施肥對青貯玉米營養(yǎng)品質(zhì)和飼用價(jià)值的影響

徐敏云 謝 帆 李運(yùn)起 李建國 伊 霞 曹玉鳳

(河北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院,保定 071000)

青貯玉米營養(yǎng)價(jià)值和生物學(xué)產(chǎn)量較高[1],是奶、肉等畜產(chǎn)品生產(chǎn)重要的粗飼料來源[2]。合理的栽培措施是提高青貯玉米營養(yǎng)品質(zhì)和飼用價(jià)值的非遺傳因素,營養(yǎng)品質(zhì)和飼用價(jià)值高低與施肥有著密不可分的關(guān)系。但青貯玉米生產(chǎn)過程中往往存在著大水大肥、水分和養(yǎng)分資源利用效率不高等問題,不但造成資源浪費(fèi),而且造成環(huán)境污染,是青貯玉米生產(chǎn)中必須面對和解決的重要問題[3]。

氮肥施用一直是近年來的研究熱點(diǎn),主要集中在如何減少氮肥用量、減少環(huán)境污染[4-5]和在減少氮肥用量的同時(shí)能確保作物產(chǎn)量[6-7]。青貯玉米對氮肥反應(yīng)敏感[8],合理運(yùn)籌氮素是實(shí)現(xiàn)玉米高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的有效措施[9],施用氮肥顯著促進(jìn)青貯玉米的生長[3],顯著增高青貯玉米的生物產(chǎn)量以及飼用營養(yǎng)品質(zhì)[10-11]。青貯玉米的生物產(chǎn)量隨著追肥次數(shù)及氮肥和磷肥的增加而增加[12-13]。但當(dāng)?shù)剡^量,會(huì)使葉綠素總量呈現(xiàn)飽和趨勢[14],而且會(huì)造成環(huán)境污染。氮肥用量不足或者過量,均會(huì)使葉片提前衰老,從而影響產(chǎn)量和品質(zhì)[14]。

鋅是植物體內(nèi) 200多種酶的組成成分,參與葉綠素和生長素的合成、磷和碳水化合物的代謝,并能促進(jìn)核酸和蛋白質(zhì)的合成,調(diào)節(jié)淀粉的合成。缺鋅導(dǎo)致作物生長緩慢,植株矮小,生物量明顯下降,有效穗減少,結(jié)實(shí)率和粒重下降,蛋白質(zhì)合成受阻,從而影響產(chǎn)量和品質(zhì)[15]。施鋅肥能顯著促進(jìn)玉米植株生長[16]。施用適當(dāng)?shù)匿\肥,能顯著增加葉片的葉綠素含量,提高光合強(qiáng)度和光合作用效率[17-18]。

畜禽糞肥經(jīng)過腐熟后得到的有機(jī)肥具有獨(dú)特的優(yōu)勢,牲畜糞肥可以連續(xù)多年促進(jìn)玉米生長[19]。為了確保產(chǎn)量,生產(chǎn)過程中需肥量較大,一般要施7.5×104kg/hm2有機(jī)肥做底肥。有機(jī)肥的施入可改善土壤結(jié)構(gòu)及理化性狀[20-21],提高青貯玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)[22]。

對于玉米的營養(yǎng)需求及施肥技術(shù)研究較多[23-26],但對全株玉米青貯作飼用時(shí)肥料施用措施研究尚不夠全面[10,27-28],尤其缺少底肥、種肥及追肥對青貯玉米營養(yǎng)品質(zhì)和飼用價(jià)值綜合效應(yīng)的評價(jià)及報(bào)道?？茖W(xué)使用肥料,不僅能夠提高牧草及飼草作物產(chǎn)量,還可避免因施肥不當(dāng)所造成的不必要損失和浪費(fèi)[29]。

