抗寒紫花苜蓿品系的营养价值评价

魏双霞，师尚礼，康文娟，谭谌淼

(甘肃农业大学 草业学院/草业生态系统教育部重点实验室/甘肃省草业工程实验室/中-美草地畜牧业可持续发展研究中心，甘肃 兰州　730070)



抗寒紫花苜蓿品系的营养价值评价

魏双霞，师尚礼，康文娟，谭谌淼

(甘肃农业大学 草业学院/草业生态系统教育部重点实验室/甘肃省草业工程实验室/中-美草地畜牧业可持续发展研究中心，甘肃 兰州730070)

以俄罗斯杂花苜蓿、金皇后紫花苜蓿和阿尔冈金紫花苜蓿为对照材料，以暖温半干旱气候区为对照区，采用育成的3个抗寒紫花苜蓿品系GNKH-1，GNKH-2和GNKH-3进行种植试验，对营养价值进行综合评价。结果表明，高寒湿润气候区苜蓿粗蛋白、粗脂肪、酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维、粗灰分、叶茎比含量均低于暖温半干旱气候区；高寒湿润气候区苜蓿材料无氮浸出物含量和相对饲喂价值均高于暖温半干旱气候区；其中，高寒湿润气候区GNKH-3和GNKH-2的粗蛋白含量最高，分别为18.07%和17.56%；叶茎比也最高，分别为1.19和1.16。GNKH-1和GNKH-2粗脂肪含量较高，分别为2.68%和2.46%。GNKH-3和GNKH-1的中性洗涤纤维含量较低，分别为34.15%和32.55%；粗灰分、无氮浸出物和RFV含量相对较高，分别为10.01%和9.25%、35.45%和41.43%、184.68和199.86。采用灰色关联度模型综合评价苜蓿材料在两个气候区的营养价值，高寒湿润气候区，6个供试苜蓿材料的营养价值综合排序为：GNKH-2> GNKH-3>俄罗斯杂花>GNKH-1>阿尔冈金>金皇后；暖温半干旱气候区，6个供试材料的营养价值综合排序为：金皇后>阿尔冈金>俄罗斯杂花> GNKH-3> GNKH-1> GNKH-2。

苜蓿；新品系；青藏高原；高寒区；营养价值

青藏高原素有“世界屋脊”和“世界第三极”之称[1]，是我国重要的草地畜牧业基地之一，但过度放牧使天然草地产量下降，毒杂草滋生，牧草品质降低[2]。苜蓿(Medicagosativa)不仅产量高，营养丰富、适口性好，其粗蛋白含量也非常高，达15%～22%，蛋白质消化率也达70%以上[3]。2005年底全国苜蓿种植面积达到200万hm2，居世界第5位[4]。我国关于紫花苜蓿品种评价的研究主要限于干旱半干旱地区[5-13]，对高寒地区的苜蓿品种研究极少，而且国内外引入青藏高原的绝大部分苜蓿品种营养价值表现不良，不能满足需要。

温小成等[14]已从寒牧苜蓿新品系中筛选出营养价值高和其他各方面性状表现良好，适应青海高寒地区种植推广的新品系。试验采用3份抗寒苜蓿品系和3份对照苜蓿材料在高寒湿润气候生态区和暖温半干旱气候生态区营养成分的测定和综合评价其营养价值差异，分析青藏高原适宜苜蓿材料的营养特点，为青藏高原高寒湿润区优质高产苜蓿品种的选育提供依据[15-16]。

