施肥對提高秣食豆產量和飼用品質的影響

黃巖，多田琦，遇瑤，姚鳳嬌，季婧，鄺肖，崔國文，胡國富*(.東北農業大學動物科學技術學院，黑龍江 哈爾濱50030；.中審眾環會計師事務所廣東分所，廣東 廣州 50000)

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施肥對提高秣食豆產量和飼用品質的影響

黃巖1，多田琦1，遇瑤1，姚鳳嬌2，季婧1，鄺肖1，崔國文1，胡國富1*
(1.東北農業大學動物科學技術學院，黑龍江 哈爾濱150030；2.中審眾環會計師事務所廣東分所，廣東 廣州 510000)

采用“3414”最優回歸設計，設氮、磷、鉀3個因素，4個施肥水平，研究不同施肥水平對秣食豆產量、飼用品質的影響，結果表明，在鼓粒期和N2P2K2(N 40 kg/hm2，P2O570 kg/hm2，K2O 50 kg/hm2)施肥水平下秣食豆飼用品質表現最佳，秣食豆鮮、干草產量最高，分別是39238.09和16209.12 kg/hm2，較對照分別提高了24.47%、36.17%；粗蛋白、粗脂肪最高，分別為18.40%和2.60%，較對照分別提高了37.02%、73.61%；粗纖維含量最低，較對照降低了18.46%。

秣食豆；產量；飼用品質；施肥水平

秣食豆(Glycinemax)為豆科大豆屬一年生半蔓生飼料作物，葉片柔軟濃綠，作為優質高蛋白牧草具有適應性強、易栽培、產草量高、營養豐富和適口性好等優點[1]，在雨季收獲時葉片不易脫落，是高寒和收獲季節降雨集中地區紫花苜蓿(Medicagosativa)的優良代替品種，而且秣食豆在種植機械、田間管理技術等方面與農作物大豆極為相似，種植農戶非常熟悉，便于推廣和種植，是北方優質的豆科飼草資源，隨著農區草業的發展，其種植面積也逐漸擴大[2]。

氮、磷、鉀是維持植物生長發育必需的3種主要營養元素，很多研究結果表明，氮磷鉀的不同營養水平及配比與產量存在密切關系，合理施肥可以提高作物產量；施肥水平過高或配比不合理，增產效果差甚至導致減產[3]。青貯玉米(Zeamays)施用氮磷鉀，生物產量增產效果明顯[4]。氮磷鉀肥配合施用顯著提高大豆產量，施肥最高能增產43.2%[5]。施肥可明顯地促進苜蓿生長，增加產量；可降低莖葉比，提高苜蓿粗蛋白含量；可增加苜蓿種植的經濟效益[6]。可見，合理施肥可使植物高產穩產。但若施入過量，不僅造成肥料浪費、經濟效益下降，還可能導致作物產量下降、品質降低等問題。本試驗采用“3414”最優回歸設計，通過對氮磷鉀不同配比下秣食豆產量、飼用品質的分析，確定秣食豆產草最佳施肥水平，為秣食豆生產提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地自然概況

試驗地位于黑龍江省哈爾濱市東北農業大學香坊農場試驗基地。大陸性氣候，四季分明，平均氣溫5.5 ℃，平均降水量400～600 mm，≥10 ℃年活動積溫在2800～2900 ℃。土壤為黑鈣土，耕層0～20 cm土壤含有機質14 g/kg、全氮(N)0.85 g/kg、全磷(P)0.66 g/kg、全鉀(K)15.19 g/kg、速效磷10.76 mg/kg、速效鉀145.4 mg/kg、堿解氮65.02 mg/kg。

1.2 試驗材料

供試秣食豆品種為牡丹江秣食豆，由東北農業大學提供。供試肥料為尿素(含N 46%)，過磷酸鈣(含P2O516%)，硫酸鉀(含K2O 50%)。

1.3 試驗設計

采用農業部推薦的“3414”最優回歸設計，設氮、磷、鉀3個因素，4個水平，共14個處理，0水平為不施肥。每個處理重復3次，共計42個試驗小區，田間設計采用完全隨機區組設計。小區行長4 m，5行區，行距0.7 m，株距為0.1 m。試驗于2014年5月中旬播種，試驗方案見表1。

