冯长松1,2，王二耀2，徐照学2，卢欣石3，王成章1
（1河南农业大学牧医工程学院，郑州450002；2河南省农业科学院畜牧所，郑州450002；3北京林业大学，北京100083）
摘要：河南省地处中国南北气候过渡地带，植物区系研究具有独特的地理学意义。为了有效开发利用该区域豆科饲用植物资源，通过物种调查统计，对区域豆科饲用植物的资源现状、属种组成、植物区系和地理分布及饲用价值进行分析。结果表明：河南豆科饲用植物共有41 属136 种。其中优势属和少种属占区域豆科植物区系属种的主体，分别占总属数60.97%和总种数的81.62%；区系地理成分以温带和热带为主要分布型，反映了河南豆科饲用植物区系分布与其处于过渡气候相适应的特征。河南豆科饲用植物的饲用价值总体较高，优良和中等豆科饲用植物种数占总种数的89.71%，下等和毒草占总种数的10.29%，并对其开发利用方式提出建议。
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关键词 ：河南；豆科植物；植物区系；饲用价值；资源
中图分类号：S812.8 文献标志码：A 论文编号：2014-0755
基金项目：“十二五”国家科技支撑计划“中东部地区优质紫花苜蓿高效生产利用关键技术研究与集成示范”(2011BAD17B04)；河南省博士后基金(2011-23)；河南省农科院科研发展专项(20148403)。
第一作者简介：冯长松，男，1972 年出生，河南潢川人，博士后，副研究员，主要从事牧草生产与草地资源研究。通信地址：450008 郑州市花园路116 号河南省农业科学院畜牧所，Tel：0371-65756361，E-mail：fengchangsong72@163.com。
通讯作者：王成章，男，1955 年出生，河南镇平人，教授，博士，主要从事牧草与饲料科学研究。通信地址：450002 郑州市文化路95 号河南农业大学牧医工程学院，E-mail：wangchengzhang@263.net。
收稿日期：2014-08-04，修回日期：2014-10-30。
0 引言
河南省是中国畜牧业大省，地处中国南北气候过渡带，植物类型多样，是一条极为重要的植物地理学分界线，但长期以来该区域豆科饲用植物资源未能有效开发利用、缺乏专门系统的研究。郭孝[1]1997 年概述了河南草地的分布、草地类型的划分及河南草地的特点等。李明等[2] 2006 年分析了河南省灌木资源的特点和饲用价值，探讨了科学利用饲用灌木的具体措施。2010 年位凤宇[3]介绍了河南禾本科饲用植物的属种组成、区系分布、地理分布及饲用价值, 并对其利用和保护提出了一些建议。目前河南尚未对全省的豆科饲用植物资源做过专题的调查与统计。2010—2013年，结合南水北调中线丹江库区灌草资源考察、河南省千万吨奶业跨越工程饲草供应建设规划、沿淮生态走廊等生态建设，河南省农业科学院畜牧研究所组织专家针对河南草地豆科植物多样性及典型豆科饲用植物群落生态特征等进行了3次科学考察，通过总结调查统计结果，查阅对比河南农业大学植物标本馆所保存豆科植物标本，参考《河南植物志》、《中国饲用植物》、《中国植物志》等[4-7]，对该区域豆科饲用植物的资源现状、地理分布、区系组成及饲用价值等进行了分析，以期为河南饲用植物科学保护、合理的开发利用提供基础数据。
1 自然条件概况
