氮復合肥種類及施氮量對壩上地區青貯玉米產量和品質的影響

馬磊，袁飛，朱玲玲，王忠美，戎郁萍

（中國農業大學動物科技學院，北京100193）

青貯玉米（Zeamays）是草食家畜生產不可或缺的粗飼料資源［1］。合理施肥、平衡施肥、提高肥料利用率是保證作物高產穩產的重要措施，大量研究表明，生物產量的提高是作物高產的基礎，而施肥是調控生物產量及其組分動態轉化的重要手段［2］，青貯玉米對氮肥的反應尤其敏感［3］，氮是限制青貯玉米產量的關鍵的因子［4］，因此氮肥的施用及施用量對青貯玉米的產量和品質起著關鍵作用。王春虎等［5］報道尿素施氮量為337.5kg/hm2時，玉米產量最高，達到6845.0kg/hm2；繼續增施氮肥，產量顯著降低。施氮量為112.5和225kg/hm2時，蛋白質含量最高，達到了8.94%，品質最好；施氮量繼續增加，玉米品質顯著下降，其絕對值下降了0.13%～0.56%。宋尚有等［6］對高淀粉玉米的研究得到中等氮肥水平（N 180kg/hm2）每kg氮肥增產量、玉米子粒粗脂肪、粗蛋白和淀粉含量都為最大。魏荔等［7］研究得出增加氮肥施用量能顯著提高青貯玉米蛋白質含量，改善其品質。黃紹文等［8］研究得出施氮能增加高油和高淀粉玉米子粒蛋白質、醇溶蛋白和清蛋白含量。施氮使高油玉米子粒氨基酸和必需氨基酸含量提高0.83%和0.41%，使高淀粉玉米提高1.18%和0.36%，進而改善了青貯玉米的品質。

施肥方式不同，植物利用氮素的水平就有差異。陸曉燕和沈益新［9］對飼用甜高粱（Sorghumbicolor）的研究發現拔節期追施尿素可以提高產量和粗蛋白含量。劉朝巍等［10］對不同施氮方式對寬窄行交替休閑種植玉米產量和光合特性的影響研究中報道基肥＋拔節期追肥＋抽穗期追肥可顯著增加玉米干草產量。蔡曉妍等［11］研究表明拔節期追施氮肥提高了青貯玉米的生物產量和飼用品質。Islam等［12］研究表明，播種前、播種后施N肥玉米粗蛋白分別是828和1124kg/hm2。

施肥種類的不同，植物利用其能力不同，也會影響氮素利用效率，進而影響植物的產量和品質性狀。陸曉燕和沈益新［9］對飼用甜高粱的研究發現施用發酵牛糞可提高其干物質產量，而其粗蛋白含量卻下降。徐敏云等［13］研究表明廄肥（5000kg/hm2）、種肥（鋅肥，ZnSO4·6H2O，15kg/hm2）、追肥（尿素300kg/hm2）組合可顯著增加青貯玉米產量，王忠美等［14］對青貯玉米的研究發現氮緩釋復合肥與速效肥相比對青貯玉米干草產量、莖葉比無顯著影響，而劉朝巍等［10］研究表明緩釋肥能提高玉米干草產量。趙東海等［15］研究表明氮、磷、鉀和鋅肥配施能顯著提高墨西哥玉米草產量，并改善其營養品質。衛麗等［16］研究得出，緩釋肥能在玉米生長后期提供充足的氮素，從而可以提高籽粒的粗蛋白含量。Wuest和Cassman［17］研究表明緩釋肥可提高谷物的蛋白約0.75%。

不同緩釋比例緩釋肥對植物的影響研究方面還缺乏大量的數據。只有王忠美等［14］以氮緩釋復合肥對壩上地區青貯玉米產量研究中報道緩釋比例30%的復合肥（N：150kg/hm2）干產最高，但與同施氮量、緩釋比例為20%的處理干產量無顯著差異。綜上，國內外對氮肥利用大都側重于速效氮施肥量、施肥方式對植物生長的影響，而對緩釋氮肥的利用還較少，尤其在青貯玉米上的應用研究報道更少。緩釋氮處理的氮表觀利用率和氮素生理利用率高于速效肥［14］。因此，緩釋肥的利用是提高氮素利用率的途徑之一。

