氮缓释复合肥对玉米青贮品质的影响

梁 虹，赵 敏，朱玲玲，戎郁萍

(中国农业大学动物科技学院，北京 100193)

青贮玉米(Zeamays)是以玉米茎叶为生长目标和收获目的，用作青饲料或青贮饲料的品种[1-2]，是草食家畜特别是奶牛不可缺少的饲料组成部分，是奶牛一年四季特别是冬春季节的优良饲料[3]。生物量的提高是作物高产的基础，而施肥是调控生物产量及其组分动态转化的重要手段，青贮玉米对氮肥的反应敏感[4-6]，氮是限制青贮玉米产量的最关键因子[7]，因此氮肥的施用对青贮玉米的产量和品质起着关键作用。大量研究[8-10]表明，施用氮肥不仅能显著促进青贮玉米的生长和氮素的吸收，还能显著提高玉米单株地上生物量和饲用品质。Sanderson等[11]、O’learry和Rehm[12]研究表明，青贮玉米干物质产量随氮量增加而升高。缓释氮肥是一种长效肥料，能够在作物整个生长季节释放养分[13]。曹兵等[14]报道称，普通尿素的氮肥利用率不到1%，脲醛包衣尿素的氮肥利用率达8.9%。陈世勇等[15]研究表明，青贮玉米分期优化管理施肥能降低氮肥对环境的污染，较传统施氮方式提高氮肥利用率16%。张光旭等[16]的研究也表明，缓释肥能显著提高玉米株高和产量。Ball等[17]研究了缓释肥对青贮牧草生产的影响，结果表明，施用NPK缓释复合肥可以缓解N2O的释放。袁嫚嫚等[18]研究表明，控释氮肥不但可以提高玉米的产量，而且还能显著提高氮肥的利用率。Tedeschi等[19]研究表明，给牛喂食施缓释肥的青贮玉米和施尿素的青贮玉米对牛没有显著影响。但氮缓释肥对玉米青贮品质的影响鲜有报道。

坝上地区地处中国农牧交错带的华北段，农业生产以农牧复合经营为主，但草食家畜的饲草料品质差、资源短缺是该区发展畜牧业的瓶颈[20]。在该区以青贮玉米生长季节不同氮缓释肥处理为研究对象，考察不同缓释氮比例和缓释肥不同氮含量处理后对玉米青贮后营养品质和发酵品质的影响，以期解决该区青饲料品质差的实际问题。

1 材料与方法

1.1试验区概况 本研究在中国农业大学坝上国家野外科学研究站进行。试验区位于河北省张家口市塞北管理区(41°52′ N，115°49′ E)，海拔1 367 m。地处半干旱大陆季风气候带，年均温1 ℃，1月均温-18.6 ℃，7月均温17.6 ℃，≥10 ℃年积温1 900～2 500 ℃·d，无霜期90 d，年平均降水量400 mm，主要集中在6―8月，约占全年降水量的70%，年蒸发量约1 735.7 mm，年均风速4.3 m·s-1，年均大风日数49 d，沙尘日数13 d，年日照时数2 930 h，主要土壤为栗钙土[18-19]。试验区的前茬为马铃薯(Solanumtuberosum)，试验区土壤状况如表1。

表1 试验地土壤养分含量Table 1 The soil nutrient contents of the trial location

1.2试验设计

1.2.1供试品种 本试验供试品种为巡青518(当地常用商用品种)，2010年5月23日播种，种植密度约为6.75万株·hm-2，株距20～25 cm，行距55 cm。

1.2.2肥料配比及田间试验设计 本试验采用完全随机区组设计，试验分为11个处理，每个处理均为4次重复，总计4个区组，44个小区，每个小区为9行，面积为4 m×8 m，试验区面积总计为1 408 m2。每个小区的施肥量为2.4 kg，空白(CK0)为不施任何肥料；对照1(CK1)施含氮量为180 kg·hm-2的普通复合肥，播种时作为基肥一次施入；对照2(CK2)施含氮量为180 kg·hm-2的普通复合肥，分两次施，基肥施入60%，在玉米拔节期施入追肥40%；脲醛缓释肥的梯度分别为含氮量180(缓释Ⅰ)、150(缓释Ⅱ)、120(缓释Ⅲ)、90(缓释Ⅳ)、60(缓释Ⅴ)、30 kg·hm-2(缓释Ⅵ)，作为基肥一次性施入，其中150 kg·hm-2的处理中，根据缓释组分和时间的不同，又分为缓释ⅠA(缓释比例40%)、缓释ⅠB(缓释比例30%)、缓释ⅠC(缓释比例20%)3个类别；各处理中P2O5和K2O一样，均为60和75 kg·hm-2(表2)。

