■丁梦军 郝丽珍 张凤兰 杨忠仁 郑清岭 张晓艳 布仁吉雅 代春玲
(1.内蒙古农业大学农学院内蒙古自治区野生特有蔬菜种质资源与种质创新重点实验室,内蒙古呼和浩特 010019;2.内鄂托克前旗草原站,内蒙古鄂尔多斯 016200)
近年来,草食畜禽的迅猛发展为饲草生产提供了广阔的发展空间,饲用植物的种植面积将进一步扩大。饲用植物的营养成分是衡量饲草营养价值高低的重要指标[1]。生产中主要的饲用植物主要有苜蓿、黑麦草、高胆草、沙打旺、皇竹草和苏丹草等。其中苜蓿粗蛋白质含量为18.06%,中性洗涤纤维含量为 41.26%[2],沙打旺具有较高的营养物质含量,中性洗涤纤维含量为47.03%,消化率为50.29%[3],皇竹草为畜牧业发展提供重要的饲草保障,营养成分中粗蛋白为4.10%,粗纤维26.70%,粗脂肪1.02%[4]。饲用植物营养研究的不断深入促进了畜牧业的均衡发展,挖掘其他有价值的饲用植物对畜牧产业发展意义重大。
蒲公英属(taraxacum F.H.Wigg.)是菊科多年生草本植物,植株具白色乳状汁液,叶密集成莲座状,花色多为黄色、白色[5]。蒲公英属一般统称蒲公英[6],原产欧洲和北亚,我国南北各地多有分布,适应性很强,可在各种类型土壤中生长。蒲公英是传统的中草药,全草可入药,具有清热解毒、健胃消炎、通乳利胆、消肿散结的功效[7],植株嫩叶、嫩茎可作为野菜食用,也是比较普遍的沙生植物和饲用植物资源。袁瑾[8]等报道了野生蒲公英含有丰富的矿质元素、维生素等多种营养成分。陈丹[9]也分析了蒲公英各器官的营养成分,进一步肯定了其重要的食用价值和药用价值。目前模糊数学隶属函数法和灰色关联分析法等已在农业生产各领域中广泛应用[10-12],但将这些方法应用于饲用植物养分和饲用价值综合评价的研究相对缺乏。且对蒲公英属不同种间营养价值差异研究较少。因此本试验以内蒙古地区野生的斑叶蒲公英(taraxacum variegatum Kitag)、阿尔泰蒲公英(taraxacum altaicum Schischk)、中亚蒲公英(taraxacum centrasiaticum D.T.Zhai)、绯 红 蒲 公 英(taraxacum pseudoroseum Schischk)和红梗蒲公英(taraxcum erythropodium Kitag)的叶片为材料,测定其营养成分,并运用模糊数学隶属函数法和灰色关联分析法对其营养价值进行综合评价和分类,为蒲公英的进一步开发利用提供理论依据。
斑叶蒲公英、中亚蒲公英、绯红蒲公英、红梗蒲公英和阿尔泰蒲公英均于2014年8月采自内蒙古自治区包头市,采集5种蒲公英生长状况良好的鲜样,采后将叶片用清水冲洗干净,再用蒸馏水冲洗3遍,及时测定相应指标。
粗脂肪含量测定采用索氏提取法[13];粗蛋白含量测定采用半微量开氏法[14];可溶性糖含量测定用蒽酮比色法[13];可溶性蛋白含量测定采用考马斯亮蓝G-250染色法[13];维生素C含量的测定采用钼酸铵比色法[15];酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量测定采用范式法(Van Soest)[16];含水量测定采用常压烘箱干燥法[13];氨基酸含量测定采用茚三酮溶液显色法[13]。
试验数据采用SPSS 14.0软件进行数据统计分析,用Duncan's新复极差法进行单因素多重比较。
1.4.1 模糊数学隶属函数法[10]
采用模糊数学隶属函数法对蒲公英的营养价值进行综合评价。隶属函数值X(μ)=(x-xmin)/(xmax-xmin),式中x为指标测定值,xmin、xmax为所有参试材料某一指标的最小值和最大值,如果某一指标与营养指标呈负关,则可以通过反隶属函数计算其隶属函数值,公式为X(v)=1-(x-xmin)/(xmax-xmin)。最后再将蒲公英各个指标的隶属值累加求其平均值。
