张丽珍,陈本建,李旭鹏,汪 茜,武慧娟
(1.甘肃农业大学 草业学院/草业生态系统教育部重点实验室/甘肃省草业工程实验室/中-美草地畜牧业可持续发展研究中心,甘肃 兰州 730070;2.甘肃农垦条山集团,甘肃 白银 730400;3.甘肃省草原技术推广总站,甘肃 兰州 730046)
腐殖酸钠对紫花苜蓿营养品质的影响
张丽珍1,陈本建1,李旭鹏2,汪 茜1,武慧娟3
(1.甘肃农业大学 草业学院/草业生态系统教育部重点实验室/甘肃省草业工程实验室/中-美草地畜牧业可持续发展研究中心,甘肃 兰州 730070;2.甘肃农垦条山集团,甘肃 白银 730400;3.甘肃省草原技术推广总站,甘肃 兰州 730046)
在温室进行盆栽试验,采用基施的方法研究腐殖酸钠(SH)单施及SH与磷肥(P)配施对紫花苜蓿营养品质的影响。结果表明:各处理中第2次刈割较第1次刈割,紫花苜蓿CP、EE、Ash含量下降,NDF、ADF含量提高。同一刈割条件下,SH单施及其与P配施对紫花苜蓿品质均有改善作用,而且SH与P配施的改善作用更为显著;同时,SH-P1和SH-P22个处理组相比,紫花苜蓿CP、EE含量及RFV值明显提高,NDF、ADF含量显著降低,Ash含量也有一定程度的提高,说明SH与P1配施能更有效改善苜蓿品质;在SH-P1处理组中,SH5-P1处理和SH4-P1处理表现较为理想,且2个理间差异不显著。综合品质性状和饲用价值,SH5-P1为试验最佳的施肥处理,即SH5为11.25 g/盆,P1为3.41 g/盆。
紫花苜蓿;腐殖酸钠;粗蛋白质;中性洗涤纤维;酸性洗涤纤维
腐殖酸类肥料,简称腐肥,是以富含腐殖酸的泥炭、褐煤、风化煤为原料,配以其他生物必需元素化合而成的一种多功能的新型有机肥料[1,2]。腐肥在农业中应用,不仅可以促进土壤团粒结构的形成,提高碱性土壤氮、磷、钾的有效性,改善土壤的物理化学与生物化学性质,还能刺激作物生长,增强作物抗寒耐旱、抗病、抗倒伏等抗逆能力,增产增收,改善作物品质[3-5]。
紫花苜蓿(Medicagosativa)是多年生豆科牧草,具有抗旱、抗寒、耐贫瘠、耐盐碱,生产潜力高、营养丰富、改善和防止土壤沙化,蓄水和保持生态平衡等优点。所以,种植苜蓿对发展草业、畜牧业和改善生态环境具有重要意义[6,7]。多年以来,我国苜蓿种植以培肥地力兼顾饲草生产为主要目的,种植在没有灌溉条件的贫瘠地、盐碱地上,基本不施肥或很少施肥[8],致使牧草产量低,品质下降,利用价值不高。近年来,随着我国畜牧业的迅速发展,优质牧草的需求量越来越大,苜蓿种植面积逐年扩大[9],在一些贫瘠的沙地区域也有大面积种植,由于土壤贫瘠,致使栽培苜蓿的产量和品质均不理想。因此,科学施肥是沙地、盐碱地等土壤贫瘠地提高苜蓿生产力及品质的重要措施。有关施肥对苜蓿营养品质影响的研究,主要集中在氮、磷、钾等大量肥料的研究上[10-12];也有研究表明,施用腐殖酸肥料对紫花苜蓿的生长发育及生产性能均有显著的促进作用[13],通过沙土盆栽研究腐殖酸钠单施及腐殖酸钠与磷肥配施对紫花苜蓿营养品质的影响,探索其施用效果及最佳施肥组合,以期为土壤贫瘠地获得优质牧草提供一定的理论指导。
1.1 试验地概况
试验点地理坐标为N 37°30′,E 103°15′,海拔1 525 m,属温带半干旱大陆性气候,四季分明,气候温和干旱,光照充足。年平均气温9.1℃,最低温度-23.6℃(1月),最高温度39℃(7月),≥ 0℃年积温3 780℃,无霜期180~210 d,年均降水量200~320 mm,降水主要集中于7~9月,年均蒸发量1 460 mm,年均日照时数2 474.4 h。试验于2014年3~7月在兰州市安宁区甘肃农业大学试验温室进行。
1.2 试验材料
供试紫花苜蓿品种为‘甘农3号’(Medicagosativacv.Gannong No.3),由甘肃农业大学草业学院提供;供试肥料均为市售的尿素CO(NH2)2(N≥46%)、硫酸钾K2SO4(K2O≥50%)、过磷酸钙Ca(H2PO4)2(P2O5≥14%)和甘肃华瑞农业股份有限公司生产的腐殖酸钠(SH)(腐殖酸≥ 60%,NPK≥5%);供试土壤为沙土,pH8.06,土壤有机质0.87 g/kg,碱解氮3.27 mg/kg,有效磷1.76 mg/kg,有效钾4.84 mg/kg;供试盆钵上口径为30.4 cm,下口径为18.0 cm,深为20.0 cm。
1.3 试验设计
