貴州野生飼用葛藤資源的評價與篩選

楊義成 蒙正兵 陳培燕 熊先勤

貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院草業(yè)研究所，貴陽550006

野葛（Pueraria lobata(Willd.) Ohwi）為豆科葛屬多年生纏繞性木質(zhì)藤本植物，全世界葛屬植物有18個種，我國除了新疆、西藏外都有葛藤分布，共15個種和1個變種。葛全身是寶，用途廣泛，葛根粉是優(yōu)良食用淀粉，葛藤可用于紡織業(yè)、釀酒業(yè)，同時也是造紙的優(yōu)良材料；葛根具有很高的藥用價值，含葛根素、多種黃酮類等成分，性涼，味甘、辛，具有解表退熱、生津、透診、升陽止瀉的功效；現(xiàn)代藥理研究表明，葛根具有改善心血管循環(huán)，降糖、降脂，解痙等作用。葛藤枝繁葉茂且營養(yǎng)豐富，是極具開發(fā)潛力的綠色飼料植物[1]。葛藤適應(yīng)性強，能耐寒、抗旱、耐瘠，多數(shù)種對氣候要求不嚴，能在-10℃低溫下越冬[2]。2015年，經(jīng)過對2013-2014年從貴州不同縣（市）采集的40 份飼用葛藤資源進行了觀察篩選后，最終選定長勢較好的10 份飼用葛藤資源在2016年進行種植，2017年進行評價與篩選。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗選擇在貴州省草業(yè)研究所獨山基地打種坡進行，東經(jīng)107°33′37.81″，北緯25°51′39.42″，海拔986 m，坡向東，荒坡。全年平均氣溫15℃、極端低溫-8℃，極端高溫38℃，最高月平均氣溫27.6℃、年降水量1 346 mm。降雨多集中在5～8月，無霜期272 d，年日照時數(shù)1 336.7 h，相對濕度82%。雨熱同期，干濕季節(jié)較明顯。

1.2 試驗材料

2016年3月，項目組從資源圃初選出10 份野生飼用葛藤資源進行種植，資源具體情況見表1，為了便于描述，資源的編號為采集年份+序號。

1.3 試驗設(shè)計

按邊長垂直于坡向布設(shè)小區(qū)，小區(qū)規(guī)格為5 m×6 m，按隨機區(qū)組試驗設(shè)計排列，3 次重復(fù)，株行距為1 m×1 m，每個小區(qū)種植30 株。2017年10月中下旬待葛藤生長速度明顯放緩時進行一次性刈割測產(chǎn)、測定營養(yǎng)成分。

1.4 測定內(nèi)容及方法

1）農(nóng)藝性狀測量。分枝數(shù)：每個重復(fù)按照S 形選擇10 株數(shù)分枝數(shù)計算平均數(shù)，進行四舍五入計算；莖長：每個重復(fù)隨機選擇10 根進行測量求其平均數(shù)；莖粗：每個重復(fù)隨機選擇10 根進行測量計算平均數(shù)；鮮草產(chǎn)量：每個重復(fù)按照S 形取3個點，每個點取1 m2刈割稱重計算平均數(shù)；干草產(chǎn)量每個重復(fù)取1 kg 風(fēng)干稱重計算平均數(shù)；莖葉比：將測干草產(chǎn)量的莖、葉分開稱重計算平均數(shù)再計算莖葉比。

表1 進入評價的野生飼用葛藤資源

2）實驗室測定。水分用烘干法測定，粗蛋白用FOSS KjeltecTM 8100 凱氏定氮儀測定，粗脂肪用FOSS Soxtec 2055 脂肪測定儀測定，粗纖維用FOSS FT-350粗纖維測定儀測定，無氮浸出物、灰分用SX-4-10 型箱式電阻爐測定，鈣用EDTA 容量法測定，磷用UV-7504 紫外可見光分光光度計測定。

3）飼用葛藤資源的模糊綜合評價。由于僅靠某些單項指標來衡量野生飼用葛藤資源的優(yōu)劣是不全面的，因此有必要對其農(nóng)藝性狀和營養(yǎng)成分進行綜合評定。通過對參試野生飼用葛藤農(nóng)藝性狀的測量和營養(yǎng)成分的測定、查閱參考資料，篩選出C1 分枝數(shù)、C2 莖長、C3 莖粗、C4 鮮草產(chǎn)量、C5 干草產(chǎn)量、C6莖葉比、C7 粗蛋白、C8 粗脂肪、C9 粗纖維、C10 無氮浸出物、C11 灰分、C12 鈣、C13 磷等13個具有代表性的農(nóng)藝性狀和營養(yǎng)成分指標，進行模糊評分。將表4 各資源的單項性狀指標采用金菊良等[3]的改進層次分析法的模糊綜合評價模型（AHP-FCE）進行分析，各指標權(quán)重用“層次分析法中高階平均隨機一致性指標（RI）的計算”方法進行計算[4]。對飼用葛藤資源農(nóng)藝性狀和營養(yǎng)成分13個指標進行綜合評價。

