馬甜，蒙靜，齊冬梅，劉公社(.中國(guó)科學(xué)院植物研究所，北京0009; 2.中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所，北京000; .寧夏農(nóng)業(yè)綜合開(kāi)發(fā)辦公室，寧夏銀川75000)

羊草穩(wěn)定同位素值、葉綠素值與其營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)分析

馬甜1，2，蒙靜3，齊冬梅1，劉公社1
(1.中國(guó)科學(xué)院植物研究所，北京100093; 2.中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所，北京100101; 3.寧夏農(nóng)業(yè)綜合開(kāi)發(fā)辦公室，寧夏銀川750001)

測(cè)定3種土壤條件下不同品系羊草(Leymus chinensis)穩(wěn)定同位素(δ13C)值、葉綠素(SPAD)值及主要營(yíng)養(yǎng)成分，并探討了其相關(guān)性與回歸關(guān)系。結(jié)果表明，土壤因素對(duì)羊草BG-2、B品系的δ13C值和SPAD值有較大影響，對(duì)羊草Y1品系SPAD值影響不大;羊草δ13C值與土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、全鹽及土壤水分含量相關(guān)系數(shù)在0.737～0.800，除與土壤全鹽含量之間顯著相關(guān)外(P＜0.05)，與其他的土壤因子均極顯著相關(guān)(P＜0.01)。羊草δ13C值在－28.613～－27.383，與粗蛋白、粗纖維、賴(lài)氨酸含量之間顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.533、0.591、0.401;與其必需氨基酸、牧草能量之間顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.469、0.649;羊草SPAD值37.075～42.893，與粗蛋白、中性洗滌纖維、磷、粗灰分和干物質(zhì)含量的相關(guān)系數(shù)在0.596～0.783，均表現(xiàn)為顯著或極顯著相關(guān)。與脯氨酸含量相關(guān)系數(shù)最大，為0.902，與總氨基酸和必需氨基酸含量的相關(guān)系數(shù)在0.833～0.887，均表現(xiàn)為極顯著相關(guān)。本研究表明，葉片SPAD值最能反映出羊草營(yíng)養(yǎng)品質(zhì);羊草Y1、Y3品系的SPAD值、干物質(zhì)、粗蛋白和能量含量較高，粗纖維含量較低，氨基酸總量以及必需氨基酸比例均占優(yōu)勢(shì)，是值得大力推廣種植的羊草品系。

葉綠素(SPAD值) ;穩(wěn)定同位素;營(yíng)養(yǎng)品質(zhì);羊草

馬甜，蒙靜，齊冬梅，劉公社.羊草穩(wěn)定同位素值、葉綠素值與其營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)分析［J］.草業(yè)科學(xué)，2015，32(8) : 1268-1277.

MA Tian，MENG Jing，QI Dong-mei，LIU Gong-she.The analysis of stable isotope value，chlorophyll and nutritional quality of Leymus chinensis［J］.Pratacultural Science，2015，32(8) : 1268-1277.

自然生態(tài)系統(tǒng)中不同植物對(duì)其生境中資源的利用具有不同的生態(tài)對(duì)策，表現(xiàn)為不同生理生態(tài)適應(yīng)機(jī)制與特征。植物穩(wěn)定同位素δ13C值是綜合植物長(zhǎng)期光合特性及多種生理和形態(tài)的指標(biāo)，通過(guò)分析長(zhǎng)期積累于葉片中的碳代謝產(chǎn)物，來(lái)評(píng)估葉片或植株生長(zhǎng)過(guò)程中的水分利用效率(WUE)特性，已被公認(rèn)為是一種估測(cè)植物長(zhǎng)期WUE的可靠途徑［1-3］。WUE也是植物同化CO2和H2O、制造有機(jī)物質(zhì)能力大小的一個(gè)綜合指標(biāo)，隨著生境條件的改變而發(fā)生變化。不同植物的δ13C與植物的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，均隨不同品種、所處緯度、坡向和季節(jié)等因素發(fā)生不同程度的變化，目前對(duì)其影響的機(jī)理性解釋尚不充分［4］。

