洞庭湖短尖苔草不同部位营养成分含量分析

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摘要 苔草是洞庭湖湿地生态系统的优势种群之一，苔草群落对于该区域水分平衡、气候环境调节具有重要意义，同时苔草群落还为珍稀鸟类及鱼类提供食物原材料及栖息场所。分别测定洞庭湖短尖苔草地上部分和地下部分粗脂肪、总磷和粗灰分含量，结果表明：短尖苔草地上部分粗脂肪、总磷、粗灰分均含量分别为（17.835 0±0.110 0）、（2.157 0±0.000 6）、（34.100 0±0.173 0）g/kg；地下部分粗脂肪、总磷、粗灰分均含量分别为（8.150±0.090）、（1.668±0.001）、（60.550±0.465）g/kg。地上部分与地下部分粗脂肪、总磷和粗灰分含量均存在极显著差异（P<0.01）。对洞庭湖短尖苔草不同部位粗脂肪、总磷、粗灰分含量的测定，进一步明确了洞庭湖短尖苔草的营养价值，证实了该植物能够为珍稀鸟类及其他动物提供充分的营养，可以成为良好的青草饲料，本研究为短尖苔草提供了基础的数据资料，对洞庭湖湿地动植物保护具有重要意义。

关键词 短尖苔草；营养成分；总磷；粗灰分；粗脂肪；洞庭湖

中图分类号 S543+.9 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）03-0305-03

Abstract Carex brevicuspis is one of the dominant population in the wetland ecosystem of Dongting Lake，and the Carex brevicuspis community is of great significance to the regulation of climate environment and water balance in this region.In the meantime，the Carex brevicuspis community provides the raw materials of food and habitats for the rare birds and fishes. This research had determined the content of crude fat，total phosphorus and ash of Carex brevicuspis′s aerial part and underground part separately，and the result of the research showed that the content of crude fat，total phosphorus and ash of Carex brevicuspis′s aerial part was（17.835 0±0.110 0）g/kg，（2.157 0±0.000 6）g/kg and（34.100 0±0.173 0）g/kg，respectively；and the content of crude fat，total phosphorus and ash of Carex brevicuspis′s underground part was（8.150±0.090）g/kg，（1.668±0.001）g/kg and（60.550±0.465）g/kg，respectively. There were significant differences between the content of crude fat，total phosphorus and ash of Carex brevicuspis"s aerial part and underground part（P<0.01）. The determine of the different part of Carex brevicuspis"s crude fat，total phosphorus and ash′s content in Dongting Lake had further cleared the nutritional value of Dongting Lake′s Carex brevicuspis and proved that this kind of plant could provide abundant nutrition for the rare birds and other animals，and became good green fodder. This research had provided basic data for Carex brevicuspis，and had great importance to the preservation of the animals and plants in the wetland of Dongting Lake.

Key words Carex brevicuspis；nutritional content；total phosphorus；ash；crude fat；Dongting Lake

苔草是莎草科苔草属多年生草本[1]，是洞庭湖湿地生态系统四大优势种群之一[2]。近年来，由于人为干扰、大型水利工程建设和气候变化等多重因素的影响，洞庭湖湿地植被格局发生了巨大变化，以苔草为绝对优势的洲滩分布面积持续减小，已由1983年的768 km2缩减为2007年的499 km2。苔草群落是洞庭湖主要鱼类产卵场和候鸟重要觅食地以及栖息场所[3]，同时苔草直接为鱼类、鸟类、哺乳动物提供食物，对不同取食对象，苔草不同部位产生生态位的分离。苔草对于洞庭湖湿地生态系统稳定及生物多样性维持具有十分重要的作用。当前，对于洞庭湖苔草的研究主要集中在群落特征及演替[4-8]、遥感[9-11]、形态[12-14]、应用[15-17]等方面，而尚无成分测定相关的研究。虽然张芳平[16]对鄱阳湖苔草成分进行了测定，但该测定针对整个鄱阳湖苔草属而言，仅具参考意义。

为进一步明确苔草的营养成分，研究以洞庭湖短尖苔草（Carex brevicuspis）为对象，对其不同部位粗脂肪、总磷、粗灰分含量进行了测定，为分析短尖苔草营养成分、苔草群落保护及苔草利用奠定基础，同时为洞庭湖越冬小天鹅、白额雁等珍稀鸟类食性研究提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 研究区域

