紫花苜蓿营养成份分析.docx

1、紫花苜蓿营养成份分析2013届毕业生毕业论文 13个紫花苜蓿品种的营养成份分析学生姓名 张勇 学 号 31 所属学院 动物科学学院 专 业 草业科学 班 级 草业科学13班 指导教师 陈立强 日 期 2013年5月 塔里木大学教务处制13个紫花苜蓿品种的营养成份分析张勇（塔里木大学动物科学学院, 草业科学13班 新疆 阿拉尔 843300）摘要：本研究对13个苜蓿（Medicago sativa）品种的主要营养成份包括粗蛋白、粗脂肪、粗灰分、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维进行了研究。结果表明，13个苜蓿品种中粗蛋白含量最高的是安格，最低的是牧歌；粗脂肪含量最高IS-1045，最低的是甘农4号；粗灰

2、分含量最高的是牧歌，最低的是中兰1号。利用层次分析法对主要营养成份进行综合评价表明，13个苜蓿品种营养价值整体表现最好的是皇后，其次为安格，然后是IS-1045，金皇后，新疆大叶。本研究结果可对此后苜蓿的引种与选育有必然的指导意义。关键词：紫花苜蓿；营养成份；综合评价；阿拉尔The quality analysis of 13 Alfalfa cultivarsZhang Yong(College of Animal Science and Technology, Tarim University, Alar Xinjiang 843300)Abstract:The nutritional i

3、ngredients,incruding water (H2O),crude protein (CP),crude fat (EE),and fiber (CF),neutral detergent fiber (NDF),acid detergent fiber (ADF),crude ash (CASH) of six alfalfa(Medicago sativa)varieties were results indicated that among the thirteen varieties,IS-1045 appeared the highest contents in EE .E

4、ngelhard appeared the highest contents in CP. Amerigraze appeared the highest contents in CASH and lowest appeared the lowest appeared the lowest EE. Using analytic hierarchy process for comprehensive evaluation of main nutrients indicates that 13 of the overall nutritional value of alfalfa varietie

5、s best Alfalfa queen, followed by the Engelhard, then IS-1045, Golden Empress, evaluation results have certain guiding significance for future introduction and breeding of alfalfa varieties.Key words:Alfalfa ( Medicago sativa L) ; Nutrient constituent; Comprehensive evaluation; Alaer1. 前言 国内外研究进展紫花苜

6、蓿(Medicago sativa L.) 是苜蓿属中最重要、种植面积最广的牧草资源，一般以为紫花苜蓿起源于Vavilov的“近东中心”即小亚细亚、外高加索、伊朗和土库曼等地1,2。苜蓿种植在我国已有2000连年的栽培历史，现有苜蓿面积为133万hm2，居世界第六位3。苜蓿作为防风林或水土维持植物在中国北方的干旱和半干旱地域普遍种植4。研究表明，苜蓿生产在利用西北旱区丰硕的土地资源和气候资源方面具有广漠发展前景1,5。苜蓿最重要的特性是营养全面，富含各类氨基酸、维生素、微量元素和其它生物活性物质，其是蛋白质含量大大高于其它饲料作物。在相同的土地上，苜蓿比禾本科牧草所收获的可消化蛋白质高倍左右，

7、矿物质高6倍左右，可消化养分高2倍左右。研究表明,在所有绿色饲料作物中苜蓿营养品质处于较高水平,粗蛋白质含量新鲜苜蓿为22%，青干草为16%18%，脱水苜蓿为20-22%，叶蛋白产品则可达70%以上,被誉为功能蛋白质库6,7。饲料作物生产是农牧业协调发展的核心因素,是畜牧业生产的物质基础6,8。W. A. Henry 1898 年在其第一部饲料和饲养 教科书中指出, “对于家畜来讲, 没有任何粗饲料能比得上优良的苜蓿干草更适合他们的口味” 9。苜蓿干草长时间以来一直被以为是理想的标准饲料。国内外大量实验和生产实践证明，紫花苜蓿是畜禽的优良饲料，不仅具有良好的适口性，更具有较高的营养价值。与其他

8、粮食作物相较，单位面积营养物质的产量也较高10 。 研究的目的和意义随着国民经济的快速发展，畜牧业所占的比例呈现上升趋势，饲料的需求量也在逐年增加，且我国苜蓿品种单一，地方品种的紫花苜蓿虽有较好的适应性，但品质不能知足半干旱区生态环境建设和农牧业结构调整的需要。因此，引种栽培紫花苜蓿（Medicago sativa）成为解决干旱草原地带草食家畜缺乏优良豆科牧草和蛋白质饲料严重不足的有效途径11,12。影响苜蓿品质的因素有很多，而品种是极为关键的，它直接控制着苜蓿不同营养成份含量的高低，从而决定不同苜蓿品种的营养价值13,14。因此，通过对于不同苜蓿品种营养价值的比较，选出营养价值最高的苜蓿品种

