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A comprehensive evaluation of nutritional value of nine shrubs in the karst area of northwest Guizhou

黔西北岩溶区九种灌木综合营养价值评价



全 文 :黔西北岩溶区九种灌木综合营养价值评价
孙红1,于应文1,马向丽2,牟晓明1,廖加法3
(1.草地农业生态系统国家重点实验室 兰州大学草地农业科技学院,甘肃 兰州730020;2.云南农业大学动物科学技术学院,
云南 昆明650201;3.贵州省威宁县贵州高原草地实验站,贵州 威宁553100)
摘要:灌木作为山羊日粮主要成分,能为家畜补充能量、蛋白质、矿质和多种维生素等,明晰灌木营养价值对野生灌
木资源开发具重要意义。本研究定量分析了黔西北9种野生饲用灌木的矿质成分和营养价值,用隶属函数法和灰
色关联法与聚类分析对其营养价值进行评价和分类。结果表明,9种灌木矿质含量为,Ca:0.56%~1.10%;P:
0.08%~0.21%;Na:0.26%~0.36%;K:0.7%~1.8%;Mg:0.25%~1.00%;Fe:0.03%~0.06%;Cu:15.2~
24.1mg/kg;Mn:76.5~114.0mg/kg;Zn:33.2~113.1mg/kg。营养价值为,CP:7.5%~17.1%;WSC(除羊奶
子):7.8%~13.6%;ADF:11.2%~26.5%;NDF:16.2%~45.1%;ME:5.9~7.9 MJ/kg;OMD:37.1%~
49.4%。隶属函数法和灰色关联法与聚类分析对9种灌木矿质成分、营养价值和综合营养价值评价结果类似;矿
质成分为,悬钩子和平枝子>老母七和中华柳>羊奶子和红果蔷薇>黄花香、醉鱼草和救军粮;营养价值为,救
军粮>羊奶子>老母七>黄花香、醉鱼草、中华柳、红果蔷薇、悬钩子和平枝子。综合营养价值评价和聚类结果
为,悬钩子和平枝子属优等饲料,老母七、中华柳、羊奶子、红果蔷薇和救军粮属良等饲料,黄花香和醉鱼草属中
等价值饲料。营养价值评价应考虑植物矿质成分、营养价值和生物活性物质及家畜采食特性。
关键词:灌木;矿质成分;营养价值;模糊隶属函数;灰色关联度;聚类分析
中图分类号:S816.15  文献标识码:A  文章编号:10045759(2014)05009908
犇犗犐:10.11686/cyxb20140511  
  在山羊—灌丛放牧系统中,山羊日粮以灌木为主,一般占日粮组分的50%~80%,即使在饲草料丰富条件
下,山羊对草本植物的采食量仍不高[1]。灌木作为山羊日粮主要成分,具有适应性强、利用期长、产量和营养价值
高等优点[2]。相关研究表明,山羊对灌木的采食不仅与其养分含量和种类有关,还与家畜采食特性有关[3]。在我
国南方草地中,分布着极其丰富的野生饲用灌木资源,灌丛草地约占草地总面积的30%[4]。据报道,灌木含有多
种矿质成分和养分(蛋白质、氨基酸和维生素等)[23],营养价值(CP、ME和OMD等)较高[5],生物活性物质(黄酮
类、多糖、萜类、甙类、酚类、鞣质和烃类等)含量较充分[611],具有很高的饲用和医疗保健价值。因此,明确灌木的
种类和营养价值,认识和开发富含营养和特殊生物活性物质的野生灌木饲料,对放牧动物饲养管理和健康维持具
有重要实践意义。
有关野生饲用灌木研究,诸多学者在种类调查和灌丛资源开发[12]、养分和矿质成分含量及饲料价值评
价[2,5]、家畜采食[1]、生物活性物质分析[611]等方面进行较系统分析。在西南喀斯特地区,饲用灌木研究集中在云
南、贵州、湖北等岩溶区[13,5]。研究表明,灌木饲料的矿质成分和养分含量高而全面,营养价值等级较高,山羊喜
食灌木等。在灌木饲用价值研究领域,这些研究要么注重矿质成分分析,要么注重营养价值定量分析[23,5];而将
灌木矿质成分和营养价值整合的综合营养价值评价明显不足。同时,虽然目前常用多指标综合评价体系如模糊
数学隶属函数法、灰色关联分析法和聚类分析等已在农业生产各领域中广泛应用[1315],但将这些方法应用于饲用
植物养分和饲用价值综合评价的研究相对缺乏。
贵州省毕节地区地处典型岩溶地带,是以山地为主、丘陵和河谷错杂分布的高原山区,其低纬度高海拔的湿
润亚热带季风气候,为野生饲用植物生长提供得天独厚的自然条件,境内野生饲用草本和灌木资源丰富,是贵州
第23卷 第5期
Vol.23,No.5
草 业 学 报
ACTAPRATACULTURAESINICA   
99-106
2014年10月
收稿日期:20120821;改回日期:20130108
基金项目:教育部“草地农业系统耦合与管理”创新团队和贵州省优秀教育人才省长专项资金项目(合同编号201117号和2010101号)资助。
