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Effect of fertilizer application on nutritive quality and growth of hybrid sorghum grass

施肥对饲草高粱生长及营养品质的影响



全 文 :中国生态农业学报 2009年 1月 第 17卷 第 1期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, Jan. 2009, 17(1): 60−63


* 国家高技术研究发展计划(863计划)项目(2002AA2Z4311)、山西省农业科学院新产品研制课题(YCP0502)资助
周怀平(1964~),男,研究员,主要研究方向为土壤环境与植物营养。E-mail:huaipingzhou@126.com
收稿日期: 2008-02-29 接受日期: 2008-05-30
DOI: 10.3724/SP.J.1011.2009.00060
施肥对饲草高粱生长及营养品质的影响*
周怀平 郝保平 关春林 解文艳
(山西省农业科学院土壤肥料研究所 太原 030031)
摘 要 研究施用氮、磷、钾肥对饲草高粱生长及营养品质动态的影响结果表明,氮肥、磷肥和钾肥配合施
用可大幅提高饲草高粱生物产量,增加饲草高粱植株粗蛋白质、粗纤维和粗脂肪的单位面积产出量;氮素是
影响高粱生物产量的首要养分因素,其次为磷素,第三是钾素;饲草高粱植株高度以及粗蛋白质、粗纤维和
粗脂肪含量的变化规律,主要取决于品种特性;施肥主要通过影响饲草高粱生物产量,对饲草高粱植株粗蛋
白质、粗纤维和粗脂肪的单位面积产出量产生作用。从饲草高粱的生物产量和品质综合考虑,确定饲草高粱
的适宜收割期,以开花末期至成熟中期之间为宜,过早收割饲草高粱生物产量较低,过晚收割则饲草高粱生
物产量较低且品质变劣。
关键词 施肥 饲草高粱 营养品质 适宜收获时间
中图分类号: Q945.79; S540.106 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2009)01-0060-04
Effect of fertilizer application on nutritive quality and growth
of hybrid sorghum grass
ZHOU Huai-Ping, HAO Bao-Ping, GUAN Chun-Lin, XIE Wen-Yan
(Institute of Soil and Fertilizer, Shanxi Academy of Agricultural Sciences, Taiyuan 030031, China)
Abstract The study on effect of fertilizer application on nutritive quality and growth of hybrid sorghum grass shows that applica-
tion of mixed NPK fertilizer not only improves hybrid sorghum grass biomass but also increases its output per unit area in terms of
crude protein, crude fiber and crude fat. Among the factors influencing biomass production, the N produces the best effect followed
by P and K. Plant height and variability of crude protein, crude fiber and crude fat contents mainly depend on variety characteristics.
Fertilizer application impacts output per unit area of crude protein, crude fiber and crude fat mainly through biomass variation in
hybrid sorghum grass. With regard biomass amount and quality of hybrid sorghum grass, optimum harvesting time is from post floral
stage to intermediate maturity stage. If hybrid sorghum grass is harvested early or late, its biologic yield drops. The quality is much
inferior at late harvesting.
Key words Fertilizer application, Hybrid sorghum grass, Nutritive quality, Optimum harvest time
(Received Feb. 29, 2008; accepted May 30, 2008)
饲草高粱具有产量高、品质优和适口性好等优
点,20世纪 90年代以来,从国外引进的“健宝”、
“苏波丹”以及我国选育的“皖草 2 号”、“晋草 1
号”、“辽草 1 号”等饲草高粱优良品种,在我国进
行了大面积种植,已成为我国草食畜养殖业的一种
新的优良饲料作物。目前,我国对饲草高粱的研究
主要集中在品种选育和刈割次数等方面[1−7],关于施
肥对饲草高粱生长发育、产量以及营养品质的影响
研究尚鲜见报道[8]。本试验研究了施用氮磷钾化肥
对饲草高粱生长发育、鲜草产量以及粗蛋白、粗脂
肪和粗纤维等营养品质动态变化的影响,为饲草高
粱生产实现高产优质提供科学依据。
1 材料与方法
试验于 2006年在山西省寿阳县范村进行,供试
土壤为褐土性土,土壤养分含量见表 1。试验设 5个
处理,即不施肥(对照,CK),施 P2O5 60 kg·hm−2、
K2O 90 kg·hm−2(Ⅰ),施 N 120 kg·hm−2、K2O 90
第 1期 周怀平等: 施肥对饲草高粱生长及营养品质的影响 61