9、，可为阿拉尔地域引进新的苜蓿品种资源，为本地成立优良苜蓿栽培草地提供优良种质，为家畜提供最为优质的苜蓿品种，对确保畜牧业更好的发展具有深远意义。可是目前尚未关于南疆地域引进紫花苜蓿品种营养成份分析的报导。长期以来，对于不同苜蓿品种的评价多采用单一指标进行。层次分析法不仅能看出品种的优良特性，还可以反映出其存在的不足。本研究采用层次分析法对13个苜蓿品种的营养成份含量进行综合评价，旨在挑选出适应于阿拉尔地域生态环境和栽培条件的高品质紫花苜蓿品种。2. 材料与方式 实验地概况 试验区，该地处在塔里木河流域，地理坐标位于北纬4033、东经8103；海拔1013m，气候干旱，降雨稀少，蒸发强烈，水资源

10、匮乏，属于极端干旱地域。全年10C的积温为C，年均温C。无霜期为180-210d，年均日照时数，全年太阳辐射量可达cm2，年降水量仅为50mm左右，年蒸发量竟达2000mm。最高温度集中在每一年的7-9月，实验地土壤以沙壤土为主，地势平坦，土层较薄，为盐碱土。实验地址在塔里木大学动科院实验基地。该地域属暖温带干旱荒漠气候,降水稀少,年平均降水量42mm-76mm,年平均蒸发量相对湿度56%。年平均日照时数,年平均气温C,无霜期183-221d。 试验材料 实验材料为新疆大叶等13个国内外紫花苜蓿栽培品种，均为栽种一年、第一茬的牧草。(表1)。表1 供试苜蓿品种编号材 料拉丁名原产地 1新疆大叶

11、Medicago sativa L. cv. Xinjiangdaye新疆 Xinjiang2三得利Medicago sativa L. cv. Sanditi荷兰 Netherlands3牧歌Medicago sativa L. cv. Amerigraze美国 American4威拉Medicago sativa L. cv. Weila美国 American5IS-1045Medicago sativa L. cv. IS-1045美国 American6安格Medicago sativa L. cv. Engelhard英国 England7甘农1号Medicago sativa L.

12、 cv. Gannong 甘肃 Gansu8甘农3号Medicago sativa L. cv. Gannong 甘肃 Gansu9甘农4号Medicago sativa L. cv. Gannong 甘肃 Gansu10中兰1号Medicago sativa L. cv. Zhonglan 甘肃 Gansu11兰杰兰德Medicago sativa L. cv. Langersteiner加拿大 Canada12金皇后Medicago sativa L. cv. Golden Empress 美国 American13皇后Medicago sativa L. cv. Alfalfa quee

13、n美国 American 实验药品及仪器 实验药品 凡士林、变色硅胶、硫酸、硫酸铜、硫酸钾或硫酸钠、氢氧化钠、硼酸、甲基红、乙醇、溴甲酚绿、盐酸标准溶液、蔗糖、硫酸铵、硼酸吸收液、无水乙醚、中性洗涤剂、滤纸筒、乙二胺四乙酸二钠(C10H14O8Na22H2O)、硼酸钠(Na2B4O710H2O)、十二烷基硫酸钠(C12H25NaO4S)、乙二醇乙醚(C4H10O2)、无水磷酸氢二钠(Na2HPO4)、1N硫酸、酸性洗涤剂。 实验仪器 小型牧草粉碎机、十分之一或百分之一粗天平、50-250烘箱、实验室用样品粉碎机或研钵、分样筛孔径，40目)、分析天平(感量、消煮炉或电炉、滴定管(酸式，10、25

14、mL)、凯氏烧瓶(250mL)、凯氏蒸馏装置、锥形瓶(150、250mL)、容量瓶(100mL)、消煮管(250mL)、凯氏定氮仪、索氏提取器、电热恒温鼓风干燥箱、干燥器、恒温水浴箱、实验室用粉碎机马弗炉、坩埚、干燥器、盘式电炉。 方式 水分的测定水分含量按GB/TI4769-93常压加热干燥法测定。将称量铝盒洗净编号后放入100-1052电热鼓风干燥箱中烘干1小时，用坩锅钳掏出，移入干燥器中冷却30分钟后称重(称量铝盒放入烘箱时应开1/3盖，冷却和称重时应盖严)，如此反复进行，直到前后两次重量之差不超过为止。在恒重的称量铝盒中精准称取两份平行样，每份2克左右，将称量铝盒一样本一道放入100-

