全 文 :书白洋淀菹草不同生长期生物量及
营养价值变化动态
任文君1,吴亦红2,田在锋2,刘霞1,宁国辉1,谢建治1,王华3
(1.河北农业大学资源与环境科学学院,河北 保定071001;2.河北省环境科学研究院,河北 石家庄050000;
3.河北北方学院图书馆,河北 张家口075000)
摘要:本研究在白洋淀王家寨淀区选取5个采样点,分别于菹草返青期、指数生长期、芽殖体发生期和植株衰亡期,
对各采样点的菹草植株进行取样、监测并记录各采样点菹草的生物量变化,并对菹草植株各项营养指标含量进行
分析。结果表明,菹草指数生长期,生物量增大,粗蛋白、粗脂肪、总磷以及β胡萝卜素均达到最大值,而粗纤维、粗
灰分、钙以及Vc含量在3-6月的监测中呈现逐渐上升趋势,5月初是白洋淀采集菹草的最佳季节。不同采样点,
菹草的营养指标含量存在差异。整个菹草生长期,各采样点菹草粗蛋白含量在100g/kg以上,粗纤维含量低于
155g/kg,粗脂肪含量在12g/kg以上,粗灰分含量在140g/kg以上,钙和磷含量均在3.0g/kg以上,维生素C含
量在140mg/kg以上,β胡萝卜素含量在310mg/kg以上,营养价值较其他水生饲料高,是草鱼、畜禽理想的青饲
料。菹草中的类胡萝卜素等成分可提高蛋品的保健价值,应用前景十分广阔。
关键词:菹草;白洋淀;生物量;营养价值
中图分类号:Q945.79 文献标识码:A 文章编号:10045759(2012)01002410
菹草(犘狅狋犪犿狅犵犲狋狅狀犮狉犻狊狆狌狊),又叫虾藻、虾草,眼子菜科,眼子菜属,多年生沉水草本植物,是许多草型湖泊春
季水生植物的优势种群[1,2]。菹草的生命周期与多数水生植物不同,其秋季发芽,冬春至初夏生长,春夏之交(5
月份前后)生长达到极盛期,夏季则大量衰败死亡,生长的季节性较强[37]。菹草耐污能力强,对水体和底泥中氮、
磷等污染物具有较好的吸收作用[8,9]。随着季节的变化,菹草体内营养物质含量升高,吸收氮磷营养盐的作用逐
渐结束,须将菹草在生长末期进行打捞,移出水体外,以增加营养盐的输出量[10,11]。
菹草易采捞,营养价值较高,易消化,可作为粮食短缺时的应急食品;可药用,具有清热明目、渗湿利水的功
效;同时菹草是各种畜禽的良好饲料,也是鱼类极好的繁殖场所和饵料。菹草适口性强,鲜喂、干喂都为各种畜禽
喜食,且易贮存,堆贮、袋贮均可[12,13]。多年养殖经验表明,白洋淀蛋鸭采食菹草后能生产优质天然的红心鸭
蛋[14],且此种红心鸭蛋具有较强的抗癌作用[15],可能与菹草体内含有特殊的类胡萝卜素有关[16,17]。菹草作为湖
泊等水域的野生资源植物,其资源化利用的价值已逐渐受到关注。王海滨和张声华[5]、娄玉杰等[12]已经对菹草
的营养价值、功能特性进行了初步研究,但对不同采样点及不同生长期菹草营养价值的研究还未见报道。
本研究对白洋淀王家寨淀区不同采样点、不同生长期的菹草进行了采样,分析了菹草体内多种营养指标含量
的动态变化,综合考虑菹草饲用营养价值及生态环境等方面的复合作用,确定白洋淀菹草最佳收获时间,为白洋
淀菹草的资源化利用以及草型湖泊的科学治理提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 采样点设置与采样方法
王家寨为白洋淀的一个淀区,著名景区荷花大观园就在此淀区,淀区内居住人口较多,水质污染较为严重。
经过调查采点,本研究在王家寨淀区共设置了5个采样点(图1),采样点1~5分别为大观园景区外航道点、水质
封闭点、居民区航道点、距居民区较远点和距居民区较近点,以上5个采样点均有菹草生长;并设置1个对照点,
24-33
2012年2月
草 业 学 报
ACTAPRATACULTURAESINICA
第21卷 第1期
Vol.21,No.1
收稿日期:20101125;改回日期:20110308
基金项目:国家水体污染控制与治理科技重大专项(2008ZX07209008005,2008ZX0720900705)和国家科技支撑计划项目(2007BAD87B04)
资助。
作者简介:任文君(1984),女,河北张家口人,在读硕士。Email:renwenjun3508@126.com
通讯作者。Email:xjianzhi@126.com
设置样点时发现对照点未有菹草生长。这些采样点,周边环境不同,水质底泥受污染的程度也不同。
采样时,以各采样点为中心,在半径为5m的水域范围内选取菹草覆盖度较大的3个点位(即3个重复)作为
该次采样的监测点,在各监测点选取1m2 生长有菹草种群的样方,利用水样采集器采集相应点位的水样;利用抓
斗式底泥采样器采集相应点位的底泥样;菹草样品的采集及其生物量测定采用“带网铁夹法”(0.25m2 网夹式采
样器)[18]。
图1 采样点分布
犉犻犵.1 犛犽犲狋犮犺狅犳狊犪犿狆犾犻狀犵狊犻狋犲狊犱犻狊狋狉犻犫狌狋犻狅狀
采样点1Samplingsiteone;采样点2Samplingsitetwo;采样点3Samplingsitethree;采样点4Samplingsitefour;采样点5Samplingsitefive;对照
点Controlsite;王家寨村 ThevilageofWangjiazhai;采样点Samplingsite;航道边界Theboundaryofchannel.
