36個(gè)燕麥品種不同部位養(yǎng)分分布格局

王 桃,徐長(zhǎng)林,姜文清,周志宇

(1.蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院 農(nóng)業(yè)部草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)學(xué)重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室,甘肅 蘭州730020;2.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院,甘肅 蘭州730070)

燕麥(Avena sativa)為禾本科燕麥屬一年生植物,是重要的牧草、飼料和糧食作物[1]。燕麥起源于我國(guó),具有適應(yīng)性強(qiáng)、收草收籽兼用、生產(chǎn)潛力大、品質(zhì)好、牲畜喜食等優(yōu)點(diǎn),是一類比較抗旱、抗寒、耐瘠、喜陰涼的長(zhǎng)日照一年生作物[2],是農(nóng)區(qū)的主要籽實(shí)飼料作物和牧區(qū)圈窩種草的主要草種[3]。在廣袤的高寒地區(qū),燕麥?zhǔn)羌倚蟮闹饕暡?對(duì)畜牧業(yè)發(fā)展和生態(tài)建設(shè)都具有重要意義[4]。

隨著科技的發(fā)展和人們對(duì)燕麥營(yíng)養(yǎng)價(jià)值認(rèn)識(shí)的不斷深入,燕麥已經(jīng)成為草食類家畜優(yōu)等飼草料作物,其青干草、青草、青貯和籽實(shí)為牛、羊、馬、驢等草食類家畜所喜食。數(shù)年來,科技工作者對(duì)燕麥進(jìn)行了一系列的品比試驗(yàn)、雜交選育、生產(chǎn)性能、混播增產(chǎn)效應(yīng)以及主要性狀的遺傳力及相關(guān)性方面的研究[5-7],在一定程度上為高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高抗逆性等目標(biāo)性狀的選擇和種植適宜的品種提供了必要的基礎(chǔ)資料和理論依據(jù)。然而,有關(guān)燕麥的研究多集中于其生產(chǎn)性能、飼用價(jià)值和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)等方面,對(duì)燕麥不同部位養(yǎng)分分布格局的研究報(bào)道并不多見[8]。在近幾年的草地“禁牧”、“休牧”工程建設(shè)中,普遍存在一些家畜數(shù)量不清、草地載畜量不易下降,或“白天禁,晚上放”的工作難題,直接原因是冬春草地和栽培草地面積有限,舍飼成本高;大面積的草地封育影響牧民當(dāng)前經(jīng)濟(jì)收入[9]。因此,飼用燕麥利用率低和缺乏高產(chǎn)栽培技術(shù)仍然是制約農(nóng)區(qū)和牧區(qū)燕麥草地生產(chǎn)力提高的主要因素。

為了進(jìn)一步提高飼用燕麥的利用率,滿足高寒牧區(qū)畜牧業(yè)發(fā)展的需要,本研究從高寒牧區(qū)燕麥生產(chǎn)實(shí)際出發(fā),結(jié)合品種篩選,研究天祝高寒草甸區(qū)36種飼用燕麥葉片、籽粒和莖稈中的水分、灰分、粗蛋白、可溶性糖、粗脂肪、磷、鈣、粗纖維、中性纖維和酸性纖維含量,較為全面地分析飼用燕麥不同部位養(yǎng)分分布格局,旨在為我國(guó)今后深入開展建植高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)良種燕麥種質(zhì)資源的培育、合理利用、評(píng)價(jià)與推廣工作提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況 試驗(yàn)于2008年5-11月在甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)天祝金強(qiáng)河高山草原定位試驗(yàn)站進(jìn)行。地處 37°11′N,102°29′E,海拔 2 960 m 。氣候寒冷潮濕,晝夜溫差較大,日照強(qiáng),雨熱同步。年均氣溫-0.1℃,其中7月和1月分別為12.7和-18.3℃,≥0℃的年積溫1 380℃·d。年均降水量416 mm,主要集中在7-9月。無絕對(duì)無霜期,生長(zhǎng)期120～140 d,土壤類型為高山草甸土,除表層外,石灰反應(yīng)明顯。

供試土壤:供試土壤為甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)天祝金強(qiáng)河高山草原定位試驗(yàn)站種植燕麥試驗(yàn)區(qū)土壤,土壤基本化學(xué)性狀見表1。

