張 艷，黃 龍，李 勛

(四川民族學(xué)院橫斷山區(qū)生態(tài)修復(fù)與特色產(chǎn)業(yè)培育研究中心，川藏滇青林草撫育和利用研究中心，四川康定626001)

高冰草(Agropyronelongatum)屬多年生禾本科草本植物，最初生長(zhǎng)在澳大利亞，自1998年我國(guó)將其引入進(jìn)行試種，現(xiàn)在東北與西北普遍種植，具有較強(qiáng)的分蘗能力，耐寒冷，牲畜適口性好，同時(shí)還耐鹽堿與干旱等特性[1]。在我國(guó)實(shí)現(xiàn)種植業(yè)向“三元”結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化的背景下是一個(gè)很好的牧草品種選擇目標(biāo)。此外，高冰草最大的特點(diǎn)就是青綠期較長(zhǎng)，即使在低溫、天氣條件差等情況下依然能夠保持本身青綠至翌年的3月份，且當(dāng)氣溫為1.5～4.0 ℃時(shí)就能夠開(kāi)始返青[2]，其種子具有強(qiáng)冬性，必須通過(guò)低溫春化階段，翌年始能進(jìn)入開(kāi)花結(jié)實(shí)期[3]。在護(hù)坡植物中高冰草也具有很高的選擇價(jià)值，包賽很那等[4]研究表明，高冰草種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)高、發(fā)芽指數(shù)適中。在甘孜州天然草地急速退化的現(xiàn)狀下[5]，引入高冰草是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。

粗蛋白與粗脂肪是評(píng)價(jià)牧草營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的重要指標(biāo)，是飼料中重要的營(yíng)養(yǎng)素，在動(dòng)物生長(zhǎng)和發(fā)育過(guò)程中是不可缺少的營(yíng)養(yǎng)成分[6]。粗纖維屬于纖維性物質(zhì)，作為植物細(xì)胞壁的主要組成成分，對(duì)單胃動(dòng)物具有增加飽感和采食量、刺激胃腸道發(fā)育以及提高家畜適口性的作用。對(duì)淀粉含量進(jìn)行測(cè)定的重要意義主要體現(xiàn)在研究動(dòng)物對(duì)碳水化合物營(yíng)養(yǎng)代謝與調(diào)節(jié)上[7]。用其鮮草飼喂家畜60 d，比對(duì)照(基礎(chǔ)飼料+粉碎玉米秸)增重24.38%，其干草飼喂羊比對(duì)照增重14.4%[8]，說(shuō)明高冰草的飼喂價(jià)值好。

目前，高冰草在甘孜州改良土壤性質(zhì)、引種試驗(yàn)等相關(guān)研究均鮮見(jiàn)報(bào)道。鑒于此，筆者以耐寒優(yōu)質(zhì)高冰草為研究對(duì)象，研究其在不同物候期三大營(yíng)養(yǎng)成分(粗脂肪、粗蛋白、粗纖維)以及淀粉的變化特征，并與土壤C、N、P和含水率進(jìn)行相關(guān)性分析，旨在為甘孜州耐寒優(yōu)質(zhì)牧草品種的篩選及引種提供一定的基礎(chǔ)資料。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況試驗(yàn)在四川民族學(xué)院黑日村農(nóng)學(xué)實(shí)驗(yàn)地進(jìn)行，該地位于甘孜州姑咱鎮(zhèn)(97° 22′～102° 29′ E，27° 58′～34° 20′ N)，地處大渡河谷，山高谷深，平均海拔1 400 m，屬干熱河谷氣候，常年氣溫15～17 ℃。年平均降水量650 mm，雨季在6—9月，日照時(shí)間長(zhǎng)，晝夜溫差大，歷年無(wú)霜期250 d以上，年平均風(fēng)速2～3 m[9]。樣地設(shè)于姑咱鎮(zhèn)黑日村大渡河谷平地處，土壤主要為山地褐土，容重大，巖石疏松碎屑與游離碳酸鹽含量高，土壤堿化明顯(pH約7.6)[10]。

