全 文 ：收稿日期：!""#$"%$&’ 接受日期：!""#$"($!’
基金项目：国家科技支撑计划（!"")*+,&-*"-）；河北省科学技术研究与发展计划项目（")!!"."&,）；中加合作 /01/项目资助。
作者简介：杜雄（&.#.—），男，河北定州市人，博士研究生，主要从事农牧系统耦合与饲草高产优质施肥研究。
234："’&!$#-!(%&%，567894：:;<9=>?@A3B8;C 3:;C D>。! 通讯作者 234："’&!$#-!(&&’，567894：E4F@A3B8;C 3:;C D>
磷素营养对青饲玉米产量品质形成与肥水利用
效果的影响
杜 雄&，!，边秀举&，!，刘梦星&，窦铁岭&，!，张维宏’，张立峰&，!!
（& 河北农业大学农学院，河北保定 "#&""&；! 农业部张北农业资源与生态环境重点野外观测试验站，河北张家口 "#)%-"；
’ 河北农业大学植物保护学院，河北保定 "#&""&）
摘要：在华北农牧交错区旱滩地条件下，以饲用玉米“白马牙”为试验材料，研究了磷肥不同施用量对青饲玉米产量
品质、形成与肥水利用效果的影响。结果表明，施磷使饲用玉米的生物产量增产 &"G-H!!-G&H；显著促进了玉米
植株氮素和磷素的吸收，使植株比不施磷分别多吸收氮素 !)G"’!-&G&" I? J A7!和磷素 (G)’!!(G.- I? J A7!；植株
粗蛋白、粗脂肪和粗纤维的含量随施磷量增加而显著增加；粗蛋白和粗脂肪的产量也增加显著，增幅分别为 .G!)H
!’#G(!H和 &%G.-H! ’’G’’H。试验结果还表明，施磷比不施磷显著提高了青饲玉米的水分利用效率，增幅为
&"G%%H!&)G##H，相当于多供水 !#G-&!%#G’) 77。因此，施用磷肥是提高饲用玉米饲草产量、营养品质和肥水
利用效果的有效技术手段。
关键词：青饲玉米；磷素营养；生物产量；营养品质；肥水利用效果
中图分类号：K&%’G! L !；K-%(G")! 文献标识码：+ 文章编号：&""($-"-M（!""(）"’$"%(%$")
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9#4 6’*2&：F=X8?3 789E3；WA=[WA=X;[；B9=78[[；>;YX9Y9=>84 ];849Y\；F3XY949E3X 8>: Z8Y3X ;[3 3FF9D93>D高寒干旱是华北农牧交错区植被与生境演替的
特征性制约因素。区域农业生产旱作、低投粗放，使
大面积草场和农田长期处于养分耗损状态。牧草和
农作物产量均低而不稳，饲料饲草短缺问题日趋严
植物营养与肥料学报 !""(，&%（’）：%(% $ %(.
""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""
048>Y 1;YX9Y9=> 8>: ‘3XY949E3X KD93>D3
峻，严重影响区域农牧业高效、协调、持续发展［!］。
任继周［"］认为，在高寒区通过营养体农业发展畜牧
业是实现农民脱贫致富和区域持续发展的重要途
径，而种植青饲玉米正是这种营养体农业的代表。
近年来，随着农牧交错区畜牧业的发展和生产方式
由放牧变为舍饲，对饲草的数量和品质需求随即提
高到关系畜牧业可持续发展的高度上来，区域青饲
玉米种植面积逐年扩大［#］。因此在该地区发展高产
优质的饲草生产具有重要意义。但长期以来，国外
学者对饲用玉米的研究主要集中在通过品种选育来
提高饲用玉米的产量和品质上［$%&］，对青饲玉米的
肥效研究不足。我国则以粮用玉米生产研究为主，
形成了系统的以子粒生产为中心的施肥理论与技术
体系［’%!"］；而青饲玉米以生物产量为中心的肥效研
究报道较少［!#%!(］。磷素是作物吸收利用的大量元
素之一，但有关磷素对青饲玉米产量、品质与肥水利
用效果的研究尚不多见。为此，通过研究和分析不
同磷肥施用水平下青饲玉米生物产量、饲用品质及
肥水利用效果，以期揭示磷素营养对青饲玉米的生
产效应，为饲草量少质差的华北农牧交错地区发展
高产优质节水饲草生产，缓解草畜矛盾，促进区域生
态恢复和经济发展探索有效技术途径。
! 材料与方法
!"! 试验设计
田间试验于 "))$ 年 * 月至 + 月在河北省张家
口市农业部张北试验站进行。该站地处华北农牧交
错区，生境高寒干旱，年均温 ",(-，年降水量 $))
..，无霜期 !)# /。试验地为草甸栗钙土，)—") 0.