1.2 监测时间
试验安排在2010年3-6月,每20d1次,共进行5次。分别于2010年3月19日,4月8日,4月28日,5月
18日,6月7日采集相应样点的菹草进行测定,每次取样时间安排在上午。依据菹草的生长发育历期(表1),选
取的采样时间分别为菹草的返青期、指数生长期、芽殖体发生期和植株衰亡期。
1.3 监测因子与方法
植物生物量:精度为0.01g的电子天平,差减法测定[20];粗蛋白:硫酸-双氧水消煮-凯氏定氮法[20]测定;
粗纤维:酸碱洗涤法[20]测定;粗脂肪:饲料粗脂肪测定法(GB/T6433)测定;粗灰分:直接灰化法[20]测定;钙:原子
吸收分光光度法[20]测定;总磷:H2SO4-H2O2 消煮,钒钼黄比色法[20]测定;维生素C:2,6二氯酚靛酚滴定法[20]
测定;β胡萝卜素:分光光度计比色法
[20]测定。株高:精度为0.1m的米尺测量;含水率:常压直接烘干法[20]测
定;溶解氧(dissolvedoxygen,DO):碘量法[21]测定(GB748987);化学需氧量(chemicaloxygendemand,COD
cr):重铬酸钾法[21]测定(GB1191489);水质氨氮(NH3N):纳氏试剂比色法[21]测定(GB747987);水质总氮
(TN):碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法[21]测定(GB1189489);水质总磷(TP):钼酸铵分光光度法[21]测定
(GB1189389);水质正磷酸盐:钼锑抗光度法[21]测定(GB1189389);底泥有机质:重铬酸钾容量法-外加热法[20]
测定;底泥全氮:硫酸消解,硫酸钾-硫酸铜-硒混合催化剂催化,凯氏定氮法[20]测定;底泥全磷:NaOH熔融-
钼锑抗比色法[20]测定。
52第21卷第1期 草业学报2012年
表1 菹草的生长发育历期[19]
犜犪犫犾犲1 犇犲狏犲犾狅狆犿犲狀狋狊狋犪犵犲狊狅犳犘.犮狉犻狊狆狌狊
发育期
Developmentstages
经历时间
Time
平均水温
Temperature(℃)
主要特征
Characters
芽殖体萌发期Theperiodofbud
reproductivebodygermination
8月中旬-10月中旬Inthemiddleof
AugusttothemiddleofOctober
16.6 芽殖体萌发,长出须根、幼苗 Budreproductive
bodygrow,andgrowseedlings
幼苗生长期Theperiodofseed
linggrowth
10月中旬-12月上旬Inthemiddleof
OctobertotheearlyDecember
7.3 生物量迅速增长、长出新茎叶Biomassgrowrap
idlyandnewstemgrow
幼苗越冬期Theperiodofseed
lingacrosswinter
12月上旬-3月上旬IntheearlyDe
cembertotheearlyMarch
3.2 水下或冰下越冬 Acrossthewinterunderthe
waterandice
返青期Theperiodofturngreen 3月上旬-4月初IntheearlyMarchto
theearlyApril
11.5 冰化后,较慢生长、叶子分化Iceisinitiated,slo
wergrowth,leavesdifferentiation
指数生长期Theperiodofexpo
nentialgrowth
4月初-5月下旬IntheearlyAprilto
thelateMay
14.3 生物量以指数形式迅增 Biomasstoindexin
creasedrapidly
花果期 Theperiodofproduce
flowerandfruit
4月下旬-5月中上旬InthelateApril
totheearlyandmiddleMay
15.2 穗状花序抵出,传粉后结实 Spikescomeout,
producefruitafterpolination
芽殖体发生期Theperiodofbud
emergence
5月中上旬-6月初Intheearlyand
middleMaytotheearlyJune
20.8 芽殖体发育Budreproductivebodydevelopment
植株衰亡期 Theperiodofde
cline
6月中旬-8月InthemiddleofJuneto
August
25.6 茎叶停止生长,腐烂、沉入水底Stemstopgrowth
anddecay,sinktothebottom
芽殖体越夏期Theperiodofbud
acrosssummer
6月下旬-8月底InthelateJuneto
thelateAugust
26.5 芽殖体沉入水底、越夏,等待秋季萌发 Budre
productivebodysinktothebottom,acrossthe
summer,waitingforautumngermination
1.4 数据处理
数据均用“平均值±标准差”表示,采用 MicrosoftExcel2003软件对数据进行处理和绘图,并用SPSS17.0
和DPS7.5统计软件对数据进行统计分析,Duncan法对数据进行差异显著性检验。
2 结果与分析
2.1 各采样点菹草生物量的变化
生物量是植物群落数量的重要特征,直接反映生态系统生产者的物质生产量。3月份前,白洋淀水域结冰,
菹草生长缓慢,覆盖度较低,3-4月份则开始成倍拓展生长,5月份达到最高峰,覆盖度80%以上,生物量7~8
kg/m2,到5月中旬产生芽殖体,进入衰败期,6月初开始倒伏、衰亡(表2)。由此可见,菹草生态系统在5月初生
产力达到最大。
白洋淀王家寨淀区平均深度2m左右,比较适合菹草生长;菹草最适生长温度为10~20℃,高于25℃停止生
长(表1)。3-5月,白洋淀水域温度10~20℃,适宜菹草生长;由于白洋淀王家寨淀区水体富营养化程度较高,
氮、磷等营养物质可以满足菹草生长的需要,加之日照充足,有利于菹草进行光合作用,导致菹草大面积发生。菹
草已经成为春季白洋淀沉水植物的优势种群。
对表2中各采样点各时期菹草的生物量及株高进行差异显著性分析,不同的生长期及采样点,菹草种群表现
出不同的生物量和株高。采样点2周围相对封闭,受航道交通及生活污染的影响较小,水质较其他采样点要好,