表 1 供试土壤主要养分含量
Tab.1 Contents of main nutrients in experimental soil
土层
Soil layer
(cm)
有机质
Organic
matter
(g·kg−1)
全氮
Total N
(g·kg−1)
全磷
Total P2O5
(g·kg−1)
硝态氮
Nitrate
nitrogen
(mg·kg−1)
有效磷
Available
P
(mg·kg−1)
速效钾
Available
K
(mg·kg−1)
有效锌
Available
Zn
(mg·kg−1)
有效锰
Available
Mn
(mg·kg−1)
有效铁
Available
Fe
(mg·kg−1)
有效铜
Available
Cu
(mg·kg−1)
0~20 11.50 0.789 0.51 18.41 2.75 112.8 2.23 15.07 8.74 0.76
20~40 9.05 0.607 0.41 11.71 2.15 75.5 3.77 9.67 8.42 0.98

表 2 不同施肥处理对饲草高粱各生长时期植株高度、地上部植株鲜重和烘干重的影响
Tab.2 Effects of different fertilizer application on plant height, green weight and oven dry weight of above-ground
plant parts of sorghum hybrid grass at different growth time
日期(月-日) Date (month-day) 项目
Item
处理
Treat-
ment 05-25 06-10 06-23 07-08 07-22 08-08 08-24 09-08 09-22 10-08
CK 11.17 22.70 42.00 101.40 177.30 265.30 308.00 310.70 314.70 314.00
Ⅰ 10.75 26.50 41.80 90.70 186.70 275.00 304.30 318.70 324.30 325.00
Ⅱ 10.82 27.80 42.20 84.00 239.70 278.30 323.30 328.00 343.30 333.70
Ⅲ 9.88 25.10 41.30 89.40 201.30 282.00 311.00 345.70 333.70 326.30
植株高度
Plant height
(cm)
Ⅳ 11.50 24.60 39.60 76.40 193.60 278.30 307.00 335.30 328.30 327.30
CK 0.28 3.31 21.33 87.12 180.67 343.30 419.87 380.05 326.67 310.75
Ⅰ 0.26 3.81 20.63 60.22 280.00 398.00 460.13 456.73 396.71 360.11
Ⅱ 0.27 4.15 26.00 54.88 243.33 460.11 549.59 500.34 430.00 390.22
Ⅲ 0.20 4.27 22.50 57.41 281.67 503.30 553.32 598.30 620.23 466.73
地上部鲜重
Fresh weight of
above-ground
(g·株−1)
Ⅳ 0.35 4.08 17.50 43.39 296.67 493.33 595.36 633.33 660.56 480.89
CK 0.063 0.49 3.58 17.31 40.00 50.74 73.95 68.53 65.60 60.94
Ⅰ 0.058 0.52 3.64 9.15 53.33 67.24 85.12 83.60 84.07 81.53
Ⅱ 0.057 0.57 4.75 7.97 50.67 71.67 88.02 93.34 91.96 89.84
地上部干重
Dry weight of
above-ground
(g·株−1)
Ⅲ 0.058 0.59 3.98 8.64 53.33 84.20 95.67 107.44 125.40 124.56
Ⅳ 0.081 0.60 3.14 7.72 58.28 81.30 104.10 124.47 141.11 137.13

