■徐 緩 林立銘 王琴飛 陳常女 張振文

(中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所國家薯類加工專業(yè)技術(shù)研發(fā)分中心農(nóng)業(yè)部木薯種質(zhì)資源保護與利用重點實驗室，海南儋州 571737)

在我國，華南地區(qū)是我國畜牧養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對 緩慢的地區(qū)，主要是飼料加工原料的供應(yīng)不足，導(dǎo)致飼料來源單一，滿足不了畜牧養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)發(fā)展對飼料的強勁市場需求，于是開發(fā)副產(chǎn)物飼料化綜合利用技術(shù)成為推動南方養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵之一。

木薯是3大薯類之一，是世界第6大糧食種類、全球約8億人口的主糧[1-2]。我國木薯種植主要分布在廣東、廣西和海南省，以及福建、江西、云南、貴州等華南地區(qū)[3]，每年生產(chǎn)嫩莖葉約300萬噸（鮮）。這些嫩莖葉中，粗蛋白含量高達20.6%～36.4%(干樣)，且蛋白中的必需氨基酸總和約占全部氨基酸總量的50%，是一種十分理想的蛋白飼料來源[4]；從其他營養(yǎng)角度看，葉片還含有豐富的維生素C、B1、B2、大量元素（如P、Mg、K和Ca）和微量元素（如Mn、Zn、Fe、Cu）等，其中VC含量231～482 mg/100 g FW，是飼養(yǎng)禽畜的優(yōu)質(zhì)飼料[4-5]，也是一種營養(yǎng)蔬菜，在印尼每年就有約50～70 t的木薯鮮葉用于當(dāng)作蔬菜食用[6]。可見，開發(fā)和利用木薯嫩莖葉作用養(yǎng)殖飼料，不僅可有效緩解蛋白飼料緊缺的困境，也可以實現(xiàn)副產(chǎn)物的循環(huán)利用，推動循環(huán)農(nóng)業(yè)的健康發(fā)展。

本研究以我國自主選育的華南系列3個主栽品種及野生品種為研究對象，通過刈割試驗比較分析品種間的莖葉產(chǎn)量，評價其作為飼料營養(yǎng)品質(zhì)可行性，為今后木薯嫩莖葉飼料化利用提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料來源于中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所國家薯類加工技術(shù)研發(fā)分中心，種植的木薯品種分別是：野生木薯(Wild)、華南5號(SC5)、華南9號(SC9)和華南205(SC205)。

1.2 試驗設(shè)計

設(shè)4個刈割區(qū)域，每個區(qū)中的4個品種間隔種植，每個品種種植5行，每行5株，3個重復(fù)。在種植后45 d開始刈割，每3個月刈割1次，并測定其產(chǎn)量、含水量、氰氫酸含量、粗纖維、粗蛋白等指標(biāo)。

1.3 測定方法

產(chǎn)量測定：刈割后稱鮮重，取單株平均產(chǎn)量(kg/株)；含水量測定采用烘干法測定(%)；氰化物測定：采用蔣治國等測定方法[7](mg/kg)；粗纖維測定：采用傅華等測定方法[8](%)；粗蛋白測定：采用甘學(xué)德測定方法[9](%)；粗脂肪測定：采用王滿紅等測定方法[10](%)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用Sigmaplot 10.0制作圖表，利用SAS進行統(tǒng)計分析和主成分分析與評價，綜合評價內(nèi)容參考張振文等[11]的方法。

2 結(jié)果與分析

2.1 刈割產(chǎn)量比較

由圖1可以看出：4個品種中有3個品種產(chǎn)量呈現(xiàn)先升后降的變化趨勢，而野生品種產(chǎn)量呈一直升高的趨勢，說明野生品種比其他3個栽培品種耐刈割。在定植3個月后第Ⅰ、Ⅱ次刈割時，3個栽培種的刈割的嫩莖葉產(chǎn)量基本相同，差異不顯著，但野生種顯著高于其他3個品種；在第Ⅲ刈割期的產(chǎn)量中，栽培種的刈割產(chǎn)量開始下降，其中SC205的產(chǎn)量最低，顯著低于其他SC5、SC9，其它兩個品種產(chǎn)量基本相同。許多研究也表明，木薯的生物產(chǎn)量與光合效率是具有一定的正相關(guān)關(guān)系，其中野生品種的光合效率顯著高于栽培種，這與本次的試驗結(jié)果保持一致。

