全 文 ：第 18 卷 第 3 期
Vol. 18 No. 3
草 地 学 报
ACTA AGRESTIA SINICA
2010 年 5 月
May 2010
钾肥对不同收获时期青贮玉米碳水化合物积累的影响
李洪影, 焉 石 , 孙 涛, 李佶恺, 崔国文*
(东北农业大学动物科技学院 , 黑龙江 哈尔滨 150030)
摘要: 为探讨不同施钾量对不同收获时期青贮玉米( Zea may s L . )中碳水化合物积累的影响, 以青贮玉米东青 1 号
( Z. may s L. cv. Dongqing No. 1)为材料,设 4 个施钾用量, 其中 K2O 施用量分别为 0, 56, 112 和 168 kg hm- 2 ,
分别于乳熟初期( 8 月 21日)、乳熟中期( 8 月 28 日)、乳熟末期( 9 月 4 日)、蜡熟初期( 9 月 10日)、蜡熟中期( 9 月 15
日)和蜡熟末期( 9月 20 日)收割取样, 测定其碳水化合物含量和鲜草产量。结果表明: 青贮玉米中果糖含量在乳熟
初期收获最高(P< 0. 05) ,蔗糖含量在乳熟末期收获最高( P< 0. 05) , 可溶性总糖含量和鲜草产量在蜡熟初期收获
最高( P< 0. 05) ,淀粉含量在蜡熟末期收获最高( P< 0. 05) ;施用钾肥可显著提高青贮玉米中果糖、蔗糖、可溶性总
糖和淀粉含量和鲜草产量(P < 0. 05) ,其中施钾( K 2O) 112 kg hm- 2效果最佳。综合施钾肥对不同收获时期青贮
玉米鲜草产量和碳水化合物积累的影响,施钾( K2O) 112 kg hm- 2并于蜡熟初期收获是青贮玉米东青 1 号栽培利
用的适宜组合。
关键词:青贮玉米; 碳水化合物;钾肥; 收获时期
中图分类号: S143. 3; S513 文献标识码: A 文章编号: 10070435( 2010) 03043104
Effect of Potassium on Carbohydrate Accumulation in Silage
Corn at Different Harvest Dates
LI Hongying , YAN Shi, SUN Tao, LI Jikai, CUI Guowen*
( College of An imal S cien ce and T echnology, Northeast Agricultu re University, H arbin, H eilongjiang Provin ce 150030, China)
Abstract: In o rder to define the effect of potassium applicat ion amount on carbohydrate accumulat ion in si
lag e co rn ( Zea may s L. ) at different har vest dates, t rials w ere carr ied out using Dongqing No. 1 ( Z. may s
L. cv. Dongqing No. 1) as experimental mater ial and the carbohydrate content and fresh yield o f silage
cor n w ere measur ed at init ial milk stage ( 21
th
August ) , metaphase milk stag e ( 28
th
A ugust ) , telophase
milk stag e ( 4th September) , init ial dough stag e ( 10th September) , metaphase dough stage ( 15th Septem
ber) , and metaphase dough stag e ( 20th September ) under t reatments of four potassium fert ilizer applicat ion
lev el ( 0, 56, 112, 168 kgK 2O hm- 2 ) , respect iv ely . T he results show that the fructose content in silage
cor n w as highest at initial m ilk stage ( P< 0. 05) ; the sucrose content w as highest at telophase milk stage
( P< 0. 05) ; the so luble total sugar content and the f resh grass yield w ere highest at initial dough stage ( P
< 0. 05) ; the starch content w as highest at telophase dough stag e ( P< 0. 05) . Potassium signif icant ly af
fected the contents of f ructose, sucrose, to tal soluble sugar , and starch in silage cor n and the f resh yield at
dif ferent harvest dates ( P< 0. 05) . Potassium applied at 112 kgK 2O hm- 2 had the best ef fect on the car
bohydrate content o f silage corn. In summary, considering the fresh y ield and car bohydrate accumulat ion
in silage corn at dif ferent harv est dates, the optimal po tassium applicat ion amount and the opt imal har vest
time could be 112 kgK 2O hm - 2 and init ial dough stage, respect iv ely .
