氮磷鉀鋅肥配施對墨西哥玉米草首次刈割產量及品質的影響

趙東海,胡華鋒,介曉磊,化黨領,劉世亮,郭 孝,魯劍巍,劉 芳

（1.河南農業大學資源與環境學院,河南 鄭州 450002；2.鄭州牧業工程高等專科學校,河南 鄭州 450011；3.華中農業大學資源與環境學院,湖北武漢 430070）

墨西哥玉米草（Zea mexicana）為一年生禾本科牧草[1],一年可刈割 6～8茬,年鮮草產量可達250 000 kg/hm2,是一種優質飼料作物,被譽為“青飼料之王”,在我國河南、河北、山西、廣東等地得到了廣泛種植。由于墨西哥玉米草是一年生多茬高產飼料作物,因此收獲時每年將從土壤中帶走大量的礦質營養元素[2],會使土壤營養趨于貧乏,土壤養分平衡遭到破壞,從而使飼草作物產量、品質降低,土壤可持續生產能力下降[3-7]。因此必須給土壤補充營養元素,即通過施肥來滿足作物生長需要。

氮、磷、鉀肥是作物生長發育所必需的三大營養元素,對作物的增產和品質提高都有重要作用。而微量元素鋅對禾本科作物產量、品質影響也很大[8],尤其在我國北方石灰性土壤中缺鋅現象十分普遍。鋅在作物體內是許多酶的組成成分,參與碳水化合物的轉化和代謝,并能增強作物的抗病、抗寒、抗旱性,促進作物生長,提高籽粒產量[9]。研究表明,氮、磷、鉀、鋅肥合理施用能顯著提高牧草飼草產量及粗蛋白、粗纖維等品質指標的含量和產量[10-14]。然而,目前關于上述4種肥料配施對墨西哥玉米草產量和品質影響的研究還鮮為報道。本研究采用盆栽試驗,研究氮、磷、鉀、鋅肥配施對墨西哥玉米草產量和品質的影響,以期為墨西哥玉米草的優質高產提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 供試品種供試墨西哥玉米草品種為優12,購于河南省農業科學院。

1.2 供試土壤供試土壤為壤質潮土,其理化性狀如下:有機肥7.57 mg/kg,堿解氮0.64 mg/kg,速效磷25.74 mg/kg,速效鉀55.23 mg/kg,pH值8.1,有效鋅0.76 mg/kg,表現為缺鋅[9]。

1.3 供試肥料供試氮肥、磷肥、鉀肥分別為尿素（N 46%）、過磷酸鈣（P2O512%）、硫酸鉀（K2O 54%）,均為市售；供試鋅肥為ZnSO4·7H2O（分析純,Zn 22.74%）。

1.4試驗設計試驗在河南農業大學科教園網室內進行。試驗設單施氮（N）、單施磷（P）、單施鉀（K）、氮磷配施（NP）、氮鉀配施（NK）、磷鉀配施（PK）、氮磷鉀配施（NPK）及氮磷鉀鋅配施（NPKZn）,以不施肥處理為對照（CK）,共9個處理。每盆（盆高30 cm,體積 0.02 m3）裝土7.50 kg,重復3次,隨機排列。氮、磷、鉀、鋅肥用量分別為N（3 g/盆）、P2O5（2 g/盆）、K2O（1 g/盆）、ZnSO4·7H2O（0.2 g/盆）,肥料與土壤混均后入盆。于2009年6月10日播種,每盆播種墨西哥玉米草種子3～5粒。于6月22日間苗至1株,并適時除草、灌溉,按產草田常規管理。于7月15日刈割,將刈割部分分成莖鞘和葉片兩部分,稱鮮質量后于105℃殺青,75℃烘干,粉碎后過1 mm尼龍篩,供室內分析。

