全 文 ：林业科学研究　2006, 19 (5) : 580～584
Forest Research
　　文章编号 : 100121498 (2006) 0520580205
四倍体刺槐不同生长时期和部位的叶片的
饲料营养价值分析
李　云 1 , 张国君 1 , 路　超 1 , 刘书文 2
(1. 北京林业大学林木花卉遗传育种教育部重点实验室 ,北京　100083; 2. 甘肃省天水秦州区林业局 ,甘肃 天水　741000)
摘要 :对廊坊地区饲料型四倍体刺槐不同生长时期及不同部位叶片的粗蛋白质、Ca、P等常规营养成分和不同生长
时期叶片的氨基酸组分的分析结果表明 :饲料型四倍体刺槐叶片不同生长时期的营养成分中 ,粗蛋白含量在生长时
期极显著高于叶片变色期 ,中性洗涤纤维在 7月 15日显著低于 10月 5日 ; 7月 15日不同部位叶片的营养成分中 ,
上部叶片的粗蛋白、粗脂肪及 P含量均高于下部叶片 ,而粗纤维、粗灰分及 Ca含量则是下部叶片高于上部叶片 ;不
同生长时期叶片均含 18种氨基酸 ,其含量随时间的推移呈下降趋势 ,且在生长时期较苜蓿草粉高或与之相当。
关键词 :四倍体刺槐 ;叶片营养 ;生长时期 ;部位
中图分类号 : S792127 文献标识码 : A
收稿日期 : 2006202217
基金项目 : 科技部农业科技成果转化资金项目 (03EFN216700307)和国家林业局林业科学技术推广项目 (20032522)
作者简介 : 李　云 (1963—) ,男 ,博士 ,教授 ,主要从事林木育种和生物技术的教学和研究 1010262336094, E2mail: yunli@ bjfu. edu. cn
Ana lysis of Fodder Nutr itive Va lue in the L eaves Harvested a t D ifferen t
Grow ing Stages and Parts for Tetraplo idy R obin ia pseudoacacia
L I Yun1 , ZHANG Guo2jun1 , LU Chao1 , L IU Shu2wen2
(1. Key Laboratory of Genetics and B reeding of Forest Tree and O rnamental Plant, M inistry of Education, Beijing Forestry University,
Beijing　100083, China; 2. Forestry Bureau of Q inzhou D istrict, Tianshui City, Gansu Province, Tianshui　741000, Gansu, China)
Abstract: The contents of crude p rotein, calcium, gross phosphorus and other general ingredients at different stages
and parts and am ino acids at different stages in the leaves of tetrap loidy Robin ia pseudoacacia for fodder, from Lang2
fang of Hebei p rovince, were determ ined. The results indicated that the content of crude p rotein at growing stages
was higher significantly than those at color changing stage in the leaves of tetrap loidy R obin ia pseudoacacia for fod2
der, the content of neutral detergent fiber on July 15 was lower than that on October 5; and the contents of crude
p rotein, ether extract, gross phosphorus in top part were better than those in lower part in the leaves of tetrap loidy
R obin ia pseudoacacia for fodder, but the contents of crude fiber, crude ash, calcium were in opposition; and there
were eighteen am ino acids in the leaves of tetrap loidy R obin ia pseudoacacia for fodder, moreover, their contents
were descending gradually along with the time, and its nutrition was as well as or higher than M ed icago sa tiva at
growing stages.