圖1 不同品種木薯刈割產(chǎn)量比較

2.2 干物質(zhì)含量比較（見圖2）

圖2 不同品種木薯嫩莖葉干物質(zhì)含量比較

由圖2可見，4個品種的含水量均呈現(xiàn)先降后升的趨勢，且野生品種的含水量均高于其他品種。第Ⅰ刈割期野生品種的含水量顯高于SC9和SC205，但其它3個品種含水量基本一致；第Ⅱ刈割期4個品種含水量略有下降，其中SC9含水量顯著低于野生品種和SC205，但與SC5基本保持一致；第Ⅲ刈割期，4個品種含水量均比第Ⅱ刈割期有上升，其中SC9含水量仍然顯著低于野生品種，除野生品種最高外，其他3個品種差異不顯著。

2.3 主要品質(zhì)比較

圖3是顯示4個品種4個主要品質(zhì)指標(biāo)的含量變化情況。其中，圖3A所示是4個品種的粗蛋白含量變化趨勢，均呈現(xiàn)先降后升的變化情況：在第Ⅰ次刈割期，野生品種的粗蛋白含量顯著低于其他品種，其它3個品種粗蛋白含量差異不顯著；第Ⅱ刈割期，粗蛋白含量均下降，且4個品種間粗蛋白含量差異不顯著；到了第Ⅲ刈割期，各品種粗蛋白含量比第Ⅰ、第Ⅱ刈割期都高。圖3B所示是粗纖維含量變化情況：先升后降的變化趨勢，且各品種間均無顯著性差異，其中SC9在各刈割期的含量略高于其它3個品種。從氰化物來看，圖3C顯示，各品種氰化物均持續(xù)下降，其中第Ⅰ刈割期氰氫酸均高于其他時期。在第Ⅰ刈割期，SC9氰化物的含量顯著低于野生品種，但SC5和SC205之間差異不顯著，其他第Ⅱ、Ⅲ刈割期的變化情況與第Ⅰ刈割期類似。從脂肪含量來看（如圖3D），變化情況與粗蛋白類似：先降低后升高的趨勢，但SC9在第Ⅰ、Ⅲ刈割期的脂肪含量顯著高于野生種。

圖3 不同品種木薯嫩莖葉主要品質(zhì)比較

2.4 主成分分析與評價

2.4.1 標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)

由于各測定指標(biāo)具有不同的量綱，在數(shù)量級上也有很大的差異，在應(yīng)用主成分分析研究時，需先對數(shù)據(jù)作標(biāo)準(zhǔn)化處理。標(biāo)準(zhǔn)化處理的方法參考徐克學(xué)[12]：

2.4.2 主成分分析

分別對4個品種的6個指標(biāo)進行主成分分析。結(jié)果如表1所示，4個品種的6個指標(biāo)中的1個主成分累積貢獻率分別達到76.30%、86.50%、84.98%和83.43%，說明這1個主成分基本可以代表4個品種的主要特性。表1中主成分的特征向量值和貢獻率大小是表示出該成分與品種特性的相關(guān)性大小，特征值大，貢獻率越大，說明該成分是其主要特性。如野生品種的第一主成分特征值4.578均小于其他品種的特征值，最大的為SC5的第一主成分的特征值5.189 9，其貢獻率最大，為86.50%，依此類推。

表1 特征值、特征向量及貢獻率

對此，根據(jù)表1中各品種第一主成分的累積方差貢獻率情況和各指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)，4個品種均可以用兩個變量Z（Z1，Z2）代替原來的6個指標(biāo)，其線性組合分別為：