因此,菹草生长较为旺盛,生物量大。
2.2 各采样点菹草营养指标含量变化
2.2.1 粗蛋白 蛋白质是构成动物肌肉、皮、毛、血液和组织的主要成分。细胞中的原生质、酶、激素、抗体等都
是由蛋白质组成。粗蛋白质包括真蛋白质(纯蛋白质)和氨化物(即非蛋白态的含氮化合物)两类,是畜禽必需的
62 ACTAPRATACULTURAESINICA(2012) Vol.21,No.1
营养物质[22]。各采样点粗蛋白含量均呈现先增高后降低的趋势(图2)。菹草生长进入3月份后,随着生物量的
增大,不但靠其根系吸收底泥中的氮,表层茎、叶对水中氮的吸收速率也开始增大。菹草扩展速度越快,从底泥和
水体中吸收的氮含量越多,致使体内粗蛋白的含量逐渐增加。当菹草生长进入5月后,芽殖体产生,植株体内的
氮开始释放,粗蛋白含量也开始下降。对各采样点菹草粗蛋白含量进行差异显著性分析,采样点1各生长期粗蛋
白含量的平均值与采样点3,4,5存在极显著性差异(犘<0.01);采样点2各生长期粗蛋白含量的平均值与采样
点4,5存在极显著性差异(犘<0.01)。采样点的不同,会影响菹草体内粗蛋白的含量(犘<0.01)。
表2 各采样点菹草种群生物量变化
犜犪犫犾犲2 犅犻狅犿犪狊狊狅犳犘.犮狉犻狊狆狌狊犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狊犪犿狆犾犻狀犵狊犻狋犲狊
监测时序
Orderof
monitors
时间
Time
备注
Remarks
采样点
Samplingsites
生物量(湿重)
Biomass(wetweight)
(kg/m2)
株高
Plantheight
(cm)
含水率
Rateofwater
content(%)
1 3月
19日
March
19th
水温:4.0~5.5℃Temperatureofthe
water:4.0-5.5℃,返青期Theperiod
ofturngreen,菹 草 生 长 较 慢 Grew
moreslowly,叶子开始分化Leavesbe
gantodifferentiation
采样点1Samplingsiteone 3.17±0.16a 78.8±4.9a 93.97
采样点2Samplingsitetwo 2.19±0.11b 75.1±5.1a 94.87
采样点3Samplingsitethree 1.94±0.09c 76.2±4.8a 92.78
采样点4Samplingsitefour 2.04±0.11bc 76.8±5.0a 91.69
采样点5Samplingsitefive 1.91±0.03c 72.1±2.8a 92.16
2 4月
8日
April
8th
水温:12.0~12.5℃ Temperatureof
thewater:12.0-12.5℃,刚进入指数
生长期Justgetintotheperiodofexpo
nentialgrowth
采样点1Samplingsiteone 4.88±0.10a 110.4±5.0a 92.11
采样点2Samplingsitetwo 4.94±0.15a 105.2±1.6ab 91.64
采样点3Samplingsitethree 3.08±0.08c 96.1±4.8c 90.22
采样点4Samplingsitefour 3.48±0.16b 100.2±2.3bc 92.59
采样点5Samplingsitefive 2.81±0.16d 96.5±4.7c 93.01
3 4月
28日
April
28th
水温:13.0~17.5℃ Temperatureof
thewater:13.0-17.5℃,指数生长期
Theperiodofexponentialgrowth
采样点1Samplingsiteone 6.34±0.11b 150.8±7.6a 94.37
采样点2Samplingsitetwo 7.59±0.24a 165.7±8.0a 94.09
采样点3Samplingsitethree 5.73±0.21c 155.4±9.1a 93.29
采样点4Samplingsitefour 6.03±0.13bc 160.2±6.8a 93.72
采样点5Samplingsitefive 4.98±0.24d 150.5±8.1a 93.08
4 5月
18日
May
18th
水温:20.5~22.5℃ Temperatureof
thewater:20.5-22.5℃,芽殖体发生
期Theperiodofbudemergence,植株
旺盛Plantexuberant,接近水面表层生
长Closetothewatersurfacegrowth
采样点1Samplingsiteone 8.84±0.40b 180.1±7.7b 94.56
采样点2Samplingsitetwo 9.78±0.55a 190.8±6.4a 94.38
采样点3Samplingsitethree 8.02±0.35c 175.6±3.7bc 93.76
采样点4Samplingsitefour 7.91±0.48c 175.3±3.8bc 93.89
采样点5Samplingsitefive 7.44±0.28c 165.9±5.3c 93.48
5 6月
7日
June
7th
水温:28~29℃ Temperatureofthe
water:28-29℃,植株衰亡期 Thepe
riodofdecline
采样点1Samplingsiteone 1.62±0.39a 90.4±1.9a 93.29
采样点2Samplingsitetwo 1.33±0.10ab 95.2±3.1a 92.78
采样点3Samplingsitethree 1.09±0.06b 65.5±4.1b 91.06
采样点4Samplingsitefour 1.22±0.28ab 70.7±3.1b 91.91
采样点5Samplingsitefive 1.13±0.02b 65.1±3.1b 92.04
注:相同时间、同列数据后的不同小写字母表示在5%水平下差异显著。
Note:Differentsmallettersinthesametimeandcolumnmeansignificantdifferenceamongtreatmentsat0.05level.
