不同紅麻品種產量和營養價值比較

唐慧娟，白 杰，陳安國，李建軍，黃思齊，李德芳

(中國農業科學院麻類研究所，湖南長沙 410205)

紅麻(HibiscuscannzzbinusL．)是錦葵科(Malvaceae)木槿屬(Hibiscus)一年生韌皮纖維作物，是我國傳統的纖維作物之一[1]。然而，隨著化纖和集裝箱的發展，紅麻纖維的利用受到了制約。隨著經濟發展和物質生活水平的提高，國內畜牧養殖業發展迅速，飼料產業前景看好，因此尋找優質價廉、產銷適宜的蛋白飼料成為亟待解決的問題。我國南方地區由于氣候濕熱，缺乏像苜蓿一樣優質高產的植物性蛋白飼料來源[2]。研究表明，紅麻葉粗蛋白含量高達22%，礦物質和維生素含量豐富，且具有高產、適應性廣、抗病蟲性強等特點，具有良好的飼用潛力，因此加強飼用紅麻品種的研發有助于推動紅麻飼料產業的發展[3-5]。目前，國內關于紅麻飼用營養價值的研究較少。

以前紅麻育種研究主要關注全桿和纖維產量，而飼料作物關注的主要指標是粗蛋白含量、粗脂肪和灰分等礦物質含量。因此，飼用紅麻的育種應當選育干物質和蛋白含量高的品種[6]。我國紅麻資源十分豐富，中國農業科學院麻類研究所保存了127份紅麻種質資源，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，開發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高蛋白的紅麻品種，加快紅麻高產、高蛋白品種的選育將會極大地推動飼用紅麻的發展。筆者對7個紅麻品種的產量及粗蛋白、粗纖維和粗脂肪等營養成分進行了比較，篩選出潛在的飼用紅麻品種，旨在為紅麻飼用價值的開發利用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1試驗材料試驗在中國農業科學院麻類研究所長沙望城白箬鋪創新實驗基地進行。選用國內種植量較大或具有代表性的261N5-18A、 H1301、 K66、 K68、H1302、YA1A、CK 7 個不同類型紅麻品種進行研究，并分別標記為A、B、C、D、E、F、G。供試品種均由中國農業科學院麻類研究所一年生麻類遺傳改良課題組提供。

1.2試驗設計試驗田按照高產田水平進行管理。選取水肥均勻、條件一致的田塊作為試驗區域。每個處理小區面積66.7 m2，3 次重復，隨機排列。2016年5 月10日，分別按照其適宜種植密度進行播種。播種前對試驗田進行深耕松土，施用復合肥(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進行1次刈割，共刈割3次。

1.3測定項目與方法

1.3.1干物質產量測定。每個小區隨機選取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，然后計算各部分干物質產量，重復3次。

1.3.2不同品種紅麻常規營養品質測定。不同紅麻品種粗蛋白含量的測定參考 GB/T 6432—1994，紅麻粉消解后，使用凱氏定氮儀測定。粗脂肪含量的測定參考 GB/T 6443—2006；粗纖維含量的測定參考 GB/T6434—2006；粗灰分含量的測定參考GB 5009.4—2010 食品安全國家標準中關于食品中灰分含量的測定；總磷含量的測定參考 GB/T 6437—2002。鈣含量的測定參考 GB/T6436—2002。

1.4數據統計與分析干物質產量采用 Duncan’s 法多重比較指標間的差異，顯著水平 5%。產量和營養品質性狀的對應分析和聚類分析使用 SAS 9.2 統計軟件進行分析。

2 結果與分析

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

表1 7個品種紅麻干物質產量比較

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)

葉干物質產量對于提升紅麻的營養價值至關重要[7]。從圖1可以看出，供試的7個紅麻品種中，C品種在整個生長期的葉干物質產量(7 588.28 kg/hm2)及葉干物質產量占總干物質產量的比例(45.09%)最高，顯著高于其他品種。這說明C品種單位產量的營養價值高于其他材料。

干物質產量高能夠為飼料提供更多的能量，而葉干物質產量則能夠直接反映出品種的營養價值潛力，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、莖干物質產量占比Fig.1 Yield proportion of leaves and stems of seven kenaf varieties

2.2不同紅麻品種全桿常規營養成分比較由表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。這可能是因為第3次刈割時氣溫較低，有利于粗蛋白、粗脂肪、粗灰分、磷等營養成分的積累。

通過對不同紅麻品種全桿粗蛋白、粗纖維、粗脂肪、粗灰分、鈣和磷的含量進行比較，結果發現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，表明C品種的粗蛋白含量在7 個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次刈割時不同品種間存在顯著差異。

由表2可知，7個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營養成分比較由表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。

通過對不同品種紅麻葉粗蛋白、粗纖維、粗脂肪、粗灰分、鈣和磷的含量進行比較，結果發現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品種相比沒有顯著差異(P<0.05)，與其他4個品種差異顯著(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個紅麻品種全桿常規營養成分比較

注：同一刈割次數不同品種間標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營養成分的比較

注：同一刈割次數不同品種間標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個紅麻品種的粗蛋白產量為1 844.84～2 398.30 kg/hm2，其中品種D的粗蛋白產量(2 398.30 kg/hm2)最高，品種C的粗蛋白產量(2 374.61 kg/hm2)次之，品種C和D的粗蛋白產量顯著高于其他5個品種(P<0.05)，品種B的粗蛋白產量最低(1 844.84 kg/hm2)；第2茬收獲的粗蛋白產量均高于第1茬和第3茬。

