重慶野生牧草資源營養價值綜合評價

徐遠東，范 彥

（重慶市畜牧科學院，重慶400015）

在牧草資源的開發利用中，對牧草資源進行營養飼用價值評價是一項基礎工作。營養飼用價值評價的方法有多種，評價方法已從單純以粗蛋白質為主過渡到綜合考慮多個營養指標的模式（張軍等，2016；余苗等，2013）。野生牧草資源的挖掘利用對草食畜牧業具有重要意義，但野生牧草資源大多具有較高的粗纖維，在營養飼用價值評價方面宜采用綜合考慮多個營養指標的評價模式。灰色關聯度分析法根據數列的可比性和相似性，分析系統內部主要因素之間的關聯程度，在牧草資源營養價值評價中已有一些應用（韓世潔等，2016；田兵等，2014）。本文以采自重慶地區的野生牧草資源為試驗對象，測定干物質（DM）、粗蛋白質（CP）、粗脂肪（EE）、中性洗滌纖維（NDF）、酸性洗滌纖維（ADF）、粗灰分（Ash）、鈣含量（Ca）、磷含量 （P）等8個營養指標，并引入相對飼喂價值（RFV）參與評價，對供試材料的營養價值進行灰色關聯度分析，以篩選出營養價值較好的野生牧草資源，為重慶地區牧草資源的挖掘利用提供理論參考依據。

1 材料和方法

1.1 試驗材料 供試28份野生牧草材料系重慶本地野外牧草資源調查中采集，采集時間為2017—2018年度，參考《中國植物志》進行植物分類學鑒定，確定各材料的科屬種名，其中9種豆科牧草、9種禾本科牧草、9種其他科牧草（表1）。

1.2 營養指標測定和計算方法 干物質（DM）采用105℃烘干法測定；粗蛋白質（CP）含量采用凱氏定氮法測定；粗脂肪（EE）含量采用索氏法測定；中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維按Van Soest的方法進行中性洗滌劑處理和酸性洗滌劑處理獲得；粗灰分（Ash）采用干灰化法測定；鈣（Ca）含量采用高錳酸鉀法測定；磷（P）含量采用鉬黃分光光度法測定 （張麗英等，2007）。每個樣品重復3次。采用公式換算出相對飼喂價值 （RFV）（陳谷等，2009）。

RFV=[DMI（%BW）×DDM（%DM）]/1.29；

式中：DMI為粗飼料干物質的隨意采食量，%BW；DDM為可消化的干物質，%DM。

表1 野生牧草樣品鑒定及采集時期

DMI與DDM的預測模型為：

DMI/（%BW）=120/NDF（%DM）；

DDM/（%DM）=88.9-0.779ADF（ %DM）；

式中：NDF為中性洗滌纖維，ADF為酸性洗滌纖維。

1.3 數據分析與評價方法 采用Excel對試驗數據進行處理。根據灰色系統理論 （郭瑞林，1995），將供試27種野生牧草材料視為一個灰色系統，每一份材料為該系統的一個因素，分析該系統中的每份材料間的聯系程度即關聯度。關聯度越大，比較材料間的相似程度就越高。人為構建一個豆科的參考品種X0，將參考品種X0的營養指標含量作為參考數列[X0（1），X0（2）......， X0（N）]，每種材料的營養成分含量為比較數列Xi，計算各材料的營養指標含量與參考數列的關聯度，以評價其營養價值高低。按以下公式計算關聯系數。

式中：ξ[x0（k），xi（k）]為 Xi對 X0在 k 點的關聯系數；ρ 為分辨系數， 取值 0.5；x0（k）-xi（k ）表示第k點參考數列與比較數列的絕對差值；為二級最小差，為二級最大差。

等權關聯度：

將每個材料的各營養指標與參考品種相應指標的關聯系數取算術平均值，即得等權關聯度。由于各營養成分對營養價值高低貢獻不同，因此需采用加權關聯度法評價營養價值高低，即根據營養成分在營養價值貢獻的高低賦予權重值Wk，權重系數是根據以往研究和經驗進行賦值。本研究中n=9，為營養評價指標數量。

