劉小飛，孟可愛

(湖南環(huán)境生物職業(yè)技術學院,湖南 衡陽 421005)

桂牧一號雜交象草(簡稱桂牧一號，Guimu-1 HybridPennisetumurpureum)是美國矮象草(American Pumilio elephantis foenum)和狼尾草(Pennisetum)的雜交后代，其莖葉多汁，適口性好，已成為我國南方重點推廣的草種，但是該品種在不同地區(qū)及不同栽培條件下，產(chǎn)量和品質相差懸殊[1]，其中土壤、肥料、氣候是影響其產(chǎn)量和品質的重要因素。紅壤是湖南省地帶性土壤，占全省土壤面積的51%，由于成土母質風化強度較大，加上季風氣候的影響，紅壤的保水保肥性能差，季節(jié)性干旱嚴重，已成為影響紅壤區(qū)旱地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要限制因子[2]。研究表明，不同地區(qū)不同季節(jié)牧草的營養(yǎng)成分存在著明顯差異[3-4]，施肥措施和牧草營養(yǎng)成分的形成有較高的相關性[5-6]，而針對紅壤地區(qū)桂牧一號雜交象草各養(yǎng)分的季節(jié)動態(tài)尚未見報道。因而，本研究探討尿素和碳銨對桂牧一號炎熱季節(jié)各營養(yǎng)成分變化的影響，評價不同時期桂牧一號的營養(yǎng)價值，為今后紅壤地區(qū)桂牧一號生產(chǎn)提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1試驗地點的自然概況 試驗地點選擇在湖南環(huán)境生物職業(yè)技術學院養(yǎng)殖場內牧草基地，為典型的紅壤土，光、熱、水資源主要集中在4-10月，土壤旱、酸、瘦、板、結，據(jù)測定，土壤pH 值為4.5，土壤有機質含量5.09 g·kg-1，全氮0.54 g·kg-1，全磷0.56 g·kg-1，全鉀14.1 g·kg-1，速效氮29. 5 g·kg-1，速效磷47.9 g·kg-1，速效鉀20.1 g·kg-1。

1.2試驗材料 桂牧一號、尿素(氮含量為46%)、碳銨(氮含量為16.8%)。

1.3試驗設計 試驗采用單因素隨機試驗設計，共設3個處理，尿素組(施尿素304 kg·hm-2)、碳銨組(施碳銨833 kg·hm-2)、對照組(不施肥)，每茬牧草于刈割后施肥，每次施氮量為140 kg·hm-2，每處理4個重復，共12個小區(qū)，每小區(qū)栽40蔸桂牧一號，株距、行距各70 cm，小區(qū)長5.63 m，寬3.55 m。

1.4飼草的栽培與管理 試驗用土按每畝施濕牛糞10 t作基肥，將土深耕20～25 cm，桂牧一號于2011年4月25日移栽，每穴栽苗兩株，按正常管理中耕、除雜、抗旱，于6月5日刈割，刈割后開始試驗，于6月5日、7月15和8月24日按試驗方案施肥，于7月15日、8月24日、10月3日各收草一次，每茬牧草生育期為40 d。其中，再生期7月15日-8月24日氣溫最高。

1.5檢測內容與方法

1.5.1干物質的測定 每次刈割時測定每小區(qū)鮮草產(chǎn)量，同時在鮮草中隨機選取1 000～2 000 g 樣品于烘箱中105 ℃殺青15 min，70 ℃烘至質量恒定，并計算干物質含量。

1.5.2營養(yǎng)成分的測定 混合取樣，測定牧草干物質量后，取300～500 g樣品，粉碎過0.42 mm篩，裝入密封的干燥器中待測。采用丙酮比色法測定可溶性糖含量；采用Van Soest法測定中性洗滌纖維(NDF)及酸性洗滌纖維(ADF)含量；采用凱氏定氮法測定粗蛋白質含量；采用水合茚三酮顯色法測定氨基酸含量[7]。