1　材料和方法

1.1试验地概况

试验于2013年4月～2014年5月在高寒湿润气候区的甘南州夏河县牧草试验站和对照区(暖温半干旱气候区的甘肃农业大学兰州牧草试验站)进行。

夏河县牧草站位于甘南藏族自治州西北部，E 101°54′～103°25′，N 34°32′～35°34′，地处青藏高原东北边缘，地势由西北向东南倾斜，海拔3 000～3 800 m， 属于寒冷湿润性气候，高原大陆性气候比较明显，地势平坦，土壤类型为高寒草甸土，有明显的腐殖质积聚，腐殖质层厚10 cm，呈灰棕至黑褐色粒状-扁核状结构，土壤有机质含量45.1 g/kg，pH 7.9，速效氮50.8 mg/kg，速效磷10.6 mg/kg，速效钾230.0 mg/kg，土壤肥力均匀。

对照区甘肃农业大学兰州牧草试验站位于兰州市西北角，地处黄土高原西端，E 105°41′，N 34°05′，海拔1 525 m，属温带半干旱大陆性气候，区内地势平坦，肥力均匀，土壤为黄绵土，黄土层较薄，土壤有机质含量8.4 g/kg，pH 7.5，土壤含盐量0.3%，有效氮95.1 mg/kg，有效磷7.3 mg/kg，有效钾182.8 mg/kg，土壤肥力均匀。

1.2试验材料

供试材料为GNKH-1 (Medicagosativacv.kanghan No.1)、GNKH-2 (M.sativacv.kanghan No.2)和GNKH-3(M.sativacv.kanghan No.3)，为甘肃农业大学草业学院育成品系，具有较强的抗寒能力和优质高产性能。对照材料为抗寒能力强的俄罗斯杂花苜蓿(M.varia)(秋眠级2)、金皇后紫花苜蓿(M.sativacv.Golden Empress)(秋眠级2)和阿尔冈金紫花苜蓿(M.sativacv.Algonguin)(秋眠级3)均由甘肃农业大学草业生态系统教育部重点实验室提供。

1.3试验设计

试验区均采用随机区组设计，小区面积15 m2，3次重复，人工开沟条播，播深2 cm，行距30 cm，播量1.7 g/m2，无施肥，适时对2个试验区的试验地进行锄

草及病虫害防治等田间管理。分别于第1茬初花期每个小区随机采集苜蓿鲜草1 kg。将新鲜的苜蓿样品风干粉碎，过40目筛，保存于样品袋中备用。

1.4测定项目及方法

1.4.1营养价值指标粗蛋白质(CP)采用GB2905-82 半微量凯氏定氮法测定；粗脂肪(EE)采用GB6433-94 索氏提取法测定；酸性洗涤纤维(ADF)采用Van Soest酸性洗涤剂法测试[17]；中性洗涤纤维(NDF)采用Roberston中性洗涤剂法测定；粗灰分(CASH)采用灼烧氧化法测定；无氮浸出物(NFE)采用粗蛋白、粗脂肪、粗纤维和粗灰分含量计算，即无氮浸出物(%)=100%-(CP+ CF+ EE+ CASH)%。

1.4.2叶茎比在第1茬鲜草测产时，每个小区取500 g全株鲜草将茎叶分离，称量叶质量和茎质量，计算叶茎比，3次重复，取平均值。

1.4.3相对饲喂价值相对饲喂价值(RFV)[18]：RFV = (消化性干物质×干物质采食量)/1.29 = DMI×DDM/1.29，其中，消化性干物质DDM = 88.9 -0.779 ADF，单位%DM；干物质采食量DMI= 120/NDF，单位%BM。

1.5统计分析与评价方法

用SPSS 19.0统计软件和Excel进行数据处理及分析，用灰色关联度进行综合评价。

关联系数计算公式：

(1)

式中：|X0(k)-Xi(k)|为绝对差值，记作：

Δi(k),Δi(k)=|X0(k)-xi(k)|，ρ=0.5

(2)

(3)

(4)

(5)