步驟：①計算出各指標的相對隸屬度值，為確定單個評價指標的相對隸屬度的模糊評價矩陣，消除各評價指標的量綱效應(yīng)，使建模具有通用性，需對樣本數(shù)據(jù)集進行標準化處理。為了盡可能保持各評價指標值的變化信息，對越大越優(yōu)型指標的標準化處理公式可取為

對于越小越優(yōu)型指標的標準化處理公式可取為

對越中越優(yōu)型指標的標準化處理公式可取為

式中xmin(i)，xmax(i)，xmid(i)，分別為方案集中第i個指標的最小值、最大值和中間最適值；r（i，j）為標準化后的評價指標值，也就是第j個方案第i個評價指標從屬于優(yōu)的相對隸屬度值，i=1～n，j=1～m。以這些r（i，j）值為元素可組成單個評價指標的模糊評價矩陣R=（r（i，j））nxm。

②根據(jù)模糊評價矩陣R=（r（i，j））nxm構(gòu)造用于確定各評價指標權(quán)重的判斷矩陣B=（bij）nxm。模糊綜合評價的實質(zhì)是一種優(yōu)選過程，從綜合評價的角度看，若評價指標i1的樣本系列{r（i1，j）|j=1～m}的變化程度比評價指標i2的樣本系列{r（i2，j）|j=1～m}的變化程度大，則評價指標i1傳遞的綜合評價信息比評價指標i2傳遞的綜合評價信息多。基于此，可用各評價指標的樣本標準差反映各評價指標對綜合評價的影響程度，并用于構(gòu)造判斷矩陣B。其中為各評價指標下樣本系列的均值，i=1～n。于是按照公式（4）可得到1～9級判斷尺度的判斷矩陣。

式中：Smin、Smax分別為{S（i）|i=1～n}的最小值和最大值；相對重要程度參數(shù)值bm=min{9，int[Smax/Smin+0.5]}，min和int分別為取小函數(shù)和取整函數(shù)。

③判斷矩陣B的一致性檢驗、修正及其權(quán)重Wi（i=1～n）的計算，要求滿足根據(jù)判斷矩陣B的定義，理論上有bij=wi/wj（i，j=1～n），這時矩陣B具有如下性質(zhì)：①bii=wi/wi=1；②bji=wj/wi=1/bij；③bijbjk=（wi/wj）（wj/wk）=wi/wk=bjk。其中：稱性質(zhì)①為判斷矩陣的單位性，性質(zhì)②為判斷矩陣的倒數(shù)性（互反性），性質(zhì)③為判斷矩陣的一致性條件，它表示相互關(guān)系可以定量傳遞。性質(zhì)③也是性質(zhì)①和性質(zhì)②的充分條件。

④把各評價指標的權(quán)重值Wi與各方案相應(yīng)評價指標的相對隸屬度值r（i，j）相乘并累加，可得模糊評價的綜合指標值Z（j）

綜合指標值Z（j）越大說明第j個資源越優(yōu)，從而確定最優(yōu)的資源。

4）數(shù)據(jù)處理采用電子表格Excel 2007。

2 結(jié)果與分析

2.1 野生飼用葛藤資源農(nóng)藝性狀表現(xiàn)

由表2可知，分枝數(shù)最多的是13-02，為35枝；其次是13-05，為34 枝；最少的是13-06，為21枝。莖長最長的是13-06，為17.32 m；其次是13-01，為17.23 m；最短的是13-07，為14.26 m。鮮草產(chǎn)量最高的是13-01，為62 359.65 kg/hm2；其次是13-03，為61 324.25 kg/hm2；最低的是13-10，為56 971.33 kg/hm2。干草產(chǎn)量最高的是13-07，為16 087.77 kg/hm2；其次是13-03，為16 005.63 kg/hm2；最低的是13-08，為13 530.53 kg/hm2。莖葉比最高的是13-08，為1.25，最低的是13-04和13-10，為1.09。

