趙曉登　李玉帥　陳騰達(dá)　高方超　蔣佳琦　周巖

摘 要：紫花苜蓿產(chǎn)草量高、營(yíng)養(yǎng)豐富、蛋白含量高、適口性好、適應(yīng)性強(qiáng)，是一種世界范圍內(nèi)種植的優(yōu)質(zhì)飼草，具有極高的應(yīng)用價(jià)值和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，被譽(yù)為“牧草之王”，近年來(lái)在動(dòng)物飼養(yǎng)與生態(tài)改善領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。該文綜述了近年來(lái)紫花苜蓿在動(dòng)物飼養(yǎng)與生態(tài)改善領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展，對(duì)其存在的問(wèn)題進(jìn)行了討論，對(duì)其發(fā)展前景進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：紫花苜蓿;動(dòng)物飼養(yǎng);生態(tài)治理

中圖分類號(hào) S542.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2020）08-0037-04

紫花苜蓿（Medicago sativa）是一種重要的多年生豆科草本植物，具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和良好的適口性，是全球種植面積最大的多年生作物之一，也是世界上分布最廣、栽培歷史最悠久的飼草之一。目前，我國(guó)紫花苜蓿的種植地主要分布在西北、華北、東北以及江淮流域，種植面積達(dá)到3.77×106hm2，在畜牧業(yè)生產(chǎn)中具有重要的地位[1-3]。紫花苜蓿根系發(fā)達(dá)，對(duì)土壤要求不高，對(duì)重金屬有富集作用，具有維持氮平衡、水土保持、增強(qiáng)土壤肥力、改良鹽堿地等生態(tài)修復(fù)功能[4-5]。

作為一種優(yōu)質(zhì)牧草，紫花苜蓿的平均產(chǎn)量達(dá)到10.0～22.2t/hm2，且蛋白質(zhì)含量豐富，在現(xiàn)蕾末期至開(kāi)花期干草蛋白質(zhì)含量達(dá)19%以上，部分優(yōu)質(zhì)品種達(dá)22%。近年來(lái)，隨著畜牧業(yè)的迅速發(fā)展，我國(guó)紫花苜蓿產(chǎn)業(yè)的發(fā)展勢(shì)頭迅猛，對(duì)紫花苜蓿的研究應(yīng)用愈加廣泛，對(duì)于紫花苜蓿的開(kāi)發(fā)也不再僅僅局限于草捆、草粉、草顆粒等，其次級(jí)代謝物越來(lái)越引起研究者的重視，如苜蓿皂苷、苜蓿黃酮、苜蓿多糖以及多種未知生長(zhǎng)因子[6-8]。同時(shí)，國(guó)家也出臺(tái)了一系列相關(guān)的扶持政策，紫花苜蓿的種植面積逐年擴(kuò)大，逐漸成為了畜牧業(yè)發(fā)展中的一大支柱產(chǎn)業(yè)，成為了農(nóng)牧業(yè)經(jīng)濟(jì)新的增長(zhǎng)點(diǎn)，并朝著現(xiàn)代化的方向發(fā)展[9]。為此，本文對(duì)紫花苜蓿在動(dòng)物飼養(yǎng)和生態(tài)治理改善領(lǐng)域的相關(guān)研究及應(yīng)用進(jìn)行了綜述，并對(duì)當(dāng)前存在一些問(wèn)題進(jìn)行討論，對(duì)其發(fā)展前景進(jìn)行展望，以期為今后紫花苜蓿的行業(yè)發(fā)展提供參考。

1 動(dòng)物飼養(yǎng)

