不同肥料配施对青贮玉米产量和品质的影响

郭 江，瓮巧云，宋亚菲，刘颖慧，袁进成

（河北北方学院，河北张家口075000）

0 引言

青贮玉米具有生物产量高，营养丰富的特点，素有饲料大王的美誉[1]。提高青贮玉米的产量和品质一直是人们关注的焦点。施肥是调控玉米生物产量及组分分配的重要手段，合理施肥是保证作物高产、稳产的重要措施，青贮玉米对施肥的反应尤为敏感[2]。迄今，前人从不同栽培措施对青贮玉米产量和质量的影响[3-4]、不同施肥方式对青贮玉米产量和品质的影响[5-7]、氮肥及氮肥施用量与青贮玉米产量和品质的关系[8-9]、氮磷钾配施与青贮玉米产量和品质的回归模型[10]等进行了较多研究。胡玉敏等[11]在锡林浩特市研究了青贮玉米的施肥效应，并确定了氮、磷、钾的合理施肥量。闫敏等[12]在太原市小店区也通过“3414”肥料效应试验并确定了当地的合理施肥量，吴旭海[13]在贵州黄砂泥土条件下进行测土配方施肥试验，提出适合当地的氮、磷、钾适宜的施肥比例，其他研究者在不同地区也进行了玉米肥料试验[14-16]，在不同试验地点所确定的施肥量不同，这与当地的土壤肥力水平有关。郝林峰等[17]利用不同青贮玉米品种对产量和品质进行研究，发现青贮玉米品种选择直接影响其产量和饲料价值。雷志刚等[18]对不同青贮玉米品种的品质性状与农艺性状相关性进行研究，结果表明品种的选择对青贮玉米产量和品质也产生影响。可见品种选择受当地的气候条件和土壤肥力水平等因素的影响。近年来，随着产业结构的调整，饲用玉米在冀西北半干旱地区的种植范围越来越大，选用品种较多，肥料使用存在不合理现象[19]，目前不同组合氮磷钾肥在半干旱地区对青贮玉米产量和品质影响的研究较少。本研究以冀西北半干旱地区种植的主要青贮玉米品种为材料，利用“3414”施肥优化方案较系统的研究了不同氮磷钾施用量组合对青贮玉米的植株性状、干物质积累、生物产量、品质性状的影响，旨在为半干旱地区青贮玉米高产优产实践中的合理施肥提供理论指导。

1 材料和方法

1.1 试验地点

试验于张家口市农业科学院试验基地（纬度40.55，经度115.02）进行，2018年5月10日播种，9月27日收获。该地区海拔高度591～ 1023.2 m，≥10℃积温2500～ 3500℃，土壤无霜期110～ 140天，年降雨量300～ 400 mm，气候属于中温带亚干旱气候。试验田为旱地，地势平坦，土壤肥力中等。检测土壤有机质含量为31.27 g/kg、全氮 131.824 mg/kg、全磷44.17 mg/kg、全钾123.39 mg/kg，速效氮为69.84 mg/kg、速效磷为14.12 mg/kg、速效钾为73.46 mg/kg。试验期间使用肥料为：氮肥为尿素（含氮46%），磷肥为过磷酸钙（含磷12%），钾肥为硫酸钾（含钾50%）。

1.2 试验材料及设计

试验品种为‘大京九26’，试验采用农业部推荐的3因素4水平、“3414”最优回归设计试验设计方案。N、P5O2、K2O的水平如下（表1）。施肥处理见表2，共14个处理，3次重复（表2）。施肥方法为沟施，氮素作种肥占40%；拔节期追肥占60%。磷肥做基肥或种肥一次施入。钾肥做种肥和拔节期追施各占50%。管理同大田生产。小区面积15 m2，株距为22.23 cm，宽窄行种植，栽培密度为90000株/hm2。

表1 施肥水平 kg/hm2

表2 施肥处理 kg/hm2

1.3 农艺性状及品质测定

叶面积指数(LAI)测定：分别在拔节期、开花期、灌浆期、成熟期测定。每个小区选取长势一致的植株3株，进行叶面积及叶面积指数测定。计算见公式(1)、(2)、(3)、(4)。

式中，（系数为0.75～ 0.50），展开叶(n)系数为a=0.75，未展开叶(n+1)系数为b，未展开叶片数量为m，未展开叶(n+2)系数为c。

单株叶面积为公式(1)、(2)、(3)结果之和。

干物质测定：分别在拔节期、大口期、开花期、灌浆期、成熟期测定，每个小区选取长势一致的植株3株，去掉根部。放入烘箱，在105℃下杀青30 min后，80℃下烘干至恒重，取出，称干重。在成熟期采用相同的方法测定单株茎秆、叶片、叶鞘、雄穗、苞叶、籽粒等器官干重。

