陳麗莉 ，陳 斌 ，劉興鋒 ，羅迎社 ，谷振軍 ，張黨權 ,1c

（1.中南林業(yè)科技大學a. 林業(yè)生物技術湖南省重點實驗室；b. 流變力學與材料工程研究所；c. 經濟林育種與栽培國家林業(yè)局重點實驗室，湖南 長沙 410004；2. 湘西州林業(yè)科學研究所，湖南 吉首 416000）

林下套種墨西哥玉米草的營養(yǎng)價值研究

陳麗莉1a，陳 斌1b，劉興鋒2，羅迎社1b，谷振軍1a，張黨權1a,1c

（1.中南林業(yè)科技大學a. 林業(yè)生物技術湖南省重點實驗室；b. 流變力學與材料工程研究所；c. 經濟林育種與栽培國家林業(yè)局重點實驗室，湖南 長沙 410004；2. 湘西州林業(yè)科學研究所，湖南 吉首 416000）

近年來我國可用林地逐漸減少，開發(fā)林下經濟作物是緩解這一矛盾的新興發(fā)展方向。以此為背景，采用飼用牧草與小喬木的套種技術，于油茶林下種植墨西哥玉米草，并分析2個不同生長時期玉米草中粗蛋白、有機質等9種營養(yǎng)物質含量的差別。林下種植中等生長期墨西哥玉米草與短生長期玉米草的水分及揮發(fā)物含量分別為14.91%和12.87%，粗灰分含量分別為5.11%和5.45%，鈣含量分別為0.26%和0.33%，磷含量分別為0.23%和0.26%，粗脂肪含量分別為13.41 g/kg和19.29 g/kg，粗纖維含量分別為284.55 g/kg和235.28 g/kg，干物質含量分別為85.09%和87.13%，有機質含量分別為94.90%和94.55%，粗蛋白含量分別為7.0%和12.87%。分析結果表明，林下種植的玉米草營養(yǎng)物質含量與傳統(tǒng)種植的玉米草營養(yǎng)物質含量沒有顯著差別，并且短生長期的玉米草的飼用價值要高于中等生長期玉米草。

林下經濟作物；林下套種；林下飼草；墨西哥玉米草；營養(yǎng)價值

自20世紀90年代末以來，生態(tài)建設逐漸成為我國林業(yè)建設發(fā)展的重點。退耕還林及森林生態(tài)環(huán)境保護等措施的開展使國家整體生態(tài)環(huán)境逐年改善。生態(tài)建設雖取得較好成效，但由于大量森林歸于公益林，集體林區(qū)的林業(yè)經濟發(fā)展不可避免地受到影響。如何協(xié)調生態(tài)林建設與林區(qū)經濟發(fā)展的矛盾，使兩者和諧發(fā)展成了林業(yè)發(fā)展的一個關鍵問題。2007年國家林業(yè)局提出了建設“完善的生態(tài)體系、發(fā)展的產業(yè)體系和繁榮的文化體系”為基本內容的現(xiàn)代林業(yè)，發(fā)展新型林業(yè)產業(yè)成為了促進林區(qū)經濟發(fā)展及林業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重中之重。林下經濟是一項充分利用林下的土地資源和林陰優(yōu)勢開展林、農、牧等多種項目的復合經營?，F(xiàn)階段發(fā)展較多的林下經濟建設模式有林草模式、林藥模式、林糧模式、林菌模式、林禽模式等5種基本模式[1-3]。林草模式主要是指有森林和草地相結合形成的多層次人工植被，在退耕還林還草是一種投入少、見效快、易操作的高效配置模式。目前林下套種較多的為紫花苜蓿、黑麥草等飼草，林間套種牧草，1 a收3茬，可出售鮮飼草，可放養(yǎng)牛、羊、鴨等畜禽，同時林下套種牧草可明顯提高土壤中微生物類群的數(shù)量，改善土壤肥力和有效改良鹽堿土[4-7]。

