施钾对饲用玉米产量与营养品质的影响

施 钾 对 饲 用 玉 米 产 量 与 营 养 品 质 的 影 响
《 高 效 施 肥 》 2010 年 第 1 期 总 字 第 24 期
施 钾 对 饲 用 玉 米 产 量 与 营 养 品 质 的 影 响
1,2
左 启 华 , 李 会 彬 1 1,2
, 张 立 峰 , 杜 雄 1 1
, 边 秀 举
(1 河 北 农 业 大 学 农 学 院 , 河 北 保 定 071001;2 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 076450 )
摘 要 : 在 冀 西 北 高 寒 区 旱 砂 地 条 件 下 , 研 究 了 钾 肥 施 用 量 对 饲 用 玉 米 产 量 和 营 养 品 质 形 成 、 根
系 吸 收 能 力 的 影 响 。 结 果 表 明 , 钾 肥 显 著 提 高 了 饲 用 玉 米 的 生 物 产 量 , 增 产 5.3%~27.7%; 施 用
钾 肥 降 低 了 粗 蛋 白 、 粗 脂 肪 、 全 磷 含 量 , 显 著 增 加 了 粗 纤 维 、 粗 灰 分 和 全 钾 含 量 及 其 生 物 累 积 量 ,
含 量 增 幅 分 别 高 达 6.9%、18.0% 和 85.9%, 生 物 累 积 量 增 幅 分 别 高 达 36.1%、50.4% 和 137.1%;
钾 肥 明 显 提 高 了 伤 流 强 度 、 各 养 分 流 量 和 钾 离 子 浓 度 , 其 中 钾 离 子 流 量 和 浓 度 分 别 提 高 了 240.7%
和 42.9%, 降 低 了 茎 基 部 伤 流 液 中 全 氮 和 无 机 磷 的 浓 度 。 说 明 均 衡 的 养 分 管 理 是 提 高 饲 用 玉 米 产 量
及 肥 料 效 应 的 关 键 。
关 键 词 : 饲 用 玉 米 ; 生 物 产 量 ; 钾 肥 ; 伤 流 液 ; 营 养 品 质
冀 西 北 高 原 地 处 内 蒙 古 高 原 南 缘 , 高 寒 干 旱 、 土 瘠 地 薄 的 资 源 环 境 成 为 植 被 生 产 的 制 约 因 素 , 区
域 内 农 牧 兼 业 , 少 投 多 求 , 管 理 粗 放 , 作 物 、 牧 草 低 产 且 不 稳 产
[1], 高 达 40% 的 畜 群 超 载 所 产 生 的 巨
大 环 境 负 外 部 效 应
[2], 使 之 成 为 华 北 地 区 重 要 的 风 沙 源 之 一 , 威 胁 着 下 风 地 区 的 生 态 安 全 , 严 重 影 响 了
区 域 农 牧 业 的 协 调 与 可 持 续 发 展
[3], 高 产 优 质 饲 草 的 人 工 栽 培 是 支 撑 区 域 畜 牧 业 生 产 的 必 需 。 近 来 , 新
兴 作 物 饲 用 玉 米 的 发 展 成 为 冀 西 北 高 寒 区 饲 草 增 产 的 重 要 方 面 。
冀 西 北 高 原 土 壤 以 砂 质 栗 钙 土 为 主 , 约 占 土 地 面 积 的 65%, 是 饲 用 玉 米 主 要 种 植 区 。 砂 质 栗 钙 土
土 壤 养 分 含 量 低 、 水 肥 保 蓄 力 差 , 传 统 作 物 莜 麦 所 进 行 的 施 肥 研 究 显 示 了 氮 肥 高 达 109.4% 的 增 产 效
应 , 相 应 土 壤 磷 素 却 亏 缺 1.13 公 斤 / 公 顷
[4]; 新 兴 营 养 体 作 物 饲 用 玉 米 同 样 表 现 出 增 产 36.1% 的 氮 肥
效 果
[5]。 因 此 , 为 了 作 物 快 速 增 产 , 生 产 上 普 遍 重 施 氮 肥 , 而 少 施 或 不 施 磷 钾 肥 。 长 此 以 往 , 将 由 于 养
分 失 衡 而 降 低 肥 效 。 本 研 究 旨 在 揭 示 砂 质 栗 钙 土 农 田 下 施 钾 对 饲 用 玉 米 生 物 量 、 饲 用 品 质 、 肥 水 利 用