表1 土壤基本化學(xué)性狀

1.2 試驗(yàn)材料與設(shè)計(jì) 試驗(yàn)材料為36個(gè)燕麥品種(表2),采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),小區(qū)面積2 m×5 m,3次重復(fù)。2008年4月21-22日播種,人工開溝條播,行距20 cm,播種量為10 g/m2。生育期除草2次。采樣時(shí)間在2008年9月成熟期,所采樣品均為植物地上部分,把各品種的莖稈、籽粒和葉片分開。分別對(duì)不同燕麥品種莖稈、籽粒和葉片中的水分(AW)、灰分(ASH)、粗蛋白(CP)、粗脂肪(EE)、可溶性糖(WSC)、Ca和 P、粗纖維(CF)、中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維(ADF)等營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行測(cè)定,作為對(duì)供試材料養(yǎng)分分布格局評(píng)定的指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)用SPSS 15.0(SPSS Inc.,USA)軟件分析,用 Excel 2007作圖。

表2 供試材料名錄及來源

1.3 營(yíng)養(yǎng)成分的測(cè)定方法 燕麥葉片、籽粒和莖稈先風(fēng)干再烘干至恒質(zhì)量,經(jīng)粉碎后,進(jìn)行如下項(xiàng)目的測(cè)定:1)吸附水,用分段測(cè)水法測(cè)得燕麥試樣的吸附水;2)灰分,在適當(dāng)?shù)臏囟认?把燕麥試樣灼燒氧化后,用分析天平稱量;3)粗蛋白質(zhì),用凱氏定氮法;4)粗脂肪,用索氏浸提法;5)粗纖維,用酸堿分次水解法;6)中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維,采用范氏(Van Soest)的洗滌纖維分析法;7)可溶性糖,采用蒽酮法;8)Ca,采用微波消解原子吸收法;9)P,采用微波消解鉬銻抗比色法。

2 結(jié)果與分析

2.1 燕麥葉片中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量 36種燕麥葉片中,NDF和ADF含量最高,NDF的平均值為38.50%,變化范圍為33.60%～49.00%,其中來源于河北的燕麥 NDF含量最高,云南的次之,日本的最低;ADF的平均值為34.03%,變化范圍為28.13%～38.19%,來源于吉林的燕麥ADF含量最高,河北的次之,歐洲的最低;葉片中CP含量也較高,平均值為19.82%,變化范圍為14.29%～24.66%,來源于日本的燕麥CP含量高達(dá)24.66%,加拿大的次之為21.55%,甘肅的最低為 14.29%;其他成分依次是CF(16.79%)＞W(wǎng)SC(13.71%)＞ASH(9.28%)＞AW(6.36%)＞EE(3.74%),鈣和磷含量分別為Ca(0.25%)＞P(0.18%),Ca變化范圍為0.11%～0.42%,來源于歐洲的燕麥Ca含量最高,青海的次之,河北的最低;P變化幅度為0.16%～0.31%,來源于云南的燕麥P含量最高,河北的次之,甘肅和日本的最低(表3)。

表3 不同產(chǎn)地36個(gè)燕麥品種葉片中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量

2.2 燕麥種子中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量 36種燕麥籽粒中,NDF和ADF含量最高,平均值分別為NDF(58.29%)和ADF(43.28%),NDF變化范圍為56.44%～73.09%,ADF變化范圍為30.44%～50.06%,來源于河北的燕麥NDF含量最高,吉林的次之,青海的最低,來源于吉林的燕麥ADF含量最高,加拿大的次之,歐洲的最低;CF含量次之,平均值為 23.18%,變化范圍為19.92%～32.35%,來源于河北的燕麥CF含量最高,云南的次之,日本的最低;其次是 CP(13.12%)＞W(wǎng)SC(7.82%)＞AW(5.94%)＞ASH(5.60%)＞EE(4.48%),CP變化范圍為11.23%～24.90%,來源于日本的燕麥CP含量最高為24.90%,青海的次之為13.51%,甘肅的最低為 11.23%;磷和鈣含量最低,分別為 P(0.25%)＞Ca(0.09%),P變化范圍為0.24%～0.30%,Ca變化范圍為0.07%～0.13%,來源于云南的燕麥P含量最高,加拿大、吉林、河北和日本的次之,歐洲的最低,來源于歐洲的燕麥Ca含量最高,吉林的次之,河北的最低(表4)。

