陳遠學，陳曦，陳新平，羅永，牟勇，呂世華，徐開未*

（1.四川農業(yè)大學資源環(huán)境學院，四川 成都611130；2.中國農業(yè)大學資源與環(huán)境學院，北京100193；3.四川省農業(yè)科學院土壤肥料研究所，四川 成都610066）

隨著生活水平的提高，人們對肉、蛋、奶的需求顯著增加，由此現(xiàn)代畜牧業(yè)發(fā)展迎來新時期。我國畜牧業(yè)生產核心區(qū)逐漸由草原牧業(yè)區(qū)向農區(qū)牧業(yè)擴展，畜牧業(yè)生產結構也從食糧型向節(jié)糧型和草食型方向發(fā)展。近年全國以奶牛、肉牛、羊等為主的草食牲畜的數(shù)量不斷增多，進而對優(yōu)質飼草飼料的需求不斷增加。西南地區(qū)雨量充沛、氣候濕潤、無霜期長、熱能相對豐富，但陰雨寡照，很適合營養(yǎng)體農業(yè)的發(fā)展，該區(qū)農業(yè)結構調整的方向之一是加快養(yǎng)殖業(yè)特別是草食牲畜的發(fā)展，以促進生態(tài)建設、經濟結構調整和農民增收［1-2］。如在四川，奶牛存欄數(shù)從2000年的5.2萬頭快速增加到2008年的21.1萬頭。尤其近年來蒙牛、新希望、菊樂等大型乳業(yè)企業(yè)相繼在四川洪雅等地建廠投產，促進了四川現(xiàn)代畜牧業(yè)的快速發(fā)展，由此飼草需求量猛增。在洪雅等地現(xiàn)代牧場的飼草結構中，除黑麥草（Lolium perenne）、牛鞭草（Hemarthria sibirica）等傳統(tǒng)飼草外，飼草玉米（Zea mays）近年已成為該區(qū)的主要飼草來源，飼草玉米的種植面積在逐年擴大。

有關飼用玉米的研究，國外主要集中在通過品種選育來提高飼用玉米的產量和品質上［3-4］。我國現(xiàn)階段優(yōu)質的青飼玉米品種還不多，研究也主要集中在品種選育上［5-7］，有些青飼玉米栽培技術的研究也主要在畜牧業(yè)較發(fā)達的北方牧區(qū)［8-9］，而近年來才發(fā)展起來的南方農區(qū)畜牧業(yè)的青飼玉米種植研究還很少，一定程度上制約了南方現(xiàn)代畜牧業(yè)的發(fā)展。為適應生產上的需求，四川農業(yè)大學玉米研究所利用玉米四倍體多年生大芻草代換系材料作母本，四倍體多年生大芻草作父本雜交選育獲得了飼草玉米（Zea mays－Zea mexicana hybrids）新品種“玉草1號”和“玉草2號”。玉草1號為多年生飼草玉米品種，可多年種植，1年可刈割多次；玉草2號為一年生飼草玉米品種，1年可復種多次，現(xiàn)今玉草1號和玉草2號已被廣泛用于飼草種植中。但迄今還缺乏相應的種植技術研究［1，10］，影響了飼草玉米的種植效益。奶農們急需適合當?shù)氐娘暡萦衩自耘嗉笆┓始夹g。而氮素營養(yǎng)是公認的影響青飼玉米產量和品質的主要因素［11-15］。為此，本研究在全國奶業(yè)十強縣之一、西南地區(qū)第一個奶業(yè)強縣——四川省洪雅縣布置田間試驗，研究不同氮肥施用量對飼草玉米的干物質產量、飼用品質及養(yǎng)分吸收的影響，為當?shù)仫暡萦衩椎膬?yōu)質高產種植提供依據(jù)。這對提高當?shù)啬剔r的養(yǎng)殖效益，加快致富具有重要的現(xiàn)實意義。

1 材料與方法

1.1 試驗時間及地點

田間試驗于2009年4－7月在四川省洪雅縣東溪鎮(zhèn)團結村新希望集團奶牛養(yǎng)殖小區(qū)的飼草種植基地進行。當?shù)啬昶骄涤炅?436 mm、日照時數(shù)1006 h、無霜期307 d、年平均氣溫16.6℃。

1.2 試驗材料

1.2.1 土壤 供試土壤為當?shù)鼐哂写硇缘乃递喿鞯咎锿寥?，耕層混合土壤p H 5.2、有機質29.4 g／kg、全氮0.98 g／kg、堿解氮138.5 mg／kg、有效磷13.5 mg／kg，速效鉀19.0 mg／kg，土壤質地為壤質土。

