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Effect of chicken manure application on SPAD value, hay yield and protein content of Lolium multiflorum cv. Tetragold

施用鸡粪对特高多花黑麦草SPAD值,干草产量和蛋白质含量的影响



全 文 :犇犗犐:10.11686/犮狔狓犫2015267 犺狋狋狆://犮狔狓犫.犾狕狌.犲犱狌.犮狀
王文石,田雨,娄玉杰.施用鸡粪对特高多花黑麦草SPAD值、干草产量和蛋白质含量的影响.草业学报,2016,25(3):240244.
WANG WenShi,TIANYu,LOUYuJie.EffectofchickenmanureapplicationonSPADvalue,hayyieldandproteincontentof犔狅犾犻狌犿犿狌犾狋犻犳犾狅狉狌犿
cv.Tetragold.ActaPrataculturaeSinica,2016,25(3):240244.
施用鸡粪对特高多花黑麦草犛犘犃犇值、
干草产量和蛋白质含量的影响
王文石,田雨,娄玉杰
(吉林农业大学动物科学技术学院,吉林 长春130118)
摘要:研究在大田条件下,施用鸡粪对特高多花黑麦草叶片SPAD值(soilplantanalysisdevelopment)、干草产量和
粗蛋白质含量的影响。试验设置了3个处理组,分别为:对照组(不施肥)、低氮处理组(施鸡粪13t/hm2,即氮
130.77kg/hm2)、高氮处理组(施鸡粪26t/hm2,即氮261.54kg/hm2)。分别测定黑麦草拔节期、孕穗期、开花期、
成熟期叶片SPAD值、干草产量和粗蛋白质。分析不同生育时期SPAD值与干草产量和粗蛋白质含量的相关性。
结果表明,施用鸡粪可以显著提高孕穗期和开花期黑麦草叶片SPAD、开花期和成熟期干草产量、开花期粗蛋白质
含量。相关分析表明,在各生育期黑麦草叶片SPAD值与干草产量和粗蛋白质含量均显著正相关。
关键词:鸡粪;特高多花黑麦草;SPAD值;干草产量;粗蛋白质  
犈犳犳犲犮狋狅犳犮犺犻犮犽犲狀犿犪狀狌狉犲犪狆狆犾犻犮犪狋犻狅狀狅狀犛犘犃犇狏犪犾狌犲,犺犪狔狔犻犲犾犱犪狀犱狆狉狅狋犲犻狀犮狅狀狋犲狀狋狅犳
犔狅犾犻狌犿犿狌犾狋犻犳犾狅狉狌犿犮狏.犜犲狋狉犪犵狅犾犱
WANGWenShi,TIANYu,LOUYuJie
犆狅犾犾犲犵犲狅犳犃狀犻犿犪犾犛犮犻犲狀犮犲犪狀犱犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔,犑犻犾犻狀犃犵狉犻犮狌犾狋狌狉犪犾犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔,犆犺犪狀犵犮犺狌狀130118,犆犺犻狀犪
犃犫狊狋狉犪犮狋:Theeffectofchickenmanureapplicationonthechlorophylcontent(SPADvalue),hayyieldand
crudeproteincontentof犔狅犾犻狌犿犿狌犾狋犻犳犾狅狉狌犿cv.Tetragoldwereevaluatedthroughafieldtrail.Theexperi
mentincluded3treatmentswithdifferentnitrogenlevels(0,130.77and261.54kgN/ha)with3replicates.
TheSPADvaluewasdeterminedbyusingaChlorophylmeteratdifferentgrowthstages.Hayyieldandcrude
proteincontentweredeterminedsimultaneously.CorrelationbetweenSPADvalueandtheotherindexesatdif
ferentgrowthstageswerealsocalculated.ChickenmanureapplicationsignificantlyimprovedSPADvalueat
thebootingandfloweringstages,hayyieldatthefloweringandmaturingstagesandcrudeproteincontentat
flowering.ThereweresignificantpositivecorrelationsbetweenSPADvalueandhayyield,andcrudeprotein
contentatalfourstages.
