我国油菜种植历史悠久，以收获种子用于榨油为主要栽培目的。油菜种植面积占全国油料作物总面积的50%[1]。为了提高油菜种植效益及实现油菜产业高质量发展，油菜的功能价值不断被挖掘[2-3]。油菜在西藏高原的种植面积达21 500 hm2，年产油菜籽约56 900 t[4]，按草谷比2.87计[5]，秸秆年产量近163 000 t。油菜秸秆是宝贵的农业副产品，富含氮、磷、钾等营养物质[6]，是西藏高原重要的粗饲料资源，能够实现以农养牧，弥补饲草短缺问题[7]。油菜秸秆营养成分与麦类作物、大豆秸秆差异较大，粗蛋白、粗脂肪含量高于麦类、玉米和大豆秸秆，作为粗饲料资源开发潜力较大[6,8-10]，不同油菜品种和收获时期对油菜秸秆营养成分影响较大[11-12]。目前，大量油菜秸秆被作为农业废弃物丢弃，造成了极大的资源浪费[13]。西藏农牧区对油菜秸秆的处理多以就地焚烧或随处丢弃，易引发环境污染与安全隐患，难以实现秸秆资源的有效利用和可持续发展。秸秆饲用品质是饲料化利用的基础，明确西藏油菜秸秆营养特性，促进秸秆资源的开发利用，有助于增加油菜种植效益，促进西藏畜牧业发展。本试验通过检测西藏10个油菜主推品种（系）秸秆8项营养指标，运用相关软件进行相关性及主成分分析，综合评价油菜秸秆营养价值，为其在西藏农牧区的饲料化利用提供参考。1材料与方法1.1试验地概况田间试验在西藏自治区农牧科学院农业研究所3号试验地进行，海拔3 633 m，年无霜期短，属于春油菜区。土壤质地为沙壤，肥力中等，前茬作物为青稞。播种前精细整地，深翻、耙平，每667 m2人工撒施基肥尿素10 kg，磷酸二铵10 kg。1.2试验材料试验材料为西藏自治区主推的10个油菜品种（系）。其中甘蓝型品种（系）6个：湘油420、127025-1、京华165、山油2号、藏油5号、藏油12号；白菜型油菜品种（系）4个：166052-1、藏油3号、104005、彭波黄。于2022年4月2日人工开沟条播，随机区组设计，3次重复，小区面积6.7 m×2 m=13.4 m2，5行区，行距0.4 m，株距0.16 m。各小区统一种植、施肥管理。在油菜成熟期分别随机采集每个品种（系）的秸秆，剪碎，粉碎，四分法取样1 000 g，备用。1.3测定指标及方法油菜秸秆取样后经烘箱60 ℃处理24 h，研钵粉碎过40目筛，制成待测样品。采用凯氏定氮法（GB 5009.5—2016）测定粗蛋白（CP）含量，参照《饲料中钙（Ca）的测定》（GB/T 6436—2018）的方法测定Ca含量，采用钼锑抗比色法（NY/T 2421—2013）测定磷（P）含量；采用灼烧法（GB/T 6438—2007）测定粗灰分（Ash）含量，索氏抽提法（GB 5009.6—2016）测定粗脂肪（EE）含量，洗涤法（GB/T 6434—2006）测定粗纤维（CF）含量，分别采用GB/T 20806—2022、范氏洗涤法（NY/T 1459—2007）测定中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）含量[14]。1.4数据统计与分析利用SPSS 26软件对数据进行方差分析、相关性分析、主成分分析、聚类分析。本试验以CF、Ash、CP、EE、ADF、NDF、Ca、P共8个营养指标构建评价体系综合评估油菜秸秆的营养品质。通过主成分分析将有相关性的指标降维成几个相互独立的综合指标，同时能够反映原来指标的大部分信息。由于各指标量纲不统一，主成分分析前需要用隶属函数法对原始数据进行标准化处理，按公式（1）进行数据转换。运用SPSS软件进行主成分分析，得到每个样品的主成分分值Fi，用各样品主成分分值Fi乘以其相对应的贡献率Ei，相加后得到各样品的综合得分D，如公式（2）所示[15]。Sin=(Xin-Ximin)/(Ximax-Ximin)(1)D=∑(Fi×Ei) (i=1, 2, 3,……)(2)式中：Sin为第n个样品的第i个指标原始数据转换后的隶属函数值；Xin为第n个样品的第i个指标原始测定数据，Ximax、Ximin分别为各样品第i个指标的最大值、最小值。运用SPSS软件对油菜品种（系）秸秆各营养品质指标进行Pearson相关性分析。2结果与分析2.1不同油菜品种（系）秸秆的营养品质分析（见表1）由表1可知，10个油菜品种（系）CP含量为3.02%~8.33%，平均含量为5.15%，变异系数为38.64%，品种（系）间差异较大，白菜型油菜秸秆CP含量较高，且3个白菜型油菜品种（系）（166052-1、藏油3号、104005）秸秆的CP含量显著高于甘蓝型油菜秸秆（P0.05）。10个油菜品种（系）Ash含量为6.52%~8.03%，平均含量为7.14%，变异系数为14.99%，白菜型油菜秸秆Ash含量高于除山油2号以外的甘蓝型油菜秸秆（P0.05）。