产量测定：在大多数植株处于乳熟末期到腊熟前期之间统一收获，收获时选取各小区中间3行测鲜生物产量，再根据样品含水量折算干生物产量。

营养品质测定：在收获期取样，测定叶面积、鲜重、干物质之后，分别将各类作物各部分混合均匀进行粉碎，粉碎样品于内蒙古乌兰察布市易马农牧科技有限公司进行养分测定，包括中、酸性洗涤纤维，粗蛋白，可溶性碳水化合物，脂肪，淀粉，钙等营养指标。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对青贮玉米群体叶面积指数的影响

在不同施肥处理下，青贮玉米叶面积指数（计算按公式(4)）在整个生育期内呈单峰曲线变化，从开花期到灌浆期群体达到最大叶面积指数。各施肥处理在拔节期叶面积指数没有显著差异，在开花期、灌浆期叶面积指数显著高于对照，到成熟期则对照与多数处理没有显著差异。在施用氮肥的基础上，施用磷肥叶面积指数一般在开花期达到最大值，可见磷肥促进玉米繁殖生长的作用，而钾肥的影响较小。在开花期，N2P1K2处理与其他施肥处理叶面积指数差异显著。在氮肥和钾肥施入量相同的情况下，施用量为45 kg/hm2的磷肥处理下，叶面积指数与其他磷肥施用量的叶面积指数存在显著差异，但随着磷肥使用量的增加，叶面积指数反而降低；在磷钾肥施用量相同的情况下，随着氮肥施用量的增加叶面积指数先增加而后降低，氮肥施用量180 kg/hm2处理与施用量为0和90 kg/hm2的处理存在显著差异，而与氮肥施用量为270 kg/hm2处理差异不显著；在氮肥和磷肥施用量相同情况下，施用钾肥75 kg/hm2的处理与其他处理差异显著。在灌浆期，N2P1K1处理叶面积指数显著高于其他处理。在成熟期，N2P2K2、N2P2K32个处理的叶面积指数显著高于其他处理，可见在氮肥、磷肥供应充足的情况下，钾肥的施用有助于延缓叶片衰老（表3）。

表3 不同施肥处理青贮玉米不同生育时期的叶面积指数(LAI)

2.2 不同施肥处理对不同生育时期青贮玉米单株干物重的影响

拔节期处于青贮玉米生长旺盛的初期，因此各处理间单株干物质重的差异性较弱，N2P1K1处理相对干物 质 重 显 著 高 于 N0P2K2、N2P2K2、N3P2K2、N1P1K2、N1P2K25个处理，可见在磷钾肥施用相对较高水平下，氮肥作为基肥的施用量对植株干物质重的影响较小。大喇叭口期是青贮玉米从营养生长向生殖生长转变的重要生育时期，N2P1K1处理单株干物质重最高，无氮肥施用的处理，其干物质重均低于施用氮肥处理，说明氮肥在该时期追肥施用较好，可以增加干物质积累。在开花期各处理的单株干物质重明显高于对照，其中N2P2K2、N2P1K2、N1P2K13个处理的单株干物质重显著高于其他处理，可见氮磷钾各营养要素的施用量配比要合理，营养物质施用量过高或过低反而不利于该时期单株干物质积累。在灌浆期各处理间的差异较小，差异显著性不明显，各处理的单株干物质重在灌浆期高于对照。成熟期单株干物质重N2P1K2处理高于其他处理，具有显著差异性。N2P1K1处理有利于营养生长阶段青贮玉米干物质积累，N2P1K2处理有利于生殖生长阶段干物质积累（表4）。

表4 不同施肥处理下青贮玉米不同生育时期单株干物质重 g

续表4

2.3 不同施肥处理对青贮玉米成熟期单株各器官干重的影响

由表5可见，茎干重、雄穗干重、苞叶干重、穗轴干重各处理均无显著差异。不同施肥处理对青贮玉米单株干物质重的影响主要集中在叶鞘、叶片、籽粒3个器官上。N2P1K2处理的叶鞘和叶片的干物质重显著高于其他处理，其他处理之间的叶鞘和叶片干物质重差异不显著。N2P1K2处理的籽粒干重也表现优异。从N2P0K2、N2P1K2、N2P2K2、N2P3K24个处理来看，氮肥和钾肥的施用量相同，磷肥的施用量不同，N2P1K2处理的籽粒干重显著高于N2P0K2处理，随着磷肥施用量增多籽粒干重反而呈降低的趋势，可见磷肥施用量要适量才有利于籽粒干物质积累。在磷钾肥施用量相同的情况下，随着氮肥施用量的增加，籽粒干重也在增加，可见氮肥的增施有利于籽粒干物质积累。施用相同量的氮肥和磷肥，钾肥对籽粒干重的影响与相同条件下氮肥对籽粒干重的影响相似，但从全部处理来看，钾肥施用量对籽粒干重的影响较小（表5）。