2.2 野生飼用葛藤資源營養(yǎng)成分比較

由表3可知，粗蛋白最高的是13-04，為23.55%；其次是13-02，為23.12%；第三為13-09，為22.67%；最低的是13-08，為21.22%。粗脂肪最高的是13-08，為3.61%；其次為13-10，為3.55%；第三為13-02，為3.51%。粗纖維最高的是13-08，為26.41%；其次是13-10，為26.25%；第三為13-06，為26.23%；最低的是13-01，為20.51%。無氮浸出物最高的是13-01，為33.25%；其次是13-06，為31.61；最低的是13-08，為27.32%。粗灰分最高的是13-04，為9.91%；最低的是13-01，為5.71%。含鈣量最高的是13-07，為1.66%；最低的是13-02，為0.98%。含磷量最高的是13-07，為1.92%，最低的是13-05，為0.99%。

表2 野生飼用葛藤資源農(nóng)藝性狀

表3 野生飼用葛藤資源營養(yǎng)成分 %

2.3 各指標進行相對隸屬度值計算

參試野生飼用葛藤資源評價指標見表4，計算出各指標的相對隸屬度值，對13個農(nóng)藝性狀和營養(yǎng)成分指標進行相對隸屬度計算結(jié)果見表5。

2.4 野生飼用葛藤資源的綜合評價

綜合評價值見表6，野生飼用葛藤資源的各指標權(quán)重從大到小排序為：C4 鮮草產(chǎn)量（0.166 5）＞C7粗蛋白（0.156 0）＞C6 莖葉比（0.124 3）＞C10 無氮浸出物（0.104 4）＞C5 干草產(chǎn)量（0.096 8）＞C2 莖長（0.092 6）＞C3 莖粗（0.080 2）＞C9 粗纖維（0.056 7）＞C8 粗脂肪（0.040 1）＞C1 分枝數(shù)（0.027 1）＞C12 鈣（0.021 7）＞C11 粗灰分（0.019 2）＞C13 磷（0.014 6）。這表明鮮草產(chǎn)量指標在各個指標中占據(jù)非常重要的位置，在種植過程中首先要考慮的是其產(chǎn)量的高低。

由表6可知，綜合評價值越高，則表明該資源表現(xiàn)越好，越適合作飼草進行生產(chǎn)，反之則不適合。表6 中綜合評價值高于0.500 0，表明適合作優(yōu)良飼用牧草，10 份野生飼用葛藤資源綜合評價值從高到低排序為：13-01（0.520 4）＞13-04（0.508 7）＞13-03（0.505 7）＞13-10（0.504 0）＞13-05（0.502 2）＞13-02（0.501 7）＞13-06（0.498 4）＞13-07（0.492 0）＞13-08（0.491 3）＞13-09 （0.488 1）。綜合評 價值大于0.500 0的有6 份資源，分別為：13-01（0.520 4）、13-02（0.501 7）、13-03（0.505 7）、13-04（0.508 7）、13-05（0.502 2）、13-10（0.504 0）。因此，篩選出了適合作為飼草植物的野生飼用葛藤資源6 份，分別為采自貴陽的13-01、采自遵義市紅花崗區(qū)的13-02、采自織金的13-03、采自德江的13-04、采自納雍縣的13-05、采自道真的13-10，作為優(yōu)良飼用牧草資源，進入繁育圃，進行進一步的擴繁和研究。

表4 參試野生飼用葛藤資源評價指標

表5 13個指標進行相對隸屬度計算值

表6 野生飼用葛藤資源的綜合評價

3 結(jié)論

通過建立最具代表性的13個農(nóng)藝性狀和營養(yǎng)成分指標，對篩選出的10 份貴州野生飼用葛藤資源進行綜合評價，最終篩選出適合作為優(yōu)良飼草植物的飼用葛藤資源6 份，分別為采自貴陽的13-01、遵義市紅花崗區(qū)的13-02、織金的13-03、德江的13-04、納雍縣的13-05、道真的13-10，作為飼用牧草資源，進入繁育圃，進行進一步的擴繁和研究。

貴州野生飼用葛藤資源豐富，全省各地均能生長，這就更有利于推廣應(yīng)用，但是，目前貴州在葛藤飼用化利用方面還研究較少，希望今后能加大研究力度，充分利用好貴州的野生飼用葛藤資源，更好地為貴州生態(tài)草地畜牧業(yè)服務(wù)。