不同肥料配施對(duì)青貯玉米產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

郭 江，甕巧云，宋亞菲，劉穎慧，袁進(jìn)成

（河北北方學(xué)院，河北張家口075000）

0 引言

青貯玉米具有生物產(chǎn)量高，營(yíng)養(yǎng)豐富的特點(diǎn)，素有飼料大王的美譽(yù)[1]。提高青貯玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。施肥是調(diào)控玉米生物產(chǎn)量及組分分配的重要手段，合理施肥是保證作物高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的重要措施，青貯玉米對(duì)施肥的反應(yīng)尤為敏感[2]。迄今，前人從不同栽培措施對(duì)青貯玉米產(chǎn)量和質(zhì)量的影響[3-4]、不同施肥方式對(duì)青貯玉米產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[5-7]、氮肥及氮肥施用量與青貯玉米產(chǎn)量和品質(zhì)的關(guān)系[8-9]、氮磷鉀配施與青貯玉米產(chǎn)量和品質(zhì)的回歸模型[10]等進(jìn)行了較多研究。胡玉敏等[11]在錫林浩特市研究了青貯玉米的施肥效應(yīng)，并確定了氮、磷、鉀的合理施肥量。閆敏等[12]在太原市小店區(qū)也通過(guò)“3414”肥料效應(yīng)試驗(yàn)并確定了當(dāng)?shù)氐暮侠硎┓柿浚瑓切窈13]在貴州黃砂泥土條件下進(jìn)行測(cè)土配方施肥試驗(yàn)，提出適合當(dāng)?shù)氐牡⒘住⑩涍m宜的施肥比例，其他研究者在不同地區(qū)也進(jìn)行了玉米肥料試驗(yàn)[14-16]，在不同試驗(yàn)地點(diǎn)所確定的施肥量不同，這與當(dāng)?shù)氐耐寥婪柿λ接嘘P(guān)。郝林峰等[17]利用不同青貯玉米品種對(duì)產(chǎn)量和品質(zhì)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)青貯玉米品種選擇直接影響其產(chǎn)量和飼料價(jià)值。雷志剛等[18]對(duì)不同青貯玉米品種的品質(zhì)性狀與農(nóng)藝性狀相關(guān)性進(jìn)行研究，結(jié)果表明品種的選擇對(duì)青貯玉米產(chǎn)量和品質(zhì)也產(chǎn)生影響。可見(jiàn)品種選擇受當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件和土壤肥力水平等因素的影響。近年來(lái)，隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，飼用玉米在冀西北半干旱地區(qū)的種植范圍越來(lái)越大，選用品種較多，肥料使用存在不合理現(xiàn)象[19]，目前不同組合氮磷鉀肥在半干旱地區(qū)對(duì)青貯玉米產(chǎn)量和品質(zhì)影響的研究較少。本研究以冀西北半干旱地區(qū)種植的主要青貯玉米品種為材料，利用“3414”施肥優(yōu)化方案較系統(tǒng)的研究了不同氮磷鉀施用量組合對(duì)青貯玉米的植株性狀、干物質(zhì)積累、生物產(chǎn)量、品質(zhì)性狀的影響，旨在為半干旱地區(qū)青貯玉米高產(chǎn)優(yōu)產(chǎn)實(shí)踐中的合理施肥提供理論指導(dǎo)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)于張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)基地（緯度40.55，經(jīng)度115.02）進(jìn)行，2018年5月10日播種，9月27日收獲。該地區(qū)海拔高度591～ 1023.2 m，≥10℃積溫2500～ 3500℃，土壤無(wú)霜期110～ 140天，年降雨量300～ 400 mm，氣候?qū)儆谥袦貛喐珊禋夂颉Ｔ囼?yàn)田為旱地，地勢(shì)平坦，土壤肥力中等。檢測(cè)土壤有機(jī)質(zhì)含量為31.27 g/kg、全氮 131.824 mg/kg、全磷44.17 mg/kg、全鉀123.39 mg/kg，速效氮為69.84 mg/kg、速效磷為14.12 mg/kg、速效鉀為73.46 mg/kg。試驗(yàn)期間使用肥料為：氮肥為尿素（含氮46%），磷肥為過(guò)磷酸鈣（含磷12%），鉀肥為硫酸鉀（含鉀50%）。

1.2 試驗(yàn)材料及設(shè)計(jì)

