抗寒紫花苜蓿品系的營養價值評價

魏雙霞，師尚禮，康文娟，譚諶淼

(甘肅農業大學 草業學院/草業生態系統教育部重點實驗室/甘肅省草業工程實驗室/中-美草地畜牧業可持續發展研究中心，甘肅 蘭州　730070)

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抗寒紫花苜蓿品系的營養價值評價

魏雙霞，師尚禮，康文娟，譚諶淼

(甘肅農業大學 草業學院/草業生態系統教育部重點實驗室/甘肅省草業工程實驗室/中-美草地畜牧業可持續發展研究中心，甘肅 蘭州730070)

以俄羅斯雜花苜蓿、金皇后紫花苜蓿和阿爾岡金紫花苜蓿為對照材料，以暖溫半干旱氣候區為對照區，采用育成的3個抗寒紫花苜蓿品系GNKH-1，GNKH-2和GNKH-3進行種植試驗，對營養價值進行綜合評價。結果表明，高寒濕潤氣候區苜蓿粗蛋白、粗脂肪、酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維、粗灰分、葉莖比含量均低于暖溫半干旱氣候區；高寒濕潤氣候區苜蓿材料無氮浸出物含量和相對飼喂價值均高于暖溫半干旱氣候區；其中，高寒濕潤氣候區GNKH-3和GNKH-2的粗蛋白含量最高，分別為18.07%和17.56%；葉莖比也最高，分別為1.19和1.16。GNKH-1和GNKH-2粗脂肪含量較高，分別為2.68%和2.46%。GNKH-3和GNKH-1的中性洗滌纖維含量較低，分別為34.15%和32.55%；粗灰分、無氮浸出物和RFV含量相對較高，分別為10.01%和9.25%、35.45%和41.43%、184.68和199.86。采用灰色關聯度模型綜合評價苜蓿材料在兩個氣候區的營養價值，高寒濕潤氣候區，6個供試苜蓿材料的營養價值綜合排序為：GNKH-2> GNKH-3>俄羅斯雜花>GNKH-1>阿爾岡金>金皇后；暖溫半干旱氣候區，6個供試材料的營養價值綜合排序為：金皇后>阿爾岡金>俄羅斯雜花> GNKH-3> GNKH-1> GNKH-2。

苜蓿；新品系；青藏高原；高寒區；營養價值

青藏高原素有“世界屋脊”和“世界第三極”之稱[1]，是我國重要的草地畜牧業基地之一，但過度放牧使天然草地產量下降，毒雜草滋生，牧草品質降低[2]。苜蓿(Medicagosativa)不僅產量高，營養豐富、適口性好，其粗蛋白含量也非常高，達15%～22%，蛋白質消化率也達70%以上[3]。2005年底全國苜蓿種植面積達到200萬hm2，居世界第5位[4]。我國關于紫花苜蓿品種評價的研究主要限于干旱半干旱地區[5-13]，對高寒地區的苜蓿品種研究極少，而且國內外引入青藏高原的絕大部分苜蓿品種營養價值表現不良，不能滿足需要。

溫小成等[14]已從寒牧苜蓿新品系中篩選出營養價值高和其他各方面性狀表現良好，適應青海高寒地區種植推廣的新品系。試驗采用3份抗寒苜蓿品系和3份對照苜蓿材料在高寒濕潤氣候生態區和暖溫半干旱氣候生態區營養成分的測定和綜合評價其營養價值差異，分析青藏高原適宜苜蓿材料的營養特點，為青藏高原高寒濕潤區優質高產苜蓿品種的選育提供依據[15-16]。