犓犲狔狑狅狉犱狊:chickenmanure;犔狅犾犻狌犿犿狌犾狋犻犳犾狅狉狌犿cv.Tetragold;SPADvalue;hayyield;crudeprotein
特高多花黑麦草(犔狅犾犻狌犿犿狌犾狋犻犳犾狅狉狌犿cv.Tetragold)是一年生四倍体品种,该品种产草量高、营养均衡、适
口性好[1],不仅可以作为牛、羊、鹅等草食畜禽的青绿饲料[2],还是猪等非草食家畜的优质青绿饲料[3]。特高多
花黑麦草是一种喜水肥的牧草,施肥能显著提高鲜草产量[4]。同时合理施肥也是当今世界作物生产中获得较高
240-244
2016年3月
   草 业 学 报   
   ACTAPRATACULTURAESINICA   
第25卷 第3期
Vol.25,No.3
收稿日期:20150528;改回日期:20150626
基金项目:现代农业产业技术体系专项经费(NYCYTX38)和公益性行业(农业)科研专项(201303091)资助。
作者简介:王文石(1989),男,吉林磐石人,在读硕士。Email:786459971@qq.com
通信作者Correspondingauthor.Email:lyjlau@163.com
目标产量的关键措施[5]。因此种植黑麦草时施肥已成为提高产量与品质的重要手段。施用化学肥料虽然对提高
作物产量有显著效果,但是土壤理化性质却日益恶化。然而我国畜禽养殖业能提供大量的有机粪肥,其中含有丰
富的养分,合理利用这部分资源,不但可以提高作物产量、培肥地力,更能减轻畜禽粪便对环境的污染[6]。
光合作用是作物产量形成的基础,光合器官中叶绿素的含量受土壤养分的影响,通过测定叶片叶绿素含量可
以了解作物氮素供应状况及作物的生长情况[7]。虽然传统的叶绿素测定方法准确度高,但工作繁琐、耗费时间
多、破坏性大。叶绿素仪是一种手持式光谱仪,可以在田间快速、无损检测植物叶片叶绿素相对含量,即SPAD
值(soilplantanalysisdevelopment)[8]。近年来随着叶绿素仪的广泛使用,已有试验证明叶绿素仪读数SPAD值
能预测马铃薯(犛狅犾犪狀狌犿狋狌犫犲狉狅狊狌犿)[9]、玉米(犣犲犪犿犪狔狊)[10]和茶叶(犆犪犿犲犾犾犻犪狊犻狀犲狀狊犻狊)[11]等许多作物叶片的氮
含量和作物产量。但利用SPAD值来预测产量和蛋白含量,进而进行施肥指导,需要建立这两者之间的线性关
系。
本试验在大田条件下研究施用鸡粪对特高多花黑麦草不同生长时期叶片SPAD值、干草产量和粗蛋白质含
量的影响,旨在缓解鸡粪对环境的污染和提高特高多花黑麦草的产量。同时分析不同生长时期SPAD值与干草
产量和粗蛋白质含量的相关性,以确定叶片SPAD值作为衡量特高多花黑麦草干草产量和粗蛋白质含量的准确
度和可行性,为预测特高多花黑麦草产量和品质提供一种便捷的途径。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验地位于吉林省长春市吉林农业大学草业科学实验基地,位于东经25.35°,北纬43.88°,海拔250m,最高
温度39.5℃,最低温度-39.8℃,年平均气温4.8℃,最热月份(7月)平均气温23℃,日照时间2688h。年平均降
水量522~615mm,夏季降水量占全年降水量的60%以上。
1.2 试验设计与材料
试验以充分腐熟的鸡粪作为基肥,于播种前翻耕入土,施肥时间为2014年5月24日。设置对照组(不施
肥)、低氮处理组(施鸡粪13t/hm2,即氮130.77kg/hm2)、高氮处理组(施鸡粪26t/hm2,即氮261.54kg/hm2)3
种处理,每种处理3个重复,试验采用完全随机区组设计,小区面积4m×5m,小区间隔0.5m。播种时间为
2014年5月30日,播种方式为条播法,种子播后复土,行间距0.3m,播种量15kg/hm2。参试特高多花黑麦草
种采购自种子公司。
1.3 测定项目和分析方法
分别在黑麦草的拔节期(7月4日)、孕穗期(7月29日)、开花期(8月29日)、成熟期(10月11日)取样,生育
期均以50%植株进入该生育期为准。每个小区随机取5片叶片,每片叶分上、中、下3点用CCM200叶绿素仪
(OptiScienceInc,Hudson,NH03051,USA)测定SPAD值,计算平均值。每个小区随机选择1m2 样方,齐地
面收获,105℃杀青20min,再于65℃烘干至恒重,称干草重。用凯式定氮法[3]测定黑麦草的粗蛋白含量。同时
分析比较不同时期黑麦草叶片SPAD值与干草产量和粗蛋白质含量的相关性。
1.4 数据处理及分析
采用SPSS20.0进行单因素方差分析及回归分析(犘<0.05),采用Excel2007作图。
2 结果与分析
2.1 施用鸡粪对多花黑麦草叶片SPAD值、干草产量和粗蛋白质含量的影响
2.1.1 施用鸡粪对多花黑麦草叶片SPAD值的影响  图1方差分析结果表明,低氮处理组的SPAD值在孕
穗期与对照组存在显著差异(犘<0.05),而在拔节期、开花期和成熟期无显著差异;高氮处理组的SPAD值在孕
穗期和开花期与对照组存在显著差异,而在拔节期和成熟期无显著差异;低氮处理组的SPAD值与高氮处理组
在拔节期、孕穗期、开花期、成熟期均无显著差异。在孕穗期低氮处理组和高氮处理组的SPAD值分别比对照
组显著提高了4.17和4.34,在开花期高氮处理组的SPAD值比对照组显著提高了5.94。
142第25卷第3期 草业学报2016年
2.1.2 施用鸡粪对多花黑麦草干草产量的影响  
图1 施用鸡粪对多花黑麦草叶片犛犘犃犇值的影响
犉犻犵.1 犈犳犳犲犮狋狊狅犳犮犺犻犮犽犲狀犿犪狀狌狉犲犳犲狉狋犻犾犻狕犻狀犵
狅狀犛犘犃犇狏犪犾狌犲狅犳犔.犿狌犾狋犻犳犾狅狉狌犿
   每个生育时期中不同字母表示差异显著(犘<0.05)。下同。Datain
thesamestagewithvariouslowercasesuperscriptsdifferedsignificantly
(犘<0.05).Thesamebelow.
