氮磷钾锌肥配施对墨西哥玉米草首次刈割产量及品质的影响

赵东海,胡华锋,介晓磊,化党领,刘世亮,郭 孝,鲁剑巍,刘 芳

（1.河南农业大学资源与环境学院,河南 郑州 450002；2.郑州牧业工程高等专科学校,河南 郑州 450011；3.华中农业大学资源与环境学院,湖北武汉 430070）

墨西哥玉米草（Zea mexicana）为一年生禾本科牧草[1],一年可刈割 6～8茬,年鲜草产量可达250 000 kg/hm2,是一种优质饲料作物,被誉为“青饲料之王”,在我国河南、河北、山西、广东等地得到了广泛种植。由于墨西哥玉米草是一年生多茬高产饲料作物,因此收获时每年将从土壤中带走大量的矿质营养元素[2],会使土壤营养趋于贫乏,土壤养分平衡遭到破坏,从而使饲草作物产量、品质降低,土壤可持续生产能力下降[3-7]。因此必须给土壤补充营养元素,即通过施肥来满足作物生长需要。

氮、磷、钾肥是作物生长发育所必需的三大营养元素,对作物的增产和品质提高都有重要作用。而微量元素锌对禾本科作物产量、品质影响也很大[8],尤其在我国北方石灰性土壤中缺锌现象十分普遍。锌在作物体内是许多酶的组成成分,参与碳水化合物的转化和代谢,并能增强作物的抗病、抗寒、抗旱性,促进作物生长,提高籽粒产量[9]。研究表明,氮、磷、钾、锌肥合理施用能显著提高牧草饲草产量及粗蛋白、粗纤维等品质指标的含量和产量[10-14]。然而,目前关于上述4种肥料配施对墨西哥玉米草产量和品质影响的研究还鲜为报道。本研究采用盆栽试验,研究氮、磷、钾、锌肥配施对墨西哥玉米草产量和品质的影响,以期为墨西哥玉米草的优质高产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试品种供试墨西哥玉米草品种为优12,购于河南省农业科学院。

1.2 供试土壤供试土壤为壤质潮土,其理化性状如下:有机肥7.57 mg/kg,碱解氮0.64 mg/kg,速效磷25.74 mg/kg,速效钾55.23 mg/kg,pH值8.1,有效锌0.76 mg/kg,表现为缺锌[9]。

1.3 供试肥料供试氮肥、磷肥、钾肥分别为尿素（N 46%）、过磷酸钙（P2O512%）、硫酸钾（K2O 54%）,均为市售；供试锌肥为ZnSO4·7H2O（分析纯,Zn 22.74%）。

1.4试验设计试验在河南农业大学科教园网室内进行。试验设单施氮（N）、单施磷（P）、单施钾（K）、氮磷配施（NP）、氮钾配施（NK）、磷钾配施（PK）、氮磷钾配施（NPK）及氮磷钾锌配施（NPKZn）,以不施肥处理为对照（CK）,共9个处理。每盆（盆高30 cm,体积 0.02 m3）装土7.50 kg,重复3次,随机排列。氮、磷、钾、锌肥用量分别为N（3 g/盆）、P2O5（2 g/盆）、K2O（1 g/盆）、ZnSO4·7H2O（0.2 g/盆）,肥料与土壤混均后入盆。于2009年6月10日播种,每盆播种墨西哥玉米草种子3～5粒。于6月22日间苗至1株,并适时除草、灌溉,按产草田常规管理。于7月15日刈割,将刈割部分分成茎鞘和叶片两部分,称鲜质量后于105℃杀青,75℃烘干,粉碎后过1 mm尼龙筛,供室内分析。

1.5 测定方法采用常规方法测定墨西哥玉米草植株和土壤营养成分含量[15-16],其植株营养成分含量与其饲草产量乘积为营养成分产量。

使用SPSS 12.0统计软件,采用F测验和LSD法对试验数据进行方差分析和多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对墨西哥玉米草产量的影响不同配施处理均能显著（P＜0.05）提高墨西哥玉米草叶片、茎鞘及饲草（叶片+茎鞘）产量（表1）。与对照相比,施肥处理叶片鲜质量和干质量增幅分别为6.98%～39.02%和5.30%～37.45%；茎鞘鲜质量和干质量增幅分别为7.05%～39.18%和8.01%～39.32%；饲草鲜质量和干质量增幅分别为7.00%～39.08%和6.02%～37.94%。单施 N处理显著高于单施磷、钾处理,而 P、K处理间差异不显著（P＞0.05）。N、P、K、Zn肥配施显著优于单施处理,NP、NK处理显著优于 PK处理,NPK、NPKZn处理又显著优于 NP、NK处理,但 NPK与NPKZn两者之间差异不显著。上述结果说明氮肥对于墨西哥玉米草的增产作用大于磷、钾肥,而肥料配施更能满足墨西哥玉米草对养分的均衡需要；配施Zn肥增产效果不明显。处理间增产效应表现为:NPKZn＞NPK＞NP＞NK＞N＞PK＞P＞K＞CK。

