氮肥對(duì)桂牧一號(hào)雜交象草產(chǎn)草量和山羊體外降解率的影響研究

，，，

(1.湖南環(huán)境生物職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南衡陽(yáng) 421000； 2.湖南省畜牧獸醫(yī)研究所)

我國(guó)南方廣大亞熱帶低山丘陵紅黃壤地區(qū)，土壤有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀含量較低。這些地區(qū)牧草的栽培與利用是公認(rèn)的難度最大課題之一，近年來(lái)，隨著農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，南方地區(qū)的種植業(yè)比例在不斷降低，畜牧業(yè)比例卻在不斷提高，這將有利于增加農(nóng)民收入。然而在農(nóng)區(qū)發(fā)展畜牧業(yè)，解決飼草料是一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題[1-3]。

桂牧一號(hào)雜交象草，由于其豐富的營(yíng)養(yǎng)和優(yōu)良的飼用價(jià)值，在湖南，湖北，江西，廣東，廣西等地已廣泛種植，是農(nóng)區(qū)畜牧業(yè)發(fā)展的重要飼草和飼料來(lái)源[4]。但是，不同品種在不同地區(qū)及不同栽培條件下，產(chǎn)量和品質(zhì)相差懸殊。目前，有關(guān)桂牧一號(hào)的產(chǎn)量和品質(zhì)受外界環(huán)境影響的研究報(bào)道甚少。特別是在南方的土壤和氣候條件下，如何施用氮肥尚未報(bào)道。在我國(guó)南方大面積種植桂牧一號(hào)雜交象草，應(yīng)施什么類(lèi)型的氮肥，施多少氮肥才能發(fā)揮最大的經(jīng)濟(jì)效益，有待大量的實(shí)驗(yàn)探索以求證明。因此，通過(guò)研究不同氮肥種類(lèi)及水平對(duì)桂牧一號(hào)產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，找準(zhǔn)氮肥種類(lèi)，實(shí)現(xiàn)減少肥料用量，提高肥料利用率，穩(wěn)定牧草產(chǎn)量，改善牧草品質(zhì)，提高種草的經(jīng)濟(jì)效益，形成一個(gè)科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、易被廣大農(nóng)民接受的施肥模式，對(duì)指導(dǎo)亞熱帶紅黃壤地區(qū)桂牧一號(hào)雜交象草生產(chǎn)，提高種草的科技含量，具有特別重要的意義。

1 材料與方法

1.1施肥試驗(yàn)

1.1.1試驗(yàn)材料 桂牧一號(hào)雜交象草由湖南省畜牧獸醫(yī)研究所草業(yè)研究中心提供；尿素由當(dāng)陽(yáng)市華強(qiáng)化工有限公司提供，氮含量46%，2000元/t；碳銨由湖南湘鄉(xiāng)桂興肥業(yè)有限公司提供，氮含量16.8%，600元/t。

1.1.2試驗(yàn)條件 試驗(yàn)在湖南省畜牧獸醫(yī)研究所草業(yè)研究中心試驗(yàn)基地進(jìn)行，為典型的南方低山丘陵紅壤地帶，地處北緯28°21′，東經(jīng)113°05′，海拔80 m，年平均最高氣溫17～17.5℃，無(wú)霜期280～290 d，年平均降雨量為1400～1600 mm[4]。試驗(yàn)土壤為紅壤土，土壤特點(diǎn)為旱、酸、瘦、板、結(jié)、濁、保水保肥性能差。據(jù)湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)化檢測(cè)中心檢測(cè)，土壤 pH 值為4.5，土壤有機(jī)質(zhì)含量5.16 g/kg，全氮含量0.56 g/kg，全磷0.59 g/kg，全鉀14.4 g/kg，速效氮30.0 mg/kg，速效磷48.3 mg/kg，速效鉀20.2 mg/kg。