1.2.2 品種 供試飼草玉米為四川農業(yè)大學玉米研究所新近選育的一年生專用飼用玉米品種玉草2號（Yucao 2），此材料已在當?shù)仫暡莼刈鳛橹饕暡葸M行種植。

1.2.3 肥料 供試肥料尿素（含N 46%），過磷酸鈣（含P2O512%），硫酸鉀（含K2O 50%）均購于當?shù)剞r資店。

1.3 試驗設計及實施

試驗設5個氮用量處理，分別為0，60，120，180，240 kg N／hm2（分別記為 N0、N60、N120、N180、N240），另一致施用P2O575 kg／hm2、K2O 75 kg／hm2。30%氮肥和全部磷鉀肥作為底肥，于移栽時施于種植窩內；另于拔節(jié)期追施30%氮肥，于喇叭口期追施40%氮肥，都是兌清水沖施于植株旁。

小區(qū)面積4.5 m×5.6 m＝25.2 m2，小區(qū)間隔0.5 m，3次重復，共15個小區(qū)，田間隨機區(qū)組排列。玉草2號種植規(guī)格為行距0.4 m，株距0.33 m，密度75000株／hm2，于2009年4月9日育苗，4月18日移栽，7月11日收獲。作物生長期間進行1次殺蟲和除草，其他管理同當?shù)卮筇锷a。

1.4 測定項目與方法

將小區(qū)一分為二，一半用于中期采樣，一半用于收獲測產。在飼草玉米的關鍵生育階段即拔節(jié)期（5月12日）、喇叭口期（6月7日）、收獲期（7月11日）分別采集地上部植株樣，每小區(qū)隨機采4株，樣品在105℃下殺青30 min，再于65℃下烘干，稱重后粉碎供養(yǎng)分測定。樣品經濃H2SO4—H2O2消解，以凱氏定氮法測氮、釩鉬黃比色法測磷、火焰光度法測鉀。收獲時實收計產，稱植株地上部總鮮重，用水分含量折算其干物質量。收獲期樣品以凱氏定氮法測定粗蛋白（crude protein，CP），范氏（Van Soest）分析法測定中性洗滌纖維（neutral detergent fiber，NDF）和酸性洗滌纖維（acid detergent fiber，ADF）［16］。

1.5 統(tǒng)計分析

采用Excel 2007和SPSS 13.0軟件進行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 施氮對飼草玉米生長及干物質量的影響

從表1可看出，施氮顯著增加了飼草玉米的分蘗數(shù)，可從N0的1.3個增加到N180或N240的1.7個，增加幅度達30.8%。施氮對飼草玉米株高無明顯影響，在本試驗條件下玉草2號的株高在310 cm左右。施氮對飼草玉米生物量的影響在各生育期不同，拔節(jié)期時地上總生物量很小，只0.1 t／hm2左右，且各處理間無明顯差異；喇叭口期和收獲期時，施氮顯著增加了地上部生物量，都是隨施氮量增加地上部生物量先隨之增加，在N180時達最大（3.7和10.4 t／hm2，相比N0分別增加60.9%和23.8%），然后在 N240時不再增加，反而有一定下降。說明適量氮有利于飼草玉米的生長，氮用量過高對總生物產量并不利。

在生物量累積動態(tài)上，從移栽到拔節(jié)期（4月9日－5月12日，持續(xù)時間34 d），飼草玉米生物量累積僅占總生物量的1.2%～1.5%，不同施氮量之間無顯著差異；從拔節(jié)到喇叭口期（5月13日－6月7日，持續(xù)時間28 d），飼草玉米生物量累積明顯加快，N0、N60、N120、N180、N240的干物質累積量為2.2～3.6 t／hm2，占總生物量的26.2%～34.6%；喇叭口到收獲期（6月8日－7月11日，持續(xù)時間為34 d），飼草玉米生物量累積急劇加快，N0、N60、N120、N180、N240的干物質累積量為6.2～7.4 t／hm2，占總生物量的64.4%～73.8%。表明飼草玉米在收獲前的一個月左右生長最快。

