饲用小叶锦鸡儿在山西的最佳采收时期

引用本文

裴淑兰, 王刚狮, 梁林峰, 雷淑慧, 王凯. 饲用小叶锦鸡儿在山西的最佳采收时期. 草业科学, 2017,34(4):846-854
Pei Shu-lan, Wang Gang-shi, Liang Lin-feng, Lei Shu-hui, Wang Kai. The optimum harvest time of Caragana microphylla for forage in Shanxi . Pratacultural Science,2017,34(4): 846-854 复制到剪切板

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《草业科学》编辑部

饲用小叶锦鸡儿在山西的最佳采收时期

裴淑兰¹, 王刚狮¹, 梁林峰², 雷淑慧¹, 王凯¹

1.山西林业职业技术学院,山西太原 030009

2.山西省林业调查规划院,山西太原 030012

通信作者：梁林峰(1966-),男,山西忻州人,高级工程师,本科,研究方向为林业调查与植物资源保护管理。E-mail:[email protected]

第一作者:裴淑兰(1964-),女,山西兴县人,副教授,本科,研究方向为植物分类及应用。 E-mail:[email protected]

收稿日期: 2017-01-16

基金: 基金项目:山西省科技攻关项目(20140313001-2)

摘要

本研究连续3年对小叶锦鸡儿的生长规律及物候期进行观察,并采集1~8 a不同年龄枝条及3 a不同物候期枝条(带叶、花、果)测定并比较其营养成分(粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、粗灰分、无氮浸出物、钙、磷等)的含量;采用层次分析法(AHP),计算各枝龄、物候期与参考向量的灰色关联度,确定最佳饲用采收期,以期评价小叶锦鸡儿( Caragana microphylla)不同年龄枝条和年生长周期的不同物候期营养成分变化规律,确定其饲用最佳采收期,为科学经营和合理利用资源提供理论依据。结果表明,1)按枝条不同生长年龄营养价值等权关联度排序为3 a>2 a>4 a>5 a>1 a>6 a>7 a>8 a;加权关联度排序为3 a>1 a>5 a>2 a>4 a>6 a>7 a>8 a。2)按不同物候期等权关联度排序为结果中期>果熟期>果后生长期>花期>展叶期>萌芽期>落叶期>休眠期;加权关联度排序为结果中期>果后生长期>果熟期>花期>展叶期>落叶期>萌芽期>休眠期。3 a枝条结果中期作为加工饲料的最佳采收期,也是最佳平茬更新时期。

关键词: 小叶锦鸡儿; 营养价值; 层次分析法; 灰色关联度; 最佳采收期

中图分类号:S816.1 文献标志码:A 文章编号:1001-0629(2017)04-0846-09 doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2016-0566

The optimum harvest time of Caragana microphylla for forage in Shanxi

Pei Shu-lan¹, Wang Gang-shi¹, Liang Lin-feng², Lei Shu-hui¹, Wang Kai¹

1.Shanxi Forestry Vocational Technical College, Taiyuan 030009, China

2.Shanxi Forest lnventory and Planninf lnstitute, Taiyuan 030012, China

Corresponding author: Liang Lin-feng E-mail:[email protected]

Abstract

To find out the optimum harvest time of Caragana microphylla for forage, and to provide a theoretical basis for their scientific management and reasonable utilization, our study evaluated the changes in the nutrient contents in different periods of its life cycle and phenological periods of the yearly growth cycle. Growth and phenological stages of C. microphylla plants were recorded continuously over three years. The branches of 1~8 a and 3 a in different phenological stages, containing the leaves, flowers, and fruits, were collected to measure the nutrient contents, such as crude protein, crude fat, crude fiber, crude ash, nitrogen-free extract, calcium, phosphorus, and so on, and then to compare whether there exists significant differences between the branches. The optimum harvest time for forage was determined by the analytic hierarchy process (AHP) method to calculate the grey correlation degree of each branch age, phenological stages, and reference vector. Our study shows: 1) Based on nutritional value of branches in different growth ages, the equal relational grade sequence is 3 a>2 a>4 a>5 a>1 a>6 a>7 a>8 a, while the weighted grade is 3 a>1 a>5 a>2 a>4 a>6 a>7 a>8 a. 2) In order of phonological stages, the equal relational grade sequence is fruit forming stage>fruit maturity stage>postharvest growth stage>flowering stage>leaf expansion stage>seedling emergence stage>defoliation stage>dormancy stage, and the sequence of the weighted grade analysis was fruit forming stage>postharvest growth stage>fruit maturity stage>flowering period>leaf expansion stage>defoliation stage>seedling emergence stage>dormancy stage. In conclusion, the optimum harvest time of C. microphylla for forage is the fruit forming stage while branches are in 3 a, when it is also the best time for trunk cutting.

