全 文 ：第 19 卷 第 3 期
Vol. 19 No. 3
草 地 学 报
ACTA AGRESTIA SINICA
2011 年 5 月
M ay. 2011
不同生长年限红三叶生产性能与营养价值比较
赵 娜1 , 赵桂琴1* , 胡凯军1, 许维诚2
( 1.甘肃农业大学草业学院 ,甘肃 兰州 730070; 2.榆中县良种场, 甘肃 兰州 730070)
摘要 : 为了比较不同生长年限红三叶( T r if ol ium p ratense L . )在生产性能和营养价值方面的差异, 确定其最佳利
用时期,采用随机区组试验设计, 以 1 至 5 龄红三叶为供试材料, 对影响其生产性能的株高、分枝数、再生速度、干
草产量等指标以及影响营养价值的粗蛋白、粗脂肪、钙、磷、酸性洗涤纤维等指标进行测定分析, 并用灰色系统理论
对其进行综合评价。结果表明: 4 龄红三叶在生产性能和营养价值方面的综合表现最佳, 红三叶最佳利用时期为种
植后第 4 年。
关键词:红三叶; 生产性能;营养价值; 生长年限
中图分类号: S541. 2 文献标识码: A 文章编号: 1007-0435( 2011) 03-0468-05
Production Performance and Nutritive Value Comparison among
Red Clover with Different Growth Years
ZHAO Na1 , ZHAO Gu-i qin1* , HU Ka-i jun1 , XU We-i cheng 2
( College of Grassland Science, Gansu Agricultural University, Lanzh ou , Gansu Province 730070, China;
2. Im proved Variety Farm in Yu zhong, Lanzhou, Gansu Province 730070, Ch ina)
Abstract: T ri f ol ium p r atense L. is a relatively short- liv ed legume. Its g row th and harv est varies signif-i
cant ly w ith differ ent eco- reg ions. Production per formance and nutr it ive value are the main factors to deter-
m ine the best harvest t ime. In o rder to compare the dif ference of product ion performance and nutrit iv e v a-l
ue among Red Clover plants w ith dif ferent ag es and determine the best har vest t ime, a random plot exper-i
mental design w as conducted. One-year-o ld, tw o-year-o ld, three- year-old, four-year-o ld and five- year-old
Red Clover plants w ere used as test material. Factors af fect ing pr oduct ion performance ( plant height,
branch number , r eg enerat ion speed and hay y ield) , as w ell as those af fect ing nutrit ive value ( crude pro-
tein, ether ex t ract , calcium, phosphor us and acid deterg ent f iber) w ere analy zed Gr ay system theor y w as
used for compr ehensive evaluat ion. Result show ed that the four-year-o ld Red Clover had the best produc-
t ivity and nutrit ion. T he best harv est t ime for Red Clover w as the fourth year af ter plant ing .
Key words: Red Clover; Product ion performance; Nutrit ive value; Grow th years
红三叶 ( T r if ol ium p r atense L. )又名红车轴
草、红荷兰翘摇等, 耐刈割 [ 1, 2] , 以丹麦、澳大利亚、
英国和荷兰红三叶品种最多[ 3]。目前红三叶育种主
