唐慧娟，白 杰，陳安國(guó)，李建軍，黃思齊，李德芳

(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所，湖南長(zhǎng)沙 410205)

紅麻(HibiscuscannzzbinusL．)是錦葵科(Malvaceae)木槿屬(Hibiscus)一年生韌皮纖維作物，是我國(guó)傳統(tǒng)的纖維作物之一[1]。然而，隨著化纖和集裝箱的發(fā)展，紅麻纖維的利用受到了制約。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和物質(zhì)生活水平的提高，國(guó)內(nèi)畜牧養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速，飼料產(chǎn)業(yè)前景看好，因此尋找優(yōu)質(zhì)價(jià)廉、產(chǎn)銷適宜的蛋白飼料成為亟待解決的問(wèn)題。我國(guó)南方地區(qū)由于氣候濕熱，缺乏像苜蓿一樣優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的植物性蛋白飼料來(lái)源[2]。研究表明，紅麻葉粗蛋白含量高達(dá)22%，礦物質(zhì)和維生素含量豐富，且具有高產(chǎn)、適應(yīng)性廣、抗病蟲性強(qiáng)等特點(diǎn)，具有良好的飼用潛力，因此加強(qiáng)飼用紅麻品種的研發(fā)有助于推動(dòng)紅麻飼料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[3-5]。目前，國(guó)內(nèi)關(guān)于紅麻飼用營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的研究較少。

以前紅麻育種研究主要關(guān)注全桿和纖維產(chǎn)量，而飼料作物關(guān)注的主要指標(biāo)是粗蛋白含量、粗脂肪和灰分等礦物質(zhì)含量。因此，飼用紅麻的育種應(yīng)當(dāng)選育干物質(zhì)和蛋白含量高的品種[6]。我國(guó)紅麻資源十分豐富，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所保存了127份紅麻種質(zhì)資源，其中包括栽培種、野生種和近緣種，某些野生紅麻品種分枝多，葉片多，開(kāi)發(fā)成飼用紅麻品種的潛力較大。因此，這些品種中可能存在高產(chǎn)高蛋白的紅麻品種，加快紅麻高產(chǎn)、高蛋白品種的選育將會(huì)極大地推動(dòng)飼用紅麻的發(fā)展。筆者對(duì)7個(gè)紅麻品種的產(chǎn)量及粗蛋白、粗纖維和粗脂肪等營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行了比較，篩選出潛在的飼用紅麻品種，旨在為紅麻飼用價(jià)值的開(kāi)發(fā)利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)材料試驗(yàn)在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所長(zhǎng)沙望城白箬鋪創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)基地進(jìn)行。選用國(guó)內(nèi)種植量較大或具有代表性的261N5-18A、 H1301、 K66、 K68、H1302、YA1A、CK 7 個(gè)不同類型紅麻品種進(jìn)行研究，并分別標(biāo)記為A、B、C、D、E、F、G。供試品種均由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所一年生麻類遺傳改良課題組提供。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)田按照高產(chǎn)田水平進(jìn)行管理。選取水肥均勻、條件一致的田塊作為試驗(yàn)區(qū)域。每個(gè)處理小區(qū)面積66.7 m2，3 次重復(fù)，隨機(jī)排列。2016年5 月10日，分別按照其適宜種植密度進(jìn)行播種。播種前對(duì)試驗(yàn)田進(jìn)行深耕松土，施用復(fù)合肥(N∶P∶K=15∶15∶15)。種子條播，播后澆水，出苗后間苗，所有供試品種的最終密度均為270 000株/hm2。試驗(yàn)采用留茬收獲方式，留茬高度為90 cm，第一次刈割在播種后 65 d，此后每隔 45 d進(jìn)行1次刈割，共刈割3次。

1.3測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1干物質(zhì)產(chǎn)量測(cè)定。每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取10 m2作為樣本，三茬紅麻刈割后，將葉片和莖稈分離，105 ℃殺青30 min， 65 ℃下烘干至恒重，然后計(jì)算各部分干物質(zhì)產(chǎn)量，重復(fù)3次。