15、1052 烘箱内，揭盖1/3，烘3-小时后，移入干燥器中，盖紧盒盖冷却30分钟，进行第一次称重，然后继续烘干1小时，冷却30分钟后进行第二次称重，如此进行直至前后两次重量之差不超过为止。吸附水计算时，采用每次称重中最低值。 粗蛋白的测定 粗蛋白质含量按GB/T14771-93凯氏定氮法测定。选取具有代表性的试样用四分法缩减至200g，粉碎后全数通过40目筛，装于密封容器中，避免试样成份的转变。称取试样(含氮量5-80mg)准确至，放入凯氏烧瓶中，加入混合催化剂，与试样混合均匀，再加入12mL硫酸和2粒玻璃珠，将凯氏烧瓶置于电炉上加热，开始小火，待样品焦化，泡沫消失后，再增强火力(360-410

16、)直至呈透明的蓝绿色，然后再继续加热，至少2h。将试样消煮液冷却，加入20mL蒸馏水，转入100mL容量瓶中，冷却后用水稀释至刻度，摇匀，做为试样分解液。将半微量蒸馏装置的冷凝管结尾浸入装有20mL硼酸吸收液和2滴混合指示剂的锥形瓶内。蒸汽发生器的水中应加入甲基红指示剂数滴，硫酸数滴，在蒸馏进程中维持此液为橙红色，不然需补加硫酸。准确移取试样分解液10-20mL注入蒸馏装置的反映室中，用少量蒸馏水冲洗进样入口，塞好入口玻璃塞，再加10mL氢氧化钠溶液，小心提起玻璃塞使之流入反映室，将玻璃塞塞好，且在入口处加水密封，避免漏气。蒸馏4min降下锥形瓶使冷凝管结尾离开吸收液面，再蒸馏1min，用蒸馏

17、水冲洗冷凝管结尾，洗液均流入锥形瓶内，然后停止蒸馏。精准称取硫酸铵，代替试样，按上述步骤进行操作，测得硫酸铵含氮量为%，不然应检查加碱、蒸馏和滴定各步骤是不是正确。用蒸馏后的吸收液当即用L或L盐酸标准溶液滴定，溶液由蓝绿色变成灰红色为终点。称取蔗糖，代替试样，按第5章进行空白测定，消耗L盐酸标准溶液的体积不得超过。消耗L盐酸标准溶液体积不得超过。每一个试样取两个平行样进行测定，以其算术平均值为结果。当粗蛋白质含量在25%以上时，允许相对误差为1%。当粗蛋白含量在10%-25%之间时，允许相对误差为2%。当粗蛋白质含量在10%以下时，允许相对误差为3%。 粗脂肪的测定粗脂肪含量按GB/T1477

18、2-93索氏提取法测定。样品准确称取均匀样品2-5g(精准至，装入滤纸筒内。将索氏提取器各部位充分洗涤并用蒸馏水润洗后烘干。脂肪烧瓶在(1032)的烘箱内干燥至恒重。(前后两次称量差不超过2mg)。将滤纸筒放入索氏提取器的抽提筒内，连接已干燥至恒重的脂肪烧瓶，由抽提器冷凝管上端加入乙醚或石油醚至瓶内容积的2/3处。通入冷凝水，将烧瓶浸在水浴中加热，用一小团脱脂棉轻轻塞入冷凝管上口。抽提温度的控制水浴温度应控制在使提取液每6-8min回流一次为宜。抽提时间的控制。抽提时间视试样中粗脂肪含量而定，一般样品提取6-12h，坚果样品提取约16h。提取结束时，用毛玻璃板接取一滴提取液，如无油斑则表明提取

19、完毕。提取完毕，取下脂肪烧瓶，回收乙醚或石油醚。待烧瓶内乙醚仅剩下1-2mL时，在水浴上蒸尽残留的溶剂，于95-105下干燥2h，置于干燥器中冷却至室温后称量。继续干燥30min后冷却称量，反复干燥至恒重(前后两次称量差不超过2mg)。 粗灰分的测定粗灰分含量按GB/T14770-93灼烧法测定。将坩埚连同盖子一路放入马弗炉中，于550下灼烧30 min。待炉温降至200后，将坩埚移入干燥器中，冷却至室温后称量。再次将坩埚放550马弗炉中灼烧30min后冷却称量，直至二次称量之差小于时为坩埚恒重，取称量最小量为坩埚重。称取约3g试样于已恒重坩埚中，准确至并摊匀，半掩盖子。将盛有试样的坩埚放在垫

