不同茬次桂牧一號(hào)營(yíng)養(yǎng)成分對(duì)尿素和碳銨的響應(yīng)

劉小飛，孟可愛(ài)

(湖南環(huán)境生物職業(yè)技術(shù)學(xué)院,湖南 衡陽(yáng) 421005)

桂牧一號(hào)雜交象草(簡(jiǎn)稱桂牧一號(hào)，Guimu-1 HybridPennisetumurpureum)是美國(guó)矮象草(American Pumilio elephantis foenum)和狼尾草(Pennisetum)的雜交后代，其莖葉多汁，適口性好，已成為我國(guó)南方重點(diǎn)推廣的草種，但是該品種在不同地區(qū)及不同栽培條件下，產(chǎn)量和品質(zhì)相差懸殊[1]，其中土壤、肥料、氣候是影響其產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因素。紅壤是湖南省地帶性土壤，占全省土壤面積的51%，由于成土母質(zhì)風(fēng)化強(qiáng)度較大，加上季風(fēng)氣候的影響，紅壤的保水保肥性能差，季節(jié)性干旱嚴(yán)重，已成為影響紅壤區(qū)旱地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要限制因子[2]。研究表明，不同地區(qū)不同季節(jié)牧草的營(yíng)養(yǎng)成分存在著明顯差異[3-4]，施肥措施和牧草營(yíng)養(yǎng)成分的形成有較高的相關(guān)性[5-6]，而針對(duì)紅壤地區(qū)桂牧一號(hào)雜交象草各養(yǎng)分的季節(jié)動(dòng)態(tài)尚未見(jiàn)報(bào)道。因而，本研究探討尿素和碳銨對(duì)桂牧一號(hào)炎熱季節(jié)各營(yíng)養(yǎng)成分變化的影響，評(píng)價(jià)不同時(shí)期桂牧一號(hào)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，為今后紅壤地區(qū)桂牧一號(hào)生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)地點(diǎn)的自然概況 試驗(yàn)地點(diǎn)選擇在湖南環(huán)境生物職業(yè)技術(shù)學(xué)院養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)牧草基地，為典型的紅壤土，光、熱、水資源主要集中在4-10月，土壤旱、酸、瘦、板、結(jié)，據(jù)測(cè)定，土壤pH 值為4.5，土壤有機(jī)質(zhì)含量5.09 g·kg-1，全氮0.54 g·kg-1，全磷0.56 g·kg-1，全鉀14.1 g·kg-1，速效氮29. 5 g·kg-1，速效磷47.9 g·kg-1，速效鉀20.1 g·kg-1。

1.2試驗(yàn)材料 桂牧一號(hào)、尿素(氮含量為46%)、碳銨(氮含量為16.8%)。

1.3試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)采用單因素隨機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，共設(shè)3個(gè)處理，尿素組(施尿素304 kg·hm-2)、碳銨組(施碳銨833 kg·hm-2)、對(duì)照組(不施肥)，每茬牧草于刈割后施肥，每次施氮量為140 kg·hm-2，每處理4個(gè)重復(fù)，共12個(gè)小區(qū)，每小區(qū)栽40蔸桂牧一號(hào)，株距、行距各70 cm，小區(qū)長(zhǎng)5.63 m，寬3.55 m。

1.4飼草的栽培與管理 試驗(yàn)用土按每畝施濕牛糞10 t作基肥，將土深耕20～25 cm，桂牧一號(hào)于2011年4月25日移栽，每穴栽苗兩株，按正常管理中耕、除雜、抗旱，于6月5日刈割，刈割后開(kāi)始試驗(yàn)，于6月5日、7月15和8月24日按試驗(yàn)方案施肥，于7月15日、8月24日、10月3日各收草一次，每茬牧草生育期為40 d。其中，再生期7月15日-8月24日氣溫最高。

1.5檢測(cè)內(nèi)容與方法

1.5.1干物質(zhì)的測(cè)定 每次刈割時(shí)測(cè)定每小區(qū)鮮草產(chǎn)量，同時(shí)在鮮草中隨機(jī)選取1 000～2 000 g 樣品于烘箱中105 ℃殺青15 min，70 ℃烘至質(zhì)量恒定，并計(jì)算干物質(zhì)含量。