1.4.2 灰色关联分析
根据灰色系统理论[11],把所有供试的营养物质看成一个灰色系统,每种蒲公英营养指标则为系统中的一个因素,分析该系统中各因素的联系程度即关联度。通过分析得到粗脂肪、粗蛋白、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、可溶性糖、可溶性蛋白、氨基酸和含水量等营养物质含量,以这些因素作为子因素,以各样品的干重作为母因素进行分析。计算各营养物质含量与母因素之间的关联度,即可确定各营养物质价值的高低。设参考数列为 X0,被比较数列为 Xi,i=1,2,3……N,X0={X0(1),X0(2),X0(3),X0(N)},Xi={Xi(1),Xi(2),Xi(3),……Xi(N)},则称
为X0和Xi在第K点的关联系数。将各个关联系数平均起来,该平均值即为比较数列Xi(k)对参考数列X0(k)的关联度。
2.1.1 5种蒲公英酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、粗脂肪和粗蛋白分析(见表1)
表1 5种蒲公英酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、粗脂肪和粗蛋白含量(风干基础)(%)
从表1可以看出,5种蒲公英的酸性洗涤纤维含量为中亚蒲公英>绯红蒲公英>红梗蒲公英>斑叶蒲公英>阿尔泰蒲公英,中亚蒲公英的酸性洗涤纤维含量最高(30.66%),与其他种差异显著(P<0.05),阿尔泰蒲公英的最低(26.62%);中性洗涤纤维含量绯红蒲公英>红梗蒲公英>阿尔泰蒲公英>中亚蒲公英>斑叶蒲公英,绯红蒲公英的最高(46.88%),与其他种差异显著(P<0.05),其中阿尔泰蒲公英和中亚蒲公英差异不显著(P>0.05),斑叶蒲公英的最少(40.48%)。
粗蛋白质含量由高到低为斑叶蒲公英>中亚蒲公英>阿尔泰蒲公英>绯红蒲公英>红梗蒲公英,斑叶蒲公英的最高(20.27%),与其他种差异显著(P<0.05),中亚蒲公英和阿尔泰蒲公英差异不显著(P>0.05),红梗蒲公英的最低(12.82%)。
粗脂肪含量由高到低为斑叶蒲公英>红梗蒲公英>阿尔泰蒲公英>中亚蒲公英>绯红蒲公英,斑叶蒲公英的最高(4.78%),但与红梗蒲公英差异不显著(P>0.05),与其他种差异显著(P<0.05),阿尔泰蒲公英和中亚蒲公英差异不显著(P>0.05),绯红蒲公英的粗脂肪含量最低(2.88%)。
2.1.2 蒲公英维生素C、可溶性蛋白质、氨基酸和可溶性糖含量分析(见表2)
从表2可以看出,含水量由高到低为中亚蒲公英>斑叶蒲公英>绯红蒲公英>红梗蒲公英>阿尔泰蒲公英,最高为中亚蒲公英(74.16%),与其他种差异显著(P<0.05),斑叶蒲公英和绯红蒲公英差异不显著(P>0.05),最低的为阿尔泰蒲公英(68.23%)。
表2 5种蒲公英维生素C、可溶性蛋白质、氨基酸和可溶性糖含量
维生素C含量由高到低为中亚蒲公英>绯红蒲公英>斑叶蒲公英>阿尔泰蒲公英>红梗蒲公英,最高的为中亚蒲公英(47.96 mg/100 g),最低的为红梗蒲公英(44.34 mg/100 g),5种蒲公英差异均不显著(P>0.05)。
可溶性蛋白质含量由高到低为红梗蒲公英>阿尔泰蒲公英>绯红蒲公英>中亚蒲公英>斑叶蒲公英,含量最高的为红梗蒲公英(8.17 mg/g),与阿尔泰蒲公英差异不显著(P>0.05),含量最低的为斑叶蒲公英(6.61 mg/g)。