1　材料和方法

1.1試驗地概況

試驗于2013年4月～2014年5月在高寒濕潤氣候區的甘南州夏河縣牧草試驗站和對照區(暖溫半干旱氣候區的甘肅農業大學蘭州牧草試驗站)進行。

夏河縣牧草站位于甘南藏族自治州西北部，E 101°54′～103°25′，N 34°32′～35°34′，地處青藏高原東北邊緣，地勢由西北向東南傾斜，海拔3 000～3 800 m， 屬于寒冷濕潤性氣候，高原大陸性氣候比較明顯，地勢平坦，土壤類型為高寒草甸土，有明顯的腐殖質積聚，腐殖質層厚10 cm，呈灰棕至黑褐色粒狀-扁核狀結構，土壤有機質含量45.1 g/kg，pH 7.9，速效氮50.8 mg/kg，速效磷10.6 mg/kg，速效鉀230.0 mg/kg，土壤肥力均勻。

對照區甘肅農業大學蘭州牧草試驗站位于蘭州市西北角，地處黃土高原西端，E 105°41′，N 34°05′，海拔1 525 m，屬溫帶半干旱大陸性氣候，區內地勢平坦，肥力均勻，土壤為黃綿土，黃土層較薄，土壤有機質含量8.4 g/kg，pH 7.5，土壤含鹽量0.3%，有效氮95.1 mg/kg，有效磷7.3 mg/kg，有效鉀182.8 mg/kg，土壤肥力均勻。

1.2試驗材料

供試材料為GNKH-1 (Medicagosativacv.kanghan No.1)、GNKH-2 (M.sativacv.kanghan No.2)和GNKH-3(M.sativacv.kanghan No.3)，為甘肅農業大學草業學院育成品系，具有較強的抗寒能力和優質高產性能。對照材料為抗寒能力強的俄羅斯雜花苜蓿(M.varia)(秋眠級2)、金皇后紫花苜蓿(M.sativacv.Golden Empress)(秋眠級2)和阿爾岡金紫花苜蓿(M.sativacv.Algonguin)(秋眠級3)均由甘肅農業大學草業生態系統教育部重點實驗室提供。

1.3試驗設計

試驗區均采用隨機區組設計，小區面積15 m2，3次重復，人工開溝條播，播深2 cm，行距30 cm，播量1.7 g/m2，無施肥，適時對2個試驗區的試驗地進行鋤

草及病蟲害防治等田間管理。分別于第1茬初花期每個小區隨機采集苜蓿鮮草1 kg。將新鮮的苜蓿樣品風干粉碎，過40目篩，保存于樣品袋中備用。

1.4測定項目及方法

1.4.1營養價值指標粗蛋白質(CP)采用GB2905-82 半微量凱氏定氮法測定；粗脂肪(EE)采用GB6433-94 索氏提取法測定；酸性洗滌纖維(ADF)采用Van Soest酸性洗滌劑法測試[17]；中性洗滌纖維(NDF)采用Roberston中性洗滌劑法測定；粗灰分(CASH)采用灼燒氧化法測定；無氮浸出物(NFE)采用粗蛋白、粗脂肪、粗纖維和粗灰分含量計算，即無氮浸出物(%)=100%-(CP+ CF+ EE+ CASH)%。

1.4.2葉莖比在第1茬鮮草測產時，每個小區取500 g全株鮮草將莖葉分離，稱量葉質量和莖質量，計算葉莖比，3次重復，取平均值。

1.4.3相對飼喂價值相對飼喂價值(RFV)[18]：RFV = (消化性干物質×干物質采食量)/1.29 = DMI×DDM/1.29，其中，消化性干物質DDM = 88.9 -0.779 ADF，單位%DM；干物質采食量DMI= 120/NDF，單位%BM。

1.5統計分析與評價方法

用SPSS 19.0統計軟件和Excel進行數據處理及分析，用灰色關聯度進行綜合評價。

關聯系數計算公式：

(1)

式中：|X0(k)-Xi(k)|為絕對差值，記作：

Δi(k),Δi(k)=|X0(k)-xi(k)|，ρ=0.5

(2)

(3)

(4)

(5)