1.1 營(yíng)養(yǎng)價(jià)值 紫花苜蓿莖葉中含有豐富的蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)、多種維生素及胡蘿卜素，特別是葉片中含量更高，還有類黃酮素、酚型酸等植物特有的營(yíng)養(yǎng)素[10]。營(yíng)養(yǎng)成分、消化率、促生長(zhǎng)因子和抗?fàn)I養(yǎng)因子等性狀是衡量飼草品質(zhì)的重要指標(biāo)[11]。優(yōu)質(zhì)牧草的粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、無(wú)氮浸出物灰分等營(yíng)養(yǎng)成分以及苜蓿皂苷、黃酮、多糖等促生長(zhǎng)因子含量相對(duì)較高，而單寧等抗?fàn)I養(yǎng)因子的含量相對(duì)較低[12-16]。作為適合各種畜禽的優(yōu)質(zhì)飼草，紫花苜蓿富含蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、礦物質(zhì)、維生素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，含量豐富，營(yíng)養(yǎng)全面。經(jīng)研究表明：每100克紫花苜蓿的嫩莖、葉中含水82g、蛋白質(zhì)5.0g、脂肪0.4g、碳水化合物8g、粗纖維2.4g、灰分2.3g、熱量234.30kJ、鈣332mg、磷115mg、鐵8.0mg、胡蘿卜素3.28mg[17]。紫花苜蓿干草中的粗蛋白含量為12.3%～26.1%，一般在18.5%左右，接近蛋白質(zhì)飼料要求，比禾本科牧草的可消化蛋白質(zhì)高2.5倍，遠(yuǎn)高于其他飼料作物，且降解率高[18]。張子儀[19]等研究表明：紫花苜蓿中含有20種以上的氨基酸，包括動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育所需的全部必需氨基酸，其中賴氨酸含量1.06%，蛋氨酸含量0.32%，氨基酸組成比例均衡，與聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織推薦的成人氨基酸模式基本符合，可在一定程度上解決人、畜蛋白質(zhì)資源緊缺的難題[20]。樊文娜[2]等研究表明，紫花苜蓿富含多種維生素、胡蘿卜素、葉酸、維生素K、維生素E等，是僅含B族維生素B12的植物性飼草，且胡蘿卜素、葉酸和生物素平均含量分別為94.6、4.36、0.54mg/kg，是生物素利用率最高的原料之一，而單寧含量不足1%，適口性好。紫花苜蓿中含異黃酮類物質(zhì)及多種促生長(zhǎng)因子，包括苜蓿皂苷、黃酮、多糖等，其中苜蓿皂苷含量達(dá)到3%，位居各類飼草之首[22-23]。綜上，紫花苜蓿的營(yíng)養(yǎng)成分和促生長(zhǎng)因子含量豐富，遠(yuǎn)超其他飼草，且消化率高，易于被動(dòng)物吸收，同時(shí)單寧含量較低，適口性好，是一種營(yíng)養(yǎng)價(jià)值極高的優(yōu)質(zhì)飼草。