Keyword: Caragana microphylla; nutritional value; analytic hierarchy process (AHP); grey correlation degree; the optimum harvest time

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小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)为豆科(Leguminosae)锦鸡儿属落叶灌木, 分布于我国东北、华北及西北地区。山西境内广泛分布于海拔1 500 m以下的丘陵坡地、岸边草地、沙丘及干旱山坡。小叶锦鸡儿根系发达, 萌蘗性强, 极耐干旱瘠薄, 其水土保持、防风固沙、改良土壤能力显著, 是干旱和荒漠化区域重要的造林先锋树种^[1], 也是“ 三北” 地区营造防护林、饲料林、水源涵养林、薪炭林最理想的树种之一^[1]。其枝条、叶、花、果实、种子营养丰富, 是牲畜喜欢的优良饲料。小叶锦鸡儿仅用于自由放牧, 但由于过度放牧及缺乏适当的更新已造成其资源的老化、退化。为了更好地保护及合理开发利用资源, 可以结合平茬更新加工粉质饲料, 这样既能解决冬季缺草期牲畜的饲养问题, 又能使资源得以更新复壮。目前, 对小叶锦鸡儿的研究报道在生理特性^{[2, 3]}、群落^[4]、生态效益^{[5, 6]} 、改良土壤^[7] 等方面较多, 作为饲料的研究只是单一的养分测定比较^{[8, 9]}, 而对不同枝龄和不同物候期的营养成分的计算分析则鲜见报道。本研究通过对不同地点小叶锦鸡儿物候期的观察, 了解其在不同生长环境下的生长发育规律; 对生命周期内不同生长年龄、年生长周期内不同物候期的营养成分进行测定和方差分析, 并采用层次分析法确定各种营养成分对其饲用价值的影响权重, 应用灰色关联度分析法选择最优年龄和物候期, 通过加权关联度和等权关联度的计算并排序比较, 定量分析比较其营养变化特点, 旨为确定小叶锦鸡儿平茬更新及最佳采收加工期提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

太原东山林场位于山西省中部, 太行山中段, 属系舟山支脉。地理坐标为112° 45'-112° 46' E, 37° 54'-37° 55' N。海拔1 200~1 610 m。属暖温带大陆性季风气候, 四季分明, 春季干旱多风, 夏季湿热多雨, 秋季凉爽少雨, 冬季寒冷干燥。年平均气温9.5 ℃, 最冷月(1月)平均气温约-6.8 ℃, 最热月(7月)平均气温约23.5 ℃^[10], 昼夜温差大。年平均降水量约442 mm, 无霜期150~180 d。属低山丘陵地貌, 植物资源较为丰富, 地带性土壤为褐土^[10]。

1.2 物候期观察

2013-2015年连续3年对山西省北部(大同南郊)、中部(太原东山)、南部(垣曲蒲掌)小叶锦鸡儿的生长规律及物候期进行观察记录, 从4月初萌芽开始到落叶, 每7 d观察记录一次。

1.3 样品采集

2014年6月10日在太原东山林场小叶锦鸡儿结果中期, 选择生长条件、树高、冠幅、生长状况大致相同的固定标准植株6株。每株在东南西北4个方向剪取1~8 a不同年龄段的枝条(带叶、花、果)样品。分别将各样品剪切成约1 cm长的小段后混合均匀, 按四分法将每个枝龄取200 g, 用恒温干燥箱烘干至恒重后粉碎, 过0.425 mm筛后存放于干燥处备用。2015年在年生长周期的不同物候期分别对各标准植株在东南西北4个方向剪取3 a枝条样品, 按上述相同方法取样、烘干、过筛后备用。

1.4 营养成分测定

营养成分测定方法按照《饲料分析及饲料质量检测技术》^[11]进行。

2014年7月对1~8 a不同枝龄的营养成分进行测定, 3次重复。测定的营养成分包括水分、粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、粗灰分、无氮浸出物、钙、磷、单宁。2015年7月、10月对3 a枝条不同物候期进行营养成分测定, 3次重复。营养成分包括粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、粗灰分、无氮浸出物、钙、磷。

1.5 各成分对营养价值影响权重的确定

应用层次分析法, 按照各种成分对枝条营养价值的影响程度^{[12, 13, 14, 15, 16, 17]}, 采用1-9级标度对各成分重要性进行相互比对, 构造判断矩阵, 计算各成分对营养价值的影响权重^{[18, 19]}, 采用方根法进行计算。

1)计算判断矩阵中每一行各元素的乘积(M_i):

M_i= $\begin{matrix} \overset{n}{\prod_{j = 1}} \end{matrix}$ b_ij, (i =1, 2, …, n) (1)

2)计算M_i的n次方根:

$\begin{matrix} \bar{W_{i}} \end{matrix}$ = $\begin{matrix} \sqrt[]{M_{i}} \end{matrix}$ , (i =1, 2, …, n) (2)