本研究以相關(guān)文獻(xiàn)[8,16,24,28-30]中青貯玉米生產(chǎn)時(shí)常用肥料的施用方式和施用量為依據(jù),根據(jù)青貯玉米品種的生物學(xué)特性和生長發(fā)育規(guī)律,采用三因素再裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì),系統(tǒng)研究底肥、種肥與追肥對青貯玉米營養(yǎng)品質(zhì)和飼用價(jià)值的影響,在提高青貯玉米營養(yǎng)品質(zhì)和飼用價(jià)值的同時(shí),提高養(yǎng)分資源的利用效率,充分利用農(nóng)村生物質(zhì)資源,減少環(huán)境污染,建立資源節(jié)約型施肥模式,為青貯玉米高產(chǎn)高效栽培提供實(shí)踐依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在位于河北省石家莊市西北部的 3502奶牛場進(jìn)行,屬暖溫帶半濕潤季風(fēng)大陸性氣候,年日照數(shù)為 2 462.0 h;年平均氣溫為 13.3℃;年降水量為 521 mm;無霜期為 210 d左右,土壤為沙壤土。 2008年 6、7、8、9月份平均氣溫分別為 24.3、27.2、25.8和 21.2℃,6月份較常年偏低 1.5℃,7、8月份均溫略比常年偏高 0.5℃左右,9月份溫度接近往年平均溫度;2008年 7、8、9月份降水量分別為 137.3、173.4、92.1mm,7月份降水接近往年,8月份增高 1成,9月份比常年顯著偏多 8成?？傮w上,2008年夏季降水偏多,氣溫正常,無明顯持續(xù)高溫天氣,氣象災(zāi)害屬于偏重年份。

1.2 試驗(yàn)材料與設(shè)計(jì)

供試品種：強(qiáng)盛青貯 30(國審玉 2007026),出苗至青貯收獲期平均為 106 d,山西強(qiáng)盛種業(yè)有限公司生產(chǎn),種子含有種衣劑(克百威 7%+戊唑醇0.5%)。播種行距 50 cm,株距 25 cm,小區(qū)面積33m2(5.5 m×6.0 m),保護(hù)行距 1 m,2008年 6月 25日播種,2008年 9月 26日收獲。

試驗(yàn)設(shè)計(jì)：采用 3因素再裂區(qū)設(shè)計(jì),主區(qū)為追肥(C),設(shè) 2個(gè)水平：C1追肥(為攻桿肥,播種后25 d左右施入尿素 300 kg/hm2)、C2不追肥;裂區(qū)為底肥 (A),設(shè) 3個(gè)水平：A 1廄肥 (牛糞肥,25 000 kg/hm2)、A2廄肥(牛糞肥 ,50 000 kg/hm2)、A 3復(fù)合肥 (尿素 450 kg/hm2+過磷酸鈣750 kg/hm2+鉀肥 K2SO4300 kg/hm2),底肥于6月 25日播種前整地時(shí)施入;再裂區(qū)為種肥(B)(鋅肥 ,ZnSO4? 6H2O),設(shè) 4個(gè)水平：B 1(0)、B2(15 kg/hm2)、 B3(22.5 kg/hm2)、 B4(30 kg/hm2),種肥播種時(shí)拌入。

方案設(shè)計(jì)見表 1,共 24個(gè)處理,每個(gè)處理 3個(gè)重復(fù),處理小區(qū)隨機(jī)排列。

表 1 青貯玉米高產(chǎn)栽培肥效試驗(yàn)方案Table 1 Experimental scheme of fertilizer efficiency for high yield cu ltivation o fmaize silage

1.3 測定項(xiàng)目

1.3.1 常規(guī)養(yǎng)分分析

取樣測產(chǎn)后切短,抽取 1 kg,將樣品在 105℃下殺青 30 m in,后在 80℃下烘干至恒重,用粉碎機(jī)將烘干樣品粉碎,過孔直徑為 0.142 mm篩。從樣品中隨機(jī)取 15 g左右,裝入鋁盒,在干燥箱中再次烘干至恒重,然后放入干燥器中,取樣測定粗蛋白質(zhì)(crude protein,CP)、粗脂肪 (ether extract,EE)、粗灰分(crude ash,CA)、中性洗滌纖維 (neutral detergent fiber,NDF)和酸性洗滌纖維(acid detergent fiber,ADF)的含量。CP測定采用半微量凱氏定氮法,EE采用殘余法,NDF和 ADF采用范式測定法,CA采用直接灰化法[31]。

1.3.2 飼料的相對值(RFV)、粗飼料分級指數(shù)(GI)計(jì)算方法

RFV計(jì)算方法[32]：

式中：RFV——飼料的相對值;

NDF(%DM)——中性洗滌纖維,以占干物質(zhì)的百分?jǐn)?shù)表示;

ADF(%DM)——酸性洗滌纖維,以占干物質(zhì)的百分?jǐn)?shù)表示;

DMI(%BW)——粗飼料干物質(zhì)隨意采食量,以占體重的百分?jǐn)?shù)表示;

DDM(%DM)——可消化干物質(zhì),以占干物質(zhì)的百分?jǐn)?shù)表示;