1.1.3試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)采用單因素隨機(jī)分組設(shè)計(jì)，刈割后根據(jù)施氮種類(lèi)和水平不同而分為7個(gè)處理，分別為：A1(施尿素150 kg/hm2)，A2(施尿素300 kg/hm2)，A3(施尿素450 kg/hm2)，B1(施碳銨411.3 kg/hm2)，B2(施碳銨821.4 kg/hm2)，B3(施碳銨1231.65 kg/hm2)，N0(對(duì)照組)。每個(gè)處理四個(gè)重復(fù)，共28個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)栽20蔸桂牧一號(hào)雜交象草，株距、行距各70 cm，小區(qū)面積10 m2，小區(qū)間設(shè)人行道1 m，其中低氮處理(A1 和B1)含氮69 kg/hm2，中氮處理(A2 和B2)含氮138 kg/hm2，高氮處理(A3 和B3 )含氮207 kg/hm2，無(wú)氮處理(對(duì)照組)含氮0 kg/hm2。

1.1.4飼草管理 桂牧一號(hào)雜交象草于2005年7月11日上午刈割，下午按試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案將肥料兌水按不超過(guò)2%濃度均勻施肥。此茬牧草于8月25日收割，生育期45 d。

1.2體外降解試驗(yàn)

1.2.1試驗(yàn)動(dòng)物 選擇年齡和體重相近(體重約20 kg)，去勢(shì)瀏陽(yáng)黑山羊3只，安裝永久性瘤胃瘺管，舍飼，定時(shí)定量飼喂干草，自由飲水，手術(shù)后30 d開(kāi)始進(jìn)行體外發(fā)酵試驗(yàn)。

1.2.2試驗(yàn)日糧 試驗(yàn)日糧按中國(guó)山羊飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)配制，山羊的營(yíng)養(yǎng)水平為1.5倍維持水平。

1.2.3飼養(yǎng)管理 供試羊每天8∶00和20∶00時(shí)分兩次飼喂，單籠舍飼，自由飲水。以玉米秸稈作為基礎(chǔ)粗飼料，日糧精粗比為50∶50。供試羊每天飼喂混合精料400 g，玉米秸稈400 g。

1.2.4試驗(yàn)經(jīng)過(guò)

1.2.4.1 厭氧緩沖液配制 參照盧德勛，謝崇文(1991)方法配制緩沖液，并將pH值調(diào)整至6.9～7.0之間[5]。

1.2.4.2 試驗(yàn)過(guò)程 每日凌晨飼喂前，自供試山羊瘤胃內(nèi)抽取瘤胃液，混合備用，并將上述緩沖液與瘤胃液以2∶1比例充分混合，分別稱取第二茬牧草樣品200 mg，裝入100 mL注射器中，事先將注射器放入40 ℃水浴恒溫箱中預(yù)熱，然后向注射器中加入30 mL瘤胃液/緩沖液混合液，放入水浴恒溫箱(39 ℃)中培養(yǎng)，培養(yǎng)30 min后輕輕搖動(dòng)注射器，之后每隔1 h搖動(dòng)1次，直至10 h，分別讀取2、4、6、12、24、36、48、60、72 h的產(chǎn)氣量，當(dāng)注射器刻度達(dá)到60 mL時(shí)排出氣體，使刻度返回到35 mL的位值，每個(gè)樣設(shè)4個(gè)重復(fù)，每批設(shè)2個(gè)空白(瘤胃液/緩沖液混合液)。各樣品的產(chǎn)氣量是注射器產(chǎn)氣量與空白產(chǎn)氣量的差值。將發(fā)酵液過(guò)濾，濾渣無(wú)損地轉(zhuǎn)移至石英坩堝中，并用蒸餾水反復(fù)沖洗，于105℃烘干測(cè)定干物質(zhì)消失率。稱重后在馬福爐550℃灰化，測(cè)定其有機(jī)物消失率。結(jié)合試驗(yàn)前樣品的干物質(zhì)和有機(jī)物含量，計(jì)算干物質(zhì)和有機(jī)物的消化率。

1.2.5統(tǒng)計(jì)分析 采用Gompertz模型GP=Aexp-exp[1+be(LAG-t/A)]來(lái)描述桂牧一號(hào)雜交象草的體外發(fā)酵動(dòng)力學(xué)特性。GP表示產(chǎn)氣量(mL)，A表示理論最大產(chǎn)氣量(mL)，b表示產(chǎn)氣速率(mL/h)，LAG表示產(chǎn)氣延滯時(shí)間(h)，e表示歐拉常數(shù)[5]。