土层有机质含量为 "(,& 1 2 31，全 4 !,&! 1 2 31，全 5
),$’ 1 2 31，速效 4、5、6 分别为 !!"、+,’、+) .1 2 31，
容重 !,## 1 2 0.#，78 &,&。供试青饲玉米品种为白
马牙。
试验在施用 4 ")) 31 2 9."基础上设 $个施磷水
平，即：5":* )、&*、!*)、""* 31 2 9."，随机排列，#次重
复。氮肥用尿素，磷肥用普通过磷酸钙，全部作为基
肥施入。玉米于 "))$ 年 * 月 !’ 播种，+ 月 !) 日收
获。小区面积 $ . ; $ .，密度为 !))))) 株 2 9."，每
个区组间留有 ! .宽的观察路。玉米整个生长期没
有灌溉，全部为雨养旱作。玉米生育期内从播种到
收获的降水量为 ##$ ..。
!"# 测定项目与方法
!,",! 土壤水分的测定 从 *月 !’日播种起到 +
月 !)日收获止，在玉米各生育阶段每小区用土钻取
)—’) 0.土层土壤，每 !) 0.为一层采用烘干法测
定土壤水分。
土壤含水量（..）<土层厚度（0.）;土壤容重
（1 2 0.#）; !) ;水重 2干土重；
玉米各生育阶段田间耗水量（..）<本生育阶
段初土壤含水量 =降水量 %本生育阶段末土壤含水
量。
!,"," 玉米植株养分的测定 收获时每小区取样，
烘干后粉碎供分析。采用浓 8">:$%8":"消煮，钼锑
抗比色法测定全磷［!&］；半微量凯氏定氮法测定全氮
和粗蛋白；残余法测定粗脂肪；快速法测定粗纤
维；硫酸处理法测定木质素［!’］。
!,",# 玉米饲草产量的测定 在玉米各生育阶段
每小区取样，烘干后测干重，折算各处理玉米干物质
产量；收获时分区实测鲜重，取样测定干重和出干
率。
!,",$ 肥效计算方法
4（5）肥物质生产效率 <玉米生物产量 2植株吸
收 4（5）量；
4（5）肥利用产投比 < 4（5）素植株吸收量 2施 4
（5）量；
5肥农艺效率 <（施 5肥的玉米生物产量 %未
施 5肥的玉米生物产量）2施 5量；
5肥表观回收率 <（施 5肥的玉米植株吸 5量
%未施 5肥的玉米植株吸 5量）2施 5量；
5肥生理效率 <（施 5肥的玉米生物产量 %未
施 5肥的玉米生物产量）2（施 5肥的青饲玉米植株
吸 5量 %未施用 5肥的玉米植株吸 5量）；
5肥吸收效率 <吸 5量 2（施磷量 =土壤 5供应
量）；
土壤 5素贡献率 <未施 5的玉米植株吸 5量 2
施 5的玉米植株吸 5量。
试验数据采用 >?>数据分析系统处理。
# 结果与分析
#"! 施磷对青饲玉米生物量累积的影响
不同磷肥处理青饲玉米生物量累积动态（表 !）
表明，从出苗到拔节（(月 "日!&月 !*日），持续时
间 $$ /，玉米生物量累积占总生物量的 ’,+*@!
