应用隶属函数法评价33个苎麻资源的营养品质

陈平　姜涛　喻春明　王延周　熊和平

摘要：为筛选出适宜的饲用苎麻（Boehmeria nivea）品种，对国家苎麻种质资源圃中33个苎麻资源的主要营养成分进行了测定，并利用隶属函数法对其营养价值进行综合评价。结果表明，33个苎麻资源主要营养平均含量为粗蛋白17.70%、粗脂肪2.60%、粗纤维24.97%、粗灰分13.83%、磷0.35%、钙3.56%。根据隶属函数分析结果，将33个苎麻品种分为3级，第Ⅰ级为综合营养品质优质型5个苎麻品种，Ⅱ级为品质中等型25个品种，Ⅲ级为品质差型3个品种。研究结果表明采用隶属函数法综合评估苎麻的营养品质是可行的，可以较好地揭示其综合营养品质，为饲用苎麻品种选育提供参考。

关键词：苎麻（Boehmeria nivea）；营养品质；饲用资源；隶属函数

中图分类号：S563.1 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2015）10-2435-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.10.034

苎麻（Boehmeria nivea）是中国传统的纤维作物，具有悠久的栽培历史。苎麻纤维具有纤维长、吸湿和散热快等优良特性，是优良的纺织原料，同时苎麻叶片营养丰富，粗蛋白含量高，还含有多种微量元素和维生素，是很好的蛋白质饲料[1，2]。研究者以苎麻喂养猪[3-5]、鸡[6]、羊[7-9]、兔[10、11]，都取得了很好的效果。苎麻作为中国南方高产饲料作物已开始受到关注，并得到了一定的推广[12]。但目前种植的主要是纤用苎麻品种，这些品种纤维的产量高，成熟时叶片少，而且叶片中粗蛋白含量显著降低[13]，饲用性不佳。在饲用苎麻品种育种方面，目前仅有“中饲苎1号”1个饲用专用品种的报道[14]，曾日秋等[15]筛选了7个苎麻饲用品系，其中5个相对饲用价值超过100%。在饲用苎麻资源研究方面，揭雨成等[16]对30份苎麻资源进行了产量和粗蛋白测定，康万利等[17]对120份苎麻资源进行了植物学观察和部分品种开花期营养品质分析。作为饲用牧草开发，苎麻在营养生长期的营养品质还未见相关研究报道。

国家苎麻种质资源圃中保存了近3 000份苎麻资源，主要对其纤维产量和性能进行评价，与饲用相关的营养品质研究一直被忽视。本研究从国家苎麻种质资源圃中筛选出根型、分蔸能力和来源不同的33份种质，对其粗蛋白、粗纤维、粗灰分、钙、磷等营养成分进行了测定，并利用隶属函数法对其进行综合评价，为优良基因种质资源挖掘和饲用苎麻品质选育奠定了基础。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于中国农业科学院麻类研究所长沙望城试验基地内，海拔45 m，28°31′N，112°86′E。属亚热带气候带，受季风影响明显，气候特征为春季温度变化大，夏初雨水多，伏秋高温旱，冬季少严寒。1月为一年中气温最低的月份，平均气温为4.4 ℃，7月气温最高，平均气温为30 ℃。年无霜期为270～300 d，年平均日照时数为1 610.5 h，年均降水量约为1 370 mm。试验地土壤为红壤，肥水条件优良。

1.2 材料

33个苎麻资源来源于中国农业科学院麻类研究所苎麻种质资源圃，名称及来源见表1。

1.3 试验设计与处理

采用随机区组试验设计，每个品种重复2次，小区面积为3.0 m×2.6 m，每小区种植5行，每行5蔸，行距70 cm。每公顷施尿素300 kg，及时除草，适时进行田间管理。扦插苗6月移栽，8月上旬破秆（新栽苎麻的第一次收割），促使地下根茎快速生长，第二次追肥。9月采集样品进行性状测定。

1.4 测定方法

苎麻株高65 cm左右时取样，中间麻蔸随机取样，105 ℃杀青，65 ℃烘干至恒重，经小型粉碎机粉碎后过筛，留作营养品质测定。

营养品质测定：留测样品粉碎后过孔径1 mm筛，测定营养成分含量。粗蛋白测定参考GB/T 6432-1994《饲料中粗蛋白测定方法》，粗脂肪测定参考GB/T 6433-2006《饲料中粗脂肪的测定》，粗纤维测定参考GB/T 6434-2006《饲料中粗纤维的含量测定 过滤法》，粗灰分的测定参考GB/T 6438-2007《饲料中粗灰分的测定》，总磷测定参考GB/T 6437-2002《饲料中总磷的测定 分光光度法》，钙的测定参考GB/T 6436-2002《饲料中钙的测定》。