1.3.2不同品種紅麻常規(guī)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)測(cè)定。不同紅麻品種粗蛋白含量的測(cè)定參考 GB/T 6432—1994，紅麻粉消解后，使用凱氏定氮儀測(cè)定。粗脂肪含量的測(cè)定參考 GB/T 6443—2006；粗纖維含量的測(cè)定參考 GB/T6434—2006；粗灰分含量的測(cè)定參考GB 5009.4—2010 食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于食品中灰分含量的測(cè)定；總磷含量的測(cè)定參考 GB/T 6437—2002。鈣含量的測(cè)定參考 GB/T6436—2002。

1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析干物質(zhì)產(chǎn)量采用 Duncan’s 法多重比較指標(biāo)間的差異，顯著水平 5%。產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)性狀的對(duì)應(yīng)分析和聚類分析使用 SAS 9.2 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1不同品種紅麻的干物質(zhì)產(chǎn)量比較由表1可知，不同紅麻品種各部位干物質(zhì)產(chǎn)量存在顯著差異(P<0.05)。供試的7個(gè)紅麻品種中，第2次刈割的各部位干物質(zhì)產(chǎn)量均高于其他2次；與葉干物質(zhì)產(chǎn)量相比，紅麻莖稈干物質(zhì)產(chǎn)量對(duì)紅麻總產(chǎn)量的影響更大。其中，D品種第2次刈割莖干物質(zhì)產(chǎn)量(7 067.71 kg/hm2)和總干物質(zhì)產(chǎn)量(19 528.52 kg/hm2)最高，與其他品種相比存在顯著差異；B品種的總干物質(zhì)產(chǎn)量最低。

表1 7個(gè)品種紅麻干物質(zhì)產(chǎn)量比較

注：同列不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)

Note：Different small letters in the same column indicated significant differences (P<0.05)

葉干物質(zhì)產(chǎn)量對(duì)于提升紅麻的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值至關(guān)重要[7]。從圖1可以看出，供試的7個(gè)紅麻品種中，C品種在整個(gè)生長(zhǎng)期的葉干物質(zhì)產(chǎn)量(7 588.28 kg/hm2)及葉干物質(zhì)產(chǎn)量占總干物質(zhì)產(chǎn)量的比例(45.09%)最高，顯著高于其他品種。這說(shuō)明C品種單位產(chǎn)量的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高于其他材料。

干物質(zhì)產(chǎn)量高能夠?yàn)轱暳咸峁└嗟哪芰?，而葉干物質(zhì)產(chǎn)量則能夠直接反映出品種的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值潛力，因此紅麻品種C和D均有較高的潛力培育成飼用紅麻品種。

圖1 不同紅麻品種的葉、莖干物質(zhì)產(chǎn)量占比Fig.1 Yield proportion of leaves and stems of seven kenaf varieties

2.2不同紅麻品種全桿常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分比較由表2可知，不同紅麻品種粗蛋白含量為10.15%～18.43%，粗纖維含量為18.42%～42.42%。3次刈割過(guò)程中，所有供試品種第3次刈割的紅麻粗蛋白、粗脂肪、粗灰分、磷的含量均高于前2次，但第3次刈割的紅麻粗纖維和鈣含量均低于前2次。這可能是因?yàn)榈?次刈割時(shí)氣溫較低，有利于粗蛋白、粗脂肪、粗灰分、磷等營(yíng)養(yǎng)成分的積累。

通過(guò)對(duì)不同紅麻品種全桿粗蛋白、粗纖維、粗脂肪、粗灰分、鈣和磷的含量進(jìn)行比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同紅麻品種的粗蛋白、粗纖維、粗灰分、鈣和磷含量存在顯著差異(P<0.05)；粗蛋白含量最高的為C品種，其粗蛋白含量在3次刈割中均處于最高顯著等級(jí)，表明C品種的粗蛋白含量在7 個(gè)供試品種中處于較高水平。