试验采用盆栽,设氮肥、钾肥各为1个水平,每盆统一施尿素1.04 g,硫酸钾1.59 g,在此基础上,设3组施肥处理:1)单施腐殖酸钠 设6个施肥水平,分别记为SH1、SH2、SH3、SH4、SH5、SH6;2)腐殖酸钠配施磷肥 腐肥设6个水平,磷肥设2个水平,分别记为SH1-P1、SH2-P1、SH3-P1、SH4-P1、SH5-P1、SH6-P1、SH1-P2、SH2-P2、SH3-P2、SH4-P2、SH5-P2、SH6-P2;3)不施腐殖酸钠 不施磷肥:即CK。试验共19个处理,每个处理重复3次,共57盆,试验盆钵随机排列。施肥方案见表1。
2014年3月1日在甘肃农业大学试验专用温室处理土样,过筛、混匀后,使其自然风干;3月5日称土、拌肥、装盆、灌水,每盆装7.50 kg风干土,每盆灌水1.2 L;3月6日播种、覆土、覆膜,每盆播种消毒处理的紫花苜蓿种子60粒(22.5 kg/hm2);3月10~13日出苗,3月15日去膜,每天定时观察,根据盆内土壤墒情进行合理浇水;3月23日定苗,每盆定苗30株,并适时除草,生长期间进行常规管理;均在初花期刈割,分别于7月2日进行第1次刈割和10月5日进行第2次刈割。
1.4 测定指标及方法
烘干称重后的苜蓿样品经粉碎过筛后,按照下列方法分别测定其粗蛋白质、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、粗脂肪、粗灰分等的含量。
粗蛋白质(CP):采用凯氏定氮法(GB/T6432-94)测定[14];中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF), 采用浓H2SO4消煮法(GB/T6434-94),根据Van Soest和Roberston方法测定[14];粗脂肪(EE),采用索氏浸提法测定;粗灰分(Ash),采用干灰化法测定[14]。相对饲用价值(RFV)[15,16]:计算公式如下。
注:SH为腐殖酸钠,P为过磷酸钙,字母下标表示施肥量。下同
消化性干物质(DDM)=88.9-0.779×酸性洗涤纤维(干物质的百分数)
干物质采食量(DMI)=120/中性洗涤纤维(干物质的百分数)
相对饲用价值(RFV)=(消化性干物质×干物质采食量)/1.29
1.5 数据处理
利用Excel 2003进行试验数据的处理统计及图表绘制,采用SPSS 16.0软件对数据进行差异显著性分析及相关性分析。
2.1 不同施肥处理对苜蓿粗蛋白质的影响
SH单施、SH与P配施均能有效促进紫花苜蓿CP含量的提高,且2次刈割中第1次刈割的CP含量较高,但2次刈割间差异不显著(P<0.05)。与对照CK相比,2次刈割不同施肥处理的CP含量显著高于CK(P<0.05),且各处理间差异不同。第1次刈割,各施肥处理CP含量变化范围为15.54%~19.90%,其中,以SH5-P1处理CP含量最高,SH4-P1处理次之,分别为19.90%、19.59%,但SH5-P1处理与SH4-P1处理差异不显著(P>0.05),与其他处理差异显著(P<0.05)。第2次刈割,各施肥处理CP含量的变化范围为15.33%~19.32%,此茬苜蓿以SH4-P1处理的CP含量最高,达到19.32%,与SH5-P1处理外的其余处理差异显著(P<0.05),SH5-P1处理的CP含量为18.82%(表2)。
SH,SH-P1和SH-P2施肥处理组合对2次刈割紫花苜蓿CP含量的促进作用各异,促进程度顺序为SH-P1>SH-P2>SH,说明与SH单施相比较,SH与P配施明显提高了苜蓿的CP含量。同时,若在SH-P处理上增加P施用量,即从P1增到P2水平,苜蓿CP含量则会呈下降趋势。在SH-P1处理上增加SH施用量,苜蓿CP含量会逐渐增加,但当SH施量增至SH6时,苜蓿CP含量开始下降;在SH-P2处理组中,苜蓿CP含量会随着SH施用量的增加而增加,但当其增至SH5时,苜蓿CP含量出现下降趋势。
2.2 不同施肥处理对苜蓿中性洗涤纤维的影响