kg· hm−2(Ⅱ ),施 N 120 kg· hm−2、 P2O5 60
kg·hm−2(Ⅲ),施 N 120 kg·hm−2、P2O5 60 kg·hm−2、
K2O 90 kg·hm−2(Ⅳ)。供试肥料为尿素、过磷酸钙
和氯化钾,肥料于播种前全部底施,小区面积 40 m2,
重复 4 次,随机排列。2006 年 4 月 28 日播种,饲
草高粱品种为“晋草 1号”,种植密度 30万株·hm−2。
2006 年 10 月 8 日全部收割,称量各小区植株地上
部分全部鲜重。试验期间,分别从 5 月下旬开始,
每 15 d取饲草高粱植株地上部分,测定植株高度、
称量鲜重,然后杀青后烘干称重,并留样粉碎后测
定饲草高粱茎叶的粗蛋白质、粗脂肪和粗纤维等含
量。采用凯氏定氮法测定粗蛋白质含量,用瑞典特
卡托全自动测定仪测定粗脂肪和粗纤维含量。
2 结果与分析
2.1 施肥对饲草高粱株高与产草量动态的影响
饲草高粱不同生长阶段的植株高度主要取决于
品种特征,不同施肥处理间饲草高粱植株高度差异
不明显(表 2)。施肥可大幅度增加饲草高粱地上部分
植株鲜重和干重,在饲草高粱生长的中后期,施肥
造成的差异十分明显。不同施肥处理间饲草高粱地
上部分植株鲜重达到最大值的时间也存在差异。氮
磷钾配合施用的处理Ⅳ和氮磷配合施用的处理Ⅲ,
饲草高粱地上部植株鲜重和烘干重在 9月 22日达到
最高,其中处理Ⅳ鲜重和烘干重分别达到 660.56
g·株−1和 141.11 g·株−1,是所有处理中的最高值,
处理Ⅲ的鲜重和烘干重略低于处理Ⅳ,分别达到
620.23 g·株−1和 125.40 g·株−1。不施肥处理 CK和
不施氮的处理Ⅰ,在 8月 24日饲草高粱地上部植株
鲜重和烘干重达到最高值后,随生长期的延长其鲜
重和烘干重不增反降,在饲草高粱生长中后期田间
表现出植株下部叶片枯黄、植株瘦弱等明显的缺素
症状。
2008 年 10 月 8 日收获的各小区饲草高粱鲜草
产量结果表明:施肥可显著提高饲草高粱鲜草产量。
不施肥处理 CK、不施氮处理Ⅰ、不施磷处理Ⅱ、不
施钾处理Ⅲ和氮磷钾肥配合施用的处理Ⅳ,收获期
饲草高粱鲜草产量分别为 67 525 kg·hm−2、88 225
kg·hm−2、93 050 kg·hm−2、104 338 kg·hm−2和
110 875 kg·hm−2,氮磷钾肥配合施用的处理Ⅳ饲草
62 中国生态农业学报 2009 第 17卷