2 結果與分析

2.1 營養成分含量及差異情況 27份供試材料的營養成分和相對飼喂價值見表2。營養指標差異最大的是鈣（變異系數0.59%），差異最小的是干物質（變異系數0.01%）。干物質含量最高的是藜（95.59%）、最低的是淡竹葉（91.88%），粗蛋白質含量最高的是廣布野豌豆（26.26%）、最低的是長籽柳葉菜（6.78%），粗脂肪含量最高的是血水草（4.50%）、最低的是菊芋（1.75%），粗灰分含量最高的是藜（15.0%）、最低的是矮桃（4.47%），相對飼喂價值最高的是菊芋（277.70），最低的是狼尾草（93.82）。由此可知，野生牧草資源在粗蛋白質、粗脂肪、粗灰分、相對飼喂價值等幾個主要評價指標上差異較大，必然導致其整體營養飼用價值差異較大。

表2 供試材料營養成分含量及相對飼喂價值

2.2 灰色關聯度分析

2.2.1 確定參考數列 牧草的消化率是評價其營養品質的重要指標之一。牧草中可消化營養物質的含量越高，牧草的消化率也就越高，表明其營養價值越大（田兵等，2014）。干物質、粗蛋白質、粗脂肪、粗灰分、鈣、磷和RFV等直接影響家畜的生長發育，因此這7個指標的測定值越高，說明牧草的營養價值越高、品質越好，選取其最大值參與組成最優集（張本瑜等，2017）；中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維因其含量與消化率呈負相關，因而在一定程度上，其含量越低越好，選取其最小值構成最優集參考數列{X0（k）}=（95.59，26.26，4.50，23.78，18.25，15.00，2.01，0.61，277.70）。

2.2.2 求關聯系數 首先對數據進行無量綱化處理，本文采用初值化處理方法，即各測定值除以參考數列的相應值，就得到一新的數列（中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維采用商值的倒數），然后求絕對差，并按公式計算出關聯系數陣（表3）。

2.2.3 確定權重系數并求關聯度 根據關聯系數陣計算得到各類別材料牧草營養價值與參考數列之間的等權關聯度，即各種營養成分同等重要條件下的關聯度。但是考慮到牧草中各營養成分對營養價值高低的貢獻不同，因此需采用加權關聯度進行評價，即根據各種營養成分在營養價值中的重要性賦權重值WK，權重系數的確定是根據以往研究的結果、征詢專家意見和經驗來確定（表3）。權重系數的確定原則是加權關聯度和等權關聯度排序的spearman相關系數需高度相關，即不能因為權重賦值嚴重影響營養價值的評價結果。根據加權關聯度公式計算得到加權關聯度（表4）。

表3 野生牧草材料與參考品種的灰色關聯系數

2.2.4 營養價值評價 根據灰色關聯度分析法的原理，理論上參考品種的營養價值是最好的。實測樣品與參考品種的關聯度越高，其營養價值越高。根據加權關聯度大小規定：ri'≥0.7營養價值優，0.6≤ri'＜0.7 營養價值良，0.5≤ri'＜0.6 營養價值中等，ri'＜0.5營養價值較差。因此，實測樣品中，營養價值評優的有紅蓼（ri'=0.799）、廣布野豌豆（ri'=0.766），營養價值評良的有白花草木犀 （ri'=0.683）、藜（ri'=0.661），營養價值評中的有草木犀、香花崖豆藤、野豌豆、百脈根、野燕麥、大麥、棕葉狗尾草、血水草、菊芋等9份資源，其余14份資源營養價值評定為較差。等權關聯度排序和加權關聯度排序的spearman相關系數rs=0.954，達到極顯著水平 （P＜0.01）（圖1），表明兩種關聯度排序高度相關，加權賦值未對結果造成嚴重影響。

