施肥对提高秣食豆产量和饲用品质的影响

黄岩，多田琦，遇瑶，姚凤娇，季婧，邝肖，崔国文，胡国富*(.东北农业大学动物科学技术学院，黑龙江 哈尔滨50030；.中审众环会计师事务所广东分所，广东 广州 50000)



施肥对提高秣食豆产量和饲用品质的影响

黄岩1，多田琦1，遇瑶1，姚凤娇2，季婧1，邝肖1，崔国文1，胡国富1*
(1.东北农业大学动物科学技术学院，黑龙江 哈尔滨150030；2.中审众环会计师事务所广东分所，广东 广州 510000)

采用“3414”最优回归设计，设氮、磷、钾3个因素，4个施肥水平，研究不同施肥水平对秣食豆产量、饲用品质的影响，结果表明，在鼓粒期和N2P2K2(N 40 kg/hm2，P2O570 kg/hm2，K2O 50 kg/hm2)施肥水平下秣食豆饲用品质表现最佳，秣食豆鲜、干草产量最高，分别是39238.09和16209.12 kg/hm2，较对照分别提高了24.47%、36.17%；粗蛋白、粗脂肪最高，分别为18.40%和2.60%，较对照分别提高了37.02%、73.61%；粗纤维含量最低，较对照降低了18.46%。

秣食豆；产量；饲用品质；施肥水平

秣食豆(Glycinemax)为豆科大豆属一年生半蔓生饲料作物，叶片柔软浓绿，作为优质高蛋白牧草具有适应性强、易栽培、产草量高、营养丰富和适口性好等优点[1]，在雨季收获时叶片不易脱落，是高寒和收获季节降雨集中地区紫花苜蓿(Medicagosativa)的优良代替品种，而且秣食豆在种植机械、田间管理技术等方面与农作物大豆极为相似，种植农户非常熟悉，便于推广和种植，是北方优质的豆科饲草资源，随着农区草业的发展，其种植面积也逐渐扩大[2]。

氮、磷、钾是维持植物生长发育必需的3种主要营养元素，很多研究结果表明，氮磷钾的不同营养水平及配比与产量存在密切关系，合理施肥可以提高作物产量；施肥水平过高或配比不合理，增产效果差甚至导致减产[3]。青贮玉米(Zeamays)施用氮磷钾，生物产量增产效果明显[4]。氮磷钾肥配合施用显著提高大豆产量，施肥最高能增产43.2%[5]。施肥可明显地促进苜蓿生长，增加产量；可降低茎叶比，提高苜蓿粗蛋白含量；可增加苜蓿种植的经济效益[6]。可见，合理施肥可使植物高产稳产。但若施入过量，不仅造成肥料浪费、经济效益下降，还可能导致作物产量下降、品质降低等问题。本试验采用“3414”最优回归设计，通过对氮磷钾不同配比下秣食豆产量、饲用品质的分析，确定秣食豆产草最佳施肥水平，为秣食豆生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地自然概况

试验地位于黑龙江省哈尔滨市东北农业大学香坊农场试验基地。大陆性气候，四季分明，平均气温5.5 ℃，平均降水量400～600 mm，≥10 ℃年活动积温在2800～2900 ℃。土壤为黑钙土，耕层0～20 cm土壤含有机质14 g/kg、全氮(N)0.85 g/kg、全磷(P)0.66 g/kg、全钾(K)15.19 g/kg、速效磷10.76 mg/kg、速效钾145.4 mg/kg、碱解氮65.02 mg/kg。

1.2 试验材料

供试秣食豆品种为牡丹江秣食豆，由东北农业大学提供。供试肥料为尿素(含N 46%)，过磷酸钙(含P2O516%)，硫酸钾(含K2O 50%)。

1.3 试验设计

采用农业部推荐的“3414”最优回归设计，设氮、磷、钾3个因素，4个水平，共14个处理，0水平为不施肥。每个处理重复3次，共计42个试验小区，田间设计采用完全随机区组设计。小区行长4 m，5行区，行距0.7 m，株距为0.1 m。试验于2014年5月中旬播种，试验方案见表1。