試驗(yàn)品種為‘大京九26’，試驗(yàn)采用農(nóng)業(yè)部推薦的3因素4水平、“3414”最優(yōu)回歸設(shè)計(jì)試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。N、P5O2、K2O的水平如下（表1）。施肥處理見(jiàn)表2，共14個(gè)處理，3次重復(fù)（表2）。施肥方法為溝施，氮素作種肥占40%；拔節(jié)期追肥占60%。磷肥做基肥或種肥一次施入。鉀肥做種肥和拔節(jié)期追施各占50%。管理同大田生產(chǎn)。小區(qū)面積15 m2，株距為22.23 cm，寬窄行種植，栽培密度為90000株/hm2。

表1 施肥水平 kg/hm2

表2 施肥處理 kg/hm2

1.3 農(nóng)藝性狀及品質(zhì)測(cè)定

葉面積指數(shù)(LAI)測(cè)定：分別在拔節(jié)期、開花期、灌漿期、成熟期測(cè)定。每個(gè)小區(qū)選取長(zhǎng)勢(shì)一致的植株3株，進(jìn)行葉面積及葉面積指數(shù)測(cè)定。計(jì)算見(jiàn)公式(1)、(2)、(3)、(4)。

式中，（系數(shù)為0.75～ 0.50），展開葉(n)系數(shù)為a=0.75，未展開葉(n+1)系數(shù)為b，未展開葉片數(shù)量為m，未展開葉(n+2)系數(shù)為c。

單株葉面積為公式(1)、(2)、(3)結(jié)果之和。

干物質(zhì)測(cè)定：分別在拔節(jié)期、大口期、開花期、灌漿期、成熟期測(cè)定，每個(gè)小區(qū)選取長(zhǎng)勢(shì)一致的植株3株，去掉根部。放入烘箱，在105℃下殺青30 min后，80℃下烘干至恒重，取出，稱干重。在成熟期采用相同的方法測(cè)定單株莖稈、葉片、葉鞘、雄穗、苞葉、籽粒等器官干重。

產(chǎn)量測(cè)定：在大多數(shù)植株處于乳熟末期到臘熟前期之間統(tǒng)一收獲，收獲時(shí)選取各小區(qū)中間3行測(cè)鮮生物產(chǎn)量，再根據(jù)樣品含水量折算干生物產(chǎn)量。

營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)測(cè)定：在收獲期取樣，測(cè)定葉面積、鮮重、干物質(zhì)之后，分別將各類作物各部分混合均勻進(jìn)行粉碎，粉碎樣品于內(nèi)蒙古烏蘭察布市易馬農(nóng)牧科技有限公司進(jìn)行養(yǎng)分測(cè)定，包括中、酸性洗滌纖維，粗蛋白，可溶性碳水化合物，脂肪，淀粉，鈣等營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對(duì)青貯玉米群體葉面積指數(shù)的影響

在不同施肥處理下，青貯玉米葉面積指數(shù)（計(jì)算按公式(4)）在整個(gè)生育期內(nèi)呈單峰曲線變化，從開花期到灌漿期群體達(dá)到最大葉面積指數(shù)。各施肥處理在拔節(jié)期葉面積指數(shù)沒(méi)有顯著差異，在開花期、灌漿期葉面積指數(shù)顯著高于對(duì)照，到成熟期則對(duì)照與多數(shù)處理沒(méi)有顯著差異。在施用氮肥的基礎(chǔ)上，施用磷肥葉面積指數(shù)一般在開花期達(dá)到最大值，可見(jiàn)磷肥促進(jìn)玉米繁殖生長(zhǎng)的作用，而鉀肥的影響較小。在開花期，N2P1K2處理與其他施肥處理葉面積指數(shù)差異顯著。在氮肥和鉀肥施入量相同的情況下，施用量為45 kg/hm2的磷肥處理下，葉面積指數(shù)與其他磷肥施用量的葉面積指數(shù)存在顯著差異，但隨著磷肥使用量的增加，葉面積指數(shù)反而降低；在磷鉀肥施用量相同的情況下，隨著氮肥施用量的增加葉面積指數(shù)先增加而后降低，氮肥施用量180 kg/hm2處理與施用量為0和90 kg/hm2的處理存在顯著差異，而與氮肥施用量為270 kg/hm2處理差異不顯著；在氮肥和磷肥施用量相同情況下，施用鉀肥75 kg/hm2的處理與其他處理差異顯著。在灌漿期，N2P1K1處理葉面積指數(shù)顯著高于其他處理。在成熟期，N2P2K2、N2P2K32個(gè)處理的葉面積指數(shù)顯著高于其他處理，可見(jiàn)在氮肥、磷肥供應(yīng)充足的情況下，鉀肥的施用有助于延緩葉片衰老（表3）。