河南省位于中国中东部，地处黄河中下游，介于北纬31°23′—36°22′、东经110°21′—116°39′之间，全省国土面积167000 km2，南北纵跨约530 km2，东西横卧580 km2。地形西高东低，处于中国第二阶梯向第三阶梯的过渡地带，低山丘陵和平原分异明显。气候处于亚热带与暖温带的过渡地区，兼具中国南北气候的特色。四季分明，冬季寒冷干燥、春季多风沙、夏季炎热多雨、秋季晴朗少雨。境内以伏牛山和淮河干流为界线，以南为北亚热带，以北属于暖温带。南部温和湿润，年均气温15~16℃，年降水1000~1200 mm；北部温低缺雨，年均气温12~13℃，年降水600~900 mm，由南向北逐渐递减[8]。自然植被主要为落叶阔叶林，土壤主要为棕壤、黄棕壤、盐碱土、潮土、褐土、砂姜黑土和水稻土等七大类型。
2 河南省豆科饲用植物资源现状
河南省野生牧草有151 科624 属1405 种，占全省草地植物总数91%[8]。其中，豆科41 属136 种，占牧草总数的9.68%。豆科饲用植物种类虽少，但品质优良、饲用价值高，可饲用牧草比重大[9]。
2.1 属种组成
经统计，河南野生豆科饲用植物最多的属为胡枝子属(Lespedeza Michx.)，共14 种，占总数10.29%；含10 种以上的属有3 属37 种，占总种数的27.21%，即胡枝子属(Lespedeza Michx.)14 种、野豌豆属(Vicia Linn.)13 种、黄芪属(Astragalus L.)10 种[10]；4~9 种的属有7 属共44 种，分别占总属数和总种数17.07%和32.35%，具体为木蓝属(Indigofera L.)9 种、山蚂蟥属(Desmodium Desv.)8 种、棘豆属(Oxytropis DC)8 种、锦鸡儿属(Caragana Fabr)7 种、草木樨属(MelilotusMiller)4 种、岩黄蓍属(Hedysarum L.)4 种、香豌豆属(Lathyrus L.)4 种；2~3 种的属有16 属40 种，分别占总属数和总种数39.02% 和29.41% ，野百合属(Crotalaria L.)3 种、苜蓿属(Medicago L.)3 种、米口袋属(Gueldenstaedtia Fisch)3 种、杭子梢属(Campylotropis)3 种、皂荚属(Gleditsia L.)3 种、槐属(Sophora L.)3 种、甘草属(Glycyrrhiza L.)3 种、香槐属(Cladrastis Rafin.)3 种、合欢属(Albizia Durazz.)2 种、决明属(Cassia L.)2 种、黄华属(Thermopsis R. Br.)2 种、山黧豆属(Lathyrus Linn.)2 种、紫藤属(Wisteria Nutt.)2种、百脉根属(Lotus Linn.)2 种、鸡眼草属(Kummerowia Schindl.)2 种和鹿藿属(RhynchosiaLour.)2 种；含1 种的属有13 属共13 种，分别占总属数和总种数29.26% 和8.82% ，即胡卢巴属(TrigonellaLinn.)、云实属(Caesalpinia Linn.)、肥皂荚属(Gymnocladus Lam.)、二型豆属(Amphicarqaea Elliot)、大豆属(Glycine Willd.)、野扁豆属(Dunbaria Wight etArn.)、苦马豆属(Sphaerophysa DC.)、合萌属(Aeschynomene Linn.)、土栾儿属(Apios)、葛属(Pueraria DC.)、菜豆属(Phaseolus Linn.) 和豇豆属(Vigna Savi)。河南省豆科饲用植物栽培种共计17种，且主要为农作物，如扁豆(Lablab purpureusSweet)、落花生(Arachis hypogaea L.)、蚕豆(Vicia fabaL.)、紫花苜蓿(Medicago sativa L.)等。
