新疆5种藜科盐生植物的饲用价值

李梅梅,吴国华,赵振勇,涂锦娜,田长彦

(1.地理研中国科学院新疆生态与究所，中国科学院荒漠与绿洲生态国家重点实验室，新疆 乌鲁木齐 830011;2．中国科学院大学资源与环境学院，北京 100049; 3.石嘴山市种子管理站，宁夏 石嘴山 753000；4.克拉玛依区园林绿化管理局，新疆 克拉玛依 834000)

新疆5种藜科盐生植物的饲用价值

李梅梅1,2,吴国华3,赵振勇1,涂锦娜4,田长彦1

(1.地理研中国科学院新疆生态与究所，中国科学院荒漠与绿洲生态国家重点实验室，新疆 乌鲁木齐 830011;2．中国科学院大学资源与环境学院，北京 100049; 3.石嘴山市种子管理站，宁夏 石嘴山 753000；4.克拉玛依区园林绿化管理局，新疆 克拉玛依 834000)

为了研究新疆5种藜科一年生盐生饲草红叶藜(Chenopodiumrubrum)、野榆钱菠菜(Atriplexaucheri)、盐地碱蓬(Suaedasalsa)、盐角草(Salicorniaeuropaea)和高碱蓬(Suaedaaltissima)的最佳刈割时期和相对饲用价值大小，对其3个不同生育时期(营养期、初花期和结实期)的营养成分含量进行测定分析。结果表明，5种植物在初花期营养价值最高，地上部生物量能够满足载畜需求，因此适宜在初花期开发利用；5种盐生饲草在初花期与苜蓿(Medicagosativa)相比，红叶藜的相对饲用价值最高，之后依次为野榆钱菠菜、盐地碱蓬、高碱蓬和盐角草。野榆钱菠菜、红叶藜和高碱蓬甜菜碱含量丰富，在7%左右，盐角草、红叶藜和野榆钱菠菜草酸盐含量超标。总之，这5种植物均具有一定的饲用开发利用价值，但盐分含量偏高不宜长期单一饲喂反刍动物。

盐生植物；饲用价值；红叶藜；野榆钱菠菜；盐地碱蓬 ；高碱蓬；盐角草

盐生植物是生长在盐碱土壤中的一类天然植物区系，在高盐土壤环境和海水灌溉条件下，许多盐生植物不仅能够存活，且能产生可观的生物量[1]。新疆是中国最大的内陆盐土区，盐碱地及盐生植物资源都十分丰富[2]。近年来，国内外学者研究发现盐生植物不仅可以改良盐渍土[3]，而且可以作为牲畜饲料[4-7]。新疆作为我国畜牧大省，发展畜牧业需要大量牧草，但是因土壤盐渍化等问题导致草地面积逐渐缩减，草畜矛盾日益突出[8]。因此，开发利用盐生植物将其作为饲料，将带动大面积盐碱地的开发利用，这对于新疆畜牧业发展意义重大。据统计，新疆平原区覆盖度大于5%的盐生植被面积约2 500万hm2，有效利用草地面积为1 800万hm2，约占新疆平原地区有效利用草地面积的90%；其中可食用鲜草产量500～3 000 kg·hm-2[9]。中国目前对盐生植物资源饲用价值的开发利用和评价的研究比较少，且局限于西北干旱区多年生盐生植物和沿海地区少数一年生的盐生植物[10-12]，而缺乏对于广泛分布于新疆各种生境由一年生盐生草本群落组成的盐生植物草甸饲用价值的科学评价。

开发盐生植物的饲用价值，首先需要对其饲用价值进行评价，盐生饲草的饲用评价可参考普通牧草的评价方法。营养成分是评定牧草饲用价值的重要指标，牧草的营养价值取决于所含营养成分[13]。在生产中，常以粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、无氮浸出物和粗灰分含量的多少来表示牧草营养价值的高低。一般来说，牧草中粗蛋白、粗脂肪、可溶性糖和有益矿物质含量愈高，粗纤维含量愈低，则牧草的营养价值就愈高[14]。饲草的营养价值会随着生育期的推移而发生变化，生长发育早期，植株鲜嫩可口，到了生长后期，植株老化，适口性和消化率不断降低[15]。盐生植物由于其生理生态的特殊性，其饲用价值评价还需要考虑一些其它因素，如可溶性盐离子及一些特殊次生化合物对饲用产生的影响。因此，本研究选取新疆准噶尔盆地重盐渍土区人工栽培的5种藜科一年生盐生草本植物，通过对其营养成分含量进行测定，以了解其相对饲用价值大小及适宜开发利用时期，为筛选适合在盐碱地上栽培的优质高产盐生牧草提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 种植方法

