氮磷肥對扁穗雀麥鮮草產量和蛋白質含量的影響

田宏　邵麟惠　熊軍波

摘要：采用二次通用旋轉組合設計，研究氮磷肥對江夏扁穗雀麥（Bromus cartharticus Vahl.）鮮草產量和蛋白質含量的影響。結果表明，氮肥的影響作用大于磷肥，且差異達極顯著水平（P<0.01）。隨著施氮量的增加，鮮草產量表現為增加趨勢，但在不同的施量水平下增加幅度略有不同；對于粗蛋白質含量而言，施氮量在108.7～434.8 kg/hm2之間表現為增加，之后隨著施肥量的增加蛋白質含量降低。磷肥對江夏扁穗雀麥鮮草產量有增加作用，但影響差異不顯著。磷氮肥對江夏扁穗雀麥粗蛋白質含量存在互作，當處于低氮水平時，增施磷肥可促進其蛋白質含量增加，但在中、高氮水平下則表現為先增后減的趨勢。綜合考慮產量和品質，江夏扁穗雀麥施氮量以中等水平為宜（217.4～434.8 kg/hm2），而施少量磷肥（250.0 kg/hm2）可與氮素共同改善牧草品質。

關鍵詞：氮磷肥；扁穗雀麥（Bromus cartharticus Vahl.）；鮮草產量；蛋白質含量

中圖分類號：S54 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）11-2100-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.11.027

Abstract： The effects of nitrogen and phosphorus fertilizer on fresh yield and portion content of Bromus cartharticus Vahl. cv. Jiangxia was studied by using quadratic general rotary unitized design. The results showed that the influence of nitrogen fertilizer was greater than phosphate fertilizer and the difference was highly significant（P<0.01）. The fresh yield showed the trend of increasing with nitrogen fertilizer application， but the increasing rate was different. For the crude protein content， it showed the trend of increasing first within the nitrogen fertilizer application of 108.7 and 434.8 kg/hm2，then decreasing with the increasing of fertilizer. Phosphate fertilizer might promote the fresh yield， but the effect was not significant. The nitrogen and phosphorus fertilizer had interaction effect on the crude protein. When in low-nitrogen levels， increasing phosphorus fertilizer could promote protein content， but in middle and high nitrogen level， the trend presented increasing trend first and then decreasing. It suggested that the suitable nitrogen fertilizer was 217.4～434.8 kg/hm2 by comprehensively considered the yield and quality， and less phosphate fertilizer （250.0 kg/hm2） could be used to improve the forage quality.

Key words： Nitrogen and phosphorus fertilizer； Bromus cartharticus； Fresh yield； Portion content

扁穗雀麥（Bromus cartharticus Vahl.）屬禾本科雀麥屬越年生或短期多年生植物，在中國四川、貴州、湖北等地以散逸種廣泛分布，適應性強、再生和分蘗能力好，是解決長江流域及以南地區冬春青綠飼料短缺的優良牧草[1]。當前，隨著南方系列項目的實施，扁穗雀麥種植面積逐年增加，但生產中普遍存在重種植、輕管理的現象，尤其在施肥方面多以當地農作物為參照，難以發揮品種優勢。

氮、磷是植物生長所必需的大量元素，也是植物許多重要化合物的組分，以多種途徑參與體內的各種代謝過程，屬限制植物生長的主要因子[2]。通常情況下，這些元素如單靠土壤提供有時遠遠不夠，還需外界肥料輸入，而合理配施各種肥料不但可提高牧草產量，還可改善其品質[3-6]。截至目前，關于增施肥料對扁穗雀麥影響的研究寥寥無幾[7，8]，而氮磷互作對其品質影響的研究尚未見報道。為指導種植企業或養殖戶科學種植管理，消除經驗性施肥（以小麥或水稻等農作物施肥為標準）和盲目認為增施氮肥越多越好的誤區，本試驗以江夏扁穗雀麥為供試材料，采取二次通用旋轉組合設計，研究不同氮磷施肥水平對其鮮草產量和粗蛋白質含量的影響，以期為扁穗雀麥在實際生產中的高效種植利用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于湖北省農業科學院畜牧獸醫研究所試驗基地，東經114°10′，北緯30°18′，海拔31 m，亞熱帶濕潤季風氣候，屬江漢平原區。年均溫16.7 ℃，年降水量1 277 mm，無霜期210～250 d。土質為丘陵黃壤，瘠薄，黏性重。pH 5.6，呈酸性，有機質1.86%，堿解氮91.8 mg/kg，有效磷20.0 mg/kg，有效鉀128 mg/kg。

1.2 試驗材料

試驗材料為江夏扁穗雀麥（Bromus cartharticus Vahl.cv. Jiangxia），湖北省農業科學院畜牧獸醫研究所選育，2012年通過國家草品種審定委員會審定，登記號為445。