Key words: Silage corn; Carbohydrate; Potassium; Harvest date
青贮玉米( Zea may s L. )饲料是养殖业不可缺
少的基础饲料之一[ 1] ,其气味芳香, 柔软多汁, 适口
性好,糖分含量高,是较为理想的食草动物饲料 [ 2]。
糖分是青贮过程中乳酸菌发酵产生乳酸的原料,
Wilkinson等[ 3]发现, 发酵过程与可溶性碳水化合
物( WSC)占原料鲜样的百分率存在相关性, 原料中
至少要含 2. 5% ~ 3% (占鲜样)的WSC才能保证青
贮的成功。
钾素( K)素有 品质元素之称,是植物生长发
育中最重要的矿质元素之一 [ 4]。K对碳水化合物的
合成和转化都起着重要作用。K 充分活化了淀粉合
成酶等酶类, 使单糖向合成蔗糖、淀粉方向进行,可
收稿日期: 20091125;修回日期: 20100412
基金项目:国家 十一五科技支撑计划项目( 2006BAD04A09)资助
作者简介:李洪影( 1981 ) ,女,蒙古族,内蒙古通辽人,硕士研究生,研究方向为牧草及饲料作物栽培和加工, Email: lihongying0307@ ya
hoo. com. cn; * 通讯作者 Au thor for corresponden ce, Email: cgw 603@ 163. com
草 地 学 报 第 18卷
增加贮藏器官中蔗糖、淀粉的含量, 当 K 不足时淀
粉水解成单糖, 进而影响产量和品质[ 5 ]。施用 K 肥
能显著提高春玉米( Zeamay s L. )籽粒中淀粉、还原
糖、水溶性糖、蔗糖含量 [ 6]。但也有不同报道, 如许
珍[ 7]研究认为,施 K量和施 K 时期对不同类型玉米
籽粒品质的影响因品种而异,过量施 K 与拔节期施
K提高了高淀粉玉米费玉 3 号 ( Z. may s L. cv.
Feiyu No. 3)籽粒可溶性糖含量,但不利于淀粉的合
成;而施 K对低淀粉玉米豫玉 22( Z. may s L. cv.
Yuyu 22)籽粒可溶性糖含量没有显著影响。因实
验材料及方法等人为因素及气候条件等自然因素的
差异,不同研究者得出的关于 K肥对碳水化合物的
影响的结论不尽一致, 有的甚至截然相反。为进一
步研究 K肥对碳水化合物各种类的影响,实验以青
贮玉米品种东青 1 号 ( Z. may s L. cv . Dongqing
No. 1)为材料,研究了不同施 K 量对青贮玉米全株
碳水化合物含量随不同收获时期的变化规律, 旨在
探讨 K 肥对不同收获时期青贮玉米中碳水化合物
含量的影响,以期确定青贮玉米的最佳 K肥施用量
和刈割时期,对今后改善青贮玉米碳水化合物含量,
提高青贮品质具有指导意义。
1 材料与方法
1. 1 试验地概况
于 2008年 4月至 9 月期间在东北农业大学实
验实习基地进行,土壤(耕层 0~ 20 cm)基础肥力:有
机质含量 2. 545%, 碱解氮 108. 9 mg kg- 1 ,速效磷
61. 4 mg kg- 1 ,速效钾 118. 5 mg kg- 1 , pH6. 98。
1. 2 实验材料
供试青贮玉米品种东青 1号。K 肥为硫酸 K,
含纯 K 2O 50%。
1. 3 试验设计
采用随机区组设计, 设 4 个钾肥( K 2O)用量处
理,分别为 K0(不施 K 2O、CK)、K1(施 K 2O 56 kg
hm- 2 )、K2(施K2O 112 kg hm- 2 )和K3(施 K2O 168
kg hm- 2 ) , 固定氮磷用量, 施用 N 200 kg hm- 2、
P2O5 100 kg hm- 2。每个施肥处理 3次重复。每个
重复小区行长 10 m, 7行区,行距 0. 7 m。4月 30日
播种,磷钾肥作种肥,氮肥的1/ 2作种肥, 1/ 2作追肥,
于拔节前施入土壤,其它管理同一般生产田。
1. 4 取样分析
在青贮玉米生育期间, 分别于乳熟初期( 8月 21
日)、乳熟中期( 8月 28日)、乳熟末期( 9月 4日)、蜡
熟初期( 9月 10日)、蜡熟中期( 9月 15日)和蜡熟末
期( 9月 20 日)收割取样, 称鲜重, 然后 105 杀青
30 m in, 80 烘干至恒重, 称重,样品混合粉碎进行
果糖、蔗糖、可溶性总糖和淀粉含量的测定。
果糖和蔗糖含量采用间苯二酚法; 可溶性总糖
和淀粉含量采用蒽酮比色法 [ 8]。
1. 5 统计分析