20、有石棉网的电炉上灰化至无烟，再移入马弗炉中加热到550灼烧3h，直至试样完全灰化，无黑色炭粒。待炉温降至200时，将坩埚移入干燥器内冷却，称量，准确至 g。再次将坩埚放入550 马弗炉中灼烧1h后冷却称量,直至二次称量之差小于时为恒重,取称量最小量为灼烧后坩埚及试样重。每一个试样取两个平行样测定取算术平均值为测定结果。灰分含量在5 %以上允许相对误差为1%含量在5%以下允许相对误差为5%。 粗纤维的测定粗纤维含量按GB/T 6434-1994酸碱洗涤法测定。（1）中性洗涤纤维测定（NDF)：准确称取样品，通过40目筛，置于直筒烧杯中，加入100ml中性洗涤剂和数滴十氢化萘及无水亚硫酸钠。将烧杯

21、套上冷凝装置于电炉上，在5-10min内煮沸，并持续维持微沸60min。煮沸完毕后，取下直筒烧杯，将烧杯中溶液倒入安装在抽滤瓶上的已知重量的玻璃坩埚中进行过滤，将烧杯中的残渣全数移入，并用滚水冲洗玻璃坩埚与残渣，直洗至滤液呈中性为止。用20ml丙酮冲洗二次，抽滤。将玻璃坩埚置于105烘箱中烘2h后，在干燥器中冷却30 min称重，直称至恒重。（2）酸性洗涤纤维测定(ADF)：准确称取样品，通过40目筛，置于直筒烧杯中，加入100 ml酸性洗涤剂和数滴十氢化萘及无水亚硫酸钠。将烧杯套上冷凝装置于电炉上，在5-10min内煮沸，并持续维持微沸60min。趁热用已知重量的玻璃坩埚抽滤，并用滚水反复冲

22、洗玻璃坩埚及残渣至滤液呈中性为止。用少量丙酮冲洗残渣至抽下的丙酮液呈无色为止，并抽净丙酮。将玻璃坩埚置于105烘箱中烘2h后，在干燥器中冷却30 min称重，直称至恒重。 3. 数据处置用excel进行数据统计和分析，计算出各指标平均值。采用层次分析法( AHP)进行综合评价。 4. 结果与分析 13个苜蓿品种的各项营养成份测试结果 苜蓿的有机和无机营养物质含量决定着它的营养价值。按如实验，对13个苜蓿品种的粗水分（H2O）、粗蛋白(CP)、粗纤维(CF)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、粗脂肪(EE)、粗灰分(CA)进行了测试分析，13个紫花苜蓿品种的各项测试指标的测试结果如

23、表2。不同品种间的粗蛋白含量相差较大，蛋白含量最高的为安格，粗蛋白含量为%。然后是皇后、甘农1号、IS-1045，甘农3号、甘农4号、威拉、金皇后、新疆大叶、兰杰兰德、中兰1号,粗蛋白含量别离是%、%、%、%、%、%、%、%、%、%。最后是三得利和牧歌，粗蛋白含量是%和%。按国家标准, 紫花苜蓿水分含量不得超过%。从表2可以看出，13个苜蓿品种均达到国家标准要求。水分含量由小到大排序为：中兰1号%，牧歌%，IS-1045为%，兰杰兰德%，金皇后%，安格%，甘农3号%，新疆大叶%，威拉%，三得利%，甘农1号%，甘农4号%和%皇后。粗脂肪含量最高的为IS-1045，含量为%，然后依次为金皇后、新疆

24、大叶、皇后、安格、兰杰兰德、威拉、牧歌、甘农3号、甘农1号、三得利和甘农4号，粗脂肪含量别离是%、%、%、%、%、%、%、%、%、%和%。含量最低的为甘农1号，含量为%。粗灰分含量由高到低为牧歌、兰杰兰德、甘农3号、皇后、IS-104五、甘农4号、三得利、甘农1号、新疆大叶、威拉、金皇后、安格和中兰1号，粗灰分含量别离是%、%、%、%、%、%、%、%、%、%、%、%和%。中性洗涤纤维含量由高到低是新疆大叶、皇后、中兰1号、牧歌、兰杰兰德、金皇后、IS-104五、安格、甘农3号、甘农4号、甘农1号、威拉和三得利，NDF含量别离是%、%、%、%、%、%、%、%、%、%、%、%和%。酸性洗涤纤维含量