SH单施、SH与P配施均可显著降低2次刈割紫花苜蓿中性洗涤纤维(NDF)含量,而且SH与P配施时促进效果更显著。同时,苜蓿NDF含量随施肥量的增加而降低,当其增至一定量时,NDF含量呈现升高趋势,与第1次刈割相比,第2次刈割的苜蓿NDF含量较高(表2)。第1次刈割,各施肥处理的NDF含量显著低于对照CK(P<0.05),且各处理间存在显著差异,其中以SH4-P1处理NDF含量最低,SH5-P1处理次之,分别为33.39%、33.73%,较对照CK分别降低14.14%、13.27%;SH4-P1处理与除SH5-P1外的施肥处理差异显著(P<0.05)。第2次刈割,各施肥处理中以SH5-P1处理的NDF含量最低,达到35.13%,其次是SH4-P1处理,为35.86%,较CK分别降低15.27%、13.51%;SH5-P1处理与SH4-P1、SH4-P2处理差异不显著(P>0.05),与其他施肥处理及CK间差异显著(P<0.05)。
表2 不同施肥处理下紫花苜蓿CP,NDF和ADF含量Table2 Effects of different fertilization treatments on CP,NDF and ADF of alfalfa
注:同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05),下表同
第1次刈割中,SH单施条件下,苜蓿NDF含量随SH施用量的增加呈先减后增,在SH5达到最低值。SH与P配施时,在P1水平上,苜蓿NDF含量在SH4达到最低值,当施用量增至SH5、SH6时NDF含量出现增加趋势;在P2水平上,苜蓿NDF含量在SH4达到最低值。第2次刈割中, SH单施时,苜蓿NDF含量在SH5达到最低值;SH与P配施条件下,苜蓿NDF含量随SH的增加而先减后增,P1水平在SH5达到最低值,P2水平在SH4达到最低值。
2.3 不同施肥处理对苜蓿酸性洗涤纤维的影响
2次刈割紫花苜蓿不同施肥处理的酸性洗涤纤维(ADF)含量显著低于其对照CK(P<0.05),且各茬苜蓿ADF含量随SH、P施肥量的递增而呈现先减少后增加的趋势。第1次刈割,各施肥处理以SH5-P1处理的ADF含量最低,其次是SH4-P2处理,分别为25.69%、26.08%;SH5-P1处理与SH4-P2、SH4-P1处理差异不显著(P>0.05),与其他处理差异显著(P<0.05),SH4-P1处理的ADF含量为26.20%。第2次刈割,苜蓿ADF含量以SH4-P1处理最低,但SH5-P1、SH4-P2处理差异不显著(P>0.05),这3个施肥处理的ADF含量依次是27.86%、28.25%、28.72%。总体而言,与SH单施相比,SH与P配施降低紫花苜蓿ADF含量的效果显著。SH单施条件下,2次刈割苜蓿ADF含量均在SH5达到最低值;SH与P配施时,在P1水平上,第1次刈割、第2次刈割苜蓿ADF含量分别于SH5、SH4达到最低值,P2水平上2次刈割苜蓿ADF含量均在SH4达到最低值。
2.4 不同施肥处理对苜蓿粗脂肪的含量
不同施肥处理对紫花苜蓿EE含量的影响不同,随施肥量的增加,苜蓿EE含量呈先增加后减少的趋势,而且第1次刈割苜蓿EE含量较第2次刈割高(表3)。第1次刈割,各施肥处理EE含量显著高于对照CK(P<0.05),苜蓿EE含量以SH5-P1处理最高,其次是SH4-P1处理,分别为6.12%、5.90%,SH5-P1处理与SH4-P1、SH4-P2处理间差异不显著(P>0.05),与其他处理差异显著(P<0.05)。第2次刈割,除SH1处理外,其他施肥处理的EE含量显著高于对照CK(P<0.05),各处理以SH5-P1处理的EE含量最高,SH4-P1处理次之,分别为5.69%、5.46%,除SH4-P1及SH3-P2处理外,SH5-P1处理与其余处理差异显著(P<0.05)。
表3 不同施肥处理对紫花苜蓿粗脂肪和粗灰分的影响Table3 Effects of different fertilization treatments on EE and Ash of alfalfa
2.5 不同施肥处理对苜蓿粗灰分的影响
SH单施、SH与P配施均可不同程度促进紫花苜蓿Ash含量的增加,而且SH与P配施的促进效果较SH单施显著,尤其是在P2水平下。此外,2次刈割中第1次刈割Ash含量较高(表3)。第1次刈割,不同施肥处理对苜蓿Ash含量影响各异,除SH1、SH2处理外,其他施肥处理与CK间差异显著(P<0.05),其中以SH3-P2处理的Ash含量最高,其次是SH4-P1处理,分别为9.96%、9.70%,而且SH3-P2处理与除SH4-P1外的施肥处理差异显著(P<0.05)。第2次刈割,单施SH条件下,SH5和SH6处理的Ash含量显著高于CK,而SH2处理的Ash含量显著低于CK,其余处理与CK差异不显著(P>0.05);SH与P配施时,各施肥处理Ash含量显著高于CK(P<0.05),其中以SH4-P2处理的Ash含量最高,SH3-P2处理次之,分别为9.52%、9.34%,但SH4-P2处理与SH3-P2、SH5-P1处理差异不显著(P>0.05),SH5-P1处理的Ash含量为9.27%。
