不同自然地理環境條件下玉米飼料營養成分比較分析

國錦華

(中國社會科學研究院大學行政管理學院，北京 100102)

引言

隨著我國經濟的快速發展和人民生活的不斷改善，綠色食品已成為百姓需求和消費的共識。人們對糧食、肉類、蛋、奶、水產品等食品需求越來越多、食品質量要求也越來越高，畜牧產品的增長推動了我國飼料業的快速發展。2021年底我國飼料工業生產總值突破8千億元，生產飼料29344.33萬t[1]。據《2022—2028年中國飼料行業深度調研與發展趨勢預測報告》顯示，未來中國飼料企業的發展對飼料產品的質量和營養成分提出了更高的要求。玉米在我國種植范圍廣，產量比較大，在飼料組成結構中具有非常重要的作用[2-4]，正因如此，探究以不同自然地理環境條件下玉米飼料的營養成分[5-8]，這對于增加玉米飼料產品的附加值，進而提高飼料企業的經濟效益，具有非常重要的意義。

1 研究地概況

我國位于N4°15′～53°31′，E73°34′～135°5′，地處歐亞大陸東部，種植玉米具有得天獨厚的自然條件。玉米是我國養殖業和畜牧業主要飼料來源，按照氣候、地貌等自然地理條件，我國的玉米種植區分為北方區、西北區、黃淮海平原區、南方丘陵區、西南山地區、青藏高原區等6個區域。自然地理環境不同，玉米的營養成分也不盡相同[4]。為此，選取了玉米種植具有典型性的內蒙古自治區的卓資縣(A1)、甘肅省的安定區(A2)、江西的永豐縣(A3)、青海省的大通縣(A4)、山東省的鄆城縣(A5)、貴州的桐梓縣(A6)6個地區，通過設置樣地，進行試驗，深入探究不同自然地理環境條件下玉米飼料的營養成分。

2 材料與方法

2.1 試驗材料

2.1.1 品種選擇

因本研究重點考究不同自然地理環境條件下的玉米營養成分，因而在試驗品種選取上[9-12]，選取了適宜本地區種植條件一種玉米品種的同時，還選取了適宜另5個研究區種植條件的主要玉米品種進行對比分析[13-15]。通過當量因子法來確定玉米營養成分的當量，以求減少研究中出現的偏差。

2.1.2 田間管理

在播種(播種時間、行距、播量、深度)、苗情、施肥、澆水、防治病蟲害、中耕除草、采收等方面，均按照統一要求執行。

2.2 試驗方法

記載玉米生長發育期間(播種期、出苗期、撥節期、抽雄期、收獲期)的自然地理環境條件情況和生長發育情況，分析籽粒玉米和青貯玉米(成熟期)的營養成分。

3 研究數據及分析模型的建立

3.1 不同自然地理環境數據

3.1.1 變量選擇

為了保證試驗結果的可靠性，本研究以不同自然地理環境為主要控制變量，并且在此選擇試驗樣地，其他因素盡量保持相同。對樣地的環境條件主要包括地貌類型、地勢、坡度、坡向、配置模式等項目進行調查，并作好記錄。

3.1.2 描述性統計

為了深入考究自然地理環境對玉米飼料營養成分的影響，本研究以研究區的地理位置(經度、緯度、海拔、氣候、所處區域)、地形、水文(年均降水量、年均蒸發量)、氣象(平均氣溫、光照時間、無霜期)、土壤(土壤類型、厚度、肥力、透氣性、有機質)等作為被解釋變量，對玉米的營養成分進行深入分析，具體見表1。

表1 不同自然地理環境因素統計分析表

3.2 不同自然地理環境的實驗數據

本研究將玉米飼料營養成分分為籽粒玉米和青貯玉米(成熟期)，其營養成分分為營養指標(B1)、有效能值(B2)、氨基酸含量(B3)、回腸消化率(B4)、主要礦物質含量(B5)、主要維生素含量(B6)、主要非淀粉多糖(B7)等7個一級指標和干物質(DM)、粗蛋白(CP)、粗脂肪(EE)、粗灰分(ASH)、粗纖維(CF)和鈣(Ca)、磷(P)、鐵(Fe)等20個二級指標，并利用當量因子法作為分析研究地不同營養成分的基本方法，見表2。

表2 不同地區玉米營養物質含量的當量因子表

4 不同自然地理環境條件下玉米飼料營養成分比較分析

4.1 數據模型構建

本研究在對不同自然地理環境玉米營養成分分析時，涉及12個自然地理環境指標和20個玉米營養成分指標，在對這些多變量的研究過程中，由于變量數量較多且變量之間存在一定的關聯性。因而采用P維系統計分析方法[10]。具體計算過程：

(1)

各個樣本矩陣的相關系數矩陣計算公式：

(2)

在降維過程中，利用拉依達準則，并結合不同的數據處理方法，進行坐標位置的轉換，對數據進行刪除以及填補。

4.2 不同自然地理環境條件下玉米飼料營養成分因子轉換

為了便于研究，將玉米營養成分主要指標的當量因子進行矩陣轉換。為便于研究用字母代替，即營養指標(B1)、有效能值(B2)、氨基酸含量(B3)、回腸消化率(B4)、主要礦物質含量(B5)、主要維生素含量(B6)、主要非淀粉多糖(NSP)(B7)。見表3。

表3 不同自然地理環境條件下玉米營養成分因子轉換表

本研究以玉米營養成分為研究樣本，按照實驗所分6個區域(每個研究區域設置6個實驗樣點，1個種植本土品種，另5個種植其他區域的品種)36個測試小組，探索不同自然地理環境下玉米營養成分的組成情況。由表2、表3可知，玉米飼料的營養成分可通過營養物質轉化的當量因子，比較分析不同自然環境條件下的玉米的營養成分。

4.3 數據模型分析

為了驗證所提不同自然地理環境條件下的玉米飼料營養成分，需要進行樣本實驗，分析其關聯度，見表5，進行評估誤差(%)對比，進行當量因子變化。評估誤差越低，則說明評估的可靠性越高。本研究根據評估誤差和評估指標(當量因子)的對比結果，來確定不同自然地理環境對玉米飼料營養成分的影響程度。

為了驗證傳統的試驗方法是否正確，本研究再次選用灰色關聯度分析方法組建了評估模型。通過以上實驗數據對比不同自然地理環境條件下的玉米飼料營養成分的與樣本地的關聯情況，如表4所示。

表4 所提方法的評估誤差和當量因子變化情況

由表4可知，不同自然地理環境條件下玉米各種營養成分不盡相同。營養指標B1分析結果：A5

5 結語

本研究針對不同自然地理環境條件下玉米飼料營養成分比較分析，研究結果表明，不同地區籽粒玉米和青貯玉米的營養成分都有很大變化，這與溫度、光照、水分及土壤等生態環境因子有很大關系，玉米的生長過程需要生態環境提供營養物質，否則生長發育就會受到嚴重影響。