胡 敏, 魏全全,任 濤,周廣生,余陵峰,魯劍巍

(1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院/農(nóng)業(yè)部長江中下游耕地保育重點實驗室，湖北 武漢 430070; 2.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430070; 3湖北省畜禽育種中心，湖北 武漢 430070)

刈割后氮肥施用對飼料油菜地上部產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

胡 敏1, 魏全全1,任 濤1,周廣生2,余陵峰3,魯劍巍1

(1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院/農(nóng)業(yè)部長江中下游耕地保育重點實驗室，湖北 武漢 430070; 2.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430070; 3湖北省畜禽育種中心，湖北 武漢 430070)

為進(jìn)一步在湖北地區(qū)冬閑田推廣飼料油菜(Brassicacampestris)的種植，以飼料油菜1315為試驗材料，在湖北省冬閑田研究刈割后氮肥施用對飼料油菜地上部產(chǎn)量及品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，第1次刈割后，施用氮肥能顯著增加飼料油菜地上部產(chǎn)量(P<0.05)，與不施氮肥處理(N0)相比，施用17.25 kg·hm-2(N1)和34.5 kg·hm-2(N2)飼料油菜干草產(chǎn)量分別增加了50.0%和75.0%，粗灰分產(chǎn)量分別提高了45.7%和53.2%，粗纖維產(chǎn)量分別提高了50.7%和90.4%，粗蛋白產(chǎn)量分別提高了84.5%和159.3%，粗脂肪產(chǎn)量分別提高了53.9%和83.8%，可溶性糖產(chǎn)量分別提高了64.7%和68.5%，提升了飼料油菜的生產(chǎn)水平。綜合考慮，在湖北地區(qū)冬閑田種植飼料油菜，為了提高油菜產(chǎn)量和品質(zhì)，建議在第1次刈割后追施30 kg·hm-2。

氮肥用量；冬閑田；干草產(chǎn)量；粗灰分；粗纖維；粗蛋白；可溶性糖

隨著我國農(nóng)村勞動力的轉(zhuǎn)移以及經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，南方冬閑田的面積呈現(xiàn)不斷增加的態(tài)勢[1]，如何合理及高效利用冬閑田對于保證我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。飼料油菜(Brassicacampestris)具有生長快、飼用效果好、產(chǎn)量高、技術(shù)簡便、易于推廣等特點，已成為有效開發(fā)冬閑田的一項新技術(shù)[2]。一方面它可以充分利用農(nóng)田空閑的地、熱、水等資源，有效增加土壤覆蓋面積，減少風(fēng)蝕和水蝕，增加土壤肥力[3]；另一方面，可以豐富農(nóng)區(qū)飼草種類，為畜牧業(yè)發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)草料，開辟種植業(yè)與畜牧業(yè)有機(jī)結(jié)合的新途徑[2,4]。與多年生黑麥草(Loliumperenne)相比，飼料油菜具有較高的代謝能和粗蛋白含量，較低的中性洗滌纖維含量[5]。雙低油菜的營養(yǎng)化學(xué)類型與豆科飼草同屬N型，枝葉嫩綠，適口性好，是優(yōu)良的飼草[6]。麥?zhǔn)蘸髲?fù)種飼料油菜能顯著或極顯著地提高土壤過氧化氫酶、纖維素酶、酸性磷酸酶和脲酶的活性[7]，提高耕層土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體，改善土壤顆粒組成狀況[8]。在新疆北疆地區(qū)，麥茬后適當(dāng)密植能極顯著提高復(fù)播飼料油菜的鮮草產(chǎn)量[9]。在甘肅武威地區(qū)，增施氮肥能明顯提高或改善復(fù)種油菜株高，有利于油菜干物質(zhì)積累和群體形態(tài)結(jié)構(gòu)建成，達(dá)到適時豐產(chǎn)[10]。

