氮肥对桂牧一号杂交象草产草量和山羊体外降解率的影响研究

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(1.湖南环境生物职业技术学院，湖南衡阳 421000； 2.湖南省畜牧兽医研究所)

我国南方广大亚热带低山丘陵红黄壤地区，土壤有机质、氮、磷、钾含量较低。这些地区牧草的栽培与利用是公认的难度最大课题之一，近年来，随着农业结构的调整，南方地区的种植业比例在不断降低，畜牧业比例却在不断提高，这将有利于增加农民收入。然而在农区发展畜牧业，解决饲草料是一个关键的问题[1-3]。

桂牧一号杂交象草，由于其丰富的营养和优良的饲用价值，在湖南，湖北，江西，广东，广西等地已广泛种植，是农区畜牧业发展的重要饲草和饲料来源[4]。但是，不同品种在不同地区及不同栽培条件下，产量和品质相差悬殊。目前，有关桂牧一号的产量和品质受外界环境影响的研究报道甚少。特别是在南方的土壤和气候条件下，如何施用氮肥尚未报道。在我国南方大面积种植桂牧一号杂交象草，应施什么类型的氮肥，施多少氮肥才能发挥最大的经济效益，有待大量的实验探索以求证明。因此，通过研究不同氮肥种类及水平对桂牧一号产量和品质的影响，找准氮肥种类，实现减少肥料用量，提高肥料利用率，稳定牧草产量，改善牧草品质，提高种草的经济效益，形成一个科学、经济、易被广大农民接受的施肥模式，对指导亚热带红黄壤地区桂牧一号杂交象草生产，提高种草的科技含量，具有特别重要的意义。

1 材料与方法

1.1施肥试验

1.1.1试验材料 桂牧一号杂交象草由湖南省畜牧兽医研究所草业研究中心提供；尿素由当阳市华强化工有限公司提供，氮含量46%，2000元/t；碳铵由湖南湘乡桂兴肥业有限公司提供，氮含量16.8%，600元/t。

1.1.2试验条件 试验在湖南省畜牧兽医研究所草业研究中心试验基地进行，为典型的南方低山丘陵红壤地带，地处北纬28°21′，东经113°05′，海拔80 m，年平均最高气温17～17.5℃，无霜期280～290 d，年平均降雨量为1400～1600 mm[4]。试验土壤为红壤土，土壤特点为旱、酸、瘦、板、结、浊、保水保肥性能差。据湖南省农业科学院农化检测中心检测，土壤 pH 值为4.5，土壤有机质含量5.16 g/kg，全氮含量0.56 g/kg，全磷0.59 g/kg，全钾14.4 g/kg，速效氮30.0 mg/kg，速效磷48.3 mg/kg，速效钾20.2 mg/kg。

1.1.3试验设计 试验采用单因素随机分组设计，刈割后根据施氮种类和水平不同而分为7个处理，分别为：A1(施尿素150 kg/hm2)，A2(施尿素300 kg/hm2)，A3(施尿素450 kg/hm2)，B1(施碳铵411.3 kg/hm2)，B2(施碳铵821.4 kg/hm2)，B3(施碳铵1231.65 kg/hm2)，N0(对照组)。每个处理四个重复，共28个小区，每个小区栽20蔸桂牧一号杂交象草，株距、行距各70 cm，小区面积10 m2，小区间设人行道1 m，其中低氮处理(A1 和B1)含氮69 kg/hm2，中氮处理(A2 和B2)含氮138 kg/hm2，高氮处理(A3 和B3 )含氮207 kg/hm2，无氮处理(对照组)含氮0 kg/hm2。

1.1.4饲草管理 桂牧一号杂交象草于2005年7月11日上午刈割，下午按试验设计方案将肥料兑水按不超过2%浓度均匀施肥。此茬牧草于8月25日收割，生育期45 d。

1.2体外降解试验

1.2.1试验动物 选择年龄和体重相近(体重约20 kg)，去势浏阳黑山羊3只，安装永久性瘤胃瘘管，舍饲，定时定量饲喂干草，自由饮水，手术后30 d开始进行体外发酵试验。

1.2.2试验日粮 试验日粮按中国山羊饲养标准配制，山羊的营养水平为1.5倍维持水平。

1.2.3饲养管理 供试羊每天8∶00和20∶00时分两次饲喂，单笼舍饲，自由饮水。以玉米秸秆作为基础粗饲料，日粮精粗比为50∶50。供试羊每天饲喂混合精料400 g，玉米秸秆400 g。