由表2可知，不同紅麻品種粗脂肪含量為4.66%～8.19%，不同紅麻品種粗脂肪含量存在顯著差異。不同紅麻品種粗纖維含量與粗蛋白含量的變化趨勢(shì)正好相反。不同紅麻品種粗纖維含量為18.42%～42.42%，粗纖維含量最低的為C品種，第3次刈割時(shí)不同品種間存在顯著差異。

由表2可知，7個(gè)供試紅麻品種的粗灰分含量為6.21%～9.86%，粗灰分含量最高的為D品種，不同品種間存在顯著差異(P<0.05)；3次刈割中，不同紅麻品種的鈣含量為1.94%～3.85%，不同紅麻品種間存在顯著差異(P<0.05)；不同紅麻品種的磷含量也存在顯著差異(P<0.05)。

2.3不同紅麻品種葉常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分比較由表3可知，不同紅麻品種葉粗蛋白含量為16.44%～29.28%，粗纖維含量為8.33%～13.95%。3次刈割過(guò)程中，所有供試品種第3次刈割的紅麻葉粗蛋白、粗脂肪、粗灰分、磷的含量均高于前2次，與莖稈類似。但是，第3次刈割紅麻葉的粗纖維含量和鈣含量均低于前2次。

通過(guò)對(duì)不同品種紅麻葉粗蛋白、粗纖維、粗脂肪、粗灰分、鈣和磷的含量進(jìn)行比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同紅麻品種葉的粗蛋白、粗纖維、粗灰分、鈣和磷含量存在顯著差異(P<0.05)；粗蛋白含量最高的為C品種，與F、G品種相比沒(méi)有顯著差異(P<0.05)，與其他4個(gè)品種差異顯著(P<0.05)，表明紅麻品種C、F、G葉粗蛋白含量均處于較高水平。

由表3可知，不同紅麻品種的粗脂肪含量為4.97%～9.98%，不同紅麻品種的粗脂肪含量存在顯著差異(P<0.05)。不同紅麻品種葉粗纖維含量與粗蛋白含量的變化趨勢(shì)正好相反。粗纖維含量最低的為C品種，與其他品種相比存在顯著差異(P<0.05)。

由表3可知，7個(gè)紅麻品種葉粗灰分含量為6.84%～11.28%，不同品種之間存在顯著差異(P<0.05)；3次刈割中，不同紅麻品種葉的鈣含量差異顯著(P<0.05)，含量為2.25%～3.88%；不同紅麻品種葉全磷的含量差異顯著(P<0.05)，含量為0.11%～0.35%。

表2 7個(gè)紅麻品種全桿常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分比較

注：同一刈割次數(shù)不同品種間標(biāo)有不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)

Note:Different small letters among different varieties at the same cutting indicated significant differences (P<0.05)

表3 不同品種紅麻葉常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分的比較

注：同一刈割次數(shù)不同品種間標(biāo)有不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)

Note:Different small letters among different varieties at the same cutting indicated significant differences (P<0.05)

從圖2可以看出，7個(gè)紅麻品種的粗蛋白產(chǎn)量為1 844.84～2 398.30 kg/hm2，其中品種D的粗蛋白產(chǎn)量(2 398.30 kg/hm2)最高，品種C的粗蛋白產(chǎn)量(2 374.61 kg/hm2)次之，品種C和D的粗蛋白產(chǎn)量顯著高于其他5個(gè)品種(P<0.05)，品種B的粗蛋白產(chǎn)量最低(1 844.84 kg/hm2)；第2茬收獲的粗蛋白產(chǎn)量均高于第1茬和第3茬。

圖2 7個(gè)紅麻品種粗蛋白產(chǎn)量的比較Fig.2 The crude protein yield comparison of seven kenaf varieties

2.4不同品種紅麻的產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)成分的對(duì)應(yīng)分析由表4可知，前2個(gè)特征值得到的公因子貢獻(xiàn)率為99.81%，即第一維度能夠解釋總信息的99.29%，因此讀圖時(shí)主要分析第一維度即可。