圖2 7個紅麻品種粗蛋白產量的比較Fig.2 The crude protein yield comparison of seven kenaf varieties

2.4不同品種紅麻的產量和營養成分的對應分析由表4可知，前2個特征值得到的公因子貢獻率為99.81%，即第一維度能夠解釋總信息的99.29%，因此讀圖時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中產量性狀LY載荷明顯大于SY載荷，因此認為葉干物質產量在產量性狀中的影響比莖干物質產量大；品質形狀中，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，說明在品質性狀中二者對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Ca、CP、Ash距離較近，形成一個性狀團，說明這幾個品質性狀顯著相關，經常一起表現；CF性狀點遠離任何一個性狀點，說明在該研究范圍內中任何一個品種都不具備粗纖維含量高的特點，或者說，在該試驗范圍內所有紅麻品種的粗纖維含量不存在顯著差異，這與前文的數據分析結果相一致。

從圖3可以看出，性狀點C與CP和LY性狀點距離很近，說明在該試驗范圍內C品種粗蛋白含量和葉干物質產量與其他品種存在顯著差異，這與前文分析結果相一致。

圖3 對應分析因子平面點聚圖Fig.3 Flat-point polygons of correspondence analysis factors

基于7個供試紅麻品種的產量和品質性狀進行聚類分析，結果見圖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；這兩類的相對距離較小，可以進一步將上述5個品種歸為一類，因為上述5個品種具有莖干物質產量高和總干物質產量高的特點，與品種的營養品質性狀相比，上述2個產量性狀可作為A、B、E、F、G 5個紅麻品種的主要特征進行描述，驗證了前文的數據分析；D品種單獨歸為一類，因其具有供試材料中最高的干物質產量和粗蛋白產量；C品種單獨歸為一類，因為其具有最高的葉產量，且具有粗蛋白產量高的特點。因此，聚類分析結果與前文的數據分析結果相一致。

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

3 結論與討論

該研究對7個不同紅麻品種在3個不同收獲時期的干物質含量、莖稈及葉營養成分進行了比較，結果表明D(SZHP35)品種的干物質和粗蛋白產量最高；該品種葉干物質產量占比和粗蛋白含量顯著高于其他品種(P<0.05)。7個品種紅麻全生長季干物質產量均超過15 000 kg/hm2，與國外研究中收獲量(10 000 kg/hm2)相比提高了50%[8]，這說明供試紅麻品種在總產量方面有較大優勢。與其他飼用作物相比，紅麻整個生長季的干物質產量比飼用玉米(8 000～12 000 kg/hm2)和紫花苜蓿(12 000～14 000 kg/hm2)干物質產量要高[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，在干物質產量方面具有一定的優勢。

飼草作物中，作為衡量營養價值的指標之一，葉產量在總產量中的占比越高，營養價值越高[13]。供試的7個紅麻品種中，C品種的葉干物質產量超過了7 500 kg/hm2，占總干物質產量的45.09%；與紫花苜蓿(50%)相比，還有一定的差距[14]。究其原因，可能是因為長期以來紅麻育種僅關注纖維含量及質量。因此，已有紅麻品種葉干物質含量高的品種非常少。另一方面，飼用作物葉產量的測算方法包括葉干物質產量直接測算法以及葉莖比計算法[15]。該試驗采用留茬刈割收獲的方法，計算葉莖比不能在最大程度上反映出葉干物質產量，因此采用葉干物質產量直接測算法。該試驗結果表明，在紅麻飼用材料育種過程中應針對性地選擇葉莖比高的材料。

鄭凱等[16]報道評價牧草飼用營養價值最主要的2個指標是粗蛋白和粗纖維的含量。當粗蛋白含量大于20%時，可認為是蛋白性飼草；當粗纖維含量高于18%時，可定性為纖維性飼草。該研究中7個品種紅麻全稈粗蛋白含量低于20%，粗纖維含高于18%，可將7個供試紅麻品種定性為纖維性飼草。供試紅麻品種粗蛋白產量很高，供試品種粗蛋白產量為1 844.84～2 398.30 kg/hm2，與雜交象草的粗蛋白年產量(2 000 kg/hm2)相當，是黑麥草的粗蛋白年產量(1 220 kg/hm2)的2倍，說明紅麻具有良好的飼用開發前景。

7個供試紅麻品種的干物質產量為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個品種中，D品種的干物質產量最高，粗蛋白產量同樣最高；C品種的葉干物質產量比例最大，占比為45.09%，并且粗蛋白含量顯著高于其他品種(P<0.05)；對應分析結果表明，D品種與產量性狀緊密關聯，C品種與葉干物質產量和粗蛋白含量緊密相關。C品種具有高粗蛋白含量和低粗纖維含量的特點，且具有最高的葉干物質產量，因此在7個供試品種中最有潛力被培育成紅麻飼用品種。D品種則因為3次收獲所得到的生物產量最高，從而獲得了最高的粗蛋白產量，所以D品種可作為優質的植物蛋白來源。因此，與其他5個紅麻品種相比，C(K66)和D(K68)品種均為較好的飼用紅麻品種。

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