最后用每个苜蓿材料的加权关联度值进行比较，值越大，品质越好。

2　结果与分析

2.1营养价值指标分析

2.1.1粗蛋白含量俄罗斯杂花苜蓿、金皇后苜蓿和

阿尔冈金苜蓿的粗蛋白含量对照区低于高寒区，且差异显著(P<0.05)，其他供试苜蓿材料的粗蛋白含量两个气候区间无显著差异(P>0.05)(图1)。

同一气候区不同苜蓿的粗蛋白含量不同：高寒区各材料粗蛋白含量排序为：GNKH-3>GNKH-2>GNKH-1>俄罗斯杂花>阿尔冈金>金皇后，GNKH-3和GNKH-2粗蛋白含量最高，分别为18.07%、17.56%，金皇后最低(16.50%)；对照区各材料粗蛋白含量排序为：阿尔冈金>金皇后>俄罗斯杂花>GNKH-2>GNKH-1>GNKH-3，阿尔冈金和金皇后粗蛋白含量最高，分别为19.65%、19.39%。GNKH-3最低，为17.62%。

图1　粗蛋白含量Fig.1　Content of crude protein　注：Ⅰ GNKH-1，Ⅱ GNKH-2，Ⅲ GNKH-3，Ⅳ俄罗斯杂花苜蓿，Ⅴ 金皇后苜蓿，Ⅵ 阿尔冈金苜蓿，下同

2.1.2粗脂肪含量除了GNKH-2外，其他5个苜蓿粗脂肪含量高寒区显著低于对照(P<0.05)，高寒区各材料粗脂肪含量为2.46%，对照区各材料粗脂肪平均含量为3.42%，同一气候区不同苜蓿材料的粗脂肪含量也不同：高寒区各材料粗脂肪含量排序为：俄罗斯杂花>GNKH-1>阿尔冈金>GNKH-2>GNKH-3>金皇后，俄罗斯杂花、GNKH-1、阿尔冈金粗脂肪含量分别为2.81%，2.68%和2.64%，显著高于GNKH-3和金皇后紫花苜蓿，俄罗斯杂花粗脂肪含量最高，金皇后最低(1.92%)。对照区各材料粗脂肪含量排序为：俄罗斯杂花>GNKH-1>阿尔冈金>金皇后>GNKH-3>GNKH-2，俄罗斯杂花苜蓿粗脂肪含量最高，为4.30%，显著高于其他5个材料，GNKH-2最低，为2.84%(图2)。

图2　粗脂肪含量Fig.2　Content of crude fat

2.1.3酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量供试苜蓿的酸性洗涤纤维含量均为高寒区显著低于对照区(P<0.05)，高寒区各材料酸性洗涤纤维平均含量为25.40%，对照区各材料酸性洗涤纤维平均含量为35.13%。同一气候区不同苜蓿材料的酸性洗涤纤维含量也不同:高寒区各材料酸性洗涤纤维含量排序为：GNKH-2>金皇后>GNKH-3>GNKH-1>俄罗斯杂花>阿尔冈金，GNKH-2、金皇后酸性洗涤纤维分别为28.99%、28.83%，显著高于其他供试苜蓿材料，GNKH-2酸性洗涤纤维含量最高，阿尔冈金最低(21.62%)。对照区各材料酸性洗涤纤维含量排序为：金皇后>GNKH-1>GNKH-3>GNKH-2>俄罗斯杂花>阿尔冈金，金皇后酸性洗涤纤维含量最高，为37.46%，阿尔冈金最低，为32.07%(图3)。

图3　酸性洗涤纤维含量Fig.3　Content of acid detergent fiber

供试苜蓿高寒区的中性洗涤纤维含量显著低于对照区(P<0.05)，高寒区各材料中性洗涤纤维平均含量为32.32%，对照区各材料中性洗涤纤维平均含量为40.96%。同一气候区不同苜蓿材料的中性洗涤纤维含量也不同；高寒区各材料中性洗涤纤维含量排序为：GNKH-2>金皇后>GNKH-3>GNKH-1>阿尔冈金>俄罗斯杂花，GNKH-2中性洗涤纤维含量最高，为36.43%，俄罗斯杂花最低(28.02%)。对照区各材料中性洗涤纤维含量排序为：GNKH-3>金皇后>GNKH-1>俄罗斯杂花>GNKH-2>阿尔冈金，GNKH-3中性洗涤纤维含量最高，为43.20%，阿尔冈金最低，为34.20%(图4)。