10个油菜品种（系）NDF含量为59.36%~69.45%，平均值为63.57%，变异系数为6.54%；10个油菜品种（系）ADF含量为39.87%~49.19%，平均值为44.15%，变异系数为8.09%，纤维含量品种（系）间差异较小。10个油菜品种（系）EE含量为0.52%~3.34%，平均值为1.85%，变异系数为67.57%，品种（系）间差异较大，白菜型油菜EE含量较高，其中藏油3号EE含量最高，其次为166052-1，且藏油3号EE含量显著高于除藏油5号以外的甘蓝型油菜（P0.05）。10个油菜品种（系）CF含量为12.18%~19.04%，平均值为16.25%，变异系数为15.51%，127025-1的CF含量最低，显著低于除藏油12号以外的其他油菜品种（系）（P0.05）。10个油菜品种（系）Ca含量为1.07%~2.60%，平均含量为1.84%，变异系数27.17%，104005和彭波黄Ca含量最高，显著高于其他油菜品种（系）（P0.05）。10个油菜品种（系）P含量为0.05%~0.11%，平均含量为0.08%，变异系数25.00%，彭波黄P含量最高，显著高于其他油菜品种（系）（P0.05）。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2024.05.023.T001表1不同油菜品种（系）秸秆的营养品质分析项目CPAshNDFADFEECFCaP湘油4203.59±0.17cd6.70±1.0060.25±3.59b41.94±1.81cde1.27±0.57c16.80±2.06ab1.45±0.09d0.08±0.01bc127025-13.82±0.13cd6.60±1.0660.17±3.98b41.47±3.55de1.09±0.49c12.18±1.59c1.86±0.11bc0.08±0.01bc京华1653.99±1.07cd6.52±1.1064.75±4.08ab46.50±4.59abc1.04±0.53c17.34±1.52ab1.65±0.22cd0.06±0.01de山油2号4.40±1.20cd7.22±1.2664.01±5.01ab43.23±1.63bcde0.52±0.15c16.01±1.80ab1.73±0.15cd0.07±0.02cd藏油5号3.02±0.81d6.88±1.1765.18±1.35ab45.92±2.27abcd2.47±0.40abc15.64±1.95ab2.14±0.02b0.09±0.01b藏油12号4.42±1.49cd7.07±1.3363.05±1.11b46.93±2.61ab1.46±0.82bc14.35±1.94bc1.55±0.10cd0.08±0.01bc166052-18.33±0.37a7.47±0.5565.08±1.35ab42.83±0.21bcde3.15±1.20ab16.89±0.87ab1.74±0.10cd0.09±0.00b藏油3号6.54±0.82b7.11±1.0069.45±5.62a49.19±2.77a3.34±1.28a19.04±3.42a1.07±0.09e0.05±0.01e1040058.25±0.64a8.03±0.9364.36±3.45ab43.63±1.31bcde2.16±0.93abc18.31±0.94a2.60±0.36a0.09±0.01b彭波黄5.13±1.38bc7.81±1.7159.36±2.96b39.87±3.43e2.02±2.11abc15.91±2.69ab2.60±0.42a0.11±0.01a范围3.02~8.336.52~8.0359.36~69.4539.87~49.190.52~3.3412.18~19.041.07~2.600.05~0.11平均值5.157.1463.5744.151.8516.251.840.08变异系数38.6414.996.548.0967.5715.5127.1725.00注：同列数据肩标字母不同表示差异显著（P0.05），字母相同或无字母表示差异不显著（P0.05）。%2.2不同油菜品种（系）秸秆各营养指标相关性分析（见表2）对油菜秸秆各营养品质指标进行相关性分析，探究各指标间的关联程度。由表2可知，油菜秸秆CP含量与EE含量之间呈极显著正相关（P0.01），与CF含量间呈显著正相关（P0.05）；Ash含量与CF含量之间呈极显著正相关（P0.01），NDF含量与ADF含量间呈极显著正相关（P0.01）；ADF含量与Ca含量、P含量呈显著负相关（P0.05）；P含量与Ca含量之间呈极显著正相关（P0.01）。