1.4 試驗方法

1.4.1 產量測定 于秣食豆結莢期、鼓粒期、成熟期齊地面刈割，每次取樣10株，每小區重復3次，于田間測其鮮重，后于烘箱中105 ℃殺青15 min，再調至65 ℃烘至恒重，稱量干重，根據鮮重和干重計算每hm2鮮草產量和干草產量。

1.4.2 飼用品質測定 將結莢期、鼓粒期、成熟期整株鮮樣(3株/份)于105 ℃烘箱烘15 min，立即降至65 ℃，烘至恒重。經粉碎機粉碎，通過1 mm篩，備用。

表1 試驗處理方案Table 1 Design of the experiment kg/hm2

粗蛋白(CP)釆用凱氏定氮法測定；粗脂肪(EE)釆用索氏乙醚浸提法測定；粗纖維(CF)采用酸堿消煮法測定；粗灰分(CA)采用灼燒法測定；所有方法操作均參照楊勝[7]的《飼料分析及飼料質量檢測技術》。

1.5 數據統計分析

運用Excel 2003進行數據整理， IBM SPSS Statistics 19進行數據處理分析。

2 結果與分析

2.1 施肥對秣食豆鮮、干草產量的影響

秣食豆鮮、干草產量如表2和3所示，每個施肥水平下，秣食豆鮮、干草產量平均值均在鼓粒期達到最高，均為N2P2K2處理下鮮草產量平均值最高，分別達到39238.09和16209.12 kg/hm2，顯著高于對照(P<0.05)，分別增產24.47%和36.17%(P<0.05)。

表2 不同施肥水平下各收獲時期秣食豆鮮草產量Table 2 The fresh yield of different fertilizer levels under each harvest stage kg/hm2

注:表中數據為平均值，不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，下同。

Note: Data are means, different lowercase letters indicate significant differences among treatments at the 0.05 level, the same below.

表3 不同施肥水平下各收獲時期秣食豆干草產量Table 3 The yield of different fertilizer levels under each harvest stage kg/hm2

2.2 施肥對秣食豆飼用品質的影響

2.2.1 施肥對秣食豆粗蛋白含量的影響 各施肥水平下，秣食豆各時期粗蛋白含量平均值均顯著高于對照N0P0K0(CK)(P<0.05)，3個時期下均以N2P2K2水平施肥處理下秣食豆粗蛋白含量達到最高，分別為18.4%、24.55%和21.99%，較N0P0K0(CK)水平粗蛋白含量分別提高了30.04%、52.67%和44.01%；在同一施肥水平下，不同收獲時期的粗蛋白含量表現為從結莢期到成熟期先升高后降低的趨勢。以鼓粒期收獲，N2P2K2水平下秣食豆粗蛋白含量達到最高，為24.55%。結果表明，配施氮磷鉀肥影響著秣食豆各生長階段的粗蛋白含量(表4)。

各收獲時期，隨著施氮量的不斷增加，秣食豆粗蛋白百分含量均呈現先升高后降低的趨勢，分別為18.40%、24.55%和21.99%，且在N2P2K2水平(N 40 kg/hm2)處理下粗蛋白含量達到最高，顯著高于對照(P<0.05)。當施氮水平達到N3P2K2(N 60 kg/hm2)時，粗蛋白含量顯著下降(P<0.05)。

各收獲時期，磷肥對秣食豆粗蛋白百分含量的影響趨勢同氮肥相同，均出現先升高后降低的趨勢，當施磷量達到N2P2K2水平(P2O570 kg/hm2)時，粗蛋白百分含量最高。

