育龄及刈割频次对栽培甘草营养成分及消化率的影响_古丽尼尕尔·艾依斯热洪.pdf
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1、DOI:10.11829/j.issn.1001-0629.2021-0421古丽尼尕尔艾依斯热洪,张修业,万江春,热娜古丽木沙,艾比布拉伊马木.育龄及刈割频次对栽培甘草营养成分及消化率的影响.草业科学,2022,39(11):2317-2325.GulinigaerAiyisirehong,ZHANGXY,WANJC,RenaguliMusha,AibibulaYimamu.EffectsofgrowthyearsandcuttingtimesonnutrientcompositionanddigestibilityofcultivatedGlycyrrhiza uralensis.Prat
2、aculturalScience,2022,39(11):2317-2325.育龄及刈割频次对栽培甘草营养成分及消化率的影响古丽尼尕尔艾依斯热洪1,张修业1,万江春1,热娜古丽木沙2,艾比布拉伊马木1(1.新疆农业大学草业科学学院,新疆草地资源与生态重点实验室,新疆乌鲁木齐830052;2.新疆农业大学食品科学学院,新疆乌鲁木齐830052)摘要:为明确刈割次数对乌拉尔甘草(Glycyrrhiza uralensis)草产量、营养品质及消化率的影响,测定并分析了种植第2 和第 3 年的乌拉尔甘草不同刈割处理下生长发育特性、草产量、营养品质及消化率。结果表明,随着生长年限的增加,不同育龄甘草株高
3、、茎粗、茎叶比、鲜干草产量和鲜干比呈上升趋势,总分枝数呈下降趋势;干物质中粗蛋白、粗脂肪和粗灰分含量呈下降趋势;中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、酸性洗涤木质素含量呈上升趋势;48h 干物质消化率呈下降趋势。多次刈割的甘草株高累积量、茎粗累积量和分枝数累积量及总草产量明显高于刈割 1 次处理,刈割 2 次和 3 次处理的干草粗蛋白和粗灰分含量显著高于刈割 1 次处理(P0.05);且随刈割次数的增加,干草的中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、木质素及总单宁含量呈显著下降趋势(P0.05),其香豆素、甘草酸、甘草苷含量及 48h 干物质消化率呈显著上升趋势(P0.05)。研究结果表明,在库尔勒地区刈割多次能提
4、高甘草草产量和营养品质,是适宜当地甘草的管理措施。关键词:乌拉尔甘草;生长年限;生物学特性;刈割次数;营养品质;消化率;活性成分文献标志码:A文章编号:1001-0629(2022)11-2317-09Effects of growth years and cutting times on nutrient composition anddigestibility of cultivated Glycyrrhiza uralensisGulinigaerAiyisirehong1,ZHANGXiuye1,WANJiangchun1,RenaguliMusha2,AibibulaYimamu1(
5、1.KeyLaboratoryofGrasslandResourcesandEcologyofXinjiang,CollegeofGrasslandandEnvironmentSciences,XinjiangAgriculturalUniversity,Urumqi830053,Xinjiang,China;2.CollegeofFoodScienceandPharmacy,XinjiangAgriculturalUniversity,Urumqi830053,Xinjiang,China)Abstract:Todeterminetheeffectsofcuttingtimeontheyie
6、ld,nutritionalquality,anddigestibilityofGlycyrrhiza uralensis,itsgrowthanddevelopmentcharacteristics,grassyield,nutritionalquality,anddigestibilityweremeasuredandanalyzedunderdifferentcuttingtreatmentsinthesecondandthirdyearsofplanting.Theresultsshowedthatwithincreasinggrowthyears,theplantheight,ste