Key words: tetrap loidy R obin ia pseudoacacia; nutrition of leaves; growing stages; parts
饲料 型 四 倍 体 刺 槐 ( R obin ia pseudoacacia
L inn. )是从韩国引入到我国的刺槐优良无性系。自
1997年北京林业大学将其引入以来 ,李春燕和刘涛
等 [ 1, 2 ]对其叶片粗蛋白和矿质营养进行了初步分析 ,
第 5期 李 　云等 :四倍体刺槐不同生长时期和部位的叶片的饲料营养价值分析
肯定了其作为饲料树种的价值。但在实际生产中 ,
何时采摘叶片或刈割植株以及哪个部位的营养价值
最佳呢 ? 这是众多学者和生产者最关心的问题之
一。但到目前为止 ,关于四倍体刺槐不同生长时期
和不同采摘部位对其叶片营养的影响及氨基酸动态
含量方面的研究尚未见报道。
为了科学地评价饲料型四倍体刺槐叶片的营养
价值 ,了解植物不同部位、不同生长时期等对叶片营
养成分含量的影响 ,本文对饲料型四倍体刺槐不同
生长时期及不同部位的叶片营养成分和不同生长时
期的氨基酸营养进行了分析研究。
1　材料与方法
1. 1　自然概况
试验地设在廊坊地区香河县 , 39°36′～39°51′
N, 116°52′～117°11′E,燕山山脉南麓 ,潮白河冲洪
积平原扇缘向冲积平原过渡的交接地带 ,土壤以褐
土和潮土为主 ,典型暖温带大陆性气候 ,年平均气温
11. 1 ℃,总降水量为 905. 1 mm,年蒸发量 1 681. 9
mm ,相对湿度平均为 58 % ,全年日照时数平均为
2 870 h,年平均无霜期 183 d。
1. 2　试验材料
测试的饲料型四倍体刺槐叶片于 2004年生长
旺盛时期 7月 15日 (Ⅰ)、7月 30日 (Ⅱ)、8月 15日
(Ⅲ)和叶片开始变色期 10月 5日 (Ⅳ)采自廊坊试
验基地。试验林为 2002年 4月初定植 ,并于 2003
年和 2004年 3月初两次平茬后萌生的林分。在试
验林内每次随机取 5个小区 ,每个小区 6株 ;离地面
10 cm剪取小区内植株 ,摘取其叶片混匀 ,用四分法
分别取 500 g鲜叶 ,预先干燥处理后得风干样品备
用。另在 7月 30日随机取 8个小区 ,在整个植株的
1 /2处将其截成上下两部分 ,按上述同样方法制得
风干样品备用。
1. 3　测定方法 [ 3～5 ]
水分 :直接干燥法 ( GB /T 643521986 ) ;粗蛋白
质 :凯氏法 ( GB /T 643221994) ;粗脂肪 :索氏抽提法
( GB /T 643321994 ) ; 粗纤维 : 酸碱洗涤法 ( GB /T
643421994) ;粗灰分 :干灰化法 ( GB /T 643821992) ;
酸性洗涤纤维 :范氏酸性洗涤纤维 (MAF IC2LAB /
METH02322001) ;中性洗涤纤维 :范氏中性洗涤纤维
(MAF IC2LAB /METH02322001 ) ; Ca:高锰酸钾滴定
法 ( GB /T 643622002 ) ; 总 P: 分光光度法 ( GB /T
643722002) ;单宁 :磷钼酸 2钨酸钠 ( F2D )比色法。
2　结果与分析
2. 1　饲料型四倍体刺槐叶片的营养成分分析
2. 1. 1　饲料型四倍体刺槐不同生长时期叶片的营
养成分 　无论对于精饲料还是粗饲料 ,营养成分都
是体现饲料营养价值的重要指标。饲料型四倍体刺
槐不同生长时期叶片的营养成分见表 1。
表 1不同生长时期饲料型四倍体刺槐叶片的营养成分 g·kg- 1