利用Excel 2003整理数据, SA S 9. 13统计分析
软件进行统计分析与多重比较。
2 结果与分析
2. 1 钾肥对不同收获时期青贮玉米果糖积累的影响
由表 1可知,青贮玉米中果糖含量随收获时期
推迟呈下降趋势, 乳熟初期各处理果糖含量最高,且
在乳熟初期和乳熟中期收获差异不显著, 但与其他
收获时期差异显著( P< 0. 05)。不同钾肥处理水平
下, 各处理在乳熟初期至蜡熟末期果糖含量表现为
K2> K1> K3> K0,可见施钾肥可以显著提高青贮玉
米中果糖含量( P< 0. 05) ,且施钾( K2O) 112 kg hm- 2
果糖含量最高,钾肥过量或不足不利于果糖的积累。
表 1 钾肥对不同收获时期青贮玉米果糖积累的影响( % DM)
Table 1 Effect of potassium on fructose cont ent in silage co rn at different har vest dates, % DM
收获时期
H arvest date
钾肥用量 Potass ium appl ication
K0 K1 K2 K3 均值 Average
乳熟初期 Init ial milk stage 1. 90c 2. 37ab 2. 62a 2. 12b 2. 26a
乳熟中期 Metaphase milk stage 1. 89c 2. 35a 2. 50a 2. 10b 2. 21a
乳熟末期 Telophase m ilk stag e 1. 42c 1. 81b 1. 95a 1. 63b 1. 70b
蜡熟初期 Init ial dough stage 1. 33c 1. 74a 1. 87a 1. 53b 1. 62c
蜡熟中期 Metaphase dough stage 1. 07c 1. 57b 1. 78a 1. 45b 1. 47d
蜡熟末期 Telophase dough s tage 0. 82c 1. 41b 1. 53a 1. 21b 1. 24e
均值 Average 1. 40d 1. 87b 2. 04a 1. 67c
注:同行或最后一列平均数后具有不同标记字母表示差异达 0. 05显著水平,下同
Note: Mean s with dif feren t let ters in the same row or in the last colum n are s ignificant ly dif feren t at the 0. 05 level; same as b elow
432
第 3期 李洪影等:钾肥对不同收获时期青贮玉米碳水化合物积累的影响
2. 2 钾肥对不同收获时期青贮玉米蔗糖积累的
影响
从表 2可知,随着收获时期的推迟,青贮玉米中
蔗糖含量呈单峰曲线变化,峰值出现在乳熟末期, 且
在不同收获时期间差异显著( P< 0. 05)。各处理在
乳熟初期至乳熟中期蔗糖含量表现为 K2> K1> K3
> K0,乳熟末期至蜡熟末期 K2> K3> K1> K0, 可
见施钾肥可以显著提高青贮玉米中蔗糖含量 ( P<
0. 05) , 且施钾( K2O) 112 kg hm- 2蔗糖含量最高,
钾肥过量或不足不利于蔗糖的积累。
表 2 钾肥对不同收获时期青贮玉米蔗糖积累的影响( % DM)
T able 2 Effect of potassium on sucro se content in silage corn at differ ent har vest dat es, % DM
收获时期
H arvest date
钾肥用量 Potass ium appl ication
K0 K1 K2 K3 均值 Average
乳熟初期 Init ial milk stage 2. 67 b 2. 86ab 3. 21a 2. 83 ab 2. 89d
乳熟中期 Metaphase milk stage 2. 93 c 3. 30b 4. 36a 3. 05b c 3. 42c
乳熟末期 Telophase m ilk stag e 3. 71 c 4. 58b 5. 22a 4. 62 b 4. 54a
蜡熟初期 Init ial dough stage 3. 48 c 4. 09b 4. 65a 4. 16 b 4. 09b
蜡熟中期 Metaphase dough stage 2. 25 b 3. 07a 3. 33a 3. 14 a 2. 94d