高粱鲜草产量最高,不施肥处理 CK饲草高粱鲜草产
量最低,处理Ⅳ较处理 CK 饲草高粱鲜草产量增加
43 350 kg·hm−2,增产幅度达 64.20%。处理Ⅰ、处
理Ⅱ与处理Ⅲ、处理Ⅳ之间,饲草高粱鲜草产量差
异达极显著水平;而不施氮的处理Ⅰ同不施磷的处
理Ⅱ之间,不施钾的处理Ⅲ同氮磷钾肥配合施用的
处理Ⅳ之间,饲草高粱鲜草产量差异未达到显著
水平。
2.2 施肥对饲草高粱营养成分含量动态的影响
饲草高粱植株粗蛋白质含量的变化规律主要取
决于品种特性,表现为拔节期前升高,之后迅速下
降,到抽穗开花期后下降幅度趋于平缓,在收获期
降到最低值。氮磷肥或氮磷钾肥配合施用,在饲草
高粱生长后期可小幅度提高饲草高粱植株粗蛋白质
含量;不施氮的处理Ⅰ,拔节期后饲草高粱植株的
粗蛋白质含量降低更为快速(表 3)。饲草高粱植株粗
纤维含量的变化规律同样主要取决于品种特性,表
现为拔节期后迅速升高,抽穗开花期后趋于平稳状
态,变化甚微。施肥对饲草高粱植株粗纤维含量变
化的影响作用不明显。饲草高粱植株粗脂肪含量的
变化规律同样也主要取决于品种特性,其变化规律
与粗纤维含量的变化规律正好相反,表现为拔节期
后迅速下降,到抽穗开花期后呈现小幅波动总趋势
下降的态势,在收获期降到最低值。施肥对饲草高
粱植株粗脂肪含量变化的影响作用不明显。
2.3 施肥对饲草高粱营养成分产量动态的影响
在孕穗期前,不同施肥处理饲草高粱植株粗蛋
白质累积量迅速增加,之后处于平缓略有增加的状
态。从抽穗开花期开始,各处理间饲草高粱植株粗
蛋白质累积量的变化规律表现出明显差异,即不施
肥处理 CK、不施氮处理Ⅰ和不施磷处理Ⅱ的饲草高
粱植株粗蛋白质累积量逐渐减少,而氮磷配合施用
处理Ⅲ和氮磷钾配合施用处理Ⅳ的饲草高粱植株粗
蛋白质累积量却继续增加,直到饲草高粱成熟末期
才表现出减少的趋势。造成这种差异的主要原因,
是由于各处理间饲草高粱植株生物量的明显不同。
在上述处理中,以处理Ⅳ在饲草高粱成熟中期的饲
草高粱植株粗蛋白质累积量最高,而不施肥的处理
CK 在饲草高粱成熟末期的植株粗蛋白质累积量最
低。合理施肥可明显提高饲草高粱植株粗蛋白质累
积量(表 4)。不同施肥处理饲草高粱粗纤维累积量表
现为先缓慢增加,拔节期开始后迅速升高,之后处
于平缓或略有减少的变化趋势,各处理间动态规律
基本一致,以氮磷钾配合施用的处理Ⅳ饲草高粱粗
纤维的累积量最高。在孕穗期前,饲草高粱植株粗
脂肪累积量迅速增加,从孕穗期开始,各处理间饲
草高粱植株粗脂肪累积量的变化规律表现出明显差
异,即:在孕穗期~抽穗开花期,不施肥处理 CK、
不施氮处理Ⅰ和不施磷处理Ⅱ的饲草高粱植株粗脂
肪累积量处于平缓略有增加的状态,抽穗开花期之
后逐渐减少,而氮磷配合施用处理Ⅲ和氮磷钾配合
施用处理Ⅳ的饲草高粱植株粗脂肪累积量在波动中
继续增加,直到饲草高粱成熟末期才表现出减少的
趋势。在上述处理中,以处理Ⅳ在成熟中期的饲草
高粱植株粗脂肪累积量最高,合理施肥可明显提高
饲草高粱植株粗脂肪累积量。
表 3 不同施肥处理饲草高粱地上部植株的粗蛋白质、粗纤维和粗脂肪含量变化
Tab.3 Changes of the contents of crude protein, crude fiber and crude fat of above-ground plant parts of sorghum
hybrid grass in different fertilizer applications
日期(月-日) Date (month-day) 项目
Item
处理
Treatment 05-25 06-10 06-23 07-08 07-22 08-08 08-24 09-08 09-22 10-08
粗蛋白质含量 CK 19.28 25.37 18.32 16.11 13.21 9.68 7.71 6.73 5.33 4.44
Content of Ⅰ 18.39 24.56 17.88 15.67 9.29 8.89 7.51 6.49 5.28 4.88
crude protein Ⅱ 17.84 24.11 18.06 15.76 12.44 8.36 8.45 6.62 6.30 4.94
(%) Ⅲ 17.88 26.08 18.05 16.17 13.10 8.80 8.02 7.65 7.90 5.54
Ⅳ 19.64 24.87 18.06 15.86 13.34 8.85 8.45 6.75 7.28 5.58
粗纤维含量 CK − − 17.91 17.98 26.84 30.33 29.69 30.62 29.60 30.40
Content of Ⅰ − − 18.92 23.49 28.00 31.04 30.06 32.39 28.44 29.81
crude fiber Ⅱ − − 18.86 22.19 28.52 31.33 30.36 31.24 29.65 31.21
(%) Ⅲ − − 18.88 22.53 28.98 31.90 30.37 31.20 28.30 29.94
Ⅳ − − 17.97 22.16 27.56 32.50 31.08 30.91 29.91 28.64
粗脂肪含量 CK − − 4.48 3.12 2.60 1.50 1.42 1.32 1.48 0.77
Content of Ⅰ − − 4.32 2.87 2.48 1.70 1.72 1.18 1.05 0.78
crude fat Ⅱ − − 4.01 3.08 2.00 1.92 1.78 1.52 1.61 0.77
(%) Ⅲ − − 4.34 3.08 2.16 1.67 1.99 1.42 2.02 0.71
Ⅳ − − 4.45 2.74 2.48 1.81 2.12 1.34 1.76 0.88
第 1期 周怀平等: 施肥对饲草高粱生长及营养品质的影响 63