2.2 不同施氮量對飼草玉米營養(yǎng)品質的影響

如表2所示，施氮可以提高飼草玉米植株CP含量，同時降低NDF和ADF含量。隨著施氮量的增加，飼草玉米CP含量逐漸上升，N60、N120、N180、N240分別比 N0增加了11.3%，13.8%，17.5%，28.8%，其中 N240與 N0間差異達顯著水平；受生物量的影響，CP產量增幅較大，N60、N120、N180、N240分別比 N0增加了25.3%，30.3%，44.4%，55.2%，其中N240和N180與N0間差異顯著。ADF和NDF含量隨施氮量增加呈逐漸下降的趨勢，但降幅都不大，N60～N240比N0ADF含量只降低了0.7%～5.0%，NDF含量只降低了0.5%～8.9%，其中N240和N180的NDF含量下降達顯著水平。說明施氮可以提高飼草玉米的飼用品質。

表1 不同氮肥處理飼草玉米生長及干物質產量Table 1 Growth and dry matter yield of forage maize under different nitrogen rates

表2 施氮對飼草玉米營養(yǎng)品質的影響Table 2 Effect of different N levels on nutritional quality of forage maize

2.3 不同施氮量對飼草玉米植株氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收的影響

2.3.1 氮 從表3可看出，飼草玉米整株氮含量隨生育期進程而逐漸降低，拔節(jié)期平均3.74%，喇叭口期平均2.21%，而收獲期的氮含量降到了平均1.46%。氮吸收量隨生育期進程而逐漸增大，拔節(jié)期的氮吸收量平均只有4.5 kg／hm2，而喇叭口期、收獲期的氮吸收量分別平均達到了64.8和142.0 kg／hm2，喇叭口期比拔節(jié)期增加了13.4倍，收獲期又比喇叭口期增加了1.2倍。隨施氮量的增加，飼草玉米在拔節(jié)期、喇叭口期和收獲期的氮含量和氮吸收量都有隨之增大的趨勢，如收獲期的氮含量和氮吸收量都在N240處理最大，分別為1.65%和167.80 kg／hm2；但N120、N180、N240處理間除喇叭口期的氮吸收量在N180處理比N120和N240處理有顯著增大外，其他時期的氮含量和氮吸收量在3個處理間差異不顯著。

2.3.2 磷 如表3所示，飼草玉米整株磷含量（P2O5）隨生育期進程逐漸降低，拔節(jié)期平均0.456%，喇叭口期平均0.238%，而收獲期降到了平均0.184%。磷吸收量（P2O5）隨生育期進程而逐漸增大，拔節(jié)期的磷吸收量平均只有0.55 kg／hm2，而喇叭口期、收獲期的磷吸收量分別平均達到了6.84和17.8 kg／hm2，喇叭口期比拔節(jié)期增加了11.5倍，收獲期又比喇叭口期增加了1.6倍。施氮微弱促進了飼草玉米對磷的吸收，拔節(jié)期磷含量從N0的0.40%增加到N240的0.52%，增加幅度達30%，且差異顯著；喇叭口期磷含量從N0的0.24%增加到N180的0.26%，收獲期磷含量從N0的0.16%增加到N180的0.20%，但都沒有顯著差異。隨施氮量的增加，飼草玉米在拔節(jié)期、喇叭口期和收獲期的磷吸收量有隨之增大的趨勢，拔節(jié)期從N0的0.45 kg／hm2增加到N240的0.63 kg／hm2，增加幅度為40.0%；喇叭口期從N0的5.59 kg／hm2增加到N180的9.42 kg／hm2，增加幅度為68.5%；收獲期從 N0的13.40 kg／hm2增加到 N180的20.50 kg／hm2，增加幅度為53.5%；差異都顯著。

2.3.3 鉀 與氮、磷一樣，飼草玉米整株鉀含量（K2O）隨生育期進程逐漸降低（表3），拔節(jié)期平均2.50%，喇叭口期平均2.32%，而收獲期降到了平均1.08%。鉀吸收量（K2O）隨生育期進程而逐漸增大，拔節(jié)期的鉀吸收量平均只有3.0 kg／hm2，而喇叭口期、收獲期的鉀吸收量分別平均達到了66.3和103.3 kg／hm2，喇叭口期比拔節(jié)期增加了21.0倍，收獲期又比喇叭口期增加了56%。施氮微弱降低了飼草玉米對鉀的吸收，拔節(jié)期鉀含量從N0的2.51%降到N180的2.46%，但差異不顯著；喇叭口期鉀含量從N0的2.60%降到N180的2.10%，差異達顯著，降幅為19.2%；收獲期鉀含量從N0的1.23%降到N180的1.00%，但差異不顯著。隨施氮量的增加，飼草玉米在拔節(jié)期、喇叭口期和收獲期的鉀吸收量變化不大，只有喇叭口期從N0的59.80 kg／hm2增加到N180的77.40 kg／hm2，增加幅度為29.4%，差異達顯著外，其余處理間鉀吸收量都沒顯著差異。