壩上地區是農牧業生產結合區，無霜期短、有效積溫低，生長季短，不適宜種植籽實玉米，優質飼草料缺乏成為發展草食家畜的主要限制因素。合理施肥模式下大力種植青貯玉米，是發展優質高效草食畜牧業的基礎。因此研究旱作條件下大田青貯玉米的管理方式，研究其對施肥種類、施肥量、施肥方式及緩釋比例的響應，對解決壩上地區草食家畜的飼草飼料需求量和飼草品質需求具有積極意義。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

本研究在中國農業大學草業科學壩上野外科學研究站進行。試驗區位于河北省張家口市塞北管理區（41°52′N，115°49′E），海拔1367m，大針茅（Stipagrandis）－羊草（Leymuschinensis）典型草原植被［14］。年均氣溫1℃，1月平均氣溫－18.6℃，7月平均氣溫17.6℃，≥10℃的年積溫1900～2500℃，無霜期90d，年平均降水量400mm，主要集中在7－9月，年蒸發量約1735.7mm，年日照時數2930h，主要土壤類型為栗鈣土［18－19］。

1.2 試驗設計

1.2.1 供試品種 供試品種為巡青518（當地商用品種），2010年5月23日進行播種，種植密度為7.35萬株/hm2，株距25cm，行距55cm。

1.2.2 肥料配比及田間試驗設計 本試驗采用完全隨機區組設計，試驗分為11個處理，每個處理均為4次重復，總計4個區組，44個小區，每個小區為9行，面積為4.5m×8.0m，保護行距1m，試驗區面積總計為1584 m2。

每個小區施氮量為2.4kg，空白（CK0）為不施任何肥料（表1）；對照1（CK1）施含氮量為180kg/hm2的普通氮磷鉀復合肥，播種時作為基肥一次施完；對照2（CK2）為施含氮量180kg/hm2的普通復合肥，分2次施，基肥施入60%，在玉米拔節期追肥40%；脲甲醛緩釋肥的濃度梯度分別為含氮量180kg/hm2、緩釋比例30%（緩釋Ⅰ），150kg/hm2、緩釋比例30%（緩釋ⅡB），120kg/hm2、緩釋比例30%（緩釋Ⅲ），90kg/hm2、緩釋比例30%（緩釋Ⅳ），60kg/hm2、緩釋比例30%（緩釋Ⅴ），30kg/hm2、緩釋比例30%（緩釋Ⅵ）作為基肥一次性施入，其中150 kg/hm2的處理中，根據緩釋比例的不同，又分為緩釋ⅡA（緩釋比例40%）、緩釋ⅡB（緩釋比例30%）、緩釋ⅡC（緩釋比例20%）3個類別；各處理中P2O5、K2O施量一樣，分別為60kg/hm2和75kg/hm2。

1.3 測定方法

青貯玉米的拔節期和成熟期測定莖葉比和全株粗蛋白含量，成熟期測定葉綠素相對值（soil and plant analyzer development，SPAD）、鮮草和干草產量。

1.3.1 鮮草產量和干草產量 產量測定：青貯玉米收獲期時，各小區選取中間2行齊地刈割后稱重，依據小區面積估算每hm2的鮮草產量，利用鮮干比計算每hm2的干物質重量。

1.3.2 莖葉比 每個小區按五點取樣法選取5株代表性植株，齊地刈割，將其莖葉分離稱其鮮重，在65℃的烘箱內烘干測定干重，計算莖葉比。

1.3.3 葉綠素相對值（SPAD） 在每個小區中間2行隨機選擇生長均勻一致的玉米，選取穗位葉長度1/2處上表面，避開葉脈位置，于上午11：00用SPAD分析儀（SPAD－502）測定SPAD值。每小區測定10株，取平均值［20］。

1.3.4 全氮及粗蛋白含量 每個小區按S形取樣法選取10株代表性植株，切短在65℃的烘箱內烘干，樣品粉碎后，過1.0mm篩，用于粗蛋白質含量的測定。凱氏定氮儀（FOSS Kjeltec 2300）測定青貯玉米植株全株全氮含量，乘以6.25即為粗蛋白含量。