葉片SPAD (Soil and Plant Analyzer Development)值代表相對(duì)葉綠素含量，也稱(chēng)為綠色度，其數(shù)值大小可定量描述葉片的葉綠素含量。已有研究表明，植物葉片SPAD值與葉綠素含量之間呈極顯著正相關(guān)，葉綠素含量與氮素含量密切相關(guān)［5］、與粗蛋白含量也呈極顯著正相關(guān)［5-6］。前人通過(guò)測(cè)定不同生育期多花黑麥草(Leymus chinensis) SPAD值，分析葉綠素含量與粗蛋白(CP)、可溶性糖、中性洗滌纖維(NDF)含量及干物質(zhì)體外消化率等指標(biāo)的相關(guān)性，嘗試建立SPAD值與牧草營(yíng)養(yǎng)性狀間的關(guān)系［7］。但是，在不同土壤條件下，羊草δ13C值、SPAD值與其營(yíng)養(yǎng)成分含量關(guān)系的剖析未見(jiàn)報(bào)道。

本研究通過(guò)比較不同土壤條件下，栽培羊草Y1、Y3、BG-2、B品系的穩(wěn)定同位素δ13C值和葉綠素SPAD值的差異性，分析它們與羊草主要營(yíng)養(yǎng)成分含量之間的非線(xiàn)性回歸關(guān)系，從新的角度探討牧草δ13C值、葉片SPAD值與其營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)間的關(guān)系，旨在為干旱區(qū)選擇葉綠素含量高、水分利用效率高、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)優(yōu)的牧草品種提供基礎(chǔ)理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況

寧夏地處我國(guó)西北內(nèi)陸，干旱少雨、風(fēng)大沙多、日照充足、蒸發(fā)強(qiáng)烈，屬于我國(guó)典型生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)。寧夏鹽池縣城西灘試驗(yàn)點(diǎn)，處于毛烏素沙地邊緣，土壤風(fēng)蝕嚴(yán)重，蒸發(fā)強(qiáng)烈，以風(fēng)沙土為主，是寧夏中部干旱帶農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)域;銀川市平吉堡試驗(yàn)點(diǎn)，地勢(shì)平坦，是灰鈣土與淡灰鈣土的山前沖積扇，以壤土為主，屬寧夏引黃灌區(qū);平羅縣西大灘試驗(yàn)點(diǎn)，位于寧夏賀蘭山東麓洪積扇邊緣，土壤總堿度3～7 mmol ·kg－1，鹽分主要有NaCl、Na2SO4、Na2CO3，土壤粘重、透水性差，以典型堿化土壤(白僵土)為主。各試驗(yàn)點(diǎn)自然狀況如表1所示，不同土壤類(lèi)型性狀如表2所示。

表1　寧夏鹽池、銀川、平羅試驗(yàn)地概況Table 1 The condition of experimental plots in Yanchi，Yinchuan and Pingluo

1.2試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料包括中科2號(hào)羊草Y1、Y3品系以及羊草BG-2、B品系，均由中國(guó)科學(xué)院植物研究所劉公社課題組選育。

1.3小區(qū)設(shè)計(jì)及播種

試驗(yàn)小區(qū)面積2 m×4 m，小區(qū)間隔1 m，每個(gè)羊草品系3次重復(fù)隨機(jī)排列。鹽池城西灘試驗(yàn)地選擇前茬種植玉米(Zea mays)的耕地，試驗(yàn)面積72 m2，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)3個(gè)品系(B、BG-2、Y1) 9個(gè)試驗(yàn)小區(qū);銀川平吉堡試驗(yàn)地選擇前茬種植玉米的耕地，面積96 m2，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)4個(gè)品系(Y1、Y3、BG-2、B) 12個(gè)試驗(yàn)小區(qū);平羅西大灘試驗(yàn)地選擇前茬種植牧草的耕地，面積72 m2，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)3個(gè)品系(B、BG-2、Y1) 9個(gè)試驗(yàn)小區(qū)。上述3個(gè)試驗(yàn)地于2012年5月4日―5月10日開(kāi)始播種，采用人工條播，行距60 cm，覆土深度2～4 cm。