1.4 试验方法

1.4.1 产量测定 于秣食豆结荚期、鼓粒期、成熟期齐地面刈割，每次取样10株，每小区重复3次，于田间测其鲜重，后于烘箱中105 ℃杀青15 min，再调至65 ℃烘至恒重，称量干重，根据鲜重和干重计算每hm2鲜草产量和干草产量。

1.4.2 饲用品质测定 将结荚期、鼓粒期、成熟期整株鲜样(3株/份)于105 ℃烘箱烘15 min，立即降至65 ℃，烘至恒重。经粉碎机粉碎，通过1 mm筛，备用。

表1 试验处理方案Table 1 Design of the experiment kg/hm2

粗蛋白(CP)釆用凯氏定氮法测定；粗脂肪(EE)釆用索氏乙醚浸提法测定；粗纤维(CF)采用酸碱消煮法测定；粗灰分(CA)采用灼烧法测定；所有方法操作均参照杨胜[7]的《饲料分析及饲料质量检测技术》。

1.5 数据统计分析

运用Excel 2003进行数据整理， IBM SPSS Statistics 19进行数据处理分析。

2 结果与分析

2.1 施肥对秣食豆鲜、干草产量的影响

秣食豆鲜、干草产量如表2和3所示，每个施肥水平下，秣食豆鲜、干草产量平均值均在鼓粒期达到最高，均为N2P2K2处理下鲜草产量平均值最高，分别达到39238.09和16209.12 kg/hm2，显著高于对照(P<0.05)，分别增产24.47%和36.17%(P<0.05)。

表2 不同施肥水平下各收获时期秣食豆鲜草产量Table 2 The fresh yield of different fertilizer levels under each harvest stage kg/hm2

注:表中数据为平均值，不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，下同。

Note: Data are means, different lowercase letters indicate significant differences among treatments at the 0.05 level, the same below.

表3 不同施肥水平下各收获时期秣食豆干草产量Table 3 The yield of different fertilizer levels under each harvest stage kg/hm2

2.2 施肥对秣食豆饲用品质的影响

2.2.1 施肥对秣食豆粗蛋白含量的影响 各施肥水平下，秣食豆各时期粗蛋白含量平均值均显著高于对照N0P0K0(CK)(P<0.05)，3个时期下均以N2P2K2水平施肥处理下秣食豆粗蛋白含量达到最高，分别为18.4%、24.55%和21.99%，较N0P0K0(CK)水平粗蛋白含量分别提高了30.04%、52.67%和44.01%；在同一施肥水平下，不同收获时期的粗蛋白含量表现为从结荚期到成熟期先升高后降低的趋势。以鼓粒期收获，N2P2K2水平下秣食豆粗蛋白含量达到最高，为24.55%。结果表明，配施氮磷钾肥影响着秣食豆各生长阶段的粗蛋白含量(表4)。

各收获时期，随着施氮量的不断增加，秣食豆粗蛋白百分含量均呈现先升高后降低的趋势，分别为18.40%、24.55%和21.99%，且在N2P2K2水平(N 40 kg/hm2)处理下粗蛋白含量达到最高，显著高于对照(P<0.05)。当施氮水平达到N3P2K2(N 60 kg/hm2)时，粗蛋白含量显著下降(P<0.05)。

各收获时期，磷肥对秣食豆粗蛋白百分含量的影响趋势同氮肥相同，均出现先升高后降低的趋势，当施磷量达到N2P2K2水平(P2O570 kg/hm2)时，粗蛋白百分含量最高。

