施用雞糞對特高多花黑麥草SPAD值、干草產量和蛋白質含量的影響

王文石，田雨，婁玉杰

(吉林農業大學動物科學技術學院,吉林 長春130118)

?

施用雞糞對特高多花黑麥草SPAD值、干草產量和蛋白質含量的影響

王文石，田雨，婁玉杰*

(吉林農業大學動物科學技術學院,吉林 長春130118)

摘要：研究在大田條件下，施用雞糞對特高多花黑麥草葉片SPAD值(soil plant analysis development)、干草產量和粗蛋白質含量的影響。試驗設置了3個處理組，分別為：對照組(不施肥)、低氮處理組(施雞糞13 t/hm2,即氮130.77 kg/hm2)、高氮處理組(施雞糞26 t/hm2,即氮261.54 kg/hm2)。分別測定黑麥草拔節期、孕穗期、開花期、成熟期葉片SPAD值、干草產量和粗蛋白質。分析不同生育時期SPAD值與干草產量和粗蛋白質含量的相關性。結果表明，施用雞糞可以顯著提高孕穗期和開花期黑麥草葉片SPAD、開花期和成熟期干草產量、開花期粗蛋白質含量。相關分析表明，在各生育期黑麥草葉片SPAD值與干草產量和粗蛋白質含量均顯著正相關。

關鍵詞：雞糞；特高多花黑麥草；SPAD值；干草產量；粗蛋白質

特高多花黑麥草(Loliummultiflorumcv. Tetragold)是一年生四倍體品種，該品種產草量高、營養均衡、適口性好[1], 不僅可以作為牛、羊、鵝等草食畜禽的青綠飼料[2]，還是豬等非草食家畜的優質青綠飼料[3]。特高多花黑麥草是一種喜水肥的牧草，施肥能顯著提高鮮草產量[4]。同時合理施肥也是當今世界作物生產中獲得較高目標產量的關鍵措施[5]。因此種植黑麥草時施肥已成為提高產量與品質的重要手段。施用化學肥料雖然對提高作物產量有顯著效果，但是土壤理化性質卻日益惡化。然而我國畜禽養殖業能提供大量的有機糞肥，其中含有豐富的養分，合理利用這部分資源，不但可以提高作物產量、培肥地力，更能減輕畜禽糞便對環境的污染[6]。

光合作用是作物產量形成的基礎，光合器官中葉綠素的含量受土壤養分的影響，通過測定葉片葉綠素含量可以了解作物氮素供應狀況及作物的生長情況[7]。雖然傳統的葉綠素測定方法準確度高，但工作繁瑣、耗費時間多、破壞性大。葉綠素儀是一種手持式光譜儀，可以在田間快速、無損檢測植物葉片葉綠素相對含量，即SPAD值(soil plant analysis development)[8]。近年來隨著葉綠素儀的廣泛使用，已有試驗證明葉綠素儀讀數SPAD值能預測馬鈴薯(Solanumtuberosum)[9]、玉米(Zeamays)[10]和茶葉(Camelliasinensis)[11]等許多作物葉片的氮含量和作物產量。但利用SPAD值來預測產量和蛋白含量，進而進行施肥指導，需要建立這兩者之間的線性關系。

本試驗在大田條件下研究施用雞糞對特高多花黑麥草不同生長時期葉片SPAD值、干草產量和粗蛋白質含量的影響，旨在緩解雞糞對環境的污染和提高特高多花黑麥草的產量。同時分析不同生長時期SPAD值與干草產量和粗蛋白質含量的相關性，以確定葉片SPAD值作為衡量特高多花黑麥草干草產量和粗蛋白質含量的準確度和可行性，為預測特高多花黑麥草產量和品質提供一種便捷的途徑。

1材料與方法

1.1試驗地概況

試驗地位于吉林省長春市吉林農業大學草業科學實驗基地，位于東經25.35°，北緯43.88°，海拔250 m，最高溫度39.5℃，最低溫度-39.8℃，年平均氣溫4.8℃，最熱月份(7月)平均氣溫23℃，日照時間2688 h。年平均降水量522～615 mm，夏季降水量占全年降水量的60%以上。

1.2試驗設計與材料

試驗以充分腐熟的雞糞作為基肥，于播種前翻耕入土，施肥時間為2014年5月24日。設置對照組(不施肥)、低氮處理組(施雞糞13 t/hm2,即氮130.77 kg/hm2)、高氮處理組(施雞糞26 t/hm2,即氮261.54 kg/hm2)3種處理，每種處理3個重復，試驗采用完全隨機區組設計，小區面積4 m×5 m，小區間隔0.5 m。播種時間為2014年5月30日，播種方式為條播法，種子播后復土，行間距0.3 m，播種量15 kg/hm2。參試特高多花黑麥草種采購自種子公司。