表4 慣量和卡方分解

由表5可知，Dim1中產(chǎn)量性狀LY載荷明顯大于SY載荷，因此認(rèn)為葉干物質(zhì)產(chǎn)量在產(chǎn)量性狀中的影響比莖干物質(zhì)產(chǎn)量大；品質(zhì)形狀中，CP、Ca二者的載荷較其他性狀大，其中CP和Ca的載荷顯著高于其他性狀，說(shuō)明在品質(zhì)性狀中二者對(duì)其影響比其他性狀要大。

表5 R型因子載荷

從圖3可以看出，性狀點(diǎn)Ca、CP、Ash距離較近，形成一個(gè)性狀團(tuán)，說(shuō)明這幾個(gè)品質(zhì)性狀顯著相關(guān)，經(jīng)常一起表現(xiàn)；CF性狀點(diǎn)遠(yuǎn)離任何一個(gè)性狀點(diǎn)，說(shuō)明在該研究范圍內(nèi)中任何一個(gè)品種都不具備粗纖維含量高的特點(diǎn)，或者說(shuō)，在該試驗(yàn)范圍內(nèi)所有紅麻品種的粗纖維含量不存在顯著差異，這與前文的數(shù)據(jù)分析結(jié)果相一致。

從圖3可以看出，性狀點(diǎn)C與CP和LY性狀點(diǎn)距離很近，說(shuō)明在該試驗(yàn)范圍內(nèi)C品種粗蛋白含量和葉干物質(zhì)產(chǎn)量與其他品種存在顯著差異，這與前文分析結(jié)果相一致。

圖3 對(duì)應(yīng)分析因子平面點(diǎn)聚圖Fig.3 Flat-point polygons of correspondence analysis factors

基于7個(gè)供試紅麻品種的產(chǎn)量和品質(zhì)性狀進(jìn)行聚類分析，結(jié)果見(jiàn)圖4。從圖4可以看出，品種A和B可歸為一類，品種F、E、G可歸為一類；這兩類的相對(duì)距離較小，可以進(jìn)一步將上述5個(gè)品種歸為一類，因?yàn)樯鲜?個(gè)品種具有莖干物質(zhì)產(chǎn)量高和總干物質(zhì)產(chǎn)量高的特點(diǎn)，與品種的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)性狀相比，上述2個(gè)產(chǎn)量性狀可作為A、B、E、F、G 5個(gè)紅麻品種的主要特征進(jìn)行描述，驗(yàn)證了前文的數(shù)據(jù)分析；D品種單獨(dú)歸為一類，因其具有供試材料中最高的干物質(zhì)產(chǎn)量和粗蛋白產(chǎn)量；C品種單獨(dú)歸為一類，因?yàn)槠渚哂凶罡叩娜~產(chǎn)量，且具有粗蛋白產(chǎn)量高的特點(diǎn)。因此，聚類分析結(jié)果與前文的數(shù)據(jù)分析結(jié)果相一致。

圖4 基于品質(zhì)性狀的不同紅麻品種的聚類分析結(jié)果Fig.4 The clustering results of different kenaf varieties based on the quality traits

3 結(jié)論與討論

該研究對(duì)7個(gè)不同紅麻品種在3個(gè)不同收獲時(shí)期的干物質(zhì)含量、莖稈及葉營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行了比較，結(jié)果表明D(SZHP35)品種的干物質(zhì)和粗蛋白產(chǎn)量最高；該品種葉干物質(zhì)產(chǎn)量占比和粗蛋白含量顯著高于其他品種(P<0.05)。7個(gè)品種紅麻全生長(zhǎng)季干物質(zhì)產(chǎn)量均超過(guò)15 000 kg/hm2，與國(guó)外研究中收獲量(10 000 kg/hm2)相比提高了50%[8]，這說(shuō)明供試紅麻品種在總產(chǎn)量方面有較大優(yōu)勢(shì)。與其他飼用作物相比，紅麻整個(gè)生長(zhǎng)季的干物質(zhì)產(chǎn)量比飼用玉米(8 000～12 000 kg/hm2)和紫花苜蓿(12 000～14 000 kg/hm2)干物質(zhì)產(chǎn)量要高[9-10]，但略低于高丹草(10 000～27 000 kg/hm2)和黑麥草(18 000～22 000 kg/hm2)[11-12]。這表明紅麻作為飼草，在干物質(zhì)產(chǎn)量方面具有一定的優(yōu)勢(shì)。