7、mdiameter,stem-to-leafratio,freshhayyield,andfresh-to-dryratiooflicoriceofdifferentreproductiveagesshowedanupwardtrend,andthetotalnumberofbranchesshowedadownwardtrend.Thecontentsof收稿日期:2021-07-06接受日期:2022-04-19基金项目:国家自然科学基金(31472125)第一作者:古丽尼尕尔艾依斯热洪(1993-),女(维吾尔族),新疆阿图什人,在读博士生,研究方向为饲料与加工。E-mail:通信作者:
8、艾比布拉伊马木(1965-),男(维吾尔族),新疆阿图什人,教授,博导,博士,研究方向为饲料与反刍家畜营养代谢。E-mail:第39卷第11期草业科学2317-2325Vol.39,No.11PRATACULTURALSCIENCE11/2022http:/crudeprotein,crudefat,andcrudeashindrymattershowedadownwardtrend;contentsofneutraldetergentfiber,aciddetergent fiber,and acid detergent lignin increased;whereas the 48 h d
9、ry matter digestibility decreased.Plant highaccumulation,stemdiameteraccumulation,branchnumberaccumulation,andtotalgrassyieldofmultiplecuttingsweresignificantlyhigherthanthoseofthesinglecutting.Thecrudeproteinandcrudeashcontentsofhayaftertwoandthreecuttingsweresignificantlyhigherthanthoseofthesingle
10、cutting(P0.05).Asthecuttingtimeincreased,thecontentsofneutraldetergentfiber,aciddetergentfiber,lignin,andtotaltannininhaydecreasedsignificantly,whereasthecontentsofcoumarin,glycyrrhizicacid,glycyrrhizin,and48hdrymatterdigestibilityofhayincreasedsignificantly.Insummary,multiplecuttingsintheKorlaareac
11、animprovetheyieldandnutritionalqualityoflicoricegrasscomparedwithasinglecutting.Multiplecuttingsareasuitablemanagementmeasureforthisarea.Keywords:Glycyrrhiza uralensis;growthyears;biologicalcharacteristics;cuttingtimes;nutritivevalue;digestibility;activeingredientsCorresponding author:AibibulaYimamu
12、E-mail:乌拉尔甘草(Glycyrrhiza uralensis)为集药用、食用、饲用于一体的优良多年生豆科植物,其根及根茎是名贵药材,被广泛应用于医药和食品工业1,国内外市场对甘草根的需求量持续增长2。21 世纪初,我国出台野生甘草资源保护政策,禁止过度采挖野生甘草资源,为缓解供需矛盾人们开始探索甘草的人工种植生产3-4。目前,我国新疆、内蒙古、甘肃及宁夏部分地区已开始大面积种植甘草,栽培面积迅速扩大,已达数十万公顷,初见规模5-6。栽培甘草的茎叶繁茂,产量高,富含粗蛋白、维生素、矿物元素等多种营养素,适时收获并将其作为粗饲料资源高效利用,对于缓解干旱区粗饲料短缺有着现实意义和长远的战略