2.2.2 粗纤维 粗纤维是构成植物细胞壁的重要物质,能刺激胃肠蠕动,利于粪便排泄,在特定酶的作用下才能
被分解为低糖被畜禽利用[22]。本研究中,粗纤维的含量随着菹草生长期的延长而有所上升,在最后1次采样中
含量达到最大,但含量均在155g/kg以下(图3)。将各采样点菹草粗纤维含量进行差异显著性分析,采样点5各
生长期粗纤维含量的平均值与采样点1,3存在显著性差异(犘<0.05)。
2.2.3 粗脂肪 脂肪在畜禽体内分解后,主要供给热能。家畜虽然能利用蛋白质和碳水化合物合成脂肪,但仍
72第21卷第1期 草业学报2012年
需要由饲料供给一定的数量[22]。随着菹草生物量的增大,各采样点菹草体内粗脂肪的含量在4月底的采样中达
到最大值,此时菹草处于指数生长期,体内营养物质加速积累(图4)。5月后的采样,各采样点菹草粗脂肪含量均
下降,其中,采样点1,4和5在第5次采样粗脂肪含量降到最低,采样点2和3在第4次采样降到最低,但在第5
次采样时有所增加。将各采样点菹草粗脂肪含量进行差异显著性分析,采样点1各生长期粗脂肪含量的平均值
与其他采样点存在显著性差异(犘<0.05)。
图2 不同采样点菹草粗蛋白含量
犉犻犵.2 犆狉狌犱犲狆狉狅狋犲犻狀犮狅狀狋犲狀狋狅犳犘.犮狉犻狊狆狌狊犻狀
犱犻犳犳犲狉犲狀狋狊犪犿狆犾犻狀犵狊犻狋犲狊
图3 不同采样点菹草粗纤维含量
犉犻犵.3 犆狉狌犱犲犳犻犫犲狉犮狅狀狋犲狀狋狅犳犘.犮狉犻狊狆狌狊犻狀
犱犻犳犳犲狉犲狀狋狊犪犿狆犾犻狀犵狊犻狋犲狊
A:采样点1Samplingsiteone;B:采样点2Samplingsitetwo;C:采样点3Samplingsitethree;D:采样点4Samplingsitefour;
E:采样点5Samplingsitefive;下同Thesamebelow.
图4 不同采样点菹草粗脂肪含量
犉犻犵.4 犆狉狌犱犲犳犪狋犮狅狀狋犲狀狋狅犳犘.犮狉犻狊狆狌狊犻狀
犱犻犳犳犲狉犲狀狋狊犪犿狆犾犻狀犵狊犻狋犲狊
图5 不同采样点菹草粗灰分含量
犉犻犵.5 犆狉狌犱犲犪狊犺犮狅狀狋犲狀狋狅犳犘.犮狉犻狊狆狌狊犻狀
犱犻犳犳犲狉犲狀狋狊犪犿狆犾犻狀犵狊犻狋犲狊
2.2.4 粗灰分 粗灰分是无机营养物质的总和,主要有钙、磷、钠、氯、镁、铁、硫、碘、锰、铜、钴、锌等[21]。粗灰分
的含量也随着菹草生长期的延长而呈现上升趋势,在6月初的采样达到最大值,此时各采样点粗灰分的含量均在
200g/kg以上(图5),说明菹草体内的无机营养物质含量较高。将各采样点菹草粗灰分含量进行差异显著性分
析,采样点1与其他采样点存在极显著性差异(犘<0.01),采样点4各生长期粗灰分含量的平均值与采样点5存
在显著性差异(犘<0.05)。
2.2.5 钙 Ca在畜禽的骨骼发育与维护方面有着特殊的作用[23]。各采样点菹草体内钙的含量随着采样时间
的延长也呈现逐渐上升趋势,可见,菹草体内钙的含量较高,最高可接近20g/kg(图6)。将各采样点菹草体内钙
82 ACTAPRATACULTURAESINICA(2012) Vol.21,No.1
含量进行差异显著性分析,采样点1各生长期钙含量的平均值与其他采样点存在极显著性差异(犘<0.01)。
2.2.6 总磷 磷也是构成牙齿和骨骼的主要成分,若牧草中磷含量低于0.2%,可导致畜禽发生软骨病和磷缺
素症[24,25],甚至会引起繁殖力的下降[26]。菹草在生长过程中,不但从水体中吸收总磷,而且也吸收底泥中的磷供
其生长需要。菹草体内总磷含量在指数生长期(第3次采样)达到最大值(图7)。当菹草产生芽殖体(第4次采
样)后,植株体内的总磷已经开始释放,释放的总磷进入水体和底泥中,如果不适时收割菹草,可造成水体的二次
污染。经过显著性检验,各采样点各生长期菹草体内总磷含量不存在显著性差异。
2.2.7 维生素C 维生素C是保证家畜正常新陈代谢的一种活性物质,饲料中缺少维生素C便会引起缺乏症
状[22]。3月初-4月底,各采样点维生素C的含量呈现逐渐上升趋势,但在5月菹草芽殖体产生后,维生素C的
含量下降,在6月的采样中,含量又有所升高(图8)。特别是采样点1,6月初的采样结果升高较为明显。菹草体
内的维生素C的含量可高至200~400mg/kg,可见,菹草是良好的维生素C补充料。采样点1各生长期维生素
C含量的平均值与采样点4,5存在极显著性差异(犘<0.01)。
2.2.8 β胡萝卜素 胡萝卜素是具有类似维生素A的生物活性和效力的物质,称维生素A原。胡萝卜素常有
α、β和γ几种异构体,其中,β胡萝卜素的生理效能最大,在动物的小肠内及肝脏中转化为维生素A
[20]。3-6月