1.3測定項目和分析方法

分別在黑麥草的拔節期(7月4日)、孕穗期(7月29日)、開花期(8月29日)、成熟期(10月11日)取樣，生育期均以50%植株進入該生育期為準。每個小區隨機取5片葉片，每片葉分上、中、下3點用CCM-200葉綠素儀(Opti-Science Inc, Hudson, NH03051, USA)測定SPAD值，計算平均值。每個小區隨機選擇1 m2樣方，齊地面收獲，105℃殺青20 min，再于65℃烘干至恒重，稱干草重。用凱式定氮法[3]測定黑麥草的粗蛋白含量。同時分析比較不同時期黑麥草葉片SPAD值與干草產量和粗蛋白質含量的相關性。

1.4數據處理及分析

采用SPSS 20.0進行單因素方差分析及回歸分析(P<0.05)，采用Excel 2007作圖。

2結果與分析

2.1施用雞糞對多花黑麥草葉片SPAD值、干草產量和粗蛋白質含量的影響

2.1.1施用雞糞對多花黑麥草葉片SPAD值的影響圖1方差分析結果表明，低氮處理組的SPAD值在孕穗期與對照組存在顯著差異(P<0.05)，而在拔節期、開花期和成熟期無顯著差異；高氮處理組的SPAD值在孕穗期和開花期與對照組存在顯著差異，而在拔節期和成熟期無顯著差異；低氮處理組的SPAD值與高氮處理組在拔節期、孕穗期、開花期、成熟期均無顯著差異。在孕穗期低氮處理組和高氮處理組的SPAD值分別比對照組顯著提高了4.17和4.34，在開花期高氮處理組的SPAD值比對照組顯著提高了5.94。

2.1.2施用雞糞對多花黑麥草干草產量的影響

圖1　施用雞糞對多花黑麥草葉片SPAD值的影響Fig.1　Effects of chicken manure fertilizing on SPAD value of L. multiflorum　　　每個生育時期中不同字母表示差異顯著(P<0.05)。下同。Data in the same stage with various lowercase superscripts differed significantly(P<0.05). The same below.

圖2方差分析結果表明，低氮處理組的干草產量與對照組相比在成熟期存在顯著差異(P<0.05)，高氮處理組的干草產量與對照組相比在開花期和成熟期存在顯著差異。在開花期高氮處理組的干草產量比對照組顯著提高了1307 kg/hm2，在成熟期低氮處理組和高氮處理組的干草產量分別比對照組顯著提高了913和1096 kg/hm2。

2.1.3施用雞糞對多花黑麥草粗蛋白質含量的影響圖3方差分析結果表明，高氮處理組的粗蛋白質含量在開花期與對照組存在顯著差異(P<0.05)，而在拔節期、孕穗期和成熟期無顯著差異；低氮處理組的粗蛋白質含量在拔節期、孕穗期、開花期和成熟期與對照組相比均無顯著差異。在開花期高氮處理組的粗蛋白質含量比對照組顯著提高了2.88%。

圖2　施用雞糞對多花黑麥草干草產量的影響Fig.2　Effects of chicken manure fertilizing on hay yield of L. multiflorum

圖3　施用雞糞對多花黑麥草粗蛋白質含量的影響Fig.3　Effects of chicken manure fertilizing on crude protein content of L. multiflorum

2.2多花黑麥草葉片SPAD值與干草產量和粗蛋白質含量的相關性分析

2.2.1多花黑麥草葉片SPAD值與干草產量的相關性分析相關性分析結果表明(表1)，在拔節期、開花期和成熟期黑麥草葉片SPAD值與干草產量存在極顯著的線性正相關(P<0.01)，相關系數分別為0.836，0.856和0.876；在孕穗期黑麥草葉片SPAD值與干草產量存在顯著的線性正相關(P<0.05)，相關系數為0.757。

表1　多花黑麥草葉片SPAD值與干草產量的相關性分析

表2　多花黑麥草葉片SPAD值與粗蛋白質含量的相關性分析

2.2.2多花黑麥草葉片SPAD值與粗蛋白質含量的相關性分析相關性分析結果表明(表2)，在拔節期、孕穗期、開花期和成熟期黑麥草葉片SPAD值與粗蛋白質含量存在極顯著的線性正相關(P<0.01)，相關系數分別為0.887，0.866，0.916和0.884。