表 4 不同施肥处理饲草高粱地上部分植株的粗蛋白质、粗纤维和粗脂肪累积量变化
Tab.4 Changes of the cumulative contents of crude protein, crude fiber and crude fat of above-ground plant parts of sorghum hybrid
grass in different fertilizer applications
日期(月-日)Date (month-day) 项目
Item
处理
Treatment 05-25 06-10 06-23 07-08 07-22 08-08 08-24 09-08 09-22 10-08
粗蛋白质累积量 CK 3.6 37.3 196.8 836.6 1 585.2 1 473.6 1 710.6 1 383.6 1 048.8 811.8
Cumulative Ⅰ 3.2 38.3 195.2 430.1 1 485.9 1 793.4 1 917.9 1 627.8 1 331.7 1 193.7
content of crude Ⅱ 3.1 41.2 257.4 376.8 1 890.9 1 797.6 2 231.4 1 853.7 1 737.9 1 331.4
protein Ⅲ 3.1 46.2 215.5 419.1 2 095.8 2 223.0 2 301.9 2 465.7 2 972.1 2 070.3
(kg·hm−2 ) Ⅳ 4.8 44.8 170.1 367.3 2 332.5 2 158.5 2 638.8 2 520.6 3 081.0 2 295.6
粗纤维累积量 CK − − 192.3 933.6 3 222.0 4 617.0 6 588.0 6 294.0 5 826.0 5 559.0
Cumulative Ⅰ − − 206.7 644.7 4 479.0 5 331.0 7 677.0 8 124.0 7 173.0 7 290.0
content of crude Ⅱ − − 268.8 530.7 4 335.0 5 796.0 8 016.0 8 748.0 8 181.0 8 412.0
fiber (kg·hm−2 ) Ⅲ − − 225.3 584.1 4 638.0 8 058.0 8 715.0 10 056.0 10 647.0 11 187.0
Ⅳ − − 169.2 513.3 4 818.0 7 926.0 9 705.0 11 541.0 12 663.0 11 781.0
粗脂肪累积量 CK − − 48.0 162.0 312.0 228.3 315.0 271.5 291.3 140.7
Cumulative Ⅰ − − 47.1 78.9 396.9 291.9 439.2 295.8 264.9 190.8
content of crude Ⅱ − − 57.0 73.5 303.9 355.2 470.1 425.7 444.3 207.6
fat (kg·hm−2 ) Ⅲ − − 51.9 79.8 345.6 421.8 571.2 457.8 759.9 265.2
Ⅳ − − 42.0 63.6 433.5 441.6 662.1 500.4 745.2 362.1

3 小结
氮肥、磷肥和钾肥配合施用可大幅度提高饲草
高粱生物产量,氮磷钾肥配合施用的处理Ⅳ饲草高
粱鲜草产量最高,较不施肥处理饲草高粱鲜草产量
增加 43 350 kg·hm−2,增产幅度达 64.20%;同时可
以增加饲草高粱植株粗蛋白质、粗纤维和粗脂肪的
单位面积产出量;氮素是影响饲草高粱植株地上部
分生物产量的首要养分因素,其次为磷素,第三是
钾素;饲草高粱植株高度以及地上部分植株粗蛋白
质、粗纤维和粗脂肪含量的变化规律,主要取决于
品种特性;施肥主要通过影响饲草高粱植株地上部
分生物产量,对饲草高粱植株粗蛋白质、粗纤维和
粗脂肪的单位面积产出量产生作用;从饲草高粱的
生物产量和品质综合考虑,确定饲草高粱的适宜收
割期,以开花末期至成熟中期之间为宜,收割过早
饲草高粱生物产量较低,过晚收割则饲草高粱生物
产量较低且品质变劣。
参考文献
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