从表2 该科植物属种组成分类可见，优势属有7 属69 种，占总属种数的17.07%和50.74%；多种属有3 属12 种，占总属种数的7.32%和8.82%；少种属共18 属42 种，为总属种数的43.9%和30.88%；单种属13 属13 种，占总属数31.71%和总种数9.56%。少种属和优势属数较多，物种组成数量较大，占该区域豆科植物区系的主体，属种比例分别达到总属种数的60.97%和81.62%，说明该豆科植物区系内物种多样性较丰富。从种属比例分析，优势属平均每属达10个物种，所包含的物种数量丰富，说明优势属在种的层级上丰富度高，优势显著，在该科的属种组成中作用重要。
3 河南豆科饲用植物区系
3.1 植物区系的分布型分析
河南省地处亚热带与暖温带的过渡地区，兼备了中国南北气候的特色，植物区系成分十分复杂，按照吴征镒[11]中国种子植物属的分布区类型划分法，可将河南豆科饲用植物41 属分为5 种范围分布、16 个分布区类型，结果见表3。
北温带、泛热带和东亚、北美洲间断3 种分布型最多，分别占总属数9.75%、19.51%、19.51%；温带亚洲、欧亚和南非洲间断，热带亚洲至热带非洲、世界分布、北温带和南温带（全温带）间断分布类型次之，分别占总属数7.32%、7.32%、7.32%、4.88%、4.88%；而热带亚洲至热带大洋洲、热带亚洲和热带美洲间断分布，地中海区至温带、地中海区西亚至中亚和中亚分布类型则较少，分别仅有1 属；无中国特有属类型。这说明河南豆科饲用植物分布具有明显过渡性，其区系成分以温带和亚热带性质为主，多样性成分并存。
其中，温带和热带分布类型在植物区系中占主导地位，占总属数的87.8%。热带分布属15 属，占总属数的36.58%，温带分布属21 属，占总属数的51.22%；世界分布属和古地中海分布属各2 属、东亚分布属2 属，分占总属数的4.88%和2.44%，此3 类分布型仅占总分布属数的12.2%。植物区系的温带向热带过渡性质明显，从而说明河南所处的自然地理位置，气候特点与植物区系的组成成分密切相关。
3.2 植物区系生活型
河南野生豆科饲用植物中落叶小乔木、灌丛和多年生草本较多，分别为57 种和46 种，占总种数的41.91%和33.82%；其次为一二年生草本、草质藤本和木质藤本，分别为17 种、12 种和4 种，占总种数的12.5%、8.82%和2.94%。河南野生豆科植物中小乔木、灌木，如皂荚、锦鸡儿、多花木蓝、美丽胡枝子等57 种，多年生草本有沙打旺、草木樨、黄花苜蓿、狭叶米口袋等；木质藤本为云实(Caesalpinia decapetala Alston)、葛藤(Argyreia seguinii Van. ex Levl.)、藤萝(Wisteriasinensis Sweet)和紫藤(Wisteria sinensis Sweet)，草质藤本有二型豆(Amphicarpaea trisperma)、柔毛山黑豆(Dumasia villosa DC.)、山黑豆(Vicia amoena Fisch. exDC.)、野大豆(Glycine soja Sieb. et Zucc)、毛野扁豆(Dunbaria villosa)、菱叶鹿藿(Rhynchosia dielsiiHarms）、鹿藿(Rhynchosia volubilis Lour.)、土栾儿(Apios fortunei)、山绿豆(Phaseolus minimus Roxb.)、野豇豆(Vigna vexillata Rich)、广布野豌豆(Vicia craccaLinn.)和山黧豆(Lathyrus quinquenervius Litv)。河南豆科植物的生活型见表4。
3.3 河南豆科饲用植物的地理分布