1.4葉綠素含量測(cè)定

2013年羊草抽穗―開(kāi)花期(5月中旬)，取3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)人工種植的中科2號(hào)羊草Y1、Y3品系、羊草B、BG-2品系作為試驗(yàn)材料。分別測(cè)量各處理羊草葉片SPAD值(每處理的樣本數(shù)17)，由于植物不同葉位葉片含氮率、葉綠素含量有差異［6］，本試驗(yàn)采用SPAD-502葉綠素儀測(cè)試時(shí)，取羊草葉片上、中、下葉位葉綠素SPAD的均值。

1.5土壤成分測(cè)定

2013年5月于羊草抽穗―開(kāi)花期，利用取土器在羊草種植田間，進(jìn)行隨機(jī)布點(diǎn)取樣，土樣由寧夏農(nóng)業(yè)勘察院土壤測(cè)試中心統(tǒng)一化驗(yàn)分析(表2)。pH值采用速測(cè)法，有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法，全氮采用凱氏法，堿解氮采用堿解、擴(kuò)散吸收法，有效磷采用碳酸氫鈉法，速效鉀采用乙酸銨提取火焰光度法。

1.6產(chǎn)草量及常規(guī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量測(cè)定

2013年7月初和9月中旬兩次測(cè)定產(chǎn)草量，方法是離田塊邊緣5 m處劃對(duì)角線(xiàn)，取其5個(gè)2 m×2 m樣方(包括對(duì)角線(xiàn)交叉點(diǎn))，離地面10―15 cm處收割鮮草稱(chēng)重，再推算全年每畝產(chǎn)草量; 2013年5月，取各處理羊草，地上20 cm以上的新鮮莖、葉，測(cè)其營(yíng)養(yǎng)成分及氨基酸含量，按《飼料分析及飼料質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)》［8］中的方法，測(cè)定CP采用半微量凱氏定氮法、粗脂肪(EE)采用殘余法、粗灰分(CA)用直接灰化法、酸性洗滌纖維(ADF)按照Van Soest法，無(wú)氮浸出物(NFE)含量和總能量(GE)按照下列公式計(jì)算:

NFE%=100%－CP%－EE%－CA%－ADF%;

GE(MJ·kg－1)=［CP×5.7+EE×9.4+ADF(或CF)×4.2+NFE×4.2］/100×4.184。

式中，各指標(biāo)用產(chǎn)量表示。

單株能量(MJ·kg－1)=總能量/密度。

表2　不同土壤類(lèi)型的性狀指標(biāo)Table 2 Different soil index

采用反相高效液相色譜法(RP-HPLC)柱前衍生方法分離分析氨基酸。

1.7穩(wěn)定同位素值測(cè)定

2013年5月，取各處理的羊草葉片自然干燥，測(cè)定δ13C值;將除去上部嫩莖葉羊草的葉干樣品，在80℃下烘干24 h后粉碎，過(guò)0.180 mm篩后，制成供試樣品，封存于密封塑料袋內(nèi)備用。用MAT-252質(zhì)譜儀(MAT-252 massspectrometer)測(cè)定羊草樣品δ13C值，每種植物供試樣品重復(fù)3次測(cè)定，每次將處理好的樣品3～5 mg，封入真空燃燒管，并加入催化劑和氧化劑，在850℃下汽化，燃燒產(chǎn)生的CO2經(jīng)結(jié)晶純化后，用質(zhì)譜儀測(cè)定碳同位素比率［9］，以PDB(PeeDee Belemnite)為標(biāo)準(zhǔn)，用以下公式進(jìn)行計(jì)算［10］:

δ13C=［13C/12C (樣品)－13C/12C (標(biāo)品)］/13C/12C(標(biāo)品)×103.式中，13C/12C(樣品)是羊草樣品的13C/12C比率;13C/12C(標(biāo)品)是標(biāo)準(zhǔn)PDB的13C/12C比率;δ13C值越大，水分利用效率越高。

1.8數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析方法

本研究利用SPSS 16.0軟件，對(duì)不同處理羊草δ13C值與土壤不同生態(tài)因子進(jìn)行回歸關(guān)系分析;對(duì)δ13C值、葉片SPAD值與不同處理羊草營(yíng)養(yǎng)成分、氨基酸成分進(jìn)行回歸關(guān)系分析;利用DPS軟件，對(duì)不同羊草處理葉片SPAD值進(jìn)行方差分析。

2　結(jié)果與分析

2.1不同土壤類(lèi)型下羊草SPAD值與δ13C值

通過(guò)測(cè)定不同土壤類(lèi)型下羊草δ13C值，得知在土壤生境條件較差的情況下，羊草δ13C值稍有增加，說(shuō)明嚴(yán)酷的生境條件相應(yīng)地增加了羊草對(duì)水分利用效率(表3)。對(duì)不同土壤因子與羊草δ13C值相關(guān)分析得知，土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮及土壤含水量與δ13C值呈極顯著相關(guān)，R2在0.737～0.800，相關(guān)系數(shù)大小排列為:土壤有機(jī)質(zhì)＞土壤堿解氮＞土壤含水量＞土壤全鹽。羊草δ13C與土壤有機(jī)質(zhì)的回歸關(guān)系為y=－27.707+0.035x2－0.003x3(P＜0.01) ;與土壤堿解氮的回歸關(guān)系為y=－27.337+0.003x (P＜0.01) ;與土壤含水量的回歸關(guān)系為y=－33.462+1.562x－0.102x2(P＜0.01) ;土壤全鹽與羊草δ13C值呈顯著相關(guān)，回歸關(guān)系為y=－27.31－2.39x+1.168x2(P＜0.05)。

不同土壤條件下，平羅鹽堿土羊草BG-2、B品系葉片SPAD值與鹽池風(fēng)沙土、銀川壤土羊草SPAD值的差異極顯著(P＜0.01) ; 3個(gè)羊草品系中，BG-2、B葉片SPAD均值相對(duì)較低，變化幅度較大(31.671～41.894)，Y1品系葉片SPAD均值較高變化幅度較小(45.200～47.565) ;同類(lèi)土壤條件下，羊草Y1品系與BG-2、B品系的SPAD值呈顯著差異(P＜0.05)，而除鹽堿白僵土外其余土壤下BG-2、B品系SPAD均值之間卻無(wú)顯著差異;總之，土壤條件差異性對(duì)羊草BG-2、B品系葉片的SPAD值影響較大，但是，對(duì)羊草Y1品系葉片的SPAD值影響不大。

表3　不同土壤條件下3個(gè)羊草品系SPAD值和δ13C(n=17)Table 3 SPAD and δ13C variance analysis of 3 strains of Leymus chinensis under different soil conditions

表4　3個(gè)羊草品系主要營(yíng)養(yǎng)成分方差分析(n=10)Table 4 The main nutrient components variance analysis of 3 strains of Leymus chinensis

2.2不同羊草品系與土壤類(lèi)型對(duì)羊草營(yíng)養(yǎng)價(jià)值影響

2013年測(cè)試3個(gè)羊草品系的主要營(yíng)養(yǎng)成分得知，羊草Y1、Y3品系粗蛋白含量較高，分別為15.19%、14.17%;粗灰分含量較高，分別為10.54%、10.32%;羊草B品系粗蛋白、粗灰分含量較低，分別為6.13%和9.73%(表4)。