采用非線性回歸程序(NLIN)獲得擬合參數(shù)A、b和LAG值，應(yīng)用SAS 6.12統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1氮肥對(duì)桂牧一號(hào)雜交象草產(chǎn)草量的影響 不同施肥處理對(duì)桂牧一號(hào)雜交象草產(chǎn)草量的影響見(jiàn)表1。

表1 氮肥對(duì)產(chǎn)草量的影響測(cè)定

由表1可見(jiàn)，隨著施氮水平的提高，鮮草和干草產(chǎn)量都呈現(xiàn)出先迅速上升后緩慢下降趨勢(shì)。不同的氮肥處理，產(chǎn)草量各異，其中以B2產(chǎn)量最高，鮮草和干草產(chǎn)量分別為102.2 t/hm2和13.05 t/hm2，是對(duì)照組的1.21和1.31倍，干草產(chǎn)量從大到小依次為B2、A3、A2、B1、B3、A1、N0。

顯著性分析表明：全年鮮草產(chǎn)量B2極顯著(P<0.01)高于A1和N0，顯著(P<0.05)高于B3；干草產(chǎn)量施肥處理顯著(P<0.05)高于對(duì)照組，B2顯著(P<0.05)高于其它施肥處理組。

2.2桂牧一號(hào)雜交象草體外降解試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1不同氮肥處理后的桂牧一號(hào)雜交象草體外產(chǎn)氣特性 詳見(jiàn)圖1和表2。

圖1 桂牧一號(hào)在體外發(fā)酵過(guò)程中的累積產(chǎn)氣量

參數(shù)處理N0A1A2A3B1B2B3A/mL45.21c46.83bc49.22ab48.74ab52.60a51.12a47.62bcb/mL/h1.68b1.85b2.06a2.03a2.43a2.27a1.93abLAG/h-3.94a-4.69a-3.35a-2.91a-3.14a-4.98a-4.93a

注：同列中不同大寫(xiě)字母表示差異極顯著(P<0.01)；不同小寫(xiě)字母表示差異顯著(P<0.05)

由圖1、表2可見(jiàn)，所有處理，第三茬草從發(fā)酵后第48 h開(kāi)始，累積產(chǎn)氣曲線呈漸近線，發(fā)酵完成時(shí)，累積產(chǎn)氣量從大到小依次為B1，B2，A2，A3，B3，A1，N0；最大產(chǎn)氣量(A)和產(chǎn)氣速率(b)，尿素組隨施氮量的增加先上升后下降，其中A2最高，分別為49.22 mL和2.06 mL/h，顯著高于(P<0.05)N0(不施氮)，而碳銨組理論最大產(chǎn)氣量和產(chǎn)氣速率隨施氮量的增加而減少，B1最高，分別為52.60 mL和2.43 mL/h，顯著(P<0.05)高于N0和A1；產(chǎn)氣延滯時(shí)間(LAG)，尿素組隨施氮量的增加而延長(zhǎng)，碳銨組隨施氮量的增加而縮短，但各處理產(chǎn)氣延滯時(shí)間差異不顯著(P>0.05)。

2.2.2不同氮肥處理后桂牧一號(hào)雜交象草體外降解率 詳見(jiàn)表3。

表3 桂牧一號(hào)體外72 h干物質(zhì)和有機(jī)物的降解率

注：同列中不同大寫(xiě)字母表示差異極顯著(P<0.01)；不同小寫(xiě)字母表示差異顯著(P<0.05)

由表3可知，低氮和中氮處理可提高桂牧一號(hào)雜交象草干物質(zhì)和有機(jī)物在體外的DMD和OMD，而高氮處理則降低了桂牧一號(hào)雜交象草在體外的降解率，尿素組DMD和OMD降解率隨施氮量增加而下降，碳銨組則隨施氮量的增加先上升后下降，所有處理，B2的降解率最高，分別為60.8%和67.2%，B3的降解率最低，分別為56.4%和62.8%。分析表明，干物質(zhì)降解率B1，B2和A1顯著高于B3、A3和N0(P<0.05)，有機(jī)物降解率B1，B2和A1顯著高于B3和A3(P<0.05)。