各收获时期，随着施钾量的增加，粗蛋白百分含量呈先升高后降低趋势，当施钾量达到N2P2K2水平(K2O 50 kg/hm2)时，粗蛋白百分含量最高。

2.2.2 施肥对秣食豆粗脂肪含量的影响 各收获时期，均以N2P2K2水平施肥处理下秣食豆粗脂肪含量最高，分别为2.60%、8.15%和9.35%，显著高于对照(P<0.05)；在同一施肥水平下，不同收获时期的粗脂肪含量表现为从结荚期到成熟期逐渐升高的趋势，在成熟期粗脂肪含量达到最高，以N2P2K2施肥水平下，各时期粗脂肪含量均为最高值，以成熟期最高，为9.35%。

表4 不同施肥水平下各收获时期秣食豆粗蛋白含量Table 4 The crude protein content of different fertilizer levels under each harvest stage %

表5 不同施肥水平下各收获时期秣食豆粗脂肪含量Table 5 The crude fat content of different fertilizer levels under each harvest stage %

随着施氮量的不断增加，除结荚期外的各收获时期，粗脂肪百分含量呈现先升高后降低的趋势，在N2P2K2水平(N 40 kg/hm2)处理下，粗脂肪百分含量达到最高，施氮过量，粗脂肪百分含量降低。

随着施磷、钾肥的不断增加，除对照处理的各收获时期，粗脂肪百分含量均呈现先升高后降低的趋势，且以施磷、钾肥量达到N2P2K2水平(P2O570 kg/hm2，K2O 50 kg/hm2)时，粗脂肪百分含量最高，显著高于不施磷、钾肥处理(P<0.05)。

2.2.3 施肥对秣食豆粗纤维含量的影响 结荚期、鼓粒期收获，以N2P2K2水平施肥处理下秣食豆粗纤维含量达到最低，分别为24.36%和16.68%，显著低于对照(P<0.05)；成熟期收获，以N2P2K3水平施肥处理下秣食豆粗纤维含量达到最低，为16.50%，其次是N2P2K2水平，为17.91%，均显著低于对照处理(P<0.05)；N0P0K0(CK)水平粗纤维含量最高，为24.06%。在同一施肥水平下，不同收获时期的粗纤维含量均表现为结荚期最高，之后降低的趋势，在鼓粒期粗纤维含量达到最低(表6)。

各收获时期，随着施氮量的不断增加，秣食豆粗纤维百分含量呈现先降低后升高的趋势，在N2P2K2水平(N 40 kg/hm2)处理下，粗纤维百分含量达到最低，显著低于不施氮肥处理(P<0.05)，当施氮水平达到N3P2K2(N 60 kg/hm2)时，粗纤维百分含量最高。结果表明，施氮过量会影响粗纤维百分含量。

各收获时期，随着施磷量的不断增加，秣食豆粗纤维百分含量呈现先升高后降低的趋势，当施磷量达到N2P2K2水平(P2O570 kg/hm2)时，粗纤维百分含量最低，当施磷水平达到N2P3K2(P2O5105 kg/hm2)时，粗纤维百分含量最高。

各收获时期，当施钾量达到N2P2K2水平(K2O 50 kg/hm2)时，粗纤维百分含量最低，随着施钾量的增加，粗纤维百分含量升高，当施钾水平达到N2P2K3(K2O 75 kg/hm2)时，粗纤维百分含量最高。

2.2.4 施肥对秣食豆粗灰分含量的影响 结荚期收获，N2P0K2水平施肥处理下秣食豆粗灰分含量达到最低，为6.31%，其次是N2P1K2、N2P2K2水平，分别为7.06%、7.15%，显著低于对照(P<0.05)；鼓粒期收获，以N2P0K2水平秣食豆粗灰分含量达到最低，为6.12%；成熟期收获，以N2P0K2水平施肥处理下秣食豆粗灰分含量达到最低，为4.65%，其次是N2P1K2、N2P2K2水平，为4.97%、5.09%。在同一施肥水平下，不同收获时期的粗灰分含量均表现为从结荚期到成熟期逐渐降低的趋势，在成熟期粗灰分含量达到最低(表7)。

表6 不同施肥水平下各收获时期秣食豆粗纤维含量Table 6 The crude fiber content of different fertilizer levels under each harvest stage %

