随着我国畜牧业的迅速发展,以籽粒玉米秸秆为原料的青贮已经不能满足养殖需要[1]。青贮玉米是畜牧业的重要饲料来源[2]。合理使用青贮玉米饲喂奶牛,可以提高产奶量和奶品质[3-4]。近年来,“粮经饲”政策对于加快发展我国畜牧业,促进“粮经饲”作物种植结构协调发展具有重要意义[5]。大力提高青贮玉米产量、改善青贮饲料供不应求的农业结构状态是调整农业产业化结构的重要途径[6-9]。合理施用氮素是实现青贮玉米高产稳产的关键[10-11]。魏荔等[12]研究表明,施用氮肥可以显著促进青贮玉米生长和氮素吸收。王永军等[13]认为,氮肥能够显著降低玉米中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维的含量,且土壤环境不同时,施氮对产量的影响不同[14]。贾梦扬等[15]、甄兆敏[16]研究发现,在冀西北坝上北方农牧交错地区,适宜的种植密度可以有效提高青贮玉米产量,改善青贮玉米品质。我国部分专用型青贮玉米存在销路单一和生产成本高等问题[17],有关氮肥对坝上地区青贮玉米的研究较少。因此,本试验研究氮肥对青贮玉米产量及品质的影响,以确定冀西北坝上地区青贮玉米的适宜施氮量,达到高产优质的目的。1材料与方法1.1试验区概况试验在国家牧草产业技术体系张家口综合试验站基地进行,该地区位于内蒙古高原的东南缘,海拔约1 300~1 500 m,属于温带大陆性季风气候,寒冷时期漫长、年平均温度约3.2 ℃、年降水量为300~450 mm、年平均7级以上大风日数达30 d。土质为沙壤土,0~20 cm土层有机质25.4 g/kg、碱解氮121.25 mg/kg、速效磷6.33 mg/kg、速效钾125.38 mg/kg,pH值为8.03。1.2试验设计试验于2020年5月7日播种,以德美亚1号、院军1号、巡天6171青贮玉米品种为试验材料。设置9个施氮量组,分别为N0组(0 kg/hm2)、N1组(141.75 kg/hm2)、N2组(193.5 t/hm2)、N3组(245.25 t/hm2)、N4组(297 t/hm2)、N5组(348.75 t/hm2)、N6组(400.5 t/hm2)、N7组(452.25 t/hm2)和N8组(504 t/hm2)。每个处理设置3个重复。大小行种植,行距为40 cm×60 cm,株距为23 cm。采用人工点播的方式,播前整地施入底肥(复合肥N、P、K各15%),全生育期采取雨养栽培,不进行人工浇水,大口期追肥,4~5叶期间苗、定苗、中耕和除草1次,拔节期除草1次,其他管理同大田。1.3测定指标及方法1.3.1农艺性状开花期从各处理中选取有代表性的植株3株挂牌,利用卷尺测量株高,利用游标卡尺测量茎粗,利用手持式叶绿素测定仪测定叶绿素含量。1.3.2产量收获时每个小区各取中间3行,测其鲜草产量;取3株样品,105 ℃杀青0.5 h,80 ℃烘干至恒重,称重。根据样品含水量,折算干物质产量,再折合单位面积干草产量。干物质产量(t/hm2)=单株产量×密度×15(1)1.3.3营养品质院军1号和巡天6171全株含水量过高(均超过70%),不适宜制作青贮玉米,因此选择德美亚1号进行品质测定。玉米烘干粉碎,18目筛过筛,取样品300 g。营养品质由乌兰察布市易马农牧科技有限公司进行测定,包括粗蛋白(CP)、酸性洗涤纤维(ADF)、中性洗涤纤维(NDF)和淀粉(ST)含量。青贮玉米品质分级标准见表1[17]。计算相对饲用价值(RFV)[18]。RFV=(88.9-0.779×ADF)×(120/NDF)/1.29(1)10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.14.029.T001表1青贮玉米品质分级标准级别中性洗涤纤维酸性洗涤纤维淀粉粗蛋白一级≤45≤23≥25≥7二级≤50≤26≥20≥7三级≤55≤29≥15≥7%1.4数据统计与分析数据采用Excel 2010软件整理,采用SPSS 17.0进行单因素方差分析,采用Duncan氏法进行多重比较,结果以“平均值±标准差”表示,P0.05表示差异显著。2结果与分析2.1冀西北坝上地区青贮玉米生育期内气象条件(见图1)冀西北坝上地区青贮玉米播种期主要集中在4月~5月,生长期主要集中在4月~10月上旬。由图1可知,2020年坝上地区日均温度、降雨量最高时期为7月~8月,也相对集中于该地区,4~10月有效温度、降雨量分别为30.0~34.2 ℃、467.5 mm,2020年适宜青贮玉米生长,雨热条件配合较好。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.14.029.F001图1冀西北坝上地区青贮玉米生育期内气象条件2.2氮肥对青贮玉米株高和茎粗的影响(见表2)由表2可知,德美亚1号N4、N5组玉米的株高显著高于N0、N6组(P0.05),N4组玉米株高最高,为214.87 cm;N6、N8组玉米的茎粗显著高于N3组(P0.05)。