salt、公農(nóng)1號的中性洗滌纖維含量顯著高于Barricade(標(biāo)靶)、Magnum CR、龍威6010，Barricade(標(biāo)靶)、Magnum CR的中性洗滌纖維含量顯著高于龍威6010。

表2 不同品種苜蓿的營養(yǎng)物質(zhì)含量Table.2 Nutrient content of different Alfalfa varieties

注：縱列各品種處理間有相同小寫字母者意味著彼此間不存在顯著性差異(p<0.05)。
Note: The same lowercase letters between treatments in each column means that there is no significant difference between them (p<0.05).

2.2 不同苜蓿品種營養(yǎng)物質(zhì)的隸屬函數(shù)分析

為了綜合評價5個苜蓿品種營養(yǎng)品質(zhì)的優(yōu)劣，避免單一指標(biāo)的片面性，選取5個苜蓿品種營養(yǎng)物質(zhì)中的粗蛋白、粗脂肪、無氮浸出物、粗灰分、酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維共6個指標(biāo)采用隸屬函數(shù)分析方法進(jìn)行評價。其中粗蛋白、粗脂肪、無氮浸出物與苜蓿品種的高品質(zhì)成正相關(guān)，所以采用“隸屬函數(shù)計算公式”計算其函數(shù)值；粗灰分、酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維與苜蓿品種的高品質(zhì)成負(fù)相關(guān)，所以采用“反隸屬函數(shù)計算公式”計算其函數(shù)值。并對5個苜蓿品種的平均隸屬函數(shù)值(A)的大小進(jìn)行排序。

表3 不同苜蓿品種營養(yǎng)物質(zhì)含量的隸屬函數(shù)值Table.3 Membership function values of nutrient contents different alfalfa varieties

注：表中R(1)、R(2)、R(3)、R(4)、R(5)、R(6)分別表示粗蛋白、粗脂肪、無氮浸出物、粗灰分、酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維；A 表示平均隸屬函數(shù)值。
Note：R(1)、R(2)、R(3)、R(4)、R(5)、R(6)indicate the membership function values of CP，EE，NFE，Ash，ADF，NDF respectively；A indicates the average values of membership function values.

由表3可知，平均隸屬函數(shù)值最高的品種為龍威6010，為0.788，說明5個供試品種中龍威6010的營養(yǎng)品質(zhì)最高；其他4個品種苜蓿的營養(yǎng)品質(zhì)按照平均隸屬函數(shù)值的大小排序，從高到低依次為Barricade(標(biāo)靶)、Magnum CR、Magnum Salt、公農(nóng)1號。

3 討論

單項(xiàng)營養(yǎng)指標(biāo)各有其優(yōu)劣，所以單純的以某一指標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)對不同品種營養(yǎng)價值的評價已不能滿足生產(chǎn)需求〔8，9〕。模糊數(shù)學(xué)中的隸屬函數(shù)分析方法提供了一條在多指標(biāo)測定基礎(chǔ)上對苜蓿營養(yǎng)品質(zhì)進(jìn)行綜合評價的途徑，它考慮到了各個指標(biāo)的作用，避免了以往評價只考慮粗蛋白和粗脂肪等幾個因子而忽視其他幾個因子的弊端，可以更全面、均衡的評價苜蓿營養(yǎng)品質(zhì)，使試驗(yàn)結(jié)果更加客觀、準(zhǔn)確〔10-12〕。近年來，不少學(xué)者將隸屬函數(shù)法用于牧草營養(yǎng)品質(zhì)的評估，都取得了滿意的結(jié)果。張志華在雁門關(guān)地區(qū)對國內(nèi)外10個苜蓿品種的生產(chǎn)性能和營養(yǎng)物質(zhì)含量進(jìn)行研究，通過隸屬函數(shù)法綜合評價表明，中苜一號、首領(lǐng)、皇后紫花苜蓿表現(xiàn)出較高的適應(yīng)性，認(rèn)為其結(jié)果較為合理可信〔13〕。

本試驗(yàn)選取5個供試苜蓿品種營養(yǎng)物質(zhì)中的粗蛋白、粗脂肪、無氮浸出物與苜蓿品種的高產(chǎn)量高品質(zhì)成正相關(guān)的指標(biāo)，采用“隸屬函數(shù)計算公式”計算其函數(shù)值；選取營養(yǎng)物質(zhì)中的粗灰分、酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維與苜蓿品種的高產(chǎn)量高品質(zhì)成負(fù)相關(guān)的指標(biāo)，采用“反隸屬函數(shù)計算公式”計算其函數(shù)值。進(jìn)而獲得5個供試苜蓿品種的平均隸屬函數(shù)值來對其營養(yǎng)品質(zhì)的優(yōu)劣進(jìn)行評價，最終結(jié)果顯示龍威6010平均隸屬函數(shù)值最高，是營養(yǎng)價值高的最優(yōu)品種。從評價結(jié)果來看，用隸屬函數(shù)分析方法來綜合評價苜蓿的營養(yǎng)品質(zhì)的方法，無論從牧草生產(chǎn)上還是研究上講，都具有一定的應(yīng)用價值及可信度。

4 結(jié)論

5個供試苜蓿品種間的營養(yǎng)物質(zhì)含量存在差異，運(yùn)用隸屬函數(shù)分析法對5個供試品種的營養(yǎng)價值進(jìn)行綜合評價，結(jié)果表明龍威6010、Barricade(標(biāo)靶)、Magnum CR、Magnum Salt的營養(yǎng)品質(zhì)均要優(yōu)于國內(nèi)苜蓿品種公農(nóng)1號，其中龍威6010是營養(yǎng)價值高的最優(yōu)品種。