不同土壤條件下，測(cè)試羊草BG-2品系的主要營(yíng)養(yǎng)成分得知，平羅鹽堿白僵土種植羊草BG-2品系的粗蛋白、粗灰分、ADF和ADL含量最高，銀川壤土居中，鹽池風(fēng)沙土最低;風(fēng)沙土種植羊草粗纖維含量最高，壤土上羊草的粗纖維含量最低(表5)。由此可見(jiàn)，風(fēng)沙土種植羊草營(yíng)養(yǎng)價(jià)值最低。雖然鹽堿白僵土種植的羊草營(yíng)養(yǎng)價(jià)值最高，但產(chǎn)草量最低，鮮草重21 120 kg·hm－2，干重6 186 kg·hm－2;壤土種植的羊草營(yíng)養(yǎng)價(jià)值居中，產(chǎn)草量卻最大，鮮草重38 100 kg·hm－2，干重9 139.5 kg·hm－2;風(fēng)沙土羊草營(yíng)養(yǎng)價(jià)值最

2.3羊草δ13C、SPAD值與其主要營(yíng)養(yǎng)成分

4個(gè)羊草品系的營(yíng)養(yǎng)成分中，Y1、Y3品系粗蛋白含量較高，其中Y1品系粗蛋白含量最高，為15.19%，其次是Y3品系，為14.17%(表4、表5)。所測(cè)羊草樣品中，鹽池風(fēng)沙土羊草B品系粗蛋白含量最低，為6.13%。不同土壤條件下，羊草δ13C與粗蛋白、粗纖維、羊草能量顯著相關(guān)(P＜0.05)，相關(guān)系數(shù)分別為0.533、0.591、0.649，可分別用y=－25.806－0.247x、y=－97.87+4.079x－0.059x2、y=－265.117+0.026x－7.058x2方程模擬;羊草δ13C與其他營(yíng)養(yǎng)成分之間無(wú)顯著相關(guān)關(guān)系(P＞0.05)。

不同土壤條件下，羊草SPAD值與粗蛋白含量的相關(guān)系數(shù)最大(0.783)，與NDF、P、Ash、干物質(zhì)含量的相關(guān)系數(shù)分別為0.760、0.736、0.638和0.596。

2.4羊草δ13C、SPAD值與其氨基酸成分

不同土壤條件下，栽培羊草Y1品系的葉片SPAD值較高，其賴(lài)氨酸含量均超過(guò)1.0%(表6)，說(shuō)明羊草Y1品系的飼用價(jià)值較高;平羅西大灘鹽堿地栽培羊草B、BG-2、Y1品系的脯氨酸含量較高，均超過(guò)2.0%。

表5　不同土壤條件下羊草主要營(yíng)養(yǎng)成分方差分析(n=10)Table 5 The main nutrient components variance analysis of Leymus chinensis under different soil conditions

不同土壤條件下，羊草δ13C值與丙氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、賴(lài)氨酸含量顯著相關(guān)，相關(guān)性系數(shù)分別為0.444、0.412、0.429和0.401，可分別用y=－0.649lnx－28.46、y=－0.603 lnx－28.71、y=－0.456 lnx －28.243、y=－0.33 lnx－28.305方程模擬;與絲氨酸和酪氨酸含量顯著相關(guān)，相關(guān)性系數(shù)分別為0.411、0.403，可分別用y=0.317x－1－28.834、y=0.254x－1－28.558方程模擬。羊草δ13C值與其他氨基酸含量無(wú)顯著相關(guān)關(guān)系;不同土壤條件下，羊草葉片SPAD值與脯氨酸含量極顯著相關(guān)(P＜0.01)，相關(guān)系數(shù)最大(R2=0.902) ;與Cys相關(guān)系數(shù)最小(R2=0.183)，無(wú)顯著相關(guān)關(guān)系(P＞0.05)。

銀川壤土條件下，羊草Y1、Y3品系的氨基酸總量較高，為11.905%～19.062%;必需氨基酸量在總氨基酸中的比例較高，在42%以上。平羅西大灘鹽堿地羊草B、BG-2品系的氨基酸總量較低，為4.273%～4.773%;必需氨基酸量在總氨基酸中的比例也較低，為19.097%～22.083%(表7)。