1.2.4试验经过

1.2.4.1 厌氧缓冲液配制 参照卢德勋，谢崇文(1991)方法配制缓冲液，并将pH值调整至6.9～7.0之间[5]。

1.2.4.2 试验过程 每日凌晨饲喂前，自供试山羊瘤胃内抽取瘤胃液，混合备用，并将上述缓冲液与瘤胃液以2∶1比例充分混合，分别称取第二茬牧草样品200 mg，装入100 mL注射器中，事先将注射器放入40 ℃水浴恒温箱中预热，然后向注射器中加入30 mL瘤胃液/缓冲液混合液，放入水浴恒温箱(39 ℃)中培养，培养30 min后轻轻摇动注射器，之后每隔1 h摇动1次，直至10 h，分别读取2、4、6、12、24、36、48、60、72 h的产气量，当注射器刻度达到60 mL时排出气体，使刻度返回到35 mL的位值，每个样设4个重复，每批设2个空白(瘤胃液/缓冲液混合液)。各样品的产气量是注射器产气量与空白产气量的差值。将发酵液过滤，滤渣无损地转移至石英坩埚中，并用蒸馏水反复冲洗，于105℃烘干测定干物质消失率。称重后在马福炉550℃灰化，测定其有机物消失率。结合试验前样品的干物质和有机物含量，计算干物质和有机物的消化率。

1.2.5统计分析 采用Gompertz模型GP=Aexp-exp[1+be(LAG-t/A)]来描述桂牧一号杂交象草的体外发酵动力学特性。GP表示产气量(mL)，A表示理论最大产气量(mL)，b表示产气速率(mL/h)，LAG表示产气延滞时间(h)，e表示欧拉常数[5]。

采用非线性回归程序(NLIN)获得拟合参数A、b和LAG值，应用SAS 6.12统计分析软件进行方差分析。

2 结果与分析

2.1氮肥对桂牧一号杂交象草产草量的影响 不同施肥处理对桂牧一号杂交象草产草量的影响见表1。

表1 氮肥对产草量的影响测定

由表1可见，随着施氮水平的提高，鲜草和干草产量都呈现出先迅速上升后缓慢下降趋势。不同的氮肥处理，产草量各异，其中以B2产量最高，鲜草和干草产量分别为102.2 t/hm2和13.05 t/hm2，是对照组的1.21和1.31倍，干草产量从大到小依次为B2、A3、A2、B1、B3、A1、N0。

显著性分析表明：全年鲜草产量B2极显著(P<0.01)高于A1和N0，显著(P<0.05)高于B3；干草产量施肥处理显著(P<0.05)高于对照组，B2显著(P<0.05)高于其它施肥处理组。

2.2桂牧一号杂交象草体外降解试验结果

2.2.1不同氮肥处理后的桂牧一号杂交象草体外产气特性 详见图1和表2。

图1 桂牧一号在体外发酵过程中的累积产气量

参数处理N0A1A2A3B1B2B3A/mL45.21c46.83bc49.22ab48.74ab52.60a51.12a47.62bcb/mL/h1.68b1.85b2.06a2.03a2.43a2.27a1.93abLAG/h-3.94a-4.69a-3.35a-2.91a-3.14a-4.98a-4.93a

注：同列中不同大写字母表示差异极显著(P<0.01)；不同小写字母表示差异显著(P<0.05)

由图1、表2可见，所有处理，第三茬草从发酵后第48 h开始，累积产气曲线呈渐近线，发酵完成时，累积产气量从大到小依次为B1，B2，A2，A3，B3，A1，N0；最大产气量(A)和产气速率(b)，尿素组随施氮量的增加先上升后下降，其中A2最高，分别为49.22 mL和2.06 mL/h，显著高于(P<0.05)N0(不施氮)，而碳铵组理论最大产气量和产气速率随施氮量的增加而减少，B1最高，分别为52.60 mL和2.43 mL/h，显著(P<0.05)高于N0和A1；产气延滞时间(LAG)，尿素组随施氮量的增加而延长，碳铵组随施氮量的增加而缩短，但各处理产气延滞时间差异不显著(P>0.05)。

2.2.2不同氮肥处理后桂牧一号杂交象草体外降解率 详见表3。

表3 桂牧一号体外72 h干物质和有机物的降解率

注：同列中不同大写字母表示差异极显著(P<0.01)；不同小写字母表示差异显著(P<0.05)

由表3可知，低氮和中氮处理可提高桂牧一号杂交象草干物质和有机物在体外的DMD和OMD，而高氮处理则降低了桂牧一号杂交象草在体外的降解率，尿素组DMD和OMD降解率随施氮量增加而下降，碳铵组则随施氮量的增加先上升后下降，所有处理，B2的降解率最高，分别为60.8%和67.2%，B3的降解率最低，分别为56.4%和62.8%。分析表明，干物质降解率B1，B2和A1显著高于B3、A3和N0(P<0.05)，有机物降解率B1，B2和A1显著高于B3和A3(P<0.05)。