1.5 数据处理

试验数据采用SAS统计软件包进行主成分分析。

隶属函数值计算公式：

U（Xi）=（Xi-Xmin）/（Xmax-Xmin），i=1，2，3，…，n （1）

式中，Xi为指标测定值；Xmax和Xmin分别为测试材料某一指标的最大值和最小值。

如某一指标与营养品质为负相关，则用反隶属函数进行转换，计算公式为：

U（Xi）=1-（Xi-Xmin）/（Xmax-Xmin），i=1，2，3，…，n （2）

将各个待评价材料的各个指标的具体特性隶属值进行累加，并求平均数。

2 结果与分析

2.1 苎麻品质测定

33个苎麻品种品质性状见表2。由表2可见，不同品种间粗蛋白与粗纤维含量差异明显，品种间粗蛋白含量主要集中在16%～18%。粗蛋白含量最高的苎麻品种为邻水野麻，为21.35%，比平均值高20.62%；其次为汉中苎麻、黄金麻、红皮苎，最低的是天柱青麻，粗蛋白含量仅为14.24%，比最高的邻水野麻低33.3%。品种间粗纤维含量平均值为24.97%，粗纤维含量最高的为青圆6号，为30.32%，比平均值高21.43%；粗纤维含量最低的为宁都野麻，为21.44%，比青圆6号低29.29%，其次是荣昌苎麻、邻水野麻。粗脂肪含量最高的为涟源竹根麻，为3.18%；最低的为望漠野麻，为1.85%。粗灰分含量显示品种含矿物质的多少，大叶胖麻、黄壳早、蕲春红麻等粗灰分含量较高，竹几麻、宁都野麻、大叶麻2号等粗灰分含量较低。

2.2 品质指标间的相关性

利用SAS软件对品种间各品质性状进行简单相关分析，结果见表3。由表3可见，粗蛋白含量与粗纤维、磷含量呈一定的负相关，与粗脂肪、粗灰分、钙含量呈正相关。粗灰分含量与钙含量之间呈极显著正相关，相关系数达到0.653。

2.3 隶属函数综合评价

为了比较全面地反映苎麻的饲用品质，采用模糊数学中隶属函数法，选用与苎麻饲用品质关系密切的6个营养指标即粗蛋白、粗纤维、粗脂肪、粗灰分、磷和钙含量对33个苎麻资源抗寒性进行综合评价，各苎麻品种的平均隶属度（SF）及排序见表4。平均隶属度越大，说明该品种饲用品质越好。由表4可见，综合品质最佳（SF>0.65）的5个品种依次为邻水野麻、蕲春红麻、红皮苎、汉中苎麻和涟源竹根麻，其综合营养价值较高，归为第Ⅰ级，可作为饲用品种选育的亲本材料；综合品质较差（SF<0.40）的3个品种分别为大叶麻2号、青杆麻和竹几麻，归为第Ⅲ级，不适合在饲用苎麻育种中应用；其余品种综合品质评价居中（0.40≤SF≤0.65），归为第Ⅱ级。

3 小结与讨论

不同草食动物对牧草不同营养成分的消化利用程度存在差异，所以难以用单一指标进行营养价值的评定。隶属函数分析法在多指标测定基础上进行综合评价，具有一定的客观性和准确性，广泛应用于植物的营养品质[18-20]和抗逆性[21-23]分析。

苎麻是荨麻科苎麻属多年生草本植物，不仅是优质的精纺纤维作物，也是优良的饲料作物。蛋白质含量是评价牧草的重要指标，已有研究表明，苎麻嫩茎叶的蛋白质含量在15%～26%之间[2、12、17、24]。本试验中，各苎麻资源的粗蛋白含量介于14.24%～21.35%。各研究存在一定的差异，可能是不同品种和不同的收获期造成的。喻春明[25]研究表明，不同的收获时期苎麻叶片的蛋白质含量存在较大的差异，随着收割高度从40 cm增加到70 cm，粗蛋白含量由22.67%降为19.77%。其他与营养品质相关的指标粗纤维、粗脂肪、钙、磷的研究较少见报道，从本研究结果来看，粗脂肪、粗灰分、磷、钙含量的平均值分别为2.60%、13.83%、0.35%、3.56%，粗纤维含量仅为24.97%，其营养价值与苜蓿相当[26、27]，尤其是钙含量高，是很好的植物饲料蛋白质原料。而苎麻适应性强，在中国南方高温高湿的气候条件下种植，能够获得比苜蓿更高的产量，因此可作为南方地区草食动物的优良牧草。

综上所述，本研究评测的33个苎麻品种中，根据平均隶属函数值将其分为3级，第Ⅰ级中的5个苎麻资源分别为邻水野麻、蕲春红麻、红皮苎、汉中苎麻和涟源竹根麻，它们的综合品质较优，可以作为饲用苎麻品种选育的亲本材料，用以培育营养品质和综合性状更优的饲用苎麻品种。

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