!!,#$@；从拔节到大喇叭口（&月 !(日!’月 +日）
是玉米生物量累积最快的时期，这一时期持续时间
"* /，生物量的累积却占总生物量的 $#,)*@!
*),*)@；大喇叭口到收获（’ 月 !) 日!+ 月 !) 日）
持续时间 #! /，生物量累积占总生物产量的 $),*$@
*’$#期 杜雄，等：磷素营养对青饲玉米产量品质形成与肥水利用效果的影响
!!"#$%&。表 % 还看出，从出苗到拔节，以 ’()"
%"*处理生物累积量最大，与不施磷和 ’()" +"处理
差异显著；拔节至大喇叭口，生物累积量随磷肥施
用量的增加而增加，但各处理间的差异不显著；大
表 ! 各磷素水平青饲玉米生物量累积动态（"# $ %&’）
()*+, ! -./)&012 34 435)#, &)06, *03&)22 )117&7+)803/ )2
)44,18,9 *. 9044,5,/8 :’;< )==+01)803/ 5)8,
施磷
水平
’()"
,-./
出苗!
拔节
01/,2/34/ 5
6783.832
拔节!
大喇叭口
6783.832 5
9-,2/ :;2大喇叭口
!收获
9-,2/ :;25 =-,>/?.
全生
育期
@7.-<
* +!"#* 4 !(*(#$ - AA+A#$ : BA(%#A :
+" C%$#A :4 !!!(#% - ABA$#* -: C%C!#! -:
%"* %%B*#% - !!B*#C - !+!+#" - %*!*B#! -
((" %*$+#! -: !$*"#B - !*%!#$ -: C$B+#B -
注（D7./）：同列数据后不同字母表示差异达 "&显著水平，下同
E-<;/? 83 /-4F 47<;13 G7<<7H/I :J I8GG/,/3. "& /< -3I .F/ ?-1/ ?J1:7喇叭口至收获，生物累积量仍以 ’()" %"*处理最大，
与对照差异显著。从全生育期看，随着磷肥施用量
的增加，各处理生物量的累积呈现出先上升后下降
的趋势。可见，在高寒干旱的华北农牧交错区草甸
栗钙土条件下，青饲玉米施用磷肥有显著的增产效
果，增幅达 %*#"&!("#%&。
’>’ 施磷对青饲玉米营养品质的影响
表 (表明，施磷能显著提高青饲玉米粗蛋白和
粗脂肪的含量。施 ’()" +"、%"*、((" L2 M F1( 处理比
不施磷对照粗蛋白含量分别提高了 *#B*、%#*! 和
%#*A个百分点；粗脂肪含量分别提高了 *#%*、*#%%、
*#A$个百分点。由于施磷能显著提高青饲玉米的
生物产量，故粗蛋白和粗脂肪的增产效果随施磷水
平增加而明显提高，施磷处理比未施磷粗蛋白产量
增产 %C#($&! A+#B(&，粗脂肪增产 %!#C"&!
AA#AA&。可见，施用磷肥显著提高了青饲玉米粗蛋
白和粗脂肪等高能营养物质的含量与产量。同时，
增施磷肥也提高了青饲玉米的粗纤维含量和产量。
表 ’ 各磷素水平青饲玉米饲用营养成分含量和产量
()*+, ’ ?7850803/)+ 0/#5,90,/8 13/8,/82 )/9 .0,+9 34 8%, 435)#, &)06, )2 )44,18,9 *. 9044,5,/8 :’;< )==+01)803/ 5)8,
磷素水平
’()" ,-./
（L2 M F1(）
粗蛋白 N,;I/ O,7./83 粗脂肪 0.F/, /P.,-4. 粗纤维 N,;I/ G8:/, 木质素 982383
含量
N73./3.
（&）
产量
Q8/（L2 M F1(）
含量
N73./3.
（&）
产量
Q8/（L2 M F1(）
含量
N73./3.
（&）
产量
Q8/（L2 M F1(）
含量
N73./3.