效 率 的 影 响 机 制 与 效 果 , 为 冀 西 北 高 寒 区 的 饲 草 高 效 生 产 、 优 化 饲 用 玉 米 养 分 管 理 技 术 提 供 科 学 依 据 。
1 材 料 与 方 法
1.1 试 验 设 计
田 间 试 验 于 2006 年 5 月 ~9 月 在 河 北 省 张 家 口 市 的 农 业 部 张 北 农 业 资 源 与 生 态 环 境 重 点 野 外 科 学
观 测 试 验 站 进 行 。 试 验 站 生 态 条 件 代 表 了 冀 西 北 高 原 , 年 均 气 温 2.6℃, 降 水 量 400 毫 米 , 无 霜 期 103
[6]
天 。 试 验 田 土 壤 类 型 为 砂 质 栗 钙 土 , 采 用 ASI 法 测 定 耕 层 土 壤 养 分 含 量 , 有 机 质 0.7%, 铵 态 氮 20.5
毫 克 / 升 , 速 效 磷 磷 9.85 毫 克 / 升 , 速 效 钾 43 毫 克 / 升 , 有 效 钙 1789.55 毫 克 / 升 ,pH 值 为 7.2。
试 验 共 设 4 个 钾 肥 处 理 : 在 施 用 6 公 斤 / 亩 纯 氮 、4 公 斤 / 亩 五 氧 化 二 磷 基 础 上 , 分 别 施 用 0、2.5、
5、7.5 公 斤 / 亩 氧 化 钾 , 相 应 以 K0、K1、K2、K3 表 示 。 磷 肥 全 部 基 施 , 氮 钾 肥 1/2 基 施 ,1/2 于 拔 节
期 追 施 。 氮 肥 选 用 尿 素 , 磷 肥 选 用 重 过 磷 酸 钙 , 钾 肥 选 用 加 拿 大 产 氯 化 钾 。 试 验 设 3 次 重 复 , 小 区 面
积 25m 。
2
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饲 用 玉 米 品 种 选 择 杂 交 品 种 “ 金 坤 8 号 ”, 种 植 密 度 1 万 株 / 亩 ,5 月 10 日 播 种 ,8 月 31 日 收 获 。
1.2 测 定 项 目 与 方 法
1.2.1 生 物 量 以 及 饲 用 营 养 品 质 的 测 定 从 2006 年 6 月 20 日 至 收 获 期 2006 年 8 月 31 日 每 隔 10 天 取
地 上 生 物 量 一 次 。 样 品 在 105℃ 烘 箱 内 杀 青 30 分 钟 , 然 后 在 80℃ 条 件 下 烘 干 至 恒 重 。
植 株 样 品 全 钾 含 量 采 用 干 灰 化 — 火 焰 光 度 法 测 定 ; 全 磷 含 量 采 用 干 灰 化 — 钒 钼 黄 比 色 法 测 定 ; 粗
蛋 白 含 量 采 用 H — — K SO - 凯 式 定 氮 法 测 定 ; 粗 脂 肪 (EE) 含 量 采 用 索 氏 提 取 器 — 油 重
2
SO4
CuSO4 2 4
法 测 定 ; 粗 纤 维 (CF) 含 量 采 用 酸 碱 法 测 定 粗 纤 维 (CF) 含 量 ; 粗 灰 分 (Ash) 含 量 采 用 高 温 灼 烧 法
测 定 。
1.2.2 茎 基 部 伤 流 液 的 收 集 与 测 定 2006 年 7 月 3 日 拔 节 期 后 , 收 取 地 上 秸 秆 的 同 时 使 用 脱 脂 棉 吸 收
法 收 集 茎 基 部 全 天 伤 流 液 。 伤 流 液 经 与 脱 脂 棉 分 离 后 过 滤 待 测 。
游 离 氨 基 酸 含 量 采 用 茚 三 酮 法 测 定 ; 铵 态 氮 含 量 采 用 奈 氏 比 色 法 测 定 ; 硝 态 氮 含 量 采 用 硫 酸 - 水
杨 酸 比 色 法 测 定 ; 无 机 磷 含 量 采 用 钼 黄 法 测 定 ; 钾 离 子 含 量 采 用 火 焰 光 度 法 测 定 。
1.2.3 计 算 方 法
钾 肥 表 观 利 用 率 %=[ 施 钾 处 理 的 饲 用 玉 米 植 株 吸 收 钾 量 - 未 施 钾 处 理 的 饲 用 玉 米 植 株 吸 收 钾 量 ]