各收獲時期，隨著施鉀量的增加，粗蛋白百分含量呈先升高后降低趨勢，當施鉀量達到N2P2K2水平(K2O 50 kg/hm2)時，粗蛋白百分含量最高。

2.2.2 施肥對秣食豆粗脂肪含量的影響 各收獲時期，均以N2P2K2水平施肥處理下秣食豆粗脂肪含量最高，分別為2.60%、8.15%和9.35%，顯著高于對照(P<0.05)；在同一施肥水平下，不同收獲時期的粗脂肪含量表現為從結莢期到成熟期逐漸升高的趨勢，在成熟期粗脂肪含量達到最高，以N2P2K2施肥水平下，各時期粗脂肪含量均為最高值，以成熟期最高，為9.35%。

表4 不同施肥水平下各收獲時期秣食豆粗蛋白含量Table 4 The crude protein content of different fertilizer levels under each harvest stage %

表5 不同施肥水平下各收獲時期秣食豆粗脂肪含量Table 5 The crude fat content of different fertilizer levels under each harvest stage %

隨著施氮量的不斷增加，除結莢期外的各收獲時期，粗脂肪百分含量呈現先升高后降低的趨勢，在N2P2K2水平(N 40 kg/hm2)處理下，粗脂肪百分含量達到最高，施氮過量，粗脂肪百分含量降低。

隨著施磷、鉀肥的不斷增加，除對照處理的各收獲時期，粗脂肪百分含量均呈現先升高后降低的趨勢，且以施磷、鉀肥量達到N2P2K2水平(P2O570 kg/hm2，K2O 50 kg/hm2)時，粗脂肪百分含量最高，顯著高于不施磷、鉀肥處理(P<0.05)。

2.2.3 施肥對秣食豆粗纖維含量的影響 結莢期、鼓粒期收獲，以N2P2K2水平施肥處理下秣食豆粗纖維含量達到最低，分別為24.36%和16.68%，顯著低于對照(P<0.05)；成熟期收獲，以N2P2K3水平施肥處理下秣食豆粗纖維含量達到最低，為16.50%，其次是N2P2K2水平，為17.91%，均顯著低于對照處理(P<0.05)；N0P0K0(CK)水平粗纖維含量最高，為24.06%。在同一施肥水平下，不同收獲時期的粗纖維含量均表現為結莢期最高，之后降低的趨勢，在鼓粒期粗纖維含量達到最低(表6)。

各收獲時期，隨著施氮量的不斷增加，秣食豆粗纖維百分含量呈現先降低后升高的趨勢，在N2P2K2水平(N 40 kg/hm2)處理下，粗纖維百分含量達到最低，顯著低于不施氮肥處理(P<0.05)，當施氮水平達到N3P2K2(N 60 kg/hm2)時，粗纖維百分含量最高。結果表明，施氮過量會影響粗纖維百分含量。

各收獲時期，隨著施磷量的不斷增加，秣食豆粗纖維百分含量呈現先升高后降低的趨勢，當施磷量達到N2P2K2水平(P2O570 kg/hm2)時，粗纖維百分含量最低，當施磷水平達到N2P3K2(P2O5105 kg/hm2)時，粗纖維百分含量最高。

各收獲時期，當施鉀量達到N2P2K2水平(K2O 50 kg/hm2)時，粗纖維百分含量最低，隨著施鉀量的增加，粗纖維百分含量升高，當施鉀水平達到N2P2K3(K2O 75 kg/hm2)時，粗纖維百分含量最高。

2.2.4 施肥對秣食豆粗灰分含量的影響 結莢期收獲，N2P0K2水平施肥處理下秣食豆粗灰分含量達到最低，為6.31%，其次是N2P1K2、N2P2K2水平，分別為7.06%、7.15%，顯著低于對照(P<0.05)；鼓粒期收獲，以N2P0K2水平秣食豆粗灰分含量達到最低，為6.12%；成熟期收獲，以N2P0K2水平施肥處理下秣食豆粗灰分含量達到最低，為4.65%，其次是N2P1K2、N2P2K2水平，為4.97%、5.09%。在同一施肥水平下，不同收獲時期的粗灰分含量均表現為從結莢期到成熟期逐漸降低的趨勢，在成熟期粗灰分含量達到最低(表7)。

表6 不同施肥水平下各收獲時期秣食豆粗纖維含量Table 6 The crude fiber content of different fertilizer levels under each harvest stage %

