三叶草不同生长时期营养动态变化规律的研究

陈雅君，李 宏，李 雪，王艳彬，殷秀杰，李 鑫，王 超

（1.东北农业大学园艺学院，哈尔滨 150030；2.东北农业大学动物科学技术学院，哈尔滨 150030）

三叶草为豆科（Leguminosae）三叶草属（Trifolium）植物[1]，是经济价值和营养价值都很高的蛋白质饲料植物，在我国温带和中亚热带地区均有野生种的分布，其栽培品种也很多[2]。其中白三叶（Trifolium repens L.）和红三叶（T.pratense L.）因蛋白含量高，株型美观，被广泛用于饲草和地被[3-5]。

家畜生产不仅受牧草的产量影响，更重要的是受牧草质量的影响[6]，因为牧草在不同生长季节粗蛋白质、粗脂肪、无氮浸出物和粗灰分等营养物质的含量有很大差异。植物元素的积累特征虽然主要决定于种的遗传性，但生长期对其也有明显影响[7]。牧草的营养价值可能随着生长发育阶段的变化以及一年中季节的变换呈现不同变化规律，形成营养价值的波动。营养均衡价表示牧草营养价值在一年度中波动的平稳程度。牧草的营养成分以较为均衡、波动较小者为优[8]。但是目前未有文章报道过三叶草的营养均衡价。

本文通过对3种三叶草在不同生长时期的营养指标变化研究，探讨其营养价值不同时期的变化规律，并对这几种三叶草营养均衡价进行评价。以期为三叶草的饲用价值和合理有效开发利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2009年8月～2010年12月在东北农业大学园艺实验站（北纬 N44°12'，东经E126°42'）进行[9]，试验地地势平坦、开阔，土壤为通气性和保水性良好的沙壤土，有机质含量4.72 g·kg-1，pH 7.0。

1.2 材料

供试的3种三叶草（Trifolium L.）名称、产地见表1。普通红三叶和瑞文德购自哈尔滨市三丰园林公司，野生红三叶采自黑龙江省小兴安岭林区。

表1 不同三叶草（Trifolium L.）名称及产地Table 1 Name of cultivars and native place

1.3 材料培育与采集

将籽粒饱满，大小均匀的3种试验品种经消毒处理后，用蒸馏水清洗3遍，于2009年5月进行播种，分别播种于长5 m，宽1.2 m的试验小区内，播种量为 10 g·m-2，土壤有机质含量为 4.72 g·kg-1，pH 7.0，每品种重复3次，随机区组排列。当苗长至3 cm时进行间苗，每cm2保留1～2株苗，田间正常管理。2010年4月三叶草返青后，分别在其生长初期（5月10日）、初花期（6月10日）、盛花期（7月10日）和结实后期（10月10日）的上午8∶00～9∶00进行采样，每个小区内设5个定位点，每个定位点采集鲜样100 g，用来测定3种三叶草不同生长期的营养成分。

1.4 测定指标和方法

样品中性洗涤纤维（Neutral detergent fiber，NDF）和酸性洗涤纤维（Acid detergent fiber，ADF）含量的测定应用范氏（Van Soest）洗涤纤维分析法，粗蛋白（Crude protein，CP）应用凯氏定氮法测定，粗灰分（Ash）采用高温灼烧法测定，Ca含量用高锰酸钾法测定，P含量采用钼黄比色法测定[10]。

牧草营养均衡价的计算：牧草的营养均衡价一般以粗蛋白质或粗纤维计算，粗蛋白质是正面反映牧草营养价值的指标[8]，本文采用牧草粗蛋白含量计算营养均衡价。

营养均衡价（Nutrition balanced value，NB）=x/s

1.5 数据处理与统计分析

试验原始数据的整理采用Excel软件完成，差异显著性测验采用SPSS 17.0软件完成。

2 结果与分析

2.1 3种三叶草不同生长时期营养成分动态变化

2.1.1 三叶草不同生长时期营养成分含量的比较

3种三叶草不同时期营养成分测定结果见表2。

表2 三叶草不同品种营养成分含量的比较Table 2 Comparison of nutrient content of different clovers (%)