1.5 測定方法采用常規方法測定墨西哥玉米草植株和土壤營養成分含量[15-16],其植株營養成分含量與其飼草產量乘積為營養成分產量。

使用SPSS 12.0統計軟件,采用F測驗和LSD法對試驗數據進行方差分析和多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理對墨西哥玉米草產量的影響不同配施處理均能顯著（P＜0.05）提高墨西哥玉米草葉片、莖鞘及飼草（葉片+莖鞘）產量（表1）。與對照相比,施肥處理葉片鮮質量和干質量增幅分別為6.98%～39.02%和5.30%～37.45%；莖鞘鮮質量和干質量增幅分別為7.05%～39.18%和8.01%～39.32%；飼草鮮質量和干質量增幅分別為7.00%～39.08%和6.02%～37.94%。單施 N處理顯著高于單施磷、鉀處理,而 P、K處理間差異不顯著（P＞0.05）。N、P、K、Zn肥配施顯著優于單施處理,NP、NK處理顯著優于 PK處理,NPK、NPKZn處理又顯著優于 NP、NK處理,但 NPK與NPKZn兩者之間差異不顯著。上述結果說明氮肥對于墨西哥玉米草的增產作用大于磷、鉀肥,而肥料配施更能滿足墨西哥玉米草對養分的均衡需要；配施Zn肥增產效果不明顯。處理間增產效應表現為:NPKZn＞NPK＞NP＞NK＞N＞PK＞P＞K＞CK。

2.2 不同施肥處理對墨西哥玉米草營養成分含量的影響

2.2.1對粗蛋白含量的影響 由表2可見,與對照相比,施肥處理的葉片和莖鞘粗蛋白含量增幅分別為5.30%～18.46%和5.83%～24.03%,且單施或配施氮肥處理顯著（P＜0.05）高于不施氮處理。N、P、K單施時,粗蛋白含量表現為N＞P＞K,配施時,粗蛋白含量表現為NPK＞NP＞NK＞PK,而配施Zn肥效果優于NPK（表2）。上述結果說明氮肥對于提高墨西哥玉米草粗蛋白含量貢獻最大,其次是P、K肥；配施鋅肥對于提高粗蛋白含量有一定作用。墨西哥玉米草葉片粗蛋白含量均高于莖鞘。

表1 施肥對墨西哥玉米草產量的影響 g/株

表2 施肥對墨西哥玉米草營養成分含量的影響 %

2.2.2對粗脂肪含量的影響 與對照相比,施肥處理的葉片和莖鞘粗脂肪含量增幅分別為2.24%～30.49%和1.65%～18.23%,肥料配施粗脂肪含量均高于單施處理。N、P、K單施時,粗脂肪含量表現為N＞P＞K；配施時,粗脂肪含量表現為NPK＞NP＞NK＞PK；而NPK處理及配施Zn肥處理粗脂肪含量均顯著高于其他處理（P＜0.05）,但兩處理間差異不顯著（P＞0.05）（表2）。上述結果說明氮肥對于提高墨西哥玉米草粗脂肪含量貢獻最大,其次是磷、鉀肥；而配施鋅肥效果不明顯。墨西哥玉米草葉片粗脂肪含量均高于莖鞘。

2.2.3對粗纖維含量的影響 與對照相比,施肥處理的葉片和莖鞘粗纖維含量增幅分別為9.24%～21.86%和5.66%～28.36%,肥料配施粗纖維含量均高于單施處理。N、P、K單施時,粗纖維含量表現為N＞P＞K；配施時,粗纖維含量表現為NPK＞NK＞NP＞PK,NPK、NP和NK處理之間差異不顯著（P＞0.05）,但FQU顯著優于PK處理。N處理優于PK處理,配施鋅肥與NPK處理之間差異不顯著（表2）。上述結果說明氮肥對于提高墨西哥玉米草粗纖維含量貢獻最大,其次是磷、鉀肥,而配施鋅肥效果不明顯。墨西哥玉米草葉片粗纖維含量均高于莖鞘。

2.2.4對粗灰分含量的影響 與對照相比,施肥處理的葉片和莖鞘粗灰分含量增幅分別為1.69%～7.91%和2.67%～6.28%；肥料配施粗纖維含量均高于單施。氮、磷、鉀單施時,粗灰分含量依次為N＞P＞K；配施時,粗灰分葉片含量表現為NP＞NPK＞NK＞PK,但各處理間差異不顯著（P＞0.05）；莖鞘含量表現為NP＞PK＞NPK＞NK,但處理間差異不顯著,且配施鋅肥和NPK處理間差異不顯著（表2）。上述結果說明氮肥對于提高墨西哥玉米草粗灰分含量貢獻最大,而配施鋅肥效果不明顯。

