陳平 姜濤 喻春明 王延周 熊和平
摘要:為篩選出適宜的飼用苧麻(Boehmeria nivea)品種,對國家苧麻種質(zhì)資源圃中33個苧麻資源的主要營養(yǎng)成分進行了測定,并利用隸屬函數(shù)法對其營養(yǎng)價值進行綜合評價。結(jié)果表明,33個苧麻資源主要營養(yǎng)平均含量為粗蛋白17.70%、粗脂肪2.60%、粗纖維24.97%、粗灰分13.83%、磷0.35%、鈣3.56%。根據(jù)隸屬函數(shù)分析結(jié)果,將33個苧麻品種分為3級,第Ⅰ級為綜合營養(yǎng)品質(zhì)優(yōu)質(zhì)型5個苧麻品種,Ⅱ級為品質(zhì)中等型25個品種,Ⅲ級為品質(zhì)差型3個品種。研究結(jié)果表明采用隸屬函數(shù)法綜合評估苧麻的營養(yǎng)品質(zhì)是可行的,可以較好地揭示其綜合營養(yǎng)品質(zhì),為飼用苧麻品種選育提供參考。
關(guān)鍵詞:苧麻(Boehmeria nivea);營養(yǎng)品質(zhì);飼用資源;隸屬函數(shù)
中圖分類號:S563.1 文獻標識碼:A 文章編號:0439-8114(2015)10-2435-04
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.10.034
苧麻(Boehmeria nivea)是中國傳統(tǒng)的纖維作物,具有悠久的栽培歷史。苧麻纖維具有纖維長、吸濕和散熱快等優(yōu)良特性,是優(yōu)良的紡織原料,同時苧麻葉片營養(yǎng)豐富,粗蛋白含量高,還含有多種微量元素和維生素,是很好的蛋白質(zhì)飼料[1,2]。研究者以苧麻喂養(yǎng)豬[3-5]、雞[6]、羊[7-9]、兔[10、11],都取得了很好的效果。苧麻作為中國南方高產(chǎn)飼料作物已開始受到關(guān)注,并得到了一定的推廣[12]。但目前種植的主要是纖用苧麻品種,這些品種纖維的產(chǎn)量高,成熟時葉片少,而且葉片中粗蛋白含量顯著降低[13],飼用性不佳。在飼用苧麻品種育種方面,目前僅有“中飼苧1號”1個飼用專用品種的報道[14],曾日秋等[15]篩選了7個苧麻飼用品系,其中5個相對飼用價值超過100%。在飼用苧麻資源研究方面,揭雨成等[16]對30份苧麻資源進行了產(chǎn)量和粗蛋白測定,康萬利等[17]對120份苧麻資源進行了植物學(xué)觀察和部分品種開花期營養(yǎng)品質(zhì)分析。作為飼用牧草開發(fā),苧麻在營養(yǎng)生長期的營養(yǎng)品質(zhì)還未見相關(guān)研究報道。
國家苧麻種質(zhì)資源圃中保存了近3 000份苧麻資源,主要對其纖維產(chǎn)量和性能進行評價,與飼用相關(guān)的營養(yǎng)品質(zhì)研究一直被忽視。本研究從國家苧麻種質(zhì)資源圃中篩選出根型、分蔸能力和來源不同的33份種質(zhì),對其粗蛋白、粗纖維、粗灰分、鈣、磷等營養(yǎng)成分進行了測定,并利用隸屬函數(shù)法對其進行綜合評價,為優(yōu)良基因種質(zhì)資源挖掘和飼用苧麻品質(zhì)選育奠定了基礎(chǔ)。
1 材料與方法
1.1 試驗地概況