2.1.4粗灰分含量除抗GNKH-3粗灰分含量高寒区显著高于对照区、金皇后紫花苜蓿粗灰分含量对照区显著高于高寒区外，其他供试苜蓿的粗灰分含量2个气候区间无显著差异(P>0.05)，高寒区各材料粗灰分平均含量为9.37%，对照区各材料粗灰分平均含量为9.42%。同一气候区不同苜蓿的粗灰分含量也不同；高寒区各材料粗灰分含量排序为：GNKH-3>阿尔冈金>金皇后>GNKH-1>GNKH-2>俄罗斯杂花，GNKH-3粗灰分含量分别为10.01%，显著高于其他苜蓿，俄罗斯杂花苜蓿最低(9.12%)。对照区各材料粗灰分含量排序为：金皇后>俄罗斯杂花>阿尔冈金>GNKH-2>GNKH-3>GNKH-1，金皇后紫花苜蓿最高，为10.52%，GNKH-1最低，为8.76%(图5)。

图4　中性洗涤纤维含量Fig.4　Content of neutral detergent fiber

图5　粗灰分含量Fig.5　Content of crude ash

2.1.5无氮浸出物含量供试苜蓿高寒区的无氮浸出物含量均显著高于对照区(P<0.05)，高寒区各材料无氮浸出物平均含量为37.40%，对照区各材料无氮浸出物平均含量为30.24%。同一气候区不同苜蓿材料的无氮浸出物含量也不同；高寒区各材料无氮浸出物含量排序为：阿尔冈金>GNKH-1>俄罗斯杂花>GNKH-2>GNKH-3>金皇后，阿尔冈金、GNKH-1、俄罗斯杂花无氮浸出物含量显著高于其他苜蓿(P<0.05)，分别为41.97%，41.43%和39.46%，金皇后最低(30.27%)。

对照区各材料无氮浸出物含量排序为：阿尔冈金>GNKH-3>GNKH-2>GNKH-1>俄罗斯杂花>金皇后，阿尔冈金无氮浸出物含量最高，为34.32%，金皇后最低，为26.35%(图6)。综合分析供试苜蓿在2个气候区的无氮浸出物表现，阿尔冈金和GNKH-1为适宜高寒湿润气候区的无氮浸出物含量最高的材料。

图6　无氮浸出物含量Fig.6　Content of nitrogen free extract

2.2叶茎比

6份苜蓿的叶茎比高寒区显著低于对照区(P<0.05)，高寒区各材料叶茎比为1.11，对照区各材料叶茎比为1.20。同一气候区不同苜蓿材料的叶茎比含量也不同；高寒区各材料叶茎比排序为：GNKH-3>GNKH-2>GNKH-1>俄罗斯杂花 >阿尔冈金>金皇后；GNKH-3、GNKH-2叶茎比分别为1.15、1.14，显著高于对照材料金皇后，GNKH-3的叶茎比最高，金皇后最低(1.01)。对照区阿尔冈金、金皇后的叶茎比显著高于GNKH-1和GNKH-2，分别为1.25、1.23，GNKH-1最低，为1.15。综合分析供试苜蓿材料在2个气候区的叶茎比，GNKH-3为高寒湿润气候区叶茎比最高的材料，GNKH-2次之(图7)。