2.3 不同施肥处理对苜蓿相对饲用价值的影响
与CK相比,不同施肥处理显著提高了紫花苜蓿的RFV,2次刈割中第1次刈割的RFV相对较高,而且2次刈割下苜蓿的RFV在SH与P配施条件下增加更显著(图1)。第1次刈割,各施肥处理以SH4-P1处理的RFV最高,达到190.8%,与除SH5-P1、SH4-P2外的其他施肥处理及CK间差异显著(P<0.05),而SH5-P1处理和SH4-P2处理的RFV分别为189.99%、186.58%。第2次刈割,各施肥处理的RFV显著高于CK(P<0.05),其中RFV最高的是SH5-P1处理,其次SH4-P2处理,但SH5-P1与SH4-P2、SH4-P1处理间差异不显著(P>0.05),而与其他处理间差异显著(P<0.05);SH5-P1、SH4-P2及SH4-P1处理的RFV依次为177.11%,174.79%,174.30%。
图1 不同施肥处理下紫花苜蓿相对饲用价值Fig.1 Effects of different fertilization treatments on RFV of alfalfa
紫花苜蓿作为主要的饲草之一,其品质的高低直接影响着畜牧业发展的根本利益,而CP含量是评价苜蓿品质的一个重要指标[17]。CP含量越高苜蓿品质就越好。腐殖酸类肥料对苜蓿品质具有一定的改善作用。胡华锋等[18]通过试验研究报道,施用腐殖酸类肥料对紫花苜蓿的粗蛋白、粗纤维、粗脂肪及粗灰分含量均有显著地提高。试验条件下,SH单施、SH与P配施均能有效促进紫花苜蓿CP含量的提高,而且SH与P配施时促进效果更显著,各施肥处理中以SH5-P1处理的促进效果最好,其次是SH4-P1处理。NDF含量与ADF含量对苜蓿品质的优劣具有重要的影响[19]。NDF含量过高则会影响饲草适口性,从而降低了家畜采食率;ADF含量主要影响家畜对饲草的消化程度,其含量与养分消化率呈负相关关系[20]。苜蓿NDF、ADF含量越低,其品质越好[21,22]。结果表明,不同施肥处理对2次刈割苜蓿NDF及ADF含量的影响呈现下降-上升-下降-上升的趋势,两次刈割平均值表明,NDF含量在SH5-P1处理下取得最低值,ADF含量也在SH5-P1处理下达到最低值。EE是饲草维持生命活动不可或缺的储存物质,饲草中的EE被家畜消化后,可释放较高的能量,同时其在家畜体内还是维生素A、维生素E等脂溶性维生素的载体,因此,饲草中EE含量越高,其品质就越好。试验中,苜蓿EE含量在SH单施或SH与P配施条件下,皆随施肥量的增加呈现先增后减的趋势,2次刈割苜蓿EE含量均在SH5-P1处理下得到最高值。Ash主要包括矿物质和盐类等无机物质,其中,矿物质是苜蓿在光合作用中形成有机物质的重要来源,同时饲草中的矿物质氧化物参与家畜体内的各种代谢活动,并起到一定的调控作用。试验条件下,不同施肥处理对2次刈割苜蓿Ash含量的影响差异不明显,但大体上均表现出随SH或P施用量的增加而增加,在SH3-P2处理下获得Ash含量最高值。RFV是一种饲草料质量评定指数,RFV值越大,则饲草品质越好。SH单施、SH与P配施条件下,两次刈割苜蓿RFV值均显著高于对照CK,第1次刈割苜蓿RFV值在SH4-P1处理下得到最高值,第2次刈割苜蓿RFV值在SH5-P1处理下得到最高值;从两次刈割平均值看,苜蓿RFV值以SH5-P1处理最高,SH4-P1处理次之。
试验结果表明,各施肥处理下,第2次和第1次刈割相比,紫花苜蓿CP、EE、Ash含量下降,而NDF、ADF含量提高。此外,同一刈割条件下,与对照相比较,SH单施及其与P肥配施均可有效提高紫花苜蓿品质,而且SH与P配施的改善作用更为显著;同时,SH-P1处理组较SH-P2处理组,紫花苜蓿CP、EE含量及RFV值明显提高,NDF、ADF含量显著降低,Ash含量也有一定程度的提高;SH-P1处理组中SH5-P1处理和SH4-P1处理表现较为理想,且两处理间差异不显著。两次刈割的RFV平均值表明,SH5-P1处理(SH5为11.25 g/盆,P1为3.41 g/盆)获得最高值。因此,SH5-P1处理为此次试验最佳的施肥处理。