作者简介:孙红(1987),女,甘肃兰州人,在读硕士。Email:sunh11@lzu.edu.cn
通讯作者。Email:yuyw@lzu.edu.cn
黑山羊的主要产区,山羊—灌丛放牧系统是该区域灌丛草地资源的主要利用方式之一。本研究以该区域广为分
布的9种山羊喜食野生饲用灌木为研究对象,对其灌木矿质成分和营养价值进行定量分析,并运用模糊数学隶属
函数法、灰色关联分析法和聚类分析对其综合营养价值进行评价和分类,为西南岩溶山区灌丛草地资源的开发提
供科学依据。
1 材料与方法
1.1 实验材料
在对贵州黑山羊采食特性观察和日粮成分构成分析基础上,确定9种当地分布范围广、数量多,且山羊喜食
的灌木为供试植物,分别为藤黄科的黄花香(犎狔狆犲狉犻犮狌犿狆犪狋狌犾狌犿var.犺犲狀狉狔犻),马钱科的醉鱼草(犅狌犱犱犾犲犼犪狅犳犳犻
犮犻狀犪犾犻狊),杨柳科的中华柳(犛犪犾犻狓犮犪狋犺犪狔犪狀犪),蔷薇科的红果蔷薇(犚狅狊犪犿犪犻狉犲犻)、悬钩子属(犚狌犫狌狊犮狅狉犮犺狅狉犻犳狅犾犻狌狊)
的火棘(救军粮)(犘狔狉犪犮犪狀狋犺犪犳狅狉狋狌狀犲犪狀犪)和平枝子(犆狅狋狅狀犲犪狊狋犲狉犺狅狉犻狕狅狀狋犪犾犻狊),胡颓子科的羊奶子(犈犾犪犲犪犵狀狌狊
狆狌狀犵犲狀狊)以及山茱萸科的老母七(犇犲狀犱狉狅犫犲狀狋犺犪犿犻犪犮犪狆犻狋犪狋犪)等。于2011年7月末在贵州威宁县(103°36′~
104°45′E,26°36′~27°26′N)采集这9种植物嫩枝叶(山羊采食部分),每种植物均采集3个样品(即3次采样重
复),每个样品均采集多株嫩枝叶。采集植物样风干后粉碎备用。
1.2 测定指标和方法
矿质元素:常量元素Ca、P、Na、K和Mg,以及微量元素Fe、Cu、Mn和Zn。营养价值:粗蛋白(CP,crudepro
tein)、中性洗涤纤维(NDF,neutraldetergentfiber)、酸性洗涤纤维(ADF,aciddetergentfiber)、水溶性糖(WSC,
watersolublesugars)、代谢能(ME,metabolicenergy)和有机物质消化率(OMD,organicmatterdigestibility)。
其中,P和N含量用凯氏定氮法测定,K、Na、Mg、Ca、Mn、Zn、Cu和Fe用原子吸收光谱法测定;CP用凯氏定氮
法测定,ADF和NDF用 ANKOMA200i半自动纤维仪滤袋技术测定,WSC用蒽酮比色法测定;具体分析方法
参见《饲料分析及饲料质量检测技术》[16]和《草原生态化学实验指导书》[17]。所有测定指标均换算为干重。牧草
ME和OMD含量分别用 ME(MJ/kg)=4.2014+0.0236ADF(DM,%)+0.1794CP(DM,%)[18]和 OMD
(g/kg)=ME(MJ/kg)/0.016[19]计算。
1.3 灌木营养价值评价
1.3.1 模糊数学隶属函数法 运用模糊数学隶属函数法[13],分别对9种灌木的矿质成分、营养价值和综合营养
价值进行评价。如测定指标与灌木营养价值呈正相关,由式(1)和式(2)计算各灌木营养价值;如测定指标在某一
最适值时,其营养价值最高,则该指标以最适值为标准,先计算测定值与标准值之间的绝对值,再求其倒数后用式
(1)和式(2)计算各灌木的养分价值。本研究中,仅ADF和NDF的营养价值依据最适值20.0%和27.5%[20]计
算;其他指标均与灌木营养价值呈正相关,其营养价值均由式(1)和式(2)直接计算。
犣犻犼=(犡犻犼-犡犼min)/(犡犼max-犡犼min) (1)
珚犣犻=1狀∑

犼=1
犣犻犼 (2)
式中,犣犻犼表示第犻种植物的第犼个指标的营养价值隶属值;犡犻犼表示犻种植物的第犼个指标的测定值;犡犼max和犡犼min
分别表示所有植物中第犼个指标的最大和最小测定值;珚犣犻 为第犻种植物的营养价值隶属均值;狀为所测指标总
数,对于矿质、营养价值和综合营养价值评价,狀分别为9,6和15。
1.3.2 灰色关联分析 将9种灌木的9个矿质元素指标、6个营养价值指标和15个综合营养价值指标(9个矿
质元素指标+6个常规营养价值指标)及其各自的隶属函数均值分别视为1个灰色系统。将各灌木的矿质元素
含量、营养价值和综合营养价值的平均隶属函数值分别作为参考数据列犡0,9个矿质元素、6个营养价值指标和
15个综合营养价值指标作为对应的比较数据列。因各指标量纲不同,按式(3)对各原始数据进行标准化处理,使
之无量纲。各原始数据经标准化处理后,先按式(4)计算参考数列(平均隶属函数值,即各指标最大值)犡0 与比较
数列(各指标)犡犻各对应值的关联系数狉0犻(犽)[14],再按式(5)分别计算各灌木种类的矿质成分、营养价值和综合营
养价值的关联度狉0犻。
001 ACTAPRATACULTURAESINICA(2014) Vol.23,No.5