牧草管理和利用的重要手段之一是適宜的刈割方式。采用適宜的刈割方式，能夠提高牧草產(chǎn)草量，促進(jìn)其再生與分蘗，改善營養(yǎng)價值[11]。近年來，我國關(guān)于飼料油菜的研究多集中于種植技術(shù)、生態(tài)保護(hù)、營養(yǎng)特性和飼用價值等方面[12]，而缺乏其刈割后施肥管理方面的研究報道。因此，本研究以飼料油菜新品種1315為試驗材料，通過田間試驗探討刈割后氮肥施用對飼料油菜地上部產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，明確其刈割后采用追施氮肥措施的可行性和必要性，以期為飼料油菜刈割后的氮肥管理方式及進(jìn)一步推廣飼料油菜的種植技術(shù)提供理論參考。

1 材料與方法

1.1試驗材料

試驗于2014年10月21日至2015年4月1日在湖北省仙桃市沙湖鎮(zhèn)仙桃市畜禽良種場進(jìn)行。試驗田塊土壤為水稻土，基本理化性質(zhì)如下，pH 6.50，有機(jī)質(zhì)19.2 g·kg-1，全氮1.23 g·kg-1，堿解氮 145.1 mg·kg-1，有效磷12.0 mg·kg-1，速效鉀221.0 mg·kg-1。供試冬油菜品種為華中農(nóng)業(yè)大學(xué)培育的飼料油菜1315。

1.2試驗設(shè)計

整個試驗示范區(qū)域共播種飼料油菜面積3.3 hm2，種植方式為直播種植，采用“黃鶴”牌油菜精量播種機(jī)播種，播種量為4.5 kg·hm-2，2014年10月21日施用復(fù)合肥(15-15-15)作為基肥，用量為750 kg·hm-2(N:112.5 kg·hm-2，P2O5:112.5 kg·hm-2，K2O:112.5)，越冬期(2014年12月28日)追施尿素(N 46%)225 kg·hm-2(純N 103.5 kg N·hm-2)。于2015年3月1日選擇其中一塊長勢相對一致的田塊開展進(jìn)一步試驗研究，具體試驗設(shè)計如下：在示范田塊中間選擇9個小區(qū)(長5 m、寬2 m)長勢一致的油菜，將其分為3組，在2015年3月8日進(jìn)行第1次刈割，留茬高度為10 cm，刈割后，分別設(shè)置3個不同氮肥用量(以純N計)處理： N0，不施氮肥處理； N1,17.25 kg·hm-2； N2,34.5 kg·hm-2，氮肥品種為尿素，每個處理3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，并于4月1日進(jìn)行第2次齊地刈割，收獲全部鮮草。除施肥措施不同外，其它田間管理和試驗進(jìn)程均采用當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心部門所推薦的技術(shù)。

1.3測定項目與方法

1.3.1地上部產(chǎn)量 取上述各時期各小區(qū)3個有代表性的樣方(3 m×2 m)收獲冬油菜植株，105 ℃下殺青30 min，然后在65 ℃條件下恒溫干燥48 h至恒重，記錄干重。

1.3.2植株品質(zhì)指標(biāo) 取上述各時期各小區(qū)3個有代表性的樣方(0.6 m×0.6 m)收獲冬油菜植株，105 ℃下殺青30 min，然后在65 ℃條件下恒溫干燥48 h至恒重，干燥樣品制樣后保存留作品質(zhì)指標(biāo)測定。粗灰分含量采用直接灰化法測定[13]，粗纖維含量采用酸-消煮法測定[13]，粗蛋白含量采用凱氏定氮法測定[13]，粗脂肪含量采用索氏提取法測定[13]，可溶性糖采用蒽酮比色法測定[14]，淀粉采用蒽酮硫酸法測定[14]。