1.4 數據分析

用Excel 2010軟件進行數據整理和作圖，用SAS 8.2進行單因子方差分析（One－way ANOVA）檢測，多重比較按照Duncan新復極差法。

表1 肥料配比及用量Table 1 The amount and ratio of fertilizers

2 結果與分析

2.1 施氮對青貯玉米產量的影響

不同施氮處理均顯著提高青貯玉米鮮草和干草產量（P＜0.05）（圖1）。緩釋ⅡC處理鮮產和干產均最大，鮮、干產分別為10.58×104和2.45×104kg/hm2，比 CK0分別增加26464.24和 7617.37kg/hm2，顯 著 增 產 33.37% 和45.15%，鮮、干產顯著高于速效肥 CK1、CK2處理（P＜0.05），但與ⅡB處理無顯著差異（P＞0.05）。分次施速效肥的干產顯著高于一次施入（P＜0.05），但二者鮮產差異不顯著（P＞0.05）。緩釋ⅡA鮮、干產均較低，可能是其緩釋比例過高，限制了青貯玉米生長對氮肥的需求。

圖1 氮肥種類及施氮量對青貯玉米產量的影響Fig.1 Effect of different types of N fertilizers and their quantities on the yields of silage corn

2.2 施氮對青貯玉米莖葉比的影響

不同施氮量在拔節期的莖葉比為1.32～1.72，成熟期為2.35～2.68（表2）。拔節期和成熟期，均是ⅡB青貯玉米的莖葉較低，顯著低于CK1和CK2（P＜0.05），其與CK0無顯著差異（P＞0.05）。其他各施氮處理間差異不顯著（P＞0.05），表明緩釋氮能夠促進青貯玉米葉片生長，降低植物莖葉比。

2.3 施氮對葉綠素相對值的影響

速效氮和緩釋氮處理均顯著提高青貯玉米的SPAD值（P＜0.05）（圖2）。速效CK1處理的SPAD值顯著高于CK2（P＜0.05）。緩釋ⅡC的SPAD值最高，為36.97，顯著高于 CK0的8.96，顯著高于 CK2（P＜0.05），但與CK1無顯著差異（P＞0.05）。緩釋肥ⅡA、ⅡB、ⅡC間無顯著差異（P＞0.05）。低氮量緩釋處理Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ顯著低于高緩釋氮處理Ⅰ、ⅡA、ⅡB、ⅡC（P＜0.05），表明SPAD值對高氮量響應更敏感。

2.4 施氮對粗蛋白含量的影響

拔節期和成熟期，施氮處理均顯著提高全株粗蛋白含量（P＜0.05），成熟期全株粗蛋白含量低于拔節期（圖3）。拔節期，緩釋Ⅲ的粗蛋白含量最高，為14.19%。成熟期，緩釋ⅡB顯著高于其他施氮處理（P＜0.05），其粗蛋白含量比CK0顯著增加28.67%（P＜0.05）。

表2 氮肥種類及施氮量對青貯玉米莖葉比的影響Table 2 Effect of different types of N fertilizers and their quantities on stem－leaf ratio of silage corn（Mean±SD）

圖2 緩釋肥施氮量對青貯玉米SPAD值的影響Fig.2 Effect of different types of N fertilizers and their quantities on SPAD of silage corn

圖3 緩釋肥施氮量對青貯玉米全株粗蛋白的影響Fig.3 Effect of different types of N fertilizers and their quantities on crude protein（CP）of silage corn

3 討論

3.1 氮緩釋復合肥對青貯玉米產量的影響

大量的研究表明施肥可不同程度地提高大田作物產量，其中緩釋肥的效果好于普通速效肥。楊帆等［21］以熱研2號柱花草（Stylosanthesguianensiscv.Reyan No.2）、黃亞萍等［22］以甘草（Glycyrrhizauralensis）的研究均表明普通復合肥可顯著提高其干草產量。陸曉燕和沈益新［9］、王春虎等［5］、宋尚有等［6］、趙東海等［15］均報道速效肥可顯著提高甜高粱（Sorghumbicolor）飼草和玉米干草產量。Yerokun［23］、Shoji等［24］均在玉米上做了研究，發現緩釋肥可顯著提高玉米的產量。徐玉鵬等［25］、朱紅英［26］研究均表明緩釋肥可有效提高玉米產量，王忠美等［14］對青貯玉米的研究表明氮緩釋復合肥可顯著提高青貯玉米株高、鮮草產量和干草產量。大量研究均集中在速效肥料對飼用玉米和其他飼用植物上，而緩釋肥對飼用玉米和其他飼用植物尤其是青貯玉米的研究較少，因此，對緩釋氮肥在青貯玉米生產上的研究有待加強。