墨西哥玉米草Zea diploperennis為禾本科玉蜀黍屬植物，又名大芻草，為1978年在墨西哥發(fā)現(xiàn)的一類多年生大芻草[8]，在我國因物候期不同表現(xiàn)為多年生和一年生。墨西哥玉米草具有強抗逆性、抗病蟲害、多年生等品質，許多學者欲將其有益基因導入栽培玉米種，改良和選育新的栽培玉米品種，但遠緣雜交不育及連鎖遺傳等因素使得目前改良玉米研究進展十分緩慢[9-11]。同時，墨西哥玉米草的抗病蟲害、分蘗和刈割再生能力強、產量大、飼用價值高等優(yōu)點，栽種過程中可不使用農藥，適口性好，是優(yōu)質的牛、羊、兔、魚等經濟動物的綠色飼料，在美國、中美洲各國、日本及東南亞有著大面積的推廣種植，我國部分省市也有種植，并經多年研究選育出了大量的新型品種[12-16]。墨西哥玉米草根系較發(fā)達，與林木進行套種有著固著土壤，防止水土流失的作用，且其作為優(yōu)質飼草之一，易成活，投入少，產出多，在育林的同時又可補充林農經濟收入。本研究于湖南省長沙市寧鄉(xiāng)縣南方林下飼用植物與林木套種基地采用油茶-墨西哥玉米草套種模式，在玉米草的兩個不同生長時期分別進行樣品采集，并系統(tǒng)研究兩種不同生長時期墨西哥玉米草水分和其他揮發(fā)性物質、粗灰分、鈣、磷、粗脂肪、干物質、有機質、蛋白質等9種營養(yǎng)物質的含量，為南方林下經濟植物的開發(fā)和利用奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

實驗用林下飼草玉米草采集于湖南省長沙市寧鄉(xiāng)縣南方林下飼用植物與林木套種基地，以株高及生長時間為標準，采集了兩種不同生長時期的玉米草，中等生長期和短生長期玉米草，以植株高度來進行劃分，高度為60 cm以上且開始出現(xiàn)黃葉的為中等玉米草。于陰處將玉米草鋪平晾干，使其含水量低于30%，各取30 g放入粉碎機中進行粉碎，并取一部分試樣過40目篩，室溫密封儲存?zhèn)溆谩?/p>

實驗中所使用標準溶液均依據(jù)國家標準GB/T 601-2002《化學試劑標準溶液滴定溶液的制備》進行配制。

1.2 實驗儀器

干燥箱、干燥器、馬福爐、纖維素測定儀FOSS FT350、分光光度計、索氏脂肪提取器、電熱恒溫水浴鍋、定氮儀FOSS KT260、消煮爐FOSS DT208 等儀器。

1.3 方 法

（1）水分和其他揮發(fā)性物質含量測定

依據(jù)國家標準GB/T 6435-2006《飼料中水分和其他揮發(fā)性物質含量的測定》進行操作和分析計算。

（2）粗灰分含量測定

依據(jù)國家標準GB/T 6438-2007《飼料中粗灰分的測定》進行材料處理和實驗操作。

（3）鈣和磷的含量測定

依據(jù)國家標準GB/T 6436-2002《飼料中鈣的測定》及GB/T 6437-2002《飼料中總磷的測定 分光光度法》進行實驗操作，兩種指標測定中的樣品分解均采用干法分解法，在測定粗灰分含量后連續(xù)進行。

（4）粗脂肪的測定

依據(jù)國家標準GB/T 6433-2006《飼料中粗脂肪的測定》進行實驗操作和結果分析。

（5）粗纖維的測定

依據(jù)國家標準GB/T 6434-2006《飼料中粗纖維的含量測定 過濾法》進行實驗操作。

（6）干物質的測定

除用作飼料的奶制品、動物和植物油脂及礦物質外，飼料中的干物質的含量均可根據(jù)水分測定后得到。因本項目所測樣品為草料，粗脂肪含量低，因此干物質含量直接使用以下公式計算得出。

計算公式：W(%)=100-w。

式中w為飼料中的水分含量的質量分數(shù)。

（7）有機質的測定

樣品中的有機質經過550 ℃灼燒后氧化分解，所得殘渣即為粗灰分，該含量直接使用以下公式計算得出。

計算公式：W(%)=100-w。

式中w為飼料中的粗灰分的質量分數(shù)。

（8）蛋白質的測定

依據(jù)國家標準GB/T 6432-1994《飼料中粗蛋白測量方法 推薦法》進行測定。

2 結果與分析

2.1 墨西哥玉米草營養(yǎng)物質測定

中等生長期墨西哥玉米草和短生長期墨西哥玉米草中水分和其他揮發(fā)性物質、粗灰分、鈣和磷、粗脂肪、干物質、有機質、蛋白質等9種營養(yǎng)物質的總含量見圖1。