犡犻′(犽)=
犡犻(犽)
犡max
(3)
式(3)中,犡犻(犽)为原始数据,犡犻′(犽)为原始数据无量纲处理后结果,犡max为同一指标最大值。
狉0犻(犽)=
min

min

|犡0′(犽)-犡犻′(犽)|+狆max

max

|犡0′(犽)-犡犻′(犽)|
|犡0′(犽)-犡犻′(犽)|+狆max

max

|犡0′(犽)-犡犻′(犽)|
(4)
式(4)中,犻为某个指标,狉0犻(犽)为比较数列犡犻对参考数列犡0 在第犽点的关联系数,狆为分辨系数,狆∈(0,1],本
文采取折中的办法,取狆=0.5。
狉0犻=1狀∑

犽=1
狉0犻(犽);犻=1,2,……,狀 (5)
式(5)中,狉0犻为比较数列犡犻与参考数列犡0 的关联度,狀为所测指标总数,对于矿质成分、营养价值和综合营养价
值评价,狀分别为9,6和15。
1.4 数据分析
采用SPSS17.0分别对矿质元素含量和营养价值各指标数据进行植物种类间差异显著性分析和0.05水平
的LSD检验;分别对9种灌木的矿质成分、营养价值和综合营养价值进行聚类分析。
2 结果与分析
2.1 9种灌木矿质成分分析
常量元素Ca、P、K和 Mg含量在植物种间均差异极显著(犘<0.001),而 Na含量在植物种间差异不显著
(犘>0.05)(表1);不同植物比较,Ca含量为悬钩子和中华柳最高,红果蔷薇次之,黄花香、醉鱼草和羊奶子最低;
P含量为救军粮和黄花香最高,悬钩子和平枝子次之,老母七、中华柳和红果蔷薇最低;Na含量为平枝子最
高,救军粮最低,其他植物界于二者之间;K含量为老母七最高,中华柳次之,平枝子最低;Mg含量为悬钩子最
高,平枝子次之,羊奶子最低。
微量元素Cu含量在植物种间差异不显著(犘>0.05),Fe、Zn和 Mn含量在植物种间差异极显著(犘<0.001)
(表2)。其中,Fe含量为悬钩子最高,老母七、醉鱼草和平枝子次之,黄花香、中华柳、红果蔷薇、羊奶子和救军
粮含量较低;Cu含量为平枝子、救军粮、悬钩子和红果蔷薇最高,黄花香和羊奶子次之,醉鱼草、老母七和中华
柳最低;Mn含量为羊奶子最高,红果蔷薇次之,黄花香最低;Zn含量为中华柳最高,老母七次之,羊奶子最低。
表1 9种灌木常量元素含量(均值±标准差)
犜犪犫犾犲1 犆狅狀狋犲狀狋狊狅犳犿犪犼狅狉犲犾犲犿犲狀狋狊犻狀狋犺犲狀犻狀犲狊犺狉狌犫狊(犿犲犪狀狏犪犾狌犲±狊狋犪狀犱犪狉犱犱犲狏犻犪狋犻狅狀) %
植物名称Nameofspecies Ca P Na K Mg
黄花香犎.狆犪狋狌犾狌犿 0.5572±0.0110e 0.2030±0.0178a 0.2961±0.0151ab 0.845±0.004f 0.5024±0.0048c
醉鱼草犅.狅犳犳犻犮犻狀犪犾犻狊 0.5641±0.0004e 0.1323±0.1449de 0.2681±0.0060ab 0.896±0.022ef 0.3793±0.0004f
老母七犇.犮犪狆犻狋犪狋犪 0.9351±0.0274c 0.0804±0.0037f 0.2818±0.0050ab 1.812±0.062a 0.4843±0.0035d
中华柳犛.犮犪狋犺犪狔犪狀犪 1.0818±0.0028a 0.0999±0.0050f 0.2822±0.0111ab 1.395±0.032b 0.5061±0.0032c
羊奶子犈.狆狌狀犵犲狀狊 0.5633±0.0106e 0.1475±0.0127cd 0.2677±0.0025ab 1.170±0.020c 0.2536±0.0066g
红果蔷薇犚.犿犪犻狉犲犻 0.9899±0.0203b 0.1064±0.0076ef 0.2906±0.0212ab 0.942±0.015e 0.5036±0.0044c
悬钩子犚.犮狅狉犮犺狅狉犻犳狅犾犻狌狊 1.0968±0.0288a 0.1923±0.0103ab 0.2874±0.0105ab 1.040±0.012d 1.0000±0.0061a
救军粮犘.犳狅狉狋狌狀犲犪狀犪 0.8507±0.0014d 0.2099±0.0020a 0.2598±0.0030b 1.161±0.001c 0.4605±0.0015e
平枝子犆.犺狅狉犻狕狅狀狋犪犾犻狊 0.8820±0.0081d 0.1698±0.0093bc 0.2954±0.0383a 0.666±0.010g 0.7809±0.0018b
显著性Significance   NS  
 注:NS和分别表示犘>0.05和犘<0.001。列中均值后小写字母不同者在0.05水平上差异显著。下同。
 Note:NS,notsignificant(犘>0.05);,犘<0.001.Valuesinacolumnfolowedbydifferentlettersaresignificantdifferenceat0.05level.