时期 干物质 粗蛋白 粗脂肪 粗纤维 粗灰分 中性洗涤纤维 酸性洗涤纤维 Ca P 单宁
7月 15日 876. 0 211. 3 46. 0 160. 7 83. 1 433. 9 291. 2 7. 1 1. 7 19. 5
7月 30日 878. 7 195. 9 49. 5 144. 4 74. 6 471. 9 315. 2 6. 7 1. 6 16. 2
8月 15日 881. 9 199. 0 47. 2 152. 1 78. 2 476. 5 319. 8 7. 5 1. 5 11. 5
10月 5日 910. 4 162. 4 47. 4 155. 0 94. 5 478. 7 329. 1 7. 4 1. 4 10. 7
(1) 粗蛋白质 　粗蛋白质含量的方差分析表
明 ,不同生长时期之间的差异极显著 (见表 2)。多
重差异比较的结果 (见表 3)表明 , Ⅰ (7月 15日 )、
Ⅱ (7月 30日 )、Ⅲ (8月 15日 ) 3个时期叶片的粗蛋
白含量之间无差异 ,而这 3个时期均与 Ⅳ ( 10月 5
日 )的粗蛋白含量达到了极显著差异。由此可以看
出 ,在旺盛生长时期的 7月 15日、7月 30日和 8月
15日 ,其粗蛋白质含量均比较高 ,且变化幅度不大 ,
在叶片开始变色期 ( 10月 5日 )的粗蛋白质含量较
低 ,仅为 162. 4 g·kg- 1 ;这主要是因为在旺盛生长
时期内 ,叶片的光合作用较强 ,从而有利于蛋白质的
合成 ;而到叶片变色期时 ,叶片的叶绿素含量减少 ,
光合作用减弱 ,因此影响其蛋白质的合成。
(2) 纤维 　饲料型四倍体刺槐不同生长时期叶
片的粗纤维含量方差分析结果 (见表 2)不显著。对
于反刍动物来说 ,单用常规营养成分来评价粗饲料
的营养价值是远远不够的。这是因为饲料的消化率
与纤维类物质关系密切 ,而粗纤维并不能完全代表
所有的纤维类物质。近年来 ,人们用中性洗涤纤维
(NDF) 和酸性洗涤纤维 (ADF) 取代了粗纤维
(CF) ,从而能更好地评价饲料营养价值。
由表 2中的方差分析可以看出 ,不同生长时期
185
林 　业 　科 　学 　研 　究 第 19卷
之间的中性洗涤纤维差异显著 ,而酸性洗涤纤维差
异不显著。中性洗涤纤维多重比较的结果 (见表 3)
表明 , Ⅳ (10月 5日 )显著地高于 Ⅰ (7月 15日 ) ,而
Ⅱ (7月 30日 )、Ⅲ (8月 15日 )、Ⅳ (10月 5日 )之间
无显著差异。这是因为在 7月 15日 ,植株大部分叶
片处于生长期 ,而随着生长时期的推移 ,到了 7月 30
日之后 ,大部分叶片趋于成熟或衰老 ,所以其纤维含
量逐渐增加。饲草中粗蛋白质、中性洗涤纤维和酸
性洗涤纤维含量是反映牧草营养价值高低的重要指
标。其中粗蛋白含量高 ,中性洗涤纤维和酸性洗涤
纤维含量低 ,营养价值则高。从表 1中可以看出 ,饲
料型四倍体刺槐叶片生长时期越长 ,其粗蛋白质含
量越低 ,而中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量则越
高 ,尤其是在 10月 5日叶片开始变色期 ,变化幅度
明显。
(3) 粗脂肪 　植物的粗脂肪通常被认为是能量
的代表 ,粗脂肪含量越高意味着饲料的能量越高。
然而在反刍动物日粮中 ,一般含 20～50 g·kg- 1的
脂肪 ,过多的脂肪则会影响瘤胃营养物质的消化作
用 [ 6 ]。由表 2可以看出 ,饲料型四倍体刺槐不同生
长时期之间叶片的粗脂肪含量的方差分析结果不显
著。另由表 1可知 ,饲料型四倍体刺槐不同生长时