3 分析與討論

3.1同一施氮水平下，施碳銨比施尿素效果好 碳銨除了含有氮素外，還含有50%左右的CO2，桂牧一號(hào)雜交象草分蘗多，生長(zhǎng)旺盛，需要的CO2多，空氣中的CO2量滿足不了桂牧一號(hào)雜交象草的生長(zhǎng)要求，如果只靠空氣中CO2本身的濃度所造成的擴(kuò)散作用動(dòng)力來(lái)移動(dòng)補(bǔ)充，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足作物的需要，特別在中午前后光合作用較強(qiáng)，株間CO2濃度較低時(shí)，碳銨分解的CO2可以彌補(bǔ)空氣中CO2的不足，從而提高光合作用效率，提高牧草的產(chǎn)量和品質(zhì)。

3.2施中水平氮(B2和A2)最有利于提高桂牧一號(hào)的產(chǎn)草量和牧草品質(zhì) 合理施用氮素可增加葉綠素含量，提高光合速率，因而可以提高桂牧一號(hào)的產(chǎn)草量。大部分葉蛋白存在于與葉綠素有關(guān)的酶中，葉綠素是植物吸收光合作用的重要物質(zhì)，其含量增加也反映了功能葉光合作用的增強(qiáng)，桂牧一號(hào)生長(zhǎng)后期，葉綠素含量開(kāi)始下降，高氮處理和低氮處理功能葉的葉綠素含量下降最明顯，原因可能是低氮條件下，氮肥用量不足可能導(dǎo)致葉肉細(xì)胞葉綠體結(jié)構(gòu)性差，微管束鞘細(xì)胞碳水化合物積累減少，營(yíng)養(yǎng)體氮素再分配率大，從而引起葉片早衰；高氮條件下，生育后期硝酸還原酶活性過(guò)高，氮素代謝過(guò)旺，同時(shí)葉肉細(xì)胞葉綠體片層結(jié)構(gòu)膨脹，呈“肉汁化”特征，維管束鞘細(xì)胞淀粉大量消耗，無(wú)核淀粉出現(xiàn)，從而引起葉片葉綠素含量下降[6]。這與Terrar(1968)[7]和孫群(2001)[8]研究基本一致。Terrar(1968)認(rèn)為，氮素供應(yīng)水平可顯著影響葉綠體中葉綠素含量，在一定范圍內(nèi)，玉米葉片的葉綠素含量和光合速率與葉片的含氮量成正相關(guān)，氮素供應(yīng)失調(diào)可導(dǎo)致光合能力下降。孫群(2001)研究指出，葉綠素總量隨氮素水平的提高而增加，但當(dāng)繼續(xù)提高氮素水平，則可能出現(xiàn)飽和趨勢(shì)。氮肥用量不足或過(guò)量均可加速生長(zhǎng)后期葉面積指數(shù)及葉綠素含量下降的進(jìn)程，使葉片提早衰老，從而影響其牧草的產(chǎn)量和品質(zhì)。

3.3合理施氮可提高桂牧一號(hào)雜交象草的產(chǎn)草量 試驗(yàn)表明，不同氮肥水平的鮮草和干草產(chǎn)量，試驗(yàn)組均比對(duì)照組有所增產(chǎn)，其中B2(每次刈割后施用碳銨821.4 kg/hm2)產(chǎn)草量最高，鮮草和干草總產(chǎn)量分別為102.2 t/hm2和13.05 t/hm2；其次為A2(每次刈割后施用尿素300 kg/hm2)，鮮草和干草產(chǎn)量分別為92.42 t/hm2和11.66 t/hm2。

3.4合理施氮可增加桂牧一號(hào)雜交象草在體外的降解率 不同氮肥處理后的桂牧一號(hào)在體外的干物質(zhì)和有機(jī)物的降解率不同?？偟膩?lái)說(shuō)，除施高氮水平外，其余施肥處理后的桂牧一號(hào)在體外的降解率均有所提高，干物質(zhì)降解率從高到底依次為B2，B1，A1，A2，N0，A3，B3(60.80%，60.62%，60.12%，59.09%，58.36%，58.35%，56.40%)，有機(jī)物降解率從高到底依次為B2，A1，B1， A2，N0，A3，B3(67.20%,66.93%,66.29%,65.48%，64.03%,63.83%,62.78%)。

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