DM——干物質(zhì)(kg);

BW——家畜體重(kg)。

GI計(jì)算方法[32,34]：

式中：GI——粗飼料分級指數(shù)(MJ);

ME——粗飼料代謝能(MJ/kg);

CP(%DM)——粗蛋白質(zhì)占干物質(zhì)的百分比(%)。

因該地區(qū)青貯玉米生產(chǎn)主要用于飼養(yǎng)乳牛,可使用凈能(NE)替代 ME,在奶牛上使用泌乳凈能(NEL)替代。

青貯玉米(全株)NEL的估測：

NEL(MJ/kg)=104.4-1.24ADF。

1.4 數(shù)據(jù)分析

原始數(shù)據(jù)由 Excel 2003整理,整理后的試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用 SPSS 16.0 General Linear M odel模塊進(jìn)行方差分析和主效應(yīng)分析;方差齊性時(shí)采用最小顯著性差異法(LSD),方差不齊時(shí)采用Tamhane's T2法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對青貯玉米營養(yǎng)物質(zhì)含量的影響

CP是牧草中含氮物質(zhì)的總和,是決定牧草營養(yǎng)品質(zhì)的重要指標(biāo)。CA是無機(jī)物質(zhì)的總稱,在動(dòng)物機(jī)體代謝中也發(fā)揮重要作用。EE富含熱能,是提供能量的重要物質(zhì),也是決定飼料營養(yǎng)價(jià)值高低的重要物質(zhì)[35]。洗滌纖維指植物性飼料經(jīng)洗滌劑分解后剩余的殘?jiān)?洗滌纖維含量越多,牲畜吸收的營養(yǎng)成分越少。不同施肥處理對青貯玉米營養(yǎng)物質(zhì)含量影響見表 2。

由表 2可知,追施氮肥(C1)處理下,青貯玉米的 CP、CA、EE含量高于不追施氮肥(C2)處理下的含量,且差異顯著(P＜0.05)。C1處理下的ADF、NDF含量和 C2處理下的 ADF、NDF含量沒有顯著差異(P＞0.05)。

底肥對青貯玉米營養(yǎng)成分含量的效應(yīng)檢驗(yàn)結(jié)果表明,底肥對青貯玉米營養(yǎng)成分含量影響顯著(P＜0.05)。其中,以基施牛糞肥 50 000 kg/hm2,即 A 2處理下 CP含量最高,基施無機(jī)復(fù)合肥,即A 3處理下的 CP含量最低;基施牛糞肥25 000 kg/hm2,即 A 1處理下 EE、CA含量最高,A 3處理下 EE、A 2處理下的 CA含量最低;A 1處理下 ADF含量最低,A 3處理下的 ADF含量最高;A 2處理下 NDF含量最低,A 3處理下 NDF含量最高。

種肥也顯著影響青貯玉米營養(yǎng)成分含量水平(P＜0.05),其中,以 B 2處理下的 CP、CA含量最高,B4處理下的 EE含量最高,B 4處理下的 ADF含量最低,B 2處理下 NDF含量最低。

各因素互作對青貯玉米營養(yǎng)成分的效應(yīng)檢驗(yàn)結(jié)果表明,A、B互作,A、C互作,以及 A、B、C互作顯著影響 CP含量(P＜0.05);B、C互作以及 A、B、C互作顯著影響 CA含量(P＜0.05);A、B互作顯著影響 EE、ADF、NDF含量(P＜0.05)。

2.2 不同施肥處理對青貯玉米 RFV和 GI的影響

粗飼料的品質(zhì)包括兩方面內(nèi)容：一是粗飼料本身質(zhì)量的好壞,即其養(yǎng)分含量的高低;二是動(dòng)物對粗飼料的采食和利用?？茖W(xué)評定粗飼料營養(yǎng)價(jià)值的技術(shù)應(yīng)將牧草因素及動(dòng)物因素綜合加以考慮,才能對該種粗飼料進(jìn)行準(zhǔn)確的評價(jià),從而對其進(jìn)行合理利用[32]。在粗飼料評定上,有營養(yǎng)指數(shù)(nutritive value index,NVI)、可消化能進(jìn)食量(digestible energy intake,DEI)、質(zhì)量指數(shù) (quality index,QI)、RFV、粗飼料相對質(zhì)量 (relative forage quality,RFQ)等[36]。本研究采用了應(yīng)用較多的RFV以及盧德勛[34]提出的 GI對不同肥料處理下的青貯玉米飼用價(jià)值進(jìn)行了比較。