3)对向量 $\begin{matrix} \bar{W_{i}} \end{matrix}$ 进行正规化即为所求权重(特征向量):

W_i= $\begin{matrix} \frac{\bar{W_{i}}}{\overset{n}{\sum_{i = 1}} \bar{W_{i}}} \end{matrix}$ , (i =1, 2, …, n) (3)

4)计算判断矩阵的最大特征根(λ _max):

λ _max= $\begin{matrix} \frac{1}{n} \end{matrix} \begin{matrix} \overset{n}{\sum_{i = 1}} \end{matrix} \begin{matrix} \frac{{(AW)}_{i}}{W_{i}} \end{matrix}$ (4)

5)计算一致性指标(CI)、随机一致性比值(CR):

CI= $\begin{matrix} \frac{λ_{\max} - n}{n - 1} \end{matrix}$ ; CR= $\begin{matrix} \frac{CI}{RI} \end{matrix}$ (5)

式中:n为判断矩阵阶数; (AW)_i为向量AW的第i个元素; RI为平均一致性指标(按照判断矩阵阶数查表取值), 当CR< 0.10时, 说明判断矩阵满足一致性要求, 层次排序有效。

1.6 测定数据的关联度分析

利用不同枝龄或物候期测定数据资料, 按照各成分对营养价值的正负影响, 其中水分、粗蛋白、粗脂肪、无氮浸出物、钙和磷6项指标分别选择其最高测定值, 粗纤维、粗灰分和单宁3项指标分别选择其最小值, 构成参考向量 , 将参考向量视为营养价值最理想的数据序列。以其它枝龄或物候期的各营养成分测定值所构成的向量为比较向量。计算各枝龄或物候期的观测值与参考数列之间各营养成分的关联系数及关联度^{[20, 21, 22, 23]}。

1.6.1 原始数据的无量纲化处理由于各因子的量纲不同, 数值差异极大, 因此需要对原始数据进行无量纲转化。本文采用极差标准化处理, 将全部数据(含参考向量)压缩到[0, 1]之间。构成新的向量 $\begin{matrix} {X_{0}}^{'} \end{matrix}$ 及 $\begin{matrix} {X_{i}}^{'} \end{matrix}$ 。其无量纲转化计算公式:

$\begin{matrix} {X_{i}}^{'} \end{matrix}$ =(X_i-X_min)/(X_max-X_min) (6)

1.6.2 灰色关联度计算由于参考向量的取值是各指标的最大值或最小值, 所以利用极差标准化公式计算, 计算结果为mini minkΔ _i(k)=0, maxi maxkΔ _i(k)=1, 将其代入(7)式, 即可求得 $\begin{matrix} {X_{0}}^{'} \end{matrix}$ 对 $\begin{matrix} {X_{i}}^{'} \end{matrix}$ 各营养成分的灰色关联系数。由关联系数可直观地反映出枝条不同生长年龄、不同物候期与参考向量各个因子的关联程度, 关联系数越大, 表明相近程度越高。

ε _i(k)= $\begin{matrix} \frac{\frac{\min}{i} \frac{\min}{k} Δ_{i} (k) + ρ \frac{\max}{i} \frac{\max}{k} Δ_{i} (k)}{Δ_{i} (k) + ρ \frac{\max}{i} \frac{\max}{k} Δ_{i} (k)} \end{matrix}$ (7)

式中:ε _i(k)为关联系数; Δ _i(k)=|X₀(k)-X_i(k)|表示X₀向量与X_i向量在第k点的绝对差值; mini minkΔ _i(k)为二级最小差; minkΔ _i(k)为一级最小差; maxi maxkΔ _i(k)为二级最大差; maxkΔ _i(k)为一级最大差; ρ 为分辨系数, 一般取值ρ =0.5。

根据关联系数ε _i(k)及各因子权重W_k, 分别按(8)、(9)式计算等权关联度及加权关联度。

γ _i= $\begin{matrix} \frac{1}{N} \end{matrix} \begin{matrix} \overset{N}{\sum_{k = 1}} \end{matrix}$ ε _i(k) (8)

$\begin{matrix} {γ_{i}}^{'} \end{matrix}$ = $\begin{matrix} \frac{1}{N} \end{matrix} \begin{matrix} \overset{N}{\sum_{k = 1}} \end{matrix}$ W_k· ε _i(k) (9)

式中:γ _i为等权关联系数; $\begin{matrix} {γ_{i}}^{'} \end{matrix}$ 为加权关联系数; W_k为第k个因子的权重系数。

1.7 数据处理与分析

采用Microsoft Excel 2013对原始数据进行处理, 并进行层次分析法、一致性检验及灰色关联度计算。使用SPSS 16.0中的One-Way ANOVA对不同枝龄、不同物候期的营养成分进行方差分析, 并使用其中的Duncan法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 物候期

