不同品種苜蓿中營養(yǎng)成分相互關(guān)系及生物產(chǎn)量

李澤民，張晨，張崇玉，張桂國

不同品種苜蓿中營養(yǎng)成分相互關(guān)系及生物產(chǎn)量

李澤民，張晨，張崇玉，張桂國

（山東農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院/山東省動物生物工程與疾病防治重點實驗室，山東泰安 271018）

【目的】測定不同品種苜蓿營養(yǎng)成分含量與變異程度以及各纖維成分含量之間的相互關(guān)系；比較不同品種苜蓿的生物產(chǎn)量。【方法】選用WL343HQ、WL353HQ、WL354HQ、WL363HQ、WL366HQ、阿爾岡金、金皇后、中苜3號、中苜6號、魯多、魯黃1號、無棣苜蓿、魯豐1號、保定苜蓿、中原804、敖漢苜蓿16個品種苜蓿，于2016年10月2日播種，每個品種設(shè)2次重復(fù)，小區(qū)隨機排列，每個品種苜蓿種植面積為18 m2（3 m×6 m），行距30 cm，播種10行。2018年5月23日初花期時收割，測定其生物產(chǎn)量；制備32個樣品，測定其干物質(zhì)（DM）中的粗灰分（ASH）、粗蛋白質(zhì)（CP）、粗脂肪（EE）、粗纖維（CF）、中性洗滌纖維（NDF）、酸性洗滌纖維（ADF）和木質(zhì)素（ADL）等營養(yǎng)成分的含量?！窘Y(jié)果】（1）不同品種苜蓿DM中，ASH、NDF、ADF、半纖維素（HCEL）、纖維素（CEL）和ADL的含量差異極顯著（<0.01），EE的含量差異不顯著（=0.527）。WL363HQ苜蓿的ASH含量最高，為8.53%；金皇后苜蓿的CP含量最高，為27.19%；保定苜蓿的EE和CF含量最高，分別為3.01%、36.69%；中原804苜蓿的NDF、ADF、CEL和ADL含量最高，分別為57.02%、42.73%、34.43%和7.92%；不同品種苜蓿DM中的ASH、CP、EE、CF、NDF、ADF、ADL、CEL和HCEL含量的平均值分別為7.83%、21.58%、2.51%、33.25%、50.12%、36.76%、6.98%、29.43%和13.36%；變異系數(shù)（CV）在5.16%—12.06%之間。（2）苜蓿中ADF與NDF、CEL、ADL含量呈強相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.9756、0.9955、0.9455；CF與ADF、CEL、ADL之間的相關(guān)系數(shù)分別為0.9114、0.8849、0.9375；CF（含AIA）與CF之間的相關(guān)系數(shù)為0.9997；NDF與CEL、ADL、HCEL之間的相關(guān)系數(shù)分別為0.9671、0.9396、0.8736；ADL（含AIA）與ADL之間的相關(guān)系數(shù)為0.9989；RFA與ADF、CEL之間的相關(guān)系數(shù)分別為0.9826、0.9700。（3）相對飼用價值（RFV）與NDF含量之間呈強相關(guān)（=0.9938），可用于苜蓿RFV的估測：RFV=287.0677-3.4709NDF（%） n=16<0.01。（4）不同品種苜蓿生物產(chǎn)量不同，保定苜蓿粗脂肪、碳水化合物、半纖維素和纖維素產(chǎn)量最高，分別為393.59、9 308.22、1 976.32和4 208.05 kg·hm-2；金皇后苜蓿粗蛋白質(zhì)產(chǎn)量最高，為2 697.23 kg·hm-2，保定苜蓿消化能（DE）產(chǎn)量最高，為126 814.45 MJ·hm-2?！窘Y(jié)論】不同品種苜蓿纖維成分含量之間呈強相關(guān)，苜蓿RFV值與NDF成分呈強相關(guān)；不同品種苜蓿生物產(chǎn)量不同。