供试植物为盐角草(Salicorniaeuropaea)、盐地碱蓬(Suaedasalsa)、高碱蓬(Suaedaaltissima)、野榆钱菠菜(Atriplexaucheri)和红叶藜(Chenopodiumrubrum)以苜蓿(Medicagosativa)为对照，所有试验地灌溉方式为滴灌，滴灌带布设采用“一管一行”，间距1.0 m。2015年5月2日播种，5种植物分别条播于滴灌带两侧20 cm内，形成40 cm宽的条播带，每种植物播种4个小区，小区面积5 m×5 m。地带性土壤主要由湖积母质发育而成的沼泽土和由沉积母质发育成的各类盐土，基本理化指标：0-30 cm土层盐分含量15.28～23.05 g·kg-1，全氮0.204～0.568 g·kg-1，全磷0.614～0.688 g·kg-1，全钾17.41～18.58 g·kg-1，pH 7.55。播后45 d定苗，红叶藜每平方米为140株，野榆钱菠菜为30株，盐地碱蓬为80株，盐角草为200株，高碱蓬为80株。定期浇水，灌溉水平均矿化度0.21 g·L-1，没有施肥。

1.2 样品采集与预处理

5种一年生草本盐生植物相关情况见表1。2015年7月1日-9月5日按各种供试植物的营养期、开花期、结实期3个生育阶段进行采样，苜蓿仅在初花期采样，采样面积取0.5 m×0.8 m，每个处理设3个重复，刈割离地面5 cm以上的茎叶部分，称得鲜重，放在烘箱105 ℃杀青30 min，低温60 ℃干燥，称得干重，粉碎，过0.45 mm筛，按四分法缩样供分析测定用。

1.3 分析方法

干物质的测定采用常压恒温干燥法，粗蛋白测定采用微量凯氏定氮法，粗脂肪测定采用油重法，中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)采用范式VanSoest纤维洗涤法，粗灰分测定采用高温灼烧法，无氮浸出物(NFE)根据相差计算法[16]求得，NFE=DM-(CP+EE+CF+Ash)。式中：DM为干物质；CP为粗蛋白；EE为粗脂肪；CF为粗纤维；Ash为粗灰分。

表1 供试一年生盐生牧草品种

草酸盐测定采用GB/T 9730—2007[17]，甜菜碱测定采用GB/T21515-2008[18]。钠、钾的测定采用火焰光度法，钙镁测定采用EDTA配合滴定法，磷的测定采用钼锑抗比色法。氯离子和硫酸根离子的测定采用离子色谱仪(美国戴安ICS-5000)。

1.4 数据分析

使用SAS 6.0对地上部生物量、营养成分等指标做方差分析和多重比较。

2 结果与分析

2.1 牧草不同生育期营养成分含量动态变化

2.1.1 地上部生物量和干物质量 5种植物的地上部生物量随着生长期的进程逐渐升高(表2)。营养生长期最低，5种植物平均值为0.41 kg·m-2，初花期迅速升高，平均值为0.89 kg·m-2，结实期最高，平均值为1.18 kg·m-2，从营养生长期到初花期增长较快，生物量翻倍，初花期到结实期增长量有所下降，平均只有0.29 kg·m-2，到了初花期，除红叶藜外，其它4种植物的地上部生物量已高于同时期的苜蓿干草产量(0.56 kg·m-2)。

营养生长期5种植物的干物质含量平均值为13.50%，初花期平均为16.67%，结实期平均为26.69%(表3)，5种植物的干物质含量也是随着生长期的推进逐渐升高，但从营养生长期到初花期增长较慢，平均只有约3%，从初花期到结实期增长较快，平均为10%。