图7　叶茎比Fig.7　Leaf-stem ration

2.3相对饲喂价值

供试苜蓿的相对饲喂价值含量高寒区显著高于对照区(P<0.05)，高寒区各材料相对饲喂价值含量为202.45，对照区各材料中性洗涤纤维含量为141.16。同一气候区不同苜蓿材料的相对饲喂价值含量也不同；高寒区各材料相对饲喂价值含量排序为：俄罗斯杂花>阿尔冈金>GNKH-1>GNKH-3>金皇后>GNKH-2，俄罗斯杂花、阿尔冈金、GNKH-1相对饲喂价值含量分别为238.35，235.74和199.86，显著高于其他供试苜蓿材料，俄罗斯杂花相对饲喂价值含量最高，GNKH-2最低(172.49)。对照区各材料相对饲喂价值含量排序为：阿尔冈金>俄罗斯杂花>GNKH-2>GNKH-1>GNKH-3>金皇后，阿尔冈金相对饲喂价值含量最高，为174.07，显著高于其他供试苜蓿材料，金皇后最低，为129.88(图8)。

图8　相对饲喂价值Fig.8　Content of relatively feeding value

2.4综合评价

依据公式(5)计算获得高寒湿润气候区8项指标的权重值，分别为：ω1=0.143，ω2=0.114，ω3=0.114，ω4=0.115，ω5=0.139，ω6=0.119，ω7=0.149，ω8=0.107。由此可以知道，在此综合评价系统下，8项评价指标的关联度大小为：叶茎比>粗蛋白>粗灰分>无氮浸出物>NDF > ADF>粗脂肪> RFV。依据公式(5)计算获得暖温半干旱气候区8项指标的权重值，分别为：ω1=0.139，ω2=0.094，ω3=0.139，ω4=0.150，ω5=0.119，ω6=0.115，ω7=0.149，ω8=0.096，由此可以知道，在此综合评价系统下，8项评价指标的关联度大小为：NDF>叶茎比>粗蛋白>ADF >粗灰分>无氮浸出物> RFV >粗脂肪(表1)。

加权关联度值可以真实的反映各苜蓿材料与最优指标集的差异大小。关联度大，表明该苜蓿材料与最优指标集的相似程度越高，即综合表现越优异，反之则差异大，表现较差。高寒湿润气候区各苜蓿材料加权关联度值排名为：GNKH-2>GNKH-3>俄罗斯杂花>GNKH-1>阿尔冈金>金皇后。

暖温半干旱气候区各苜蓿材料加权关联度值排名为：金皇后>阿尔冈金>俄罗斯杂花>GNKH-3>GNKH-1>GNKH-2。

表1　2个气候区苜蓿营养价值的加权关联度值

3　讨论

反映苜蓿营养价值高低的重要指标是叶茎比、粗蛋白质、纤维和灰分含量[19]，而粗脂肪、无氮浸出物和相对饲喂价值等也是重要的评价指标。叶茎比的大小决定着苜蓿营养价值的高低，纤维含量越低，营养价值越高[20]，高寒湿润气候区GNKH-3叶茎比高，为1.15。粗蛋白质(CP)由纯蛋白质和非蛋白质含氮物组成[21]，高寒湿润气候区抗寒苜蓿品系粗蛋白平均含量为17.85%，GNKH-3的含量最高，为18.07%，其次是GNKH-2，为17.56%。粗脂肪(EE)具有芳香气味，在苜蓿适口性上很重要[]，GNKH-1在高寒湿润气候区的粗脂肪含量较高，为2.68%。粗灰分(CASH)反映牧草中矿物质含量的指标，高寒湿润气候区平均粗灰分含量低于暖温半干旱气候区，为9.37%。无氮浸出物 (NFE)为瘤胃微生物发酵提供能量物质，其含量的多少也直接影响苜蓿的青贮质量，供试苜蓿的无氮浸出物含量均为高寒区显著高于对照区(P<0.05)，阿尔冈金和GNKH-1在高寒湿润气候区的无氮浸出物含量较高，为41.97%、41.43%。