苜蓿；營養(yǎng)成分；生物產(chǎn)量

0 引言

【研究意義】紫花苜蓿作為世界上種植面積最大的多年生優(yōu)良豆科牧草，具有抗寒抗旱、再生性強、營養(yǎng)價值高、適口性好等優(yōu)點，苜蓿干草及苜蓿青貯等產(chǎn)品廣泛應(yīng)用在草食動物飼糧中，是畜禽重要的飼草飼料[1]。評定苜蓿干草的營養(yǎng)價值有粗蛋白（CP）、中性洗滌纖維（NDF）、酸性洗滌纖維（ADF）、粗灰分（ASH）、相對飼用價值（RFV）等指標，中國畜牧業(yè)協(xié)會頒布了苜蓿干草的團體標準（T/CAAA001-2018[2]），根據(jù)以上指標將苜蓿干草質(zhì)量分為特級、優(yōu)級、一級、二級、三級5個分級，為生產(chǎn)實際中的應(yīng)用提供了依據(jù)。【前人研究進展】國內(nèi)外對紫花苜蓿的營養(yǎng)成分和生物產(chǎn)量有一些研究，李冠真[3]研究不同播種量對不同品種苜蓿生產(chǎn)性能和營養(yǎng)價值的影響，依據(jù)灰色關(guān)聯(lián)分析和權(quán)重決策法綜合評價，播種量為30 kg·hm-2時營養(yǎng)價值最高。宋書紅等[4]研究了不同刈割時期對紫花苜蓿營養(yǎng)價值和生物產(chǎn)量的研究，發(fā)現(xiàn)紫花苜蓿在開花期時的營養(yǎng)價值最高，生物產(chǎn)量最高。裴彩霞等[5]研究不同干燥方法對紫花苜蓿營養(yǎng)成分含量的影響，發(fā)現(xiàn)最佳的干燥方法是直接烘干，營養(yǎng)價值最高。Kaula等[6-7]研究表明，紫花苜蓿的形態(tài)發(fā)育與其生物產(chǎn)量和營養(yǎng)物質(zhì)的積累密切相關(guān)。【本研究切入點】國內(nèi)外對影響苜蓿干草中各營養(yǎng)成分的含量和生物產(chǎn)量因素的報道有很多，然而，對于同一時間種植、同一時間收獲的不同苜蓿品種之間的營養(yǎng)成分含量以及苜蓿各纖維成分含量之間的相互關(guān)系，在國內(nèi)外研究報道中較少?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本研究選用16個國內(nèi)外優(yōu)良苜蓿品種，在同一試驗田里種植，初花期收割，測定比較不同苜蓿品種各營養(yǎng)成分的含量和變異程度、生物產(chǎn)量，不同纖維成分之間的相互關(guān)系，建立苜蓿營養(yǎng)成分含量、消化能及RFV的估測模型，為其估測提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概括

試驗田選在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)試驗基地，具有典型的魯中山區(qū)氣候和土壤特點。魯中山區(qū)以泰山山脈為主，多丘陵，山地氣候特征較明顯，屬溫帶季風(fēng)氣候。泰安年平均氣溫為13.4℃，年平均降水量為678.5 mm，全年盛行風(fēng)向為偏東北[8]，土壤肥沃，保水能力強。

1.2 試驗材料

選用WL343HQ、WL353HQ、WL354HQ、WL363HQ、WL366HQ、阿爾岡金、金皇后、中苜3號、中苜6號、魯多、魯黃1號、無棣苜蓿、魯豐1號、保定苜蓿、中原804、敖漢苜蓿16個苜蓿品種。

1.3 試驗設(shè)計

試驗于2016年10月2日播種，每個品種設(shè)2次重復(fù)，小區(qū)隨機排列，每個品種苜蓿種植面積為18 m2（3 m×6 m），行距30 cm，播種10行，小區(qū)間距40 cm，四周設(shè)保護行2 m以上。

1.4 樣品采集與制備

于2018年5月23日初花期時收割，在每個小區(qū)選5個點，每點為1 m2的范圍，在此范圍內(nèi)離地面5 cm處割取苜蓿，將各點苜蓿混合均勻，隨機取鮮草500 g，3個重復(fù)。將新鮮苜蓿制成實驗室半干樣品或風(fēng)干樣品，按照GB/T 20195-2006[9]標準制備樣品，粉碎后過1.00 mm篩，然后將樣品充分混合均勻，密封保存以備分析測定。