2.1.2 粗蛋白、无氮浸出物和粗脂肪含量 粗蛋白、无氮浸出物和粗脂肪是牧草的易消化吸收养分，其含量越高，则饲草的营养价值越高，适口性也越好。5种植物在营养生长期粗蛋白含量平均为10.87%，初花期平均为11.86%，结实期平均为9.96%(表3)，盐角草和高碱蓬营养生长期与初花期之间无显著差异(P>0.05)，初花期与结实期之间差异显著(P<0.05)，除盐地碱蓬外，其它4种植物的粗蛋白也是初花期含量最高。无氮浸出物(NFE)营养生长期时最高，含量平均为45.62%，初花期有所降低，含量平均为41.50%，结实期含量平均为38.89%，盐地碱蓬的NFE到了生长后期因粗灰分降低反而升高，其它4种植物的NFE均随着生育期的推后逐渐降低，营养生长期与初花期间差异显著，除红叶藜、盐地碱蓬和高碱蓬外，其余植物初花期与结实期间无显著差异。5种植物营养生长期和初花期的粗脂肪含量变化不大，在0.99～1.53%，高碱蓬结实期粗脂肪含量显著升高，为3.80%。

表2 供试牧草不同生育期的地上部生物量(kg·m-2)

注：不同小写字母表示相同植物不同生育期间差异显著(P<0.05)。

Note: Different lower case letters show significant differences among different growth periods of the same plant at the 0.05 level.

2.1.3 中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和粗灰分含量 中性洗涤纤维(NDF)代表着饲草的容积，消化缓慢，其含量与家畜干物质采食量呈负相关，即NDF含量增加，家畜采食潜力降低，通常以小于40%为佳[13]。5种植物的NDF含量在营养生长期最低，平均为28.99%；初花期有所上升，平均为34.34%；结实期迅速升高，平均为44.21%(表3)。酸性洗涤纤维(ADF)与DDM呈负相关关系，如果ADF高，则消化率降低，以不高于30%为宜[13]。5种植物的ADF含量也表现为营养生长期最低，平均为12.86%，初花期平均为16.13%，结实期迅速升高到22.51%，变化趋势与NDF基本一致。5种植物在营养生长期的粗灰分(Ash)含量平均为30%，初花期含量平均为28.89%，结实期平均为21.39%，除红叶藜外，其它植物初花期与结实期之间粗灰分差异显著(P<0.05)，盐角草、盐地碱蓬、野榆钱菠菜的粗灰分含量与5种植物的平均含量变化情况相似，都是随着生育期的进程而逐渐降低。

2.1.4 草酸盐含量 牧草中草酸盐含量超过干物质含量的7%后会使反刍动物急性毒性，日粮中可溶性草酸盐的安全含量应该低于2%，达到4%时会限制反刍动物采食[20]。在本研究中，5种植物的草酸盐不同时期含量变化幅度较大，除野榆钱菠菜外，其余植物营养生长期和结实期含量较多，而初花期含量最低(表3)，5种盐生植物在营养生长期草酸盐含量平均为6.16%，初花期平均含量为3.43%，结实期平均含量为5.36%，除野榆钱菠菜外其余4种植物不同生育期的草酸盐含量与平均含量变化情况一致，且初花期低于其它两个时期。

2.2 饲用价值评价与比较

2.2.1 易消化吸收养分含量比较 对家畜来说，牧草的营养成分，特别是蛋白质和无氮浸出物的含量，是评价植物饲用价值优劣的重要标准之一。初花期，红叶藜和野榆钱菠菜的粗蛋白含量较为丰富，稍低于苜蓿CP含量(15.13%)，盐地碱蓬、高碱蓬和盐角草粗蛋白在10%左右，明显低于苜蓿。红叶藜、野榆钱菠菜与高碱蓬之间的无氮浸出物(NFE)在43%～46%，明显低于苜蓿(57.34%)，盐角草的NFE明显低于盐地碱蓬(41.18%)，盐角草和盐地碱蓬的粗灰分含量较高导致其NFE含量较低(表3)。5种植物易消化吸收养分含量(蛋白、无氮浸出物之和)依次为红叶藜>野榆钱菠菜>高碱蓬>盐地碱蓬>盐角草。