圖1 中等生長期墨西哥玉米草與短生長期墨西哥玉米草營養(yǎng)物質含量比較Fig.1 Nutrient contents of Zea diploperennis in medium growing stage and young growing stage

2.2 不同時期墨西哥玉米草的營養(yǎng)價值比較

從表1墨西哥玉米草干物質、粗蛋白質、粗脂肪等9種營養(yǎng)物質含量測定數(shù)據(jù)可知，湖南省長沙市寧鄉(xiāng)縣南方林下飼用植物與林木套種基地種植的林下飼草墨西哥玉米草含有豐富的營養(yǎng)物質。在本實驗中，同時測定了2種不同生長時期的玉米草的營養(yǎng)物質含量。結果表明，短生長期玉米草的干物質、蛋白質、粗脂肪、鈣和磷的含量顯著高于中等生長期玉米草，粗纖維的含量則低于中等生長期玉米草。

表1 墨西哥玉米草9種營養(yǎng)物質含量測定Table 1 Contents of 9 kinds of nutrients in Zea diploperennis

3 結論與討論

飼草中粗蛋白和粗纖維的含量是反映飼草營養(yǎng)價值的重要指標，粗蛋白、脂肪、碳水化合物等為家畜維持正?；顒硬豢苫蛉钡臓I養(yǎng)物質，鈣磷等礦物質的對于維持機體正常生理活動亦有重要作用，粗纖維則為飼料中最難為家畜消化的營養(yǎng)物質[17-18]。因此含有較高粗蛋白質、脂肪、碳水化合物，較低粗纖維的飼草為較佳的家畜飼料。王永軍等[19]研究認為株高95 cm時刈割，留茬30 cm的玉米草產量和總能量為最高，但是飼用品質則是以株高60 cm時刈割最佳，粗蛋白、粗脂肪含量分別達到了14.28%和2.05%。在本試驗中林下套種短生長期玉米草粗蛋白和粗脂肪含量分別為11.895%和1.93%，粗纖維含量為23.53%；中等生長期玉米草粗蛋白和粗脂肪含量分別為7.0%和1.34%，粗纖維含量為28.46%。結果表明林下套種墨西哥短生長期的玉米草的飼用營養(yǎng)價值亦高于中等生長期玉米草，刈割時期應掌握在玉米草株高60～90 cm左右，所得玉米草的飼用營養(yǎng)品質為最佳。同時根據(jù)本試驗結果可知，中等生長期和短生長期玉米草的干物質、粗蛋白質等營養(yǎng)物質的含量與傳統(tǒng)牧場種植的墨西哥玉米草相差不大[14, 20-21]，林下種植墨西哥玉米草具有與傳統(tǒng)種植的玉米草營養(yǎng)物質含量沒有顯著差別，具有相同的飼用價值。

油茶為我國南方重要的食用木本油料植物，在我國南方16個省區(qū)均有栽種。雖然我國具有悠長的油茶栽種歷史，但是在傳統(tǒng)的種植模式下油茶仍然有產量偏低，前期投入大，收益慢等不利之處。在相當長一段時間內，由于油茶林的管理水平低下，病蟲害嚴重等各類因素造成我國大部分油茶林都疏于管理，處于荒蕪狀態(tài)。隨著生活水平的提高，人們對于綠色食品日益重視，對油茶的關注越來越多。目前國內已有部分學者致力于油茶林下套種模式的研究[22-24]，林下套種可調節(jié)土壤微生物數(shù)量，改善油茶林土壤肥力，有利于提高油茶產量，提高油茶林區(qū)收益。湖南省長沙市寧鄉(xiāng)縣南方林下飼用植物與林木套種基地內的油茶林為5年生油茶形成的半郁閉林，墨西哥玉米草套種于油茶林下，該飼草耐性好，無需大量人工進行管理，定期刈割即可，省時省力，同時本研究表明油茶-墨西哥玉米草套種模式所獲得的墨西哥玉米草營養(yǎng)價值沒有發(fā)生顯著改變，且短生長期玉米草飼用價值高于中等生長期玉米草。本研究為林下墨西哥玉米草套種模式的推廣提供了一定的理論基礎，該套種模式對比傳統(tǒng)的種植模式可使農戶在獲得林木原有經濟價值的同時又得到大量的雞、鴨、牛等喜食的牧草飼料，可提高林區(qū)經濟發(fā)展和空間利用價值。