1.5 測定方法

苜蓿產(chǎn)量的測定，將小區(qū)內(nèi)的苜蓿全部刈割，稱其質(zhì)量m（kg），按照以下公式計算苜蓿每公頃的產(chǎn)量：

苜蓿每公頃的產(chǎn)量（kg/hm2）= m÷18×10000。

式中，18為小區(qū)的面積18 m2，10 000為公頃與平方米的換算單位。

營養(yǎng)成分產(chǎn)量的測定，按照以下公式：

營養(yǎng)成分產(chǎn)量（kg·hm-2）=苜蓿每公頃的產(chǎn)量（kg·hm-2）×（1-水分%）×營養(yǎng)成分含量%。

苜蓿樣品中水分（W）測定，參照國標法測定（GB/T 6435-20014[10]）；ASH含量測定，參照國標法測定（GB/T 6438-2007[11]）；CP含量測定，參照國標法測定（GB/T 6432-2018[12]）；CF含量測定，參照國標法測定（GB/T 6434-2006/ISO 6865:2000[13]）；NDF含量測定，參照國標法測定（GB/T 20806- 2006[14]）；ADF含量測定，參照國家行業(yè)標準法測定（NY/T 1459-2007[15]）；ADL含量測定，參照國標法測定（GB/T 20805-2006[16]）；每個飼料樣品做3個平行。碳水化合物（CHO）、無氮浸出物（NFE）、半纖維素（HCEL）、CEL、RFV、DE和奶牛能量單位（NND）參照以下公式計算：

CHO%=100%- W%- ASH%- CP%-EE%；

NFE%=100%-W%-ASH%-CP%-EE%-CF%；

HCEL %=NDF %-ADF %；CEL%=ADF %-(ADL+ AIA)%；

RFV=DMI(%BW)×DDM(%DM)/1.29；

式中，干物質(zhì)采食量DMI(%BW)=120/NDF(%DM)；干物質(zhì)消化率DDM(%DM)=88.9-0.779ADF (%DM)。

DE值用估測模型計算：

DE(MJ·kg-1)=CP×75%×0.0236+EE×50%×0.0393+HCEL×50%×0.0174+CEL×40%×0.0174+ NDSC×85%×0.0174；

NND=（DE×0.5501-0.3958）/3.138；

式中，CP、粗脂肪（EE）、HCEL、CEL和NDSC為飼料中粗蛋白、粗脂肪、半纖維素、纖維素和中性洗滌可溶性碳水化合物的含量（g·kg-1），75%、50%、50%、40%和85%分別為CP、EE、HCEL、CEL和NDSC的牛羊消化率典型值[17-18]，0.0236、0.0393和0.0174分別為蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物的熱價（MJ·g-1）。NDSC計算公式為NDSC%=100%-W%- ASH%-CP%-EE%-NDF%。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析方法

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2010進行整理，采用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件的比較均值過程進行單因素ANOVA分析，差異顯著則用SNK法進行兩兩比較。<0.05作為差異顯著的判斷標準。試驗結(jié)果用平均值表示。

2 結(jié)果

2.1 不同品種苜蓿DM中營養(yǎng)成分含量及DE、NND值

由表1可知，不同品種苜蓿DM中，ASH、NDF、ADF、HCEL、CEL和ADL的含量差異極顯著（<0.01），EE的含量差異不顯著（=0.527）。ASH含量最高的苜蓿品種是WL363HQ，為8.53%；CP含量最高的苜蓿品種是金皇后，為27.19%；EE含量最高的苜蓿品種是保定苜蓿，為3.01%；CF含量最高的苜蓿品種是保定苜蓿，為36.69%；NDF、ADF、CEL和ADL含量最高的苜蓿品種是中原804，分別為57.02%、42.73%、34.43%和7.92%；HCEL含量最高的苜蓿品種是魯黃1號，為15.43%；DE值最高的苜蓿品種是WL354HQ，為10.95 MJ·kg-1。

2.2 不同品種苜蓿DM中營養(yǎng)成分含量的平均值及變異系數(shù)