1.2 試驗(yàn)材料與試驗(yàn)方法2020年9月初對(duì)高冰草種子(購(gòu)買于寧夏上谷農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)有限公司)進(jìn)行預(yù)處理，以得到健康飽滿和無(wú)蟲害的優(yōu)良種子，并提前對(duì)播種的試驗(yàn)地進(jìn)行土壤整地。將試驗(yàn)地劃分為3個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)面積1.50 m2(長(zhǎng)1.50 m，寬1.00 m的矩形)，各小區(qū)間間隔0.50 m。將高冰草種子均勻撒播在每個(gè)小區(qū)土壤，并覆蓋土層。播種后，對(duì)播種的小區(qū)進(jìn)行適量澆水鋤草，以促進(jìn)種子萌發(fā)。幼苗出土后，每7 d對(duì)高冰草農(nóng)藝性狀進(jìn)行觀察以確定高冰草物候時(shí)期。

1.3 營(yíng)養(yǎng)成分指標(biāo)測(cè)定不同物候期(分蘗期、拔節(jié)期、孕穗期、抽穗期、結(jié)實(shí)期、枯黃期)在每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取3株長(zhǎng)勢(shì)相近健壯的高冰草，對(duì)高冰草各個(gè)部位取樣，并對(duì)其進(jìn)行研磨粉碎混合在一起后放入信封(信封已干燥消毒，做好標(biāo)記，稱好重量)稱重，記錄信封和葉片鮮重，一起放入烘箱內(nèi)，殺青的時(shí)間和溫度分別設(shè)定為10 min和105 ℃，之后在65 ℃的溫度條件烘干48 h至恒重后取出，放入盛有干燥劑的容器內(nèi)并冷卻至室溫，再稱重，記錄數(shù)據(jù)，然后研磨粉碎過(guò)80目篩用于測(cè)定粗脂肪、粗纖維、粗蛋白和淀粉。

1.3.1高冰草不同物候期判斷依據(jù)。物候期的各個(gè)時(shí)期都有不同的判斷方式，詳細(xì)判斷方法如下：將高冰草播種后，當(dāng)土地上冒出一些小苗且比地面高2～3 cm時(shí)為高冰草的出苗期；隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，當(dāng)某些高冰草莖部離地面最近的莖節(jié)上有新枝出現(xiàn)時(shí)為高冰草的分蘗期；當(dāng)高冰草劍葉部分的葉鞘逐漸膨大且向著紡錘形發(fā)展時(shí)即為高冰草的孕穗期；當(dāng)高冰草的穗頂從其劍葉的葉鞘向外伸出3～5 cm時(shí)即為高冰草的抽穗期；當(dāng)高冰草長(zhǎng)出籽粒時(shí)為結(jié)實(shí)期，當(dāng)籽粒逐漸從充滿乳汁到呈現(xiàn)其特有的顏色至完全變得堅(jiān)硬時(shí)為高冰草的成熟期；之后整個(gè)植株的莖稈和葉片等開(kāi)始枯黃時(shí)為枯黃期；此時(shí)高冰草進(jìn)入了一種休眠狀態(tài)，當(dāng)來(lái)年溫度、水分條件等適宜時(shí)其莖葉就會(huì)由枯黃再轉(zhuǎn)變成青綠色，即為返青期。

1.3.2粗蛋白、粗纖維、粗脂肪以及淀粉的測(cè)定方法及公式[7，11]。

1.3.2.1高冰草粗蛋白。使用凱氏定氮法測(cè)定，計(jì)算公式如下：

(1)

式中，c表示鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度，單位為mol/L；m表示試樣的質(zhì)量，單位為g；V2表示滴定試樣時(shí)被消耗的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液體積，單位為mL;V0表示空白滴定時(shí)被消耗的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液體積，單位為mL。