表 2 底肥、種肥、追肥處理對青貯玉米營養(yǎng)物質(zhì)含量的影響Tab le 2 Effects of base fertilizer,seedmanure and topdressing on nutrient contents ofmaize silage %

RFV是美國飼草和草原理事會(huì)下屬的干草市場特別工作組于 1978年提出的,是目前美國唯一廣泛使用的粗飼料質(zhì)量評定指數(shù),其定義為相對于 1種特定標(biāo)準(zhǔn)粗飼料(盛花期苜蓿),某種粗飼料的可消化干物質(zhì)的采食量。GI把影響粗飼料品質(zhì)的兩大因素：粗蛋白質(zhì)和纖維物質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行綜合,同時(shí)把動(dòng)物對該種粗飼料的隨意采食量作為一個(gè)主要評定指標(biāo),全面、系統(tǒng)綜合地反映粗飼料在動(dòng)物生產(chǎn)中的實(shí)際營養(yǎng)價(jià)值[32]。

不同施肥水平下,青貯玉米的 RFV和 GI見表3。主效應(yīng)分析及多重比較分析結(jié)果見表 4。結(jié)果表明,底肥、種肥和追肥均顯著影響 RFV和 GI(P＜0.05)。 A、B互作,A、C互作,B、C互作,A、B、C互作均對青貯玉米的 GI均有顯著影響(P＜0.05)。對于 RFV,只有 A、B互作顯著影響 RFV(P＜0.05),其他因素之間的互作對 RFV沒有顯著影響(P＞0.05)。

表 3 底肥、種肥、追肥處理對青貯玉米 RFV和 G I的影響Tab le 3 Effects of base fertilizer,seed manure and topd ressing on RFV and GIofmaize silage

對于 RFV而言,A 2B1(B 2)C1處理組合的RFV值最高,A 2B1C1下的 RFV為 112.39,A 2B2C1下的 RFV為 109.31,RFV分級均為 2級。對于 GI而言,A 2B2C1處理組合的 GI最高(31.13),GI分級為 2級。

3 討 論

氮素是影響玉米產(chǎn)量和品質(zhì)的重要礦質(zhì)元素,氮素供應(yīng)水平顯著影響葉綠素含量和光合作用速率,進(jìn)而影響生物產(chǎn)量[37-38]。施用的時(shí)期分為基施[39-40]和追施[41],不同的氮肥施用時(shí)期均會(huì)影響青貯玉米的產(chǎn)量[42]及飼用品質(zhì)[43-44]。盆栽試驗(yàn)[2,45-46]的研究結(jié)果也表明氮肥對整株玉米飼用品質(zhì)有影響。

普遍認(rèn)為青貯玉米應(yīng)條施 150～300 kg/hm2氮肥,可以獲得較高的產(chǎn)量和品質(zhì)。一般在玉米生長期的苗期、拔節(jié)期和吐絲期追肥,也有人認(rèn)為在拔節(jié)期和吐絲期追肥即可獲得高產(chǎn)[30]。

本試驗(yàn)只設(shè)置了 2個(gè)氮素水平,施用方法為追施,分別為追肥尿素 300 kg/hm2和不追肥,沒有對氮肥的施用方法進(jìn)行研究,而追施的水平也只有 2個(gè),最佳追施水平仍需進(jìn)一步試驗(yàn)。

關(guān)于鋅肥,大多通過葉面噴施,施用量一般為0.5～1.0 kg/hm2或土壤施肥 10～20 kg/hm2。在這個(gè)施用水平下,青貯玉米干物質(zhì)產(chǎn)量顯著增加[47-48]。青貯玉米四葉期葉面噴施磷和鋅,可顯著提高收獲時(shí)青貯玉米淀粉含量[49]。本試驗(yàn)把鋅肥作為種肥進(jìn)行試驗(yàn),結(jié)果表明,鋅肥顯著影響青貯玉米的營養(yǎng)品質(zhì)和飼料價(jià)值。

表 4 底肥、種肥、追肥處理對青貯玉米R(shí)FV和G I影響的主效應(yīng)檢驗(yàn)Table 4 Main effectanalysis of base fertilizer,seed manure and topdressing on RFV and GIof maize silage