×100/ 施 钾 量 ); 钾 肥 生 理 效 率 =[ 施 钾 处 理 的 饲 用 玉 米 生 物 产 量 - 未 施 钾 处 理 的 饲 用 玉 米 生 物 产 量 ]/
[ 施 钾 处 理 的 饲 用 玉 米 植 株 吸 收 钾 量 - 未 施 钾 处 理 的 饲 用 玉 米 植 株 吸 收 钾 量 。 [7]
试 验 结 果 统 计 与 分 析 应 用 EXCEL2003 和 SAS V8 统 计 软 件 。
2 结 果 分 析
2.1 不 同 施 钾 处 理 的 饲 用 玉 米 产 量 和 干 物 质 积 累 特 征
试 验 结 果 表 明 ( 表 1), 施 钾 有 促 进 饲 用 玉 米 增 产 的 趋 势 , 除 2.5 公 斤 氧 化 钾 / 亩 外 , 施 钾 与 不 施 钾
相 比 增 产 5.3%~27.7%。 统 计 分 析 表 明 , 只 有 当 施 钾 量 达 到 7.5 公 斤 / 亩 时 产 量 差 异 方 达 显 著 水 平 。
表 1
不 同 钾 肥 处 理 饲 用 玉 米 生 物 产 量
处 理 重 复 ( 公 斤 / 亩 ) 平 均 产 量 ( 公 斤 / 亩 )
K0 405.9 407.2 411.0 404.8 407.2 b
K1 461.1 362.7 384.2 387.8 399.0 b
K2 428.7 390.3 460.6 435.8 428.9 b
K3 513.7 485.4 619.1 462.2 520.1 a
注 : 表 中 同 列 数 字 后 不 同 小 写 字 母 表 示 5% 显 著 差 异 , 下 同 ;
2.2 不 同 施 钾 处 理 的 饲 用 玉 米 营 养 品 质
2.2.1 不 同 施 钾 处 理 的 饲 用 玉 米 营 养 品 质 指 标 结 果 ( 表 2) 表 明 , 施 钾 显 著 降 低 了 饲 用 玉 米 粗 蛋 白 、 粗
脂 肪 和 全 磷 的 含 量 ,K3 处 理 的 三 指 标 含 量 分 别 比 K0 降 低 23.6%、16.0% 和 38.3%, 全 磷 含 量 降 低 幅
度 最 大 。
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施 钾 对 饲 用 玉 米 产 量 与 营 养 品 质 的 影 响
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施 钾 显 著 增 加 了 饲 用 玉 米 粗 纤 维 、 粗 灰 分 和 全 钾 的 含 量 。 施 钾 处 理 的 粗 纤 维 、 粗 灰 分 和 全 钾 的 含
量 分 别 比 K0 提 高 了 4.8%~6.9%、7.3%~18.0% 和 42.2%~85.9%, 全 钾 含 量 增 幅 最 大 。
表 2
不 同 钾 肥 处 理 饲 用 玉 米 的 营 养 品 质 指 标 含 量
处 理 粗 蛋 白 (%) 粗 脂 肪 (%) 粗 纤 维 (%) 粗 灰 分 (%) 全 磷 (%) 全 钾 (%)
K0 8.86 a 1.69 a 23.1 b 4.40 d 0.164 a 0.64 d
K1 8.85 a 1.53 b 23.1 b 4.72 c 0.139 b 0.91 c
K2 7.91 b 1.59 ab 24.2 a 4.90 b 0.122 c 0.93 bc
K3 6.77 c 1.42 c 24.7 a 5.19 a 0.101 d 1.19 a
2.2.2 不 同 钾 肥 处 理 的 饲 用 玉 米 品 质 指 标 生 物 累 积 量
由 于 钾 肥 对 饲 用 玉 米 的 产 量 和 品 质 指 标 含 量 的 双 重 作 用 , 饲 用 玉 米 的 各 品 质 指 标 生 物 累 积 量 出 现
了 与 两 者 不 同 的 变 化 特 征 ( 表 3)。