3討論

施肥可以提高黑麥草葉片葉綠素含量，從而有效改善了黑麥草的光合特征，進而影響其生長發育和產量的形成。施用氮磷鉀肥均可以顯著提高黑麥草葉片葉綠素含量，但施氮還可以提高光合速率，其效果明顯高于施磷鉀肥[12]。氮磷鉀3種養分的施用效果順序為N>P>K，有機肥氮素施用量為240 kg/hm2時，可以顯著提高葉綠素含量和鮮草產量[13]。因此本試驗根據雞糞中氮素含量設置3個施肥梯度。試驗結果表明，施用雞糞可以顯著提高孕穗期和開花期黑麥草葉片SPAD值、開花期和成熟期干草產量、開花期粗蛋白質含量。造成只提高生育中后期黑麥草各項指標的主要原因可能是由于雞糞的施用模式。本試驗以充分腐熟的雞糞作為基肥一次性翻耕入土，這種方式可以一次性提高土壤的肥力，但由于淋溶等因素的作用會造成土壤肥力的逐漸損失。在作物生育初期土壤肥力很高，但作物此時并不需要大量的養分，若施肥量過高還可能抑制作物的生長發育；而在生育后期，作物快速生長需要大量的養分，因此施用過雞糞的土壤提高了此時黑麥草的各項指標。有研究顯示，分別在播種后1個月和每次刈割后平均施用氮肥，隨著施氮量的增加黑麥草的產量、粗蛋白含量能顯著提高，且在施氮量為200 kg/hm2時達到最高[14]。張斐斐等[15]試驗也表明，分5次在不同時期平均施用氮肥，在0～250 kg/hm2施氮范圍內，草坪黑麥草地上生物量和葉綠素含量均隨施氮量的增加而增加，施氮量達350 kg/hm2時各指標均開始下降。由此可見施加雞糞可以提高特高多花黑麥草葉片SPAD值、干草產量和粗蛋白質含量，但要合理制定施肥的模式，避免不必要的肥力流失。

呂玉蘭等[16]研究表明，特高多花黑麥草葉片SPAD值與鮮草產量呈顯著正相關。李杰勤等[17]試驗表明，藍天堂和長江2號兩種黑麥草葉片SPAD值與粗蛋白質含量呈顯著正相關。在本試驗條件下，黑麥草葉片SPAD值在拔節期、孕穗期、開花期和成熟期與干草產量和粗蛋白質含量均顯著正相關，但在不同時期的相關系數并不相同。朱新開等[18]研究表明，不同生育時期小麥(Triticumaestivum)葉片的SPAD值與全氮含量之間的關系有明顯差異。黃勤樓等[19]試驗結果也表明，不同生育時期雜交狼尾草(Pennisetumamericanum×P.purpureum)的SPAD值與其產量和莖葉粗蛋白含量的相關性存在差異。造成不同時期存在一定變化的原因可能是：一方面在不同生育時期葉片光合作用對植物生長發育和產量的形成存在差異；另一方面可能是因為在每個時期土壤、氣候條件等因素各不相同，也導致葉片光合作用對植物生長發育和產量的形成有一定不同。此外張賢等[20]也指出葉綠素計不但可以預測葉綠素含量，而且在飼草產量和蛋白質品質篩選方面得到了應用。因此以特高多花黑麥草葉片SPAD值來預測干草產量和粗蛋白質含量是可行的，但要考慮到特高多花黑麥草的生長時期和當地的土壤、氣候條件等因素，對回歸方程做相應的調整。

4結論

1)以充分腐熟的雞糞作為基肥種植特高多花黑麥草，可以顯著提高孕穗期和開花期黑麥草葉片SPAD、開花期和成熟期干草產量、開花期粗蛋白質含量。

2)特高多花黑麥草葉片SPAD值在拔節期、孕穗期、開花期和成熟期與干草產量和粗蛋白質含量均顯著正相關。

References：

[1]Zhang L, Liu D Y, Shao T. The feeding value and utilization prospect ofLoliummultiflorum. Pratacultural Science, 2008, 25(4): 64-69.

[2]Zhan J S, Xia C, Liu S J,etal. Effects of ryegrass on growth, carcass traits and blood biochemical indexes of Yangzhou geese. Acta Prataculturae Sinica, 2015, 24(2): 168-175.

[3]Zhang X Y, Li Y H, Ye Z S. Studies on the efficiency of Italian ryegrass utilization in pig feeding. Acta Prataculturae Sinica, 2001, 10(3): 72-78.