期叶片的粗脂肪含量均在 40～50 g·kg- 1之间 ,符
合反刍动物的日粮要求。
(4) 粗灰分、Ca、P　饲料型四倍体刺槐叶片粗
灰分的方差分析结果 (见表 2)表明 ,不同生长时期
之间达到了极显著水平。经多重比较 (见表 3)得
知 , Ⅳ (10月 5日 )显著高于 Ⅲ (8月 15日 ) ,极显著
高于 Ⅱ ( 7月 30日 ) , Ⅰ ( 7月 15日 )、Ⅱ ( 7月 30
日 )、Ⅲ ( 8月 15日 )之间粗灰分含量无显著差异。
粗灰分的含量与材料所含的矿物质有关。而 Ca和
P是家畜矿物营养中两个重要的元素 ,在家畜的骨
骼发育和维护方面有着特别的作用。家畜日粮中
Ca、P的最佳比值为 2∶1,反刍家畜可通过腮腺和唾
液分泌再循环重复利用大量的 P,所以反刍家畜可
耐受 Ca、P比达 7∶1[ 7 ]。饲料型四倍体刺槐不同生
长时期叶片的 Ca、P比值处于 4∶1至 5∶1范围内 ,较
适合作为反刍动物的饲料来源。
饲料型四倍体刺槐叶片不同生长时期内 Ca、P
含量均无显著差异 (见表 2)。理论上 ,在树木生长
所需的营养元素中 , P属于易在树木体内移动的元
素 ,而 Ca则属不易移动的元素。因此 ,叶片随着生
长时期的推移 , Ca含量应呈递增趋势 ,而 P含量可
能变化不定。这是因为 ,难以移动的营养元素 Ca被
林木地上部分吸收后 ,分配并被固定于植株叶部 ,而
易于移动的营养元素 P则随着根系的吸收能力、植
株光合作用和养分消耗的变化而变化。该试验 Ca、
P含量变化趋势与理论预测相近 ,但其变化规律还
需进一步深入研究。
(5) 单宁 　饲草中单宁含量较高时 ,会影响动
物对蛋白质、纤维素、淀粉以及脂肪的消化 ,降低食
物的营养价值 ,甚至引起动物中毒。但是少量的单
宁却可以对动物消化道起到收敛的作用 ,具有轻微
的止泻作用 [ 8 ]。国内外众多学者的研究表明 ,单宁
可使瘤胃内蛋白质的降解率增加 ,干物质消化率提
高 [ 9～14 ]。Jackson和 Barry等 [ 15～18 ]对热带树木、灌木
和豆科 (Legum inosae)牧草叶片中单宁的含量进行
了研究 ,发现单宁含量不足 55 g·kg- 1 (干质量 )的
植物可以作为动物饲料 ;而单宁含量高达 60～90 g
·kg- 1 (干质量 )的植物 ,动物一般拒食其叶子。
饲料型四倍体刺槐不同生长时期之间叶片中单
宁含量方差分析极显著 (见表 2 )。多重比较结果
(见表 3)进一步表明 , Ⅰ ( 7月 15日 )和 Ⅱ ( 7月 30
日 )均极显著地高于 Ⅲ ( 8月 15日 )和 Ⅳ ( 10月 5
日 ) ,而 Ⅰ (7月 15日 )和 Ⅱ (7月 30日 )之间及 Ⅲ (8
月 15日 )和 Ⅳ (10月 5日 )之间无显著差异。由此
不难看出 ,随着生长时期的推移 ,叶片逐渐老化 ,饲
料型四倍体刺槐单宁含量从 19. 5 g·kg- 1降到 10. 7
g·kg- 1 ,表现出从高到低的变化趋势 ;其含量变化
范围为 10～20 g·kg- 1 ,均低于上述标准 ,完全适合
作为动物饲料。
表 2　不同生长时期饲料型四倍体刺槐叶片营养成分的方差分析
变异来源 df 粗蛋白 粗纤维 中型洗涤纤维 酸性洗涤纤维 粗脂肪 粗灰分 Ca P 单宁 F
α
0. 05 0. 01
区组 4
时期 3 25. 353 3 2. 653 4. 093 0. 97 0. 34 6. 323 3 0. 42 2. 84 17. 623 3 3. 49 5. 95
误差 12
　　注 :数据经过了θ= arcsinp1 /2转换。