Thesamebelow.
101第23卷第5期 草业学报2014年
表2 9种灌木微量元素含量(均值±标准差)
犜犪犫犾犲2 犆狅狀狋犲狀狋狊狅犳狋狉犪犮犲犲犾犲犿犲狀狋狊犻狀狋犺犲狀犻狀犲狊犺狉狌犫狊(犿犲犪狀狏犪犾狌犲±狊狋犪狀犱犪狉犱犱犲狏犻犪狋犻狅狀)
植物名称Nameofspecies Fe(g/kg) Cu(mg/kg) Mn(mg/kg) Zn(mg/kg)
黄花香犎.狆犪狋狌犾狌犿 0.3871±0.0025c 16.7067±2.9128ab 76.4959±1.3572h 61.7686±16.5370cd
醉鱼草犅.狅犳犳犻犮犻狀犪犾犻狊 0.5144±0.0108b 15.6508±2.7272b 98.6762±1.5791e 33.2074±5.4793cd
老母七犇.犮犪狆犻狋犪狋犪 0.5580±0.0027ab 15.6401±3.3860b 226.0272±4.6811c 113.0735±32.4120b
中华柳犛.犮犪狋犺犪狔犪狀犪 0.3217±0.0120c 15.1854±1.5341b 102.5239±1.9698e 242.3670±26.7260a
羊奶子犈.狆狌狀犵犲狀狊 0.3918±0.0465c 18.3295±0.4497ab 346.0634±1.3823a 29.0720±1.6021d
红果蔷薇犚.犿犪犻狉犲犻 0.3713±0.0588c 20.0733±9.2553a 307.7671±2.5769b 47.7292±2.7113c
悬钩子犚.犮狅狉犮犺狅狉犻犳狅犾犻狌狊 0.6381±0.0995a 20.1042±3.8732a 83.2214±3.4953g 54.4200±8.6993c
救军粮犘.犳狅狉狋狌狀犲犪狀犪 0.3124±0.0426c 20.8034±1.6799a 85.5915±2.0348f 37.0501±0.2300cd
平枝子犆.犺狅狉犻狕狅狀狋犪犾犻狊 0.5089±0.0267b 24.0960±1.6799a 113.9520±0.5615d 67.9771±8.8659c
显著性Significance  NS  
2.2 9种灌木营养价值分析
ME、CP、WSC、ADF、NDF和OMD含量在植物种间均差异显著(犘<0.001)(表3)。其中,CP含量为羊奶
子最高,黄花香、悬钩子、救军粮和平枝子次之,醉鱼草、老母七和红果蔷薇最低;WSC含量为黄花香、老母七和
红果蔷薇最高,醉鱼草和中华柳次之,悬钩子、平枝子和羊奶子最低;不同植物间ADF和NDF含量变化类似,
均为羊奶子最高,醉鱼草、中华柳和平枝子次之,红果蔷薇和黄花香最低,其他3种灌木的NDF和ADF较低;
不同植物之间的 ME和OMD变化类似,均为羊奶子最高,平枝子和悬钩子次之,其他6种灌木的较低。
表3 9种灌木营养价值(均值±标准差)
犜犪犫犾犲3 犆狅狀狋犲狀狋狊狅犳狀狌狋狉犻狋犻狏犲狏犪犾狌犲犻狀狋犺犲狀犻狀犲狊犺狉狌犫狊(犿犲犪狀狏犪犾狌犲±狊狋犪狀犱犪狉犱犱犲狏犻犪狋犻狅狀)
植物名称Nameofspecies ME(MJ/kg) CP(%) WSC(%) ADF(%) NDF(%) OMD(g/kg)
黄花香犎.狆犪狋狌犾狌犿 6.67±0.16cd 12.27±0.94b 12.83±1.21a 11.24±0.44d 16.18±0.67e 416.72±9.86c
醉鱼草犅.狅犳犳犻犮犻狀犪犾犻狊 6.41±0.16de 9.40±0.89dc 12.09±1.60ab 22.32±0.21b 35.31±1.44b 400.94±9.71c
老母七犇.犮犪狆犻狋犪狋犪 6.03±0.09ef 7.50±0.40d 13.35±1.34a 20.37±0.61c 27.83±0.74c 376.83±5.38d