要致力于培育抗寒、抗旱、抗病以及营养物质含量
高、富含黄酮类化合物的品种[ 4] ,随着畜牧业的发展
和种植业结构的调整, 红三叶的饲草价值和药用价
值越来越受到人们重视, 并且已开始大种植面
积[ 5, 6]。但是和苜蓿( M edicag o L. )等其他豆科牧
草相比,红三叶属于短寿牧草,在不同生态区域其生
长年限差异很大。在西南地区, 红三叶在种植第 2
年即达到生长盛期, 一年内可在分枝期刈割 5次 [ 2]。
在甘肃南部的二阴地区, 红三叶在种植第 3~ 4年才
达到生长盛期 [ 5]。而在甘肃中部以及黄土高原地
区,有关红三叶栽培和利用方面的研究报道不多见。
本文对不同生长年限的红三叶进行生产性能及营养
价值比较, 并用灰色关联系数法对其进行综合评
价[ 7 , 8] ,旨在为甘肃中部以及黄土高原地区红三叶
的生产提供一定的指导。
1 材料与方法
1. 1 试验地概况
试验地位于甘肃农业大学校内,地处黄土高原
西端,海拔 1517. 3 m,年均降水量为 300~ 350 mm,
收稿日期: 2011-01-18;修回日期: 2011- 04-07
基金项目:农业部行业专项( 201003023) ;牧草种质资源保护项目( 2010- 7)资助
作者简介:赵娜( 1984- )女,河北衡水人,硕士研究生,主要从事牧草栽培育种方面的研究, E-mail: b ella. bao@ 163. com; * 通讯作者 Auth or
for correspondence, E- mail : zhaog07@ yahoo. com
第 3期 赵 娜等:不同生长年限红三叶生产性能与营养价值比较
土壤有机质 2. 83% ,全氮 0. 09%, 速效氮 49. 88 mg
# kg- 1 , 速效钾 173. 19 mg # kg- 1 , pH 为 7. 69。
1. 2 试验设计
随机区组试验, 供试材料为 1 龄、2 龄、3龄、4
龄、5龄红三叶。1龄红三叶 2010年 3月室内育苗,
4月移栽于实验小区; 2 龄红三叶 2009年 3月室内
育苗, 4月移栽; 3 龄红三叶 2008年 3 月育苗, 4 月
移栽; 4龄红三叶 2007 年 3 月育苗, 4 月移栽; 5 龄
红三叶 2006 年 3月育苗, 4 月移栽。小区面积 20
m
2
, 单株定植, 行距 40 cm , 株距 40 cm , 设 3次重
复。整个生育期未防治病虫害, 每次刈割后灌水并
及时拔锄杂草, 每年 11 月灌冬水。各项指标均在
2010年测定。
1. 3 测定指标及方法
1. 3. 1 株高
红三叶初花期测定自然株高, 每个小区均采用
五点采样法,每点选 5株,测其自然高度,取均值。
1. 3. 2 干草产量
每小区红三叶在初花期用镰刀齐地面割下, 自然
风干后再经 70 e 烘 48 h。生长季内于初花期刈割 3
次, 3次产量相加为全年的干草产量,重复 3次。
1. 3. 3 再生速度
初花期刈割后,每小区随机取 10株, 每 5 d 测
定其再生枝条离地面的高度, 除以所用天数为再生
速度,取平均值 [ 9]。
1. 3. 4 分枝数
初花期从最贴近地面处数每株分枝数, 每小区
随机选取 10株,重复 3次,取均值。
1. 3. 5 营养成分测定
每小区采用五点取样法, 每点随机选 5株,在初
花期齐地面割下,生长季内共刈割 3次,草样自然风
干后再经 70 e 烘 48 h, 然后粉碎, 3次的粉碎样混
匀后测定粗蛋白、粗脂肪、酸性洗涤纤维、粗灰分、
钙、磷含量。
粗蛋白( CP)-凯氏定氮法测定试样中的含氮
量,计算出粗蛋白含量[ 10] ; 粗脂肪( EE)-索氏提取器
对样品中的脂肪进行醚浸提 [ 11] ; 酸性洗涤纤维
( ADF)-重量法测定,溶解样品中全部含氮物质并水
解淀粉,剩下的不溶物即为酸性洗涤纤维[ 12] ; 粗灰
分( A sh)-高温电炉直接灰化法 [ 13] ; 钙 ( Ca )-EDTA
络合滴定法[ 12~ 14] ;磷( P )-比色法 [ 12~ 14]。
1. 4 分析方法
方差分析用 SPSS 17. 0统计软件完成,依据灰
色关联度理论[ 15, 16] 对参试红三叶材料进行综合
评价。
2 结果与分析
2. 1 生长年限对红三叶生产性能指标的影响
不同生长年限的红三叶株高、分枝数、再生速
度、干草产量方差分析结果见表 1, 可以看出生长年
限对红三叶生产性能的各个指标均有影响。5龄红
三叶的株高与其他各株龄红三叶株高差异均显著
( P< 0. 05) , 株高分别比 1 龄、2 龄、3 龄、4 龄高出
18. 8%, 201 5%, 20. 0%和 9. 1%; 1龄、2 龄、3龄之
间株高差异不显著。
表 1 生长年限对红三叶生产性能指标影响
Table 1 Eff ect o f gr ow th years on Red
Clover pr oduction perfo rmance
生长年限
Growth
years
株高
P lant
height
cm
分枝数
Branch