1.3.2.2粗纖維。使用酸堿消煮法測(cè)定，計(jì)算公式如下：

(2)

式中，m表示試樣在未脫脂狀況下的質(zhì)量，單位為g；m1表示在130 ℃的溫度下下烘干后坩堝與試樣殘?jiān)馁|(zhì)量，單位為g；m2表示在500 ℃條件下灼燒后坩堝與試樣殘灰質(zhì)量，單位為g。

1.3.2.3粗脂肪。使用索氏浸提法測(cè)定，計(jì)算公式如下：

(3)

式中，m表示試樣的質(zhì)量，單位為g；m1表示抽提瓶的質(zhì)量，單位為g；m2表示裝有脂肪的抽提瓶的總質(zhì)量，單位為g。

1.3.2.4淀粉。使用酶水解法進(jìn)行測(cè)定，計(jì)算公式如下：

(4)

式中，A1表示測(cè)定用的樣品還原糖的含量，單位為mg；A2表示空白試劑還原糖的含量，單位為mg；m表示所稱取的樣品質(zhì)量，單位為g；V1表示水解時(shí)樣品溶液體積，單位為mL；V2表示樣品定容時(shí)的總體積單位為mL；V3表示測(cè)定時(shí)用的樣品處理液的體積，單位為mL。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel進(jìn)行整理，并使用SPSS軟件中單因素方差分析(One-way ANOVA)和LSD多重比較高冰草不同物候期之間粗脂肪、粗蛋白、粗纖維和淀粉的差異，顯著性水平設(shè)定為P=0.05，作圖采用Origin 9.0。并對(duì)粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、淀粉與土壤C、N、P、C/N、C/P、N/P使用Pearson進(jìn)行相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同物候期高冰草粗蛋白分析方差分析結(jié)果顯示，高冰草不同物候期的粗蛋白、淀粉、粗纖維和粗脂肪均有差異(P<0.05)。從圖1a可知，高冰草粗蛋白含量隨生長(zhǎng)發(fā)育呈遞減的趨勢(shì)，前3個(gè)時(shí)期減少幅度較大，后3個(gè)時(shí)期幅度較為平緩。粗蛋白含量在高冰草各個(gè)物候期之間差異顯著，在分蘗期最高(15.07%)、枯黃期最低(3.50%)。從圖1b可知，高冰草淀粉含量隨著生長(zhǎng)發(fā)育先增后減趨勢(shì)，其在分蘗、拔節(jié)以及孕穗3個(gè)時(shí)期變化最大，抽穗期與結(jié)實(shí)期含量差異不顯著，在拔節(jié)期最高(3.85%)，枯黃期最低(1.12%)。從圖1c可知，高冰草粗纖維含量整體上隨生長(zhǎng)發(fā)育呈上升趨勢(shì)，且趨勢(shì)較為平緩，其孕穗期與抽穗期、結(jié)實(shí)期與枯黃期之間的含量差異不明顯，在結(jié)實(shí)期最高(35.93%)，分蘗期最低(17.29%)。從圖1d可知，高冰草粗脂肪含量隨生長(zhǎng)發(fā)育整體上呈下降趨勢(shì)，其孕穗期與結(jié)實(shí)期、抽穗期與枯黃期的含量差異不明顯，粗脂肪含量在分蘗期最高(2.80%)，孕穗期最低(1.07%)。