通过连续3年对山西省北部(大同南郊)、中部(太原东山)、南部(垣曲蒲掌)小叶锦鸡儿的生长规律及物侯期的观察记录(表1), 观察结果表明, 小叶锦鸡儿在北部(大同南郊)地区4月下旬开始萌芽, 10月上旬开始落叶, 生长期约160 d; 中部(太原东山)地区4月初开始萌芽, 10月中旬开始落叶, 生长期约190 d; 南部(垣曲蒲掌)地区3月下旬开始萌芽, 10月下旬开始落叶, 生长期约210 d。各地同一物候期出现及持续的时间不同, 在南部地区4月中旬开花, 花期约20 d, 4月下旬开始结果, 果期约70 d; 而在北部则5月上旬开花, 花期约30 d, 5月下旬开始结果, 果期约80 d。

表1 小叶锦鸡儿物候期观测表（Table 1 List of phenological stages of Caragana microphylla that were observed and the period of observation）

物候期 Phenological period	北部地区 North area	中部地 Middle part area	南部地区 South area
萌芽期Seeding emergence stage/MM-DD	04-21-04-30	04-01-04-10	03-21-03-31
展叶期Leaf expation stage/MM-DD	05-01-05-10	04-21-04-30	04-01-04-10
花蕾期Bud stage/MM-DD	04-21-04-30	04-11-04-20	04-01-04-10
开花期Flowering stage/MM-DD	05-01-05-31	04-21-05-20	04-11-04-30
结果期Fruiting stage/MM-DD	05-11-07-31	05-01-07-10	04-21-06-30
果后生长期Postharvest growth stage/MM-DD	08-01-09-30	07-11-10-10	07-01-10-20
落叶期Deciduous stage/MM-DD	10-01-10-10	10-11-10-20	10-21-10-31
休眠期Dormancy stage/MM-DD	10-11-04-20	10-21-03-31	11-11-03-20

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2.2 不同枝龄营养成分

对小叶锦鸡儿1~8 a枝条养分含量的测定分析表明(表2), 随着生长年龄的增加, 粗蛋白含量逐年降低, 且不同年龄枝条之间差异显著(P< 0.05); 水分含量2 a枝条最高, 显著高于其余枝龄; 粗脂肪、钙、磷含量均以3 a枝条最高, 但3 a枝条粗脂肪含量与4、5、6 a枝条, 钙含量与2、4、5、6、7 a枝条, 磷含量与4 a枝条无显著差异(P> 0.05); 无氮浸出物含量基本逐年降低, 1 a枝条最高, 显著高于其余枝龄枝条; 粗纤维含量基本逐年上升, 1 a枝条最低, 显著低于其余枝龄; 粗灰分含量基本逐年降低, 8 a枝条最低, 显著低于其余枝龄; 单宁含量呈下降趋势, 7和8 a枝条未检测到单宁。总之, 随着生长年龄的增加, 水分、粗蛋白、粗灰分、无氮浸出物和单宁呈现下降趋势; 粗脂肪、钙、磷含量先上升后逐渐下降; 粗纤维含量逐年上升。

表2 1~8 a枝条营养成分含量（ Table 2 Nutrient content of branches in 1~8 a growth ages）

枝龄 Branches age/a	水分/% Water (B₁)	粗蛋白/% Crude protein (B₂)	粗脂肪/% Crude fat(B₃)	粗纤维/% Crude fibre(B₄)	粗灰分/% Crude ash(B₅)	无氮浸出物/% N free extract(B₆)	钙/% Calcium (B₇)	磷/% Phosphorus (B₈)	单宁/% Tannin (B₉)
1	12.29± 0.29b	17.89± 0.22a	0.25± 0.07d	27.10± 0.12e	6.12± 0.19a	53.65± 0.60a	0.59± 0.04c	0.19± 0.02de	0.85± 0.02a
2	14.04± 0.19a	15.61± 0.34b	0.25± 0.06d	28.42± 0.53d	6.01± 0.12ab	50.00± 1.27b	0.95± 0.07ab	0.17± 0.02e	0.33± 0.04b
3	12.35± 0.39b	14.89± 0.37c	2.26± 0.26a	30.97± 0.29c	5.52± 0.49b	47.56± 0.45c	0.97± 0.15a	0.29± 0.02a	0.31± 0.03b
4	10.89± 0.33cd	13.36± 0.30d	2.21± 0.25a	31.13± 0.84c	4.79± 0.24c	46.06± 0.19d	0.89± 0.07ab	0.26± 0.02ab	0.11± 0.02c
5	12.42± 0.37b	12.54± 0.37e	2.24± 0.19a	34.90± 0.30b	4.88± 0.24c	48.43± 0.46c	0.90± 0.11ab	0.24± 0.03bc	0.09± 0.02c
6	10.08± 0.16e	11.84± 0.27f	2.22± 0.33a	35.16± 0.58b	4.76± 0.28c	46.18± 0.29d	0.85± 0.06ab	0.24± 0.02bc	0.04± 0.01d
7	11.12± 0.21c	10.28± 0.29g	1.55± 0.35b	37.92± 0.27a	4.10± 0.14d	44.49± 0.46e	0.86± 0.05ab	0.21± 0.03cd	0.00± 0.00d
8	10.48± 0.41de	8.92± 0.19h	0.85± 0.15c	37.71± 0.40a	3.57± 0.38e	44.91± 0.27e	0.81± 0.03b	0.18± 0.02de	0.00± 0.00d
参考向量 Reference vector	14.04± 0.19	17.89± 0.22	2.26± 0.26	27.10± 0.12	3.57± 0.38	53.65± 0.60	0.97± 0.15	0.29± 0.02	0.00± 0.00