由表2可知，不同品種苜蓿DM中的ASH、CP、EE、CF、NDF、ADF、ADL、CEL和HCEL含量的平均值分別為7.83%、21.58%、2.51%、33.25%、50.12%、36.76%、6.98%、29.43%和13.36%；變異系數(shù)（CV）分別為5.16%、12.06%、10.78%、8.76%、8.78%、9.21%、10.54%、9.15%和9.90%。RFV平均值為113.10%。

表1 不同品種苜蓿樣品DM中各種營養(yǎng)成分含量及DE、NND值

表2 不同品種苜蓿DM中營養(yǎng)成分含量的平均值及變異系數(shù)(%)

2.3 苜蓿中各種成分的關(guān)系

由表3可知，CP與NDF、ADF之間的相關(guān)系數(shù)分別為0.8996、0.8842；ADF與NDF、CEL、ADL等指標呈強相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.9756，0.9955，0.9455；CF與ADF、CEL、ADL、NFE之間的相關(guān)系數(shù)分別為0.9114、0.8849、0.9375、0.8899；CF（含AIA）與CF之間的相關(guān)系數(shù)為0.9997；NDF與CEL、ADL、HCEL、NDSC之間的相關(guān)系數(shù)分別為0.9671、0.9396、0.8736、0.9678；ADL（含AIA）與ADL之間的相關(guān)系數(shù)為0.9989；RFV與NDF之間的相關(guān)系數(shù)為0.9938。

表3 y=a+bx模型中各參數(shù)及相關(guān)系數(shù)r(n=16)

2.4 不同品種苜蓿營養(yǎng)成分生物產(chǎn)量及DE、NND值

由表4可知，粗脂肪、碳水化合物、半纖維素和纖維素產(chǎn)量最高的品種是保定苜蓿，分別為393.59、 9 308.22、1 976.32和4 208.05kg·hm-2；粗蛋白質(zhì)產(chǎn)量最高的品種是金皇后，為2 697.23 kg·hm-2；消化能產(chǎn)量最高的品種是保定苜蓿，為126 814.45 MJ·hm-2。

3 討論

3.1 影響苜蓿中營養(yǎng)成分含量及生物產(chǎn)量的因素

苜蓿中營養(yǎng)成分含量及生物產(chǎn)量受到多種因素的影響，如苜蓿品種、種植模式、土壤條件、氣候條件、田間管理、刈割時期、加工工藝等。

苜蓿中CP含量的高低是反映牧草營養(yǎng)價值的重要指標之一，直接關(guān)系到牧草營養(yǎng)價值的高低[19]。宋書紅等[4-5,20]對紫花苜蓿在不同時期收獲營養(yǎng)成分的變化進行了系統(tǒng)研究，研究結(jié)果表明，隨著生育期的推遲，紫花苜蓿中CP的含量會下降，CF的含量會增加。ASH中大部分是鈣、磷、鉀等礦物元素，其反映牧草礦物元素的總體含量[21]，但如果在收獲時期帶入一些泥土，會使ASH含量增加[22]。ADF和NDF是評價苜蓿干物質(zhì)采食量和消化率的國際通用指標。李巖等[23-24]研究表明，ADF和NDF的含量隨著紫花苜蓿生育期的延長呈現(xiàn)上升的趨勢，隨著灌溉量減少而降低。

國內(nèi)外對影響苜蓿生物產(chǎn)量的因素有一些研究，Suttie等[25-26]研究報道，苜蓿播種量為22.5—30.0 kg·hm-2時，有利于提高苜蓿的生物產(chǎn)量。宋書紅等[4]對不同品種苜蓿在不同時期的生物產(chǎn)量進行了研究，苜蓿在開花期的生物產(chǎn)量最高，高于營養(yǎng)期和盛花期的生物產(chǎn)量。在惡劣的天氣條件下，苜蓿主要通過增加根系總長度、根體積和根尖數(shù)來適應(yīng)干旱[27]，增加根頸直徑和側(cè)根數(shù)來提高其抗寒性[28]。田間管理方面，劉貴和等[29]研究表明，在田間配施一定比例的硼、鉬和鋅可以顯著（<0.05）提高苜蓿生物產(chǎn)量。魏志標等[30-31]研究表明，紫花苜蓿對氮的利用率高于60%，對磷的利用率相對較低，田間最優(yōu)施氮量為50 kg·hm-2，施磷量141 kg·hm-2，能增加苜蓿的生物產(chǎn)量。施加適量的硒、鋅[21]，能夠提高苜蓿中CP的產(chǎn)量，降低ASH、EE、CF的產(chǎn)量；施加適量的鐵、鋅[32]，能夠降低ADF和NDF的產(chǎn)量。在收獲加工方面，苜蓿的收獲時間延遲，干燥時間過長，會導(dǎo)致苜蓿嚴重木質(zhì)化，而且很多葉子會脫落，降低苜蓿中CP的產(chǎn)量[33]。

