配方施肥对一年生黑麦草产草量及品质的影响

2011-03-14李小坤鲁剑巍刘晓伟潘福霞魏云霞

草业科学 2011年9期

李小坤，鲁剑巍，刘晓伟，刘威，潘福霞，魏云霞

(华中农业大学资源与环境学院，湖北武汉 430070)

随着农业结构的调整优化以及肉禽蛋奶消费量的增长，发展以食草为主的畜禽养殖业越来越受到人们的关注，选择高产、优质牧草品种已成为当前和今后一段时期草业发展的首要任务[1]。一年生黑麦草(Loliummultiflorum)又名意大利黑麦草，是具世界栽培意义的禾本科牧草[2]，因适口性好、营养价值丰富，为各种畜禽所喜食[3]。黑麦草生育期长，生物量大，需要吸收大量的养分，施肥在黑麦草高产、稳产中发挥着重要的作用[4-5]。有研究[6]指出，黑麦草每次收割后追施一定量的氮肥能显著提高茎叶中粗蛋白和粗纤维含量；适度喷施Fe、Cu、Mn、B和Mo也能提高黑麦草的粗蛋白、粗纤维和粗灰分含量[7]。而有关配方施肥对黑麦草产量和品质影响的研究较少，黑麦草产草量的高低影响到畜牧业的发展，品质的好坏影响到食草动物的品质，进而影响人体的健康。本研究针对当前黑麦草种植过程中的施肥量不合理、比例不均匀及施肥技术落后等问题[8]，通过大田施肥试验，探讨不同配方施肥对一年生黑麦草产草量及品质的影响，以期为黑麦草的科学施肥提供理论依据。

1 材料与方法

1.1供试材料试验于2008年11月-2009年6月在华中农业大学资源与环境学院试验基地进行，试验地处湖北省武汉市洪山区(30°28′ N，114°20′ E)。前茬作物为苏丹草(Sorghumsudanense)，供试土壤为潮土，其基本理化性状为(采用系统研究法测定[8])：pH值7.4，有机质12.5 g/kg，铵态氮16.0 mg/kg，速效磷27.9 mg/kg，速效钾113.4 mg/kg。供试黑麦草品种为“特高”(Tetragold)一年生黑麦草。

1.2试验设计试验设3个处理，分别为：(1)不施肥(CK)；(2)配方施肥1(FR1)；(3)配方施肥2(FR2)，各处理3次重复。肥料用量：(1)配方1，N450P45K90，N、P、K分别代表N、P2O5、K2O，右下标表示全生育期施肥量，单位为kg/hm2，N肥和K肥的2/3用作基施,余下的1/3分2次平均追施；P肥全部作基施；(2)配方2，N540P180K360，施肥方法和比例同(1)。N肥为尿素(含N 46%)，P肥为过磷酸钙(含P2O512%)，K肥为氯化钾(含K2O 60%)。

试验小区面积为10.0 m×1.3 m。黑麦草于2008年11月2日播种，播种量为60 kg/hm2，撒播，11月18日齐苗，全生育期刈割3次(2009年3月18日第1次刈割，5月1日第2次刈割，6月1日第3次刈割)，刈割时留茬高度为10 cm。

1.3分析方法基础土壤样品分析按照中-加合作土壤测试实验室采用的系统研究法(ASI)进行测定[9]；黑麦草鲜样在105 ℃烘箱内杀青30 min，然后在75 ℃条件下烘干至恒质量，称量并粉碎以供室内分析用。植物样品用浓H2SO4-HClO4硝化，采用钼锑抗比色法测磷；采用干灰化-1.0 mol/L盐酸浸提，原子吸收法测定钙[10]。评价一年生黑麦草饲用营养品质采用概略养分分析法[11]，并以五大饲用营养成分的产出来综合衡量。其中，粗蛋白(CP)测定用半微量凯氏定氮法；粗脂肪(EE)测定用残余法；粗灰分(CA)用直接灰化法；粗纤维(CF)按照酸碱法测定；无氮浸出物(NFE)含量和总能量(GE)按照下列公式计算[9]：