1.2 飼養(yǎng)效果 紫花苜蓿適口性好，脂肪、蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量高，且地上生物量巨大，作為優(yōu)質(zhì)飼草，近年來(lái)其在動(dòng)物飼養(yǎng)領(lǐng)域的研究應(yīng)用愈加廣泛[24-25]。李俊[26]等通過(guò)在羊開(kāi)食料中添加不同水平的紫花苜蓿干草，研究不同水平紫花苜蓿添加量對(duì)斷奶前羔羊生長(zhǎng)性能和瘤胃發(fā)育的影響。結(jié)果表明：在羔羊開(kāi)食料中添加紫花苜?？梢燥@著提高開(kāi)食料的系水力并降低容重;降低羔羊的日均干物質(zhì)采食量而對(duì)體重、平均日增重和料肉比無(wú)顯著影響;降低羔羊血液β-羥丁酸濃度，但對(duì)血液葡萄糖和非酯化脂肪酸濃度無(wú)不利影響;提高羔羊瘤胃壁角質(zhì)化程度，增加瘤胃壁肌層厚度，對(duì)其他瘤胃形態(tài)指標(biāo)無(wú)不利影響。劉旭蕾[27]等在研究不同紫花苜蓿添加比例對(duì)斷奶絨山羊公羔生長(zhǎng)性能影響試驗(yàn)中，設(shè)置4組日糧組合對(duì)斷奶絨山羊幼公羊進(jìn)行飼喂，發(fā)現(xiàn)日糧中添加25%以上紫花苜?？擅黠@提高絨山羊的日增重。王志龍[28]等通過(guò)向大三元雜交豬的日糧中添加不同比例的紫花苜蓿來(lái)探討豆科飼草苜蓿對(duì)育肥豬生產(chǎn)性能的影響，結(jié)果表明：添加10%的紫花苜蓿日糧能夠顯著提高育肥豬的末重和日增重，有效降低育肥豬的料肉比，明顯增加毛利潤(rùn)，達(dá)到333.99元，說(shuō)明日糧中添加豆科飼草紫花苜?？梢燥@著提高育肥豬的生產(chǎn)性能和經(jīng)濟(jì)效益。楊士林等[29]研究表明，紫花苜蓿作為青綠飼料可以顯著增加肉牛的采食量，提高日增重，加快育肥速度。紫花苜蓿中富含苜蓿多糖，可以有效地改善畜禽的免疫機(jī)能，飼喂后可以促進(jìn)畜禽免疫器官的發(fā)育，促進(jìn)淋巴細(xì)胞的增殖分化，進(jìn)而增強(qiáng)淋巴B、T細(xì)胞對(duì)病原體的殺傷作用[30]。

綜上，紫花苜蓿營(yíng)養(yǎng)豐富，采用紫花苜蓿喂養(yǎng)畜禽后，無(wú)論是生產(chǎn)性能還是經(jīng)濟(jì)效益都有著巨大的優(yōu)勢(shì)。因此，大力推廣紫花苜蓿種植，進(jìn)一步擴(kuò)大紫花苜蓿在畜牧業(yè)的研究應(yīng)用，是提高經(jīng)濟(jì)效益，降低飼料成本的有效途徑。

2 生態(tài)改善

2.1 修復(fù)重金屬土壤 土壤是人類生存與發(fā)展不可或缺的資源，是人類生存環(huán)境的重要組成部分。隨著我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，大量重金屬隨著工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)施肥、不合理灌溉和礦石開(kāi)采等工程技術(shù)進(jìn)入到土壤，重金屬進(jìn)入土壤的速度逐漸超過(guò)了土壤的自凈能力和容量，引起土壤受到了不同程度的污染。由于重金屬具有生物毒性強(qiáng)，不可降解性，易遷移性，隱蔽性等特點(diǎn)，且能通過(guò)食物鏈以及人類的生命活動(dòng)威脅到人類的健康與安全，因此對(duì)重金屬污染土壤進(jìn)行修復(fù)日益成為國(guó)際和國(guó)內(nèi)關(guān)注的熱點(diǎn)[31-32]。植物修復(fù)技術(shù)（Phytoremediation）是近年來(lái)興起的一種高效低耗、不易造成二次污染，同時(shí)具有美化景觀作用的綠色生態(tài)技術(shù)。該技術(shù)是利用綠色植物及其根系與土壤中的微生物體系來(lái)降解環(huán)境中一些不易自然降解而造成永久性污染的物質(zhì)[33]，在清除土壤重金屬污染方面具有廣泛的應(yīng)用前景[34]。練建軍[35]等采用溫室盆栽的試驗(yàn)方法來(lái)驗(yàn)證根瘤菌與紫花苜蓿組合修復(fù)系統(tǒng)對(duì)重金屬鉬的富集能力，結(jié)果表明：根瘤菌與紫花苜蓿組合修復(fù)系統(tǒng)不僅能有效降低土壤重金屬鉬含量，而且還可以促進(jìn)土壤微生物生態(tài)功能的多樣性，在重金屬鉬污染土壤修復(fù)工程中具有一定的應(yīng)用潛力。湛天麗[36]在貴州銅仁汞礦區(qū)萬(wàn)山區(qū)大水溪尾礦庫(kù)附近進(jìn)行了紫花苜蓿對(duì)重金屬污染土壤的修復(fù)試驗(yàn)，結(jié)果表明：根瘤菌與紫花苜蓿組合修復(fù)系統(tǒng)對(duì)重金屬汞和鎘有著良好的修復(fù)效果，修復(fù)效率分別達(dá)33.69%、9.30%。游偉民[37]通過(guò)開(kāi)展紫花苜蓿對(duì)土壤中鉛的吸收特性研究，結(jié)果表明，在紫花苜蓿的根系耐性指數(shù)（3000mg/kg）以內(nèi)，鉛離子濃度越高，紫花苜蓿地上部對(duì)鉛的遷移總量越大，兩者呈顯著的線性關(guān)系，即紫花苜蓿對(duì)土壤中的鉛有著良好的富集作用。李致穎[38]等通過(guò)開(kāi)展富集重金屬銅的牧草植物選擇試驗(yàn)，結(jié)果表明，不同銅濃度水平下紫花苜蓿的發(fā)芽情況表現(xiàn)為“低促高抑”;紫花苜蓿的苗高和地徑分別在25%和20%～50%的銅濃度下顯著升高;各銅濃度對(duì)根長(zhǎng)和生物量無(wú)顯著影響且被紫花苜蓿的吸附量較大，進(jìn)一步結(jié)合紫花苜蓿生物量大、生長(zhǎng)迅速等特點(diǎn)，最終得出利用紫花苜蓿修復(fù)重金屬土壤污染具有良好應(yīng)用前景的結(jié)論。