[4]Zhang X Y, Li Y H, Gou W L,etal. Research development of Italian ryegrass. Pratacultural Science, 2009, 26(1): 55-60.

[5]Ju X T. The concept and meanings of nitrogen fertilizer availability ratio. Acta Pedologica Sinica, 2014, 51(5): 921-933.

[6]Qin C L, Wang L Y, Liu F,etal. Status and prospects of livestock manure utilization of biomass resources. Journal of Agricultural Mechanization Research, 2015, (6): 234-238.

[7]Liu X J, Ju X T, Chen X P,etal. Nitrogen recommendations for summer maize in Northern China using the Nmin test rapid plant tests. Pedosphere, 2005, 15(2): 246-254.

[8]Peng S, Garcia F V, Laza R C,etal. Adjustment for specific leaf weight improves chlorophyll meter’s estimate of rice leaf nitrogen concentration. Agronomy Journal, 1993, 85(5): 987-990.

[9]Su Y S, Guo H C, Chen Y L. Relationship between SPAD readings chlorophyll contents and yield of potato (SolanumtuberosumL.). Southwest China Journal of Agricultural Sciences, 2007, 20(4): 690-693.

[10]Yu Y L, Jia W K, Wang C H,etal. Study on the relationship of SPAD readings to nitrogen content and to yield in spring maize. Journal of Maize Sciences, 2011, 19(4): 89-92.

[11]Yang Y Y, Ma L F, Shi Y Z,etal. Evaluation of nitrogen status in tea plants by SPAD. Journal of Tea Science, 2008, 28(4): 301-308.

[12]Liu X W, Yang J, Li W X,etal. Effect of N, P and K fertilizers on physiological indicators and yield related to wintering period of ryegrass. Acta Agrestia Sinica, 2010, 18(4): 584-588.

[13]Zhan L P, Lu J W, Yang J,etal. Effect of fertilization on growth and yield ofLoliummultiflorum. Pratacultural Science, 2011, 28(2): 260-265.

[14]Huang Q L, Zhong Z M, Chen E,etal. Effects of different N application methods and levels on the biological characteristics and nitrate content of ryegrass. Acta Prataculturae Sinica, 2010, 19(1): 103-112.

[15]Zhang F F, Bai L, Wang X H,etal. Effects of different nitrogen application on turf growth ofLoliumperenneand nitrate residue in soil. Pratacultural Science, 2013, 30(8): 1143-1148.

[16]Lu Y L, Wang Y Q, Yang P,etal. Effects of nitrogen fertilizing on the leaf chlorophyll content and fresh forage yield ofLoliummultiflorumcv. Tetragold. Pratacultural Science, 2013, 30(4): 606-609.

[17]Li J Q, Wang L H, Zhan Q W,etal. The correlation study of SPAD value, chlorophyll content and crude protein content in two varieties ofLoliumperenne. Pratacultural Science, 2010, 27(10): 39-42.

[18]Zhu X K, Sheng H J, Gu J,etal. Primary study on application of SPAD value to estimate chlorophyll and nitrogen content in wheat leaves. Journal of Triticeae Crops, 2005, 25(2): 46-50.

[19]Huang Q L, Huang X S, Zhong Z M,etal. Relation of SPAD reading with traits and protein content ofPennisetumhybridapplied with various levels of nitrogen. Chinese Journal of Tropical Crops, 2008, 29(2): 159-163.

[20]Zhang X, Yan R, Cao W J,etal. Rapid selection of white clover germplasms’ crude protein traits by SPAD and fourier transform near-infrared reflectance spectroscopy. Spectroscopy and Spectral Analysis, 2009, 29(9): 2388-2391.

參考文獻：

[1]張磊, 劉東燕, 邵濤. 黑麥草的飼用價值及其應用前景. 草業科學, 2008, 25(4): 64-69.

[2]占今舜, 夏晨, 劉蘇嬌, 等. 黑麥草對揚州鵝生長性能、屠宰性能和血液生化指標的影響. 草業學報, 2015, 24(2): 168-175.

[3]張新躍, 李元華, 葉志松. 多花黑麥草飼喂肉豬效果的研究. 草業學報, 2001, 10(3): 72-78.

[4]張新躍, 李元華, 茍文龍, 等. 多花黑麥草研究進展. 草業科學, 2009, 26(1): 55-60.

[5]巨曉棠. 氮肥有效率的概念及意義. 土壤學報, 2014, 51(5): 921-933.