院军1号N2组玉米的株高最高,为220.03 cm;N0组玉米的茎粗显著高于N1、N2、N3、N7组(P0.05)。巡天6171 N3组玉米的株高显著高于N0和N6组(P0.05);N0、N1、N3、N5、N6组玉米茎粗较粗,N1组玉米茎粗最粗,为2.53 cm。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.14.029.T002表2氮肥对青贮玉米株高、茎粗的影响组别德美亚1号院军1号巡天6171株高茎粗株高茎粗株高茎粗N0组179.20±7.26c2.13±0.12ab203.87±1.46b2.48±0.13a195.73±2.32b2.40±0.09aN1组211.20±5.11ab2.23±0.12ab210.27±8.16ab2.27±0.06bcd205.07±2.83ab2.53±0.15aN2组210.10±6.48ab2.27±0.05ab220.03±6.21a2.12±0.10d200.40±0.44ab2.33±0.15abN3组204.77±1.79ab2.10±0.05b214.43±1.98ab2.17±0.06cd209.90±2.04a2.40±0.01aN4组214.87±0.49a2.27±0.25ab208.07±4.04ab2.33±0.12abc202.93±4.40ab2.33±0.16abN5组213.37±3.61a2.33±0.12ab211.87±4.35ab2.35±0.05abc205.03±1.65ab2.38±0.10aN6组198.53±7.02b2.37±0.06a216.30±9.80ab2.37±0.06ab184.90±9.87c2.38±0.08aN7组208.57±3.14ab2.17±0.06ab211.60±9.24ab2.13±0.06e201.53±7.25ab2.30±0.26abN8组210.10±4.27ab2.37±0.15a216.77±9.08ab2.43±0.21ab201.03±9.17ab2.28±0.14ab注:同列数据肩标不同字母表示差异显著(P0.05),相同字母或无字母表示差异不显著(P0.05);下表同。cm2.3氮肥对青贮玉米叶绿素含量的影响(见表3)由表3可知,德美亚1号N8组玉米的叶绿素含量最高,为64%,显著高于N2、N3组(P0.05),其次是N5组,叶绿素含量为61.78%。院军1号N0、N4组玉米的叶绿素含量显著高于N5组(P0.05),N0组为61.02%,N4组为60.98%。巡天6171 N0、N2组玉米的叶绿素含量为55.38%、54.30%,显著高于其他各组(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.14.029.T003表3氮肥对青贮玉米叶绿素含量的影响组别德美亚1号院军1号巡天6171N0组59.09±0.77ab61.02±2.79a55.38±3.92aN1组56.98±1.26ab60.50±2.45ab49.68±2.31bN2组54.98±3.03b57.86±3.53ab54.30±2.18aN3组55.46±4.20b58.01±4.24ab51.44±2.04bN4组57.32±7.68ab60.98±3.67a47.67±0.41bN5组61.78±1.73ab52.52±8.19b46.09±2.91bN6组59.60±5.60ab59.58±0.18ab49.17±5.32bN7组60.54±1.91ab59.23±4.72ab45.66±3.98bN8组64.00±2.29a59.23±3.10ab48.61±5.50bSPAD2.4氮肥对青贮玉米干草产量的影响(见表4)由表4可知,德美亚1号N7组玉米的干草产量为20.57 t/hm2,显著高于N0、N1、N2、N3、N4、N5、N6组,其次是N8组为18.83 t/hm2;院军1号N2组玉米的干草产量为18.72 t/hm2,显著高于其他各组(P0.05),其次是N0组为15.92 t/hm2;巡天6171 N1、N2、N3、N4、N8组玉米的干草产量显著高于N0、N5组(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.14.029.T004表4氮肥对青贮玉米干草产量的影响组别德美亚1号院军1号巡天6171N0组10.32±0.11f15.92±0.25b9.14±0.79bcN1组15.04±0.58de10.99±0.73d11.63±1.07aN2组18.39±0.27b18.72±0.44a11.93±0.64aN3组17.35±1.51bc14.35±0.10b11.70±0.69aN4组13.55±0.19e15.45±2.41b12.92±0.83aN5组16.06±2.35cd12.97±2.48bcd7.98±0.44cN6组15.58±0.65cde13.99±0.50bc11.04±1.30abN7组20.57±1.36a11.20±1.85cd10.88±2.97abN8组18.83±1.19ab10.37±2.37d13.17±1.07at/hm22.5氮肥对德美亚1号品质的影响(见表5)由表5可知,德美亚1号N2、N4组玉米的RFV可达196.62、188.21,干草品质可达国家一级。