表7 不同施肥水平下各收获时期秣食豆粗灰分含量Table 7 The crude ash content of different fertilizer levels under each harvest stage %

各收获时期，随着施氮量的不断增加，粗灰分百分含量出现先降低后升高的趋势，在N2P2K2水平(N 40 kg/hm2)处理下,粗灰分百分含量达到最低，结果表明，随着施氮量的增加，会降低粗灰分的百分含量，但过量施入氮肥会提高粗灰分的百分含量。

各收获时期，随着施磷量的不断增加，各施磷处理秣食豆粗灰分含量表现为逐渐上升的趋势，当施磷量达到N2P3K2水平(P2O5105 kg/hm2)时，粗灰分百分含量最高，较不施磷肥提高了16.05%。

各收获时期，随着钾肥水平的不断提高，各施钾处理秣食豆粗灰分含量的表现为逐渐降低的趋势，当施钾量达到N2P2K3水平(K2O 75 kg/hm2)时，粗灰分百分含量最低。

3 讨论

3.1 施肥对秣食豆产量的影响

氮磷钾与作物产量密切相关，施用量的不同对产量有不同程度的影响[8-10]。由于豆科植物的固氮作用提供的氮素只能满足其50%的需求量，在一定范围内，氮肥的施用可提高秣食豆产量，在本试验的土壤肥力下，当施氮量达到40 kg/hm2时，在结荚期、鼓粒期和成熟期产量均最高，分别是39238.09和16209.12 kg/hm2。但随着施肥量的提高，干物质产量呈现递减趋势和负效应，这与陈敏等[11]对棒豆(四季豆,Phaseolusvulgaris)、张学洲等[12]对多叶型紫花苜蓿(Medicagosativa)的研究结果一致。

磷肥可提高饲草的鲜干草产量[13-14]，增加豆科植物根瘤中豆血红蛋白的含量，促进大豆结瘤固氮能力，最终达到以磷增氮的效果。钾能改善能量代谢，增强光合作用及植株体内物质的合成和转运，为豆科植物根瘤固氮提供能源，因此钾肥的施用可提高栽培大豆的产量[15]。本研究结果表明，氮磷钾肥合理配施水平可提高秣食豆鲜、干草产量，鲜草产量增长幅度在6.71%～26.68%之间，干草产量增长幅度在6.63～40.45%之间。在N2P2K2施肥水平下，氮磷钾比例为1∶1.75∶1.25时，秣食豆鲜干草产量达到最高。而陈敏等[11]的研究表明，在N2P3K2施肥水平下，氮磷钾比例为1∶0.6∶0.5时，棒豆产量最高；张学洲等[12]的研究表明，在N2P2K2施肥水平下，氮磷钾比例为1∶1.5∶0.67时，多叶型紫花苜蓿产量最高；这说明豆科不同种属类型植株需肥规律存在较大差异，只有根据不同作物的生长发育需求，合理施肥，才能避免植株徒长、倒伏，促进作物高产。