表3 不同施氮量下飼草玉米對養(yǎng)分的吸收Table 3 Nutrient uptake of forage maize as affected by different N levels

總體上看，飼草玉米對氮磷鉀的吸收規(guī)律是：氮、磷、鉀含量隨生育期進程而逐漸降低；各生育階段飼草玉米植株對N、P、K養(yǎng)分吸收動態(tài)與生物累積量呈正相關，吸收量大小順序為N＞K2O＞P2O5，氮、鉀吸收量遠大于磷素吸收量，N∶P2O5∶K2O在拔節(jié)期為8.2∶1∶5.5，在喇叭口期為9.5∶1∶9.7，在收獲期為8.0∶1∶5.8。

3 討論與結論

四川省洪雅縣地處四川盆地西南邊緣，屬中亞熱帶濕潤氣候，很適合優(yōu)質飼草的生長，已發(fā)展成為西南地區(qū)主要的奶牛生產與加工基地。近年專門用于飼草種植的玉米品種相繼推出，飼草玉米的種植面積在生產中也逐年增大，但缺乏相應的栽培技術尤其是營養(yǎng)特點及調控方面的技術支撐。因此，針對生產實際開展的氮肥施用對飼草玉米生長、產量、品質及營養(yǎng)特征的影響研究具有生產指導意義。

飼草玉米為營養(yǎng)體農業(yè)，以收獲莖葉等營養(yǎng)體為目的，在整個生長期內任何時候都可以收獲而獲得經濟產量，但以營養(yǎng)體的可利用產量越高越好。營養(yǎng)體農業(yè)生產是充分利用了植物的S型曲線生長規(guī)律，在其完成對數(shù)生長期和直線生長期時刈割收獲，避免了生長速度下降直至停止的衰老期的營養(yǎng)物質消耗，從而獲得最高生長效率和生產效率［17-18］。本試驗條件下，玉草2號從播種（4月9日）至收獲（7月11日）共生長92 d，收獲時正值吐絲期，此時植株高達3.1 m，地上部干物質量達10.4 t／hm2，但從播種到拔節(jié)期的34 d里生物量累積僅占總生物量的1.2%～1.5%，從拔節(jié)到喇叭口期的28 d里生物量累積占總生物量的26.2%～34.6%，從喇叭口到收獲期的34 d里，生物量累積占總生物量的64.4%～73.8%，即玉草2號在喇叭口期至灌漿初期收獲的一個多月時間里生長了近70%的生物量。由此可知，飼草玉米的施肥關鍵期在拔節(jié)期和喇叭口期，以促進拔節(jié)—喇叭口期和喇叭口—吐絲期這兩時段的營養(yǎng)體快速生長［11-12］。

已有研究表明，隨著收獲期推遲，植株營養(yǎng)成分含量降低，青貯飼料的氨態(tài)氮、CP、NDF含量和有機物體外降解率降低［19-20］。本研究也同樣表明，玉草2號植株氮、磷、鉀含量都隨生育期進程而逐漸降低，從拔節(jié)期—喇叭口期—收獲期（吐絲期），植株氮含量是從3.74%降到2.21%再降到1.46%，磷含量（P2O5）是從0.456%降到0.238%再降到0.184%，鉀含量（K2O）是從2.50%降到2.32%再降到1.08%。