2.2 改良鹽堿地 鹽堿土是我國(guó)最主要的中低產(chǎn)土壤類型之一，主要分布在西北、華北、東北及沿海地區(qū)，總面積約為3.6×107hm2，占全國(guó)可利用土地面積的4.88%，占世界鹽堿地總面積的1/10[39-40]。十幾年來(lái)，我國(guó)生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重惡化，農(nóng)田次生鹽堿化土地面積已達(dá)667萬(wàn)hm2，與此同時(shí)，還有大面積的潛在鹽堿化土地，鹽堿化土地治理迫在眉睫[41]。目前，鹽堿地的治理有生物治理、物理治理等一系列較為成熟的綜合措施，其中，引進(jìn)種植耐鹽堿植物的生物治理是兼顧生態(tài)和生產(chǎn)的有效治理模式之一。王彥龍[42]等自2016年起在青海省柴達(dá)木盆地（N36°39′，E99°18′）進(jìn)行了人工種植紫花苜蓿對(duì)鹽堿地土壤的修復(fù)研究，結(jié)果表明：種植苜蓿對(duì)鹽堿土壤的pH值具有明顯的降低作用;苜蓿的生長(zhǎng)也增加了地表的植被覆蓋度，從而減少了地表水分蒸發(fā)，部分鹽分被苜蓿吸收帶出土壤，使土壤耕作層含鹽量降低;0～30cm耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量和土壤溫度均有增加趨勢(shì)，對(duì)鹽堿地的改良效果明顯。另有研究發(fā)現(xiàn)，黃河三角洲濱海鹽堿地的白蠟+檉柳+紫花苜蓿的植被模式可以增加地表覆蓋度（82%～95%）和林分郁閉度（65%～75%），同時(shí)植物蒸騰也代替了部分土壤蒸發(fā)，土壤蒸發(fā)量降低，從而減弱了土壤的積鹽速度，抑制了土壤鹽分的表聚性，對(duì)土壤的降鹽抑堿效果良好[43-46]。侯賀賀[47]等在黃河三角洲濱州市陽(yáng)信縣鹽堿地試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行了為期3年的黃河三角洲鹽堿地生物措施改良效果的研究，結(jié)果表明：種植紫花苜蓿后耕作層土壤容重開(kāi)始降低，土壤入滲率提高，土壤結(jié)構(gòu)得到改善;同時(shí)促進(jìn)鹽分向下淋溶，抑制土壤鹽分向地表積累，植物吸收帶走部分鹽分，使土壤耕層逐漸脫鹽，對(duì)土壤理化性質(zhì)具有良好的改善作用。安振等于2017年在山東省濱州市無(wú)棣縣黃河島（N37°55′19″，E108°36′52″）開(kāi)展了小麥玉米與紫花苜蓿間作模式對(duì)鹽堿地土壤含鹽量及周年產(chǎn)量研究，結(jié)果表明，小麥玉米間作紫花苜?？梢越档?～40cm土層含鹽量，提高小麥和玉米的穗粒數(shù)、粒重以及凈面積單產(chǎn)，紫花苜蓿周年干物質(zhì)產(chǎn)量也有所增加，是兼顧經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益的高效栽培種植模式[48]。