2.2 不同施肥处理对墨西哥玉米草营养成分含量的影响

2.2.1对粗蛋白含量的影响 由表2可见,与对照相比,施肥处理的叶片和茎鞘粗蛋白含量增幅分别为5.30%～18.46%和5.83%～24.03%,且单施或配施氮肥处理显著（P＜0.05）高于不施氮处理。N、P、K单施时,粗蛋白含量表现为N＞P＞K,配施时,粗蛋白含量表现为NPK＞NP＞NK＞PK,而配施Zn肥效果优于NPK（表2）。上述结果说明氮肥对于提高墨西哥玉米草粗蛋白含量贡献最大,其次是P、K肥；配施锌肥对于提高粗蛋白含量有一定作用。墨西哥玉米草叶片粗蛋白含量均高于茎鞘。

表1 施肥对墨西哥玉米草产量的影响 g/株

表2 施肥对墨西哥玉米草营养成分含量的影响 %

2.2.2对粗脂肪含量的影响 与对照相比,施肥处理的叶片和茎鞘粗脂肪含量增幅分别为2.24%～30.49%和1.65%～18.23%,肥料配施粗脂肪含量均高于单施处理。N、P、K单施时,粗脂肪含量表现为N＞P＞K；配施时,粗脂肪含量表现为NPK＞NP＞NK＞PK；而NPK处理及配施Zn肥处理粗脂肪含量均显著高于其他处理（P＜0.05）,但两处理间差异不显著（P＞0.05）（表2）。上述结果说明氮肥对于提高墨西哥玉米草粗脂肪含量贡献最大,其次是磷、钾肥；而配施锌肥效果不明显。墨西哥玉米草叶片粗脂肪含量均高于茎鞘。

2.2.3对粗纤维含量的影响 与对照相比,施肥处理的叶片和茎鞘粗纤维含量增幅分别为9.24%～21.86%和5.66%～28.36%,肥料配施粗纤维含量均高于单施处理。N、P、K单施时,粗纤维含量表现为N＞P＞K；配施时,粗纤维含量表现为NPK＞NK＞NP＞PK,NPK、NP和NK处理之间差异不显著（P＞0.05）,但FQU显著优于PK处理。N处理优于PK处理,配施锌肥与NPK处理之间差异不显著（表2）。上述结果说明氮肥对于提高墨西哥玉米草粗纤维含量贡献最大,其次是磷、钾肥,而配施锌肥效果不明显。墨西哥玉米草叶片粗纤维含量均高于茎鞘。

2.2.4对粗灰分含量的影响 与对照相比,施肥处理的叶片和茎鞘粗灰分含量增幅分别为1.69%～7.91%和2.67%～6.28%；肥料配施粗纤维含量均高于单施。氮、磷、钾单施时,粗灰分含量依次为N＞P＞K；配施时,粗灰分叶片含量表现为NP＞NPK＞NK＞PK,但各处理间差异不显著（P＞0.05）；茎鞘含量表现为NP＞PK＞NPK＞NK,但处理间差异不显著,且配施锌肥和NPK处理间差异不显著（表2）。上述结果说明氮肥对于提高墨西哥玉米草粗灰分含量贡献最大,而配施锌肥效果不明显。

2.2.5对无氮浸出物含量的影响 与对照相比,施肥处理的叶片和茎鞘无氮浸出物含量降幅分别为8.61%～28.46%和8.50%～29.89%。氮、磷、钾单施时,无氮浸出物含量表现为K＞P＞N；配施时,无氮浸出物含量表现为PK＞NP＞NK＞NPK；且配施锌肥和 NPK处理间差异不显著（P＜0.05）。墨西哥玉米草茎鞘无氮浸出物含量均高于叶片（表2）。

2.3 不同施肥处理对墨西哥玉米草营养成分产量的影响

2.3.1对粗蛋白产量的影响 与对照相比,施肥处理的粗蛋白产量增幅为12.60%～61.25%。氮、磷、钾单施时,粗蛋白产量表现为N＞P＞K,且N处理优于P、K处理；配施时,粗蛋白产量表现为NPK＞NP＞NK＞PK,且NPK处理显著优于NP、NK和PK处理；配施锌肥处理虽高于NPK处理,但差异不显著（P＞0.05）（表3）。