表7 不同施肥水平下各收獲時期秣食豆粗灰分含量Table 7 The crude ash content of different fertilizer levels under each harvest stage %

各收獲時期，隨著施氮量的不斷增加，粗灰分百分含量出現先降低后升高的趨勢，在N2P2K2水平(N 40 kg/hm2)處理下,粗灰分百分含量達到最低，結果表明，隨著施氮量的增加，會降低粗灰分的百分含量，但過量施入氮肥會提高粗灰分的百分含量。

各收獲時期，隨著施磷量的不斷增加，各施磷處理秣食豆粗灰分含量表現為逐漸上升的趨勢，當施磷量達到N2P3K2水平(P2O5105 kg/hm2)時，粗灰分百分含量最高，較不施磷肥提高了16.05%。

各收獲時期，隨著鉀肥水平的不斷提高，各施鉀處理秣食豆粗灰分含量的表現為逐漸降低的趨勢，當施鉀量達到N2P2K3水平(K2O 75 kg/hm2)時，粗灰分百分含量最低。

3 討論

3.1 施肥對秣食豆產量的影響

氮磷鉀與作物產量密切相關，施用量的不同對產量有不同程度的影響[8-10]。由于豆科植物的固氮作用提供的氮素只能滿足其50%的需求量，在一定范圍內，氮肥的施用可提高秣食豆產量，在本試驗的土壤肥力下，當施氮量達到40 kg/hm2時，在結莢期、鼓粒期和成熟期產量均最高，分別是39238.09和16209.12 kg/hm2。但隨著施肥量的提高，干物質產量呈現遞減趨勢和負效應，這與陳敏等[11]對棒豆(四季豆,Phaseolusvulgaris)、張學洲等[12]對多葉型紫花苜蓿(Medicagosativa)的研究結果一致。

磷肥可提高飼草的鮮干草產量[13-14]，增加豆科植物根瘤中豆血紅蛋白的含量，促進大豆結瘤固氮能力，最終達到以磷增氮的效果。鉀能改善能量代謝，增強光合作用及植株體內物質的合成和轉運，為豆科植物根瘤固氮提供能源，因此鉀肥的施用可提高栽培大豆的產量[15]。本研究結果表明，氮磷鉀肥合理配施水平可提高秣食豆鮮、干草產量，鮮草產量增長幅度在6.71%～26.68%之間，干草產量增長幅度在6.63～40.45%之間。在N2P2K2施肥水平下，氮磷鉀比例為1∶1.75∶1.25時，秣食豆鮮干草產量達到最高。而陳敏等[11]的研究表明，在N2P3K2施肥水平下，氮磷鉀比例為1∶0.6∶0.5時，棒豆產量最高；張學洲等[12]的研究表明，在N2P2K2施肥水平下，氮磷鉀比例為1∶1.5∶0.67時，多葉型紫花苜蓿產量最高；這說明豆科不同種屬類型植株需肥規律存在較大差異，只有根據不同作物的生長發育需求，合理施肥，才能避免植株徒長、倒伏，促進作物高產。