2.2.2 矿质营养及重金属含量比较 5种盐生植物与苜蓿比较发现，钠、氯、镁含量偏高，而钾和磷含量偏低，表现为矿质营养不均衡，尤其是盐角草和盐地碱蓬富含Na+和Cl-可溶性盐NaCl，占到干物质的13%～29%，镁含量也超出反刍动物最大耐受量(0.6%)[20]，而钾和磷含量最低，且低于饲用推荐量(钾，0.5%；磷，0.13%～0.25%)[20]；红叶藜和野榆钱菠菜NaCl含量较低，占干物质的10%以下，而钙、镁、磷和钾含量适宜，但野榆钱菠菜硫含量只有0.08%，低于饲用推荐含量(0.2%)；高碱蓬矿质营养饲用均衡性居中。5种盐生植物的铬、铜、砷、镉、铅和汞含量均未超出饲用安全含量(表4)。

2.2.3 次生化合物含量比较 盐生植物为了渗透调节和电荷平衡，会合成累积一些次生代谢产物，如甜菜碱和草酸盐，而这两种化合物对畜牧生产会有一定影响。甜菜碱可作为绿色饲料添加剂，甜菜碱具有显著提高畜禽生长性能、降低体脂肪沉积、增加瘦肉率、改善肉质等许多功效[21]。5种植物初花期甜菜碱含量表现为野榆钱菠菜(7.77%)>高碱蓬(7.18%)>红叶藜(6.57%)>盐角草(3.88%)>盐地碱蓬(3.28%)；5种植物初花期的草酸盐含量表现为野榆钱菠菜(4.33%)>红叶藜(4.05%)>盐角草(3.82%)>高碱蓬(2.52%)>盐地碱蓬(2.43%)(表3)。

3 讨论

牧草生长阶段是影响牧草营养价值的重要因素。幼嫩植物含水多，干物质少，蛋白质含量较高，而纤维物质含量较低，所以早期生长阶段的牧草有较高的消化率，其营养价值也较高。随着牧草的生长，结构性碳水化合物(纤维素、半纤维素、木质素) 增加，水分含量减少，粗蛋白、糖分含量也随之下降。消化率与植物的生长阶段密切相关，随着牧草成熟，消化率下降。与非盐生植物饲草类似，大多数盐生牧草在生长早期富含营养，适口性较好，而到了生长后期正好相反。大多数盐生植物在春夏季营养丰富，能够满足小型反刍动物维持所需要的营养物质，而到了秋冬季，营养价值太低，需要补充饲喂其它饲料成分，尤其是能量丰富的饲料。Sun等[12]对东北松嫩平原碱蓬的营养成分动态分析结果显示，随着植物的发育成熟，干物质含量、总能、NDF、ADF不断上升，而叶量、粗蛋白、总灰分和钠含量不断降低，这与本研究结果基本一致。

表4 供试植物初花期的矿质营养成分含量

成分Component红叶藜Chenopodiumrubrum野榆钱菠菜Atriplexaucheri盐地碱蓬Suaedasalsa盐角草Salicorniaeuropaea高碱蓬Suaedaaltissima苜蓿Alfalfa钠Na/%5.28±0.40c4.75±0.08c6.75±0.18b9.70±0.39a6.63±0.45b0.29±0.03d氯Cl/%4.17±0.25e4.68±0.05d11.14±0.01b20.03±0.30a6.89±0.17c0.68±0.02f钙Ca/%1.08±0.03b0.76±0.05c1.57±0.12a1.51±0.02a0.79±0.11c1.67±0.01a镁Mg/%0.56±0.03c0.63±0.02c2.17±0.13a1.69±0.16b0.66±0.04c0.36±0.02c钾K/%0.29±0.06d0.32±0.02c0.15±0.01f0.17±0.01e0.35±0.01b0.68±0.01a磷P/%0.23±0.01b0.18±0.01c0.11±0.07d0.10±0.01d0.12±0.01d0.33±0.01a硫S/%0.26±0.02c0.08±0.01d0.86±0.05a0.42±0.02b0.28±0.01c铬Cr/mg·kg-10.35±0.05d0.49±0.04c0.57±0.02b0.50±0.05bc0.67±0.02a铜Cu/mg·kg-17.50±0.52a7.18±0.46a6.37±0.33b5.33±0.38c7.41±0.37a砷As/mg·kg-10.25±0.01c0.31±0.02c0.45±0.09b0.69±0.09a0.27±0.03c镉Cd/mg·kg-10.13±0.03ab0.07±0.02b0.14±0.04ab0.15±0.07ab0.22±0.06a铅Pb/mg·kg-10.24±0.02ab0.30±0.04a0.10±0.02c0.29±0.08a0.17±0.01bc汞Hg/μg·kg-110.00±0.50a11.60±2.16a3.50±1.60b4.72±2.15b6.28±1.40b