2.3.2对粗脂肪产量的影响 与对照相比,施肥处理的粗脂肪产量增幅为8.29%～7.69%。氮、磷、钾单施时,粗脂肪产量表现为N＞P＞K,且N处理优于P、K处理；配施时,粗脂肪产量表现为NPK＞NP＞NK＞PK,且 NPK处理显著优于NP、NK和PK处理；配施锌肥处理虽高于NPK处理,但差异不显著（P＞0.05）（表3）。

2.3.3对粗纤维产量的影响 与对照相比,施肥处理的粗纤维产量增幅为17.81%～64.19%。氮、磷、钾单施时,粗纤维产量表现为N＞P＞K,且N处理优于P、K处理；配施时,粗纤维产量表现为NPK＞NK＞NP＞PK,且NPK显著优于NP、NK、PK处理；配施锌肥处理虽高于NPK处理,但差异不显著（P＞0.05）（表3）。

2.3.4对粗灰分产量的影响 与对照相比,施肥处理的粗灰分产量增幅为 8.11%～42.70%。氮、磷、钾单施时,粗灰分产量表现为N＞P＞K,且N处理优于P、K处理；配施时,粗灰分产量表现为NPK＞NK＞NP＞PK,且NPK处理显著优于NP、NK和PK处理,NP和NK处理显著优于PK处理；配施锌肥处理虽高于NPK处理,但差异不显著（P＞0.05）（表3）。

2.3.5对无氮浸出物产量的影响 氮、磷、钾、锌肥配施对墨西哥玉米草无氮浸出物产量影响不显著（P＞0.05）（表3）。

表3 施肥对墨西哥玉米草营养成分产量的影响 g/盆

3 讨论与结论

墨西哥玉米草是一年生多茬高产的禾本科饲草作物。氮素是限制作物产量和品质的主要因素之一。而禾本科饲草作物自身不具有固氮作用,其生长发育所需的氮主要依靠根系从土壤中吸收。磷是参与植物体内代谢与合成的基本营养元素,对作物增产增质有较大影响。钾参与新陈代谢,也对作物产量品质产生主要影响[9]。微量元素锌在植物生长中也有其重要的作用,能显著提高牧草粗蛋白和粗脂肪等营养成分的含量[13-14]。

龙兴等[17]在田间条件下,研究氮、磷、钾单施和配施对小米草（Euphrasia regelii）产量的影响,结果显示,氮、磷、钾肥显著提高小米草产量,且配施效果最好。闫景彩和陈金龙[10]发现氮磷钾配施能显著提高桂牧1号杂交象草（Pennisetum purpureum）产量。胡华锋等[12]的研究也表明,氮、磷、钾肥能显著提高紫花苜蓿（Medicago sativa）饲草产量,与未施肥处理相比,施肥处理饲草产量增幅为8.62%～30.92%,同时配施能显著提高紫花苜蓿粗蛋白、粗纤维、粗灰分、粗脂肪等营养成分含量,且氮、磷、钾肥配施效果显著优于单施,同时显著降低紫花苜蓿无氮浸出物含量。胡华锋等[18]采用叶面喷施的方法,研究不同锌水平对紫花苜蓿草产量影响。结果表明,喷施锌肥能显著（P＜0.05）提高苜蓿草产量,以施锌500 mg/kg效果最好,草产量比不施肥处理提高1 077.73 kg/hm2。本研究表明 ,氮、磷、钾 、锌肥能显著提高墨西哥玉米草叶片、茎鞘及饲草（叶片+茎鞘）产量。与对照相比,施肥处理的叶片鲜质量和干质量增幅分别为6.98%～39.02%和5.30%～37.45%；茎鞘鲜质量和干质量增幅分别为7.05%～39.18%和8.01%～39.32%；饲草鲜质量和干质量增幅分别为7.00%～39.08%和6.02%～37.94%。氮肥对于墨西哥玉米草的增产作用大于磷、钾肥。氮、磷、钾、锌肥也能显著提高墨西哥玉米草粗蛋白、粗脂肪、粗纤维和粗灰分的含量和产量,且叶片粗蛋白、粗脂肪、粗纤维含量大于茎鞘,同时显著降低了无氮浸出物含量,而茎鞘无氮浸出物含量均高于叶片,但施肥对无氮浸出物产量影响不大。氮肥对墨西哥玉米草营养成分含量提高作用大于磷、钾肥,配施锌肥有助于墨西哥玉米草产量提高和营养品质的改善。

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