羊草δ13C值與氨基酸總量和必需氨基酸含量的比例均顯著相關(guān)(P＜0.05)，相關(guān)性系數(shù)分別為0.412和0.469，可分別用y=－28.539+1.263/x和y=－25.854－0.06x方程模擬。羊草SPAD值與氨基酸總量、必需氨基酸含量的比例極顯著相關(guān)(P＜0.01)，相關(guān)系數(shù)分別為0.833、0.887，可分別用y=82.615－4.696x+0.07x2和y=0.008+1.154x方程模擬。

表6　不同土壤下羊草氨基酸組成及含量Table 6 Composition and content of Amino Acids of different groups of Leymus chinensis under different soils

表7　不同土壤條件下氨基酸總含量及必需氨基酸占的比例Table 7 The proportion of the total content of amino acids and essential amino acid in different soil condition

3　討論

測(cè)定不同土壤條件下栽培羊草的δ13C值，發(fā)現(xiàn)土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、全鹽及土壤水分含量與羊草δ13C值的相關(guān)性系數(shù)較大(0.737～0.800) ;濕度較高的壤土種植羊草δ13C值比干旱風(fēng)沙土和鹽堿土種植羊草δ13C值略低一些。這與已報(bào)道的植物生長(zhǎng)與其生境密切相關(guān)［11］，生長(zhǎng)在土壤濕度較高生境下的沙拐棗(Calligonum mongolicum)較干旱生境下的沙拐棗同化枝的δ13C值略低的結(jié)論一致。

羊草δ13C值與主要營(yíng)養(yǎng)成分中的粗蛋白、粗纖維及能量顯著相關(guān)，與其他營(yíng)養(yǎng)成分無(wú)顯著相關(guān)關(guān)系，其原因有待進(jìn)一步討論;羊草δ13C值雖然與某些氨基酸含量顯著相關(guān)，但是相關(guān)系數(shù)均在0.5以下，δ13C值能否作為牧草氨基酸含量的指示值還有待于進(jìn)一步研究。

植物葉片SPAD值也能夠反映植物葉綠素含量，對(duì)評(píng)價(jià)作物生產(chǎn)能力、預(yù)測(cè)產(chǎn)量和品質(zhì)均具有重要意義［10］。本研究發(fā)現(xiàn)，羊草葉片SPAD值與粗蛋白含量相關(guān)性最大，這一研究結(jié)果與黑麥草(Lolium perenne)和多花黑麥草(L.multiflorum)葉片SPAD值與粗蛋白含量呈極顯著正相關(guān)［7，12］的結(jié)論一致;但是，羊草SPAD值與中性洗滌纖維的相關(guān)系數(shù)較大(R2=0.760，P＜0.01)，這與董臣飛等［7］報(bào)道的多花黑麥草SPAD值與中性洗滌纖維之間無(wú)顯著相關(guān)關(guān)系的結(jié)論不一致。

一般認(rèn)為，牧草營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)很大程度上取決于粗蛋白和粗纖維含量［13］。中性洗滌纖維越低，粗飼料品質(zhì)越好［14］。但是，在牧草SPAD值與中性洗滌纖維的相關(guān)性研究上出現(xiàn)相悖的結(jié)論，還有待于進(jìn)一步加強(qiáng)這方面的研究。

雖然羊草δ13C值與粗蛋白、粗纖維的含量存在顯著回歸關(guān)系，但是兩者比較，由于葉片SPAD值與主要營(yíng)養(yǎng)成分的相關(guān)系數(shù)與回歸關(guān)系的顯著性較大，另外，羊草δ13C值與牧草能量間有顯著的回歸關(guān)系，而其葉片SPAD值與能量無(wú)顯著關(guān)系。平羅鹽堿地上栽培羊草Y1品系粗蛋白含量最高，達(dá)15.19%，說(shuō)明鹽堿逆境脅迫下，植物體內(nèi)正常的蛋白合成常會(huì)受到抑制，但也會(huì)誘導(dǎo)出一些新的蛋白或使原有蛋白含量明顯增加。這與毛桂蓮等［15］研究同一地點(diǎn)的枸杞(Lycium chinense)愈傷組織蛋白含量結(jié)果一致。