1.5.3營養(yǎng)物質總產(chǎn)量的計算 根據(jù)桂牧一號干物質產(chǎn)量及干物質中各營養(yǎng)成分含量，計算出各營養(yǎng)物質總產(chǎn)量，即營養(yǎng)物質總產(chǎn)量=干物質產(chǎn)量×營養(yǎng)物質含量。

1.6數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)采用SAS 6.12軟件對桂牧一號各營養(yǎng)成分含量和產(chǎn)量進行單因素方差分析和顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1不同氮肥處理下紅壤土桂牧一號粗蛋白和氨基酸含量的季節(jié)變化 3種施肥處理桂牧一號6-10月粗蛋白含量均呈現(xiàn)先快速上升后緩慢下降的趨勢(圖1)，其最高值均出現(xiàn)在氣溫最高的第2茬草(生長期為7月16日-8月24日)，尿素組、碳銨組和對照組含量分別為14.16%、13.95%和13.39%，粗蛋白含量顯著高于氣溫相對較低的第1茬草(生長期為6月5日-7月15日)(P<0.05)，主要是因為7-8月光照強，經(jīng)光合作用合成的碳水化合物多，進而轉化的粗蛋白量增加。而桂牧一號6-10月氨基酸含量呈現(xiàn)單峰(凹峰)曲線變化(圖1)，其中尿素組和對照組變化幅度較大，其最低含量均出現(xiàn)在氣溫最高的第2茬草，顯著低于該處理其它兩個時期的再生草(P<0.05)，而碳銨組桂牧一號6-10月氨基酸含量變化相對平穩(wěn)，各時期差異不顯著。

2.2不同氮肥處理下紅壤土桂牧一號可溶性糖含量的季節(jié)變化 3種處理桂牧一號6-10月可溶性糖含量均呈單峰(凸峰)曲線變化(圖23)，其中施氮處理(尿素組和碳銨組)變化幅度較大，而對照組變化相對平穩(wěn)，其最高值均出現(xiàn)在第2茬草(7月16日-8月24日)，刈割時尿素組、碳銨組和對照組可溶性糖含量分別為10.72%、10.01%和7.13%，最低值均出現(xiàn)在生長期為6月5日-7月15日第1茬草，刈割時可溶性糖含量分別為6.99%、6.67%和5.80%。

圖1 不同氮肥條件下紅壤土桂牧一號粗蛋白和氨基酸含量的季節(jié)變化Fig.1 Seasonal variations of different nitrogen fertilizers on the crude protein and amino acid content of Guimu-1 Hybrid in the red soil

圖2 不同氮肥條件下紅壤土桂牧一號可溶性糖含量的季節(jié)變化Fig.2 Seasonal variations of different nitrogen fertilizers on the soluble sugar content of Guimu-1 Hybrid in the red soil

2.3不同氮肥條件下紅壤土桂牧一號纖維素含量的季節(jié)變化 施氮處理(尿素組和碳銨組)6-10月NDF含量呈現(xiàn)緩慢上升的趨勢(圖3)，其最高值出現(xiàn)在生長期8月25日-10月3日的再生草，刈割時尿素組和碳銨組NDF含量分別為29.65%和31.53%，而對照組6-10月NDF含量呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(圖3)，其最高值出現(xiàn)在第2茬草，刈割時NDF含量為34.29%。3個處理6-10月ADF含量呈現(xiàn)出單峰(凸峰)曲線變化(圖3)，其最高值均出現(xiàn)在第2茬，刈割時對照組、碳銨組、尿素組ADF含量分別為25.31%、24.25%和23.12%，分別比第1茬草提高了6.02、7.82和4.87個百分點。由此可見，氣溫較高時，桂牧一號NDF和ADF含量都較高，這可能與氣溫高、光照足時，桂牧一號生長過快，成熟早有關。