从表2可以看出，3种三叶草之间除同一生长时期的营养成分存在差异之外，同一种内（野生型红三叶和普通红三叶）不同生长时期的营养成分也不同。

2.1.2 不同三叶草粗灰分含量的动态变化

根据不同三叶草粗灰分数据看，野生型红三叶和普通红三叶的粗灰分含量随着生长时期的推移而先降低后升高，瑞文德的粗灰分含量则随着生长期的推移而一直下降，3种三叶草的粗灰分含量在生长初期（5月）最高，分别为15.28%、13.28%和10.79%。野生型红三叶和普通红三叶的粗灰分含量在初花期（6月）最低，瑞文德在结实后期（10月）最低（见图1）。

图1 粗灰分含量动态变化Fig.1 Changes of crude ash content at different growth stages

2.1.3 不同三叶草粗蛋白含量的动态变化

3种三叶草粗蛋白含量都随着生长时期的推移呈现下降-下降-上升的趋势，最高值出现在生长初期（5月），盛花期（7月）达最低值（见图2）。处于生长初期的3种三叶草的粗蛋白含量，以普通红三叶最高，达27.84%。

图2 粗蛋白含量动态变化Fig.2 Changes of crude protein content at different growth stages

2.1.4 不同三叶草洗涤纤维、Ca和P的动态变化

3种三叶草中性洗涤纤维含量都随着生长时期的推移呈先下降后上升的趋势，在结实后期（10月）出现最大值，野生型红三叶、普通红三叶和瑞文德分别是63.53%、64.29%和60.06%（见表2），普通红三叶的中性洗涤纤维含量高于其他两个品种。3种三叶草的酸性洗涤纤维含量都随着生长时期的推移呈现上升的趋势，而普通红三叶在4个不同生长时期酸性洗涤纤维含量均大于其他两个品种，而且与中性洗涤纤维一样，含量最大值出现在结实后期（10月）。

3种三叶草的Ca、P含量都是随着生长时期的推移呈先下降后上升的趋势，Ca含量在结实后期（10月）达到最大值，野生型红三叶、普通红三叶和瑞文德分别为2.89%、2.64%和2.68%。P含量的最大值在生长初期（5月），而其中野生型红三叶的含量最高，为0.877%。在盛花期（7月）Ca和P的含量都为最小值。3种三叶草的钙磷比（Ca/P）随着生长时期的推移呈先下降后上升的趋势，在结实后期（10月）达到最大值，野生型红三叶、普通红三叶和瑞文德分别为3.47、3.36和3.39，野生型红三叶和普通红三叶在盛花期（7月）最低，瑞文德在初花期（6月）最低。

2.2 3种三叶草品种营养均衡评价

营养均衡价表示三叶草营养价值在一年生长中波动的平稳程度，以粗蛋白为标准计算3种三叶草的营养均衡价（见表3）。结果显示瑞文德的营养均衡价最高，为8.47，普通红三叶的营养均衡价最低，为3.41。

表3 三叶草不同品种营养均衡价比较(以粗蛋白质为标准)Table 3 Comparison of NB within different clovers(take CP as a standard)

3 讨论

3.1 不同三叶草营养物质含量动态规律

灰分是指除碳、氢、氧和氮以外所有其他元素氧化物的总和。而且大部分是钙、磷和钾的氧化物。它反映了牧草矿物质的总体含量[11]。本研究中不同三叶草灰分含量变化规律不同。其中瑞文德的粗灰分含量是随着生长时期的推移呈现一直下降的趋势，这与其他多年生牧草的粗灰分变化规律相似，三叶草在生长期间，随着光合作用的加强，碳水化合物在体内不断积累，矿物质营养成分所占比例也逐渐降低[12-14]。野生型红三叶和普通红三叶的粗灰分含量随着生长时期的推移呈现下降-上升-上升的趋势，这个结果与胡迪先等对白三叶草营养动态的研究结果[3]相似，这说明牧草体内矿质元素随植物生长季的变化较有机物质变化复杂，各种植物没有一致性的动态规律，可能与牧草种类、年龄和土壤的理化性状等因素有关[15]。