可溶性糖含量由高到低为斑叶蒲公英>红梗蒲公英>绯红蒲公英>中亚蒲公英>阿尔泰蒲公英,最高的为斑叶蒲公英(24.91 mg/g),斑叶蒲公英和其它蒲公英差异显著(P<0.05),中亚蒲公英和绯红蒲公英差异不显著(P>0.05),最低的为阿尔泰蒲公英(15.99 mg/g)。
氨基酸含量由高到低为红梗蒲公英>阿尔泰蒲公英>绯红蒲公英>斑叶蒲公英>中亚蒲公英,最高的为红梗蒲公英(24.67 mg/100 g),与其它种差异显著(P<0.05),最低的为中亚蒲公英(10.80 mg/100 g),中亚蒲公英和斑叶蒲公英差异不显著(P>0.05)。
采用模糊数学隶属函数对蒲公英的营养成分进行综合评价。将每种蒲公英各个营养指标的隶属值累加求其平均值,隶属值越大,营养价值越大。通过比较5种蒲公英的隶属值平均值大小,最终确定其营养价值排序,结果见表3。由表3可知,红梗蒲公英营养价值最高,其次是阿尔泰蒲公英,中亚蒲公英的营养价值最低。
表3 蒲公英各营养价值隶属值
根据灰色系统理论中关联度的分析原则,关联度大的数列与母序列指标最为接近,因此蒲公英8种营养物质中营养价值最高的是中性洗涤纤维,其次是氨基酸,营养价值最差的是粗蛋白(见表4)。
表4 各营养物质与母序列的关联度及排序
5种蒲公英营养成分丰富,适宜于家畜饲养,是草地畜牧业优质的饲草资源。营养成分中粗蛋白质和氨基酸含量高于柠条锦鸡儿、小叶锦鸡儿、沙棘和沙枣等[17],较苜蓿粗蛋白质含量[18]无显著差异,饲用营养价值高;在反刍日粮中,通常利用酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维估计动物能够消化的饲料量、总可消化养分和其他能值以及饲料相对价值,本试验测定的5种蒲公英的酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维与苜蓿[1]相当,其中中亚蒲公英和绯红蒲公英更佳;蒲公英的粗脂肪含量比小麦、玉米秸秆粗脂肪含量高[1],脂肪是动物储存能量的最好方式,对粗脂肪的需求量少,但是不可或缺;中亚蒲公英的维生素C含量高于刺五加、灰条菜、枸杞等野生蔬菜[19],作为动物饲料可预防疾病,减少牲畜的发病率,提高经济效益。红梗蒲公英的可溶性蛋白质和斑叶蒲公英的可溶性糖含量较高,可溶性糖对提高植物抗寒性具有重要作用,可溶性蛋白是植物抗逆性的重要指标之一,可溶性糖和可溶性蛋白质可以使植物进行旺盛的生命活动,它也是植物重要的营养贮藏物质。蒲公英属植物具有良好的抗旱性、种类繁多、适宜栽培的面积广且营养丰富,是重要的饲草资源,具有良好的饲用价值,能满足动物的营养需要。
模糊数学隶属函数法和灰色关联分析法可较为真实全面反映人们对客观系统的实际认识程度,能对评价系统给出质的定性解释和量的确切描述,还能对评价对象进行大致分类[20]。莫本田等[21]运用灰色关联分析法对贵州野生禾本科牧草营养价值进行了评价,认为灰色关联分析法考虑到了各个因子的作用,避免了以往评价只考虑粗蛋白质、粗脂肪和粗纤维等几个因子而忽视了其它几个因子的弊病,因而评判结果更为客观、准确[21]。本文运用模糊数学隶属函数法和灰色关联分析法对5种不同蒲公英的营养价值进行综合评价,红梗蒲公英营养价值较好,更适宜于作为饲用牧草,中性洗涤纤维是评价蒲公英饲用价值的重要指标。
①粗脂肪、粗蛋白质和可溶性糖含量最高的为斑叶蒲公英;可溶性蛋白和氨基酸含量最高的为红梗蒲公英;酸性洗涤纤维、含水量和维生素C含量最高的为中亚蒲公英;中性洗涤纤维含量最高的为绯红蒲公英。
②运用模糊数学隶属函数法和灰色关联分析法对5种不同蒲公英的营养价值进行综合评价,红梗蒲公英各个营养指标较为优良,其后依次为阿尔泰蒲公英、绯红蒲公英、斑叶蒲公英和中亚蒲公英。