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2024.05.023.T002表2不同油菜品种（系）秸秆各营养指标相关性分析项目CPAshNDFADFEECaPCFCP1.000Ash0.3351.000NDF0.2930.1421.000ADF-0.084-0.1320.739**1.000EE0.582**0.1740.1890.1291.000Ca0.1240.159-0.308-0.380*-0.0211.000P-0.007-0.152-0.290-0.386*0.0220.615**1.000CF0.380*0.496**0.3390.1670.265-0.147-0.3111.000注：“*”表示显著相关（P0.05），“**”表示极显著相关（P0.01）。2.3不同油菜品种（系）秸秆营养品质性状主成分分析（见表3~表5）主成分分析是利用降维的方法，在损失很少信息的前提下将多个指标转化为几个综合指标的多元统计方法，其中转化而成的综合指标则称为主成分。将原始数据标准化，进行主成分分析，KMO和巴特利特检验能够检验各因素之间的关联程度。由表3可知，KMO取样适切性量数为0.615＞0.500，各因素之间关联程度较高（P0.05），主成分分析结果较理想。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2024.05.023.T003表3KMO和巴特利特检验KMO取样适切性量数巴特利特球形度检验近似卡方显著性0.61544.1520.027由表4可知，每个载荷量表示主成分与对应变量间的相关系数。用主成分载荷矩阵中的数据除以主成分相对应的特征值再开平方根，便可计算出主成分中每一个指标所对应的系数，即特征向量A1、A2。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2024.05.023.T004表4因子载荷矩阵结果项目成分特征向量12A1A2CP0.2640.8530.0760.295Ash-0.1950.920-0.0560.318NDF0.9250.2230.2650.077ADF0.883-0.1560.253-0.054EE0.4590.6680.1320.231Ca-0.6930.538-0.1990.186P-0.8110.471-0.2330.163CF0.6270.5320.1800.184由表5可知，依据特征值大于1的原则提取主成分，本试验提取了2个主成分，特征值分别为3.485和2.889。累积方差贡献率达到79.665%。其中主成分1的贡献率为43.557%，主成分2的贡献率为36.109%。主成分1在NDF、ADF上的载荷值较大；主成分2在Ash、CP上的载荷值较大。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2024.05.023.T005表5主成分提取分析成分初始特征值总计方差百分比/%累积贡献率/%13.48543.55743.55722.88936.10979.66530.5877.33787.00340.4705.87092.87350.3284.10396.97660.1341.67598.65170.0690.86899.51880.0390.482100.0002.4不同油菜品种（系）秸秆营养品质综合评价结果（见表6）主成分是原始变量的线性组合，主成分的数量相对于原始变量数量更少，但保留了原始变量的大部分信息。根据公式F1=0.076X1-0.056X2+0.265X3+0.253X4+0.132X5-0.199X6-0.233X7+0.180X8和F2=0.295X1+0.318X2+0.077X3-0.054X4+0.231X5+0.186X6+0.163X7+0.184X8，可计算各个主成分与8个营养指标的线性组合得分。根据主成分贡献率，建立油菜秸秆饲用品质评价的数学模型F综合=(43.557F1+36.109F2)/100。通过该数学模型计算出10个油菜品种（系）秸秆的饲用品质综合得分并排序，各品种（系）综合得分数值越大，表明该油菜品种（系）秸秆的饲用品质越好。由表6可知，10个油菜品种（系）秸秆饲用品质综合得分排序结果为：藏油3号104005166052-1京华165藏油5号藏油12号山油2号彭波黄湘油420127025-1。其中得分排名前3位的是藏油3号、104005、166052-1，均为白菜型油菜品种（系）。其余品种（系）得分均为负值，说明这些品种（系）在西藏地区秸秆营养综合品质表现较差。