3种三叶草的粗蛋白含量在生长初期到初花期之间较高，随着生长时期的推移逐渐降低，从理论上看，当三叶草由营养生长转入生殖生长时，为适应开花的需要，使含氮物质有所降低，加上纤维素增加，使蛋白质含量相对减少[12]。而在结实后期对3种三叶草粗蛋白含量比较发现，这个时期粗蛋白的含量比前个时期含量高，可能因为深秋季节，低温促进蛋白质在细胞中的合成，有利于三叶草对寒冷的抵抗。这一结论与翁伯琦等对低温影响豆科牧草蛋白质含量的研究结果[16]一致。

3种三叶草中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维在生长后期都呈现上升的趋势，这主要是因为叶是营养物质的富集区，而茎作为输导和机械组织，主要以纤维的形式存在。随着三叶草高度的增加，茎叶比增加[17]，所以粗纤维含量增加，与刘太宇等对白三叶不同生育期的中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维研究规律[18]一致。

植物中钙、磷含量一般被认为与植物种类和生长节律有较大关系[19]。在本研究中，3种三叶草品种的Ca、P含量都随着生长时期的推移呈先下降后上升趋势，这表明三叶草在生长初期，需要大量的蛋白质和核酸，因此对Ca、P的选择性吸收较多[20]；而在生长旺盛季节，叶片生物量迅速增加，营养元素逐渐稀释[21]，含量剧烈下降；当进入结实后期叶片基本不再生长，其营养元素又略有增加，这可能因为根系对Ca、P的吸收能力有所加强[22]。这个结果与钟华平等对红三叶P和Ca动态研究的结果[23]相似。同时在对3种三叶草不同时期P和Ca含量进行比较后得知：P含量在生长初期（5月）大于其他3个时期的含量，并且野生型红三叶含量最大，瑞文德居中。3种三叶草Ca含量在结实后期（10月）大于其他3个时期的含量，也是野生型红三叶含量最大，瑞文德居中。由此可见，3种三叶草的Ca和P含量变化规律表现一定相似性。3种三叶草的Ca/P都随着生长时期的推移呈先下降后上升的趋势，牧草中Ca/P＜1.0或Ca/P＞7.0都会影响牧草的利用[8]，3种三叶草的Ca/P在整个生长期均处于2.0～4.0之间，能够保证动物对矿物质的正常吸收。

3.2 不同三叶草营养均衡价

牧草均衡生产，可以分为时间均衡价、营养均衡价、营养持久价和价格均衡价[8]。以三叶草粗蛋白为标准，分析3种三叶草的营养均衡价，其营养均衡价依次为：瑞文德＞野生型红三叶＞普通红三叶。另一方面，牧草的营养持久价是衡量营养物质在饲用植物上保留时间长短的一种度量。营养持久价越高，家畜就可以充分消化吸收，有利于家畜生长发育。牧草营养均衡价高者，其营养持久价自然也就高[8]，有关营养持久价的研究对合理利用三叶草牧草资源具有重要意义。

4 结论

a.3种三叶草的粗蛋白含量在生长初期（5月）到初花期（6月）最高，粗蛋白含量显示普通红三叶在生长初期和初花期的营养价值高于其他两种三叶草。

b.3种三叶草在生长初期（5月）到初花期（6月）的中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量都较低，在此期间动物采食利于消化。野生型红三叶相对低于其他两种三叶草。

c.3种三叶草的Ca和P含量都随着生长时期的推移先下降后上升。Ca/P结果表明，3种三叶草在整个生长期被动物采食后均可正常消化吸收其矿物质；野生型红三叶和普通红三叶的粗灰分含量初花期（6月）最低，瑞文德的粗灰分含量在结实后期（10月）最低，表明两种红三叶在初花期利用营养价值较高，而瑞文德在结实后期营养价值较高。

d.营养均衡价的评价表明，瑞文德的营养均衡价最高，为8.47，一个年度的营养价值波动最小。

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