间,β胡萝卜素含量呈现先上升后下降的趋势,在4月底菹草指数生长期达到最大值(图9)。采样点1,2各生长
期β胡萝卜素含量的平均值与采样点5存在显著性差异(犘<0.05)。
图6 不同采样点菹草钙含量
犉犻犵.6 犆犪犮狅狀狋犲狀狋狅犳犘.犮狉犻狊狆狌狊犻狀
犱犻犳犳犲狉犲狀狋狊犪犿狆犾犻狀犵狊犻狋犲狊
图7 不同采样点菹草总磷含量
犉犻犵.7 犜狅狋犪犾犘犮狅狀狋犲狀狋狅犳犘.犮狉犻狊狆狌狊犻狀
犱犻犳犳犲狉犲狀狋狊犪犿狆犾犻狀犵狊犻狋犲狊
图8 不同采样点菹草犞犮含量
犉犻犵.8 犞犮犮狅狀狋犲狀狋狅犳犘.犮狉犻狊狆狌狊犻狀
犱犻犳犳犲狉犲狀狋狊犪犿狆犾犻狀犵狊犻狋犲狊
图9 不同采样点菹草β胡萝卜素含量
犉犻犵.9 β犮犪狉狅狋犻狀犮狅狀狋犲狀狋狅犳犘.犮狉犻狊狆狌狊犻狀
犱犻犳犳犲狉犲狀狋狊犪犿狆犾犻狀犵狊犻狋犲狊
92第21卷第1期 草业学报2012年
2.3 菹草与水生饲料营养成分的比较
水生饲料一般是指“三水一萍”,即水浮莲(犘犻狊狋犻犪狊狋狉犪狋犻狅狋犲狊)(水莲花、水白菜等)、水葫芦(犈犻犮犺犺狅狉狀犻犪犮狉犪狊
狊犻狆犲狊)(凤眼莲、小荷花、水绣花等)、水花生(犔狋犲狉狀犪狀狋犺犲狉犪狆犺犻犾狅狓犲狉狅犻犱犲狊)(水苋菜、喜旱莲子草等)与红萍(犃狕狅犾犾犪
犻犿犫狉犻犮犪狋犪)(绿萍、满江红等),这类饲料具有生长快、产量高、不占耕地和利用时间长等优点[27,28]。表3列出了不
同采样时间菹草与4种水生饲料营养成分含量相比较的结果。总体而言,在菹草的指数生长期和芽殖体发生期,
体内粗蛋白、粗灰分和磷等指标含量高于4种水生饲料,特别是β胡萝卜素的含量,菹草比红萍高出10~20倍。
菹草体内钙的含量略低于4种水生饲料,粗脂肪的含量在指数生长期仅低于水葫芦,粗纤维的含量较4种水生饲
料低。在4月底的采样中,菹草进入指数生长期,粗蛋白、粗脂肪、磷以及β胡萝卜素等指标的含量达到最大值,
而粗纤维、粗灰分、钙以及Vc在4月底采样中虽然不是最大值,但相比起其他水生饲料已经达到了一个较高的
含量标准,因此,从菹草产量和营养价值含量综合分析,5月初是白洋淀采集菹草的最佳季节。
表3 不同采样时间菹草与水生饲料营养成分的比较
犜犪犫犾犲3 犆狅犿狆犪狉犻狊狅狀狅犳狀狌狋狉犻狋犻狅狀犪犾犮狅犿狆狅狊犻狋犻狅狀犫犲狋狑犲犲狀犘.犮狉犻狊狆狌狊狑犻狋犺狊狅犿犲犺狔犱狉狅狆犺狔狋犻犮犳犲犲犱狊
营养指标
Nutritive
indexes
返青期
Theperiod
ofturn
green
(2010319)
指数生长
期初期
Theperiod
ofexponential
growth
(201048)
指数生长期
Theperiodof
exponential
growth
(2010428)
芽殖体
发生期
Theperiod
ofbud
emergence
(2010518)
植株衰亡期
Theperiod
ofdecline
(201067)
水浮莲
犘犻狊狋犻犪
狊狋狉犪狋犻狅狋犲狊
[22,27,28]
水葫芦
犈犻犮犺犺狅狉狀犻犪
犮狉犪狊狊犻狆犲狊
[22,27,29]
水花生
犔狋犲狉狀犪狀狋犺犲狉犪
狆犺犻犾狅狓犲狉狅犻犱犲狊
[22,27]
红萍
犃狕狅犾犾犪
犻犿犫狉犻犮犪狋犪
[22,27]
粗蛋白Crudeprotein(g/kg) 175.11 219.15 244.29 209.39 144.91 116.0 176.0 175.0 216.0
粗纤维Crudefiber(g/kg) 113.57 114.01 134.26 149.55 155.55 200.0 251.0 212.0 135.0
粗脂肪Crudefat(g/kg) 12.74 23.30 26.47 15.06 15.12 21.0 32.0 15.6 22.0
粗灰分Crudeash(g/kg) 150.21 187.54 202.63 227.12 257.71 140.0 213.2 147.6 180.0
钙Ca(g/kg) 8.75 9.57 13.38 14.93 16.57 18.3 13.7 25.0 26.4
磷P(g/kg) 3.25 4.16 7.55 5.44 4.18 2.1 1.7 8.0 5.6
β胡萝卜素βcarotene(mg/kg) 346.40 447.35 621.78 543.72 391.34 - - - 29.0
注:表中菹草营养指标的数据为各生长期所有采样点数据的平均值。
Note:Thenutritivevaluedatasof犘.犮狉犻狊狆狌狊aretheaverageofdifferentsamplingsites.