[1]于小飛 , 吳文玉, 張東升, 等. 林下經濟產業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展重點分析 [J]. 林產工業(yè) , 2010, 37(4)∶ 57-62.

[2]劉新波. 發(fā)展林下經濟的幾種模式[J]. 林業(yè)科技情報, 2007, 39(2)∶ 18-19.

[3] 李文杰,劉自拴, 和亞賓. 發(fā)展林下經濟促進協(xié)調發(fā)展[J]. 中國林業(yè) , 2010, (24)∶ 61.

[4]李愛華 , 陳慧玲, 徐向陽, 等. 湖北部分林下種植模式調查及效益分析初報 [J]. 現(xiàn)代園藝 , 2012, 2∶ 13-14.

[5]陳慧玲 , 李愛華, 楊彥伶, 等. 湖北省柑橘林下種植模式探討[J]. 湖北林業(yè)科技 , 2012, 5∶ 38-42.

[6] 魏忠平, 潘文利, 范俊崗. 林草生態(tài)模式改良鹽堿土的效果研究 [J]. 中南林業(yè)科技大學學報 , 2012, 32(10)∶ 100-104.

[7]張會慧 , 趙 莉 , 許 楠 , 等 . 間作模式下桑樹與大豆葉片的光合日變化特點 [J]. 經濟林研究 , 2011, 29(1)∶ 21-26.

[8]Ιltis H H, et al. Zea diploperennis (Gramineaze)：a new teosinte from Mexico[J]. Science，1979，203：186-188.

[9]Cohen J Ι, Galinat W C. Potential use of alien germplasm for maize improvement[J]. Crop Science, 1984, 24(1)∶ 1011-1015.

[10] Wang Lingzhi, Xu Changzheng, Qu Mingli, et al. Kernel amino acid composition and protein comtent of introgression lines form Zea mays ssp. Mexicana into cultivated maize[J]. Journal of Cereal Science, 2008, 48(2)∶ 387-393.

[11] Wang Lingzhi, Yang Aifang, He Chunmei, et al. Creation of new maize germplasm using alien introgression from Zea mays ssp. Mexicana[J]. Euphytica, 2009, 164(3)∶ 789-801.

[12] 李冬郁 , 郭樂群 , 張 忠 , 等 . 玉米野生近緣種類玉米的研究和利用 [J]. 玉米科學 , 2001, 9(2)∶ 11-13.

[13] 唐祈林, 蘇月貴 , 榮廷昭. 玉米及其野生近緣材料的分類 [J]. 玉米科學 , 2009, 17(1)∶ 1-5.

[14] 王 琳 , 范 彥 , 何 瑋 , 等 . 玉米草 SAUMZ1 不同生育期飼用價值的分析 [J]. 飼料研究 , 2007, 7∶ 3-5.

[15] 任 勇 , 唐祈林 , 曹墨菊 ,等 . 新選育飼草玉米品系飼用營養(yǎng)價值初步研究 [J].植物遺傳資源學報 , 2005,6(4)∶ 444-447.

[16] Qiling Tang, Tingzhao Rong, Yunchun Song, et al. Ιntrogression of perennial teosinte genome into maize and identification of genomic in situ hybridization and microsatellite markers[J]. Crop Science, 2005, 45∶ 717-721.

[17] Jerry H, Cherney, Marvin H. Hall. Forage quality inperspective [J]. Agronomy Facts, 2001, 30∶ 1-4.

[18] Hans-Joachim G. Jung. Analysis of forage f i ber and cell walls in ruminant nutrition[J]. The Journal of Nutrition, 1997, 5∶ 810-813.