最后用每個苜蓿材料的加權關聯度值進行比較，值越大，品質越好。

2　結果與分析

2.1營養價值指標分析

2.1.1粗蛋白含量俄羅斯雜花苜蓿、金皇后苜蓿和

阿爾岡金苜蓿的粗蛋白含量對照區低于高寒區，且差異顯著(P<0.05)，其他供試苜蓿材料的粗蛋白含量兩個氣候區間無顯著差異(P>0.05)(圖1)。

同一氣候區不同苜蓿的粗蛋白含量不同：高寒區各材料粗蛋白含量排序為：GNKH-3>GNKH-2>GNKH-1>俄羅斯雜花>阿爾岡金>金皇后，GNKH-3和GNKH-2粗蛋白含量最高，分別為18.07%、17.56%，金皇后最低(16.50%)；對照區各材料粗蛋白含量排序為：阿爾岡金>金皇后>俄羅斯雜花>GNKH-2>GNKH-1>GNKH-3，阿爾岡金和金皇后粗蛋白含量最高，分別為19.65%、19.39%。GNKH-3最低，為17.62%。

圖1　粗蛋白含量Fig.1　Content of crude protein　注：Ⅰ GNKH-1，Ⅱ GNKH-2，Ⅲ GNKH-3，Ⅳ俄羅斯雜花苜蓿，Ⅴ 金皇后苜蓿，Ⅵ 阿爾岡金苜蓿，下同

2.1.2粗脂肪含量除了GNKH-2外，其他5個苜蓿粗脂肪含量高寒區顯著低于對照(P<0.05)，高寒區各材料粗脂肪含量為2.46%，對照區各材料粗脂肪平均含量為3.42%，同一氣候區不同苜蓿材料的粗脂肪含量也不同：高寒區各材料粗脂肪含量排序為：俄羅斯雜花>GNKH-1>阿爾岡金>GNKH-2>GNKH-3>金皇后，俄羅斯雜花、GNKH-1、阿爾岡金粗脂肪含量分別為2.81%，2.68%和2.64%，顯著高于GNKH-3和金皇后紫花苜蓿，俄羅斯雜花粗脂肪含量最高，金皇后最低(1.92%)。對照區各材料粗脂肪含量排序為：俄羅斯雜花>GNKH-1>阿爾岡金>金皇后>GNKH-3>GNKH-2，俄羅斯雜花苜蓿粗脂肪含量最高，為4.30%，顯著高于其他5個材料，GNKH-2最低，為2.84%(圖2)。

圖2　粗脂肪含量Fig.2　Content of crude fat

2.1.3酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維含量供試苜蓿的酸性洗滌纖維含量均為高寒區顯著低于對照區(P<0.05)，高寒區各材料酸性洗滌纖維平均含量為25.40%，對照區各材料酸性洗滌纖維平均含量為35.13%。同一氣候區不同苜蓿材料的酸性洗滌纖維含量也不同:高寒區各材料酸性洗滌纖維含量排序為：GNKH-2>金皇后>GNKH-3>GNKH-1>俄羅斯雜花>阿爾岡金，GNKH-2、金皇后酸性洗滌纖維分別為28.99%、28.83%，顯著高于其他供試苜蓿材料，GNKH-2酸性洗滌纖維含量最高，阿爾岡金最低(21.62%)。對照區各材料酸性洗滌纖維含量排序為：金皇后>GNKH-1>GNKH-3>GNKH-2>俄羅斯雜花>阿爾岡金，金皇后酸性洗滌纖維含量最高，為37.46%，阿爾岡金最低，為32.07%(圖3)。

圖3　酸性洗滌纖維含量Fig.3　Content of acid detergent fiber

供試苜蓿高寒區的中性洗滌纖維含量顯著低于對照區(P<0.05)，高寒區各材料中性洗滌纖維平均含量為32.32%，對照區各材料中性洗滌纖維平均含量為40.96%。同一氣候區不同苜蓿材料的中性洗滌纖維含量也不同；高寒區各材料中性洗滌纖維含量排序為：GNKH-2>金皇后>GNKH-3>GNKH-1>阿爾岡金>俄羅斯雜花，GNKH-2中性洗滌纖維含量最高，為36.43%，俄羅斯雜花最低(28.02%)。對照區各材料中性洗滌纖維含量排序為：GNKH-3>金皇后>GNKH-1>俄羅斯雜花>GNKH-2>阿爾岡金，GNKH-3中性洗滌纖維含量最高，為43.20%，阿爾岡金最低，為34.20%(圖4)。