1.3测定指标及测定方法

1.3.1玉米青贮的制作 青贮玉米收获期在每个小区随机刈割10株全株玉米，用铡刀把原料切成2 cm长。原料充分混合均匀后，装入45 cm×26 cm聚乙烯塑料袋中，抽真空封口，每个施肥处理小区3次重复，共计132个青贮样品。

1.3.2玉米青贮饲料品质实验室评定 45 d左右玉米青贮开袋分析，取青贮饲料样品20 g，加入180 mL蒸馏水，用榨汁机将其榨碎，经四层纱布过滤后静置0.5 h，用pH计测定pH值，再用定量滤纸和孔径40 μm滤器分别过滤，滤液用岛津10A高效液相色谱仪测定玉米青贮中乳酸、乙酸、丙酸和丁酸含量[8]。

表2 肥料配比及用量Table 2 The amount and ratio of fertilizers

青贮开包后的样品在65 ℃、48 h烘干,样品粉碎装入自封袋内待测。用烘干法测干物质(DM)含量、凯氏定氮仪测定粗蛋白(CP)含量，A200纤维测定仪测定中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)含量[21]。

1.4数据分析 采用Excel 2003软件进行数据整理和图形绘制，使用SPSS 13.0中的ANOVA进行单因子方差分析，差异显著时使用Duncan法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1不同缓释复合肥对青贮玉米营养价值的影响

2.1.1缓释氮种类对玉米青贮营养价值的影响 不同施肥种类处理间玉米青贮的CP差异显著(P<0.05)(图1)。与CK0相比，几种施肥处理均能增加CP的含量，分次施用化肥的青贮玉米中CP含量高于一次施用的。含氮量相同的缓释肥，随着脲醛质量分数的升高，CP含量逐渐升高。不同种类的肥料处理的玉米青贮的NDF、ADF和DM间的差异不显著(P>0.05)。

2.1.2不同含氮施用量的缓释肥对玉米青贮营养价值的影响 不同含氮量的缓释肥处理间玉米青贮的CP差异显著(P<0.05)(图2)。含氮量相同的化肥和缓释肥相比，施用化肥的玉米青贮中的CP含量高于施用缓释肥的。不同含氮量的缓释肥对CP含量影响呈现单峰趋势，随着缓释肥中含氮量的增加，CP含量也随着提高，当缓释肥中施氮量为90 kg·hm-2时，玉米青贮中CP含量为8.3%(以干物质计，全文同)；缓释肥中的含氮量继续提高，CP含量出现下降趋势。不同种类肥料处理的玉米青贮的NDF、ADF和DM间的差异不显著(P>0.05)。含氮量相同的化肥和缓释肥相比，施用缓释肥的玉米青贮中的NDF、ADF和DM含量均高于施用化肥的处理；比较化肥的施用方式，分次施用化肥能够提高玉米青贮中的CP、NDF、ADF和DM含量。施用不同含氮量缓释肥的玉米青贮的NDF和ADF含量的规律和CP的规律相反，随着缓释肥中含氮量的升高，青贮玉米的NDF和ADF含量先下降后升高，当缓释肥的施氮量为90 kg·hm-2时青贮玉米的NDF最小，为53.5%；当缓释肥的含氮量为120 kg·hm-2时青贮中玉米的ADF最小，为30.1%。

2.2不同缓释复合肥对青贮玉米发酵品质的影响

2.2.1缓释氮种类对青贮发酵品质的影响 不同施肥种类处理的玉米青贮的pH值差异不显著(P>0.05)，各处理的pH值在3.69～3.73(表3)。不同施肥种类处理间的乳酸含量差异显著(P<0.05)，所有施肥处理的玉米青贮中的乳酸含量都高于不施肥的CK0。由此可以看出，施用氮肥能够提高青贮中的乳酸含量。施用化肥时，一次施用比分次施用的乳酸含量提高了5.20%。不同缓释肥间玉米青贮的乳酸含量的大小为IC>IB(UI为30%)>IA(UI为40%)，可见，含氮量相同的缓释肥，脲醛含量越高，玉米青贮中的乳酸含量越高。玉米青贮中乙酸含量和乳酸含量有相同的规律，但不同处理间的乙酸含量差异不显著;不同施肥种类间的丙酸和丁酸差异不显著，且二者含量均在0.02%～0.07%。

图1 缓释氮种类对玉米青贮营养价值的影响Fig.1 Effects of different kind release N on silage nutritive quality