number
Piece
再生速度
Regrowt h
speed
cm # d- 1
干草产量
Dry yield
t # hm - 2
1龄 One- year-o ld 57. 38b 6. 80d 1. 40ab 4. 44d
2龄 Two-year- old 56. 17b 22. 20c 1. 50a 6. 34c
3龄 T hree-year- old 56. 53b 27. 60ab 1. 37b 7. 85b
4龄 Four- year- old 64. 27ab 24. 80bc 1. 46a 11. 73a
5龄 Five-year- o ld 70. 67a 29. 40a 1. 59a 12. 65a
注:同列不同小写字母表示差异显著( P< 0. 05) , 下同
No te: Different let ters in the same co lumn indicat e significant diff erences
( P< 0. 05) , the same as below
生长年限对分枝数的影响更加显著。随着植株
生长年限的增加, 分枝数呈显著上升趋势 ( P <
01 05)。1龄红三叶的分枝数最少, 为每株 6. 8个, 5
龄红三叶最多, 每株达 29. 4个, 其次为 3 龄、4 龄。
再生速度变化不及分枝数那么显著, 2龄、4龄、5龄
红三叶再生速度差异不大, 3龄的再生速度最小,为
1. 37 cm # d- 1。干草产量随着红三叶生长年限的增
加呈显著上升趋势( P< 0. 05) , 5龄红三叶的干草产
量是 1龄红三叶的 2. 9倍,为 12. 65 t # hm- 2 ; 4龄
红三叶与 5龄之间差异不显著。
2. 2 生长年限对红三叶营养价值的影响
不同生长年限红三叶营养价值差异很大,由表
2可知, 1龄红三叶初花期粗蛋白含量显著高于其他
年龄的植株( P< 0. 05)。随着生长年限的增大, 粗
蛋白含量呈下降趋势, 5龄红三叶的粗蛋白含量最
469
草 地 学 报 第 19卷
低。与此相应, 初花期酸洗纤维含量随着生长年限
的增大呈增加趋势。其中 1龄红三叶酸洗纤维含量
最低, 5龄红三叶的含量最高, 为 32. 91%。粗脂肪
含量在各个生长年限的植株间没有显著变化。钙含
量随着生长年限的增加逐渐下降。粗灰分和磷含量
以 2龄和 3龄植株为最高。
表 2 株龄对红三叶营养价值的影响
Table 2 Effect of plant ag e on nutr itiv e compositions o f Red Clover
生长年限
Grow th years
粗蛋白
Crude pr otein
%
粗灰分
Crude ash
%
粗脂肪
Ether ext ract
%
钙
C alcium
%
磷
Phosph oru s
%
酸洗纤维
Acid detergent fib er
%
1龄 One-year-old 20. 84a 10. 92b 1. 97a 1. 82a 0. 20b 29. 05b
2龄 T wo-year- old 19. 48ab 11. 40a 1. 99a 2. 01a 0. 21ab 30. 82a
3龄 T hree- year-old 19. 55ab 12. 44a 2. 02a 1. 88a 0. 23a 29. 34ab
4龄 Four- year-old 20. 15ab 11. 10ab 2. 01a 1. 52b 0. 19b 30. 95a
5龄 Five-year- old 18. 45b 10. 29b 1. 96a 1. 49b 0. 21ab 32. 91a
2. 3 红三叶产量品质综合评价
据以上分析可知,红三叶随着生长年限的增加,
干草产量、株高和分枝数显著增加, 生产性能提高,
但是营养价值随着生长年限的增加却有所下降, 集
中表现在粗蛋白含量的降低和酸洗纤维含量的升高
方面。因此要结合产量和品质综合评价各生长年限
红三叶的表现。本文采用灰色理论,视所有的参试
红三叶材料为一个灰色系统, 各生长年限红三叶都
是系统中的一个因素, 对不同生长年限的红三叶进
行综合评判。
2. 3. 1 标准红三叶及参试红三叶测定指标权重的
构建
/标准红三叶0是所构建灰色系统中不同株龄红
三叶进行评价的标准。/标准红三叶0构建的主要参
考条件包括:一是红三叶的育种或生产目标;二是栽
培地区的生态条件; 三是所构建系统中不同株龄红
三叶各性状的表现。按照主要参考条件, 采用所有
参试红三叶各项性状最佳值进行构建, 即选取本试
验中株高、分枝、再生速度、干草产量、粗蛋白、粗脂
肪、钙、磷等指标较高值以及酸洗纤维较低值,依此
构成的/标准红三叶0的参考数列 X 0是一个最佳构
造组合。Wk的取值参考相关资料, 根据赋值法[ 18]
对各性状赋予适合的权重( Wk ) ,各指标 Wk总和为
1, 构建结果如表 3所示。
表 3 标准红三叶的构建及各指标的权重