2.1.4粗灰分含量除抗GNKH-3粗灰分含量高寒區顯著高于對照區、金皇后紫花苜蓿粗灰分含量對照區顯著高于高寒區外，其他供試苜蓿的粗灰分含量2個氣候區間無顯著差異(P>0.05)，高寒區各材料粗灰分平均含量為9.37%，對照區各材料粗灰分平均含量為9.42%。同一氣候區不同苜蓿的粗灰分含量也不同；高寒區各材料粗灰分含量排序為：GNKH-3>阿爾岡金>金皇后>GNKH-1>GNKH-2>俄羅斯雜花，GNKH-3粗灰分含量分別為10.01%，顯著高于其他苜蓿，俄羅斯雜花苜蓿最低(9.12%)。對照區各材料粗灰分含量排序為：金皇后>俄羅斯雜花>阿爾岡金>GNKH-2>GNKH-3>GNKH-1，金皇后紫花苜蓿最高，為10.52%，GNKH-1最低，為8.76%(圖5)。

圖4　中性洗滌纖維含量Fig.4　Content of neutral detergent fiber

圖5　粗灰分含量Fig.5　Content of crude ash

2.1.5無氮浸出物含量供試苜蓿高寒區的無氮浸出物含量均顯著高于對照區(P<0.05)，高寒區各材料無氮浸出物平均含量為37.40%，對照區各材料無氮浸出物平均含量為30.24%。同一氣候區不同苜蓿材料的無氮浸出物含量也不同；高寒區各材料無氮浸出物含量排序為：阿爾岡金>GNKH-1>俄羅斯雜花>GNKH-2>GNKH-3>金皇后，阿爾岡金、GNKH-1、俄羅斯雜花無氮浸出物含量顯著高于其他苜蓿(P<0.05)，分別為41.97%，41.43%和39.46%，金皇后最低(30.27%)。

對照區各材料無氮浸出物含量排序為：阿爾岡金>GNKH-3>GNKH-2>GNKH-1>俄羅斯雜花>金皇后，阿爾岡金無氮浸出物含量最高，為34.32%，金皇后最低，為26.35%(圖6)。綜合分析供試苜蓿在2個氣候區的無氮浸出物表現，阿爾岡金和GNKH-1為適宜高寒濕潤氣候區的無氮浸出物含量最高的材料。

圖6　無氮浸出物含量Fig.6　Content of nitrogen free extract

2.2葉莖比

6份苜蓿的葉莖比高寒區顯著低于對照區(P<0.05)，高寒區各材料葉莖比為1.11，對照區各材料葉莖比為1.20。同一氣候區不同苜蓿材料的葉莖比含量也不同；高寒區各材料葉莖比排序為：GNKH-3>GNKH-2>GNKH-1>俄羅斯雜花 >阿爾岡金>金皇后；GNKH-3、GNKH-2葉莖比分別為1.15、1.14，顯著高于對照材料金皇后，GNKH-3的葉莖比最高，金皇后最低(1.01)。對照區阿爾岡金、金皇后的葉莖比顯著高于GNKH-1和GNKH-2，分別為1.25、1.23，GNKH-1最低，為1.15。綜合分析供試苜蓿材料在2個氣候區的葉莖比，GNKH-3為高寒濕潤氣候區葉莖比最高的材料，GNKH-2次之(圖7)。