根据所统计136 种豆科饲用植物分布资料[12-14]，河南省各地区饲用植物种类分布情况见表5。河南野生豆科植物中以伏牛山区分布最多，有82 种，占总种数60.29%；太行山地区分布次之，有60 种，占总种数44.12%；大别山位于第三，有54 种，占总种数39.71%；桐柏山有47 种，占总种数34.56%；平原地区分布较少，约有34 种，占总种数25.00%；各山区均有分布的占总种数18.38%、有25 种。
4 河南豆科饲用植物的饲用价值
4.1 饲用价值等级统计
由表6 分析可见，优良和中等豆科饲用植物种数占总种数的89.71%，下等的占总种数的8.09%，毒草只占总种数的2.20%。河南豆科饲用植物的饲用价值总体较高，其中多为河南暖性草丛类、暖性灌草丛类草地和山地草甸的建群种或优势种。
4.2 饲用价值分析
将分布较广的12 个属各种植物不同生育期的化学成分求出平均值进行比较[1（5] 见表7），对各属营养成分及营养价值加以统计，分析各属所含种类和营养价值的关系。
4.2.1 含氮物质豆科饲草大都是优良牧草，其粗蛋白含量位居各科饲草植物之首，是天然草地蛋白质的主要来源之一。各属粗蛋白含量都在13%以上，在20%以上的有：锦鸡儿属、黄芪属、苜蓿属、木蓝属、米口袋属、山黧豆属和槐属，锦鸡儿属最高(31.07%)，野豌豆(14.18%)和胡枝子属(13.40%)较低（表7）。
4.2.2 含碳物质粗脂肪含量最多的为锦鸡儿属(6.89%)和胡枝子属(4.80%)，木蓝属(3.96%)次之，而葛属最少(1.22%) （表7）。
粗纤维含量以葛属(45.51%)和野豌豆属(35.64%)最高，草木樨属(33.64%)次之，苜蓿属(19.80%)最少。无氮浸出物以胡枝子属(49.80%)最高，然后依次为苜蓿属(48.10%)、山黧豆属(46.13%)和葛属(27.81%)（表7）。
4.2.3 无机物的含量粗灰分以米口袋属(15.31%)最高，黄芪属(15.12%)次之，然后依次为槐属(14.83%)和野豌豆属(5.07%)。钙含量以槐属(4.38%)最高，草木樨属( 2.73%)和锦鸡儿属(2.54%)次之，木蓝属(0.44%)最少。平均含量为1.94%，为高水平含量(>1.3%) （表7）。
磷的含量以锦鸡儿属(0.61% ) 最高，山黧豆属(0.52%)和黄芪属(0.43%)次之，木蓝属和野豌豆属(0.12%)最少。其平均水平为0.283，为较高水平含量(>0.2%) （表7）。
4.2.4 营养价值评定总能以大豆属(17.93 MJ/kg)和山黧豆属(19.75 MJ/kg) 最高，草木樨属(17.51 MJ/kg)和锦鸡儿属(17.23 MJ/kg)次之，木蓝属(15.76 MJ/kg)和槐属(15.96 MJ/kg)最少。消化能以山黧豆属(13.16 MJ/kg)最高，锦鸡儿属(12.56 MJ/kg)、胡枝子属(12.30 MJ/kg)次之，木蓝属(7.40 MJ/kg)和葛属(9.11 MJ/kg)最少。代谢能以锦鸡儿属(10.30 MJ/kg)和山黧豆属(10.55 MJ/kg)最高，胡枝子属(10.09 MJ/kg)和野豌豆属(9.63 MJ/kg)次之，木蓝属(7.32 MJ/kg)和葛属(7.48 MJ/kg)最少（表7）。
通过综合比较，总能、消化能和代谢能均以山黧豆属和锦鸡儿属最高，其次是胡枝子属和草木樨属，故可将其作为河南天然草地改良的主要草种。豆科饲用植物营养丰富，转化率高，总能为各科之最（平均为17.06 MJ/kg），消化能(平均为10.87 MJ/kg)和代谢能（平均为9.10 MJ/kg）均为最高（表7）；饲用豆科植物对家畜生长发育、母畜发情繁育有着显著的作用，因此积极开发河南饲用豆科植物对促进区域草地畜牧业的发展有着重要的意义[16]。
5 结论与讨论
5.1 物种多样性与资源现状