施 钾 显 著 提 高 了 粗 纤 维 、 粗 灰 分 和 全 钾 生 物 累 积 量 ,K3 比 K0 分 别 提 高 了 36.1%、50.4% 和 137.1%。
全 钾 的 生 物 累 积 量 增 幅 最 大 。
施 钾 使 饲 用 玉 米 全 磷 生 物 累 积 量 降 低 16.4%~21.1%, 施 钾 处 理 间 差 异 并 不 显 著 。
表 3 还 表 明 , 施 钾 对 饲 用 玉 米 的 粗 蛋 白 与 粗 脂 肪 累 积 量 没 有 产 生 生 产 意 义 的 显 著 影 响 。
表 3
不 同 钾 肥 处 理 饲 用 玉 米 各 品 质 指 标 生 物 累 积 量
处 理
粗 蛋 白 粗 脂 肪 粗 纤 维 粗 灰 分 全 磷 全 钾
( 公 斤 / 亩 ) ( 公 斤 / 亩 ) ( 公 斤 / 亩 ) ( 公 斤 / 亩 ) ( 公 斤 / 亩 ) ( 公 斤 / 亩 )
K0 36.1 6.9 94.2 17.9 0.7 2.6
K1 35.3 6.1 92.0 18.8 0.6 3.6
K2 33.9 6.8 103.7 21.0 0.5 4.0
K3 35.2 7.4 128.2 27.0 0.5 6.2
2.3 不 同 施 钾 处 理 的 饲 用 玉 米 根 系 吸 收 能 力
不 同 施 钾 处 理 的 茎 基 部 伤 流 液 数 量 与 浓 度 分 析 结 果 ( 表 4) 表 明 , 施 钾 显 著 提 高 了 饲 用 玉 米 根 系 对
土 壤 溶 液 的 吸 收 能 力 , 有 利 于 向 地 上 部 输 送 更 多 的 水 分 和 养 分 。K3 处 理 的 伤 流 强 度 、 全 氮 、 无 机 磷 以
及 钾 离 子 流 量 较 K0 分 别 增 加 了 94.8%、24.3%、61.0% 和 240.7%, 其 中 钾 离 子 流 量 增 幅 最 大 , 其 次
为 伤 流 强 度 。 可 见 施 钾 显 著 增 强 了 玉 米 植 株 对 土 壤 水 分 和 钾 离 子 的 摄 取 能 力 。 这 对 于 冀 西 北 高 寒 区 雨
养 农 作 下 的 降 水 高 效 利 具 有 重 要 意 义 。
茎 基 部 伤 流 液 中 钾 离 子 浓 度 明 显 增 加 ,K3 比 K0 提 高 了 42.9%。 施 钾 降 低 了 茎 基 部 伤 流 液 中 全 氮 、
无 机 磷 的 浓 度 ,K3 比 K0 分 别 下 降 了 22.7% 和 18.9%。 施 钾 对 伤 流 液 N、P 和 K 浓 度 的 影 响 与 生 物 量
中 诸 营 养 元 素 的 浓 度 效 果 相 一 致 。
钾 肥 显 著 增 强 了 水 分 和 钾 离 子 的 吸 收 能 力 , 但 是 氮 素 、 磷 素 供 应 受 限 而 降 低 伤 流 液 中 全 氮 和 无 机
磷 的 浓 度 , 生 物 量 增 产 受 到 限 制 。 表 4 中 , 钾 离 子 浓 度 和 流 量 均 高 于 全 氮 和 无 机 磷 , 相 比 钾 肥 的 增 产
作 用 , 钾 离 子 的 渗 透 调 节 作 用 显 得 尤 为 突 出 。
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监 测 表 明 , 施 钾 稳 定 的 增 加 了 茎 基 部 伤 流 液 中 各 营 养 成 分 的 流 量 以 及 钾 离 子 含 量 , 而 相 应 降 低 了
氮 、 磷 营 养 成 分 的 含 量 。
表 4
不 同 钾 肥 处 理 饲 用 玉 米 根 系 吸 收 能 力
处 理
流 量 ( 克 /·m 2 / 天 ) 含 量 ( 毫 克 / 公 斤 )
伤 流 液 全 氮 无 机 磷 钾 离 子 全 氮 无 机 磷 钾 离 子
K0 245.8 0.0378 0.0082 0.0337 146.0 33.3 161.5