1.5.2營(yíng)養(yǎng)成分的測(cè)定 混合取樣，測(cè)定牧草干物質(zhì)量后，取300～500 g樣品，粉碎過(guò)0.42 mm篩，裝入密封的干燥器中待測(cè)。采用丙酮比色法測(cè)定可溶性糖含量；采用Van Soest法測(cè)定中性洗滌纖維(NDF)及酸性洗滌纖維(ADF)含量；采用凱氏定氮法測(cè)定粗蛋白質(zhì)含量；采用水合茚三酮顯色法測(cè)定氨基酸含量[7]。

1.5.3營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)總產(chǎn)量的計(jì)算 根據(jù)桂牧一號(hào)干物質(zhì)產(chǎn)量及干物質(zhì)中各營(yíng)養(yǎng)成分含量，計(jì)算出各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)總產(chǎn)量，即營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)總產(chǎn)量=干物質(zhì)產(chǎn)量×營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量。

1.6數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)采用SAS 6.12軟件對(duì)桂牧一號(hào)各營(yíng)養(yǎng)成分含量和產(chǎn)量進(jìn)行單因素方差分析和顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1不同氮肥處理下紅壤土桂牧一號(hào)粗蛋白和氨基酸含量的季節(jié)變化 3種施肥處理桂牧一號(hào)6-10月粗蛋白含量均呈現(xiàn)先快速上升后緩慢下降的趨勢(shì)(圖1)，其最高值均出現(xiàn)在氣溫最高的第2茬草(生長(zhǎng)期為7月16日-8月24日)，尿素組、碳銨組和對(duì)照組含量分別為14.16%、13.95%和13.39%，粗蛋白含量顯著高于氣溫相對(duì)較低的第1茬草(生長(zhǎng)期為6月5日-7月15日)(P<0.05)，主要是因?yàn)?-8月光照強(qiáng)，經(jīng)光合作用合成的碳水化合物多，進(jìn)而轉(zhuǎn)化的粗蛋白量增加。而桂牧一號(hào)6-10月氨基酸含量呈現(xiàn)單峰(凹峰)曲線變化(圖1)，其中尿素組和對(duì)照組變化幅度較大，其最低含量均出現(xiàn)在氣溫最高的第2茬草，顯著低于該處理其它兩個(gè)時(shí)期的再生草(P<0.05)，而碳銨組桂牧一號(hào)6-10月氨基酸含量變化相對(duì)平穩(wěn)，各時(shí)期差異不顯著。

2.2不同氮肥處理下紅壤土桂牧一號(hào)可溶性糖含量的季節(jié)變化 3種處理桂牧一號(hào)6-10月可溶性糖含量均呈單峰(凸峰)曲線變化(圖23)，其中施氮處理(尿素組和碳銨組)變化幅度較大，而對(duì)照組變化相對(duì)平穩(wěn)，其最高值均出現(xiàn)在第2茬草(7月16日-8月24日)，刈割時(shí)尿素組、碳銨組和對(duì)照組可溶性糖含量分別為10.72%、10.01%和7.13%，最低值均出現(xiàn)在生長(zhǎng)期為6月5日-7月15日第1茬草，刈割時(shí)可溶性糖含量分別為6.99%、6.67%和5.80%。

圖1 不同氮肥條件下紅壤土桂牧一號(hào)粗蛋白和氨基酸含量的季節(jié)變化Fig.1 Seasonal variations of different nitrogen fertilizers on the crude protein and amino acid content of Guimu-1 Hybrid in the red soil

圖2 不同氮肥條件下紅壤土桂牧一號(hào)可溶性糖含量的季節(jié)變化Fig.2 Seasonal variations of different nitrogen fertilizers on the soluble sugar content of Guimu-1 Hybrid in the red soil

2.3不同氮肥條件下紅壤土桂牧一號(hào)纖維素含量的季節(jié)變化 施氮處理(尿素組和碳銨組)6-10月NDF含量呈現(xiàn)緩慢上升的趨勢(shì)(圖3)，其最高值出現(xiàn)在生長(zhǎng)期8月25日-10月3日的再生草，刈割時(shí)尿素組和碳銨組NDF含量分別為29.65%和31.53%，而對(duì)照組6-10月NDF含量呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì)(圖3)，其最高值出現(xiàn)在第2茬草，刈割時(shí)NDF含量為34.29%。3個(gè)處理6-10月ADF含量呈現(xiàn)出單峰(凸峰)曲線變化(圖3)，其最高值均出現(xiàn)在第2茬，刈割時(shí)對(duì)照組、碳銨組、尿素組ADF含量分別為25.31%、24.25%和23.12%，分別比第1茬草提高了6.02、7.82和4.87個(gè)百分點(diǎn)。由此可見(jiàn)，氣溫較高時(shí)，桂牧一號(hào)NDF和ADF含量都較高，這可能與氣溫高、光照足時(shí)，桂牧一號(hào)生長(zhǎng)過(guò)快，成熟早有關(guān)。