注：不同小写字母表示相同成分不同植物间差异显著(P< 0.05)。

Note: Different lowercase letters indicate significant differences among different plants of the same nutrient component at the 0.05 level.

一般认为，优质的饲草应具备多叶，富含营养，可口，易消化，蛋白含量大于5%～6%，灰分含量小于9%～10%等特征，而盐生饲草可以满足反刍动物的蛋白需求，却难以满足灰分限制，尤其是真盐生植物[22]。通过比较 5种盐生饲草各营养成分含量可知，这5种盐生植物具有藜科盐生植物的共同特征，即具有充裕的粗蛋白含量，5种植物的粗蛋白含量在7.7%～14.8%，接近于澳大利亚不同地区141种盐生植物的粗蛋白含量(10%～15%)[23]，但同时体内积累大量可溶性盐分，尤其是NaCl，钠含量在4.9%～10%。因此限制盐生牧草营养价值的主要因素是盐分含量太高，对反刍动物采食和消化产生抑制，养分利用效率较低[24]。盐生饲草除了NaCl含量偏高外，其矿质营养也不均衡，如普遍缺乏钾和磷，部分植物的镁和硫含量偏高，但不同植物矿质营养状况各不相同，因此实际生产中，应适宜搭配混合饲喂，避免单一饲喂造成牲畜某些矿质元素的缺乏或过剩。

盐生植物由于其生境的不良条件，主要是生理干旱，使其体内积累一些次生化合物以应对渗透胁迫和离子胁迫，这类有机化合物中对畜牧生产有影响的主要是甜菜碱和草酸盐。盐生饲草的甜菜碱含量比较丰富，不同生育期的含量也相对比较稳定，许多研究表明,用盐生牧草饲喂反刍动物能改善肉的品质，降低胴体脂肪含量，这与盐生植物富含甜菜碱呈正相关关系[25]。草酸盐被主要用于平衡吸收的过多的阳离子，许多藜科植物的草酸盐含量都接近毒性阈值[26]。草酸与钙在体内结合成草酸钙沉淀从而降低了血钙浓度，草酸钙沉淀也会给瘤胃和肾脏带来损害，草酸盐也会屏蔽其它的一些矿物元素，如Mn、Fe、Cu和Zn[20]。而草酸盐含量会随着植物种类和生长季节发生变化，如大洋洲滨黎(Atriplexnummularia)的草酸盐含量随着植物成熟而降低，其浓度随着季节和生长环境(土壤盐分)的不同而不同[27]，最低为3.1%，最高在7.6%～9.6%。在本研究中，盐角草、野榆钱菠菜和红叶藜草酸盐含量超出饲用安全浓度，但这3种植物的钙含量也相对较高，具有一定缓冲作用，不会对采食和动物健康带来影响。

一些研究结果表明，盐生植物对重金属有富集作用，被用于重金属污染土地的改良[28-29]。测试的几种盐生植物初花期的铬、镉、汞、铅、砷、铜等有害重金属元素含量均未超出饲用安全标准[30]，处于常规范围内，长期饲喂不会对动物造成重金属中毒危害。种植盐生植物的盐碱地为新垦盐碱荒地，未受到工业和农业污染，还有可能原因是土壤重金属背景值比较低，植物地上部分积累的也相应比较低。