試驗地位于中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所長沙望城試驗基地內(nèi),海拔45 m,28°31′N,112°86′E。屬亞熱帶氣候帶,受季風(fēng)影響明顯,氣候特征為春季溫度變化大,夏初雨水多,伏秋高溫旱,冬季少嚴寒。1月為一年中氣溫最低的月份,平均氣溫為4.4 ℃,7月氣溫最高,平均氣溫為30 ℃。年無霜期為270~300 d,年平均日照時數(shù)為1 610.5 h,年均降水量約為1 370 mm。試驗地土壤為紅壤,肥水條件優(yōu)良。
1.2 材料
33個苧麻資源來源于中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所苧麻種質(zhì)資源圃,名稱及來源見表1。
1.3 試驗設(shè)計與處理
采用隨機區(qū)組試驗設(shè)計,每個品種重復(fù)2次,小區(qū)面積為3.0 m×2.6 m,每小區(qū)種植5行,每行5蔸,行距70 cm。每公頃施尿素300 kg,及時除草,適時進行田間管理。扦插苗6月移栽,8月上旬破稈(新栽苧麻的第一次收割),促使地下根莖快速生長,第二次追肥。9月采集樣品進行性狀測定。
1.4 測定方法
苧麻株高65 cm左右時取樣,中間麻蔸隨機取樣,105 ℃殺青,65 ℃烘干至恒重,經(jīng)小型粉碎機粉碎后過篩,留作營養(yǎng)品質(zhì)測定。
營養(yǎng)品質(zhì)測定:留測樣品粉碎后過孔徑1 mm篩,測定營養(yǎng)成分含量。粗蛋白測定參考GB/T 6432-1994《飼料中粗蛋白測定方法》,粗脂肪測定參考GB/T 6433-2006《飼料中粗脂肪的測定》,粗纖維測定參考GB/T 6434-2006《飼料中粗纖維的含量測定 過濾法》,粗灰分的測定參考GB/T 6438-2007《飼料中粗灰分的測定》,總磷測定參考GB/T 6437-2002《飼料中總磷的測定 分光光度法》,鈣的測定參考GB/T 6436-2002《飼料中鈣的測定》。
1.5 數(shù)據(jù)處理
試驗數(shù)據(jù)采用SAS統(tǒng)計軟件包進行主成分分析。
隸屬函數(shù)值計算公式:
U(Xi)=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin),i=1,2,3,…,n (1)
式中,Xi為指標測定值;Xmax和Xmin分別為測試材料某一指標的最大值和最小值。
如某一指標與營養(yǎng)品質(zhì)為負相關(guān),則用反隸屬函數(shù)進行轉(zhuǎn)換,計算公式為:
U(Xi)=1-(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin),i=1,2,3,…,n (2)
將各個待評價材料的各個指標的具體特性隸屬值進行累加,并求平均數(shù)。
2 結(jié)果與分析
2.1 苧麻品質(zhì)測定
33個苧麻品種品質(zhì)性狀見表2。由表2可見,不同品種間粗蛋白與粗纖維含量差異明顯,品種間粗蛋白含量主要集中在16%~18%。粗蛋白含量最高的苧麻品種為鄰水野麻,為21.35%,比平均值高20.62%;其次為漢中苧麻、黃金麻、紅皮苧,最低的是天柱青麻,粗蛋白含量僅為14.24%,比最高的鄰水野麻低33.3%。品種間粗纖維含量平均值為24.97%,粗纖維含量最高的為青圓6號,為30.32%,比平均值高21.43%;粗纖維含量最低的為寧都野麻,為21.44%,比青圓6號低29.29%,其次是榮昌苧麻、鄰水野麻。粗脂肪含量最高的為漣源竹根麻,為3.18%;最低的為望漠野麻,為1.85%。粗灰分含量顯示品種含礦物質(zhì)的多少,大葉胖麻、黃殼早、蘄春紅麻等粗灰分含量較高,竹幾麻、寧都野麻、大葉麻2號等粗灰分含量較低。