蜡熟末期 Telophase dough s tage 1. 84 b 2. 63a 2. 89a 2. 77 a 2. 54e
均值 Average 2. 81 c 3. 42b 3. 94a 3. 43 b
2. 3 钾肥对不同收获时期青贮玉米可溶性总糖积
累的影响
从表 3可知, 青贮玉米可溶性总糖含量随收获
时期的推迟呈先上升后下降的趋势,各处理在蜡熟
初期可溶性总糖含量达到峰值, 且在不同收获时期
间差异显著( P< 0. 05)。不同钾肥处理水平下, 各
处理在乳熟初期至蜡熟初期可溶性总糖含量表现为
K2> K1> K3> K0, 蜡熟中期至蜡熟末期 K2> K3
> K1> K0, 可见施钾肥可以显著提高青贮玉米中可
溶性总糖含量( P< 0. 05) , 且施钾 112 kg hm - 2 可
溶性总糖含量最高。
表 3 钾肥对不同收获时期青贮玉米可溶性总糖积累的影响( % DM)
Table 3 Effect of potassium on total soluble sugar cont ent in silage co rn at different har vest dates, % DM
收获时期
H arvest date
钾肥用量 Potass ium appl ication
K0 K1 K2 K3 均值 Average
乳熟初期 Init ial milk stage 7. 31c 8. 47b 9. 58a 8. 32b 8. 35f
乳熟中期 Metaphase milk stage 8. 73c 9. 53b 10. 55a 9. 31b 9. 52e
乳熟末期 Telophase m ilk stag e 9. 63 11. 10b 12. 66a 10. 54b 10. 99d
蜡熟初期 Init ial dough stage 13. 74c 14. 64b 15. 63a 14. 43b 14. 61a
蜡熟中期 Metaphase dough stage 11. 39c 12. 84b 14. 52a 13. 18b 12. 99b
蜡熟末期 Telophase dough s tage 10. 21d 11. 48c 12. 83a 11. 92b 11. 61c
均值 Average 10. 16c 11. 33b 12. 62a 11. 24b
2. 4 钾肥对不同收获时期青贮玉米淀粉积累的影响
从表 4可知, 随着收获时期推迟淀粉含量呈线
性增加的趋势, 蜡熟末期各处理淀粉含量最高,且在
不同收获时期淀粉含量差异显著( P< 0. 05)。不同
钾肥处理水平下, 青贮玉米中淀粉含量随施钾量增
加而增加,当施钾量达到时 112 kg hm- 2 ,淀粉含量
最高,当施钾量达到 168 kg hm- 2时淀粉含量反而下
降,且各钾肥处理间淀粉含量差异显著( P< 0. 05)。
表 4 钾肥对不同收获时期青贮玉米淀粉积累的影响( % DM)
Table 4 Effect of po tassium on star ch content in silag e corn at different harv est dates, % DM
收获时期
H arvest date
钾肥用量 Potass ium appl ication
K0( CK) K1 K2 K3 均值 Average
乳熟初期 Init ial milk stage 10. 31d 11. 73b 12. 59a 11. 28c 11. 47f
乳熟中期 Metaphase milk stage 12. 24d 14. 04b 15. 06a 13. 25c 13. 65e
乳熟末期 Telophase m ilk stag e 13. 54c 15. 47b 16. 18a 15. 20b 15. 1d
蜡熟初期 Init ial dough stage 15. 23c 18. 15b 19. 59a 17. 70b 17. 69c
蜡熟中期 Metaphase dough stage 19. 56d 20. 79b 21. 75a 20. 15c 20. 55b
蜡熟末期 Telophase dough s tage 20. 42c 21. 58b 22. 19a 21. 31b 21. 38a
均值 Average 15. 22d 16. 96b 17. 89a 16. 48c