1.4數(shù)據(jù)處理與分析

所有試驗數(shù)據(jù)采用MS Excel 2003軟件進(jìn)行計算處理，其中對油菜品質(zhì)數(shù)據(jù)采用OriginPro 8.5軟件繪圖，并對飼料油菜第2次刈割后的鮮重、干重、品質(zhì)及粗灰分、粗纖維、粗蛋白、粗脂肪、可溶性糖和淀粉的產(chǎn)量采用最小顯著差數(shù)法(LSD)進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1刈割后氮肥施用對油菜地上部產(chǎn)量的影響

刈割后施用氮肥能明顯促進(jìn)油菜的生長，從第2次刈割的產(chǎn)量來看(表1)，隨著氮肥用量的增加，飼料油菜地上部產(chǎn)量逐漸增加，與N0處理相比，N1和N2處理飼料油菜的鮮重、干重分別增加了43.5%、50.0%和79.7%、75.0%。盡管飼料油菜前期的長勢較差，但施用氮肥后油菜的生長得到了明顯改善，N1和N2處理的鮮重總產(chǎn)量達(dá)到46.5和51.5 t·hm-2。

表1 刈割后氮肥施用對飼料油菜地上部產(chǎn)量的影響Table 1 The effect of nitrogen fertiliser application on forage rapeseed yield after clipping

注：同行不同小寫字母表示同一測定時間不同處理間差異顯著(P<0.05)。N0、N1、N2分別表示不施氮、施氮量17.25和34.5 kg·hm-2。表2同。

Note: Different lowercase letters within the same row for the same measuring time indicate significant difference between different treatments at the 0.05 level; N0, N1, N2indicate nitrogen application of 0, 17.25 and 34.5 kg·hm-2, respectively; similarly for Table 2.

2.2刈割后氮肥施用對油菜品質(zhì)的影響

氮肥施用后對飼料油菜的粗纖維、粗脂肪、可溶性糖和淀粉的含量影響不大，N0、N1和N2處理間沒有顯著差異(P>0.05)(圖1)。但飼料油菜粗蛋白含量隨著氮肥用量的增加呈現(xiàn)遞增的趨勢，施氮處理的粗蛋白含量顯著高于N0處理(P<0.05)，而N1和N2處理間差異不顯著。與第1次刈割相比，第2次刈割的粗灰分含量有所增加，而可溶性糖的含量則呈降低趨勢，粗纖維、粗脂肪和淀粉的含量兩次刈割的差異不大，施用氮肥提高了第2次刈割的粗蛋白含量。

2.3刈割后氮肥施用對油菜品質(zhì)指標(biāo)產(chǎn)量的影響

從粗灰分、粗纖維、粗蛋白、粗脂肪、可溶性糖、淀粉的產(chǎn)量來看(表2)，氮肥施用均能顯著提高油菜各營養(yǎng)成分的產(chǎn)量(P<0.05)。與N0處理相比，N1和N2處理粗灰分產(chǎn)量增加了45.7%和53.2%(P<0.05)，粗纖維產(chǎn)量增加了50.7%和90.4%(P<0.05)，粗蛋白產(chǎn)量增加了84.5%和159.3%(P<0.05)，粗脂肪產(chǎn)量增加了53.9%和83.8%(P<0.05)，可溶性糖產(chǎn)量增加了64.7%和68.5%(P<0.05)，淀粉產(chǎn)量增加了56.4%和63.6%(P<0.05)。

圖1 刈割后氮肥施用對油菜品質(zhì)的影響Fig. 1 Effect of nitrogen fertiliser application on quality of forage rapeseed after clipping