图2方差分析结果表明,低氮处理组的干草产量与对
照组相比在成熟期存在显著差异(犘<0.05),高氮处
理组的干草产量与对照组相比在开花期和成熟期存在
显著差异。在开花期高氮处理组的干草产量比对照组
显著提高了1307kg/hm2,在成熟期低氮处理组和高
氮处理组的干草产量分别比对照组显著提高了913和
1096kg/hm2。
2.1.3 施用鸡粪对多花黑麦草粗蛋白质含量的影响
  图3方差分析结果表明,高氮处理组的粗蛋白质
含量在开花期与对照组存在显著差异(犘<0.05),而
在拔节期、孕穗期和成熟期无显著差异;低氮处理组的
粗蛋白质含量在拔节期、孕穗期、开花期和成熟期与对
照组相比均无显著差异。在开花期高氮处理组的粗蛋
白质含量比对照组显著提高了2.88%。
图2 施用鸡粪对多花黑麦草干草产量的影响
犉犻犵.2 犈犳犳犲犮狋狊狅犳犮犺犻犮犽犲狀犿犪狀狌狉犲犳犲狉狋犻犾犻狕犻狀犵狅狀犺犪狔
狔犻犲犾犱狅犳犔.犿狌犾狋犻犳犾狅狉狌犿
 
图3 施用鸡粪对多花黑麦草粗蛋白质含量的影响
犉犻犵.3 犈犳犳犲犮狋狊狅犳犮犺犻犮犽犲狀犿犪狀狌狉犲犳犲狉狋犻犾犻狕犻狀犵狅狀犮狉狌犱犲
狆狉狅狋犲犻狀犮狅狀狋犲狀狋狅犳犔.犿狌犾狋犻犳犾狅狉狌犿
 
2.2 多花黑麦草叶片SPAD值与干草产量和粗蛋白质含量的相关性分析
2.2.1 多花黑麦草叶片SPAD值与干草产量的相关性分析  相关性分析结果表明(表1),在拔节期、开花期
和成熟期黑麦草叶片SPAD值与干草产量存在极显著的线性正相关(犘<0.01),相关系数分别为0.836,0.856
和0.876;在孕穗期黑麦草叶片SPAD值与干草产量存在显著的线性正相关(犘<0.05),相关系数为0.757。
表1 多花黑麦草叶片犛犘犃犇值与干草产量的相关性分析
犜犪犫犾犲1 犆狅狉狉犲犾犪狋犻狅狀犪狀犪犾狔狊犻狊犫犲狋狑犲犲狀犛犘犃犇狏犪犾狌犲
犪狀犱犺犪狔狔犻犲犾犱狅犳犔.犿狌犾狋犻犳犾狅狉狌犿
生育时期 Growthstage 线性方程Linearequation 犚2 犘
拔节期Jointingstage 狔=2.853狓-76.33 0.698 0.005
孕穗期Bootingstage 狔=30.88狓-431.5 0.573 0.018
开花期Floweringstage 狔=168.6狓-3836 0.732 0.003
成熟期 Maturingstage 狔=304.6狓-6361 0.767 0.002
表2 多花黑麦草叶片犛犘犃犇值与粗蛋白质含量的相关性分析
犜犪犫犾犲2 犆狅狉狉犲犾犪狋犻狅狀犪狀犪犾狔狊犻狊犫犲狋狑犲犲狀犛犘犃犇狏犪犾狌犲
犪狀犱犮狉狌犱犲狆狉狅狋犲犻狀犮狅狀狋犲狀狋狅犳犔.犿狌犾狋犻犳犾狅狉狌犿
生育时期 Growthstage 线性方程Linearequation 犚2 犘
拔节期Jointingstage 狔=0.011狓-0.155 0.787 0.001
孕穗期Bootingstage 狔=0.005狓-0.051 0.750 0.003
开花期Floweringstage 狔=0.003狓-0.039 0.838 0.001
成熟期 Maturingstage 狔=0.004狓-0.107 0.781 0.002
242 ACTAPRATACULTURAESINICA(2016) Vol.25,No.3
2.2.2 多花黑麦草叶片SPAD值与粗蛋白质含量的相关性分析  相关性分析结果表明(表2),在拔节期、孕
穗期、开花期和成熟期黑麦草叶片SPAD值与粗蛋白质含量存在极显著的线性正相关(犘<0.01),相关系数分别