433
草 地 学 报 第 18卷
2. 5 钾肥对不同收获时期青贮玉米鲜草产量的影响
由表 5可知,随着收获时期的推迟,青贮玉米鲜草
产量呈单峰曲线变化,峰值出现在蜡熟初期,且在不同
收获时期鲜草产量间差异显著( P< 0. 05)。不同钾肥
处理下,青贮玉米鲜草产量差异显著( P< 0. 05) ,且 K2
处理( 112 kg hm- 2 )鲜草产量显著高于其他处理。
表 5 钾肥对不同收获时期青贮玉米鲜草产量的影响( t hm- 2 )
T able 5 Effect o f po tassium on fr esh y ield of silage co rn at different ha rvest dates, t hm- 2
收获时期
H arvest date
钾肥用量 Potass ium appl ication
K0 K1 K2 K3 均值 Average
乳熟初期 Init ial milk stage 76. 89 79. 68 80. 70 78. 60 78. 96f
乳熟中期 Metaphase milk stage 79. 68 81. 66 82. 50 81. 54 81. 34e
乳熟末期 Telophase m ilk stag e 83. 16 84. 69 86. 52 85. 20 84. 89c
蜡熟初期 Init ial dough stage 85. 23 86. 94 88. 44 86. 37 86. 74a
蜡熟中期 Metaphase dough stage 84. 66 85. 14 87. 60 85. 26 85. 66b
蜡熟末期 Telophase dough s tage 83. 43 84. 03 85. 29 84. 00 84. 18d
均值 Average 82. 17c 83. 69b 85. 17a 83. 49b
3 讨论与结论
3. 1 K素在一定程度上影响植物体内的碳水化合
物含量。K可以促进光合产物的运输, 影响光合产
物在植物各器官中的分配,促进糖、淀粉的合成和运
输。K素有利于提高茎中果聚糖、蔗糖、果糖和葡萄
糖在灌浆期间的积累, 促进灌浆后期果聚糖的降解
及蔗糖、果糖和葡萄糖的输出[ 9] , 施 K 量还影响茎
秆含糖量的垂直分布 [ 10]。但也有研究指出, K 肥不
利于高淀粉玉米先行 5号( Z. may s L. cv. Xianx
ing No. 5) 籽粒中支链淀粉和总淀粉含量的积
累[ 11]。这可能因为 K 肥的供应降低了支链淀粉合
成关键酶 Q 酶的活性,不能产生足够的淀粉合成底
物,限制了支链淀粉的合成,进而降低了高淀粉玉米
籽粒中总淀粉含量。本研究结果表明, 施 K 肥可以
显著提高全株青贮玉米中果糖,蔗糖,可溶性总糖和
淀粉含量和鲜草产量, K 肥过量或不足不利于青贮
玉米鲜草产量和碳水化合物各种类的积累, 其中以
施 K( K 2O) 112 kg hm- 2的施用量效果最佳。通
过分析指标,可以确定施 K( K 2O) 112 kg hm- 2是
青贮玉米东青 1号的最佳施肥量。
3. 2 收获时期是影响青贮玉米产量和青贮利用效
果的重要因素之一。因此, 青贮玉米生产中确定适
宜的收获时期, 可获得较高的生物产量和饲用营养
价值[ 12] 。对玉米整株及秸杆不同成熟期化学组成
的研究发现,自 1/ 3乳线期至完熟期,由于秸秆的老
化,其干物质、中性洗涤纤维及木质素含量迅速上
升,总糖、淀粉及总可消化养分含量明显下降 [ 13]。
收获早期( 1/ 3乳线期)比收获晚期( 2/ 3乳线期和黑
色层期)青贮玉米的干物质、淀粉和粗蛋白消化率要
高,即收获晚期比收获早期消化率趋于下降 [ 14~ 15]。
为提高青贮玉米营养价值, 青贮时间应选择粗纤维
含量较低和其他营养成分较高的籽粒蜡熟期 [ 16]。
本实验结果表明,乳熟初期收获,青贮玉米中果糖含
量最高;乳熟末期收获, 蔗糖含量最高; 蜡熟初期收
获,鲜草产量和可溶性总糖含量最高; 蜡熟末期收
获,淀粉含量最高。通过分析指标,可以确定蜡熟初
期收获是青贮玉米东青 1号的最佳收获时间。
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(责任编辑 米 佳)
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