Table 3 Establishment o f standard Red Clover and the weight of differ ent characters
指标
Index
株高
P lant heigh
cm
分枝数
Branch
number
piece
再生速度
Regenera tion
speed
cm# d- 1
干草产量
Dry y ield
t# hm- 2
粗蛋白
Crude pro tein
%
粗灰分
Crude ash
%
粗脂肪
Ether ext ra ct
%
钙
Calcium
%
磷
Phosphorus
%
酸性洗涤纤维
Acid detergent
f iber
%
标准红三叶
St andard Red
Clover
70. 67 29. 40 1. 59 12. 65 20. 84 10. 29 2. 02 2. 01 0. 23 29. 05
W k 0. 095 0. 108 0. 111 0. 125 0. 129 0. 046 0. 108 0. 089 0. 040 0. 026
注: Wk为赋予不同性状的权重
Not e: W k was the weight of dif ferent charact ers
2. 3. 2 关联系数计算
以供试红三叶试验材料各项性状指标平均值构
成的数列作为比较数列 Xi , 且 X 0= { X0 ( 1) , X0 ( 2)
, ,, X 0 ( n) } , Xi= { Xi ( 1) , X i( 2) , ,, Xi ( n) } ( i=
1, 2,,, n) ,进行无量纲化后比较。根据关联系数
公式求出 X0数列与 X i数列在第 k点的绝对差值。
关联系数公式: Ni ( k) =
min
i
min
k
| X 0( k)- X i ( k) | +
Qmax
i
max
k
| X 0 ( k)- X i ( k ) |
| X 0 ( k)- X i ( k) | +
Qmax
i
max
k
| X 0( k) - X i ( k) |
¹
上式中| X 0 ( k)- X i ( k) | = $i ( k)表示X0数列与
Xi数列在第k点的绝对差, min
i
min
k
| X0( k)- X i ( k) | = 0
是二级最小差, max
i
max
k
| X 0( k) - X i ( k) | 是二级最
大差; Q为分辨系数,通常在[ 0, 1]之间取值, 一般 Q
470
第 3期 赵 娜等:不同生长年限红三叶生产性能与营养价值比较
= 0. 5。求出 X 0数列与 X i数列在第 k 点的绝对差 值,依据绝对差值即可求得关联系数(表 4)。
表 4 参试红三叶与标准红三叶的关联系数矩阵
T able 4 Grey co rr elation coeff icient matrix o f tested Red Clover w ith st andard Red Clover
红三叶
Red Clover
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
N1 ( k) 0. 6506 0. 3333 0. 7456 0. 3506 0. 7794 0. 8587 0. 9338 0. 7875 0. 7287 0. 8454
N2( k) 0. 6306 0. 5885 0. 8608 0. 4126 0. 9559 0. 7819 0. 9591 0. 9999 0. 8010 0. 9999
N3 ( k) 0. 6364 0. 8512 0. 7168 0. 4801 0. 8776 0. 6696 0. 9999 0. 8440 0. 9999 0. 8338
N4 ( k) 0. 7944 0. 6912 0. 8106 0. 8281 0. 9999 0. 8275 0. 9858 0. 5896 0. 6682 0. 8958
N5 ( k) 0. 9999 0. 9999 0. 9999 0. 9999 0. 8852 0. 9999 0. 9217 0. 5752 0. 8010 0. 8576
Wk 0. 095 0. 108 0. 111 0. 125 0. 129 0. 046 0. 108 0. 089 0. 04 0. 026
注: 1.株高, 2.分枝, 3.再生速度, 4.干草产量, 5.粗蛋白; 6.粗灰分; 7.粗脂肪; 8.钙; 9.磷; 10.酸性洗涤纤维
Note: 1. Plant height , 2. Branch num ber, 3. Regrow th speed, 4. Dry yield, 5. C rude protein, 6. Crude ash, 7. ether ex t ract , 8. Calcium ,
9. Phosph orus, 10. Acid detergent f iber
2. 3. 3 关联度计算
与等权关联度结果相比较,采用加权关联度可
真实地反映供试红三叶材料与/标准红三叶0的差异