表3 不同施肥處理青貯玉米不同生育時(shí)期的葉面積指數(shù)(LAI)

2.2 不同施肥處理對(duì)不同生育時(shí)期青貯玉米單株干物重的影響

拔節(jié)期處于青貯玉米生長(zhǎng)旺盛的初期，因此各處理間單株干物質(zhì)重的差異性較弱，N2P1K1處理相對(duì)干物 質(zhì) 重 顯 著 高 于 N0P2K2、N2P2K2、N3P2K2、N1P1K2、N1P2K25個(gè)處理，可見(jiàn)在磷鉀肥施用相對(duì)較高水平下，氮肥作為基肥的施用量對(duì)植株干物質(zhì)重的影響較小。大喇叭口期是青貯玉米從營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)向生殖生長(zhǎng)轉(zhuǎn)變的重要生育時(shí)期，N2P1K1處理單株干物質(zhì)重最高，無(wú)氮肥施用的處理，其干物質(zhì)重均低于施用氮肥處理，說(shuō)明氮肥在該時(shí)期追肥施用較好，可以增加干物質(zhì)積累。在開花期各處理的單株干物質(zhì)重明顯高于對(duì)照，其中N2P2K2、N2P1K2、N1P2K13個(gè)處理的單株干物質(zhì)重顯著高于其他處理，可見(jiàn)氮磷鉀各營(yíng)養(yǎng)要素的施用量配比要合理，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)施用量過(guò)高或過(guò)低反而不利于該時(shí)期單株干物質(zhì)積累。在灌漿期各處理間的差異較小，差異顯著性不明顯，各處理的單株干物質(zhì)重在灌漿期高于對(duì)照。成熟期單株干物質(zhì)重N2P1K2處理高于其他處理，具有顯著差異性。N2P1K1處理有利于營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段青貯玉米干物質(zhì)積累，N2P1K2處理有利于生殖生長(zhǎng)階段干物質(zhì)積累（表4）。

表4 不同施肥處理下青貯玉米不同生育時(shí)期單株干物質(zhì)重 g

續(xù)表4

2.3 不同施肥處理對(duì)青貯玉米成熟期單株各器官干重的影響

由表5可見(jiàn)，莖干重、雄穗干重、苞葉干重、穗軸干重各處理均無(wú)顯著差異。不同施肥處理對(duì)青貯玉米單株干物質(zhì)重的影響主要集中在葉鞘、葉片、籽粒3個(gè)器官上。N2P1K2處理的葉鞘和葉片的干物質(zhì)重顯著高于其他處理，其他處理之間的葉鞘和葉片干物質(zhì)重差異不顯著。N2P1K2處理的籽粒干重也表現(xiàn)優(yōu)異。從N2P0K2、N2P1K2、N2P2K2、N2P3K24個(gè)處理來(lái)看，氮肥和鉀肥的施用量相同，磷肥的施用量不同，N2P1K2處理的籽粒干重顯著高于N2P0K2處理，隨著磷肥施用量增多籽粒干重反而呈降低的趨勢(shì)，可見(jiàn)磷肥施用量要適量才有利于籽粒干物質(zhì)積累。在磷鉀肥施用量相同的情況下，隨著氮肥施用量的增加，籽粒干重也在增加，可見(jiàn)氮肥的增施有利于籽粒干物質(zhì)積累。施用相同量的氮肥和磷肥，鉀肥對(duì)籽粒干重的影響與相同條件下氮肥對(duì)籽粒干重的影響相似，但從全部處理來(lái)看，鉀肥施用量對(duì)籽粒干重的影響較小（表5）。

表5 不同施肥處理下青貯玉米單株成熟期各器官干重 g

2.4 不同施肥處理對(duì)青貯玉米產(chǎn)量的影響

經(jīng)過(guò)測(cè)產(chǎn)發(fā)現(xiàn)（圖1），施用肥料的處理均高于對(duì)照，N2P1K2處理的鮮重產(chǎn)量和干重產(chǎn)量均顯著高于其他處理，可見(jiàn)氮磷鉀按照該處理配施有利于產(chǎn)量的形成。其他處理的干重產(chǎn)量之間沒(méi)有顯著差異。氮磷鉀肥施用量最高處理之間，氮肥對(duì)鮮重產(chǎn)量貢獻(xiàn)大于鉀肥大于磷肥。