3.2 施肥對秣食豆飼用品質的影響

增加秣食豆粗蛋白、粗脂肪的含量，同時降低粗纖維的含量是提高秣食豆飼用品質的關鍵，而合理施肥是調控飼草飼用品質的耕作措施之一。氮肥促進蛋白質的合成，促進植物體的營養生長。本研究結果表明，合理配施氮磷鉀肥可提高秣食豆的營養品質，氮肥的施用可增加粗蛋白含量，但隨著氮肥施用量的不斷增加，秣食豆粗蛋白含量呈現出先升高后降低的趨勢，這與徐明崗等[16]的研究結果一致。磷參與植物光合代謝過程、糖和淀粉的利用和能量的傳遞過程，從而促進植物苗期根系的生長。本研究結果表明，當氮鉀施肥量不變時，隨著施磷肥含量的增加，粗蛋白含量逐漸增加，而當施磷量最大為70 kg/hm2(按P2O5含量計)時，粗蛋白含量最高，為18.40%。同時，粗脂肪含量也有相同的變化規律，合理配施氮磷鉀肥可提高秣食豆的粗脂肪含量，各施肥處理下秣食豆粗脂肪含量均高于不施肥處理，但隨著氮磷鉀肥施入量的增加，粗脂肪含量出現降低的趨勢，這與李永孝等[17]的研究結果一致。鉀肥可增強植物的抗逆性，不斷影響植物角質層的發育，增加纖維素和木質素含量[18-19]。本研究表明，在氮磷用量一定時，隨著施鉀量的增加，粗纖維含量沒有相應的增長規律。粗纖維的含量隨氮磷鉀肥施用量的增加呈現不同的趨勢，結莢期和鼓粒期以N2P2K2(N 40 kg/hm2，P2O570 kg/hm2，K2O 50 kg/hm2)水平施肥處理下秣食豆粗纖維含量達到最低，鼓粒期收獲時，秣食豆中粗蛋白、粗脂肪的含量最高，粗纖維含量降到最低。這表明，除遺傳因素外，為收獲較高產量和較好飼用品質的飼草，氮磷鉀肥的科學配施至關重要。

4 結論

在N2P2K2(N 40 kg/hm2，P2O570 kg/hm2，K2O 50 kg/hm2)施肥水平下，秣食豆在鼓粒期收獲，可使秣食豆鮮、干草產量和蛋白質含量達到最高，同時粗纖維含量達到最低。這表明N2P2K2施肥組合最佳，為最終獲得高產、高蛋白的優良秣食豆飼草生產提供參考。

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Effect of fertilizer on the yield and forage quality ofGlycinemax

HUANG Yan1, DUO Tian-Qi1, YU Yao1, YAO Feng-Jiao2, JI Jing1, KUANG Xiao1, CUI Guo-Wen1,HU Guo-Fu1*

1.CollegeofAnimalScienceandTechnology,NortheastAgriculturalUniversity,Harbin150030,China； 2.ZhongShenZhongHuanCertifiedPublicAccountantsGuangdongBranch,Guangzhou510000,China

Using a “3414” optimal regression design, this study set three factors of nitrogen, phosphorus and potassium and four fertilizer levels (N: 0, 20, 40, 60 kg/ha; P2O5: 0, 35, 70, 105 kg/ha; K2O: 0, 25, 50, 75 kg/ha) to investigate effects on the yield and forage quality ofGlycinemax. The results showed that during the seed-filling stage and with N2P2K2fertilizer level (N 40 kg/ha，P2O570 kg/ha，K2O 50 kg/ha),G.maxhad the best nutrient quality. At N2P2K2fertilizer level, the fresh and hay yields were at their highest levels, which were 39238.09 and 16209.12 kg/ha respectively, representing increases of 24.47% and 36.17% compared with the control, crude protein and crude fat content were the highest (18.40% and 2.60%), 37.02% and 73.61% higher than the control respectively. Crude fiber content was the lowest, reducing by 18.46% when compared with the control.

Glycinemax； yield； forage quality； fertilizer level

10.11686/cyxb2016201

http://cyxb.lzu.edu.cn

2016-05-16；改回日期：2016-09-07

哈爾濱市科技局科技創新人才專項(RQXXJ013)資助。

黃巖(1991-)，女，黑龍江齊齊哈爾人，在讀碩士。E-mail：huangyan2519@163.com*通信作者Corresponding author. E-mail：guofuh2003@163.com

黃巖, 多田琦, 遇瑤, 姚鳳嬌, 季婧, 鄺肖, 崔國文, 胡國富. 施肥對提高秣食豆產量和飼用品質的影響. 草業學報, 2017, 26(4): 211-217.

HUANG Yan, DUO Tian-Qi, YU Yao, YAO Feng-Jiao, JI Jing, KUANG Xiao, CUI Guo-Wen, HU Guo-Fu. Effect of fertilizer on the yield and forage quality ofGlycinemax. Acta Prataculturae Sinica, 2017, 26(4): 211-217.