285
第 5期 李 　云等 :四倍体刺槐不同生长时期和部位的叶片的饲料营养价值分析
表 3　不同生长时期饲料型四倍体刺槐叶片营养成分的多重比较
粗蛋白质 / ( g·kg - 1 )
时期 均值 0. 05 0. 01
中性洗涤纤维 / ( g·kg - 1 )
时期 均值 0. 05
粗灰分 / ( g·kg - 1 )
时期 均值 0. 05 0. 01
单宁 / ( g·kg - 1 )
时期 均值 0. 05 0. 01
Ⅰ 211. 3 a A Ⅳ 478. 7 a Ⅳ 94. 5 a A Ⅰ 19. 5 a A
Ⅲ 199. 0 a A Ⅲ 476. 5 ab Ⅰ 83. 1 ab A B Ⅱ 16. 2 a A
Ⅱ 195. 9 a A Ⅱ 471. 9 ab Ⅲ 78. 2 b A B Ⅲ 11. 5 b B
Ⅳ 162. 4 b B Ⅰ 433. 9 b Ⅱ 74. 6 b B Ⅳ 10. 7 b B
2. 1. 2　饲料型四倍体刺槐不同部位叶片的营养成分
　饲料型四倍体刺槐同一树冠的树叶 ,由于冠层部位
不同 ,养分含量也存在差异。对 7月 30日不同部位
叶片的营养成分含量 (见表 4)分析表明 ,植株上部叶
片的粗蛋白含量高于植株下部的叶片 ,这是植株上部
叶片的光合作用较下部叶片强的缘故 ; P含量及粗脂
肪含量与粗蛋白含量具有相同的变化趋势 ,说明植株
上部叶片处于各种代谢活动的旺盛期 ;而粗纤维含
量、粗灰分含量和 Ca含量则呈相反的变化趋势 ,均是
植物下部叶片的含量高于上部叶片 ,表明植株下部叶
片较上部叶片老化 ;另外经过计算可知 ,植株上下部
叶片的 Ca、P比例均平衡 ,上部及下部叶片的 Ca、P比
值分别为 3∶1和 6∶1,均位于 2∶1和 7∶1之间 ,完全处
于动物饲料允许的范围内。
表 4　饲料型四倍体刺槐不同部位叶片营养成分含量
冠层部位 干物质 /( g·kg - 1 )
粗蛋白质 /
( g·kg - 1 )
粗脂肪 /
( g·kg - 1 )
粗纤维 /
( g·kg - 1 )
粗灰分 /
( g·kg - 1 )
Ca /
( g·kg - 1 )
P /
( g·kg - 1 ) Ca / P
上部 888. 7 233. 4 48. 3 139. 8 71. 3 5. 8 1. 8 3
下部 899. 7 203. 2 47. 6 152. 1 83. 3 7. 7 1. 3 6
2. 2　饲料型四倍体刺槐叶片氨基酸含量分析
蛋白质是由氨基酸组成的 ,事实上氨基酸才是
必需的营养物质。因此 ,饲料蛋白质是由哪些氨基
酸组成的以及这些氨基酸的比例如何 ,这是评定饲
料蛋白质营养价值的关键。
由图 1可以看出 :饲料型四倍体刺槐叶片 4个
采样时期内均含 18种氨基酸 ,且各时期内 18种氨
基酸含量的变化趋势基本一致 , 4个采样时期内含
量最高和最低的 3种氨基酸均是 Glu、A sp、Leu和
Met、Trp、Cys;随着采样时间的推移 ,各种氨基酸含
量均呈下降趋势 ;除 Trp外 ,其他各种氨基酸含量在
旺盛生长期的 3 个时期内均高于或等于苜蓿草
(M ed icago sa tiva L inn. )粉 ,在叶片变色期内 Met、
Cys、Lys、Val、Phe和 Tyr的含量也高于或等于苜蓿
草粉 ,其他几种氨基酸含量较苜蓿草粉的变化幅度
也在 10%以内。
A sp: 天冬氨酸 ; Thr: 苏氨酸 ; Ser: 丝氨酸 ; Glu: 谷氨酸 ; Pro: 脯氨酸 ; Gly: 甘氨酸 ; A la: 丙氨酸 ; Cys: 半胱氨酸 ; Val: 缬氨酸 ; Met: 蛋氨