此次调查研究结果表明河南豆科饲用植物共有41 属136 种，占牧草总数的9.68%。优势属有7 属69种，占总属种数的17.07%和50.74%；多种属有3 属12种，占总属种数的7.32%和8.82%；少种属共18 属42种，为总属种数的43.9%和30.88%；单种属13 属13 种，占总属数31.71%和总种数9.56%。少种属和优势属数多，物种组成数量大，占该区域豆科植物区系的主体，充分表明区域内豆科植物区系物种多样性丰富。区系地理成分以温带和热带为主要分布型，反映了河南豆科饲用植物区系分布与其处于过渡气候相适应的特征。
河南豆科饲用植物温带和热带分布型在植物区系中占主导地位，占总属数的87.8%。热带分布属15 属，占总属数的36.58%，温带分布属21 属，占总属数的51.22%；世界分布属和古地中海分布属分占总属数的4.88%和2.44%，占总分布属数的12.2%。整体上看植物区系的温带向热带过渡性质明显，从而说明河南所处的自然地理位置，气候特点与植物区系的组成成分密切相关。这与郭孝等[17]1997 年研究认为河南草地植被因受气候和地形的影响，河南草地野生牧草分布与其处于过渡气候相适应的结论相一致。
5.2 资源开发利用潜力
河南气候温和，雨量充沛，全年降雨量为600~1200 mm，全省全年太阳照射的总时数为4428~4432 h，日照百分率达45%~55%，为全国日照较丰富的地区。在优越的水热条件下，河南天然牧草再生力强，1 年可刈割3~5 次，单位草地面积生产力较高，草地资源非常丰富。但同时，河南农业历史悠久，人口众多，平原地区草地早已被开垦，现存草地主要集中于沿黄滩区、西北、南部浅山丘陵区且分布零散。由于牲畜分布与草地分布不一致，致使部分草地载畜量严重不足，形成有草无畜或少畜的现象。地处河南南部的桐柏山、伏牛山地区雨量充沛、日照充足，并拥有占全区总面积27%的天然草地，但是由于山高坡陡，交通不便，大量优质饲草资源尚未有效转化成经济效益[18]。
此次调查研究结果表明，河南豆科饲用植物的饲用价值总体较高，优良和中等豆科饲用植物种数占总种数的89.71%。大部分豆科植物不仅是优良牧草，饲用价值高，而且能与根瘤菌共生固氮、改良土壤结构、提高土壤肥力、保持水土，功能多样、潜力巨大[19-20]。依照《河南省现代畜牧产业发展规划（2010—2020 年）》到2020 年全省肉类总产量超过1000 万t、蛋类产量达到500 万t、奶类总产量达到1000 万t，畜牧业蛋白饲料需求强劲，豆科饲用植物蛋白质含量高、营养丰富，其开发利用前景广阔[21]。
5.3 资源保护建议
河南省地处中原，属于过渡性气候，牧草都具有其特定的气候适宜性，目前真正适合河南、能充分利用河南水热条件的高产优良牧草品种仍十分缺乏。因此需要加快研究豆科饲用植物优异种质的繁殖方法，探索豆科植物的栽培管理措施，利用快繁技术育苗，扩大苗源；在河南省科技规划中加强牧草种质资源平台建设，加快全省牧草种质资源的整理、挖掘、引进和高效利用[22-23]。
结合南水北调中线工程水源地、黄河中下游生态涵养带、沿淮河生态走廊等生态建设，积极建立典型豆科牧草生态保护区，如建立丹江库区水源地胡枝子灌丛保护区、黄河故道沙打旺草地保护区、大别山野生白三叶保护区、黄河滩区野生大豆保护区等。建立的牧草生态保护区，即可有效的保护豆科植物的物种基因库，又可以在豆科植物的集中栖息地定点观察，开展河南豆科植物生物学特性、生态学特性和观赏特性等方面的研究，为其引种、驯化提供理论依据[24]。目前河南天然草地农、林、牧矛盾较大，应加强草场产权制度改革。进一步落实草地有偿承包，处理好种、管、用三者的关系，做到责权清晰、种管同步，加强草地重点县草地监理机构建设，完善全省草地监理体系。
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