（&）
产量
Q8/（L2 M F1(）
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((" %%#%B - %*BA#+ - (#B" - (+$#% - ($#!$ - ("$!#" -: +#"+ - +A!#A -:
’>@ 施磷对青饲玉米肥料利用效果的影响
(#A#% 施磷对青饲玉米氮、磷肥料利用效果的总体
评价 施用磷肥促进了青饲玉米对氮素和磷素营养
的吸收，施磷与未施磷相比差异显著。表 A 看出，
’()" %"* 处理氮、磷元素的吸收量最大，与对照和
’()" +"处理差异显著。由于施磷效应，玉米植株
氮、磷吸收量与其生物产量协同增长，且植株吸收
氮、磷量的增幅大于生物量的增幅，故表现为氮、磷
元素在植株体内的含量上升而物质生产效率下降，
这是氮、磷营养元素在玉米体内浓缩的体现，是青饲
表 @ 各磷素水平青饲玉米植株养分吸收和肥料利用效果
()*+, @ ?7850,/8 7=8)", )/9 4,580+06,5 72, ,44010,/1. 34 8%, 435)#, &)06, )2 )44,18,9 *. :’;< )==+01)803/ 5)8,
磷素水平
’()" ,-./
（L2 M F1(）
营养元素吸收量
D;.,8/3. ;O.-L/
（L2 M F1(）
营养元素含量
D;.,8/3. 473./3.
（&）
物质生产效率（L2 M L2）
R,J 1-../, O,7I;4.873
/GG848/34J
肥料利用产投比（&）
S/,.8<8T/,
83O;. M 7;.O;. ,-.87
D ’()" D ’()" D ’()" D ’()"
* %A"#%* : (B#B% 4 %#$( : *#A" I $%#$* - (BC#!" - $+#"" :
+" %$%#%A - A+#!! : %#+" - *#!% 4 "+#%( : (!$#*B : B*#"$ - !C#C( -
%"* %B$#(* - "+#+$ - %#+C - *#"" : ""#C$ : %+C#C" 4 CA#%* - AB#"% :
((" %+A#!( - "$#B+ - %#+C - *#"C - ""#C! : %+*#!( 4 B$#+% - ("#(+ 4
$B! 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 %!卷
玉米营养品质提高的物质基础。可见，磷肥促进了
玉米对氮素的吸收，使氮肥的肥料利用产投比提高；
而磷肥施用量过大，超过玉米对磷素的吸收量，会导
致磷肥的总体利用率持续显著下降。
!"#"! 施磷对青饲玉米磷素利用效率的影响 表 $
显示，随磷肥施用量的增加，不同处理对青饲玉米磷
肥的生理效率、农艺效率、表观回收率，磷素的吸收
效率和土壤贡献率影响明显。生理效率显著降低，
说明植株单位吸磷量对玉米生物产量的增产效应减
小；磷素吸收效率下降，表明植株吸收的磷素在土
壤总有效磷中的比例下降；而农艺效率先升高后降
低，即施 %!&’ 超过 (’) *+ , -.! 时，增施磷肥无增产
效果；而且 %!&’ (’) 处理磷肥表观回收率为最高，
当季的利用率也最高。磷素的土壤贡献率 %!&’ (’)
与 %!&’ /’处理差异显著，而与 %!&’ !!’处理间的差
异不显著，表明在较低施磷量情况下，土壤磷素被玉
米吸收利用较为充分；而在高施磷量的情况下，施
入的磷素超过玉米生长的需要，导致磷素的贡献率、
吸收效率和磷肥的表观回收率下降。
表 ! 磷素水平对青饲玉米磷素利用率的影响
"#$%& ! ’()* +,-%-.#,-/0 &11-2-&023 #4 #11&2,&5 $3 ’()* #66%-2#,-/0 7#,&
磷素水平
%!&’ 0123
（*+ , -.!）
生理效率
%-456787+6918
3::6963;94
（*+ , *+）
吸收效率