氮、磷作為飼草玉米的主要營養(yǎng)要素，對其產量和品質有顯著影響［9，11-15］。路海東等［21］研究發(fā)現(xiàn)，拔節(jié)期和大喇叭口期增加氮肥的施用比例有利于飼用玉米的干物質積累和產量形成，且不同類型玉米施氮的側重時期不同，青貯型玉米側重于大喇叭口期，糧飼兼用型玉米側重于拔節(jié)期。邰書靜等［11］研究認為氮肥全部施為拔節(jié)肥或50%拔節(jié)肥、50%穗肥均可提高飼用玉米物質產量。張吉旺等［22］研究則發(fā)現(xiàn)，拔節(jié)期1次施用氮肥可以獲得較高的生物產量，有利于提高作為青飼（貯）飼料玉米的飼用營養(yǎng)價值；在拔節(jié)、大口（或開花）期2次或拔節(jié)、大口、開花期3次施氮肥，有利于提高作為糧飼兼用玉米的飼用營養(yǎng)價值。李洪影等［23］還研究表明，施磷可顯著提高青貯玉米中果糖、蔗糖、可溶性總糖和淀粉含量，降低NDF和ADF含量，并以施P2O5100 kg／hm2在蠟熟初期收獲最佳。本研究中，氮肥是30%作為底肥，30%作為拔節(jié)期追肥，40%作為喇叭口期追肥，結果顯示，施氮顯著增加了玉草2號的分蘗數(shù)，顯著提高了喇叭口期和收獲期的地上部生物量；生物量隨施氮量增加而隨之增加，并在N180時達最大，相比N0分別增加60.9%和23.8%，然后在N240時又開始一定下降，說明適量氮有利于飼草玉米的生長，氮用量過高對總生物產量并不利。同時發(fā)現(xiàn)，施氮顯著提高了玉草2號的CP含量，顯著降低了NDF含量，ADF含量也呈下降趨勢，從而提高了飼草玉米的飼用營養(yǎng)品質，這與王永軍等［12］、屈繩娟和沈益新［13］、王爽等［14］、張吉旺等［22］的研究結果一致。因為玉米青貯飼料的能量價值主要是由干物質含量決定的，施用氮肥能有效提高葉綠素含量，從而提高光合速率［24］，促進玉米營養(yǎng)體的增長，使生物產量大大提高；CP是飼草中含氮物質的總和，含有各種必要的氨基酸，是決定玉米飼用營養(yǎng)價值的重要指標，增加施氮量能明顯提高植株含氮量，增加各種氨基酸含量，從而提高CP含量；纖維素影響飼草適口性和消化性能，ADF也是草食動物的主要能源物質，施用氮肥能顯著提高玉米功能葉片的NR、CAT、SOD、POD活性和可溶性蛋白的含量，即葉片清除活性氧的能力和酶蛋白功能增強，有利于玉米產量的提高和飼用營養(yǎng)品質的改善［14，22］。國內外大量研究還表明密度也是影響飼草玉米產量與品質的重要因素［25］，密度低，產量低，密度高，品質低，且易倒伏。因此，為獲得較高的飼草玉米產量與品質，應適當增加氮肥用量，重視飼草玉米生育后期氮肥的投入，適當減少磷肥用量，選擇適宜的種植密度與收獲時期［11-13，26-27］。

已有研究表明不同類型玉米對氮磷鉀養(yǎng)分的需求差異較大。多數(shù)研究得出，玉米對氮素吸收量最多，鉀次之，磷最少［28］；隨著玉米產量的提高，氮、磷、鉀的吸收量增加［29］；玉米吸收養(yǎng)分高峰出現(xiàn)的時間和次數(shù)因品種而不同［30］。對于夏玉米，王忠孝等［31］研究得出成熟時 N、P2O5、K2O積累量的比例為3.7∶1∶3.5，而張智猛等［32］研究認為其三要素需肥比例為2.2∶1∶2.0。高聚林等［33］對青貯玉米的研究表明，全生育期需要的營養(yǎng)元素的量是鉀＞氮＞磷，適宜的N∶P2O5∶K2O為（2.74±0.14）∶1∶（5.94±0.82），即青貯玉米對鉀的吸收量是氮吸收量的2倍多，而氮的吸收量又是磷吸收量的近3倍。氮素運籌對飼草礦質元素含量及其礦質營養(yǎng)也有一定影響［34］。在本研究中，施氮顯著提高了玉草2號的含氮量和氮吸收量；施氮微弱提高了磷含量，但顯著增加了磷吸收量；施氮有降低鉀含量的趨勢，對鉀吸收量無明顯影響。玉草2號對氮、磷、鉀的吸收量順序是N＞K2O＞P2O5，N∶P2O5∶K2O在拔節(jié)期為8.2∶1∶5.5，在喇叭口期為9.5∶1∶9.7，在收獲期為8.0∶1∶5.8。說明玉草2號對氮、鉀的吸收需求量遠大于對磷素的吸收需求量，氮吸收需求量為磷的8～9倍，鉀吸收需求量為磷的6～9倍，而氮吸收需求量與鉀吸收需求量相當，表明玉草2號種植中要注重氮、鉀肥的投入。綜合考慮植株生長、飼草產量品質及種植效益等因素，玉草2號在洪雅當?shù)氐耐扑]施氮量為180 kg／hm2。