摘 要:试验旨在探究野生和人工栽培罗布麻叶在不同生长时期营养和药用成分的差异以及变化规律。采用灰色关联分析综合评价野生和人工栽培罗布麻叶的药用和饲用价值。结果显示,在生长期,人工栽培罗布红麻的粗灰分含量最低为1.08%,粗蛋白和金丝桃苷含量最高,分别为19.57%和2.14mg/g;人工栽培罗布白麻的可消化干物质最高为72.44%,异槲皮苷和紫云英苷含量最高,分别为2.32mg/g和0.23mg/g,酸性洗涤纤维含量最低为21.12%;野生罗布白麻的绿原酸和芦丁含量最大分别为7.19mg/g和3.73mg/g。在初花期,野生罗布白麻的粗脂肪含量最低,为3.05%,紫云英苷含量最高,为0.23mg/g;人工栽培罗布白麻的可消化干物质和相对饲喂价值最低,分别为69.25%和217.82。在结荚期,野生罗布白麻的白麻苷含量最高,为6.16mg/g;人工栽培罗布白麻的粗脂肪含量、干物质采食量和相对饲喂价值最高,分别为4.21%、5.15%和276.31,中性洗涤纤维含量最低,为23.31%。研究表明,生长期的人工栽培罗布红麻营养和药用价值均较好,可作为中草药饲料,具有良好的开发利用潜力。
关键词:罗布麻叶;生长时期;饲用价值;药用价值;综合评价
罗布麻(Apocynum venetum L.)是一种夹竹桃科多年生草本或半灌木植物,在我国新疆、山东、内蒙古、甘肃、青海等地区广泛分布[1]。罗布麻是一种集药用、饲用等为一体的经济作物[2]。其中,大叶白麻[Poacynum hendersonii(Hook.f)Woodson]和罗布麻具有较高的开发利用价值,分别俗称为罗布白麻和罗布红麻[3]。研究表明,新疆罗布麻具有较高药用开发利用价值,但不同的生长时期罗布麻的药用成分含量存在显著差异[4-7]。如野生和人工栽培的罗布麻红麻或新疆阿勒泰地区不同居群的野生罗布白麻叶片中的营养成分含量存在较大差异[8-9]。罗布麻具有良好的饲用价值,不仅能够调节牧草发酵[10],还可显著改善鸡和羊等动物的生长情况和肉品质[11-13]。此外,不同生长期人工栽培罗布白麻、罗布红麻或野生罗布麻的营养成分动态积累存在较大差异[9,14]。但目前罗布麻作为药用和饲用价值兼具的中草药饲料的研究尚不全面。因此,本研究对不同生长时期的新疆人工栽培罗布白麻、罗布红麻和野生罗布白麻的营养成分、饲喂价值和药用价值进行灰色关联综合比较分析,为优质罗布麻中草药饲料的选育提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验材料分别为多年生野生罗布白麻(YW)及两年生人工栽培罗布白麻(RW)、罗布红麻(RR)。
1.2 试验设计及试验地概况
试验于2022年和2023年进行,2022年5月人工栽培罗布白麻和罗布红麻统一移栽,分别于2023年对人工栽培罗布白麻、罗布红麻、野生罗布白麻的生长期、初花期和结荚期叶片进行采收。试验地位于新疆维吾尔自治区巴音郭楞蒙古自治州尉犁县兴平镇,全年平均日照2975h,全年平均气温10.1℃,年平均降水量43mm,属暖温带大陆性荒漠气候。试验地地势平坦,土壤肥力较差。试验地土壤状况见表1。试验小区的面积为20m2(4m×5m),采用随机区组方式栽培罗布白麻和罗布红麻,种植株行距为1.5m×10m,每个小区之间的间隔30cm,3次重复。移栽后按照当地罗布麻种植的灌溉习惯(4500m3/hm2)进行漫灌,均未施肥和用药;野生罗布白麻为野外成片生长,无人工管理。
表1 试验地土壤状况
1.3 测定指标及方法
1.3.1 营养品质
各小区随机选取5株,分别于生长期、初花期和结荚期全株齐地刈割,收集叶片阴干,粉碎。采用近红外光谱技术测定粗蛋白、粗脂肪、粗灰分、酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维的含量[15-16],各营养指标均利用FOSS DS2500近红外反射光谱仪进行检测分析。
1.3.2 药用品质
参考文献[17]至文献[18]方法,各小区随机选取5株,分别于生长期、初花期和结荚期全株齐地刈割,收集叶片阴干,粉碎。采用高效液相色谱(HPLC)法分析测定绿原酸、白麻苷、芦丁、金丝桃苷、异槲皮苷和紫云英苷含量,各指标均利用岛津LC-40高效液相色谱仪进行分析检测。