25、最低的为三得利，ADF含量为%。其次是威拉、金皇后、牧歌、皇后、甘农3号、甘农1号、兰杰兰德、安格、新疆大叶、中兰1号和甘农4号，ADF含量别离是%、%、%、%、%、%、%、%、%、%和%。最高的是IS-1045，ADF含量为%。表2 不同品种紫花苜蓿的营养成份测试结果 %编号No.水分（H2O）粗蛋白（CP）粗脂肪（EE）粗灰分（CA）中性洗涤纤维（NDF）酸性洗涤纤维(ADF)1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 综合分析评价时，先将各因素层指标值按好、较好、中等、一般、差五级依次得分为(5，4，3，2，1)，即把最大值与最小值之差分成5等份，各指标转化为对总目标得分

26、越高越好的方向，其中水分和粗纤维是平均值越小，得分越高；其他指标是平均值越高，得分越高，如表3。某一指标的权重是指该指标在整体评价中的相对重要程度。苜蓿饲料中蛋白质是很重要的评价指标。苜蓿品质性状的鉴定是苜蓿引种、栽培、育种和饲用等项研究中最基础的工作内容。可是，作为可直接利用的栽培型饲料作物，其品质性状评价不只是单项属性鉴定、单项指标评价。实际上单项属性突出的品种并非意味着是最适宜的品种，只有综合性状优良的品种才最适宜推行应用。由于苜蓿材料间品质不同是由多种性状决定的,这些性状之间存在着错综复杂的关系。人们很难依据各项分离的品质性状去定量化判断一个品种的综合特性。层次分析法(AHP)是一种定

27、性与定量相结合的系统分析方式,运用该方式成立判断矩阵，并数量化确认苜蓿各单项品质特性在综合评价中的组合权重，利用绝对评分法综合计算出13个苜蓿品种的数量评价综合排序值，从而肯定参试品种的综合品质。利用层次分析法，计算得出水分、粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、粗灰分等所占权重比例。表3 苜蓿生产性状综合评价指标评分标准分数水分粗蛋白粗脂肪粗灰分NDFADF5201012266173232权重系数加权值反映牧草生产性能综合评价值的好坏，加权值越大，该苜蓿品种的生产性能越好。按照各营养成份所占权重计算出各紫花苜蓿品种加权得分。最后对13个品种生产性能综合性状的加权得分值进行排序，肯定出不同品种的生产性能好坏

28、顺序如表4。表4苜蓿品种各评价指标对总目标的权重系数及生产性能综合得分和排序编号No.水分（MC）粗蛋白（CP）粗脂肪（EE）粗灰分（Ash）中性洗涤纤维(NDF)酸性洗涤纤维(ADF) 综合得分排名1335332 52212355 123412545 134333355 95445421 26453122 37141353 78332423 109132321 610422131 1111423542 812435225 413154434 15. 讨论概略养分析法把饲料中的营养物质分为六大类，即水分、粗蛋白质、粗脂肪、粗纤维、粗灰分与无氮浸出物。苜蓿营养价值评定主要有感观评定法、实验室方式

29、和动物饲养实验方式，而实验室方式是比较成熟、靠得住的方式15。从营养价值来看，粗蛋白是家畜必不可少的营养物质；脂肪是热能的主要原料；粗灰分代表牧草中的矿物质，这些物质含量越高，牧草品质也就越好16,17,18。而中性洗涤纤维含量的高低直接影响家畜采食率，含量高，则适口性差；酸性洗涤纤维含量影响家畜对牧草的消化率，其含量与养分消化率呈负相关19,20。王学鹏等在实验中测的紫花苜蓿的水分含量在6%左右，粗蛋白含量在18%左右，粗纤维含量在28%左右，粗灰分在10%左右21。从表2可以看出十三个苜蓿品种中水分含量最高的是皇后%)，最低的是中兰1号%)；粗蛋白含量最高的是安格%)，最低的是牧歌%)；粗脂肪含量最高IS-1045%)，最低的是甘农4号%)；粗灰分含量最高的是牧歌%)，最低的是中兰1号%)。中性洗涤纤维含量最高的是新疆大叶%)，最低的是三得利%)；酸性洗涤纤维含量最高的是IS-1045%)，最低的是三得利(25%)。其中，三得利视为适口性好，消化率高的品种。本研究采用层次分析法对苜蓿的营养价值进行分析，得出的