<=570>267;
3::6963;94
（?）
农艺效率
<+07;7.69
3::6963;94
（*+ , *+）
表观回收率
<>>103;2
@53 0123
（?）
土壤贡献率
A768 97;206=@267;
0123
（?）
/’ ()("## 1 #B")B 1 (("B$ 1 (("’) = /B"CB 1
(’) B/"C’ 1= #!"#) = (#"C( 1 (C"#) 1 $C"DD =
!!’ $D"BD = !!"$) 9 B")/ = (!"$/ = ’)"B/ =
(8! 施磷对青饲玉米水分利用效果的影响
从播种到拔节，持续时间最长，施磷显著提高了
水分利用效率，相当于多供水 #’"!!B$"C ..（表
’）。从拔节到大喇叭口期，持续时间短，由于气温升
高，玉米生长迅速，水分利用效率大幅度提高，但各
处理间耗水量和水分利用效率间差异不显著。从大
喇叭口到收获，耗水量和水分利用效率 %!&’ (’)处
理与不施磷间差异显著，施磷相当于多供水 !#"(
..。从全生育期看，各处理耗水量为 %!&’ (’) E
%!&’ !!’ E %!&’ ) E %!&’ /’；%!&’ !!’、%!&’ (’) 与
表 * 各磷素水平青饲玉米不同生育阶段的耗水效果
"#$%& * 9#,&7 +4& &11&2, /1 ,:& 1/7#;& <#-.& -0 5-11&7&0, ;7/=,: 4,#;& $3 5-11&7&0, ’()* #66%-2#,-/0 7#,&
生育期
F07G6;+ 521+3
降水量（..）
%0396>621267;
项目
H23.
磷素水平 %!&’ 0123（*+ , -.!）
) /’ (’) !!’
播种!拔节
%81;26;+I
J76;26;+ 521+3
(’D"C 耗水量 K638L G1230 97;5@.>267;（..） ((’"/ 1= ()/"$ = ((D"/ 1 (($"D 1=
土壤含水量变化 K638L G1230 :8@92@1267;（..） $#"! ’("’ $)"! $$"(
水分利用效率 MNO［*+ ,（..·-.!）］ B"$ 9 D"’ = C"C 1 C"# 1=
相当于多供水 M1230 3P@6Q183;2（..） — #’"! B$"C ’!")
拔节!大喇叭口
J76;26;+I
R10+3 =@+83 521+3
D$"C 耗水量 K638L G1230 97;5@.>267;（..） B’"$ 1 BC"# 1 /#"$ 1 /#"D 1
土壤含水量变化 K638L G1230 :8@92@1267;（..） (C"’ (’"B ($"’ (("(
水分利用效率 MNO［*+ ,（..·-.!）］ B$"# 1 B$"( 1 B(") 1 B!"$ 1
相当于多供水 M1230 3P@6Q183;2（..） — I )"! I #"D I !"!
大喇叭口!收获
R10+3 =@+83
521+3ST10Q352
C)"! 耗水量 K638L G1230 97;5@.>267;（..） D!"B = DB"B 1= C#"# 1 D/"B 1=
土壤含水量变化 K638L G1230 :8@92@1267;（..） /"B #"B I #"( !"B
水分利用效率 MNO［*+ ,（..·-.!）］ $)"D 9 $$"# =9 ’)"C 1 $’"D =
相当于多供水 M1230 3P@6Q183;2（..） — /"$ !#"( ()"/
全生育期
M-783 +07G2-
521+3
##$") 耗水量 K638L G1230 97;5@.>267;（..） !B#"/ = !B#"$ = !D!"$ 1 !/B"! 1
土壤含水量变化 K638L G1230 :8@92@1267;（..） /)"# /)"B ’("B ’/"D
水分利用效率 MNO［*+ ,（..·-.!）］ #("B = #$"C 1 #B"C 1 #’"( 1