1.3.3 相对饲喂价值
根据粗饲料的中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量计算某一粗饲料的相对饲喂价值(RFV)[19]。
RFV=DMI×DDM/1.29(1)
DMI=120/NDF(2)
DDM=88.9-0.779×ADF(3)
式中:DMI为干物质采食量(%);DDM为可消化干物质(%)。
1.4 数据统计与分析
使用Excel2010进行试验数据梳理,SPSS25.0进行方差和灰色关联度的分析,Duncan's法进行多重比较。结果以“平均值±标准差”表示,P<0.05表示差异显著。
1.5 灰色关联度分析
灰色关联分析法(GRA)是一种以灰色系统理论为依据的量化评估手段,其主要依据各评估元素的发展趋势的相似性或差异性来判断它们的关联性[20]。运用灰色系统理论分析法对3个生长时期的野生和人工栽培罗布麻叶营养成分、饲喂价值和药用成分进行综合分析。本试验选取罗布麻各营养指标测定值的最大值,人为构建理想的参考数列:X0(k)={X0,(1),X0(2),X0(3),…,X0(n)}。将所有试验品种的测量数据视为对照数列,命名为列Xi(k)={Xi(1),Xi(2),Xi(3)…,Xi(n)}。其中:k=1,2,3,…,n;k为测定指标数(n=14);i=1,2,3,…,m;i为各参试不同时期的品种(m=9)。
对数据进行无量纲化处理,正向指标按照Xi'(k)=Xi(k)/X0(k)进行处理,负向指标Xi'(k)=X0(k)/Xi(k)进行处理(本试验除灰分、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维为负向指标外,其余均为正向指标),最后根据上述处理数据求各指标的绝对差值Δi(k)=|X0(k)-Xi'(k)|。采用判断矩阵法,计算各成分对应的权值。
式中:ξi(k)为关联系数;minimink?i(k)为二级最小差;maximaxk?i(k)为二级最大差;ρ为分辨率系数,取值0.5,代表同等重要。
等权关联度: (5)
权重系数:ωi=γi/∑γi (6)
式中:n=14,为指标数量;m=9,为参试品种数量。
2 结果与分析
2.1 不同生长时期对野生和人工栽培罗布麻叶营养成分的影响(见表2)
由表2可知,在结荚期,YW、RW和RR粗脂肪含量均达到最高,分别为3.12%、4.21%、3.69%,其中性洗涤纤维含量在不同生长时期的变化规律表现不一,其中在生长期RR粗蛋白含量达到最高,为19.57%,RR的粗灰分含量为最低,为1.08%。在生长期RW酸性洗涤纤维含量最低,为21.12%,在结荚期YW、RW和RR中性洗涤纤维含量最低,分别为25.11%、23.31%和26.18%,其中RW中性洗涤纤维含量最低。
表2 不同生长时期对野生和人工栽培罗布麻叶营养成分的影响 单位:%
注:同列数据肩标不同字母表示差异显著(P<0.05),相同字母或无字母表示差异不显著(P>0.05);下表同。
2.2 不同生长时期对野生和人工栽培罗布麻叶相对饲喂价值的影响(见表3)
由表3可知,在结荚期,YW、RW和RR的干物质采食量达到最高,分别为4.78%、5.15%、4.58%,其中RW的干物质采食量最高。在生长期,RW可消化干物质达到最高,为72.44%。在结荚期,YW、RW和RR的相对饲喂价值达到最高,分别为260.43、276.31、254.50,其中RW的相对饲喂价值最高。
表3 不同生长时期对野生和人工栽培罗布麻叶的饲喂价值的影响
2.3 不同生长时期对野生和人工栽培罗布麻叶药用成分的影响(见表4)
表4 不同生长时期对野生和人工栽培罗布麻叶药用成分的影响 单位:mg/g
由表4可知,在生长期,YW绿原酸含量达到最高,为7.19mg/g,YW芦丁含量达到最高,为3.73mg/g,RR金丝桃苷含量达到最高,为2.14mg/g,RW异槲皮苷含量达到最大,为2.32mg/g。在结荚期,YW白麻苷含量达到最高,为6.16mg/g。在生长期,RW和初花期YW紫云英苷含量均达到最高,为0.23mg/g。
2.4 不同生长时期对野生和人工栽培罗布麻叶灰色关联度排序的影响(见表5)
表5 不同生长时期对野生和人工栽培罗布麻叶灰色关联度排序的影响