2.4同一時期桂牧一號各營養(yǎng)成分對不同氮肥的響應 研究結果表明，同一時期施氮處理粗蛋白含量顯著高于對照組(P<0.05)，尿素組和碳銨組粗蛋白含量差異不顯著。生長期為6月5日-7月15日的桂牧一號粗蛋白含量以碳銨組最高，為13.18%，分別比對照組和尿素組提高1.80和0.67個百分點；生長期為7月16日-8月24日和8月25日-10月3日的這兩茬草粗蛋白含量以尿素組最高，分別為14.16%和14.13%，比對照組提高了0.77和0.86個百分點。而3茬草氨基酸的含量均以碳銨組最高，分別為6.28%、6.17%和6.35%，均顯著高于對照組(P<0.05)。同一時期施氮處理可溶性糖含量顯著高于對照組(P<0.05)，其含量分別為尿素組>碳銨組>對照組，增施氮肥可降低桂牧一號NDF和ADF含量。其中第1茬草，碳銨組NDF和ADF含量最低，分別為27.07%和16.43%，顯著低于對照組(P<0.05)，而第2和3茬草，NDF和ADF含量均以尿素組最低，NDF含量分別為28.77%和29.65%，顯著低于對照組(P<0.05)，ADF含量分別為23.12%和23.06%，但和其它兩組差異不顯著。

圖3 不同氮肥條件下紅壤土桂牧一號中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量的季節(jié)變化Fig.3 Seasonal variations of different nitrogen fertilizers on the NDF and ADF content of Guimu-1 Hybrid in the red soil

2.5不同氮肥對紅壤土桂牧一號炎熱季節(jié)各營養(yǎng)物質產(chǎn)量的影響 測定結果表明，同一處理，桂牧一號各營養(yǎng)物質產(chǎn)量均以氣溫最高的第2茬草(生長期為7月16日-8月24日)最高。不同的施氮處理對桂牧一號不同時期各營養(yǎng)物質產(chǎn)量的影響不同(表1)。其中第1茬草，干物質、可溶性糖、ADF均以施追施尿素最高，分別為10 441.03、729.83和1 905.49 kg·hm-2，而第2和3茬草上述營養(yǎng)物質均以追施碳銨最高；粗蛋白和氨基酸產(chǎn)量3茬草均以追施碳銨最高，其粗蛋白產(chǎn)量分別為1 324.50、1 815.05和1 551.30 kg·hm-2，氨基酸產(chǎn)量分別為631.20、802.79和710.73 kg·hm-2，從3茬草各營養(yǎng)物質總產(chǎn)量來看，干物質、粗蛋白、氨基酸、可溶性糖、ADF的產(chǎn)量依次為碳銨組>尿素組>對照組，而NDF產(chǎn)量則為碳銨組>對照組>尿素組。

表1 不同氮肥對桂牧一號各營養(yǎng)物質產(chǎn)量的影響Table 1 Effects of different nitrogen fertilizers on various nutrients’ yield of Guimu-1

顯著性分析表明，除ADF外，桂牧一號3茬草各營養(yǎng)物質總產(chǎn)量施氮處理(尿素組和碳銨組)顯著高于對照組(P<0.05)，干物質、粗蛋白、可溶性糖總產(chǎn)量尿素組和碳銨組差異不顯著，而氨基酸、ADF和NDF總產(chǎn)量碳銨組顯著高于尿素組(P<0.05)。

3 討論與結論

3.1充足光熱有利于紅壤土桂牧一號粗蛋白和可溶性糖的積累 3個處理桂牧一號6-10月粗蛋白、可溶性糖和ADF含量呈現(xiàn)單峰(凸峰)曲線變化，其最高值均出現(xiàn)在氣溫最高時期的第2茬草(7月16日-8月24日)，顯著高于第1茬草(P<0.05)，這與王彥龍等[3]、魏小紅等[4]、劉利平等[8]、徐惠風等[9]的研究相類似。這種變化趨勢與光合作用緊密相關，7-8月為該年氣溫最高和光照最強的月份，光合作用強，糖和蛋白質的合成代謝活躍，牧草體內積累了較多的糖類物質和蛋白質，在這個時期利用青草或適時刈割調制干草和青貯飼料，可溶性糖和蛋白質的營養(yǎng)價值最高。