2.4 不同采样点水质指标含量变化
表4为不同采样点水质及底泥指标在5次监测过程中的浓度变化范围。菹草指数生长期,生物量增大,淀区
水体的溶解氧含量升高,化学需氧量、氨氮、总氮、总磷和正磷酸盐含量大幅下降,有菹草种群分布的区域各项指
标含量明显优于无种群区域。底泥有机质、全氮和全磷含量在菹草指数生长期降为最低,而对照点则没有此明显
的变化过程。因此,菹草的生长需要从水体及底泥中吸收营养物质。各采样点水体富营养化程度的不同及底泥
营养盐含量的差异可能是导致不同采样点菹草生物量及营养指标存在显著差异的原因。
3 讨论
3.1 采样点不同对菹草营养成分的影响
综合菹草各个采样时期各项营养指标含量变化分析,不同采样点的菹草营养成分存在差异,这说明菹草营养
指标含量的高低与生长期、产地及生长环境的差异有很大关系,这与前人的结果一致[12,30]。在比较不同产地的
菹草样品时,要详细了解生长期、产地环境等因素,便于得到关于菹草样品营养成分更准确的数据。
3.2 菹草的最佳收割时间
菹草营养指标在各生长期呈现先增高后降低趋势的指标有:粗蛋白、粗脂肪、总磷以及β胡萝卜素,均在菹草
指数生长期达到最大值;而粗纤维、粗灰分、钙以及Vc含量在3-6月的监测中呈现逐渐上升趋势。
03 ACTAPRATACULTURAESINICA(2012) Vol.21,No.1
表4 不同采样点水质指标含量变化
犜犪犫犾犲4 犆犺犪狀犵犲狊狅犳狑犪狋犲狉犮狅狀狋犲狀狋犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狊犪犿狆犾犻狀犵狊犻狋犲狊
采样点Samplingsites
水样 Water
溶解氧
DO
(mg/L)
化学需氧量
CODcr
(mg/L)
氨氮
NH3N
(mg/L)
总氮
TotalN
(mg/L)
总磷
TotalP
(mg/L)
正磷酸盐
PO43-
(mg/L)
底泥Sediment
有机质
Organicmatter
(g/kg)
全氮
TotalN
(g/kg)
全磷
TotalP
(g/kg)
采样点1Samplingsiteone 6.77~9.3045.80~62.171.04~7.91 12.18~2.71 0.25~1.26 0.08~0.39 24.22~34.970.85~1.56 0.63~0.74
采样点2Samplingsitetwo 5.83~8.8841.23~60.930.69~2.00 1.71~6.43 0.33~0.77 0.04~0.51 23.89~28.871.05~1.72 0.61~0.86
采样点3Samplingsitethree 6.51~7.5941.98~80.730.59~1.75 1.94~5.31 0.12~0.55 0.04~0.35 29.89~47.981.63~1.96 0.62~0.72
采样点4Samplingsitefour 6.05~7.7237.24~80.730.77~1.84 1.45~6.47 0.19~0.65 0.08~0.37 48.04~59.411.28~1.73 0.66~0.95
采样点5Samplingsitefive 5.26~8.3734.35~71.210.67~5.05 1.24~8.27 0.26~0.54 0.15~0.39 40.89~51.051.55~2.01 0.69~0.86
对照点Controlsite 3.81~4.5361.78~69.454.05~6.93 8.23~14.310.38~0.54 0.19~0.25 30.78~37.821.62~1.68 0.69~0.72
综合水质等指标,5月中旬,菹草芽殖体产生,体内积累的大量氮磷营养盐就会释放出来,造成水体富营养
化。因此,4月底及5月初这段时间,白洋淀菹草生物量大,且各项营养指标含量已达到较高值,此时收割菹草,
不但达到了菹草净化水质的功能,而且此时菹草具有很高的经济价值,是较好的饲料来源,实现了菹草的资源化
利用。
3.3 菹草作为饲料的条件
营养价值的高低是评价饲料是否优良的重要指标,主要取决于所含营养成分的种类和数量[31]。粗蛋白是动
物蛋白质需求的主要来源;粗纤维是热能的主要原料,对饲料的适口性具有重要影响;粗蛋白含量越高,粗纤维含
量越低,其营养价值越高[32]。本研究分析得出,菹草粗蛋白含量100~250g/kg,高于其他水生饲料,粗纤维含量
低于155g/kg,较其他水生饲料低,说明菹草与同类水生饲料相比,具有较高的营养价值。钙和磷是相互关联的