洞庭湖位于湖南省北部、长江中游荆江南岸（东经111°40′～113°10′，北纬28°30′～29°31′），总面积2 625 km2，为我国第二大淡水湖[6]，湖区年平均气温为16.8 ℃，冬季为5.8 ℃，夏季为27.3 ℃，春秋季较暖和，季风气候特征明显[18]。洞庭湖是国际重要湿地，生物资源丰富，其中植物资源1 428种，鸟类资源216种，鱼类资源119种，哺乳类22种，两栖爬行类27种[19]。洞庭湖湿地常见的水生维管束植物有苔草、黑藻（Hydrilla verticillata）、菹草（Potamogeton crispus）、苦草（Valli-sneria spiralis）、芦苇（Phragmitis communis）、虉草（Phalaris arundinacea）等[20]。

研究采样区域位于东洞庭湖七星湖区域（北纬29°15′30″，东经112°48′53″），该区域为东洞庭湖国家级自然保护区的缓冲地带，苔草群落为其优势群落。该区域是东洞庭湖的主要产鱼区，也是小天鹅、豆雁等珍稀越冬鸟类的主要栖息地，同时该区域还有洞庭湖野生麋鹿种群生活。

1.2 研究对象

短尖苔草为多年生草本植物，主要分布在中国大陆东部和台湾。该植物根状茎粗短，杆高20～55 cm，三棱形，老叶鞘深棕色纤维状。叶长于杆，宽0.5～1.0 cm，先端渐窄；苞片短叶状，具长鞘。果期4—5月。在洞庭湖区域由于周期性的水淹，该植物以无性繁殖为主，通过地下根茎产生分株[21]。根茎有长根茎和短根茎2种形式，长根茎长度在2～25 cm之间，形成游击型分蘖，短根茎一般长于母株基部，通常小于1 cm，形成密集型分蘖[22-25]，从而形成连片的苔草群落景观。洪水季节（5—10月），短尖苔草地上部分全部被淹，洪水退后，短尖苔草迅速萌发并快速生长，于12月完成第1个生长季；随后1—2月由于低温，短尖苔草地上部分枯黄，植株进入相对休眠状态，3月随着气温上升苔草萌发新的无性系植株并快速生长，于4—5月开花抽穗，在洪水前完成第2个生长季[26]。

1.3 研究方法

研究于2015年4月6日前往东洞庭湖进行短尖苔草样品采集。采样点位于洞庭湖七星湖区域，在该区域随机设置3个1 m×1 m的植物样方对整株短尖苔草进行采集、装袋和编号。将采集的新鲜短尖苔草样品从根茎衔接处剪切，根部以上为地上部分，余下为地下部分。分别用自来水对样品进行清洗，洗净后用蒸馏水进行淋洗，待样品风干去除表面水分后将短尖苔草地上部分与地下部分样品分别进行称重并记录称量数据，即为样品鲜重。然后将不同部位的短尖苔草置于烘箱内65 ℃烘干，前后间隔1 h重量差不超过0.001 g为恒重，记录称量结果，此为苔草样品干重。将干样用粉碎机进行粉碎，过40目筛，装入已编号的密封袋内置于干燥器内保存备用。在混合均匀的3个短尖苔草样方内分别选取地上部分与地下部分3个平行样品进行粗灰分、粗脂肪和总磷含量的测定。试验测定18个样品。粗灰分是无机营养物质的总和，主要有钙、磷、钠、氯、镁、铁、硫、碘、锰、铜、钴、锌等物质，粗灰分按《饲料中粗灰分的测定方法（GB/T6438）》测定。粗脂肪主要包括真脂肪、麦角甾醇、胆固醇、脂溶性维生素、叶绿素等，还含有少量可溶于醚的其他有机物，如脂溶性维生素、胡萝卜素、有机酸和蜡质等，粗脂肪按《饲料粗脂肪测定方法（GB/T6433）》用SZF-06C脂肪测定仪（上海洪纪仪器设备有限公司）测定。总磷按《饲料中总磷的测定分光光度法（GB/T6437）》用SP-1920双束光紫外可见分光光度计（上海光谱）测定含量。

1.4 数据处理

研究将短尖苔草地上部分与地下部分粗灰分、粗脂肪和总磷测定值进行汇总整理，统计检验使用SPSS 18.0统计软件进行，使用独立样本t检验进行差异性比较。

2 结果与分析

2.1 洞庭湖短尖苔草含水率

含水率是由植物鲜重与干重的差值与鲜重之比进行计算，经测定，洞庭湖短尖苔草含水率为8.8%～10.1%。

2.2 洞庭湖短尖苔草不同部位粗脂肪、总磷、粗灰分含量

短尖苔草地上部分粗脂肪含量、总磷含量分别为（17.835 0±0.110 0）、（2.157 0±0.000 6）g/kg，地下部分分别为（8.150±0.090）、（1.668±0.001）g/kg，地上部分含量均高于地下部分，其中粗脂肪的地上部分含量是地下部分含量的2倍以上，短尖苔草地上部分与地下部分粗脂肪含量均显著高于总磷含量（P<0.01）。短尖苔草地上部分与地下部分粗灰分均含量分别为（34.100 0±0.173 0）、（60.550±0.465）g/kg，地上部分含量小于地下部分，且差异亦极显著（P<0.01）（表1）。