2.3 防風(fēng)阻沙 沙障是一種高效的防風(fēng)固沙措施，目前多采用機(jī)械沙障與生物措施相結(jié)合的方法，不僅可以防風(fēng)固沙，還是生態(tài)治理、生態(tài)修復(fù)的重要組成部分[49-50]。此外，沙障還具有調(diào)節(jié)氣候、改良土壤的作用[51]。哈斯[52]等在渾善達(dá)克沙地中部的正藍(lán)旗寶紹岱蘇木白音寶利格灌區(qū)開(kāi)展了紫花苜蓿防風(fēng)固沙研究試驗(yàn)，采取紫花苜蓿與大黃菜籽間播的方式建植人工草地，結(jié)果表明，建成的人工草地具有防風(fēng)固沙的沙障作用：當(dāng)遇到風(fēng)速11m/s的強(qiáng)風(fēng)沙流時(shí)，大約有85%的流沙能夠被阻擋在沙障之外，同時(shí)對(duì)于風(fēng)速也有一定的減弱作用;在人工草地的自然演替過(guò)程中，生物生長(zhǎng)量、植被覆蓋率、生物生產(chǎn)量不斷提高，不但增強(qiáng)了人工草地的防風(fēng)固沙屏障作用，還增強(qiáng)了牧草品質(zhì)，提高了產(chǎn)草量。敬永方[53]等在土地沙化嚴(yán)重的甘肅環(huán)縣北部地區(qū)開(kāi)展了紫花苜蓿草地固沙效果觀察研究，結(jié)果表明：人工紫花苜蓿草地建植當(dāng)年，植被覆蓋率51.7%，其中野生牧草覆蓋率27.3%;建植紫花苜蓿人工草地第2年，植被覆蓋率達(dá)到94.5%，其中紫花苜蓿覆蓋率71.3%，出現(xiàn)了大量的長(zhǎng)茅草、茵陳蒿、賴草等野生牧草，地表風(fēng)蝕情況減少，固沙能力提高到382.7m2/hm2，風(fēng)蝕土壤量下降到27.2m3/hm2;建植紫花苜蓿人工草地第4年，植被覆蓋率接近100%，土地沙化和風(fēng)蝕情況基本消失。