NFE=100%-CP%-EE%-CA%-CF%；

GE(J/kg)=[(CP×5.7+EE×9.4+CF×4.2+NFE×4.2)/100]×4.184×106。

1.4数据处理试验数据的差异显著性水平通过最小显著法(LSD)进行检验。

2 结果与分析

2.1施肥对黑麦草产量的影响

2.1.1施肥对黑麦草鲜草产量的影响黑麦草刈割3次每次刈割的鲜草产量施肥处理与不施肥处理(CK)相比均显著增加(图1)。配方施肥2(FR2)处理第1次刈割时的鲜产与配方施肥1处理(FR1)处理相差不大，但在第2、第3次刈割时明显比FR1高。整个生育期，FR1和FR2处理的鲜草产量分别是CK的3.6倍和4.1倍，差异均达显著水平，说明施肥可显著提高黑麦草产草量；FR2比FR1处理显著增产12.0%，说明FR2养分配比优于FR1处理。

图1 施肥对黑麦草鲜草产量的影响

2.1.2施肥对黑麦草干物质积累量的影响黑麦草干物质积累量如图2所示。(1)不同生长时期，施肥处理的干物质积累量均比CK处理高，且差异显著。第2茬生长期，各处理干质量增长最快，CK、FR1和FR2处理分别占各自总干物质量的53.9%、56.5%和60.4%。就日积累速率而言，施肥处理始终高于不施肥处理，且均呈先增加后降低趋势，以FR2处理为例，第1茬生长期，日积累速率最低，为28.9 kg/(hm2·d)；第2茬生长期日积累速率增加，达到最大值为223.9 kg/(hm2·d)；然后又降低为89.5 kg/(hm2·d)。(2)整个生育期，FR1和FR2处理的干物质量分别是CK的2.8倍和3.0倍，差异显著。由此可见，施肥可以显著提高黑麦草干物质积累量，且第2茬是黑麦草迅速生长时期，适时追肥有利于提高其干物质量。

图2 施肥对黑麦草干物质积累量的影响

2.2施肥处理对黑麦草饲用营养价值的影响

2.2.1饲用营养品质 (1)与不施肥处理相比，3次刈割时，施肥处理的黑麦草CP含量和EE含量均显著增加，而NFE含量则显著降低。(2)第1次刈割时，施肥显著提高了黑麦草的CF含量和CA含量；第2次刈割时施肥对黑麦草CF含量和CA含量无显著影响；第3次刈割时施肥处理黑麦草CF含量与对照相比显著降低，而CA含量无明显变化。(3)FR2处理与FR1处理相比，3次刈割黑麦草的CP、EE和CA含量均有所提高，而CF和NFE的含量则略有降低(表1)。

研究还发现，黑麦草饲用营养品质随着刈割次数有以下趋势：各处理CP含量均先降低后升高；对照的EE含量先升高后降低，而施肥处理则逐渐降低；对照的CF含量逐渐升高，而施肥处理则先升高后降低；对照的CA含量逐渐升高，而施肥处理则逐渐降低；各处理的NFE含量均逐渐降低。

磷和钙为牛和其他家畜所需要的大量元素，因此也常用于评价牧草的品质。配方施肥有提高黑麦草中磷和钙含量的趋势，且随着刈割次数的增加，黑麦草磷和钙含量显著增加(表1)，说明施肥对后期黑麦草品质的影响更加明显。

表1 黑麦草饲用营养成分含量 %

2.2.2饲用营养成分的产量施肥可显著提高黑麦草各项饲用营养成分的产量(图3)。(1)与对照相比，配方施肥1和配方施肥2处理的CP总产量分别增加了4.0倍和5.1倍，差异显著；FR2与FR1相比也显著增加了17.9%。EE和CA对施肥的反映与CP具有相同的趋势。(2)配方施肥处理也显著提高了黑麦草CF含量，与对照相比，FR1与FR2分别增加了1.86倍和1.93倍；FR2和FR1处理之间差异不显著。NFE对施肥的反应与CF具有相同的趋势。

2.3施肥对黑麦草总能量的影响 GE是CP、EE、CF和NFE等4项品质指标的综合反映。施肥可显著提高黑麦草总能，与对照相比，FR1处理和FR2处理的黑麦草总能分别增加1.85倍和2.07倍。FR2与FR1处理相比，总能增加7.8%，差异显著(P<0.05)(图4)。这与施肥处理对刈割黑麦草的各饲用营养成分产量的影响是对应的，即产量和各饲用营养成分含量协同作用的结果，其中产量占主导地位。