[19] 王永軍, 王空軍, 董樹亭, 等.留茬高度與刈割時期對墨西哥玉米再生性能的影響 [J].中國農業(yè)科學 , 2005, 38(8)∶ 1555-1561.

[20] 宋金昌 , 范 莉 , 楊宗澤 , 等 . 飼用墨西哥玉米生長特性及其營養(yǎng)成分含量的研究 [J]. 2005, 22(4)∶ 53-56.

[21] 張曉艷 , 董樹亭 , 王空軍 , 等 . 不同類型飼用作物營養(yǎng)成分的比較研究 [J]. 2005, 31(10)∶ 1344-1348.

[22] 黃永芳 , 陳紅躍 , 雷治國 , 等 . 廣東省油茶生產狀況與發(fā)展對策 [J]. 經濟林研究 , 2004, 22(3)∶ 77-79.

[23] 季琳琳 , 佘誠棋 , 肖正東 , 等 . 油茶 -茶復合模式對茶樹光合特性的影響 [J]. 經濟林研究 , 2013，31(1)∶ 39-43.

[24] 滕維超 , 劉少軒 , 曹福亮 , 等 . 油茶大豆間作對盆栽土壤化學和生物性質的影響 [J]. 中南林業(yè)科技大學學報 , 2013, 33(2)∶ 24-27.

Nutritional values of interplanting Zea diploperennis in forest under-story

CHEN Li-li1a, CHEN Bin1b, LΙU Xing-feng2, LUO Ying-she1b, GU Zhen-jun1a, ZHANG Dang-quan1a, 1c
(1.a. Hunan Provincial Key Lab. of Forestry Biotechnology; b. Ιnstitute of Rheological Mechanics and Material Engineering; c. Key Lab. of Non-wood Forest Products of State Forestry Administration, Central South University of Forestry Technology, Changsha 410004, Hunan, China; 2. Xiangxi Forestry Ιnstitute, Jishou 416000, Hunan, China)

Ιn recent years, the forests were reduced gradually in our country, so, the development of under-story economic crops becomes the new direction to solve this problem. Based on this background, the Zea diploperennis were inter-planted in Camellia oleifera forest by the inter-planting technique of combination of forage grass and small trees. And the differences of the nutrient contents including crude protein, organic matters, moisture and volatile matter, crude ash, calcium, phosphorus, crude fat, crude f i ber and dry weight between two growing stages of inter-planting Zea diploperennis were investigated. The moisture and volatile matter contents of Zea diploperennis in the medium growing stage and the young growing stage were 14.91% and 12.87%. The crude ash contents of Zea diploperennis in the medium growing stage and the young growing stage were 5.11% and 5.45%. The calcium contents of of Zea diploperennis in the medium growing stage and the young growing stage were 0.26% and 0.33%. The phosphorus contents of Zea diploperennis in the medium growing stage and the young growing stage were 0.23% and 0.26%. The crude fat contents of of Zea diploperennis in the medium growing stage and the young growing stage were 13.41 g/kg and 19.29 g/kg. The crude f i ber contents of of Zea diploperennis in the medium growing stage and the young growing stage were 284.55 g/kg and 235.28 g/kg. The dry weight contents of Zea diploperennis in the medium growing stage and the young growing stage were 85.09% and 87.13%. The organic matter contents of Zea diploperennis in the medium growing stage and the young growing stage were 94.90% and 94.55%. The crude protein contents of of Zea diploperennis in the medium growing stage and the young growing stage were 7.0% and 12.87%. The nutrition contents were not signif i cant differencee between the inter-planting Zea diploperennis and the traditional planting. And the results show that the young growing stage Zea diploperennis had higher forage value than the medium growing stage Zea diploperennis.

under-story economic crops; under-story intercropping; under-story forage; Zea diploperennis; nutrition value

2013-04-12

國家林業(yè)公益性行業(yè)科研專項（201204610）

陳麗莉（1982-），女，湖南常德人，講師，博士，主要從事植物遺傳學研究方向為；E-mail：cll185@163.com

張黨權（1976-），男，江西撫州人，教授，博士，碩士生導師，研究方向為植物分子生物學與林產品加工利用；

Email：zhangdangquan@163.com

S788

A

1673-923X(2013)12-0027-05

[本文編校：文鳳鳴]