氨基酸是蛋白質(zhì)的基本組成單位，是反映牧草營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的重要指標(biāo)。牧草中氨基酸含量的高低、組成種類(lèi)及其品質(zhì)，直接影響牧草營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和畜體的生長(zhǎng)［16］。抽穗―開(kāi)花期羊草Y1、Y3品系總氨基酸含量為11.905%～19.062%，高于盛花期新疆大葉苜蓿植株氨基酸總含量(11.59%)［16］;平羅西大灘鹽堿地種植羊草3個(gè)品系的脯氨酸含量為2.012%～2.292%，而壤土、風(fēng)沙土下種植的羊草品系脯氨酸含量只有0.188%～1.262%，鹽堿地羊草脯氨酸含量高出壤土、風(fēng)沙土的1.8～10.7倍。這是由于土壤鹽堿程度嚴(yán)重，影響羊草植物體吸收水分，使羊草長(zhǎng)期處于干旱缺水狀態(tài)，促使體內(nèi)脯氨酸大量增加的結(jié)果。

動(dòng)物的必需氨基酸包括蘇氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、賴(lài)氨酸、組氨酸和精氨酸。必需氨基酸含量也是評(píng)定牧草營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的重要指標(biāo)［13］。本研究中，不同土壤條件下栽培羊草不同品系必需氨基酸含量為0.816%～8.031%，變異范圍較大，尤其在平羅鹽堿白僵土栽培羊草必需氨基酸含量相對(duì)較低(除羊草Y1品系之外)，說(shuō)明嚴(yán)酷的土壤生境條件影響著羊草對(duì)氮素的吸收能力，制約著羊草對(duì)必需氨基酸的合成能力［17］。但是，羊草Y1、Y3品系必需氨基酸含量為4.797%～8.031%，均超過(guò)禾本科沙生針茅(Stipa glareosa，3.26%)、白草(Pennisetum centrasiaticum，3.09%)、小畫(huà)眉草(Eragrostis poaeoides，2.98%)和芨芨草(Achnatherum splendens，0.97%)等［17］。

總之，羊草Y1、Y3品系氨基酸總量以及必需氨基酸比例均占優(yōu)勢(shì);而鹽堿白僵土種植羊草氨基酸總量相對(duì)較低，必需氨基酸占總氨基酸的比例也較小。說(shuō)明土壤生態(tài)條件惡劣，也影響著羊草氨基酸總量和必需氨基酸的形成。通過(guò)測(cè)羊草葉片SPAD值，可推測(cè)羊草氨基酸含量多少，為判斷牧草的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)高低提供了強(qiáng)有力的參考依據(jù)，為進(jìn)一步理解羊草營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)及氨基酸含量特征、培育高品質(zhì)羊草品系，合理配置飼料，挖掘羊草優(yōu)質(zhì)牧草種質(zhì)資源提供了理論依據(jù)。

4　結(jié)論

羊草葉片SPAD值比δ13C值能夠更好地反映羊草的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。

羊草δ13C值與土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、土壤水分含量呈極顯著相關(guān)，與全鹽含量呈顯著相關(guān)。

羊草SPAD值與氨基酸總量、必需氨基酸含量的相關(guān)性極顯著，有可能成為估計(jì)牧草氨基酸營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的有效參數(shù)。

中科2號(hào)羊草Y1、Y3品系的SPAD值、干物質(zhì)、粗蛋白和能量等均較高，粗纖維含量較低，氨基酸總量以及必需氨基酸比例均占優(yōu)勢(shì)，是值得大力推廣種植的羊草品系。