注:同列不同小写字母者表示差异显著(P< 0.05), 下同。

Note: Different lowercase letters within the same column indicate significant difference at the 0.05 level; similarly for the following tables.

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2.3 不同物候期营养成分

对1~8 a枝条养分含量计算分析得出, 3 a枝条养分含量较高, 是较为理想的采收年龄。然后对3 a枝条在不同物候期养分含量测定分析表明(表3), 随着生长期的延续, 粗蛋白、钙、磷含量均在结果中期最高。在结果中期粗蛋白含量与果熟期无显著差异(P> 0.05), 而显著高于其余生长期(P< 0.05); 钙含量与开花期、果熟期和果后生长期无显著差异, 而显著高于其余生长期; 磷含量显著高于休眠期和落叶期, 与其余生长期无显著差异。粗纤维含量结果中期最低, 显著低于其余生长期。粗脂肪含量在果后生长期最高, 与果熟期间无显著差异, 但显著高于其余生长期。粗灰分含量先升高后降低, 休眠期最低, 与萌芽期无显著差异, 但显著低于其余生长期。无氮浸出物含量呈波状变化, 果后生长期最高, 显著高于其余生长期。总之, 在年生长周期内粗蛋白、粗脂肪、钙、磷含量呈现先升高后下降的变化趋势; 无氮浸出物含量缓慢升高; 粗纤维含量先下降后升高; 粗灰分含量逐渐升高后再急骤下降。

表3 3 a枝条不同物候期营养成分含量( )Table 3 Nutrient content of branches in different phenological stage）

物候期 Phenological stage	粗蛋白/% Crude protein (C₁)	粗脂肪/% Crude fat(C₂)	粗纤维/% Crude fibre(C₃)	粗灰分/% Crude ash(C₄)	无氮浸出物/% N free exteact(C₅)	钙/% Calcium (C₆)	磷/% Phosphorus (C₇)
休眠期 Dormancy stage	10.84± 0.20d	2.16± 0.14d	38.62± 0.04a	3.39± 0.07f	42.72± 0.29e	0.54± 0.04d	0.17± 0.05b
萌芽期 Seedling emergence stage	11.25± 0.25c	2.19± 0.17d	37.22± 0.18b	3.51± 0.03ef	44.68± 0.18d	0.78± 0.11c	0.23± 0.05ab
展叶期 Leaf expation stage	11.98± 0.12b	2.22± 0.12cd	36.94± 0.41b	3.64± 0.15e	45.06± 0.36d	0.81± 0.11bc	0.24± 0.02ab
开花期 Flowering stage	12.08± 0.15b	2.24± 0.06cd	34.44± 0.15d	4.74± 0.04c	47.40± 0.12b	0.89± 0.04abc	0.26± 0.01ab
结果中期 Mid fruit	14.89± 0.15a	2.44± 0.11c	30.97± 0.01f	5.52± 0.02b	47.56± 0.04b	0.97± 0.08a	0.29± 0.04a
果熟期 Fruit medium-stage	13.28± 0.28a	3.31± 0.08a	31.90± 0.07e	5.44± 0.12b	46.56± 0.33c	0.96± 0.03a	0.27± 0.08ab
果后生长期 Postharvest growth stage	12.16± 0.21b	3.53± 0.22a	34.33± 0.10d	5.92± 0.06a	48.48± 0.18a	0.93± 0.07ab	0.23± 0.08ab
落叶期 Deciduous stage	8.37± 0.26e	2.91± 0.10b	35.96± 0.09c	4.17± 0.12d	47.59± 0.25b	0.61± 0.07d	0.19± 0.03b
参考向量Reference vector	14.89± 0.15	3.53± 0.22	30.97± 0.01	3.39± 0.07	48.48± 0.18	0.97± 0.08	0.29± 0.04