圖1 不同施肥處理下青貯玉米果穗鮮重和干重

2.5 不同施肥處理對(duì)青貯玉米營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響

由 表 6 可 知 ，N1P2K2、N2P0K2、N2P1K2、N2P2K0、N2P2K3、N2P2K26個(gè)處理的粗蛋白含量顯著高于其他處理，其中可以看到磷鉀肥對(duì)粗蛋白含量沒(méi)有影響，而氮肥的施用量對(duì)青貯玉米粗蛋白含量有影響。N3P2K2處理與以上6個(gè)施肥處理相比，相差接近1%，可見(jiàn)氮肥過(guò)量施用，也不利于粗蛋白含量的提高。N1P1K2處理的酸性洗滌性纖維含量顯著高于其他處理，N2P1K1處理最低。中性洗滌性纖維含量在各處理間存在顯著差異，在各處理間與酸性洗滌性纖維的含量表現(xiàn)相似。N2P1K2處理的脂肪含量顯著高于其他處理，N2P1K1處理脂肪含量最低。在施用等量的氮肥和鉀肥處理中，隨著磷肥的施用量的增加，酸性洗滌性纖維和中性洗滌性纖維的含量呈降低的趨勢(shì)；在氮肥和磷肥等量施用的處理中，鉀肥處理K3的酸性洗滌性纖維和中性洗滌性纖維的含量比K2的高，過(guò)量施用鉀肥可能降低青貯玉米的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)；在施用等量磷鉀肥的處理中，施用氮肥的粗蛋白含量顯著高于未施用氮肥的處理，而脂肪含量隨氮肥施用量的增加呈降低的趨勢(shì)。

表6 不同處理對(duì)青貯玉米營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響

3 討論與結(jié)論

合理的施肥有利于青貯玉米產(chǎn)量的提高和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的改善[20]。葉面積指數(shù)是影響群體同化能力的重要因素，對(duì)植株干物質(zhì)積累有著重要的影響。本研究發(fā)現(xiàn)氮肥在適當(dāng)范圍內(nèi)增施，有利于提高葉面積指數(shù)，而磷肥的增施促進(jìn)植株從營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)向生殖生長(zhǎng)過(guò)渡，鉀肥的施用在一定程度上可以延緩葉片的衰老，從而增加其光合能力，促進(jìn)干物質(zhì)積累。在不同施肥處理下，影響單株干物質(zhì)重的器官主要是葉片、葉鞘和籽粒，在適量磷鉀肥施用的同時(shí)，適當(dāng)增施氮肥有利于籽粒的干物質(zhì)積累。在不同氮磷鉀肥的配施處理中，N2P1K2處理對(duì)于青貯玉米產(chǎn)量的提高具有顯著作用。

粗蛋白的含量是評(píng)價(jià)秸稈飼料品質(zhì)優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一，粗蛋白含量越高，秸稈飼料的品質(zhì)越好[21]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，青貯玉米粗蛋白含量隨著氮肥施用量的增加呈先增加而后降低的現(xiàn)象，這與王久龍等[22]的研究結(jié)果一致。可見(jiàn)合理的增施氮肥對(duì)于粗蛋白的積累具有促進(jìn)作用，磷鉀肥對(duì)粗蛋白含量的影響較小。酸性洗滌性纖維是動(dòng)物難以消化吸收的部分，其含量越低，秸稈飼料的品質(zhì)就越高。同時(shí)，本研究還發(fā)現(xiàn)，磷鉀肥施用量少，而適當(dāng)增施氮肥有利于降低酸洗滌性纖維的含量。中性洗滌性纖維的含量也會(huì)影響秸稈飼料的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，一般來(lái)說(shuō)，其含量高則營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)低。但中性洗滌性纖維能夠促進(jìn)動(dòng)物的咀嚼和唾液的產(chǎn)生[21]，因此適量的中性纖維含量對(duì)于飼用動(dòng)物而言是必不可少的。脂肪主要是影響反芻動(dòng)物瘤胃中微生物的活動(dòng)，高脂肪含量會(huì)降低秸稈飼料的品質(zhì)。本研究發(fā)現(xiàn)，適量的增施磷肥有助于降低酸性洗滌性纖維、中性洗滌性纖維和脂肪的含量，而鉀肥對(duì)于青貯玉米營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的改善作用不顯著，這與胡春華等[23]的研究結(jié)果一致。