中华柳犛.犮犪狋犺犪狔犪狀犪 6.64±0.18cd 10.44±0.72bc 10.38±0.60bc 23.85±2.09b 35.02±2.49b 414.82±11.10c
羊奶子犈.狆狌狀犵犲狀狊 7.90±0.32a 17.11±1.83a 3.93±0.94e 26.52±0.35a 45.09±0.80a 493.58±20.00a
红果蔷薇犚.犿犪犻狉犲犻 5.94±0.09f 7.98±0.54d 13.60±0.65a 13.07±0.37d 21.91±0.75d 371.39±5.54d
悬钩子犚.犮狅狉犮犺狅狉犻犳狅犾犻狌狊 6.93±0.21bc 12.71±1.07b 8.05±1.23d 19.10±0.65c 29.61±1.39c 433.22±12.99bc
救军粮犘.犳狅狉狋狌狀犲犪狀犪 6.71±0.02bcd 11.34±0.07b 9.24±0.81cd 20.19±1.29c 27.69±0.94c 419.55±1.04bc
平枝子犆.犺狅狉犻狕狅狀狋犪犾犻狊 7.09±0.16b 13.21±0.83b 7.81±0.63d 22.09±0.36bc 39.52±6.04b 443.26±9.80b
显著性Significance      
2.3 9种灌木矿质和营养价值及综合营养价值评价与聚类分析
结合模糊数学隶属函数法和灰色关联分析数据及聚类分析结果,对其矿质、营养价值和综合营养价值进行评
价和分类。
9种灌木按矿质成分分为4类:(1)悬钩子和平枝子的隶属函数值和关联度均最高,为0.5772~0.6159和
0.7598~0.6911,归为1类,属高矿质灌木;(2)老母七和中华柳的隶属函数值和关联度次之,分别为0.4784~
0.5772和0.7003~0.7063,归为第2类,属较高水平矿质灌木;(3)羊奶子和红果蔷薇的隶属函数值和关联度居
中,为0.2759~0.5277和0.6173~0.6752,归为第3类,属中等矿质含量灌木;(4)黄花香、救军粮和醉鱼草的隶
属函数值和关联度最小,为0.1792~0.3381和0.5524~0.5825,归为第4类,属低矿质灌木(表4,图1a)。
201 ACTAPRATACULTURAESINICA(2014) Vol.23,No.5
表4 9种灌木矿质和营养价值及综合营养价值评价
犜犪犫犾犲4 犈狏犪犾狌犪狋犻狅狀狅狀犿犻狀犲狉犪犾犲犾犲犿犲狀狋狊,狀狌狋狉犻狋犻狅狀犪犾狏犪犾狌犲犪狀犱犮狅犿狆狉犲犺犲狀狊犻狏犲狀狌狋狉犻狋犻狅狀犪犾狏犪犾狌犲狊犳狅狉狋犺犲狀犻狀犲狊犺狉狌犫狊
植物名称
Nameofspecies
隶属函数Valueofsubordinativefunction(珚犣犻)
矿质元素
Minerals
营养价值
Nutritionalvalue
综合营养价值
Comprehensivevalues
关联度Greycorrelativedegree(狉0犻)
矿质元素
Minerals
营养价值
Nutritionalvalue
综合营养价值
Comprehensivevalues
黄花香犎.狆犪狋狌犾狌犿 0.3381 0.3607 0.3472 0.5825 0.6208 0.5978
醉鱼草犅.狅犳犳犻犮犻狀犪犾犻狊 0.1792 0.2668 0.2143 0.5524 0.5793 0.5632
老母七犇.犮犪狆犻狋犪狋犪 0.5528 0.3564 0.4742 0.7063 0.6380 0.6790
中华柳犛.犮犪狋犺犪狔犪狀犪 0.4784 0.2877 0.4021 0.7003 0.5710 0.6486
羊奶子犈.狆狌狀犵犲狀狊 0.2759 0.5011 0.3660 0.6173 0.6801 0.6424