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2.4 各营养成分权重

首先分析各种成分对小叶锦鸡儿枝条营养价值的影响, 在综合相关研究成果^{[8, 9]}及多位专家意见的基础上, 分别构造出不同生长年龄和不同物候期各营养成分权重的判断矩阵, 计算出各营养成分的权重。其判断矩阵、权重值、最大特征根及一致性检验结果见表4、表5。可见不同年龄枝条的营养成分权重由高至低排序为粗蛋白(0.302)> 粗脂肪(0.193)> 无氮浸出物(0.147)> 钙(0.101)> 水分(0.078)> 磷(0.074)> 粗纤维(0.050)> 粗灰分(0.032)> 单宁(0.023)。3 a枝条不同物候期营养成分权重由高至低排序为粗蛋白(0.362)> 粗脂肪(0.210)> 无氮浸出物(0.156)> 钙(0.105)> 磷(0.074)> 粗纤维(0.058)> 粗灰分(0.035)。

表4 1~8 a枝条营养成分权重计算表 Table 4 Weight analysis for nutritional value of branches of 1~8 a）

判断矩阵Judgment Matrices										权重(W_k) Weight	最大特征根及一致性检验值The maximum characteristic root and consistency check value
AHP₉			水分 Moisture	粗蛋白 Crude protein	粗脂肪 Crude fat	粗纤维 Crude fibre	粗灰分 Crude ash	无氮浸出物 N free exteact	钙 Calcium	磷 Phosphorus	单宁 Tannin
			(B₁)	(B₂)	(B₃)	(B₄)	(B₅)	(B₆)	(B₇)	(B₈)	(B₉)
B₁	1	1/3	1/3	3	4	1/3	1/2	1/2	5	0.078	λ _max=9.951 CI=0.119 RI=1.450 CR=0.082< 0.1
B₂	3	1	2	5	6	3	4	6	9	0.302
B₃	3	1/2	1	3	4	2	2	4	7	0.193
B₄	1/3	1/5	1/3	1	3	1/3	1/2	1/3	3	0.050
B₅	1/4	1/6	1/4	1/3	1	1/4	1/3	1/3	2	0.032
B₆	3	1/3	1/2	3	4	1	2	3	5	0.147
B₇	2	1/4	1/2	2	3	1/2	1	2	4	0.101
B₈	2	1/6	1/4	3	3	1/3	1/2	1	3	0.074
B₉	1/5	1/9	1/7	1/3	1/2	1/5	1/4	1/3	1	0.023

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表5 3 a枝条不同物候期营养成分权重计算表(Table 5 Weight analysis for nutritional value of 3 a branches in different phenological stages）

判断矩阵Judgment Matrices								权重(W_k) Weight	最大特征根及一致性检验值The maximum characteristic root and consistency check value
AHP₇			粗蛋白 Crude protein	粗脂肪 Crude fat	粗纤维 Crude fibre	粗灰分 Crude ash	无氮浸出物 N free exteact	钙 Calcium	磷 Phosphorus
			(C₁)	(C₂)	(C₃)	(C₄)	(C₅)	(C₆)	(C₇)
C₁	1	2	5	6	3	4	6	0.362	λ _max=7.223 CI=0.037 RI=1.320 CR=0.028< 0.1
C₂	1/2	1	3	4	2	2	4	0.210
C₃	1/5	1/3	1	3	1/3	1/2	1/3	0.058
C₄	1/6	1/4	1/3	1	1/4	1/3	1/3	0.035
C₅	1/3	1/2	3	4	1	2	3	0.156
C₆	1/4	1/2	2	3	1/2	1	2	0.105
C₇	1/6	1/4	3	3	1/3	1/2	1	0.074

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2.5 关联分析

灰色关联度计算得出的不同年龄及不同物候期各营养成分的关联度排序值(表6、表7)可表现出枝条不同生长年龄、不同物候期与参考向量的相近程度。关联度越大, 说明该时期的营养价值越高, 可以依据此选择最佳采收饲用期。本研究中, 不同年龄枝条等权关联度计算排序为3 a> 2 a> 4 a> 5 a> 1 a> 6 a> 7 a> 8 a, 加权关联度计算排序为3 a> 1 a> 5 a> 2 a> 4 a> 6 a> 7 a> 8 a。3 a枝条不同物候期等权关联度计算排序为结果中期> 果熟期> 果后生长期> 开花期> 展叶期> 萌芽期> 落叶期> 休眠期, 加权关联度计算排序为结果中期> 果后生长期> 果熟期> 开花期> 展叶期> 落叶期> 萌芽期> 休眠期。