1.3 試驗設計

試驗運用二因素（氮肥、磷肥）二次通用旋轉組合設計，各因素上下限及零水平設計見表1。試驗時按氮磷含量換算成尿素（N含量46%）和過磷酸鈣（P2O5含量12%）施量。播前施750 kg/hm2石灰，旋耕后耙平待播。按設計共13個處理，3次重復，小區面積6 m2（3 m×2 m），間距50 cm，播種量30.0 kg/hm2，行距25 cm，播種時間2013年9月20日，磷肥于播種時全部施入條播的溝內，氮肥50%作為基肥施入，其余分兩次作為追肥施用。

1.4 測定方法

當植株高度為50～60 cm時進行刈割，留茬高度5～8 cm，產草量包括第一次刈割產量和再生草產量，因長江流域及以南地區冬春季對牧草的利用以鮮草為主，為此僅對鮮草產量進行了統計分析。同時，對第一茬草樣采用Tecator1030型全自動凱式定氮儀測其粗蛋白質含量。

1.5 數據分析

采用DPS v7.05數據處理軟件進行二次通用旋轉組合試驗設計，以鮮草產量和粗蛋白質含量為評價指標，建立數學模型，對試驗數據進行方差分析和相關性分析。

2 結果與分析

2.1 數學模型的建立與檢驗

江夏扁穗雀麥在各處理下鮮草產量和株高見表2。由表2可見，多次刈割中第一茬鮮草產量最高，隨后兩茬逐漸降低。在前兩茬鮮草產量中，高氮處理下（處理1，處理2和處理6）整體較其他處理產量高；但在第三茬時，各處理間差異不大。

依據試驗設計的純氮和純磷量，轉化為施用的尿素和過磷酸鈣量，根據二次通用旋轉組合設計試驗方案利用DPSv7.05數據處理軟件對各處理下的鮮草總產量及第一茬牧草風干樣的粗蛋白質含量進行分析，結果見表3。得到二次回歸模型：Y1=56 525.95+5 909.27X1+1 968.73X2+2 493.94X12+734.30X22-1 040.77X1X2，根據試驗結果進行方差分析，結果見表4。由表4可知，Y1回歸方程失擬檢驗F1=3.88 017F0.05（5，7）=3.97顯著，說明模型的預測值與實測值擬合很好。回歸顯著，擬合不足不顯著，故上面給出的二次回歸模型是合適的。對回歸系數進行顯著性檢驗，經分析得出X1差異顯著（P<0.05），而X2和X1X2差異均不顯著，剔除α=0.10的不顯著項后得回歸方程Y1=56 525.95+5 909.27X1。

以第一茬鮮草為樣品，對其風干樣粗蛋白質含量進行分析，得到二次回歸模型：Y2=21.10+2.29X1-0.17X2-1.17X12+0.14X22-0.96X1X2，根據結果進行方差分析，見表5。由表5可知，Y2回歸方程失擬檢驗F1=3.166 54F0.05（5，7）=3.97顯著，說明模型的預測值與實測值擬合很好。回歸顯著，擬合不足不顯著，故上面給出的二次回歸模型是合適的。對回歸系數進行分析得出，X1和X12差異均達極顯著水平（P<0.01），而X2、X22差異不顯著，但X1X2兩者的互作達顯著水平（P<0.05），剔除α=0.10的不顯著項后得回歸方程Y2=21.10+2.29X1-1.17X12-0.96X1X2。

2.2 單因素效應分析

由試驗結果得知，在氮磷肥互作中，對于江夏扁穗雀麥鮮草產量和粗蛋白質含量而言，均與氮肥施用量表現為正相關，且差異達極顯著水平，P值分別為0.003 2和0.000 1，為此在單因素效應分析中，只分析氮肥與鮮草產量和粗蛋白質含量的關系，結果見圖1和圖2。

由圖1、圖2可知，施氮肥對江夏扁穗雀麥的鮮草產量影響較大，隨著施氮量的增加，鮮草產量整體表現為增加的趨勢，但在不同的施量水平上，增加的幅度略有不同。尿素施量108.7～217.4 kg/hm2時，鮮草產量增加幅度在2.5%左右，隨著施量的繼續增加（217.4～434.8 kg/hm2），產量急劇上升，但當施氮量達543.5 kg/hm2以上時，產量又緩慢增加（2.0%左右）。對于江夏扁穗雀麥第一茬風干樣的粗蛋白質含量而言，增施氮肥可顯著提高其含量，在編碼水平-1.414～1之間，隨著氮肥施量的增加，其粗蛋白質含量逐漸增加，在編碼為1時達最高值，之后再增加氮肥施量，其粗蛋白質含量則表現為降低的趨勢。