红果蔷薇犚.犿犪犻狉犲犻 0.5277 0.1800 0.3886 0.6752 0.5816 0.6377
悬钩子犚.犮狅狉犮犺狅狉犻犳狅犾犻狌狊 0.6159 0.3754 0.5197 0.7598 0.5910 0.6923
救军粮犘.犳狅狉狋狌狀犲犪狀犪 0.2172 0.6228 0.3795 0.5737 0.7893 0.6599
平枝子犆.犺狅狉犻狕狅狀狋犪犾犻狊 0.5772 0.3745 0.4961 0.6911 0.5944 0.6524
图1 9种灌木的矿质成分(犪)、营养价值(犫)和综合营养价值(犮)聚类分析
犉犻犵.1 犆犾狌狊狋犲狉犪狀犪犾狔狊犻狊狅狀狋犺犲犿犻狀犲狉犪犾犲犾犲犿犲狀狋狊(犪),狀狌狋狉犻狋犻狅狀犪犾狏犪犾狌犲狊(犫)犪狀犱犮狅犿狆狉犲犺犲狀狊犻狏犲犾狔犳犲犲犱犻狀犵狏犪犾狌犲狊(犮)狅犳狀犻狀犲狊犺狉狌犫狊 
9种灌木按营养价值分为4类:(1)救军粮的隶属函数值和关联度最高,分别为0.6228和0.7893,归为第1
类,属高营养价值灌木;(2)羊奶子的隶属函数值和关联度次之,为0.5011和0.6801,归为第2类,属较高营养价
值灌木;(3)老母七的隶属函数均值和关联度居中,为0.3564和0.6380,归为第3类,属中等营养价值灌木;(4)
301第23卷第5期 草业学报2014年
黄花香、醉鱼草、中华柳、悬钩子、红果蔷薇和平枝子的隶属函数值和关联度较低,为0.1800~0.3754和
0.5710~0.6208,归为第4类,属低营养价值灌木(表4,图1b)。
9种灌木按综合营养价值(9种矿质和6种营养价值共15种)分为:(1)悬钩子和平枝子的隶属函数值和关
联度最高,分别0.4961~0.5197和0.6524~0.6923,归为第1类,属优等饲料;(2)虽然老母七、中华柳、羊奶子、
红果蔷薇和救军粮的聚类分析结果均单独成为1类,但其隶属函数值和关联度居中,为0.3660~0.47472和
0.6377~0.6790,故将其最终归为1类,即属良等饲料;(3)黄花香和醉鱼草的隶属函数值和关联度最低,为
0.2143~0.3472和0.5632~0.5978,归为第2类,属中等养分价值饲料(表4,图1c)。对比分析发现,聚类分析
与隶属函数法和关联分析法对9种灌木的矿质成分或营养价值或综合营养价值的总体评价结果类似,关联分析
的灌木矿质成分与聚类结果更一致,而模糊数学隶属函数法分析的灌木营养价值则与其聚类结果更一致;这说
明,3种方法结合可对9种灌木营养价值进行客观评价。
3 讨论
本研究表明,9种灌木的主要矿质元素含量分别与青绿青贮饲料和典型放牧地的Ca含量0.3%~0.8%和
0.23%~1.23%、Na含量0.2%~0.3%和0.08%~0.32%、Mg含量0.1%~0.3%和0.14%~0.34%、Zn含
量5.0~30.0mg/kg和25~50mg/kg,Mn含量16.0~94.0mg/kg和50~100mg/kg,Cu含量3.0~11.0
mg/kg和3.5~18mg/kg接近或比后者高[19,21],其Fe含量也比典型放牧草地>100mg/kg[21];虽然本研究9种
灌木的K含量在赵彦光等[22]报道的云贵高原黑麦草(犔狅犾犻狌犿狆犲狉犲狀狀犲)/白三叶(犜狉犻犳狅犾犻狌犿狉犲狆犲狀狊)草地的
0.3%~3.6%范围内,全P含量与黄芬等[2]报道的黔西南区27种灌木的0.07%~0.31%接近,但均比典型草地
的P含量0.3%~0.4%以及K含量2%~4%[21]低。这说明从矿质成分看,除P和K外,9种灌木矿质成分均符
合放牧家畜日粮饲料需求标准。同时,从营养价值看,除醉鱼草、老母七和红果蔷薇外,本研究中其他6种灌木的
CP含量均与常见禾草,如玉米(犣犲犪犿犪狔狊)(10%)、大麦(犎狅狉犱犲狌犿spp.)(11%)、黑麦(犛犲犮犪犾犲犮犲狉犲犪犾犲)和小麦