3.2 氮緩釋復合肥對青貯玉米莖葉比的影響

莖葉比反映植物葉量在生物總量中所占比例的大小，是評定不同玉米品種草質的主要參考指標，葉的纖維素含量低，葉綠素、蛋白質、類胡蘿卜素含量高，大部分家畜對葉的采食率高于莖［27］。因此，莖葉比比例越低，營養物質含量就越多，適口性就越強，牧草的品質也就越好。本研究中施肥都不同程度地提高了青貯玉米的莖葉比，且隨著生育期延長，莖葉比增大。拔節期，緩釋ⅡB處理莖葉比最低。成熟期，施肥處理莖葉比均高于不施肥，緩釋肥促進莖葉比增加的效應可能在拔節期以后逐漸表現出來。紫花苜蓿（Medicagosativa）施氮肥處理其莖葉比增加，降低其飼用價值［28－31］。劉建寧等［32］研究發現高丹草（SorghumHybrid Sudangrass）刈割越遲，莖葉比越大，飼用價值越小，本研究的結果與其一致。緩釋ⅡB能顯著降低青貯玉米的莖葉比（P＜0.05，表2），對壩上地區青貯玉米生產具有借鑒的價值。

3.3 氮緩釋復合肥對青貯玉米葉綠素相對值的影響

葉綠素含量是衡量葉片光合能力的重要指標，葉綠素含量的增減是通過植物葉色在不同生育期的變化來反映的，SPAD值是通過葉綠素計即時讀取的葉綠素相對值，國內外許多研究者已經用SPAD值作為診斷狼尾草（Pennisetumalopecuroides）等牧草氮素虧缺的重要手段［33］，且在玉米、水稻（Oryzasativa）等大田作物上應用SPAD值進行需氮預測已有很多研究［34－37］。本研究結果表明，不同種類的肥料都不同程度地提高了青貯玉米的SPAD值，且速效肥分次施入SPAD值高于一次施入。緩釋ⅡC處理的SPAD值最高為36.97，高氮量處理SPAD值大于低氮量處理（圖2）。Amany等［38］研究發現緩釋肥處理的玉米葉綠素a、葉綠素b均高于速效肥處理，進而其SPAD值更高，本研究的結果與之一致。綜上，本研究緩釋氮的施用以施氮量150kg/hm2，緩釋比例為20%為最佳。

3.4 氮緩釋復合肥對青貯玉米全株粗蛋白含量的影響

玉米的營養品質與蛋白質含量和品質密切相關［39］，施氮可以提高青貯玉米粗蛋白的含量［40］，衛麗等［16］研究得出，緩釋肥能在夏玉米生長后期提供充足的氮素，從而可以提高籽粒的粗蛋白含量，還發現控釋肥的粗蛋白含量均顯著高于常規施肥。本研究表明，在青貯玉米拔節期和成熟期，速效肥和緩釋肥處理均顯著（P＜0.05，圖3）提高青貯玉米全株粗蛋白含量，緩釋肥處理優于速效肥處理。但是這一方面的研究大多集中于速效肥對籽粒玉米的影響上，而針對緩釋肥開展的研究尤其對青貯玉米的研究很少，因此值得關注。

4 結論

施肥處理均顯著提高青貯玉米鮮草、干草產量，緩釋ⅡC鮮產和干產均最大，比CK0增加鮮產和干產26464.24和7617.37kg/hm2，顯著增產33.37%和45.15%，分次施速效肥的干產顯著高于一次施入，但二者鮮產差異不顯著。青貯玉米拔節期和成熟期，施肥處理均不同程度地提高了青貯玉米的莖葉比，但各施肥處理間差異不顯著。不同施肥處理均顯著提高青貯玉米的SPDA值。緩釋ⅡC的SPAD值最高，為36.97，顯著高于CK2，但與CK1無顯著差異。拔節期和成熟期，施氮肥處理均顯著提高青貯玉米全株粗蛋白含量。拔節期，緩釋Ⅲ處理粗蛋白含量最高。成熟期，緩釋ⅡB處理顯著高于其他施氮處理。河北壩上農牧結合區，機械化水平低、勞動力有限及農牧民注重飼草飼料產量等，雖青貯玉米在抽穗初期刈割品質高于成熟期，但都集中于成熟期刈割。鑒于以上因素，在保產的前提下獲取較高品質的青貯玉米，建議使用緩釋ⅡC的緩釋肥。

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