致謝:該論文是第二屆全國(guó)草業(yè)生物技術(shù)大會(huì)評(píng)選出的優(yōu)秀論文，并得到中國(guó)草業(yè)生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)提供的版面費(fèi)支持。

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(責(zé)任編輯王芳)

The analysis of stable isotope value， chlorophyll and nutritional quality of Leymus chinensis

MA Tian1，2，MENG Jing3，QI Dong-mei1，LIU Gong-she1
(1.Botanic Institute of Chinese Academy of Science，Beijing 100093，China; 2.Institute of Genetics and Developmental Biology，Chinese Academy of Science，Beijing 100101，China; 3.Ningxia Agricultural Comprehensive Development Office，Yinchuan 750001，China)

The stable isotope value (δ13C)，chlorophyll (SPAD) value and main nutrients of different varieties of Leymus chinensis which were planted in 3 different types of soils were determined and the correlation and regressions between these indices were explored and discussed.The results showed that the effects of the soil on δ13C and SPAD values of L.chinensis varieties BG-2 and B were high significant (P＜0.01)，while the effect on the SPAD value of the varieties Y1 were not significant.The correlations between the δ13C values of L.chinensis and the soil organic matter(SOM)，available nitrogen (AN)，total salt content (TS) and water content (WC) ranged from 0.737 to 0.800 (P＜0.01).In addition to that the regression relationship of the δ13C value of L.chinensis with the total salt content of the soil was significant(P＜0.05)，its regression relationships with the other measured soil factors were all high significant(P＜0.01).The correlations indices between the δ13C values (－28.613～－27.383) and the crude protein(CP)，crude fiber(CF) and lysine were 0.533，0.591 and 0.401 respectively and the regression relationships were significant.The correlations with the indispensable amino acid (IAC) and energy content were 0.469 and 0.649，respectively and the regression relationships were significant.The correlations between the SPAD values of L.chinensis and the CP，neutral detergent fiber，phosphorus，crude ash and dry matter (DM) content were relatively high with the correlation indices ranging from 0.596 to 0.783.The correlation between the SPAD values(37.075～42.893) and the proline was the highest (R2=0.902，P＜0.01).The correlations between the SPAD values and the total amino acid (TAA) content and IAC content ranged from 0.833 to 0.887 and the regression relationships were both high significant.These tested indices performed significant regression relationship.In conclusion，the SPAD value was the best index to suggest the nutrition quality of L.chinensis.The Y1 and Y3 varieties of L.chinensis should be widely cultivated as they had relatively high SPAD value，DM，CP，energy content，the proportion of TAA and IAC and relatively low CF content.

Chlorophyll(SPAD value) ; stable isotope; nutritional quality; Leymus chinensis

LIU Gong-she E-mail: Liugs@ibcas.ac.cn

S816.11; S543+.9; Q945.1

A

1001-0629(2015) 08-1268-10*

10.11829j.issn.1001-0629.2014-0577

2014-12-18接受日期: 2015-05-25

寧夏農(nóng)業(yè)育種專(zhuān)項(xiàng)資助(2014NYYZ04) ;天然草場(chǎng)補(bǔ)播羊草的適應(yīng)性試驗(yàn)及移植穴播關(guān)鍵技術(shù)示范與推廣(NTKJ-2014-12) ;羊草和甜高粱高產(chǎn)種子田及快繁苗培育新技術(shù)應(yīng)用示范(NTKJ2015-03-01)

馬甜(1984-)，女，湖南衡陽(yáng)人，博士后，研究方向?yàn)橹参锷砼c遺傳發(fā)育。E-mail: mars1989@163.com

劉公社(1958-)，男，陜西涇陽(yáng)人，研究員，博士，研究方向?yàn)槟敛荨⑧l(xiāng)土草種質(zhì)資源和基因資源的發(fā)掘和利用，禾草抗逆的分子機(jī)制及耐逆種質(zhì)創(chuàng)新。E-mail: Liugs@ibcas.ac.cn