2.2.5對無氮浸出物含量的影響 與對照相比,施肥處理的葉片和莖鞘無氮浸出物含量降幅分別為8.61%～28.46%和8.50%～29.89%。氮、磷、鉀單施時,無氮浸出物含量表現為K＞P＞N；配施時,無氮浸出物含量表現為PK＞NP＞NK＞NPK；且配施鋅肥和 NPK處理間差異不顯著（P＜0.05）。墨西哥玉米草莖鞘無氮浸出物含量均高于葉片（表2）。

2.3 不同施肥處理對墨西哥玉米草營養成分產量的影響

2.3.1對粗蛋白產量的影響 與對照相比,施肥處理的粗蛋白產量增幅為12.60%～61.25%。氮、磷、鉀單施時,粗蛋白產量表現為N＞P＞K,且N處理優于P、K處理；配施時,粗蛋白產量表現為NPK＞NP＞NK＞PK,且NPK處理顯著優于NP、NK和PK處理；配施鋅肥處理雖高于NPK處理,但差異不顯著（P＞0.05）（表3）。

2.3.2對粗脂肪產量的影響 與對照相比,施肥處理的粗脂肪產量增幅為8.29%～7.69%。氮、磷、鉀單施時,粗脂肪產量表現為N＞P＞K,且N處理優于P、K處理；配施時,粗脂肪產量表現為NPK＞NP＞NK＞PK,且 NPK處理顯著優于NP、NK和PK處理；配施鋅肥處理雖高于NPK處理,但差異不顯著（P＞0.05）（表3）。

2.3.3對粗纖維產量的影響 與對照相比,施肥處理的粗纖維產量增幅為17.81%～64.19%。氮、磷、鉀單施時,粗纖維產量表現為N＞P＞K,且N處理優于P、K處理；配施時,粗纖維產量表現為NPK＞NK＞NP＞PK,且NPK顯著優于NP、NK、PK處理；配施鋅肥處理雖高于NPK處理,但差異不顯著（P＞0.05）（表3）。

2.3.4對粗灰分產量的影響 與對照相比,施肥處理的粗灰分產量增幅為 8.11%～42.70%。氮、磷、鉀單施時,粗灰分產量表現為N＞P＞K,且N處理優于P、K處理；配施時,粗灰分產量表現為NPK＞NK＞NP＞PK,且NPK處理顯著優于NP、NK和PK處理,NP和NK處理顯著優于PK處理；配施鋅肥處理雖高于NPK處理,但差異不顯著（P＞0.05）（表3）。

2.3.5對無氮浸出物產量的影響 氮、磷、鉀、鋅肥配施對墨西哥玉米草無氮浸出物產量影響不顯著（P＞0.05）（表3）。

表3 施肥對墨西哥玉米草營養成分產量的影響 g/盆

3 討論與結論

墨西哥玉米草是一年生多茬高產的禾本科飼草作物。氮素是限制作物產量和品質的主要因素之一。而禾本科飼草作物自身不具有固氮作用,其生長發育所需的氮主要依靠根系從土壤中吸收。磷是參與植物體內代謝與合成的基本營養元素,對作物增產增質有較大影響。鉀參與新陳代謝,也對作物產量品質產生主要影響[9]。微量元素鋅在植物生長中也有其重要的作用,能顯著提高牧草粗蛋白和粗脂肪等營養成分的含量[13-14]。