[6]秦翠蘭, 王磊元, 劉飛, 等. 畜禽糞便生物質資源利用的現狀與展望. 農機化研究, 2015, (6): 234-238.

[9]蘇云松, 郭華春, 陳伊里. 馬鈴薯葉片SPAD值與葉綠素含量及產量的相關性研究. 西南農業學報, 2007, 20(4): 690-693.

[10]于亞利, 賈文凱, 王春宏, 等. 春玉米葉片SPAD值與氮含量及產量的相關性研究. 玉米科學, 2011, 19(4): 89-92.

[11]楊亦揚, 馬立鋒, 石元值, 等. 葉綠素儀(SPAD)在茶樹氮素營養診斷中的適用性研究. 茶葉科學, 2008, 28(4): 301-308.

[12]劉曉偉, 楊娟, 李文西, 等. 氮磷鉀肥施用對多花黑麥草越冬期生理指標和產草量的影響. 草地學報, 2010, 18(4): 584-588.

[13]占麗平, 魯劍巍, 楊娟, 等. 施肥對黑麥草生長和產量的影響. 草業科學, 2011, 28(2): 260-265.

[14]黃勤樓, 鐘珍梅, 陳恩, 等. 施氮水平與方式對黑麥草生物學特性和硝酸鹽含量的影響. 草業學報, 2010, 19(1): 103-112.

[15]張斐斐, 白龍, 王曉紅, 等. 施氮對黑麥草草坪生長及土壤硝態氮的影響. 草業科學, 2013, 30(8): 1143-1148.

[16]呂玉蘭, 王躍全, 楊蓓, 等. 施氮對多花黑麥草葉片葉綠素和鮮草產量的影響. 草業科學, 2013, 30(4): 606-609.

[17]李杰勤, 王麗華, 詹秋文, 等. 2個黑麥草品種SPAD值和葉綠素及粗蛋白含量的相關性研究. 草業科學, 2010, 27(10): 39-42.

[18]朱新開, 盛海君, 顧晶, 等. 應用SPAD值預測小麥葉片葉綠素和氮含量的初步研究. 麥類作物學報, 2005, 25(2): 46-50.

[19]黃勤樓, 黃秀聲, 鐘珍梅, 等. SPAD值與雜交狼尾草施氮水平和農藝性狀的關系. 熱帶作物學報, 2008, 29(2): 159-163.

[20]張賢, 晏榮, 曹文娟, 等. SPAD及FT-NIR光譜法快速篩選白三葉種質蛋白質性狀. 光譜學與光譜分析, 2009, 29(9): 2388-2391.

Effect of chicken manure application on SPAD value, hay yield and protein content ofLoliummultiflorumcv. Tetragold

WANG Wen-Shi, TIAN Yu, LOU Yu-Jie*

CollegeofAnimalScienceandTechnology,JilinAgriculturalUniversity,Changchun130118,China

Abstract:The effect of chicken manure application on the chlorophyll content (SPAD value), hay yield and crude protein content of Lolium multiflorum cv. Tetragold were evaluated through a field trail. The experiment included 3 treatments with different nitrogen levels (0, 130.77 and 261.54 kg N/ha) with 3 replicates. The SPAD value was determined by using a Chlorophyll meter at different growth stages. Hay yield and crude protein content were determined simultaneously. Correlation between SPAD value and the other indexes at different growth stages were also calculated. Chicken manure application significantly improved SPAD value at the booting and flowering stages, hay yield at the flowering and maturing stages and crude protein content at flowering. There were significant positive correlations between SPAD value and hay yield, and crude protein content at all four stages.

Key words:chicken manure; Lolium multiflorum cv. Tetragold; SPAD value; hay yield; crude protein

*通信作者

Corresponding author. E-mail:lyjjlau@163.com

作者簡介：王文石(1989-)，男，吉林磐石人，在讀碩士。E-mail:786459971@qq.com

基金項目：現代農業產業技術體系專項經費(NYCYTX-38)和公益性行業(農業)科研專項(201303091)資助。

收稿日期：2015-05-28；改回日期：2015-06-26

DOI：10.11686/cyxb2015267

http://cyxb.lzu.edu.cn

王文石,田雨,婁玉杰.施用雞糞對特高多花黑麥草SPAD值、干草產量和蛋白質含量的影響.草業學報, 2016, 25(3): 240-244.

WANG Wen-Shi, TIAN Yu, LOU Yu-Jie. Effect of chicken manure application on SPAD value, hay yield and protein content ofLoliummultiflorumcv. Tetragold. Acta Prataculturae Sinica, 2016, 25(3): 240-244.