2.4同一時(shí)期桂牧一號(hào)各營(yíng)養(yǎng)成分對(duì)不同氮肥的響應(yīng) 研究結(jié)果表明，同一時(shí)期施氮處理粗蛋白含量顯著高于對(duì)照組(P<0.05)，尿素組和碳銨組粗蛋白含量差異不顯著。生長(zhǎng)期為6月5日-7月15日的桂牧一號(hào)粗蛋白含量以碳銨組最高，為13.18%，分別比對(duì)照組和尿素組提高1.80和0.67個(gè)百分點(diǎn)；生長(zhǎng)期為7月16日-8月24日和8月25日-10月3日的這兩茬草粗蛋白含量以尿素組最高，分別為14.16%和14.13%，比對(duì)照組提高了0.77和0.86個(gè)百分點(diǎn)。而3茬草氨基酸的含量均以碳銨組最高，分別為6.28%、6.17%和6.35%，均顯著高于對(duì)照組(P<0.05)。同一時(shí)期施氮處理可溶性糖含量顯著高于對(duì)照組(P<0.05)，其含量分別為尿素組>碳銨組>對(duì)照組，增施氮肥可降低桂牧一號(hào)NDF和ADF含量。其中第1茬草，碳銨組NDF和ADF含量最低，分別為27.07%和16.43%，顯著低于對(duì)照組(P<0.05)，而第2和3茬草，NDF和ADF含量均以尿素組最低，NDF含量分別為28.77%和29.65%，顯著低于對(duì)照組(P<0.05)，ADF含量分別為23.12%和23.06%，但和其它兩組差異不顯著。

圖3 不同氮肥條件下紅壤土桂牧一號(hào)中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量的季節(jié)變化Fig.3 Seasonal variations of different nitrogen fertilizers on the NDF and ADF content of Guimu-1 Hybrid in the red soil

2.5不同氮肥對(duì)紅壤土桂牧一號(hào)炎熱季節(jié)各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)產(chǎn)量的影響 測(cè)定結(jié)果表明，同一處理，桂牧一號(hào)各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)產(chǎn)量均以氣溫最高的第2茬草(生長(zhǎng)期為7月16日-8月24日)最高。不同的施氮處理對(duì)桂牧一號(hào)不同時(shí)期各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)產(chǎn)量的影響不同(表1)。其中第1茬草，干物質(zhì)、可溶性糖、ADF均以施追施尿素最高，分別為10 441.03、729.83和1 905.49 kg·hm-2，而第2和3茬草上述營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)均以追施碳銨最高；粗蛋白和氨基酸產(chǎn)量3茬草均以追施碳銨最高，其粗蛋白產(chǎn)量分別為1 324.50、1 815.05和1 551.30 kg·hm-2，氨基酸產(chǎn)量分別為631.20、802.79和710.73 kg·hm-2，從3茬草各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)總產(chǎn)量來(lái)看，干物質(zhì)、粗蛋白、氨基酸、可溶性糖、ADF的產(chǎn)量依次為碳銨組>尿素組>對(duì)照組，而NDF產(chǎn)量則為碳銨組>對(duì)照組>尿素組。

表1 不同氮肥對(duì)桂牧一號(hào)各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)產(chǎn)量的影響Table 1 Effects of different nitrogen fertilizers on various nutrients’ yield of Guimu-1

顯著性分析表明，除ADF外，桂牧一號(hào)3茬草各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)總產(chǎn)量施氮處理(尿素組和碳銨組)顯著高于對(duì)照組(P<0.05)，干物質(zhì)、粗蛋白、可溶性糖總產(chǎn)量尿素組和碳銨組差異不顯著，而氨基酸、ADF和NDF總產(chǎn)量碳銨組顯著高于尿素組(P<0.05)。

3 討論與結(jié)論

3.1充足光熱有利于紅壤土桂牧一號(hào)粗蛋白和可溶性糖的積累 3個(gè)處理桂牧一號(hào)6-10月粗蛋白、可溶性糖和ADF含量呈現(xiàn)單峰(凸峰)曲線變化，其最高值均出現(xiàn)在氣溫最高時(shí)期的第2茬草(7月16日-8月24日)，顯著高于第1茬草(P<0.05)，這與王彥龍等[3]、魏小紅等[4]、劉利平等[8]、徐惠風(fēng)等[9]的研究相類似。這種變化趨勢(shì)與光合作用緊密相關(guān)，7-8月為該年氣溫最高和光照最強(qiáng)的月份，光合作用強(qiáng)，糖和蛋白質(zhì)的合成代謝活躍，牧草體內(nèi)積累了較多的糖類物質(zhì)和蛋白質(zhì)，在這個(gè)時(shí)期利用青草或適時(shí)刈割調(diào)制干草和青貯飼料，可溶性糖和蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值最高。