3.2 施肥对秣食豆饲用品质的影响

增加秣食豆粗蛋白、粗脂肪的含量，同时降低粗纤维的含量是提高秣食豆饲用品质的关键，而合理施肥是调控饲草饲用品质的耕作措施之一。氮肥促进蛋白质的合成，促进植物体的营养生长。本研究结果表明，合理配施氮磷钾肥可提高秣食豆的营养品质，氮肥的施用可增加粗蛋白含量，但随着氮肥施用量的不断增加，秣食豆粗蛋白含量呈现出先升高后降低的趋势，这与徐明岗等[16]的研究结果一致。磷参与植物光合代谢过程、糖和淀粉的利用和能量的传递过程，从而促进植物苗期根系的生长。本研究结果表明，当氮钾施肥量不变时，随着施磷肥含量的增加，粗蛋白含量逐渐增加，而当施磷量最大为70 kg/hm2(按P2O5含量计)时，粗蛋白含量最高，为18.40%。同时，粗脂肪含量也有相同的变化规律，合理配施氮磷钾肥可提高秣食豆的粗脂肪含量，各施肥处理下秣食豆粗脂肪含量均高于不施肥处理，但随着氮磷钾肥施入量的增加，粗脂肪含量出现降低的趋势，这与李永孝等[17]的研究结果一致。钾肥可增强植物的抗逆性，不断影响植物角质层的发育，增加纤维素和木质素含量[18-19]。本研究表明，在氮磷用量一定时，随着施钾量的增加，粗纤维含量没有相应的增长规律。粗纤维的含量随氮磷钾肥施用量的增加呈现不同的趋势，结荚期和鼓粒期以N2P2K2(N 40 kg/hm2，P2O570 kg/hm2，K2O 50 kg/hm2)水平施肥处理下秣食豆粗纤维含量达到最低，鼓粒期收获时，秣食豆中粗蛋白、粗脂肪的含量最高，粗纤维含量降到最低。这表明，除遗传因素外，为收获较高产量和较好饲用品质的饲草，氮磷钾肥的科学配施至关重要。

4 结论

在N2P2K2(N 40 kg/hm2，P2O570 kg/hm2，K2O 50 kg/hm2)施肥水平下，秣食豆在鼓粒期收获，可使秣食豆鲜、干草产量和蛋白质含量达到最高，同时粗纤维含量达到最低。这表明N2P2K2施肥组合最佳，为最终获得高产、高蛋白的优良秣食豆饲草生产提供参考。

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Effect of fertilizer on the yield and forage quality ofGlycinemax

HUANG Yan1, DUO Tian-Qi1, YU Yao1, YAO Feng-Jiao2, JI Jing1, KUANG Xiao1, CUI Guo-Wen1,HU Guo-Fu1*

1.CollegeofAnimalScienceandTechnology,NortheastAgriculturalUniversity,Harbin150030,China； 2.ZhongShenZhongHuanCertifiedPublicAccountantsGuangdongBranch,Guangzhou510000,China

Using a “3414” optimal regression design, this study set three factors of nitrogen, phosphorus and potassium and four fertilizer levels (N: 0, 20, 40, 60 kg/ha; P2O5: 0, 35, 70, 105 kg/ha; K2O: 0, 25, 50, 75 kg/ha) to investigate effects on the yield and forage quality ofGlycinemax. The results showed that during the seed-filling stage and with N2P2K2fertilizer level (N 40 kg/ha，P2O570 kg/ha，K2O 50 kg/ha),G.maxhad the best nutrient quality. At N2P2K2fertilizer level, the fresh and hay yields were at their highest levels, which were 39238.09 and 16209.12 kg/ha respectively, representing increases of 24.47% and 36.17% compared with the control, crude protein and crude fat content were the highest (18.40% and 2.60%), 37.02% and 73.61% higher than the control respectively. Crude fiber content was the lowest, reducing by 18.46% when compared with the control.

Glycinemax； yield； forage quality； fertilizer level

10.11686/cyxb2016201

http://cyxb.lzu.edu.cn

2016-05-16；改回日期：2016-09-07

哈尔滨市科技局科技创新人才专项(RQXXJ013)资助。

黄岩(1991-)，女，黑龙江齐齐哈尔人，在读硕士。E-mail：huangyan2519@163.com*通信作者Corresponding author. E-mail：guofuh2003@163.com

黄岩, 多田琦, 遇瑶, 姚凤娇, 季婧, 邝肖, 崔国文, 胡国富. 施肥对提高秣食豆产量和饲用品质的影响. 草业学报, 2017, 26(4): 211-217.

HUANG Yan, DUO Tian-Qi, YU Yao, YAO Feng-Jiao, JI Jing, KUANG Xiao, CUI Guo-Wen, HU Guo-Fu. Effect of fertilizer on the yield and forage quality ofGlycinemax. Acta Prataculturae Sinica, 2017, 26(4): 211-217.