飼草作物中，作為衡量營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的指標(biāo)之一，葉產(chǎn)量在總產(chǎn)量中的占比越高，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值越高[13]。供試的7個(gè)紅麻品種中，C品種的葉干物質(zhì)產(chǎn)量超過(guò)了7 500 kg/hm2，占總干物質(zhì)產(chǎn)量的45.09%；與紫花苜蓿(50%)相比，還有一定的差距[14]。究其原因，可能是因?yàn)殚L(zhǎng)期以來(lái)紅麻育種僅關(guān)注纖維含量及質(zhì)量。因此，已有紅麻品種葉干物質(zhì)含量高的品種非常少。另一方面，飼用作物葉產(chǎn)量的測(cè)算方法包括葉干物質(zhì)產(chǎn)量直接測(cè)算法以及葉莖比計(jì)算法[15]。該試驗(yàn)采用留茬刈割收獲的方法，計(jì)算葉莖比不能在最大程度上反映出葉干物質(zhì)產(chǎn)量，因此采用葉干物質(zhì)產(chǎn)量直接測(cè)算法。該試驗(yàn)結(jié)果表明，在紅麻飼用材料育種過(guò)程中應(yīng)針對(duì)性地選擇葉莖比高的材料。

鄭凱等[16]報(bào)道評(píng)價(jià)牧草飼用營(yíng)養(yǎng)價(jià)值最主要的2個(gè)指標(biāo)是粗蛋白和粗纖維的含量。當(dāng)粗蛋白含量大于20%時(shí)，可認(rèn)為是蛋白性飼草；當(dāng)粗纖維含量高于18%時(shí)，可定性為纖維性飼草。該研究中7個(gè)品種紅麻全稈粗蛋白含量低于20%，粗纖維含高于18%，可將7個(gè)供試紅麻品種定性為纖維性飼草。供試紅麻品種粗蛋白產(chǎn)量很高，供試品種粗蛋白產(chǎn)量為1 844.84～2 398.30 kg/hm2，與雜交象草的粗蛋白年產(chǎn)量(2 000 kg/hm2)相當(dāng)，是黑麥草的粗蛋白年產(chǎn)量(1 220 kg/hm2)的2倍，說(shuō)明紅麻具有良好的飼用開(kāi)發(fā)前景。

7個(gè)供試紅麻品種的干物質(zhì)產(chǎn)量為16 071.35～19 528.52 kg/hm2，粗蛋白含量為10.15%～18.43%，粗纖維含量為18.42%～42.42%；7個(gè)品種中，D品種的干物質(zhì)產(chǎn)量最高，粗蛋白產(chǎn)量同樣最高；C品種的葉干物質(zhì)產(chǎn)量比例最大，占比為45.09%，并且粗蛋白含量顯著高于其他品種(P<0.05)；對(duì)應(yīng)分析結(jié)果表明，D品種與產(chǎn)量性狀緊密關(guān)聯(lián)，C品種與葉干物質(zhì)產(chǎn)量和粗蛋白含量緊密相關(guān)。C品種具有高粗蛋白含量和低粗纖維含量的特點(diǎn)，且具有最高的葉干物質(zhì)產(chǎn)量，因此在7個(gè)供試品種中最有潛力被培育成紅麻飼用品種。D品種則因?yàn)?次收獲所得到的生物產(chǎn)量最高，從而獲得了最高的粗蛋白產(chǎn)量，所以D品種可作為優(yōu)質(zhì)的植物蛋白來(lái)源。因此，與其他5個(gè)紅麻品種相比，C(K66)和D(K68)品種均為較好的飼用紅麻品種。

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