2.3 燕麥莖稈中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量 分析結(jié)果表明(表5),36種燕麥莖稈中,NDF和ADF含量最高,平均值分別為 NDF(65.18%)和 ADF(56.40%),NDF變化范圍為58.96%～74.00%,ADF變化范圍為43.63%～64.13%,來源于河北的燕麥NDF和ADF含量最高,吉林的次之,云南的最低;CF含量次之,平均值為35.62%,變化范圍為31.16%～46.99%,來源于日本的燕麥CF含量最高,云南的次之,吉林的最低;其次是WSC(11.73%)＞CP(8.47%)＞ASH(6.34%)＞AW(6.20%)＞EE(1.27%);WSC(11.73%)變化范圍為8.64%～16.71%,來源于云南的燕麥WSC含量最高,甘肅的次之,歐洲的最低;磷和鈣含量最低,分別為P(0.13%)＞Ca(0.04%),P變化范圍為0.11%～0.16%,來源于吉林和河北的燕麥P含量最高,加拿大的次之,歐洲和云南的最低;Ca變化范圍為0.02%～0.11%,云南的燕麥Ca含量最高,歐洲的次之,甘肅、河北和日本的最低。

表4 不同產(chǎn)地36個(gè)燕麥品種籽粒中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量

表5 不同產(chǎn)地36個(gè)燕麥品種莖稈中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量

2.4 燕麥不同部位 AW、ASH、CP、WSC和EE含量之間的差異 葉是制造有機(jī)化合物的場(chǎng)所,是生理活動(dòng)最活躍的器官,其積累的AW、ASH、CP、WSC和Ca含量高于其他器官。從圖1可以看出,36種燕麥葉片、籽粒和莖稈中AW 含量無顯著差異;而葉片中的ASH含量顯著高于籽粒和莖稈,均值分別為葉片(9.28%)＞莖稈(6.34%)＞籽粒(5.60%);CP含量為葉片(19.82%)＞籽粒(13.20%)＞莖稈(8.47%);WSC含量為葉片(13.71%)＞莖稈(11.73%)＞籽粒(7.82%);莖稈中EE含量為1.27%,明顯低于葉片(3.74%)和籽粒(4.48%)。

2.5 燕麥不同部位Ca和P含量之間的差異籽粒是積累果實(shí)的器官,燕麥籽粒中EE和P含量高于其他器官,而CF、NDF和ADF含量低于其他器官。圖2中,Ca含量在葉片、種子和莖稈中差異顯著,均值分別為葉片(0.25%)＞籽粒(0.09%)＞莖稈(0.04%);P含量為籽粒(0.25%)＞葉片(0.18%)＞莖稈(0.13%)。

圖1 36個(gè)燕麥品種不同部位水分、灰分、粗蛋白、可溶性糖、粗蛋白含量的比較

圖2 36個(gè)燕麥品種不同部位鈣、磷含量的比較

2.6 燕麥不同部位CF、NDF和ADF含量之間的差異 與葉片和籽粒中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)相比,莖稈由于其木質(zhì)部是非生活組織,因此營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量較低,表現(xiàn)出相反的趨勢(shì),其CF、NDF和ADF含量高于其他器官。由圖 3可知,NDF、ADF和CF在葉片、籽粒和莖稈中差異均顯著,而且NDF含量為莖稈(65.18%)＞籽粒(58.28%)＞葉片(38.50%);ADF含量為莖稈(56.40%)＞籽粒(43.28%)＞葉片(34.03%);CF含量為莖稈(35.62%)＞籽粒(23.18%)＞葉片(16.79%)。

圖3 36個(gè)燕麥品種不同部位纖維含量的比較

3 討論與結(jié)論

3.1 葉片 葉片是牧草光合作用的主要部位,積累的可溶性糖和粗蛋白等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)較多,而可溶性糖和粗蛋白是評(píng)價(jià)牧草營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高低的重要指標(biāo),因此,牧草葉片中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量最高;牧草的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)主要是在葉片中,因此牧草葉量所占的比例在很大程度上決定了飼草中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量[10]。飼用燕麥葉片的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值主要決定于品種[11]、生長(zhǎng)期[12]、自身遺傳特性和生長(zhǎng)環(huán)境等方面的影響[13]。此外,不同的溫度、光照、水分等環(huán)境因子組合,牧草品質(zhì)差異也很顯著[14-15]。研究表明,36種燕麥葉片中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量排序?yàn)镹DF(38.50%)＞ADF(34.03%)＞CP(19.82%)＞CF(16.79%)＞W(wǎng)SC(13.71%)＞ASH(9.82%)＞AW(6.36%)＞EE(3.74%)＞Ca(0.25%)＞P(0.18%),葉片中的水分、灰分、粗蛋白、可溶性糖和鈣含量顯著高于籽粒和莖稈,其平均值分別為:6.36%、9.28%、19.82%、13.71%和 0.25%,變化范圍分別為:5.96%～6.69%、8.32%～10.53%、14.29%～24.66%、10.62%～ 15.66%和0.11%～0.42%。然而,本研究是在天祝金強(qiáng)河高寒草甸區(qū)甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)高山草原定為實(shí)驗(yàn)站進(jìn)行的,對(duì)于不同品種在不同條件下還應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況作出具體評(píng)判。