为0.887,0.866,0.916和0.884。
3 讨论
施肥可以提高黑麦草叶片叶绿素含量,从而有效改善了黑麦草的光合特征,进而影响其生长发育和产量的形
成。施用氮磷钾肥均可以显著提高黑麦草叶片叶绿素含量,但施氮还可以提高光合速率,其效果明显高于施磷钾
肥[12]。氮磷钾3种养分的施用效果顺序为N>P>K,有机肥氮素施用量为240kg/hm2 时,可以显著提高叶绿
素含量和鲜草产量[13]。因此本试验根据鸡粪中氮素含量设置3个施肥梯度。试验结果表明,施用鸡粪可以显著
提高孕穗期和开花期黑麦草叶片SPAD值、开花期和成熟期干草产量、开花期粗蛋白质含量。造成只提高生育
中后期黑麦草各项指标的主要原因可能是由于鸡粪的施用模式。本试验以充分腐熟的鸡粪作为基肥一次性翻耕
入土,这种方式可以一次性提高土壤的肥力,但由于淋溶等因素的作用会造成土壤肥力的逐渐损失。在作物生育
初期土壤肥力很高,但作物此时并不需要大量的养分,若施肥量过高还可能抑制作物的生长发育;而在生育后期,
作物快速生长需要大量的养分,因此施用过鸡粪的土壤提高了此时黑麦草的各项指标。有研究显示,分别在播种
后1个月和每次刈割后平均施用氮肥,随着施氮量的增加黑麦草的产量、粗蛋白含量能显著提高,且在施氮量为
200kg/hm2 时达到最高[14]。张斐斐等[15]试验也表明,分5次在不同时期平均施用氮肥,在0~250kg/hm2 施氮
范围内,草坪黑麦草地上生物量和叶绿素含量均随施氮量的增加而增加,施氮量达350kg/hm2 时各指标均开始
下降。由此可见施加鸡粪可以提高特高多花黑麦草叶片SPAD值、干草产量和粗蛋白质含量,但要合理制定施
肥的模式,避免不必要的肥力流失。
吕玉兰等[16]研究表明,特高多花黑麦草叶片SPAD值与鲜草产量呈显著正相关。李杰勤等[17]试验表明,蓝
天堂和长江2号两种黑麦草叶片SPAD值与粗蛋白质含量呈显著正相关。在本试验条件下,黑麦草叶片SPAD
值在拔节期、孕穗期、开花期和成熟期与干草产量和粗蛋白质含量均显著正相关,但在不同时期的相关系数并不
相同。朱新开等[18]研究表明,不同生育时期小麦(犜狉犻狋犻犮狌犿犪犲狊狋犻狏狌犿)叶片的SPAD值与全氮含量之间的关系有
明显差异。黄勤楼等[19]试验结果也表明,不同生育时期杂交狼尾草(犘犲狀狀犻狊犲狋狌犿犪犿犲狉犻犮犪狀狌犿×犘.狆狌狉狆狌狉犲狌犿)
的SPAD值与其产量和茎叶粗蛋白含量的相关性存在差异。造成不同时期存在一定变化的原因可能是:一方面
在不同生育时期叶片光合作用对植物生长发育和产量的形成存在差异;另一方面可能是因为在每个时期土壤、气
候条件等因素各不相同,也导致叶片光合作用对植物生长发育和产量的形成有一定不同。此外张贤等[20]也指出
叶绿素计不但可以预测叶绿素含量,而且在饲草产量和蛋白质品质筛选方面得到了应用。因此以特高多花黑麦
草叶片SPAD值来预测干草产量和粗蛋白质含量是可行的,但要考虑到特高多花黑麦草的生长时期和当地的土
壤、气候条件等因素,对回归方程做相应的调整。
4 结论
1)以充分腐熟的鸡粪作为基肥种植特高多花黑麦草,可以显著提高孕穗期和开花期黑麦草叶片SPAD、开花
期和成熟期干草产量、开花期粗蛋白质含量。
2)特高多花黑麦草叶片SPAD值在拔节期、孕穗期、开花期和成熟期与干草产量和粗蛋白质含量均显著正
相关。
犚犲犳犲狉犲狀犮犲狊:
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