3 讨论

饲料中粗蛋白、粗脂肪可促进牲畜生长发育, 无氮浸出物、水分可促进牲畜对养分的消化吸收, 钙、磷则有利于牲畜的骨骼生长; 而粗灰分、粗纤维、单宁含量过多, 会造成饲料的适口性下降, 影响牲畜的采食与消化^{[12, 13, 14]}。对晋西北地区小叶锦鸡儿1~4 a枝条及不同生长期(休眠期、发芽期、蕾期、开花期)养分的测定结果表明, 3 a枝条及开花期营养价值最高^[8]。本研究显示, 3 a枝条为最佳饲用采收期与之相符, 并与结果中期营养价值最高基本相符。另, 对小叶锦鸡儿不同径级及不同月份(7月、8月、9月、10月)养分的测定结果表明, 直径较小的枝条及7月份营养价值最高^[9], 其中月份结果与本研究结果基本相符。本研究对山西省北部(大同南郊)、中部(太原东山)、南部(垣曲蒲掌)地区小叶锦鸡儿的生长规律及物侯期进行观察, 气候差异较大, 造成了各地生长期的长短不一、同一物候期出现及持续的时间不同、开花结果时间有明显差异等, 因此应根据气候条件确定不同地区枝条采收时期。年降水量的多少对物候期也有影响, 从整体看降水较多, 物候期则会延迟; 开花前降水较多, 则会使花期后移; 果实发育期降水较多时会使果实成熟期后移, 但在果实成熟期降水影响较小, 因此, 应结合年降水状况适当调整枝条收割时间。

灰色关联度与层次分析评价是合理有效的综合评价方法, 本研究采用加权关联度分析法能够更好地体现出主要营养成分对于综合饲用价值的影响结果, 对于确定合理采收期和安排生产经营计划, 科学利用小叶锦鸡儿资源具有一定的指导意义, 其研究结果和方法可为其它类似研究提供借鉴。

通过样品采集和养分测定, 按照各种营养成分对饲用价值的正负影响, 采用层次分析法结合灰色关联度计算分析, 结果表明:1~8 a枝条营养价值高低等权关联度计算排序为3 a> 2 a> 4 a> 5 a> 1 a> 6 a> 7 a> 8 a; 加权关联度计算排序为3 a> 1 a> 5 a> 2 a> 4 a> 6 a> 7 a> 8 a。3 a枝条不同物候期营养价值高低等权关联度计算排序为结果中期> 果熟期> 果后生长期> 花期> 展叶期> 萌芽期> 落叶期> 休眠期; 加权关联度计算排序为结果中期> 果后生长期> 果熟期> 花期> 展叶期> 落叶期> 萌芽期> 休眠期。由此可见, 小叶锦鸡儿在生命周期中以3 a枝条营养价值较高, 在饲用小叶锦鸡儿栽培中宜3 a结合采收加工粉质饲料进行一次平茬更新; 在年生长周期中以结果中期营养价值最高, 因为在结果中期种子营养成分开始积累, 蛋白质、脂肪等含量均较高, 且果皮纤维化程度较低, 适口性较好。

表6 1~8 a枝条灰色关联系数及关联度排序(Table 6 Grey correlation degree and the correlation sequence of 1~8 a stems）

枝龄/a Branche age	关联系数Correlation coefficient										等权关联度 Un-Weighted			加权关联度 Weighted
枝龄/a Branche age	ε _i(1)		ε _i(2)		ε _i(3)	ε _i(4)	ε _i(5)	ε _i(6)	ε _i(7)	ε _i(8)	ε _i(9)	数值 Value	排序 Sorting	数值 Value	排序 Sorting
1	0.531	1.000	0.333	1.000	0.333	1.000	0.333	0.375	0.333		0.582	5		0.684	2
2	1.000	0.663	0.333	0.804	0.343	0.557	0.904	0.333	0.563		0.611	2		0.604	4
3	0.539	0.600	1.000	0.583	0.395	0.429	1.000	1.000	0.578		0.680	1		0.709	1
4	0.386	0.498	0.952	0.573	0.511	0.376	0.703	0.667	0.795		0.607	3		0.603	5
5	0.550	0.456	0.980	0.410	0.493	0.467	0.731	0.545	0.825		0.606	4		0.608	3
6	0.333	0.426	0.962	0.402	0.517	0.380	0.613	0.545	0.914		0.566	6		0.556	6
7	0.404	0.371	0.586	0.333	0.706	0.333	0.634	0.428	1.000		0.533	7		0.464	7
8	0.357	0.333	0.416	0.338	1.000	0.344	0.543	0.353	1.000		0.520	8		0.412	8
权重(W_k) Weight	0.078	0.302	0.193	0.050	0.032	0.147	0.101	0.074	0.023

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表7 3 a枝条不同物候期灰色关联系数及关联度排序(Table 7 Grey correlation degree and the correlation sequence of 3 a stems in different phenology stage）