畅云喜等[23]于2003年在青藏高原测定青大一号抗寒苜蓿新品系的粗蛋白、粗脂肪、无氮浸出物含量分别为22.06%，2.45%和33.82%，研究中甘肃农业大学育成的抗寒苜蓿品系粗蛋白和粗脂肪含量接近于青大一号抗寒苜蓿新品系的含量，无氮浸出物含量高于其抗寒苜蓿新品系的含量。表明由甘肃农业大学育成的抗寒苜蓿品系更适应在青藏高原生长，营养价值较高。中性洗涤纤维(NDF)反映了牧草在瘤胃中性和酸性条件下的降解情况和适口性，酸性洗涤纤维(ADF)含量则影响家畜对牧草的消化率[24]，供试苜蓿的中性洗涤纤维含量和酸性洗涤纤维含量均为高寒区显著高于对照区(P<0.05)，其中，GNKH-1的纤维含量在高寒湿润气候区较低。供试苜蓿的相对饲喂价值含量均为高寒区显著高于对照区(P<0.05)，高寒湿润气候区的RFV平均含量达到202.45，其中，俄罗斯杂花、阿尔冈金、GNKH-1在高寒湿润气候区的相对饲喂价值较高，分别为238.35，235.74和199.86。

4　结论

(1)高寒湿润气候区供试苜蓿材料营养价值综合排序为：GNKH-2>GNKH-3>俄罗斯杂花>GNKH-1>阿尔冈金>金皇后。

(2) 高寒区供试苜蓿材料叶茎比大小排序为：GNKH-3>GNKH-2>GNKH-1>俄罗斯杂花>阿尔冈金>金皇后。

(3)高寒区供试苜蓿材料粗蛋白大小排序为：GNKH-3>GNKH-1>GNKH-2>俄罗斯杂花>阿尔冈金>金皇后。

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Evaluation on nutritive value of cold-resistant strains ofMedicagosativa

WEI Shuang-xia,SHI Shang-li,KANG Wen-juan,TAN Shen-miao

(CollegeofPrataculturalScience/KeyLaboratoryofGrasslandEcosystemofMinistryofEducation/Sino-U.S.CenterforGrazingLandEcosystemSustainability,GansuAgriculturalUniversity,Lanzhou730070,China)

The nutritive value of 3 cold-resistant strains ofMedicagosativa(GNKH-1、GNKH-2、GNKH-3) was comprehensively evaluated in Lanzhou by choosingM.varia,M.sativacv.Conden Empress andM.sativacv.Algonguin as controls.Result showed that the average contents of CP,CF,ADF and NDF,CA,leaf-stem ratio of alfalfa in cold humid climate zone were lower compared to that in the warm semi-arid climate zone.The contents of nitrogen free extract and relative feed value were higher compared to that in the warm semi-arid climate zone.Among which,the CP contents of GNKH-3 and GNKH-2 were the highest (18.07% and 17.56%),as well as the leaf-stem ratio (1.19 and 1.16 respectively).The CF contents of GNKH-1 and GNKH-2 were high (2.68% and 2.46%),while the NDF contents of GNKH-3 and GNKH-1 were low (34.15% and 32.55%);Meanwhile the content of crude ash,nitrogen free extract and relative feed value were relatively high (10.01% and 9.25%,35.45% and 41.43%,184.68and 199.86 respectively).Environmental factors played a dominant role in terms of nutritive value.The comprehensive order of nutritive value of 6 materials in cold humid climate zone was GNKH-2> GNKH-3>M.varia>GNKH-1>M.sativacv.Algonguin >M.sativacv.Golden Empress;and that in warm semi-arid climate zone wasM.sativacv.Golden Empress >M.sativacv.Algonguin >M.varia> GNKH-3> GNKH-1> GNKH-2.

alfalfa;new strains;Qinghai-Tibet Plateau;cold region;nutritive value

2015-09-21；

2016-01-08

农业部牧草种质资源保护项目(NB2013014)资助

魏双霞(1988-)，女，甘肃白银人，在读硕士。

E-mail：2383298375@qq.com

S 54

A

1009-5500(2016)03-0054-07

师尚礼为通讯作者。