图2 不同含氮施用量的缓释肥对玉米青贮营养价值的影响Fig.2 Effects of different release-N contents on silage nutritive quality

表3 不同缓释肥种类及含氮量对青贮发酵品质的影响Table 3 Effects of kind and content of release-N on silage ferment quality

2.2.2不同含氮量的缓释肥对玉米青贮发酵品质的影响 不同含氮量的缓释肥间的玉米青贮的pH值差异不显著(P>0.05)，各处理间的pH值在3.70～3.73(表3)。不同处理间玉米青贮的乳酸含量差异显著(P<0.05)。施肥处理的玉米青贮中的乳酸含量都高于不施肥的CK0。当施用不同含氮量的缓释肥时，随缓释肥中氮含量的增加乳酸含量增加，到处理Ⅲ施氮量为120 kg·hm-2时，达到最大，为4.60%；当施氮量再次增加时，乳酸含量呈下降趋势。含氮量相同的缓释肥和化肥相比，青贮中乳酸差异不显著，施用化肥的青贮中乳酸含量高于施用缓释肥的(CK1>CK2>Ⅰ)。不同处理间乙酸差异不显著，不同处理间乙酸和乳酸有相似规律，施氮量相同的化肥和缓释肥间乙酸含量大小为CK1>Ⅰ>CK2。不同含氮量缓释肥处理的玉米青贮中的丙酸和丁酸含量为0.04%～0.09%。

3 讨论

3.1缓释复合肥对玉米青贮营养价值的影响 青贮一般要求原料中营养成分保存多、损失少。一般青贮玉米品种要求DM>25%、CP>7%、NDF<45%、ADF<22%[22]。白琪林等[23]研究了青贮玉米中的NDF、ADF和木质素含量对消化率的影响，结果发现消化率与NDF、ADF和木质素呈极显著负相关。潘金豹等[24]也认为NDF能被动物部分利用，被利用的程度与采食量有关，植物细胞的NDF含量越低，动物的采食量越高。由此可见，NDF和ADF含量的高低直接影响青贮玉米的营养价值。本研究发现，施用不同种类的缓释肥和含氮量不同的缓释肥对玉米青贮中的NDF和ADF含量影响不显著；迟凤琴等[6]研究也表明，不同氮磷钾施用水平对NDF和ADF含量影响不大。氮肥的施用对提高牧草中含氮物质的含量有重要作用，其中各种必需氨基酸是决定牧草营养品质的重要基础。研究[25-26]表明，施氮能够明显提高粮用玉米籽粒中CP含量。本研究得出，施用氮肥(普通复合肥或缓释肥)能提高玉米青贮中CP含量，并且玉米青贮中的CP含量随施氮量的增加而升高，这与蔡晓妍等[9]的结果相同。从提高玉米青贮CP的层面来看，缓释肥的效果低于普通复合肥，可能的原因是青贮玉米的生长季节太短，缓释肥还没有完全释放其肥效。

3.2缓释复合肥对玉米青贮发酵品质的影响 有机酸总量及其构成可以反映青贮发酵过程及其青贮饲料品质的优劣，其中，最重要的是乳酸、乙酸、丙酸和丁酸，乳酸的比例越高越好[27]；而以乳酸占68%～70%、乙酸占0～20%、丙酸和丁酸少的青贮饲料品质为好。Rooke[28]和Offer[29]认为青贮饲料乳酸的含量与采食量有关，也证明乳酸对适口性有直接影响。本试验中，不管是化肥还是缓释肥，都能够提高玉米青贮中乳酸和乙酸的含量，该结果和文亦芾等[30]得研究结果相同。含氮量相同的缓释肥和普通复合肥相比，施用普通复合肥的玉米青贮中的乳酸和乙酸都高于施用缓释肥的青贮中的乳酸含量，这可能是在该地区青贮玉米的生长期比较短，缓释肥肥效还没有完全释放的原因。当缓释肥中的含氮量相同时，增加缓释肥中的脲醛含量，能够提高青贮中有机酸的含量。不同含氮量(0～180 kg·hm-2)缓释肥处理的玉米青贮的乳酸和乙酸含量呈单峰趋势；当缓释肥Ⅲ含氮量为120 kg·hm-2时，青贮中的乳酸和乙酸含量最大，含量分别为4.60%和1.08%。不同处理的青贮的丙酸和丁酸含量差异不显著(P>0.05)，可以看出不同的施肥处理不会对青贮的发酵产生不利影响。比较不同含氮量的缓释肥，当含氮量为120 kg·hm-2时，对改善坝上地区青贮玉米的青贮品质有较好的效果。

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