表4 27個野生材料的營養價值評價

3 討論

灰色系統理論最早由華中理工大學鄧聚龍教授提出（李月芬等，2003）。通過該方法處理原始數據，具有表格化、計算簡便、精確度和量化程度高等優點，該方法在社會經濟領域得到了廣泛應用（尹利等，2006）。灰色關聯度分析法在其他牧草資源營養價值的評價上也有報道 （吳芳等，2017；陳玲玲等，2013），本文運用灰色關聯度分析法對重慶地區27份野生牧草資源的營養價值進行初步評價，綜合考慮了干物質、粗蛋白質、粗脂肪、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、粗灰分、鈣、磷、相對飼喂價值等9個因子。采用加權關聯度分析法評價營養價值，其中權重系數的確定對評價結果有很大的影響，不同的權重確定方法雖都能達到試驗研究的目的，但因有人為因素的參與，都有一定的缺陷性（韓世潔等，2016）。本文根據營養因子對營養價值的貢獻大小賦予相應的權重是適當的，等權關聯度和加權關聯度排序的spearman相關系數達到極顯著水平，表明兩種關聯度高度相關，說明試驗確定的權重值未對評價結果造成顯著影響，雙重檢驗更加肯定了分析結果的可靠性。

牧草粗蛋白質和粗纖維的含量是決定其營養品質的主要因子。一般認為粗蛋白質含量越高、粗纖維含量越低的牧草，其飼用價值也就越高（余苗等，2013）；中性洗滌纖維可影響反芻動物的瘤胃充盈度及采食量，其含量越高，飼料能量越低；酸性洗滌纖維越高，有機物消化率越低，中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維的含量與飼料品質呈負相關（吳秋鈺，2005；張吉鹍，2005）。 相對飼喂價值指標（RFV）是目前美國唯一廣泛使用的粗飼料質量評定指數。該指標與其他8個營養指標組成評價指標體系，更進一步兼顧了營養成分的消化率，這對評價結果更具有正面意義。本文評價紅三葉營養價值排序靠后，可能與樣品采集期為結實期有關；長籽柳葉菜、柳葉菜、菊芋等3份材料因中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維含量較低，導致其相對飼喂價值較高，在等權關聯度評價中評為中等或良，但因粗蛋白質含量偏低，經加權關聯度評價后評為差或中等。總體來看，評價結果是可信的，篩選出的2份優秀材料廣布野豌豆和紅蓼具有粗蛋白質含量較高、粗纖維含量較低的典型特點，其粗蛋白質含量分別為26.26%、21.02%；營養價值評良的白花草木犀、藜具有同樣特點，其粗蛋白質含量分別為22.72%、17.65%。

對牧草資源的利用價值進行評價是個復雜的問題，除了養分含量的分析評價外，還必須將產草量、適口性、利用方式等因素結合起來綜合考慮，才能從實際意義上篩選出品質優良和具有挖掘利用潛力的牧草資源（王桃等，2010）。例如，評中等的材料血水草、野燕麥、菊芋、棕葉狗尾草等在試驗觀察中表現出較好的生長速度和產草量，也具有一定的開發利用價值，但本文是從營養成分含量角度對野生牧草資源的營養利用價值進行評價，這幾份材料因營養價值中等，使其在開發利用價值上略顯遜色。本文篩選出的材料尚需進行產草量、生育利用期、適口性及消化率等方面的研究，以全面客觀評價篩選材料的挖掘利用潛力。

4 結論

本文經綜合營養價值評價篩選出的資源材料如下：評優的有廣布野豌豆和紅蓼2份材料，評良好的有白花草木犀、藜2份材料。以上4份資源材料可考慮進一步開展動物飼喂試驗和牧草生產性能評價試驗，對篩選材料的產草量、適口性和消化率等進行綜合評價，綜合評價篩選出的優異資源可作育種素材進一步選育利用。