表4 不同品種苜蓿中各種營養(yǎng)成分生物產(chǎn)量及DE、NND值

3.2 苜蓿中各種纖維含量之間的相互關(guān)系

苜蓿中NDF含有半纖維素、纖維素、木質(zhì)素和不溶性灰分，ADF含有纖維素、木質(zhì)素和酸不溶性灰分[34]，與NDF比較ADF不含半纖維素。因此，我們的結(jié)果表明NDF含量的增加明顯高于ADF。粗纖維是植物細胞壁的主要組成成分，陳桂華等[35]研究發(fā)現(xiàn)，粗纖維含量越高，植物莖稈的充實度越好，植株的抗倒能力越強。半纖維素是由幾種不同類型的單糖組成的多糖，主要是戊糖和己糖，包括木聚糖、阿拉伯糖、甘露糖和半乳糖等[33]，含量大約占細胞壁多糖的30%[36]；纖維素是由纖維素合酶復(fù)合物在植物細胞的質(zhì)膜上合成的，主要由β-D-葡聚糖鏈組成[37]，存在于紫花苜蓿莖中，盛花期時莖中纖維素含量為30.6%[36]。木質(zhì)素是植物細胞壁的主要結(jié)構(gòu)成分[38]，由對-香豆醇、芥子醇和松柏醇3種木質(zhì)醇單體通過多種化學(xué)鍵連接形成[39]，是一種分子量大、組成和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的天然酚醛聚合物[40]。

結(jié)果顯示，ADF與NDF、CEL等指標呈強相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.9756，0.9955；CF（含AIA）與CF之間的相關(guān)系數(shù)為0.9997；ADL（含AIA）與ADL之間的相關(guān)系數(shù)為0.9989；NDF與CEL之間的相關(guān)系數(shù)為0.9671；RFV與NDF之間的相關(guān)系數(shù)為0.9938。苜蓿中各種纖維成分的關(guān)系呈強相關(guān)，可以用于苜蓿RFV的估測。

4 結(jié)論

不同品種苜蓿纖維成分含量之間呈強相關(guān)，酸性洗滌纖維含量與中性洗滌纖維含量之間呈強相關(guān)（=0.9756）；酸性洗滌纖維含量與纖維素含量之間呈強相關(guān)（=0.9955）；苜蓿相對飼用價值與中性洗滌纖維含量呈線性相關(guān)（=0.9938）：RFV=287.0677- 3.4709NDF（%），可以用于苜蓿RFV的估測。不同品種苜蓿生物產(chǎn)量不同，金皇后苜蓿粗蛋白質(zhì)產(chǎn)量最高, 為2 697. 23 kg·hm-2, 保定苜蓿消化能產(chǎn)量最高, 為126 814. 45 MJ·hm-2。

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The Relationship Between Nutrients and Biological Yield of Different Varieties of Alfalfa

LI ZeMin, ZHANG Chen, ZHANG ChongYu, ZHANG GuiGuo

（CollegeofAnimalScienceandTechnology,ShandongAgricultural University/Key Laboratoryof Animal Biotechnology and Disease Control & PreventionofShandong Province, Tai’an 271018, Shandong）