将不同生长时期野生和人工栽培罗布麻叶(YW、RW和RR)的营养成分、饲喂价值和药用成分指标的值看作一个整体进行灰色关联度分析得出指标的等权关联度系数及加权关联度系数,见表5。等权关联度系数和加权关联度系数大小排序一致,由大到小顺序为:生长期RR>生长期YW>结荚期RW>生长期RW>结荚期YW>初花期YW>初花期RR>结荚期RR>初花期RW。其中生长期的RR关联度最高,等权关联度系数为0.76,加权关联度系数为1.37,综合性状最优。
3 讨论
3.1 不同生长时期对野生和人工栽培罗布麻叶饲用价值的影响
饲草的营养品质是影响家畜营养物质利用效率的主要原因[21],粗蛋白、粗脂肪、粗灰分、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量及相对饲喂价值是评价饲草营养价值品质的重要指标,可直接影响家畜的采食率和消化率,进而影响生长发育[22-24]。高价值饲草需要较高的粗蛋白、粗脂肪和较低的粗纤维[25]。本研究表明,在生长期,人工栽培罗布白麻的粗蛋白含量达到最高,酸性洗涤纤维含量最小,所以在生长期人工栽培罗布白麻的饲用营养价值最佳。但在初花期野生和人工栽培罗布麻的饲用营养价值均欠佳。在结荚期,野生和人工栽培罗布麻的营养价值差异较大,但人工栽培罗布白麻干物质采食量和相对饲喂价值均达到最高,中性洗涤纤维含量最低,所以饲用营养价值更高。贾春林[9]研究证明,与野生罗布红麻相比,生长期人工栽培罗布红麻的粗脂肪含量高,粗纤维和粗灰分含量低,饲用价值最佳。本研究结果表明,与人工栽培罗布红麻和野生罗布白麻相比,人工栽培罗布白麻饲用价值更高。
3.2 不同生长时期对野生和人工栽培罗布麻叶药用价值、综合评价的影响
中草药饲料中的黄酮类化合物和绿原酸等活性物质,可调节动物的胃肠道健康,提高免疫力及生产力[26-27]。黄酮类化合物是罗布麻最主要的活性成分,是罗布麻具有药用价值的基础[28]。本研究发现,野生和人工栽培罗布麻叶的药用成分在不同生长时期存在的差异较大。在生长期,野生罗布白麻绿原酸含量和芦丁含量达到最大,人工栽培罗布白麻紫云英苷含量和异槲皮苷含量达到最大,人工栽培罗布红麻金丝桃苷含量达到最高。在初花期,野生罗布白麻紫云英苷含量达到最大。在结荚期,野生罗布白麻白麻苷含量达到最大。许虎[29]研究表明,罗布麻主要黄酮成分在不同生长期的含量变化差异较大,在花前期是含量积累的高峰期。张柯雨[30]研究发现,罗布麻在不同生长时期的总黄酮含量变化很大,在苗期最高。因此,罗布麻叶总黄酮和槲皮素含量在不同时期差异较大,其中初花期和果实成熟期是含量积累高峰期[31]。
多因素决策分析方法中的灰色关联分析法不仅简单易行、分析准确度高,还能够较好地反映各因素之间的重要程度和各项指标之间的关系,有效避免人为因素参与、结果可信度高[32],已在农业类科学研究分析中广泛应用。张兰等[33]利用灰色关联度分析法综合比较分析了12种紫花苜蓿的饲用价值;王雪等[34]用灰色关联度分析法方法比较分析了3种药用栽培甘草影响其种子产种特性的主要因素;李鸿飞等[35]用灰色关联度分析法对18份燕麦品种的饲用价值进行了分析比较。因此,本研究利用灰色关联度分析法对不同生长时期下野生和人工栽培罗布麻叶的营养成分和药用价值进行综合分析,结果表明,生长期的人工栽培罗布白麻综合关联度最高,综合表现较好,最具作为中草药饲料的潜力。
4 结论
本研究利用灰色关联度分析法对不同生长时期野生和人工栽培罗布麻叶饲用价值和药用价值进行综合评价分析,结果发现,生长期的新疆人工栽培罗布红麻的饲用和药用的综合价值优于野生罗布白麻和人工栽培罗布白麻,可作为中草药饲料推广和种植,这一结果可为中草药的选育和种植推广提供理论参考。
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文章摘自:隗亚军,贾永倩,吴倩,等.野生和人工栽培罗布麻叶饲用和药用价值评价[J/OL].饲料研究,2024,(19):124-128[2024-11-11].https://doi.org/10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2024.19.024.