野生：Z1=0.103X1+0.451 5X2+0.251 7X3+0.430 2X4+0.4451X5+0.4512X6；

野生：Z2=0.818X1-0.216 5X2-0.251 78X3+0.327 8X4-0.255 9X5+0.218 6X6；

SC5：Z1=0.351 8X1+0.437 4X2+0.437 7X3+0.364 4X4+0.433 9X5+0.412 4X6；

SC5：Z2=-0.654 2X1-0.094 3X2-0.083 5X3+0.619 3X4-0.167 4X5+0.380 3X6；

SC9：Z1=0.344 8X1+0.442 7X2+0.432 5X3+0.377 9X4+0.440 6X5+0.401 5X6；

SC9：Z2=0.661 1X1+0.030 5X2+0.226 5X3-0.549 4X4+0.106 0X5-0.444 6X6；

SC205：Z1=0.278 1X1+0.446 3X2+0.443 5X3+0.424 0X4+0.445 7X5+0.385 1X6；

SC205：Z2=0.785X1+0.054 3X2+0.124 2X3-0.317 3X4+0.007 4X5-0.509 1X6。

2.4.3 綜合評價

以所選取的第一、二主成分的方差貢獻率α1、α2作為權(quán)數(shù)，構(gòu)造各品種綜合評價模型如下：

F=α1×Z1+α2×Z2，各品種的綜合評價模型為：

野生：F=0.763×Z1+0.237×Z2；

SC5：F=0.865 0×Z+0.135×Z2；

SC9：F=0.849 8×Z+0.150 2×Z2；

SC205：F=0.834 3×Z+0.165 7×Z2。

根據(jù)模型即可獲得品種的綜合評價F值，結(jié)果見表2。

表2 綜合評價指標(biāo)值

從表2可以看到，各品種中，第Ⅰ刈割期品質(zhì)最佳SC205，而野生品種的最差；另一方面，4個品種均表現(xiàn)出隨著刈割次數(shù)的增加，其綜合評價F值迅速降低，由此可以說明，這些品種多次刈割后其主要飼料化利用品質(zhì)降低較快，均不適宜多次刈割。

3 討論與結(jié)論

3.1 品種特性與飼料化利用

木薯是重要的糧食作物之一，主要利用其塊根、嫩莖葉副產(chǎn)物的量約是塊根產(chǎn)量的25%～30%，且嫩莖葉中含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，包括淀粉、粗蛋白、粗纖維、粗脂肪和礦物質(zhì)等，是一種不可多得的飼料來源。本研究表明，4個品種嫩莖葉中均含有豐富的粗蛋白（11.0%～21.3%）、粗脂肪，野生品種的嫩莖葉的生物產(chǎn)量在不同刈割期均顯著高于其他品種，干物質(zhì)的量也顯著高于其他品種，這是因為野生品種具有較寬大的葉片和纖維化的細根，適應(yīng)性較強，光合效率較高[13]。然而，木薯嫩莖葉含有一定量的氰化物、單寧和果膠等主要抗?fàn)I養(yǎng)因子，極大限制了飼料化利用范圍。我國飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB13078-2001）中也規(guī)定，木薯干氰化物最大允許量為100 mg/kg，而豬和雞配合飼料、濃縮飼料中最大允許量為50 mg/kg。本研究表明，4個品種的嫩莖葉干物質(zhì)中氰化物含量（12.4～32.3 mg/kg），均在規(guī)定的適用范圍內(nèi)，具有良好的利用潛力，但需要進行綜合評價。

3.2 飼料化利用綜合評價

飼料品質(zhì)評價體系是確保飼料工業(yè)和畜牧產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的前提條件之一，不同動物、不同生長期對飼料有不同的需求。劉國慶等(1997)利用物元分析法評價飼料產(chǎn)品開發(fā)和品控技術(shù)[14]，具有較好的應(yīng)用價值，但主要側(cè)重于飼料的飼喂效果、飼料成本和飼料營養(yǎng)指標(biāo)等，不涉及到飼料原料綜合評價。李軍國(2005)提出飼料品質(zhì)包括營養(yǎng)物質(zhì)含量、比例、消化特性、適口性和安全衛(wèi)生等特性指標(biāo)[15]，而綜合評價體系包括營養(yǎng)物質(zhì)特性評價、消化吸收評價、飼料適品性評價和安全衛(wèi)生評價4個方面。本研究針對木薯嫩莖葉的主要營養(yǎng)物質(zhì)特性進行不同刈割期的利用主成分建立綜合評價模型方法，評價了4個品種在不同刈割期的營養(yǎng)物質(zhì)特性，其中SC205的綜合評價較好，這一評價結(jié)果與SC205的推廣利用廣泛相一致，說明主成分的綜合評價方法可以為飼料的營養(yǎng)物質(zhì)特性評價提供理論支撐。

然而，嫩莖枝的營養(yǎng)物質(zhì)特性還包括乙醇抽提物、水溶性多糖和礦物質(zhì)等成分，本試驗并未涉及，需要在今后研究中選擇盡可能多指標(biāo)，以便能夠更有效地分析各指標(biāo)對成分的貢獻率，因為這些營養(yǎng)成分和物理特性可為飼料品質(zhì)預(yù)測和改善提供理論依據(jù)[16]。另一方面，飼料品質(zhì)受影響的因素是多方面、多因素和多角度，單一主成分評價方法是不可能科學(xué)地、較好地評價飼料品質(zhì)，且飼料品質(zhì)的各項指標(biāo)之間相互關(guān)聯(lián)存在著內(nèi)在聯(lián)系，這就需要利用多種評價方法配合使用，相互協(xié)調(diào)，針對不同問題，利用不同評價方法的優(yōu)勢進行綜合評價，從而提高評價結(jié)果可靠度。