2.4 增強(qiáng)土壤肥力 魏曉斌[54]等研究了紫花苜蓿對(duì)松嫩平原西部土地肥力年際變化和垂直分布的影響，結(jié)果表明：種植當(dāng)年，土壤pH值和水溶性鹽含量降低;種植第2年后，土壤有機(jī)質(zhì)、全磷、全氮和水解性氮含量均有所提高，表層速效鉀的含量最高，對(duì)土壤肥力的增強(qiáng)作用明顯。紫花苜蓿對(duì)土壤肥力的增強(qiáng)作用隨著其生長(zhǎng)年限會(huì)的延長(zhǎng)產(chǎn)生一定變化，羅志湞[55]等研究表明，隨著紫花苜蓿生長(zhǎng)年限的增加，紫花苜蓿茬灌漠土、潮土耕層和耕種風(fēng)沙土的有機(jī)質(zhì)、全磷、全鉀、速效磷以及速效鉀的含量均有上升趨勢(shì)。此外，退耕還林還草與高效種植制度相結(jié)合是防止土地退化、進(jìn)行土壤恢復(fù)和改良的有效方法，紫花苜蓿和禾本科植物間作是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效益與生態(tài)保護(hù)共贏的有效途徑。趙雅姣[56]等通過(guò)研究西北半干旱區(qū)紫花苜蓿和小黑麥間作對(duì)根際土壤養(yǎng)分和細(xì)菌群落的影響，結(jié)果表明，紫花苜蓿和小黑麥間作可以降低根際土壤pH值，改善根際土壤營(yíng)養(yǎng)狀況以及根際微生物環(huán)境，明顯增強(qiáng)土壤肥力。

3 問(wèn)題與展望

紫花苜蓿是一種兼顧生態(tài)功能、產(chǎn)草量高、抗逆性強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣的優(yōu)質(zhì)牧草，近些年來(lái)應(yīng)用于動(dòng)物飼養(yǎng)和生態(tài)改善等領(lǐng)域，取得了顯著的成果[57-59]。已有的大量研究證明，無(wú)論是營(yíng)養(yǎng)成分還是產(chǎn)量產(chǎn)能，紫花苜蓿都具備優(yōu)質(zhì)牧草的標(biāo)準(zhǔn)，并且已開(kāi)始大規(guī)模應(yīng)用于飼養(yǎng)行業(yè)。在一些重金屬污染和風(fēng)沙地區(qū)的種植也顯示出了良好的生態(tài)修復(fù)作用，特別是紫花苜蓿在植物修復(fù)技術(shù)上的應(yīng)用已成為了一種新的生態(tài)治理模式，具有廣闊的發(fā)展前景[60-62]。但仍存在著如下不足之處：

（1）多數(shù)品種抗性欠缺，抵御生物（蟲、病等）和非生物（鹽堿、干旱等）脅迫的能力較弱，在一些高海拔和南方高溫地區(qū)的生長(zhǎng)狀況不佳，對(duì)紫花苜蓿的正常生長(zhǎng)、產(chǎn)量和品質(zhì)造成了一定的影響。

（2）高產(chǎn)栽培技術(shù)的研究仍處于初始階段，對(duì)其需水量以及鹽堿地的耐受度等基礎(chǔ)研究仍顯不足，大多數(shù)地區(qū)的栽培種植沒(méi)有統(tǒng)一的高產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益良莠不齊，這是導(dǎo)致推廣難的重要因素之一。

（3）種植分散，規(guī)模化程度不夠。目前，紫花苜蓿種植在我國(guó)普遍存在，種植目的卻以貼補(bǔ)飼用和改良土地為主，在總體種植面積逐年增加的情況下，高品質(zhì)規(guī)?；N植面積卻呈減少趨勢(shì)。

總而言之，今后應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)紫花苜蓿的品種改良，可利用植物基因工程等現(xiàn)代育種技術(shù)解決紫花苜蓿的耐旱性、品質(zhì)及產(chǎn)量改良等問(wèn)題，建立品種優(yōu)勢(shì);加強(qiáng)對(duì)其基礎(chǔ)研究，進(jìn)一步明確紫花苜蓿的生理機(jī)理，為紫花苜蓿的生物資源利用提供理論基礎(chǔ);在不同氣候區(qū)域建立紫花苜蓿的高產(chǎn)栽培標(biāo)準(zhǔn)，在保障生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)上，向標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化、國(guó)際化方向發(fā)展。

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