图3 施肥对黑麦草饲用营养成分产量的影响

图4 施肥对黑麦草总能量的影响

3 讨论与结论

影响牧草产量的因素较多，概括而言，可分为气候因素、土壤因素、生物因素和管理因素。其中，土壤是植物获得营养物质的主要场所[12]。鲁剑巍等[8]研究表明，充足氮肥供应是黑麦草高产的保证，施用磷、钾肥均有明显增产效果。因此，本研究主要探讨氮、磷、钾肥配合施用对一年生黑麦草生长及品质的影响。另有研究表明[13]，黑麦草整个生育期从土壤中吸收的N、P2O5和K2O的量分别为180、90和560 kg/hm2。如果仅依靠土壤自身供应养分远远不能满足黑麦草对养分的需求，因此需要通过合理施肥改善土壤结构和通气状况，调节土壤水分，补充牧草所需的养料，以获得高而稳定的牧草产量[14-15]。从本研究结果看，施肥可显著提高整个生育期黑麦草鲜草产量，配方施肥1和配方施肥2处理的鲜草产量分别比不施肥处理增产70.3和81.9 t/hm2，配方施肥2与配方施肥1处理相比也增产12.0%，说明均衡施肥效果更好。配方施肥2处理在配方施肥1的基础上，不仅增加了氮肥用量，而且大幅度提高了磷、钾施用比例，一方面可以更好促进黑麦草产量效应的发挥，另一方面可以在保持耕地肥力平衡上作出巨大的贡献，从而避免掠夺性种植。同时，也是防治草地退化的一条重要途径[16]。

牧草的营养价值主要取决于所含营养成分的种类和数量。营养成分指牧草饲用部分营养物质的组分，包括粗蛋白质、粗脂肪、粗纤维、无氮浸出物和钙、磷及其他微量元素，蛋白质中的各类氨基酸和重要的维生素等[17-18]。通常把粗蛋白质和粗纤维含量作为饲用植物营养价值的重要指标，并将粗蛋白质含量≥16%、粗纤维含量≤28%的牧草品质评价为上等，将粗蛋白质含量≤10%、粗纤维含量≥34%的牧草品质评价为下等[19]。提高牧草粗蛋白质含量，降低纤维素含量是提高牧草营养价值、改善牧草品质的重要内容[20]。影响牧草营养品质的主要因素有：品种、土壤与肥料、生长阶段和植株部位[20-21]。本研究结果表明，(1)不施肥处理黑麦草粗蛋白质含量≤10%，品质不合格；配方施肥1处理的粗蛋白质含量与不施肥相比提高56.7%～132.3%，但含量≤16%；配方施肥2处理的粗蛋白含量与不施肥相比提高62.8%～184.7%，且含量≥16%。说明施肥可增加黑麦草粗蛋白质含量，改善其品质；而均衡施肥的效果更好，使黑麦草粗蛋白含量达到上等水平。从粗纤维含量来看，无论是施肥处理还是不施肥处理，均可划分为上等水平，说明黑麦草本身是一种优良牧草，其质地柔软，适口性好，易于消化和吸收。(2)黑麦草粗蛋白质含量随着刈割次数有先降低后升高趋势。第2次刈割时黑麦草干物质产量占总产量的53.9%～60.4%，明显高于第1次和第3次，可能与稀释效应有关，即较高的干物质产量导致粗蛋白含量降低。各处理黑麦草粗纤维含量随着收获次数逐渐升高，且不施肥处理在第3次刈割时>28%，说明黑麦草营养品质在生长前期较好，随着收获次数逐渐下降。

综合比较，施肥不仅能够大幅度提高一年生黑麦草特高的鲜草产量和干物质积累量，还可大大改善其饲用营养品质，且均衡施肥的效果更为显著，说明在牧草种植过程中不仅需要施肥，而且还要有一定的方法(例如养分的配比及施用量等)，这样才能达到在实际生产中既增产又提质的目的。

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