龍興等[17]在田間條件下,研究氮、磷、鉀單施和配施對小米草（Euphrasia regelii）產量的影響,結果顯示,氮、磷、鉀肥顯著提高小米草產量,且配施效果最好。閆景彩和陳金龍[10]發現氮磷鉀配施能顯著提高桂牧1號雜交象草（Pennisetum purpureum）產量。胡華鋒等[12]的研究也表明,氮、磷、鉀肥能顯著提高紫花苜蓿（Medicago sativa）飼草產量,與未施肥處理相比,施肥處理飼草產量增幅為8.62%～30.92%,同時配施能顯著提高紫花苜蓿粗蛋白、粗纖維、粗灰分、粗脂肪等營養成分含量,且氮、磷、鉀肥配施效果顯著優于單施,同時顯著降低紫花苜蓿無氮浸出物含量。胡華鋒等[18]采用葉面噴施的方法,研究不同鋅水平對紫花苜蓿草產量影響。結果表明,噴施鋅肥能顯著（P＜0.05）提高苜蓿草產量,以施鋅500 mg/kg效果最好,草產量比不施肥處理提高1 077.73 kg/hm2。本研究表明 ,氮、磷、鉀 、鋅肥能顯著提高墨西哥玉米草葉片、莖鞘及飼草（葉片+莖鞘）產量。與對照相比,施肥處理的葉片鮮質量和干質量增幅分別為6.98%～39.02%和5.30%～37.45%；莖鞘鮮質量和干質量增幅分別為7.05%～39.18%和8.01%～39.32%；飼草鮮質量和干質量增幅分別為7.00%～39.08%和6.02%～37.94%。氮肥對于墨西哥玉米草的增產作用大于磷、鉀肥。氮、磷、鉀、鋅肥也能顯著提高墨西哥玉米草粗蛋白、粗脂肪、粗纖維和粗灰分的含量和產量,且葉片粗蛋白、粗脂肪、粗纖維含量大于莖鞘,同時顯著降低了無氮浸出物含量,而莖鞘無氮浸出物含量均高于葉片,但施肥對無氮浸出物產量影響不大。氮肥對墨西哥玉米草營養成分含量提高作用大于磷、鉀肥,配施鋅肥有助于墨西哥玉米草產量提高和營養品質的改善。

[1]姜海忠.高產優質飼料作物——墨西哥玉米[J].農業科技與信息,2001（3）:3-7.

[2]宋金昌,范莉,楊宗澤,等.飼用墨西哥玉米生長特性及其營養成分含量的研究[J].草業科學,2005,22（4）:53-56.

[3]Osborne S L,Raun W R,Jonson G V,et al.Bermudagrass response to high nitrogen rates,source and season of application[J].Agronomy Journal,1999（91）:438-444.

[4]Alain O,Tac H K,Jean B.Nitrogen reserve mobilization during regrowth ofMedicage sativa:Relationships between availabilityand regrowth yield[J].Plant Physiology,1994（105）:831-837.

[5]Joseph C B,Douglas S C,Dasid P B,et al.Nitrogen and defoliation management:Effects on yield and nutritive of flaccidgrass[J].Agronomy Journal,1998（90）:85-92.

[6]韓友文.飼料與飼養學[J].北京:中國農業出版社,1998.

[7]Iltis H H,Doebley G.Zea diploperennis（Gramineae）:a new teosinte from Mexico[J].Science,1979,203（4376）:186-188.

[8]劉夢星,崔彥宏,丁民偉,等.氮磷鉀及鋅配施對旱薄區夏玉米干物質積累、分配和轉移的影響[J].河北農業大學學報,2007,30（1）:1-4.

[9]胡靄堂.植物營養學（下冊）[M].北京:中國農業大學出版社,2003.

[10]閆景彩,陳金龍.氮磷鉀配施對田周地種植桂牧1號雜交象草產量及效益的影響[J].草業科學,2009,26（12）:98-102.

[11]李小坤,魯劍巍.施肥對蘇丹草產草量和氮磷鉀養分吸收的影響[J].草地學報,2006,14（1）:52-56.

[12]胡華鋒,肖金帥,郭孝,等.氮磷鉀肥配施對黃河灘區紫花苜蓿產量和品質的影響[J].湖南農業大學學報（自然科學版）,2009,35（2）:178-180.

[13]劉世亮,化黨領,張炳運,等.鋅、鐵、鉬配施對紫花苜蓿產草量和品質的影響[J].草業科學,2008,25（11）:40-44.

[14]王克武,陳清,李曉林.施用硼、鋅、鉬肥對紫花苜蓿生長及品質的影響[J].土壤肥料,2003（3）:24-28.

[15]魯如坤.土壤農業化學分析方法[M].北京:中國農業科學技術出版社,1999.

[16]史瑞和.土壤農化分析[M].第2版.北京:中國農業出版社,1990.

[17]龍興,李小坤,趙慧星,等.氮肥用量及氮、磷、鉀配合施用對小米草生長和產量的影響[J].湖北農業科學,2004（3）:59-61.

[18]胡華鋒,李明,介曉磊,等.鋅對紫花苜蓿草產量和礦質營養的影響[J].土壤通報,2009,40（4）:884-887.