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ZHANG Li-zhen1,CHEN Ben-jian1,LI Xu-peng2,WANG Qian1,WU Hui-juan3
(1.CollegeofPrataculturalScience,GansuAgriculturalUniversity/KeyLaboratoryofGrasslandEcosystem,MinistryofEducation/PrataculturalEngineeringLaboratoryofGansuProvince/Sino-U.S.CentersforGrazinglandEcosystemSustainability,Lanzhou730070,China;2.GansuAgriculturalTiaoshan-Group,Baiyin,730400;3.GansuGrasslandStation,Lanzhou,730046)
The pot experiment was conducted in greenhouse to study the effects of sodium humate(SH) fertilization alone and fertilizer combinations of sodium humate(SH) and Phosphorus(P) on nutrient quality of alfalfa(Medicagosativa) using the method of fertilizer applied before seeding .The results showed that under different fertilizer treatments,CP、EE、Ash content of alfalfa decreased and NDF、ADF content of alfalfa increased in comparison with the second cutting and the first cutting.Under the condition of the same cutting,SH-P combined application and SH fertilization alone had a certain improvement on nutrient quality of alfalfa,and SH-P combined application could significantly improve them.At the same time,the SH-P1combination's improvement on crude protein,crude fat,relative feeding value,neutral detergent fiber,acid detergent fiber and crude ash of alfalfa were better than that of SH-P2combination;among treatment combinations of SH-P1,the performance of SH5-P1and SH4-P1were relatively ideal,and no significant difference between the two treatments.Based on the assesment of combination of nutrient quality and feeding value,the combination of SH5-P1with SH511.25 g/pot and P13.41 g/pot was the best fertilizing treatment.
alfalfa;sodium humate;crude protein;neutral detergent fiber;acid detergent fiber
2015-04-03;
2015-05-11
细毛羊饲料生产预加工项目(034-036213)资助
张丽珍(1987-),女,甘肃会宁人,在读硕士生。 E-mail:760036031@qq.com 陈本建为通讯作者。
S 541
A
1009-5500(2015)06-0071-07