圖7　葉莖比Fig.7　Leaf-stem ration

2.3相對飼喂價值

供試苜蓿的相對飼喂價值含量高寒區顯著高于對照區(P<0.05)，高寒區各材料相對飼喂價值含量為202.45，對照區各材料中性洗滌纖維含量為141.16。同一氣候區不同苜蓿材料的相對飼喂價值含量也不同；高寒區各材料相對飼喂價值含量排序為：俄羅斯雜花>阿爾岡金>GNKH-1>GNKH-3>金皇后>GNKH-2，俄羅斯雜花、阿爾岡金、GNKH-1相對飼喂價值含量分別為238.35，235.74和199.86，顯著高于其他供試苜蓿材料，俄羅斯雜花相對飼喂價值含量最高，GNKH-2最低(172.49)。對照區各材料相對飼喂價值含量排序為：阿爾岡金>俄羅斯雜花>GNKH-2>GNKH-1>GNKH-3>金皇后，阿爾岡金相對飼喂價值含量最高，為174.07，顯著高于其他供試苜蓿材料，金皇后最低，為129.88(圖8)。

圖8　相對飼喂價值Fig.8　Content of relatively feeding value

2.4綜合評價

依據公式(5)計算獲得高寒濕潤氣候區8項指標的權重值，分別為：ω1=0.143，ω2=0.114，ω3=0.114，ω4=0.115，ω5=0.139，ω6=0.119，ω7=0.149，ω8=0.107。由此可以知道，在此綜合評價系統下，8項評價指標的關聯度大小為：葉莖比>粗蛋白>粗灰分>無氮浸出物>NDF > ADF>粗脂肪> RFV。依據公式(5)計算獲得暖溫半干旱氣候區8項指標的權重值，分別為：ω1=0.139，ω2=0.094，ω3=0.139，ω4=0.150，ω5=0.119，ω6=0.115，ω7=0.149，ω8=0.096，由此可以知道，在此綜合評價系統下，8項評價指標的關聯度大小為：NDF>葉莖比>粗蛋白>ADF >粗灰分>無氮浸出物> RFV >粗脂肪(表1)。

加權關聯度值可以真實的反映各苜蓿材料與最優指標集的差異大小。關聯度大，表明該苜蓿材料與最優指標集的相似程度越高，即綜合表現越優異，反之則差異大，表現較差。高寒濕潤氣候區各苜蓿材料加權關聯度值排名為：GNKH-2>GNKH-3>俄羅斯雜花>GNKH-1>阿爾岡金>金皇后。

暖溫半干旱氣候區各苜蓿材料加權關聯度值排名為：金皇后>阿爾岡金>俄羅斯雜花>GNKH-3>GNKH-1>GNKH-2。

表1　2個氣候區苜蓿營養價值的加權關聯度值

3　討論

反映苜蓿營養價值高低的重要指標是葉莖比、粗蛋白質、纖維和灰分含量[19]，而粗脂肪、無氮浸出物和相對飼喂價值等也是重要的評價指標。葉莖比的大小決定著苜蓿營養價值的高低，纖維含量越低，營養價值越高[20]，高寒濕潤氣候區GNKH-3葉莖比高，為1.15。粗蛋白質(CP)由純蛋白質和非蛋白質含氮物組成[21]，高寒濕潤氣候區抗寒苜蓿品系粗蛋白平均含量為17.85%，GNKH-3的含量最高，為18.07%，其次是GNKH-2，為17.56%。粗脂肪(EE)具有芳香氣味，在苜蓿適口性上很重要[]，GNKH-1在高寒濕潤氣候區的粗脂肪含量較高，為2.68%。粗灰分(CASH)反映牧草中礦物質含量的指標，高寒濕潤氣候區平均粗灰分含量低于暖溫半干旱氣候區，為9.37%。無氮浸出物 (NFE)為瘤胃微生物發酵提供能量物質，其含量的多少也直接影響苜蓿的青貯質量，供試苜蓿的無氮浸出物含量均為高寒區顯著高于對照區(P<0.05)，阿爾岡金和GNKH-1在高寒濕潤氣候區的無氮浸出物含量較高，為41.97%、41.43%。

