優質木本飼用植物馬棘研究進展

冉啟凡， 何 瑋， 徐遠東， 張 麗， 范 彥*

（1.重慶市畜牧科學院，重慶榮昌 402460；2.國家牧草產業技術體系云陽綜合試驗站，重慶云陽 404500；3.重慶市草業工程中心，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，可以在石漠化地區良好生長，因此被廣泛應用到石漠化治理和高速公路邊坡綠化當中（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、羊等草食牲畜的優質蛋白青飼料（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現，在初溫為60～80℃的水中浸泡24 h可顯著提高馬棘種子的發芽勢、發芽指數和活力指數。馬棘播種宜在3月中旬，一般采用點播、條播和撒播等方式，根據其不同利用途徑采取相應的播種模式，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缽育苗移栽的方式，深耕土壤約0.3 m，施適量農家肥及磷、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，山東省棗莊市林業局通過與日本金質種苗株式會社合作，引進日本馬棘種子，在實驗苗圃進行種子繁育試驗。引種試驗發現日本馬棘能夠良好的適應棗莊地區及其類似氣候的生境，同時，其發現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 常規育種 現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，該地區農民在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，結合野生馬棘的生境，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）發現在輻射劑量為200～450 Gy，劑量與馬棘的出苗率、成苗率呈顯著相關性，并認為300 Gy的輻照最有利于對馬棘進行誘變育種。研究發現，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地野生馬棘的營養成分做了比較，研究發現，虎斑系馬棘的微量元素和蛋白質含量最高，其粗蛋白質可達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）對馬棘的營養成分進行測定發現，馬棘葉片干物質含量高達92.09%，粗蛋白質、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，粗蛋白質是粗纖維的2倍多，完全符合作為飼用蛋白植物資源標準，可作為蛋白質飼料進行開發利用。同時，徐偉韋等（2017）對其生產性能進行測定發現，馬棘生長期較長，在慈溪地區種植，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、維生素、礦物質及微量元素的優質青綠飼料。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。

我國南方地區高蛋白飼草缺乏，馬棘作為優質高蛋白的小型灌木飼草利用前景巨大。通過對黔西南地區3科19屬27種飼料灌木常規營養成分進行定量和相關性分析發現，能夠減少石漠化面積、保持水土、涵養水源的幾個飼用灌木，利用灰色關聯度進行綜合評價，得出馬棘是繼蒙桑在黔西南巖溶地區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準，對其進行引種馴化，能夠發展巖溶區畜牧業，增加當地收入及改善生態環境（黃芬等，2010、2009）。馬棘較好的成枝能力和對坡地的適應性，使得其在我國的中西部地區生長表現優異，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 基礎研究

4.1 分子測序 近年來，隨著科學技術的發展，國內外針對馬棘的遺傳基礎、基因多樣性等開展了一些基礎研究。通過對巫山喀斯特地貌區域分布的15個群體的364個野生馬棘基因型的遺傳多樣性和群體結構進行分析，對其引物共擴增出515條清晰條帶，其中324條具有多態性。另外對馬棘的遺傳多樣性與其生境進行了相關性分析，結果表明，環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的17個馬棘植株進行測序分析，開發出14個標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（Otao 等，2016）。

4.2 抗性研究 馬棘廣泛應用于石漠化治理和邊坡綠化當中，對水分和養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發現，馬棘在45%～60%田間持水量的情況下能夠良好的生長和實現高效利用，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）、脯氨酸質量分數、丙二醛質量摩爾濃度4種生理生化指標，結果表明，馬棘在抗旱性方面表現出了綜合優勢。張會敏（2015）利用廢棄尾銅礦土壤種植自然定居在該區域的11種植物，運用綜合模糊分析法對11種植物的植被恢復效果進行了評價，結果發現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藥學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、生物堿等醫用化合物。胡澤華等（2009、2007）研究發現，馬棘的提取物具有止血、抗動脈粥樣硬化、鎮痛、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）研究發現，馬棘具有免疫調節、保護和修復肝細胞等作用，民間多用馬棘煮馬肝湯來治療黃疸和肝炎。

5 展望

馬棘作為一種優質的飼、藥、園林綠化、生態治理等多用途的植物，發展潛力具大。我國的馬棘野生資源十分豐富，現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馬棘種質資源的收集、保存、評價等方面的工作；同時深入的開展馬棘生長發育及逆境脅迫等方面生理生化、分子生物學的基礎研究，挖掘其優良性狀；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飼料中的最佳飼喂量和飼喂效果；將其作為優質蛋白飼料開發應用，采用多種育種手段，盡快培育出合適直接運用于生產的品種，以適應我國南方草食畜牧業對于高蛋白青飼料的市場需求。