3.2增施氮肥可提高紅壤土桂牧一號(hào)的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì) 同一時(shí)期，增施氮肥可顯著提高桂牧一號(hào)粗蛋白、氨基酸和可溶性糖含量，降低NDF和ADF含量(P<0.05)，一般認(rèn)為，飼料有機(jī)物的消化率與粗纖維含量呈負(fù)相關(guān)，粗纖維每增加一個(gè)百分點(diǎn)，大約可降低反芻動(dòng)物對(duì)有機(jī)物消化率0.85個(gè)百分點(diǎn)。其中NDF和ADF含量是評(píng)價(jià)飼草品質(zhì)的重要指標(biāo)，NDF含量高低直接影響家畜的采食量，含量高，則食口性差、采食量低。ADF含量則影響家畜對(duì)牧草的消化率，含量高，則牧草消化率低[10]。因此，增施氮肥很好地改善了牧草品質(zhì)。追施氮肥有利于桂牧一號(hào)莖稈和葉片含氮量的增加，而葉片含氮量越多，則與大氣進(jìn)行水蒸氣交換和對(duì)CO2的固定越強(qiáng)，從而促進(jìn)光合產(chǎn)物的積累[11-12]和蛋白質(zhì)的合成[13-15]；莖稈是葉片光合產(chǎn)物及根系吸收的養(yǎng)分向有關(guān)器官輸送的通道，又是物質(zhì)暫時(shí)貯藏的器官，莖稈含氮量越高，則根系吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)能力越強(qiáng)，越有利于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的積累。這與黃鵬等[16]、陳麗華等[17]的研究結(jié)果相同。6月5日-7月15日的桂牧一號(hào)，碳銨組粗蛋白含量最高，NDF和ADF含量最低，這主要是因?yàn)樘间@是NH4+-N肥，為速效養(yǎng)分，作物能直接吸收利用，迅速發(fā)揮肥效；而7月16日-8月24日和8月24日-10月3日這兩茬草，尿素組粗蛋白含量最高，NDF和ADF含量最低，這主要是因?yàn)槟蛩厥荖H2-N肥，施入土壤后，經(jīng)過(guò)土壤中的脲酶作用，水解成碳酸銨或碳酸氫銨后，才能被作物吸收利用，所以肥效發(fā)揮較碳銨慢。

3.3追施氮肥可提高桂牧一號(hào)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)總產(chǎn)量，施碳銨效果優(yōu)于施尿素 同一處理，桂牧一號(hào)6-10月各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)產(chǎn)量均以第2茬草最高；這與當(dāng)時(shí)光照充中，氣溫高，光合產(chǎn)物多有關(guān)；從3茬草各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)總產(chǎn)量來(lái)看，施氮處理顯著高于對(duì)照組(P<0.05)，因?yàn)榈视欣谔岣吖鹉烈惶?hào)功能葉轉(zhuǎn)氨酶和葉綠素含量[18]，尿素和碳銨入土后最終轉(zhuǎn)化成氨基酸態(tài)氮，植物吸收氨基酸態(tài)氮后，通過(guò)轉(zhuǎn)氨基作用形成其它氨基酸而合成蛋白質(zhì)，葉綠素含量增加可使植物凈光合速率加快，從而增加光合產(chǎn)物[19-20]；干物質(zhì)、粗蛋白、氨基酸、可溶性糖和ADF的產(chǎn)量依次為碳銨組>尿素組>對(duì)照組，本試驗(yàn)條件下碳銨組營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)產(chǎn)量大于尿素組，主要是因?yàn)樘间@中N∶C為1∶1，而尿素中N∶C為2∶1，在相同的氮素供應(yīng)下，碳銨能提供更多的碳素，分解出更多的CO2，從而彌補(bǔ)空氣中CO2的不足，提高氣孔導(dǎo)度和胞間CO2濃度，進(jìn)而合成更多的光合產(chǎn)物[21]，因此，從營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)總產(chǎn)量來(lái)看，給桂牧一號(hào)追施碳銨效果優(yōu)于施尿素。

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