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2024.05.023.T006表6不同油菜品种（系）秸秆的营养品质预测评价结果品种主成分得分综合得分（F综合）排名F1F2湘油420-0.371-0.803-0.4519127025-1-1.016-1.145-0.85610京华1650.670-0.946-0.0504山油2号-0.108-0.526-0.2377166052-10.2521.2010.5433藏油3号2.2080.2991.0701104005-0.1661.7260.5512彭波黄-1.5490.979-0.3218藏油5号0.013-0.178-0.0595藏油12号0.067-0.607-0.19062.5不同油菜品种（系）秸秆营养品质聚类分析（见图1）由图1可知，在欧式距离为15时，可将10份油菜品种（系）秸秆分为3类。第一类包括166052-1、104005、京华165、藏油5号、藏油12号、山油2号，此类油菜秸秆NDF和ADF含量中等偏高；第二类包括湘油420、彭波黄、127025-1，此类油菜秸秆NDF和ADF含量较低，CP和Ash含量中等；藏油3号为第三类，秸秆NDF、ADF、CF、EE、CP、Ash含量较高，秸秆综合营养品质相对较高。系统聚类分析结果与主成分分析的综合得分排序结果基本吻合。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2024.05.023.F001图1不同油菜品种（系）秸秆营养品质聚类分析3讨论3.1不同油菜品种（系）秸秆饲用价值分析牧草是畜牧业发展的物质基础。西藏地理位置、气候环境等特殊复杂，天然草场的生产力不能保证牲畜对饲草的需求[16]。农作物秸秆因其内含丰富的营养物质，是比较理想的粗饲料资源。秸秆补饲可以解决高原部分地区枯草期家畜饲草短缺问题。西藏地区常见的秸秆有青稞秸秆、油菜秸秆和小麦秸秆。西藏地区各类农作物秸秆年产量约700 000 t[17]，秸秆的饲料化利用研究有助于缓解西藏畜牧业饲草短缺问题以及维持青藏高原生态稳定。CP是家畜不可或缺的营养物质，CP含量越高，秸秆饲料品质越好[18]。秸秆CF含量较高，动物对其的消化率受到木质素的限制[19]。研究表明，油菜秸秆CP含量高于小麦秸秆、玉米秸秆及豆秸，EE含量低于豆秸，但高于小麦、玉米秸秆[8]，且CF含量较低[20]。本试验分析了4个白菜型油菜品种（系）及6个甘蓝型油菜品种（系）秸秆的营养成分，结果显示，10个油菜品种（系）的CP含量为3.02%~8.33%，平均值为5.15%，与前人研究结果相近[8,21]。且白菜型油菜秸秆的CP含量为5.13%~8.33%，普遍高于甘蓝型油菜秸秆（3.02%~4.42%）。本试验所测定的油菜秸秆EE含量在0.52%~3.34%之间，平均含量1.85%，高于白婷等[15]、鲍宇红等[17]所测定的青稞EE含量，且白菜型油菜秸秆的Ash和EE含量也普遍高于甘蓝型油菜秸秆。此外，本试验油菜秸秆NDF含量为59.36%~69.45%，ADF含量为39.87%~49.19%，低于白婷等[15]所测定的青稞相应成分含量，可见油菜秸秆是一种具有开发潜力的优质粗饲料资源。但相关研究表明，油菜秸秆的木质化程度高、适口性差，影响牲畜的采食量和消化率[6]。因此，如何改善油菜秸秆的适口性是其提高利用率重点研究的问题之一。此外，不同刈割时期及贮存方式等也会影响秸秆品质，今后需开展不同刈割期油菜秸秆饲用品质评价研究。3.2不同油菜品种（系）秸秆饲用品质综合评价分析主成分分析是采用降维的数学统计方法，将有关联的多个指标变量进行概括，在不损失绝大部分信息的前提下把多个指标信息降维成少数几个指标，达到筛选信息的目的[22]。近年来，主成分分析被广泛应用于粮食作物[23-25]、经济作物[26-28]的品质分析或成分评价等方面，在分析作物复杂综合性状和品质评价方面应用较多。农作物饲草营养品质评价方面也经常采取主成分分析法[15,24]。杨彦忠等[29]基于主成分分析法综合评价了甘肃省一年生饲草的生产性能，对6种一年生饲草作物的饲草品质进行了准确、客观的评价。张伟等[30]应用主成分分析法与聚类分析法评价了13个甜高粱饲草品种的饲用品质，筛选出了品质优良的饲草品种，且两种分析方法评价结果一致。本试验基于主成分分析综合评价西藏区内主推的10个油菜品种（系）秸秆的营养成分，提取出2个特征值大于1的主成分，累计贡献率达到79.665%。系统聚类分析结果与主成分分析的综合得分排序结果基本吻合。各油菜品种（系）秸秆的营养成分排序为藏油3号104005166052-1京华165藏油5号藏油12号山油2号彭波黄湘油420127025-1。在种植油饲两用型油菜时可优先选择排名靠前的品种，如藏油3号、104005、166052-1。4结论本文采用相关性分析、主成分分析、聚类分析发现，藏油3号秸秆饲用品质相对较高，其次为104005和166052-1，可以作为西藏地区油菜秸秆饲料化利用重点关注的品种（系）。