3 结论与讨论

对洞庭湖短尖苔草地上部分与地下部分的不同营养成分的含量进行相关性分析，相关系数为0.916（P<0.01），极度相关，这印证了植物地上部分与地下部分是一个整体。植物不同营养成分在不同部位的分配是植物的生态策略。根系是植物的主要吸收器官，植物依靠根系从土壤中吸收水分和营养物质，钙、磷、镁、铁、锌等矿质元素主要聚集于根部，所以地下部分粗灰分含量要高于地上部分；叶是植物进行光合作用的主要器官，通过转化太阳能为自身化学能，其主要包括粗脂肪等植物生长所必需的营养物质；磷是维持和协调植物体内新陈代谢与酶催化的主要元素之一，其对植物体内ADP与ATP的合成具有重要作用。短尖苔草地上部分总磷和粗脂肪含量高于地下部分，而粗灰分含量低于地下部分，试验结果与植物营养元素分配的生态策略相符。

青饲料的主要成分为蛋白质、粗纤维、粗脂肪、磷及其他一些动物生长所需的营养元素。当前，诸多文献报道将苔草列为青草饲料的良好植物[27-30]。在青草饲料的营养成分中，粗脂肪为重要的供能物质，为动物生长提供保障，总磷是构成牙齿和骨骼的主要成分，若牧草中磷含量低于0.2%，可导致畜禽发生软骨病和磷缺素症[31-35]，较高的物质含量是植物成为青草饲料的良好前提。植物中的粗灰分往往是动物难以消化的物质，是青草饲料中加以控制的指标。熊 烽等的研究表明鄱阳湖苔草替代羊草饲喂荷斯坦后备牛不会影响其生长发育，且苔草价格较羊草低廉，加之运输成本也低于羊草（东北地区运输到南方），可以降低生产成本，说明在南方地区充分发掘饲料资源，在生产中应用苔草是完全可行的[28]。张芳平的研究表明鄱阳湖苔草含干物质91.77%、有机物质85.14%、粗蛋白10.11%、粗脂肪4.96%、中性洗涤纤维66.21%、酸性洗涤纤维35.72%、粗灰分6.63%，是一种营养价值较高的饲草[16]。研究测定洞庭湖短尖苔草地上部分粗脂肪、总磷含量均较高，且高于地下部分，而粗灰分含量地上部分远远低于地下部分，因此洞庭湖苔草的确可以成为良好的青草饲料，能为禽畜提供必需的营养物质。本研究中测定短尖苔草的物质含量与张芳平的研究结果有明显差异，首先可能是由于张芳平的研究材料是从江西鄱阳湖草业开发有限公司购买，为混合样品；本研究所用样品为洞庭湖区域苔草群落内的短尖苔草，为单一样品。其次，张芳平的研究是以整株苔草混合样进行营养成分检测，而本研究则是对整株苔草地上与地下2个部位进行检测，分析方法不同。同时，样品采集时间不同，其营养成分也会发生变化，苔草在其返青生长期、旺盛生长期、分蘗生长期等阶段各营养成分含量均有所不同。除青草饲料外，苔草亦是水禽的重要食物来源。王鑫的研究表明苔草是小白额雁越冬期与迁徙期的主要食物来源，在上湖草滩和下湖草滩，白额雁和豆雁均主要以笞草为食，苔草占白额雁和豆雁食物的平均比例为（97.75%±0.98%）SE以及（89.76%±4.61%）SE[36]。同时，吉文丽等的研究表明苔草属植物有许多种类是返青早、色泽好、生长持续时间长、美化环境效果好的优良草坪地被植物[1]。

研究通过对洞庭湖短尖苔草地上部分与地下部分粗脂肪、总磷、粗灰分含量的测定，进一步明确了短尖苔草的营养成分，确定短尖苔草可以作为青饲料的主要来源、越冬候鸟的重要食源和优良草坪地被植物等。由于洞庭湖苔草营养成分含量受到土壤理化性质、气候条件、水文条件、生长阶段和干扰等的影响，因此需要对其营养成分进行深入的研究，为动物种群保护及苔草利用提供基础资料。

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