2.3 交互效應分析

由表4和表5可知，氮磷肥配施對江夏扁穗雀麥鮮草產量不存在交互作用，但對其粗蛋白質含量存在交互作用且達顯著水平（P<0.05），因此對此互作的因素進行了效應分析，結果見表6。由表6可見，當X1處于-1.414、-1的低水平時，隨著X2的增加其粗蛋白質含量表現出增加的趨勢，但當X1處于中、高水平時，隨著X2的增加其粗蛋白質含量表現為先增后減的趨勢。對于X2來說，當其處于低水平施肥量時（-1.414～-1），隨著氮肥施量的增加，其粗蛋白質含量逐漸增加；而在1、1.414的高水平下，隨著X1施肥量的增加其粗蛋白質含量表現為下降的趨勢。由此說明，在低氮前提下，扁穗雀麥粗蛋白質含量隨著磷肥施用量的增加而增加；但在高氮水平下，扁穗雀麥粗蛋白質含量隨著磷肥的增施表現為先增加后降低的趨勢。同時，當磷肥施用量較少時，扁穗雀麥粗蛋白質含量隨著氮肥施用量的增加而增加；但在高磷水平下，增施氮肥其粗蛋白質含量表現為降低的趨勢。

3 討論

3.1 氮磷肥施用對牧草產量的影響

牧草產量的高低是評價牧草利用價值的重要指標，通過合理施肥提高牧草產量已在多個草種上得以證明。本研究發現，增施氮磷肥可促進江夏扁穗雀麥鮮草產量增加，其中受氮肥的影響較大，差異達極顯著水平（P<0.01）。在尿素施用量108.7～543.5 kg/hm2之間，隨施氮量的增加，鮮草產量表現為增加趨勢，但在不同的施量水平下其增加的幅度略有不同，這與其他學者對墨西哥類玉米、羊草、飼用黑麥的研究基本一致[9-11]。禾本科植物不具備固氮作用，生長發育所需的氮主要依靠根系從土壤中吸收，基施氮肥在一定限度內可促進植物生育前期莖蘗數和生物量的增加，而后期追肥則有利于莖蘗成穗[12]。在退化的天然草地，施肥能補充土壤速效養分，直接供給牧草營養需要[13]，增加草群密度、蓋度和頻度[14]，從而提高草地生態系統生產力。但當供氮水平超過限值時，植株吸收同化的氮素在營養器官中過度集中，則不利于產量的形成和營養物質的積累。與氮肥相同，磷肥也是植物生長發育不可缺少的營養元素之一，能促進氮素和脂肪代謝，提高植物對外界環境的適應性。本試驗中，增施磷肥和氮磷互作對江夏扁穗雀麥鮮草產量均有促進作用，但均未達顯著水平，這與舒健虹等[8]對“黔南”扁穗雀麥的研究結果相一致，說明對于扁穗雀麥鮮草產量而言，增施磷肥不如氮肥效果明顯。

3.2 氮磷肥施用對牧草品質的影響

施肥不但影響牧草產量，還有利于改善飼草品質。本試驗發現，江夏扁穗雀麥第一茬風干草樣的粗蛋白質含量受氮肥影響較大，隨著氮肥施用量的增加，其粗蛋白質含量逐漸增加，但當施用量超過434.8 kg/hm2時，其粗蛋白質含量表現為降低趨勢；而磷肥對扁穗雀麥粗蛋白質含量的影響未達顯著水平，但氮磷互作效應對江夏扁穗雀麥粗蛋白質含量的影響達顯著水平（P<0.05），這與Davies[15]研究表明施入大量氮肥或氮磷鉀配施通常可以使禾草蛋白質含量提高20%～30%，但施量過多則增幅減少、氮肥利用率降低的結果相一致。氮素的供應水平可使植物蛋白質代謝發生變化，從而提高子粒的蛋白質含量，改變蛋白質的組成[15]，這在玉米[17]和小麥[18]作物中也得到證明，

李晨[19]對豆科牧草達烏里胡枝子的研究也發現，適量的氮磷肥能促進其粗蛋白質的合成，其中氮肥對粗蛋白質含量的影響大于磷肥，但過量氮肥會抑制其對氮的吸收。

4 結論

綜合考慮產量和品質，建議在種植扁穗雀麥時要遵循測土配方的原則，如土壤貧瘠則應進行氮磷肥配施，如果土壤不缺磷，且以收獲鮮草為主，則施肥以氮素為主，施量以中等施氮水平（217.4～434.8 kg/hm2）較為適宜，但增施少量磷肥可與氮肥共同促進牧草品質的提高，施量以250.0 kg/hm2為宜。

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