K1 305.7 0.0411 0.0105 0.0483 129.3 29.0 142.3
K2 289.1 0.0467 0.0120 0.0841 151.2 28.2 217.0
K3 479.0 0.0470 0.0132 0.1148 112.8 27.0 230.7
注 : 表 中 各 项 数 据 均 为 各 时 期 结 果 之 平 均 。
3 结 论 与 讨 论
饲 用 玉 米 以 生 物 量 为 核 心 , 并 不 刻 意 追 求 籽 粒 产 量 , 这 就 为 冀 西 北 高 寒 区 极 不 稳 定 的 水 土 资 源 环
境 下 发 展 饲 草 生 产 提 供 了 方 向 。 研 究 表 明 , 在 无 霜 期 只 有 110 天 的 冀 西 北 高 原 , 增 加 肥 料 投 入 成 为 饲
草 增 产 的 先 决 因 素 , 增 肥 增 产 稳 产 的 农 作 实 践 昭 示 了 环 境 恶 劣 的 寒 旱 地 投 入 区 资 源 深 度 合 理 开 发 的 技
术 潜 力 。
[8] [9]
施 钾 利 于 根 系 的 生 长 发 育 以 及 钾 离 子 作 为 渗 透 调 节 物 质 促 进 植 株 吸 收 土 壤 水 分 的 效 应 , 对 冀 西
北 高 寒 区 雨 养 条 件 下 的 饲 用 玉 米 及 时 吸 收 土 壤 水 起 了 重 要 作 用 。 随 施 钾 量 的 提 高 , 株 体 递 增 的 伤 流 总
量 以 及 钾 离 子 浓 度 , 表 明 饲 用 玉 米 生 物 量 形 成 的 钾 肥 增 产 机 制 ; 而 相 应 伤 流 液 以 及 玉 米 植 株 氮 、 磷 营
养 成 分 含 量 的 降 低 , 则 源 于 土 壤 中 氮 、 磷 营 养 存 量 较 低 及 其 加 强 的 水 分 吸 收 、 生 物 量 增 产 对 氮 、 磷 的
[10]
稀 释 作 用 。 均 衡 农 田 的 养 分 管 理 成 为 提 高 饲 用 玉 米 产 量 及 肥 料 效 应 的 关 键 。
研 究 表 明 , 钾 肥 提 高 了 饲 用 玉 米 的 粗 纤 维 、 粗 灰 分 和 全 钾 的 含 量 及 其 生 物 累 积 量 , 降 低 了 粗 蛋 白 、
粗 脂 肪 和 全 磷 的 含 量 以 及 全 磷 的 生 物 累 积 量 。 钾 肥 提 高 了 钾 离 子 的 吸 收 能 力 , 而 抑 制 了 氮 磷 的 吸 收 。 在
[11]
氮 磷 肥 没 有 增 加 的 情 况 下 , 增 加 施 钾 量 的 增 产 效 应 所 产 生 的 稀 释 作 用 使 得 植 株 体 内 全 氮 、 全 磷 含 量
降 低 。 钾 肥 对 粗 纤 维 生 物 累 积 量 的 增 幅 也 超 过 了 钾 肥 的 增 产 幅 度 。 可 见 钾 肥 促 进 了 饲 用 玉 米 的 光 合 作
用 , 由 于 相 对 缺 乏 氮 、 磷 元 素 的 供 应 , 光 合 产 物 更 多 地 转 化 为 利 用 价 值 较 低 的 粗 纤 维 , 而 不 是 与 氮 、 磷
元 素 有 关 的 粗 蛋 白 和 粗 脂 肪 。 通 过 氮 磷 钾 合 理 的 配 合 施 用 以 获 得 高 产 优 质 的 饲 用 玉 米 成 为 冀 西 北 高 寒
区 畜 牧 业 生 产 发 展 的 有 力 保 障 。
参 考 文 献
[1] 张 立 峰 . 论 华 北 农 牧 交 错 带 生 态 与 经 济 建 设 的 策 略 与 途 径 [J]. 应 用 生 态 学 报 , 2003,14 (11):
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施 钾 对 饲 用 玉 米 产 量 与 营 养 品 质 的 影 响
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