相当于多供水 M1230 3P@6Q183;2（..） — !/"’ $/"$ #)"B
注（U723）：同行数据后字母相同表示在 ! V )W )’ 水平差异不显著 X18@35 :7887G3L =4 L6::303;2 8322305 G62-6; 1 07G 103 56+;6:691;284 L6::303;2 12
! V )W)’ 83Q38 W
/D$#期 杜雄，等：磷素营养对青饲玉米产量品质形成与肥水利用效果的影响
!"#$ %$、!"#$ & 处理间差异显著。由于施用磷肥显
著提高了玉米的干草产量，从而改变玉米的水分利
用效率，施磷相当于多供水分 "%’$!(%’( ))。
! 讨论
在高寒干旱的华北农牧交错地区，实现作物高
产的关键是水热节律与作物节律相互协调。利用玉
米品种“白马牙”生育期长的特点作为青饲玉米，在
生长季的任何时间，其能够最大限度地利用当地的
生态资源生产生物量，生物产量远高于其它早熟玉
米品种，故青饲玉米品种的合理选择是农牧交错区
获得较高饲草产量的重要因素，这与任继周等关于
在高寒山区发展营养体农业的观点相一致［"］。
本研究表明，在该区域草甸栗钙土条件下，当磷
肥施用量超过 !"#$*$& +, - .)" 时，饲用玉米生物产
量不再增加（表 *），而植株磷素含量仍呈上升趋势，
表明饲用玉米对磷素存在着“奢侈吸收”。磷素能够
促进脂肪的合成，其本身又是磷脂和植素等脂类物
质的组分，施磷是植株粗脂肪含量显著增高的主要
原因，故磷素“奢侈吸收”现象对于提高饲草的营养
价值具有极为重要的意义［*/］，这是青饲玉米提高产
量和饲用营养价值的营养物质基础。本研究还表
明，施磷各处理玉米的吸氮量在 *0*’*1! *20’"&
+, - .)"之间，依据兰林旺［"&］关于氮素累积利用率
20’%3计算，施氮 "&& +, - .)" 只能供给玉米 *%1’(
+, - .)"的氮素，因此，施磷的同时应适当增加氮肥
的施用量。因为氮素对提高植株粗蛋白的含量至关
重要［"*4""］，同时防止土壤氮素过度消耗，以保持土
壤氮素平衡，对于生态脆弱地区的土壤持续利用和
植物生物量的形成，维持区域土壤生产力和防止土
壤沙化具有重要的现实意义。
施磷在某种程度上有提高青饲玉米粗纤维和木
质素的趋势。一般认为，提高青饲玉米粗纤维和木
质素的含量会降低青饲玉米的可消化率［"14"(］。张
吉旺，王永军和邰书静等［*(4*0］在研究子粒饲用玉米
后认为，氮素的时序运筹不但可以有效降低全株粗
纤维的含量，还可显著提高粗蛋白和粗脂肪的含量
和生物产量；张吉旺和 56789:;<68［"$4"0］研究认为，通
过调控玉米种植密度也能降低全株粗纤维的含量；
但张吉旺［"$］同时还认为，种植密度对全株玉米饲用
营养品质的影响，主要是由于子粒在全株干物质所
占比重的变化引起的。在高寒干旱的华北农牧交错
地区，晚熟饲用玉米初霜到来收获时正值抽雄期，故
通过合理施用磷肥，配合氮素时序运筹和调控种植
密度的方法对降低玉米营养体粗纤维含量、增加产
量和提高品质的效果有待进一步研究。据报道，饲
料中粗纤维的适当增加可以增加奶牛的产奶量和降
低发病率、促进仔猪消化系统的发育，还能减少其它
家畜的异常行为，尤其是对于一些反刍动物，粗纤维
对其更具有重要意义［"%4"/］。因此，饲用玉米植株粗
纤维含量的促控，以及针对某个畜种对饲用玉米粗
纤维进行特异性调控的施肥技术措施有待进一步研
究。迄今为止，国内外除通过品种选育方法对饲用
玉米木质素进行调控外，其他的研究鲜有报道［1&］。
在饲用玉米能够正常成熟的条件下，张吉旺［"1］认
为，抑制其生殖生长可显著减低植株木质素的含量。
因此，在华北农牧交错地区，深入研究不能正常成熟
时的青饲玉米木质素含量调控和高效利用的栽培措
施具有开创性意义。
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