3.2增施氮肥可提高紅壤土桂牧一號的營養(yǎng)品質 同一時期，增施氮肥可顯著提高桂牧一號粗蛋白、氨基酸和可溶性糖含量，降低NDF和ADF含量(P<0.05)，一般認為，飼料有機物的消化率與粗纖維含量呈負相關，粗纖維每增加一個百分點，大約可降低反芻動物對有機物消化率0.85個百分點。其中NDF和ADF含量是評價飼草品質的重要指標，NDF含量高低直接影響家畜的采食量，含量高，則食口性差、采食量低。ADF含量則影響家畜對牧草的消化率，含量高，則牧草消化率低[10]。因此，增施氮肥很好地改善了牧草品質。追施氮肥有利于桂牧一號莖稈和葉片含氮量的增加，而葉片含氮量越多，則與大氣進行水蒸氣交換和對CO2的固定越強，從而促進光合產(chǎn)物的積累[11-12]和蛋白質的合成[13-15]；莖稈是葉片光合產(chǎn)物及根系吸收的養(yǎng)分向有關器官輸送的通道，又是物質暫時貯藏的器官，莖稈含氮量越高，則根系吸收營養(yǎng)物質能力越強，越有利于營養(yǎng)物質的積累。這與黃鵬等[16]、陳麗華等[17]的研究結果相同。6月5日-7月15日的桂牧一號，碳銨組粗蛋白含量最高，NDF和ADF含量最低，這主要是因為碳銨是NH4+-N肥，為速效養(yǎng)分，作物能直接吸收利用，迅速發(fā)揮肥效；而7月16日-8月24日和8月24日-10月3日這兩茬草，尿素組粗蛋白含量最高，NDF和ADF含量最低，這主要是因為尿素是NH2-N肥，施入土壤后，經(jīng)過土壤中的脲酶作用，水解成碳酸銨或碳酸氫銨后，才能被作物吸收利用，所以肥效發(fā)揮較碳銨慢。

3.3追施氮肥可提高桂牧一號營養(yǎng)物質總產(chǎn)量，施碳銨效果優(yōu)于施尿素 同一處理，桂牧一號6-10月各營養(yǎng)物質產(chǎn)量均以第2茬草最高；這與當時光照充中，氣溫高，光合產(chǎn)物多有關；從3茬草各營養(yǎng)物質總產(chǎn)量來看，施氮處理顯著高于對照組(P<0.05)，因為氮肥有利于提高桂牧一號功能葉轉氨酶和葉綠素含量[18]，尿素和碳銨入土后最終轉化成氨基酸態(tài)氮，植物吸收氨基酸態(tài)氮后，通過轉氨基作用形成其它氨基酸而合成蛋白質，葉綠素含量增加可使植物凈光合速率加快，從而增加光合產(chǎn)物[19-20]；干物質、粗蛋白、氨基酸、可溶性糖和ADF的產(chǎn)量依次為碳銨組>尿素組>對照組，本試驗條件下碳銨組營養(yǎng)物質產(chǎn)量大于尿素組，主要是因為碳銨中N∶C為1∶1，而尿素中N∶C為2∶1，在相同的氮素供應下，碳銨能提供更多的碳素，分解出更多的CO2，從而彌補空氣中CO2的不足，提高氣孔導度和胞間CO2濃度，進而合成更多的光合產(chǎn)物[21]，因此，從營養(yǎng)物質總產(chǎn)量來看，給桂牧一號追施碳銨效果優(yōu)于施尿素。

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