大小,关联度大的表明其与/标准红三叶0的相似程
度高,反之则相似程度小。
等权关联度: r i= 1
n
# 6
n
i = 1
Ni ( k) º⋯⋯⋯⋯
加权关联度: r ic= 6
n
i= 1
Ni ( k) # W i ( k) »⋯⋯⋯
º式中 r i 为比较数列 X 0与参考数列 Xi的等权
关联度, » 式中 r ic为比较数列与参考数列的加权关
联度, Wk为各关联系数的权重, n为性状指标数 n=
10。
将表 4的关联系数代入公式 º ,计算各参试红
三叶 Xi与 X0的等权关联度( r i )。由于等权关联度
是视各性状同等重要条件下计算的结果, 因此根据
赋值法[ 15] ,对各性状赋予适合的权重( Wk ) ,总和为
1, 根据公式 » ,计算出各参试红三叶与参考红三叶
的加权关联度,结果列于表 5。由此可知, 从生产性
能和营养价值方面综合评价, 4龄红三叶总体表现
最佳,其次为 5龄、3龄和 2龄, 1龄最差。
表 5 供试红三叶与参考红三叶的关联度排序
Table 5 Co rr elation modulus of Red Clover
红三叶
Red Clover
等权关联度 r i
Correlat ion modulus
of sam e w eight
排序
Order of correlation
m odulus of same w eight
加权关联度 r ic
Correlat ion modulus
of w eigh t
排序
Order of cor relat ion
m odu lus of w eigh t
1龄 One-year-old 0. 6724 5 0. 6336 5
2龄 T wo-year- old 0. 7629 3 0. 7299 4
3龄 T hree- year-old 0. 7616 4 0. 7383 3
4龄 Four- year-old 0. 8265 2 0. 8817 1
5龄 Five-year- old 0. 8791 1 0. 8426 2
3 讨论
牧草干草产量是多种测定的基础向量[ 17] , 再生
速度强弱和株高都影响到干草产量 [ 18~ 20]。株高通
常和生物量呈正相关, 它可以决定产量的 65% [ 21] ,
且株高与生物量在生育期的动态变化都符合 Log is-
t ic模型[ 22, 23] ; 从牧草的生物学角度而言, 株高是反
映牧草生长状况及其产量高低较为理想的一个特征
量,也可反映牧草平均经济产量的形成规律 [ 24]。据
此可推断,高植株通常具有较高的相对生产潜力。
本试验中随着株龄的增加,株高增大,干草产量均呈
现增大的趋势, 说明高株龄红三叶具有更高的产草
能力。红三叶是多年生牧草,因此播种当年的红三
叶生产性能比较低。随着生长年限的增加,其根系
逐渐生长发达,形成的根瘤量也增多,固氮能力随之
增强,植株积累营养物质的能力增强, 因此 2 龄、3
龄、4龄、5 龄红三叶生产性能都有不同程度提高。
另外,栖居根系的细菌促进了根系的生长,而根系生
长又使植物从土壤中吸收营养物及水分的能力增
强,从而使分蘖或分枝增加 [ 25~ 27]。
粗蛋白是牧草品质的重要评价指标, 红三叶是
优良的豆科牧草且蛋白质含量较高, 1 龄红三叶的
粗蛋白含量高达 20. 84% , 具有很高的营养价值。
但随着生长年限增加, 红三叶粗蛋白含量逐渐下降,
471
草 地 学 报 第 19卷
5龄红三叶的粗蛋白降为 18. 45%。但与此同时, 干
草产量随着生长年限增加而增加。营养价值与生产
性能达到最佳状态的年限不一致,所以需要对各株
龄红三叶进行综合评价, 以确定营养价值与生产性
能综合表现最佳的种植年限。灰色系统理论广泛应
用于各种类型的综合评价与相关分析 [ 7, 8, 15, 16, 23] , 本
文利用灰色系统理论对不同生长年限的红三叶进行
综合评价, 发现 4 龄红三叶不仅高产, 而且优质, 综
合表现最佳。其后随着生长年限的延长, 红三叶品
质开始下降,生产性能逐渐降低,这与杜占池等[ 6] 的
研究结果一致。红三叶在北方地区是较为短寿的多
年生牧草,一般在第 3~ 4 年生产性能较高, 随后迅
速下降[ 5]。
4 结论
4. 1 随着生长年限的增加,红三叶株高、分枝数、干
草产量显著增加,生产性能提高, 4龄、5龄红三叶生
产性能显著高于 1龄、2龄、3龄。
4. 2 随着生长年限的增加, 红三叶粗蛋白含量降
低、酸洗纤维含量增加, 营养价值呈下降趋势。4
龄、5龄红三叶营养价值显著低于 1龄、2龄、3龄。
4. 3 应用灰色系统理论对不同生长年限的红三叶
综合评价,得出 4龄红三叶综合表现最佳,不仅生产
性能高,而且营养丰富。在甘肃中部地区,红三叶种
植后第 4年综合性能表现最好。
参考文献
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(责任编辑 邵新庆)
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