N0、N3、N5、N6、N7组玉米的RFV分别为145.62、148.98、155.39、155.99、157.95,干草品质可达国家二级。N1、N8组玉米的RFV为139.14,干草品质可达国家三级。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.14.029.T005表5氮肥对德美亚1号品质的影响组别NDF/%ADF/%Starch/%CP/%RFV等级N0组25.5044.1022.8010.30145.622N1组28.1044.8026.498.50139.143N2组19.7034.8030.879.00196.621N3组25.1043.3028.008.20148.982N4组20.1036.2032.549.20188.211N5组24.7041.7026.988.40155.392N6组25.0041.4025.038.40155.992N7组24.1041.3026.609.70157.952N8组28.1044.8025.008.50139.1432.6德美亚1号株高、茎粗、叶绿素与干草产量、品质的相关性分析(见表6)由表6可知,德美亚1号的株高与干草产量呈显著正相关(P0.05),株高与ST含量呈极显著正相关(P0.01),株高与CP含量呈极显著负相关(P0.05),茎粗、叶绿素含量与干草产量及各品质含量不相关。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.14.029.T006表6德美亚1号株高、茎粗、叶绿素与干草产量、品质的相关性分析项目株高茎粗叶绿素干草产量0.486*0.1010.117ADF-0.1860.0300.338NDF-0.311-0.0960.307ST0.587**0.021-0.368CP-0.489**-0.3000.003RFV0.2840.065-0.328注:*表示差异显著(P0.05),**表示差异极显著(P0.01)。3讨论根据当地气候环境条件选择适宜的品种是优质高产的基础[19]。施用氮肥可以促进高产优质玉米的生产,适宜的氮肥施用量可以显著提高玉米的生物产量和饲用营养品质[20-22]。获得高产玉米必须有充足的氮肥供应[23],过量施用氮肥会造成同等密度下青贮玉米的产量降低[24]。本研究中,德美亚1号在高氮组(N7、N8)产量最高,院军1号在低氮组(N0、N2)产量较高,巡天3号在N8、N4组产量较高。不同品种株高、茎粗、叶绿素、产量表现均不一致,德美亚1号优于院军1号、巡天6171,分析干草产量,德美亚1号适宜在冀西北坝上种植。不同品种间植株含水量和生物产量存在较大差别[25]。本试验结果与刘剑钊等[26]得出的合理施用氮肥能够显著增加玉米产量的研究结果类似。随着施氮量的提高,青贮玉米的干物质产量和粗蛋白含量增加[27]。施氮量对青贮玉米的品质的影响大[28]。施氮可以提高青贮玉米粗蛋白的含量[29],氮肥对青贮玉米各营养含量的影响较大,合理增施氮肥可以有效提高青贮玉米粗蛋白质、粗脂肪含量,降低洗涤纤维含量,提高青贮玉米的饲用价值[30]。本研究中,N0、N2、N4和N7组玉米的粗蛋白含量较高,N0组的粗蛋白含量最高,施氮过高或过低均能够显著提高酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量。结果表明,粗蛋白含量最高不一定品质最高,氮肥过高或过低均不利于提升青贮玉米品质,适宜的施氮量是提高青贮玉米品质含量的必要条件,与胡春花等[31]研究结果一致。但是,本研究与张佳阔[32]研究得出的ADF和NDF均随着施氮量的增加而降低的结果不一致,可能是品种不同导致的。4结论德美亚1号干草产量以N7组最高,为20.57 t/hm2,株高为208.57 cm,茎粗为2.17 cm,叶绿素含量为60.54%,干草品质可达国家二级,其次是N8、N2组,N8组玉米的干草产量为18.83 t/hm2,干草品质达国家三级,N2组玉米的干草产量达18.39 t/hm2,干草品质达国家一级。德美亚1号适宜在冀西北坝上地区种植,且施氮452.25 kg/hm2产量最高,干草品质可达国家二级。
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