13、意义7。栽培甘草第 2 年的茎叶干物质产量可达 11.3thm28。乌拉尔甘草茎叶富含粗蛋白质、总糖、粗脂肪、果胶酸和维生素 C 等营养素9,其中茎叶的甘草酸含量可达 2.11%,还检测出 3 种甘草皂类成分、10 种黄酮类成分10。研究发现,甘草茎叶提取物包含甘草三萜类、黄酮类、多糖、氨基酸、生物碱和香豆素等多种成分,具有提高生产性能、增强免疫、调节瘤胃代谢和脂肪代谢及增强抗病能力等功能,与常规牧草有着不同的饲料特性11-12。适当的刈割可促进甘草剩余茎叶的生长,提高茎叶的饲用价值,但尚未有进一步探明刈割影响甘草茎叶有效成分、抗营养成分、干物质消化率的研究。合理开发利用本地秸秆及非常规饲料资
14、源、解决饲草不足瓶颈、发展草食畜牧业已成为当前畜牧业发展的必然选择。本研究以栽培乌拉尔甘草为研究对象,通过深入分析不同育龄及刈割频次对甘草茎叶产量、营养成分、抗营养因子以及消化率的影响,以期为栽培甘草茎叶的适时刈割及饲料化利用提供科学依据。1 材料与方法 1.1 试验区概况试验于 2018 年 9 月至 2020 年 10 月在新疆巴音郭楞蒙古自治州库尔勒市哈拉玉宫乡(414944N,859257E)进行。试验地海拔 839.01m。该地区地处天山南麓,塔里木盆地东北边缘,气候为典型的暖温带大陆性干旱荒漠气候,降水量稀少,蒸发量大,光热资源丰富,属温带大陆性气候,其特点是无霜期较长,昼夜温差大
15、,夏季干旱少雨,日照充足,年平均日照时数 3045h。1 月平均气温9,最低气温25.3,7 月平均气温 26.50,最高温达40,平均气温年较差 35.5。无霜期年平均 180d。年平均降水量 57mm,年最大蒸发量约为 2800mm,降水集中在每年 5 月至 10 月,6 月最多。2018年种植甘草地土质为沙壤土,土壤含碱解氮 96.07mgkg1、速效磷16.32mgkg1、速效钾86.26mgkg1。1.2 试验设计本研究以乌拉尔甘草为试验材料,2018 年 4 月10 日播下种子,种植面积为 0.667hm2,种植后连续观察生长 3 年的数据。分别于种植当年、第 2 年和第 3 年在
16、枯黄期进行刈割并测定其茎叶产量。试验采用完全随机区组设计,每个年份设 3 个小区,每2318草业科学第39卷http:/个小区面积为 20m20m,每个小区设 3 个样方,样方面积为 2m2m。另外,刈割频次为单因素试验设计,2019 年选用种植后第 2 年甘草地,分别设一年刈割 2 次(T2)、一年刈割 3 次(T3)与一年刈割1 次(T1)比较研究。T2处理的刈割时期分别于 6 月5 日初花期及 9 月 25 日枯黄期进行;T3处理的刈割时期分别于 6 月 5 日初花期、7 月 15 结荚期日及 9月 25 日枯黄期进行;而 T1处理的刈割时期为 9 月25 日枯黄期进行。2020 年在前
17、一年刈割次数的基础上进行同样刈割处理。刈割设 9 个大小为 2m2m 的固定样方,进行标记,每个处理 3 次重复测定。1.3 测定项目及方法每次刈割前在各处理样方内选出 10 株测株高、茎粗和分枝数,取其平均数。株高:用卷尺测定主茎从地面到最高点的距离;主茎粗:用游标卡尺测定主茎距地面 1cm处的粗度;分枝数:数主茎上的分枝;草产量测定:将各个处理小区内刈割 4m2甘草茎叶,立刻称鲜重,所有茬次甘草茎叶鲜草重量相加并换算为单位面积鲜草产量;在每一茬鲜草中随机取约 500g样本带回实验室,105 杀青 15min,60 烘干至恒重后称干重,测定其干重,分别测定茎、叶重,计算茎叶比(茎叶比=茎干重
18、/叶干重),计算鲜干比(干鲜比=烘干重量/鲜样重量),再换算干草产量。烘干样用杯式粉碎机进行粉碎,过 0.425mm 筛,装入广口瓶放于室温干燥阴凉处以供其后进行常规营养成分分析。每次取样前,在各试验小区内,取鲜样 500g 左右,烘干称重,至最后一次刈割取样后汇总,作为混合样品做营养分析。粗蛋白(crudeprotein,CP)含量采用凯氏定氮法13测定,粗脂肪(etherextract,EE)含量采用索氏提取法13测定,酸性洗涤纤维(aciddetergentfibres,ADF)、中性洗涤纤维(neutraldetergentfibres,NDF)、酸性洗涤木质素(aciddeterge
19、ntlignin,ADL)含量采用 VanSoect 法14测定,粗灰分(Ash)含量采用灼烧法13测定,钙(calcium,Ca)含量采用高锰酸钾法13测定,磷(phosphorus,P)含量采用钒钼黄比色法13测定,用高效液相色谱法(highperformanceliquidchromatography,HPLC)法测定甘草酸、甘草苷、香豆素含量,按照国家标准GB/T27985-2011测定总单宁含量14,总黄酮含量按照出口食品中总黄酮的SN/T4592-2016测定15;总多酚含量用液质联用仪 UPLC-MS/MS 测定16,结果以干物质为基础平均数表示。用尼龙袋法测定干物质消化率。1.