2.2 品質(zhì)指標間的相關(guān)性
利用SAS軟件對品種間各品質(zhì)性狀進行簡單相關(guān)分析,結(jié)果見表3。由表3可見,粗蛋白含量與粗纖維、磷含量呈一定的負相關(guān),與粗脂肪、粗灰分、鈣含量呈正相關(guān)。粗灰分含量與鈣含量之間呈極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)達到0.653。
2.3 隸屬函數(shù)綜合評價
為了比較全面地反映苧麻的飼用品質(zhì),采用模糊數(shù)學(xué)中隸屬函數(shù)法,選用與苧麻飼用品質(zhì)關(guān)系密切的6個營養(yǎng)指標即粗蛋白、粗纖維、粗脂肪、粗灰分、磷和鈣含量對33個苧麻資源抗寒性進行綜合評價,各苧麻品種的平均隸屬度(SF)及排序見表4。平均隸屬度越大,說明該品種飼用品質(zhì)越好。由表4可見,綜合品質(zhì)最佳(SF>0.65)的5個品種依次為鄰水野麻、蘄春紅麻、紅皮苧、漢中苧麻和漣源竹根麻,其綜合營養(yǎng)價值較高,歸為第Ⅰ級,可作為飼用品種選育的親本材料;綜合品質(zhì)較差(SF<0.40)的3個品種分別為大葉麻2號、青桿麻和竹幾麻,歸為第Ⅲ級,不適合在飼用苧麻育種中應(yīng)用;其余品種綜合品質(zhì)評價居中(0.40≤SF≤0.65),歸為第Ⅱ級。
3 小結(jié)與討論
不同草食動物對牧草不同營養(yǎng)成分的消化利用程度存在差異,所以難以用單一指標進行營養(yǎng)價值的評定。隸屬函數(shù)分析法在多指標測定基礎(chǔ)上進行綜合評價,具有一定的客觀性和準確性,廣泛應(yīng)用于植物的營養(yǎng)品質(zhì)[18-20]和抗逆性[21-23]分析。
苧麻是蕁麻科苧麻屬多年生草本植物,不僅是優(yōu)質(zhì)的精紡纖維作物,也是優(yōu)良的飼料作物。蛋白質(zhì)含量是評價牧草的重要指標,已有研究表明,苧麻嫩莖葉的蛋白質(zhì)含量在15%~26%之間[2、12、17、24]。本試驗中,各苧麻資源的粗蛋白含量介于14.24%~21.35%。各研究存在一定的差異,可能是不同品種和不同的收獲期造成的。喻春明[25]研究表明,不同的收獲時期苧麻葉片的蛋白質(zhì)含量存在較大的差異,隨著收割高度從40 cm增加到70 cm,粗蛋白含量由22.67%降為19.77%。其他與營養(yǎng)品質(zhì)相關(guān)的指標粗纖維、粗脂肪、鈣、磷的研究較少見報道,從本研究結(jié)果來看,粗脂肪、粗灰分、磷、鈣含量的平均值分別為2.60%、13.83%、0.35%、3.56%,粗纖維含量僅為24.97%,其營養(yǎng)價值與苜蓿相當(dāng)[26、27],尤其是鈣含量高,是很好的植物飼料蛋白質(zhì)原料。而苧麻適應(yīng)性強,在中國南方高溫高濕的氣候條件下種植,能夠獲得比苜蓿更高的產(chǎn)量,因此可作為南方地區(qū)草食動物的優(yōu)良牧草。
綜上所述,本研究評測的33個苧麻品種中,根據(jù)平均隸屬函數(shù)值將其分為3級,第Ⅰ級中的5個苧麻資源分別為鄰水野麻、蘄春紅麻、紅皮苧、漢中苧麻和漣源竹根麻,它們的綜合品質(zhì)較優(yōu),可以作為飼用苧麻品種選育的親本材料,用以培育營養(yǎng)品質(zhì)和綜合性狀更優(yōu)的飼用苧麻品種。
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