3 討論

氮素是牧草產(chǎn)量和品質(zhì)形成的關(guān)鍵要素之一，其主要作用是提高生物總量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量， 改善營養(yǎng)品質(zhì)[15]。飼料油菜是一種優(yōu)質(zhì)的飼草來源[6]，其需肥量較大，尤其對氮肥需求較多。一般對于作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的需求而言，土壤中供應(yīng)的氮素很難滿足?；诖?，采用施肥對土壤中氮素含量加以補(bǔ)充的方法是提高作物產(chǎn)量，優(yōu)化品質(zhì)的有效途徑。因此，本研究以刈割后飼料油菜為研究對象，分析刈割后追施尿素對飼料油菜地上部產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，在第1次刈割后，與不施氮處理相比，施用氮肥可以明顯提高第2次刈割飼料油菜的產(chǎn)量。這與在南方紅壤丘陵區(qū)的[16]研究結(jié)果類似，在最高限度內(nèi)，隨著氮肥用量的增加，油菜產(chǎn)量也隨之提高，但當(dāng)?shù)视昧砍^最高限度后，油菜的增產(chǎn)效果不再顯著，甚至出現(xiàn)減產(chǎn)趨勢。這說明，適宜的氮肥用量在促進(jìn)作物進(jìn)行營養(yǎng)生長的同時也促進(jìn)了其生殖生長，但不合理的施用氮肥(過量施用)會過度促進(jìn)營養(yǎng)生長，使其生長過于旺盛，從而抑制生殖生長的進(jìn)行，最終導(dǎo)致作物產(chǎn)量的減少[17]。與前人研究不同的是，本研究由于氮肥設(shè)置梯度有限，還未達(dá)到氮肥過量施用導(dǎo)致油菜減產(chǎn)的閾值，所以隨著氮肥用量的增加油菜產(chǎn)量呈遞增趨勢，在后續(xù)試驗開展中會進(jìn)一步設(shè)置不同氮肥用量梯度，監(jiān)測刈割后油菜生長所需的最佳氮肥用量。

表2 刈割后氮肥施用對飼料油菜品質(zhì)指標(biāo)產(chǎn)量的影響Table 2 The effect of nitrogen fertiliser application on quality indices of forage rapeseed yield after clipping

牧草的營養(yǎng)價值主要取決于飼用部分所含營養(yǎng)成分的種類和數(shù)量[18]。牧草營養(yǎng)價值的重要指標(biāo)是粗纖維和蛋白質(zhì)含量，因而改善牧草品質(zhì)，提高其營養(yǎng)價值的主要內(nèi)容是使牧草的粗蛋白含量提高，并且同時降低其粗纖維含量[19]。本研究表明，隨著氮肥用量的增加，飼料油菜粗蛋白含量呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢，這與前人的研究結(jié)果一致[20]。氮肥的施用能有效增加牧草的粗蛋白含量，主要是因為氮是形成蛋白質(zhì)的基本元素之一，因此，氮素供應(yīng)較多可增加粗蛋白含量。研究表明，施氮可減少牧草粗纖維含量，提高飼草的適口性，如，狼尾草屬的Pennisetumflaccidum的中性洗滌纖維濃度隨著施氮量增加呈線性下降趨勢，且其纖維素、半纖維和酸性洗漆纖維的濃度也顯著下降[21]。但車敦仁等[22]研究認(rèn)為，粗纖維含量與氮肥施用無明顯關(guān)聯(lián)。本研究結(jié)果與車敦仁等[22]研究相同，飼料油菜粗纖維含量隨著氮肥的施用，并沒有出現(xiàn)顯著差異，這可能與氮肥品種、牧草種類及土壤地力、區(qū)域不同有關(guān)。從研究結(jié)果還可以看出，氮肥的施用能夠提高飼料油菜粗灰分、淀粉含量，降低可溶性糖含量，這與前人研究結(jié)果[23-24]基本一致。施氮可顯著影響牧草的品質(zhì)，主要是由于氮素形態(tài)對牧草的代謝、光合作用及根系吸收利用方式產(chǎn)生了影響[24]。