20、4 干物质消化率测定于晨饲前分别从 3 只羊的瘤胃中采集瘤胃内容物混合,4 层纱布过滤,取得瘤胃液,灌入经预热达39 的保温瓶中,盖严瓶口,迅速回到实验室,与预先准备好的人工唾液按照 1:3 比例混合作为瘤胃微生物培养液,持续通入 CO2,置于 39 的水浴槽中,直至培养液的颜色先变成粉红色,最终变成无色后即可使用。每个发酵瓶内放入 250mg 粉粹干燥样品,加入混合培养液,通入 CO2,在 39 恒温培养箱进行培养,48h 培养结束后用已恒重的尼龙袋进行过滤,在 100 烘干 4h,称重17。IVDMD=(样品初始干重样品48 h消化后干重空白)/初始样品干重100%。式中:IVDMD 为干
21、物质消化率;空白为没加入样品的瘤胃液 48h 培养束后进行过滤袋子重量。1.5 数据分析使用 Excel2010 进行常规统计分析,数据采用平均数标准差表示。使用统计软件 SPSS22.0 中的单因素方差分析(OnewayANOVA)进行 LSD 多重比较检验不同处理之间各指标的差异及其指标间的相关性分析,数据满足方差齐性检验,遵循正态分布,在 0.05 水平上进行显著性差异比较。2 结果与分析 2.1 不同生长年份甘草草产量及营养品质随着种植年份的增加,株高逐渐增高,主茎变粗、分枝数逐渐减少(表 1)。栽培第 1、2、3 年的茎叶干草产量分别为 6840.17、10988.22 和 1334
22、6.19kghm2。方差分析表明,不同年份对甘草鲜草和干草产量存在显著差异(P 0.05),随着生长年份的增加,草产量明显增加,与第 1 年相比,第 2 和第 3 年的干草产量分别提高 60.64%和 95.11%。不同年份甘草茎叶比和鲜干比之间存在显著差异(P 0.05),随着生长年份的增加两者均呈上升趋势。第11期古丽尼尕尔艾依斯热洪等:育龄及刈割频次对栽培甘草营养成分及消化率的影响2319http:/栽培第 1、2、3 年甘草粗蛋白含量分别为 11.89%、8.86%和 6.68%(表 2),3 年间粗蛋白含量存在显著性差异(P0.05)。粗脂肪、粗灰分含量栽培 3 年间均存在显著差异(
23、P0.05),均随着生长年份的增加而逐渐下降;不同年份中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维及木质素含量栽培 3 年间也均存在显著差异(P0.05),均随着生长年份的增加而逐渐上升。2.2 刈割次数对栽培甘草草产量及品质的影响如表 3 所列,不同年份各处理组鲜草产量受刈表 1 不同育龄栽培甘草生物量测定Table 1 Biomass determination of cultivated licorice in different years生长年限Growthyear株高Plantheight/cm主茎粗Mainsteamdiameter/mm总分枝Totalbranch茎叶比Stemtoleafrat
24、io鲜草产量Freshgrassyield/(kghm2)干草产量Hayyield/(kghm2)鲜干比Freshtodryratio第1年The1styear75.653.03c4.010.21c18.441.28a0.700.03c16937.58277.62c6840.17182.54c0.400.42c第2年The2ndyear168.204.28b6.920.31b17.001.29b 1.750.05b 21694.42987.67b 10988.22500.25b1.970.98b第3年The3rdyear179.204.25a7.550.52a16.201.98c1.930.0
25、7a33905.02811.21a13346.191077.87a 2.021.03a同列不同小写字母表示不同生长年限间差异显著(P0.05);表2同。Differentlowercaseletterswithinthesamecolumnindicatesignificantdifferencebetweendifferentgrowthyearsatthe0.05level;thisisapplicableforTable2aswell.表 2 不同育龄栽培甘草茎叶枯黄期营养成分Table 2 The nutrient components of the stem and leaves o
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