4 结论

为了取得最大的综合收益，5种盐生饲草利用时期不宜过早或太晚，初花期营养价值和生物产量均较高，适合在此时加以开发利用。根据5种供试盐生植物在初花期的易消化吸收养分、矿质营养及次生化合物含量，其均有中到低等饲用价值，其相对饲用价值大小依次为红叶藜>野榆钱菠菜>盐地碱蓬>高碱蓬>盐角草，对于盐生植物来说，易消化吸收养分含量及矿质营养状况比传统的粗饲料相对值能够更好地代表盐生饲草的相对饲用价值大小。盐生植物盐分含量偏高，矿质营养不均衡，部分植物草酸盐含量超标，因此不适合直接放牧利用，宜将盐生植物与非盐生牧草调制成混合青贮饲料以提高盐生植物适口性和养分利用效率，此外，将盐生植物与豆科及禾本科耐盐牧草混合种植，能有效提高混合饲草的营养价值，降低抗营养因子含量，稀释盐分，提高适口性。盐生植物体内由于含有大量的可溶性盐，所以在盐生植物放牧场上放养的家畜不需要补饲食盐。就这一点而论，盐生植物放牧场优于山地放牧场和其它非盐生植物组成的放牧场。而且，盐生植物富含甜菜碱，甜菜碱与改善肉的品质密切相关，因此有望利用盐生牧草生产高品质的畜产品。

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(责任编辑 张瑾)

Feeding value evaluation of Xinjiang five chenopod halophytes

Li Mei-mei1,2, Wu Guo-hua3, Zhao Zhen-yong1, Tu Jin-na4, Tian Chang-yan1

(1.State Key Laboratory of Desert and Oasis Ecology, Xinjiang Institute of Ecology and Geography, Chinese Academy of Sciences, Urumqi 830011, China;2.College of Rescourses and Environment University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China;3.Shi-zui-shan Seed Control Station, Shizuishan 753000, China;4.Landscaping Administration Bureau of Karamay district, Karamay 834000, China)

This study aimed to determine the suitable harvest time and evaluate the feeding value of five cultivated chenopod annual halophytic forage grasses (Chenopodiumrubrum,Atriplexaucheri,Suaedasalsa,Salicorniaeuropaea, andSuaedaaltissima) that sampled from Xinjiang saline-alkali soil. Plants samples were analysed for nutritional component contents during three different growth periods: nutrient absorption, blooming, and fruiting periods. The results showed that the nutritive value of the five halophytic plants were highest in the blooming period. Furthermore, their above-ground biomass in dry matter was adequate and supported significant livestock production and, therefore, we determined that the suitable time to use the halophytic grass as fine forage feed was in the blooming period. Compared with alfalfa in the blooming period, the feeding value ofC.rubrumwas the highest, followed byA.aucheri,S.salsa, andS.altissimain that order whileS.europaeahad the lowest value. Considering the secondary metabolic compounds with positive or negative effects on the fodder feeding value,C.rubrum,A.aucheri, andS.altissimawere rich in betaines, at approximately 7%. The oxalate content ofS.europaea,C.rubrum, andA.aucheriexceeded the safe concentration. In summary, all the five halophytes showed the potential to be the sources of livestock fodders, but their use as the sole feed for extended periods should be avoided.

halophytes; feeding value;Chenopodiumrubrum;Atriplexaucheri;Suaedasalsa;Suaedaaltissima;Salicorniaeuropaea

Tian Chang-yan E-mail:tianchy@ms.xjb.ac.cn.

10.11829/j.issn.1001-0629.2016-0245

2016-05-10接受日期：2016-11-03

中国科学院重点部署项目课题(KSZD-EW-Z-022-03)；中国科学院科技服务网络计划(STS)课题(KFJ-EW-STS-061-1);荒漠与绿洲生态国家重点实验室自主课题(Y371162)

李梅梅(1989-)，女(回族)，新疆伊犁人，硕士，主要从事盐生植物生物利用研究。E-mail:770858450@qq.com

田长彦(1961-),男，新疆乌鲁木齐人，研究员，硕士，主要从事盐碱土改良和盐生植物开发利用方面的研究。E-mail:tianchy@ms.xjb.ac.cn

S816.15

A

1001-0629(2017)2-0361-08

李梅梅,吴国华,赵振勇,涂锦娜,田长彦.新疆5种藜科盐生植物的饲用价值.草业科学,2017,34(2)：361-368.

Li M M,Wu G H,Zhao Z Y,Tu J N,Tian C Y.Feeding value evaluation of Xinjiang five chenopod halophytes.Pratacultural Science，2017,34(2)：361-368.