(犜狉犻狋犻犮狌犿犪犲狊狋犻狏狌犿)(12.4%)等[19]以及优质黑麦草/白三叶草地的11.8%~15.6%接近或比其略高[23];这说明
单独使用这些灌木饲草就能满足放牧家畜CP需求。9种灌木的 WSC除羊奶子外,均比黄芬等[2]报道的黔西南
区27种灌木的2.7%~10.2%高;虽然9种灌木的 ME比一般反刍动物营养价值标准中青绿饲料的8.2~12.1
MJ/kg[19]和典型放牧黑麦草/白三叶草地的50%[23]低,但其 ADF 和 NDF更接近二者的最适值20%和
27.5%[20],优于典型放牧黑麦草/白三叶草地的25%和53%[23]。据此认为,本研究9种灌木为中等和良等饲料。
此外,本研究也表明,灌木矿质成分和营养价值因植物种不同而异,同种植物矿质成分和营养价值评价结果亦存
在分异;这说明,为利于矿质成分和营养价值的均衡,灌木饲料开发需多种植物配合使用,这样才能满足家畜营养
需求。
模糊数学隶属函数法、灰色关联分析法和聚类分析等是农业应用中常用多指标综合评价体系,其中,模糊数
学隶属函数法和灰色关联分析法可较为真实全面反映人们对客观系统的实际认识程度,能对评价系统给出质的
定性解释和量的确切描述,还能对评价对象进行大致分类,而聚类分析可对多指标评价对象进行客观评价和较准
确分类[1314]。本研究在综合考虑植物自身养分基础上,选用9个常见矿质成分和6个常见营养价值指标作为灌
木综合营养价值评价依据,采用模糊数学隶属函数法和灰色关联分析法,对9种灌木饲用价值进行定量评价,并
与对应聚类分析结果进行对比;结果表明,两种方法对9种灌木矿质成分、营养价值和综合养分价值的评价结果
基本一致,并与对应的聚类分析结果吻合。这说明,本研究采用的模糊数学隶属函数法和灰色关联分析法能对9
种灌木的矿质成分、营养价值和综合营养价值进行客观评价,聚类分析能按灌木养分状况对其进行合理分类。由
此认为,模糊数学隶属函数法和灰色关联分析法与聚类分析法相结合,能对多指标饲用植物的综合营养价值进行
较好评价,可作为饲草料营养价值评价的一个新方法,应用于牧草多指标营养价值和饲用价值评价中。
本研究结果之一,黄花香和醉鱼草的综合营养价值较低;但据研究区山羊日粮采食特性观察,山羊不仅大量
采食这两种灌木,且山羊采食醉鱼草的频率远比黄花香高。这是由于虽然黄花香和醉鱼草矿质成分和营养价值
低,但二者均含一些特殊生物活性物质,如黄花香含黄酮类和一定金丝桃素、间苯三酚类化合物、挥发油等[10],醉
401 ACTAPRATACULTURAESINICA(2014) Vol.23,No.5
鱼草含黄酮类、环烯醚萜甙类、苯丙素酚甙、倍半萜烯类、三萜和皂甙和木质素类[8];这些生物活性物质不仅具有
很高医疗保健价值,还具消炎、止疼、活血化淤、助消化、软化血管、降血压等功效[8,10]。本研究其他灌木如红果蔷
薇、悬钩子和羊奶子亦含黄酮类、鞣质、多糖、萜类、皂甙和甾类[67,9,11],救军粮和平枝子含烃类和萜类等[11,24]。
从而在山羊—灌丛放牧系统中,山羊通过采食充足具有这些特殊生物活性物质的灌木后,不仅能防治因活泼好动
而造成的身体破裂出血和伤口愈合,还可防治因采食多样日粮植物种类而造成的消化不良等问题;同时,山羊也
由于采食较多的多样性日粮成分和食疗保健灌木,而使其更健康,亦使其肉质品质改善,口感增强。这说明,进行
野生饲用灌木综合营养价值评定时,仅从矿质成分和常规营养价值两方面仍不能客观反映其综合营养价值,还需
考虑灌木日粮中的特殊生物活性物质。
分析已有山羊—灌木放牧系统中灌木日粮养分和饲用价值评价研究,发现学者对灌木饲用价值的评定,多聚
焦于灌木矿质成分、养分和营养价值[23,5],少部分涉及家畜采食特性[1]。本研究和以往研究对野生灌木营养价值
评价中,均忽略灌木中特殊生物活性物质。山羊与木本尤其是灌木饲料之间是否存在某种微妙的协同进化关系?