酸 ; Ile: 异亮氨酸 ; Leu: 亮氨酸 ; Tyr: 酪氨酸 ; Phe: 苯丙氨酸 ; Lys: 赖氨酸 ; H is: 组氨酸 ; A rg: 精氨酸 ; Trp: 色氨酸
图 1　饲料型四倍体刺槐叶片氨基酸含量
另外 ,最新的研究结果认为人和动物共有 13种
氨基酸是必需氨基酸 ,他们是 :赖氨酸、蛋氨酸、色氨
酸、苏氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、组
氨酸、精氨酸、胱氨酸、酪氨酸、甘氨酸 [ 19 ]。经过计
算 ,饲料性四倍体刺槐叶片 4个时期的氨基酸总量
( T)分别为 221. 7 g·kg- 1 (7月 15日 )、164. 7 g·
kg- 1 ( 7月 30日 )、153. 6 g·kg- 1 ( 8月 15日 )和
141. 3 g·kg- 1 (10月 5日 ) , 13种必需氨基酸之和
385
林 　业 　科 　学 　研 　究 第 19卷
( E)分别为 132. 0 g·kg- 1、101. 1 g·kg- 1、95. 6 g·
kg- 1和 85. 4 g·kg- 1 ,非必需氨基酸之和 (N )依次为
89. 7 g·kg- 1、63. 6 g·kg- 1、58. 0 g·kg- 1和 55. 9 g
·kg- 1 ; 4 个时期的 E /T 依次等于 0. 60 ( 7 月 15
日 )、0. 61 (7月 30日 )、0. 62 (8月 15日 )和 0. 60 (10
月 5日 ) , E /N依次等于 1. 47、1. 59、1. 65和 1. 53,均
接近 WHO /FAO [ 20 ]提出的 E /T应为 0140、E /N应在
0. 6以上的参考蛋白模式。由此可知 ,饲料型四倍
体刺槐叶片 4个时期内的蛋白质营养均非常丰富。
3　小结
(1) 饲料型四倍体刺槐不同生长时期叶片的营
养成分中 ,粗蛋白、中性洗涤纤维、粗灰分及单宁含
量存在显著或极显著的差异 ,粗纤维、酸性洗涤纤
维、粗脂肪、Ca及 P含量无显著差异 ;且生长时期的
粗蛋白含量极显著高于叶片变色期 ,中性洗涤纤维
在 7月 15日显著低于 10月 5日 (叶片变色期 )。
(2) 饲料型四倍体刺槐 7月 30日不同部位叶
片的营养成分中 ,上部叶片的粗蛋白、粗脂肪及 P含
量均高于下部叶片 ,而粗纤维、粗灰分及 Ca含量则
是下部叶片高于上部叶片。总体趋势是上部叶片的
营养高于下部叶片。
(3) 饲料型四倍体刺槐不同生长时期的叶片均
含 18种氨基酸 ,且各时期内 18种氨基酸含量的变
化趋势基本一致 ;随生长时期的推移各种氨基酸含
量、氨基酸总量及 13种必需氨基酸含量呈下降趋
势 ;除 Trp外 ,其他各种氨基酸含量在旺盛生长期的
3个时期内均高于或等于苜蓿草粉 ,且 4个时期的
氨基酸含量均接近 WHO /FAO 提出的 E /T 应为
0140、E /N 应在 0. 6以上的参考蛋白模式。
综上所述 ,饲料型四倍体刺槐叶片在生长季节
的营养价值均较高 ,因此 ,饲料型四倍体刺槐采摘叶
片或刈割时期在保证充分养根的前提下宜早不宜
晚。另外 ,由植物生理生化知识可知 ,叶片内营养成
分尤其是粗蛋白含量是一个蛋白质合成、积累、消耗
动态过程的结果 ,而这个结果可能主要随着叶龄的
变化以及不同叶龄叶片所占比例变化而变化 ,这还
需要今后进一步的深入研究。
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