畜禽糞肥經(jīng)過腐熟后得到的有機(jī)肥仍具有其獨(dú)特的優(yōu)勢：養(yǎng)分齊全,促進(jìn)作物增產(chǎn)增收;禽畜糞尿有機(jī)肥由于含有豐富的有機(jī)質(zhì),可以全面為作物提供氮、磷、鉀及多種中微量元素,大幅提高農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì);可以有效改善土壤理化性狀,疏松土壤,增強(qiáng)土壤透氣性,大幅提高地力;生物有機(jī)肥成分中含有如固氮菌、解磷菌、解鉀菌等,施用后可轉(zhuǎn)化土壤中的營養(yǎng)物質(zhì)為作物所用,不斷給作物供應(yīng)養(yǎng)分;畜糞尿有機(jī)肥的施用會(huì)使大量有益活性菌迅速繁殖,可有效抑制有害微生物的生長,同時(shí)產(chǎn)生多種酶,促進(jìn)作物健壯生長,增強(qiáng)作物的抗逆和抗病蟲害能力,減少農(nóng)藥施用量,緩解連作障礙;改善地力,推動(dòng)循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展,大量有益活性菌直接參與土壤物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化、腐殖質(zhì)形成和分解等過程,對土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)起到膠粘作用,有效改善土壤物理性狀,增強(qiáng)土壤的透氣、保水、保肥能力,防止土壤板結(jié)和酸化,培肥地力,提高肥料利用率,降低施肥成本,使土地實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)?；署B(yǎng)分含量高,肥效快,但持續(xù)時(shí)間短,養(yǎng)分單一,糞肥正好相反。糞肥與化肥混用可取長補(bǔ)短,滿足作物各個(gè)生長期對養(yǎng)分的需要[50]。本試驗(yàn)研究結(jié)果也表明,基施廄肥,配施種肥和追肥能顯著提高青貯玉米的飼用品質(zhì)和飼料價(jià)值。

Tilm an等[51]研究指出,提高養(yǎng)分利用效率可以通過從時(shí)間和空間上協(xié)調(diào)植物的營養(yǎng)需要和土壤的供肥作用實(shí)現(xiàn)。本研究結(jié)果表明,輔助施用種肥可以提高青貯玉米的營養(yǎng)品質(zhì)和飼用價(jià)值,但過高種肥反而降低了青貯玉米的營養(yǎng)品質(zhì)。追肥促進(jìn)青貯玉米營養(yǎng)品質(zhì)的效果較好,但追肥肥效持續(xù)時(shí)間較短,應(yīng)當(dāng)注意追肥施用的最佳時(shí)間。

青貯玉米生產(chǎn)中,普遍存在大水大肥、重基肥輕追肥的傳統(tǒng)水肥管理方式,這不僅不能有效提高玉米產(chǎn)量,而且極易造成環(huán)境污染。本研究結(jié)果表明,施用廄肥的青貯玉米營養(yǎng)品質(zhì)和飼料價(jià)值高于底肥為復(fù)合肥的處理。傳統(tǒng)施肥方式以基肥為主,為保證作物后期養(yǎng)分需要,必定要施用大量肥料,否則極易造成后期脫肥。而玉米早期需要養(yǎng)分?jǐn)?shù)量少,根系吸收弱,大量施用基肥不能被及時(shí)充分吸收利用而損失,一方面造成肥料利用效率低,另一方面造成巨大的環(huán)境壓力。廄肥發(fā)揮肥效需要一定的時(shí)間,在以種植青貯玉米作為飼養(yǎng)家畜飼料的地區(qū),廄肥資源豐富,可以用廄肥替代復(fù)合肥作為底肥,既有利于青貯玉米的生長,又充分利用了資源,還有助于減輕環(huán)境污染。

4 結(jié) 論

①青貯玉米養(yǎng)分含量在不同底肥、種肥和追肥水平及組合下存在顯著性差異。A 2B2C1組合下的 CP含量最高,A 1B 2C1組合下的 CA含量最高,A 1B4C1組合下的 EE含量最高,A 1(A 2)B4(B1)C1組合下的 NDF、ADF含量最低。

②底肥、種肥和追肥水平顯著影響 RFV和GI。A 2B1(B2)C1組合下的 RFV最高,RFV分級為 2級,A 2B 1C1下的 RFV為 112.39,A2B2C1下的 RFV為 109.31。A 2B2C1組合下的 GI最高(31.13),GI分級為 2級。

③本試驗(yàn)條件下,基施 50 000 kg/hm2的牛糞廄肥,15 kg/hm2ZnSO4?6H2O拌種,播后 25 d追施尿素 300 kg/hm2,青貯玉米的飼用價(jià)值和飼料營養(yǎng)品質(zhì)最高。

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