物候期 Phenological stage	关联系数Correlation coefficient								等权关联度 Un-weighted			加权关联度 Weighted
物候期 Phenological stage	ε _i(1)		ε _i(2)		ε _i(3)	ε _i(4)	ε _i(5)	ε _i(6)	ε _i(7)	数值 Value	排序 Sorting	数值 Value	排序 Sorting
休眠期 Dormancy stage	0.446	0.333	0.333	1.000	0.333	0.333	0.333		0.444	8		0.398	8
萌芽期 Seeding emergence stage	0.473	0.338	0.380	0.914	0.431	0.531	0.500		0.510	6		0.457	7
展叶期 Leaf expation stage	0.529	0.343	0.391	0.835	0.457	0.573	0.545		0.525	5		0.488	5
开花期 Flowering stage	0.537	0.347	0.524	0.484	0.728	0.729	0.667		0.574	4		0.555	4
结果中期 Mid fruit	1.000	0.386	1.000	0.373	0.758	1.000	1.000		0.788	1		0.812	1
果熟期 Fruit medium-stage	0.669	0.756	0.804	0.382	0.600	0.956	0.750		0.702	2		0.711	3
果后生长期 Postharvest growth stage	0.544	1.000	0.532	0.333	1.000	0.843	0.500		0.679	3		0.731	2
落叶期 Deciduous stage	0.333	0.525	0.434	0.619	0.763	0.374	0.375		0.489	7		0.464	6
权重(W_k) Weight	0.362	0.210	0.058	0.036	0.156	0.105	0.074

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4 结论

小叶锦鸡儿以3 a枝条在结果中期营养价值最高, 可结合平茬更新采收加工绿色粉质饲料。一般在山西北部应在6月下旬、中部地区应在6月上旬、南部地区则在5月下旬进行, 但要根据具体气候变化情况进行适当调整。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献

View Option

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1988

0.0

... 小叶锦鸡儿根系发达,萌蘗性强,极耐干旱瘠薄,其水土保持、防风固沙、改良土壤能力显著,是干旱和荒漠化区域重要的造林先锋树种^[1],也是#cod#x0201c ...

... 地区营造防护林、饲料林、水源涵养林、薪炭林最理想的树种之一^[1] ...

2015

0.0

... 目前,对小叶锦鸡儿的研究报道在生理特性^[2,3]、群落^[4]、生态效益^[5,6] 、改良土壤^[7] 等方面较多,作为饲料的研究只是单一的养分测定比较^[8,9],而对不同枝龄和不同物候期的营养成分的计算分析则鲜见报道 ...

2004

0.0

2007

0.0

2004

0.0

2010

0.0

2016

0.0

2006

0.0

... 4 各营养成分权重首先分析各种成分对小叶锦鸡儿枝条营养价值的影响,在综合相关研究成果^[8,9]及多位专家意见的基础上,分别构造出不同生长年龄和不同物候期各营养成分权重的判断矩阵,计算出各营养成分的权重 ...

... 对晋西北地区小叶锦鸡儿1~4 a枝条及不同生长期(休眠期、发芽期、蕾期、开花期)养分的测定结果表明,3 a枝条及开花期营养价值最高^[8] ...

2015

0.0

... 另,对小叶锦鸡儿不同径级及不同月份(7月、8月、9月、10月)养分的测定结果表明,直径较小的枝条及7月份营养价值最高^[9],其中月份结果与本研究结果基本相符 ...

2016

0.0

... 5 ℃^[10],昼夜温差大 ...

... 属低山丘陵地貌,植物资源较为丰富,地带性土壤为褐土^[10] ...

2003

0.0

... 4 营养成分测定营养成分测定方法按照《饲料分析及饲料质量检测技术》^[11]进行 ...

2014

0.0

... 5 各成分对营养价值影响权重的确定应用层次分析法,按照各种成分对枝条营养价值的影响程度^{[12,13,14,15,16,17]},采用1-9级标度对各成分重要性进行相互比对,构造判断矩阵,计算各成分对营养价值的影响权重^[18,19],采用方根法进行计算 ...

... 而粗灰分、粗纤维、单宁含量过多,会造成饲料的适口性下降,影响牲畜的采食与消化^[12,13,14] ...

2011

0.0

... 而粗灰分、粗纤维、单宁含量过多,会造成饲料的适口性下降,影响牲畜的采食与消化^[12,13,14] ...

2011

0.0

... 而粗灰分、粗纤维、单宁含量过多,会造成饲料的适口性下降,影响牲畜的采食与消化^[12,13,14] ...

0.0

2016

0.0

2015

0.0

1986

0.0

2012

0.0

2015

0.0

... 计算各枝龄或物候期的观测值与参考数列之间各营养成分的关联系数及关联度^{[20,21,22,23]} ...

2015

0.0

... 计算各枝龄或物候期的观测值与参考数列之间各营养成分的关联系数及关联度^{[20,21,22,23]} ...

2010

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... 计算各枝龄或物候期的观测值与参考数列之间各营养成分的关联系数及关联度^{[20,21,22,23]} ...

2013

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... 计算各枝龄或物候期的观测值与参考数列之间各营养成分的关联系数及关联度^{[20,21,22,23]} ...