表5 不同施肥处理下青贮玉米单株成熟期各器官干重 g

2.4 不同施肥处理对青贮玉米产量的影响

经过测产发现（图1），施用肥料的处理均高于对照，N2P1K2处理的鲜重产量和干重产量均显著高于其他处理，可见氮磷钾按照该处理配施有利于产量的形成。其他处理的干重产量之间没有显著差异。氮磷钾肥施用量最高处理之间，氮肥对鲜重产量贡献大于钾肥大于磷肥。

图1 不同施肥处理下青贮玉米果穗鲜重和干重

2.5 不同施肥处理对青贮玉米营养品质的影响

由 表 6 可 知 ，N1P2K2、N2P0K2、N2P1K2、N2P2K0、N2P2K3、N2P2K26个处理的粗蛋白含量显著高于其他处理，其中可以看到磷钾肥对粗蛋白含量没有影响，而氮肥的施用量对青贮玉米粗蛋白含量有影响。N3P2K2处理与以上6个施肥处理相比，相差接近1%，可见氮肥过量施用，也不利于粗蛋白含量的提高。N1P1K2处理的酸性洗涤性纤维含量显著高于其他处理，N2P1K1处理最低。中性洗涤性纤维含量在各处理间存在显著差异，在各处理间与酸性洗涤性纤维的含量表现相似。N2P1K2处理的脂肪含量显著高于其他处理，N2P1K1处理脂肪含量最低。在施用等量的氮肥和钾肥处理中，随着磷肥的施用量的增加，酸性洗涤性纤维和中性洗涤性纤维的含量呈降低的趋势；在氮肥和磷肥等量施用的处理中，钾肥处理K3的酸性洗涤性纤维和中性洗涤性纤维的含量比K2的高，过量施用钾肥可能降低青贮玉米的营养品质；在施用等量磷钾肥的处理中，施用氮肥的粗蛋白含量显著高于未施用氮肥的处理，而脂肪含量随氮肥施用量的增加呈降低的趋势。

表6 不同处理对青贮玉米营养品质的影响

3 讨论与结论

合理的施肥有利于青贮玉米产量的提高和营养品质的改善[20]。叶面积指数是影响群体同化能力的重要因素，对植株干物质积累有着重要的影响。本研究发现氮肥在适当范围内增施，有利于提高叶面积指数，而磷肥的增施促进植株从营养生长向生殖生长过渡，钾肥的施用在一定程度上可以延缓叶片的衰老，从而增加其光合能力，促进干物质积累。在不同施肥处理下，影响单株干物质重的器官主要是叶片、叶鞘和籽粒，在适量磷钾肥施用的同时，适当增施氮肥有利于籽粒的干物质积累。在不同氮磷钾肥的配施处理中，N2P1K2处理对于青贮玉米产量的提高具有显著作用。

粗蛋白的含量是评价秸秆饲料品质优劣的重要指标之一，粗蛋白含量越高，秸秆饲料的品质越好[21]。本试验结果表明，青贮玉米粗蛋白含量随着氮肥施用量的增加呈先增加而后降低的现象，这与王久龙等[22]的研究结果一致。可见合理的增施氮肥对于粗蛋白的积累具有促进作用，磷钾肥对粗蛋白含量的影响较小。酸性洗涤性纤维是动物难以消化吸收的部分，其含量越低，秸秆饲料的品质就越高。同时，本研究还发现，磷钾肥施用量少，而适当增施氮肥有利于降低酸洗涤性纤维的含量。中性洗涤性纤维的含量也会影响秸秆饲料的营养品质，一般来说，其含量高则营养品质低。但中性洗涤性纤维能够促进动物的咀嚼和唾液的产生[21]，因此适量的中性纤维含量对于饲用动物而言是必不可少的。脂肪主要是影响反刍动物瘤胃中微生物的活动，高脂肪含量会降低秸秆饲料的品质。本研究发现，适量的增施磷肥有助于降低酸性洗涤性纤维、中性洗涤性纤维和脂肪的含量，而钾肥对于青贮玉米营养品质的改善作用不显著，这与胡春华等[23]的研究结果一致。