【Objective】To determine the content and the variation degree of nutritive and the relationship between the content of various fiber components in different alfalfa varieties. Compare the biological yields of different alfalfa varieties.【Method】Two experiments were conducted. In Experiment 1, selected 16 alfalfa varietiesincludingWL343HQ, WL353HQ, WL354HQ, WL363HQ, WL366HQ, Algonuin, Golden empress, Zhongmu No.3, Zhongmu No.6, Luduo, Luhuang No. 1, Wudi, Lufeng No. 1, Baoding, Zhongyuan804, Aohanand planted on October 2, 2016.Each variety was set up twice and randomly arranged plots.The planting area of each alfalfa variety was 18 m2(3 m×6 m), row spacing was 30 cm, and 10 rows were sown. Harvested at the beginning of flowering on May 23, 2018 and determined the biological yield. In experiment 2,prepared 32 samples and determined the content of nutrients such as crude ash (ASH), crude protein (CP), crude fat (EE), crude fiber (CF),neutral detergent fiber (NDF), acid detergent fiber (ADF) and lignin (ADL) in the dry matter (DM). 【Result】The results showed that: (1) In alfalfa DM of different varieties, the contents of ASH, NDF, ADF, HCEL, CEL and ADL were significantly different (<0.01), but the difference of EE content was not significantly (=0.527). The ASH content of WL363HQ alfalfa was the highest, which was 8.53%. The highest CP content of golden empress alfalfa was 27.19%. The content of EE and CF in baoding 804 alfalfa was the highest, which were 3.01% and 36.69%, respectively. The content of NDF, ADF, CEL and ADL in zhongyuan 804 alfalfa was the highest, which were 57.02%, 42.73, 34.43% and 7.92% respectively. The average values of ASH, CP, EE, CF, NDF, ADF, ADL, CEL and HCEL in alfalfa DM of different varieties were 7.83%, 21.58%, 2.51%, 33.25%, 50.12%, 36.76%, 6.98%, 29.43% and 13.36%, respectively; The coefficient of variation (CV) is between 5.16% and 12.06%. (2) There was a strong correlation between ADF and CEL, ADL content in alfalfa, and the correlation coefficients were 0.9756, 0.9955 and 0.9455. The correlation coefficients between CF and ADF, CEL, ADL content were 0.9114, 0.8849 and 0.9375, respectively. The correlation coefficient between CF (including AIA) and CF was 0.9997. The correlation coefficients between NDF and CEL, ADL, HCEL content were 0.9671, 0.9396 and 0.8736, respectively. The correlation coefficient between ADL (including AIA) and ADL was 0.9989. The correlation coefficients between RFA and ADF, CEL were 0.9826 and 0.9700. (3)There was a strong correlation between relative feeding value (RFV) and NDF content (r=0.9938), which can be used for the estimation of alfalfa RFV: RFV=287.0677-3.4709 NDF (%) n=16<0.01.(4)The yields of different alfalfa varieties were different. Baoding alfalfa has the highest yield of crude fat, carbohydrate, hemiculose and cellulose, which were respectively 393.59, 9 308.22, 1 976.32 and 4 208.05 kg·hm-2; The yield of golden empress's crude protein was the highest, which was 2697.23 kg·hm-2, and the yield of Baoding's digestible energy (DE) was the highest, which was 126814.45 MJ·hm-2. 【Conclusion】There was a strong correlation between the content of different alfalfa fiber components, and the RFV value of alfalfa was strongly correlated with the NDF component; The yields of different alfalfa varieties are different.

alfalfa; nutrients; biological yield

2019-02-25；

2019-10-28

國家重大研發(fā)項目中韓合作計劃（SQ2019YFE010236）、國家“十三五”重大研發(fā)計劃（2018YFD0502104-3）、山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新團隊項目（SDAIT-27-02；SDAIT-23-05）、山東省農(nóng)業(yè)重大應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新項目（SDZD-2017）、山東省良種工程（南種北繁，2017LZN036）、山東省“雙一流”獎補資金（SDSYL2016）、山東省農(nóng)業(yè)重大應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新項目（SDZDJS-2017）

李澤民，E-mail：779575896@qq.com。通信作者張桂國，E-mail：zhanggg@sdau.edu.cn。通信作者張崇玉，E-mail：17225122@163.com

（責(zé)任編輯 林鑒非）