暢云喜等[23]于2003年在青藏高原測定青大一號抗寒苜蓿新品系的粗蛋白、粗脂肪、無氮浸出物含量分別為22.06%，2.45%和33.82%，研究中甘肅農業大學育成的抗寒苜蓿品系粗蛋白和粗脂肪含量接近于青大一號抗寒苜蓿新品系的含量，無氮浸出物含量高于其抗寒苜蓿新品系的含量。表明由甘肅農業大學育成的抗寒苜蓿品系更適應在青藏高原生長，營養價值較高。中性洗滌纖維(NDF)反映了牧草在瘤胃中性和酸性條件下的降解情況和適口性，酸性洗滌纖維(ADF)含量則影響家畜對牧草的消化率[24]，供試苜蓿的中性洗滌纖維含量和酸性洗滌纖維含量均為高寒區顯著高于對照區(P<0.05)，其中，GNKH-1的纖維含量在高寒濕潤氣候區較低。供試苜蓿的相對飼喂價值含量均為高寒區顯著高于對照區(P<0.05)，高寒濕潤氣候區的RFV平均含量達到202.45，其中，俄羅斯雜花、阿爾岡金、GNKH-1在高寒濕潤氣候區的相對飼喂價值較高，分別為238.35，235.74和199.86。

4　結論

(1)高寒濕潤氣候區供試苜蓿材料營養價值綜合排序為：GNKH-2>GNKH-3>俄羅斯雜花>GNKH-1>阿爾岡金>金皇后。

(2) 高寒區供試苜蓿材料葉莖比大小排序為：GNKH-3>GNKH-2>GNKH-1>俄羅斯雜花>阿爾岡金>金皇后。

(3)高寒區供試苜蓿材料粗蛋白大小排序為：GNKH-3>GNKH-1>GNKH-2>俄羅斯雜花>阿爾岡金>金皇后。

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Evaluation on nutritive value of cold-resistant strains ofMedicagosativa

WEI Shuang-xia,SHI Shang-li,KANG Wen-juan,TAN Shen-miao

(CollegeofPrataculturalScience/KeyLaboratoryofGrasslandEcosystemofMinistryofEducation/Sino-U.S.CenterforGrazingLandEcosystemSustainability,GansuAgriculturalUniversity,Lanzhou730070,China)

The nutritive value of 3 cold-resistant strains ofMedicagosativa(GNKH-1、GNKH-2、GNKH-3) was comprehensively evaluated in Lanzhou by choosingM.varia,M.sativacv.Conden Empress andM.sativacv.Algonguin as controls.Result showed that the average contents of CP,CF,ADF and NDF,CA,leaf-stem ratio of alfalfa in cold humid climate zone were lower compared to that in the warm semi-arid climate zone.The contents of nitrogen free extract and relative feed value were higher compared to that in the warm semi-arid climate zone.Among which,the CP contents of GNKH-3 and GNKH-2 were the highest (18.07% and 17.56%),as well as the leaf-stem ratio (1.19 and 1.16 respectively).The CF contents of GNKH-1 and GNKH-2 were high (2.68% and 2.46%),while the NDF contents of GNKH-3 and GNKH-1 were low (34.15% and 32.55%);Meanwhile the content of crude ash,nitrogen free extract and relative feed value were relatively high (10.01% and 9.25%,35.45% and 41.43%,184.68and 199.86 respectively).Environmental factors played a dominant role in terms of nutritive value.The comprehensive order of nutritive value of 6 materials in cold humid climate zone was GNKH-2> GNKH-3>M.varia>GNKH-1>M.sativacv.Algonguin >M.sativacv.Golden Empress;and that in warm semi-arid climate zone wasM.sativacv.Golden Empress >M.sativacv.Algonguin >M.varia> GNKH-3> GNKH-1> GNKH-2.

alfalfa;new strains;Qinghai-Tibet Plateau;cold region;nutritive value

2015-09-21；

2016-01-08

農業部牧草種質資源保護項目(NB2013014)資助

魏雙霞(1988-)，女，甘肅白銀人，在讀碩士。

E-mail：2383298375@qq.com

S 54

A

1009-5500(2016)03-0054-07

師尚禮為通訊作者。