2.2 粗蛋白、粗纖維、粗脂肪以及淀粉與土壤含水率、土壤C、N、P相關(guān)性分析使用Pearson相關(guān)分析對(duì)粗蛋白、粗脂肪、淀粉、粗纖維與土壤含水率、土壤C、N、P進(jìn)行相關(guān)性分析。由表1可知，粗蛋白與N、P、N/P存在極顯著正相關(guān)，與C/N、C/P和土壤含水率呈極顯著負(fù)相關(guān)；淀粉與N和P呈顯著正相關(guān)，與C/N、C/P和土壤含水率呈極顯著負(fù)相關(guān)；粗纖維與C/N和土壤含水率呈顯著正相關(guān)，與P呈顯著負(fù)相關(guān)，與N、N/P呈極顯著負(fù)相關(guān)；粗脂肪與N、P、N/P呈極顯著正相關(guān)，與C/N呈極顯著負(fù)相關(guān)，與C/P呈顯著負(fù)相關(guān)。

3 結(jié)論與討論

牧草營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的重要性表現(xiàn)在營(yíng)養(yǎng)成分的含量和種類上，在眾多的營(yíng)養(yǎng)成分中，粗蛋白與粗纖維含量是判斷牧草品質(zhì)優(yōu)劣的重要指標(biāo)，優(yōu)質(zhì)牧草的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)之一就是高蛋白和低纖維[12]，該研究中高冰草粗蛋白和粗纖維含量符合優(yōu)質(zhì)牧草的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。牧草的粗蛋白含量越高，其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值也就越高[13]；粗脂肪不僅能夠提供動(dòng)物所需的熱能，而且具有調(diào)節(jié)適口性的作用；粗纖維含量會(huì)影響牲畜的采食率；淀粉作為提高能量的主要來(lái)源，其含量說(shuō)明該植物光合作用能力。

注：不同小寫字母表示在0.05水平差異顯著 Note：Different lowercases indicated significant differences at 0.05 level圖1 高冰草不同物候期粗蛋白、淀粉、粗纖維和粗脂肪含量比較Fig.1 Comparison of the contents of crude protein，crude fat，crude fiber and starch in different phenological stages of Agropyron elongatum

表1 高冰草主要指標(biāo)間相關(guān)性分析

該研究結(jié)果顯示，高冰草粗蛋白、粗脂肪含量在分蘗期最高，淀粉含量在拔節(jié)期最高，分別為15.07%、3.85%和2.80%。粗纖維在分蘗期最低。該研究結(jié)果表明，粗蛋白(CP)含量5.03%～15.40%，粗脂肪(EE)含量1.31%～4.46%和淀粉含量0.03%～2.81%，與解津剛等[14]對(duì)新疆燕麥草營(yíng)養(yǎng)成分含量分析結(jié)果一致。但與常根柱等對(duì)高冰草引種試驗(yàn)[15]的研究結(jié)論相比，在抽穗期所測(cè)得的粗蛋白、粗脂肪和粗纖維含量普遍較低。結(jié)合Pearson相關(guān)分析結(jié)果，推斷該研究中的高冰草生長(zhǎng)發(fā)育受當(dāng)?shù)氐乃翖l件限制。粗蛋白含量在前3個(gè)時(shí)期下降幅度大，Person相關(guān)分析也表明，高冰草粗蛋白、粗脂肪和淀粉對(duì)土壤N、P呈極顯著正相關(guān)，說(shuō)明高冰草生長(zhǎng)前期可適量增補(bǔ)氮肥，有利于高冰草粗蛋白含量的增加。土壤含水率與粗蛋白呈極顯著負(fù)相關(guān)性，與粗纖維呈顯著正相關(guān)性，說(shuō)明土壤含水率過(guò)高容易造成高冰草徒長(zhǎng)，所以應(yīng)控制澆水量?？傮w上，在甘孜州低海拔地區(qū)種植高冰草時(shí)在分蘗期和拔節(jié)期進(jìn)行刈割鮮草時(shí)養(yǎng)分最高，該時(shí)期高冰草飼喂價(jià)值高且營(yíng)養(yǎng)含量豐富，同時(shí)生長(zhǎng)過(guò)程中要適時(shí)補(bǔ)充氮肥和磷肥，促進(jìn)粗蛋白、淀粉、粗脂肪含量的增加。