中量元素,在家畜的骨骼发育和维护方面有着特别的作用。日粮中缺少钙磷或钙磷比例失调都会引起家畜不正
常发育[33],家畜日粮中钙磷的最佳比值为2∶1[34]。本研究得出菹草的钙和磷含量均在3.0g/kg以上;通过计
算,不同采样点,各生长期菹草的氮磷比均接近2∶1。
本研究也表明,不同采样点,菹草营养成分存在差异。不同的菹草生长期,白洋淀王家寨淀区各采样点菹草
粗灰分的含量在140g/kg以上,维生素C含量在140mg/kg以上,β胡萝卜素含量在310mg/kg以上;同时有研
究表明[5],菹草的氨基酸和B族维生素含量丰富,蛋氨酸含量1.9g/kg、赖氨酸含量7.8g/kg,VB1 含量1.8mg/
kg、VB2 含量7.0mg/kg、VB12含量42mg/kg,可见菹草富含营养物质,是良好的蛋白质和矿物元素的来源,且氨
基酸、维生素含量丰富,是草鱼、畜禽理想的水生饲料。目前我国的草粉供不应求,质量优良的草粉更是缺乏,而
将菹草制成菹草粉生产,或与其他饲料搭配使用,可以满足家畜的营养需要,同时缓解草粉缺乏的现状[12]。
菹草中的天然红色类胡萝卜素等成分通过蛋鸭吸收转化到鸭蛋的蛋黄内,从而增加蛋品中类胡萝卜素含量,
显著增加蛋黄的色度,提高蛋品的保健价值,具有良好的应用前景。这对大力发展菹草深加工及相关产业具有重
要的指导意义[5,14]。
3.4 菹草资源化利用前景广阔
随着畜牧业的快速发展,畜禽养殖对饲料多样化和低成本高效率的需求显现尤为明显,因此通过多渠道的开
发饲料资源来发展养殖业是一条可求之路。对菹草资源实行多目标、多途径的开发,提高菹草的综合利用效率,
以获得最大的经济效益和生态效益,将成为菹草资源开发利用的发展趋势,开发前景较为广阔[35,36]。
参考文献:
[1] 王斌,周丽萍,李伟.不同水质条件下菹草的净化作用及其生理反应初步研究[J].武汉植物学研究,2002,20(2):150152.
[2] 何伟,王国祥,杨文斌,等.水深梯度对菹草生长的影响[J].生态学杂志,2009,28(7):12241228.
13第21卷第1期 草业学报2012年
[3] 金送笛,李永函,王永利.几种生态因子对菹草光合作用的影响[J].水生生物学报,1991,15(4):295302.
[4] 陈洪达.菹草的生长史、生物量和断枝的无性繁殖[J].水生生物学报,1985,9(1):3239.
[5] 王海滨,张声华.菹草的营养价值、饲料开发及功能特性研究进展[J].粮食与饲料工业,2005,7:3335.
[6] 陈默君,贾慎修.中国饲用植物[M].北京:中国农业出版社,2002.
[7] 杨富亿.菹草的经济价值及其栽培与养鱼技术[J].资源开发与市场,1996,12(5):195197.
[8] 黄蕾,翟建平,王传瑜,等.4种水生植物在冬季脱氮除磷效果的试验研究[J].农业环境科学学报,2005,24(2):366370.
[9] 包先明,陈开宁,范成新,等.种植沉水植物和疏浚底泥对氮磷营养水平的影响[J].土壤通报,2006,37(5):932935.
[10] 赵芳.白洋淀大型水生植物资源调查及对富营养化的影响[J].环境科学,1995,16(增刊):2123.
[11] 刘兵钦,王万贤,宋春雷,等.菹草对湖泊沉积物磷状态的影响[J].武汉植物学研究,2004,22(5):394399.
[12] 娄玉杰,杨连玉,张庆华.菹草的生物学特性与营养价值[J].中国饲料,2000,(10):27.
[13] 邵留,沈盎绿.菹草的生物学特性及其应用[J].内陆水产,2004,(4):23.
[14] 丁思,杨红建,萨仁娜,等.圈养条件下麻鸭日粮中添加菹草对产蛋率和蛋黄着色的影响[J].草业学报,2010,19(6):87
92.
[15] 任丹丹,彭光华,黄红霞.菹草类胡萝卜素抗癌作用与机理的研究[J].华中农业大学学报,2006,25(2):199202.
[16] 王海滨,彭光华,刘良忠,等.菹草类胡萝卜素的研究———菹草与红心鸭蛋类胡萝卜素特性的初步比较[J].食品科学,
2003,24(11):4145.
[17] 王海滨,任丹丹,张声华.菹草颗粒饲料营养成分的分析[J].华中农业大学学报,2005,24(4):410413.
[18] 金相灿,屠清瑛.湖泊富营养化调查规范(第2版)[M].北京:中国环境科学出版社,1990.
[19] 陈小峰.不同光照环境条件下菹草生物学特征、形态解剖及其生理特性研究[D].南京:南京农业大学,2006:4.