3.2 籽粒 籽粒是積累果實(shí)的器官且脂肪含量較高,營(yíng)養(yǎng)價(jià)值也較高,籽粒中營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的高低主要取決于品種特性、自身遺傳性狀、環(huán)境條件等的影響[15]。研究結(jié)果證明,飼用燕麥籽粒中富含蛋白質(zhì)、亞油酸、β-葡聚糖等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) ,其中 β-葡聚糖能夠降血脂、降膽固醇,且無毒副作用,具有調(diào)節(jié)人體免疫功能、增強(qiáng)抵抗力、抑制糖尿病等作用[16];β-l,3-葡聚糖酶在燕麥的抗病性方面發(fā)揮著重要作用,它和幾丁質(zhì)酶的抗病性具有協(xié)同作用[17].燕麥籽粒中的亞油酸是人體自身無法合成的必需脂肪酸(EFA),它在人體內(nèi)不僅能阻止血栓的形成,而且有降低甘油三酯和血清膽固醇的功能,是心血管病患者的良好輔助治療劑[18]。最近的研究發(fā)現(xiàn),植酸是谷物作物燕麥籽粒磷主要貯存形式,被認(rèn)為是一種抗?fàn)I養(yǎng)因子。植酸具有抗結(jié)腸癌、降低血清膽固醇和甘油三酯等功效。因此,將燕麥籽粒中植酸含量控制在一定水平,有益于人類健康[19]。本研究結(jié)果顯示,36種燕麥籽粒中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量排序?yàn)镹DF(58.29%)＞ADF(43.28%)＞CF(23.18%)＞CP(13.20%)＞W(wǎng)SC(7.82%)＞AW(5.94%)＞ASH(5.60%)＞EE(4.48%)＞P＞(0.25%)＞Ca(0.09),其中籽粒中粗脂肪含量顯著高于葉片和莖稈,比常見的小麥(Triticum aestivum)、玉米(Zea mays)等作物粗脂肪的含量要高,適口性好,營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高,能夠滿足高寒牧區(qū)家畜對(duì)營(yíng)養(yǎng)的需要。此外,燕麥籽粒中磷含量豐富,有益于家畜健康。

3.3 莖稈 邰書靜等[20]研究表明,牧草莖稈中主要含有粗纖維、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維等。許多研究表明,牧草纖維素含量越高,營(yíng)養(yǎng)價(jià)值越低,因此,燕麥莖稈中營(yíng)養(yǎng)價(jià)值最低。本研究證明:36種飼用燕麥莖稈中粗纖維、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維重復(fù)之間含量差異不顯著,但各指標(biāo)之間含量差異顯著。36種燕麥莖稈中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量排序?yàn)镹DF(65.18%)＞ADF(56.40%)＞CF(35.62%)＞W(wǎng)SC(11.73%)＞CP(8.47%)＞ASH(6.34%)＞AW(6.20%)＞EE(1.27%)＞P(0.13%)＞Ca(0.04%),其中粗纖維、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量顯著高于葉片和籽粒,平均值分別為:35.62%、65.18%和56.40%,變化范圍分別為:31.16%～46.99%、58.96%～74.00%和 43.63%～64.13%。除燕麥籽?？梢宰骷倚缶暳贤?燕麥青、干草也是重要飼料來源。燕麥青貯或收草的最佳時(shí)期是乳熟到蠟熟期,這時(shí)收獲不僅可以獲得較高的干物質(zhì)產(chǎn)量,而且消化率和蛋白質(zhì)含量也較高,達(dá)到了高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的目的。研究報(bào)道認(rèn)為,在施肥條件下,早期留茬高度8 cm刈割可使燕麥莖葉干質(zhì)量增大,在一定程度上提高了其生產(chǎn)力[21]。研究表明,播種量的增大不利于燕麥獲得更多的葉量,但有利于莖生物量的積累[22]。馬春暉和韓建國(guó)[13]對(duì)燕麥群落的研究也得出,隨著牧草的生長(zhǎng)發(fā)育,其CP含量逐漸下降,NDF、ADF的含量基本上是逐漸增加,CP與ADF呈顯著負(fù)相關(guān),這與大多數(shù)人的研究一致;ASH與ADF呈極顯著負(fù)相關(guān),與莖葉比呈顯著負(fù)相關(guān)。說明ASH含量越高,莖葉比、ADF含量越低,表明ASH是表示燕麥草營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)高低的極其重要的指標(biāo)。

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