能否从放牧山羊行为学与灌木养分和特殊生物活性物质结合角度,揭示草(灌木)—畜(山羊)之间的协同进化关
系,以对饲用灌木营养价值和饲用价值评价提供新视野。
4 结论
聚类分析与隶属函数法和关联分析均能对9种灌木的营养价值进行客观评价,3种方法对9种灌木的矿质
成分或营养价值或综合养分价值评价和分类结果类似。9种灌木的营养价值综合评价和聚类分析结果为,悬钩
子和平枝子属优等饲料,老母七、中华柳、羊奶子、红果蔷薇和救军粮属良等饲料,黄花香和醉鱼草属中等价值
饲料。未来灌木饲用价值评价中,在考虑灌木常规养分(如矿质和营养价值)与山羊采食特性和灌木特殊生物活
性物质基础上,进行灌木养分和生物活性物质与山羊采食行为的整合研究,以更客观评价野生饲用灌木的综合饲
用价值。
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犃犮狅犿狆狉犲犺犲狀狊犻狏犲犲狏犪犾狌犪狋犻狅狀狅犳狀狌狋狉犻狋犻狅狀犪犾狏犪犾狌犲狅犳狀犻狀犲狊犺狉狌犫狊犻狀狋犺犲犽犪狉狊狋犪狉犲犪狅犳狀狅狉狋犺狑犲狊狋犌狌犻狕犺狅狌
SUNHong1,YUYingwen1,MAXiangli2,MUXiaoming1,LIAOJiafa3
(1.StateKeyLaboratoryofGrasslandAgroecosystems,ColegeofPastoralAgricultureScienceand
Technology,LanzhouUniversity,Lanzhou730020,China;2.ColegeofAnimalScienceand
Technology,YunnanAgriculturalUniversity,Kunming650201,
China;3.GuizhouPlateauGrasslandExperimentalStation,
Weining553100,China)
犃犫狊狋狉犪犮狋:Shrubsareonekindofdietforgoatsandcanprovideenergy,protein,mineralsandmultivitaminsfor
grazinganimals.Informationaboutthefeedingvalueoffwildshrubsisusefultograziers.Themineralelement
contentandnutritionalvalueofnineshrubsinthekarstregionofnorthwestGuizhouwerequantitativelyana
lyzedandfurtherevaluatedusingfuzzymembershipfunction,greycorrelationdegreeandclusteranalysismeth
ods.Themineralcontentofthenineshrubswas0.56%-1.10%forCa,0.08%-0.21%forP,0.26%-
0.36%forNa,0.7%-1.8%forK,0.25%-1.00%forMg,0.03%-0.06%forFe,15.2-24.1mg/kgfor
Cu,76.5-114.0mg/kgforMn,33.2-113.1mg/kgforZn,respectively.Thenutritionalvaluewas7.5%-
17.1%forCP(crudeprotein),7.8%-13.6%forWSC(watersolublesugars,excludingof犈犾犪犲犪犵狀狌狊狆狌狀
犵犲狀狊),11.2%-26.5%forADF(aciddetergentfiber),16.2%-45.1%forNDF(neutraldetergentfiber),
5.9-7.9MJ/kgforME(metabolicenergy)and37.1%-49.4%forOMD(digestibilityoforganicmatter),
respectively.Theresultsformineralelements,fornutritionalvalueandforcomprehensivefeedingvalueof
nineshrubsweresimilarforfuzzymembershipfunctionvalue,greycorrelationdegreeandclusteranalysis.The
rankingformineralelementcontentoftheshrubswas犚狌犫狌狊犮狅狉犮犺狅狉犻犳狅犾犻狌狊and犆狅狋狅狀犲犪狊狋犲狉犺狅狉犻狕狅狀狋犪犾犻狊>犇犲狀
犱狉狅犫犲狀狋犺犪犿犻犪犮犪狆犻狋犪狋犪and犛犪犾犻狓犮犪狋犺犪狔犪狀犪>犈犾犪犲犪犵狀狌狊狆狌狀犵犲狀狊and犚狅狊犪犿犪犻狉犲犻>犎狔狆犲狉犻犮狌犿狆犪狋狌犾狌犿,
犅狌犱犱犾犲犼犪狅犳犳犻犮犻狀犪犾犻狊and犘狔狉犪犮犪狀狋犺犪犳狅狉狋狌狀犲犪狀犪,whilethenutritionalvalueswas犘.犳狅狉狋狌狀犲犪狀犪>犈.狆狌狀犵犲狀狊
>犇.犮犪狆犻狋犪狋犪>犎.狆犪狋狌犾狌犿,犅.狅犳犳犻犮犻狀犪犾犻狊,犛.犮犪狋犺犪狔犪狀犪,犚.犿犪犻狉犲犻,犚.犮狅狉犮犺狅狉犻犳狅犾犻狌狊and犆.犺狅狉犻狕狅狀狋犪犾
犻狊.Theresultsofcomprehensivenutritionalvalueandclusteranalysisshowedthatthefeedingvalueof犚.犮狅狉
犮犺狅狉犻犳狅犾犻狌狊and犆.犺狅狉犻狕狅狀狋犪犾犻狊wasexcelent,犇.犮犪狆犻狋犪狋犪,犛.犮犪狋犺犪狔犪狀犪,犈.狆狌狀犵犲狀,犚.犿犪犻狉犲犻and犘.犳狅狉
狋狌狀犲犪狀犪wasgood,and犎.狆犪狋狌犾狌犿and犅.狅犳犳犻犮犻狀犪犾犻狊wasmedium.Whenevaluatingthefeedingvalueof
shrubs,theirmineralelements,nutritionalvalues,biologicalyactivesubstancesandthepreferentialfeeding
behavioroflivestockshouldbeconsidered.
犓犲狔狑狅狉犱狊:shrubs;mineralelements;nutritionalvalue;fuzzymembershipfunctions;greycorrelationdegree;
clusteranalysis
601 ACTAPRATACULTURAESINICA(2014) Vol.23,No.5