本研究只探討了刈割后氮肥管理對飼料油菜地上部產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，許多研究表明[25-26]，刈割次數(shù)、刈割時期、留茬高度和氮肥形態(tài)也顯著影響牧草產(chǎn)量和品質(zhì)。因此，在以后的研究中要進(jìn)一步探討不同刈割次數(shù)、刈割時期、留茬高度、氮肥用量梯度及形態(tài)對飼料油菜生長規(guī)律、再生性及產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，并進(jìn)一步探討其產(chǎn)生變化的機(jī)理研究，以期為湖北地區(qū)飼料油菜氮肥管理調(diào)控及種植技術(shù)的大面積推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

4 結(jié)論

在第1次刈割后，施用氮肥可以顯著提高第2次刈割飼料油菜地上部產(chǎn)量和品質(zhì)，增加飼料油菜粗蛋白含量和粗灰分、粗纖維、粗蛋白、粗脂肪、可溶性糖及淀粉產(chǎn)量，綜合考慮，在湖北仙桃市，建議在第1次刈割后追施氮肥(以純N計)30 kg·hm-2。

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Effectofnitrogenapplicationonbiomassyieldandqualityofforagerapeafterclipping

Hu Min1, Wei Quan-quan1, Ren Tao1, Zhou Guang-sheng2, Yu Ling-feng3, Lu Jian-wei1

(1.College of Resources and Environment, Huazhong Agricultural University/Key Laboratory of Arable Land Conservation in the Middle and Lower Reaches of Yangtse River, Ministry of Agriculture, Wuhan 430070, Hubei, China; 2.College of Plant Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, Hubei, China; 3.Animal & Domestic Breeding Center of Hubei Province, Wuhan 430070, Hubei, China)

Using 1315 plants as testing material, a field trial was conducted to study the effect of nitrogen fertiliser application on biomass yield and quality of forage rapeseed after clipping, with the ultimate aim of providing a theoretical reference for its cultivation in fallow fields of Hubei Province during winter. The results showed that after the first clipping, nitrogen fertiliser could significantly increase the biomass yield. Compared with that of the nitrogen-free control (N0), the dry weight of rape increased by 50.0% and 75.0% under N1(17.25 kg·ha-1) and N2(34.5 kg·ha-1) treatments, respectively, than that in N0. Simultaneously, the crude ash yield increased by 45.7% and 53.2%, the cellulose yield by 50.7% and 90.4%, the protein yield by 84.5% and 159.3%, the crude fat yield by 53.9% and 83.8%, and the soluble sugar yield by 64.7% and 68.5%, in the N1and N2treatments, respectively, than in N0. These indicated that rapeseed feed production was increased by nitrogen fertiliser application. After the first clipping, topdressing 30 kg·ha-1is recommended for improving the yield and quality of rapeseed in the forage rapeseed test planting area.

nitrogen application rate; winter fallow fields; dry yield; crude ash; crude fibre; crude protein; soluble sugar

Lu Jian-wei E-mail:lunm@mail.hzau.edu.cn

10.11829/j.issn.1001-0629.2017-0038

胡敏,魏全全,任濤,周廣生,余陵峰,魯劍巍.刈割后氮肥施用對飼料油菜地上部產(chǎn)量及品質(zhì)的影響.草業(yè)科學(xué),2017,34(10)：2124-2129.

Hu M.Wei Q Q,Ren T,Zhou G S,Yu L F, Lu J W.Effect of nitrogen application on biomass yield and quality of forage rape after clipping.Pratacultural Science，2017,34(10)：2124-2129.

S816.15

A

1001-0629(2017)10-2124-06

2017-01-18

2017-04-21

國家油菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(CARS-13)

胡敏(1990-)，女，湖北十堰人，在讀碩士生，主要從事作物養(yǎng)分管理與土壤肥力研究。E-mail:huxiaomin@webmail.hzau.edu.cn

魯劍巍(1967-)，男，湖北武穴人，教授，博導(dǎo)，博士，主要從事作物養(yǎng)分管理技術(shù)研究工作。E-mail：lunm@mail.hzau.edu.cn

(責(zé)任編輯 武艷培)