3 分析与讨论

3.1同一施氮水平下，施碳铵比施尿素效果好 碳铵除了含有氮素外，还含有50%左右的CO2，桂牧一号杂交象草分蘖多，生长旺盛，需要的CO2多，空气中的CO2量满足不了桂牧一号杂交象草的生长要求，如果只靠空气中CO2本身的浓度所造成的扩散作用动力来移动补充，远远不能满足作物的需要，特别在中午前后光合作用较强，株间CO2浓度较低时，碳铵分解的CO2可以弥补空气中CO2的不足，从而提高光合作用效率，提高牧草的产量和品质。

3.2施中水平氮(B2和A2)最有利于提高桂牧一号的产草量和牧草品质 合理施用氮素可增加叶绿素含量，提高光合速率，因而可以提高桂牧一号的产草量。大部分叶蛋白存在于与叶绿素有关的酶中，叶绿素是植物吸收光合作用的重要物质，其含量增加也反映了功能叶光合作用的增强，桂牧一号生长后期，叶绿素含量开始下降，高氮处理和低氮处理功能叶的叶绿素含量下降最明显，原因可能是低氮条件下，氮肥用量不足可能导致叶肉细胞叶绿体结构性差，微管束鞘细胞碳水化合物积累减少，营养体氮素再分配率大，从而引起叶片早衰；高氮条件下，生育后期硝酸还原酶活性过高，氮素代谢过旺，同时叶肉细胞叶绿体片层结构膨胀，呈“肉汁化”特征，维管束鞘细胞淀粉大量消耗，无核淀粉出现，从而引起叶片叶绿素含量下降[6]。这与Terrar(1968)[7]和孙群(2001)[8]研究基本一致。Terrar(1968)认为，氮素供应水平可显著影响叶绿体中叶绿素含量，在一定范围内，玉米叶片的叶绿素含量和光合速率与叶片的含氮量成正相关，氮素供应失调可导致光合能力下降。孙群(2001)研究指出，叶绿素总量随氮素水平的提高而增加，但当继续提高氮素水平，则可能出现饱和趋势。氮肥用量不足或过量均可加速生长后期叶面积指数及叶绿素含量下降的进程，使叶片提早衰老，从而影响其牧草的产量和品质。

3.3合理施氮可提高桂牧一号杂交象草的产草量 试验表明，不同氮肥水平的鲜草和干草产量，试验组均比对照组有所增产，其中B2(每次刈割后施用碳铵821.4 kg/hm2)产草量最高，鲜草和干草总产量分别为102.2 t/hm2和13.05 t/hm2；其次为A2(每次刈割后施用尿素300 kg/hm2)，鲜草和干草产量分别为92.42 t/hm2和11.66 t/hm2。

3.4合理施氮可增加桂牧一号杂交象草在体外的降解率 不同氮肥处理后的桂牧一号在体外的干物质和有机物的降解率不同。总的来说，除施高氮水平外，其余施肥处理后的桂牧一号在体外的降解率均有所提高，干物质降解率从高到底依次为B2，B1，A1，A2，N0，A3，B3(60.80%，60.62%，60.12%，59.09%，58.36%，58.35%，56.40%)，有机物降解率从高到底依次为B2，A1，B1， A2，N0，A3，B3(67.20%,66.93%,66.29%,65.48%，64.03%,63.83%,62.78%)。

[1] 李博.我国草地资源现况、问题及对策[J].中国科学院院刊,1997(1):49-51.

[2] 曾昭海,胡跃高,赵环环.加速建设我国农区草业的认识[J].草业科学,2002(17):5.

[3] 王建华．绿色饲料产业的发展及其在我国农业三元种植结构调整中的地位和作用[J]．草业科学，1996(2)：51-54.

[4] 李科云,龚福春,李大雄.鱼用优质饲草的引种与品比筛选试验报告[J].草业科学,1999(4):53-59.

[5] 汤少勋，姜海林，周传社等.豆科和蓼科牧草的组合发酵特性研究[J].草业科学，2005(5):59-650.

[6] 金继运，何萍.氮钾营养对春玉米后期碳氮代谢与粒重形成的影响[J].中国农业科学，1999(4):55-62.

[7] Terrar. Y. L. Substrate specificity of the granule-bound and chloroplastic starch synthtase[J].Plant Physiol,1968(9):406-410.

[8] 孙群，梁宗镇，王渭玲等，氮对水分亏缺下玉米幼苗膜质过氧化及光合速率的影响[J].西北农业学报，2001(1):7-10.