[20] 鲍士旦.土壤农化分析(第三版)[M].北京:中国农业出版社,2000.
[21] 国家环境保护总局.水和废水监测分析方法(第四版)[M].北京:中国环境科学出版社,2002.
[22] 中国农业科学院畜牧研究所,中国动物营养研究会.中国饲料成分及营养价值表[M].北京:农业出版社,1985.
[23] 杨治平,张强,周怀平,等.不同施磷水平对饲用柠条营养和产量的影响[J].草业学报,2010,19(2):103108.
[24] 黄梅芬,和占星,奎嘉祥.云南湿热地区优良牧草距瓣豆的磷钾营养[J].植物营养与肥料学报,2008,14(5):9941000.
[25] 唐耀先,谭世文,张伯泉,译.土壤科学原理[M].北京:农业出版社,1984.
[26] 鲁如坤,谢建昌,蔡贵信.植物营养与施肥原理[M].北京:北京化工出版社,1998.
[27] 青饲料-水生饲料[EB/OL].[20070201].中国畜牧业信息网http://www.caaa.cn/show/newsarticle.php?ID=
93267.
[28] 颜京松,李梅姿.论凤眼莲的是非功过[J].城市环境与城市生态,2007,20(1):14.
[29] 陈广银,郑正,邹星星,等.水葫芦能源化利用研究进展[J].江苏农业科学,2008,3:58.
[30] MiWJ,ZhuDW,ZhouYY,犲狋犪犾.Influenceof犘狅狋犪犿狅犵犲狋狅狀犮狉犻狊狆狌狊growthonnutrientsinthesedimentandwateroflake
Tangxunhu[J].Hydrobiogia,2008,603:139146.
[31] 郑凯,顾洪如,沈益新,等.牧草品质评价体系及品质育种的研究进展[J].草业科学,2006,23(5):5761.
[32] 秦,李晓忠,姜文清,等.西藏主要作物与牧草营养成分及其营养类型研究[J].草业学报,2010,19(5):122129.
[33] 王玉魁,闫艳霞,安守芹.乌兰布和沙漠沙生灌木饲用营养成分研究[J].沙漠研究,1999,19(3):280284.
[34] 王峰,左忠,张浩.柠条饲料加工相关问题探讨[J].草业科学,2005,22(6):7580.
[35] 《全国主要湖泊、水库富营养化调查研究》课题组.湖泊富营养化调查规范[M].北京:中国环境科学出版社,1987.
[36] 金相灿.中国湖泊富营养化[M].北京:中国环境科学出版社,1990.
23 ACTAPRATACULTURAESINICA(2012) Vol.21,No.1
犅犻狅犿犪狊狊犪狀犱犱狔狀犪犿犻犮犮犺犪狀犵犲狊狅犳狀狌狋狉犻狋犻狏犲狏犪犾狌犲狅狏犲狉犱犻犳犳犲狉犲狀狋犵狉狅狑狋犺
狆犲狉犻狅犱狊狅犳犘狅狋犪犿狅犵犲狋狅狀犮狉犻狊狆狌狊犻狀犅犪犻狔犪狀犵犱犻犪狀犔犪犽犲
RENWenjun1,WUYihong2,TIANZaifeng2,LIUXia1,
NINGGuohui1,XIEJianzhi1,WANGHua3
(1.ColegeofResourcesandEnvironmentalSciences,AgriculturalUniversityofHebei,Baoding071001,
China;2.HebeiResearchAcademyofEnvironmentalSciences,Shijiazhuang050000,
China;3.LibraryofHebeiNorthUniversity,Zhangjiakou075000,China)
犃犫狊狋狉犪犮狋:Fivesitesweresampledtoanalyzethebiomassandnutritivevalueof犘狅狋犪犿狅犵犲狋狅狀犮狉犻狊狆狌狊atthesta
gesofgreening,exponentialgrowth,budemergenceanddecline.Intheexponentialgrowthphase,biomassin
creased:thecontentsofcrudeprotein,crudefat,totalPandβcarotenewerethelargest.FromMarchtoJune,
thecontentsofcrudefiber,crudeash,calciumandVcshowedagradualyrisingtrend.Maywasthebesttime
forharvesting犘.犮狉犻狊狆狌狊.Thenutritivevaluecontentsof犘.犮狉犻狊狆狌狊weredifferentatdifferentsamplingsites
butoverthewholegrowthperiodof犘.犮狉犻狊狆狌狊atalsamplingsites,thecontentsofcrudeproteinweremore
than100g/kgwhilethoseofcrudefiberwerelessthan155g/kg.Thecontentsofcrudefatweremorethan12
g/kgandofcrudeashweremorethan140g/kg.CaandtotalPcontentsweremorethan3.0g/kgwhilethose
ofVcweremorethan140mg/kg,andthecontentsofβcarotenemorethan310mg/kg.Thenutritivevaluesof
犘.犮狉犻狊狆狌狊weremorethanthatofotherhydrophyticfeedsanditwasthebestfeedforfishanddomesticani
mals.Thecarotenecontentsof犘.犮狉犻狊狆狌狊couldimprovehealthvalueofeggsandtheprospectsforapplications
of犘.犮狉犻狊狆狌狊areverywide.
犓犲狔狑狅狉犱狊:犘狅狋犪犿狅犵犲狋狅狀犮狉犻狊狆狌狊;BaiyangdianLake;biomass;nutritivevalue
33第21卷第1期 草业学报2012年