应用隶属函数法评价33个苎麻资源的营养品质

2015-08-06 20:46陈平姜涛喻春明王延周熊和平
湖北农业科学 2015年10期
关键词:营养品质苎麻

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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