沼液對越冬期王草生產(chǎn)性能和品質(zhì)的影響

藺紅玲，韓建成，江漢青，張華林，賈汝敏，汪 春，周漢林，江 楊，李海亮，陳永輝，張秋炎

（1. 中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院湛江實(shí)驗站，廣東 湛江 524091；2. 中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院南亞熱帶作物研究所，廣東 湛江 524091；3. 廣東海洋大學(xué)，廣東 湛江 571101；4. 中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所，海南 儋州 571737）

王草(Pennisetum sinese)又名皇竹草、巨象草、雜交狼尾草等，屬禾本科狼尾草屬多年生牧草。熱研4號王草是20世紀(jì)初由中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院培育出來的優(yōu)良飼草品種之一，是由美洲狼尾草和珍珠粟雜交育成的禾本科多年生牧草，具有高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和抗逆性強(qiáng)等特點(diǎn)，素有“草中之王”的美譽(yù)。一般株高1.5～3.8 m，年可刈割8次以上，每畝年產(chǎn)鮮草15 000～25 000 kg（約合225～375 t·hm-2)，適于廣東、廣西、海南等長江以南地區(qū)種植，是牛、羊、兔等草食動物的優(yōu)質(zhì)牧草料之一[1-3]。

熱研4號王草最適的生長溫度為25～35 ℃，10～20 ℃生長緩慢，8 ℃以下生長受抑制[4]。由于中國南方冬季氣溫下降，加之雷州半島土地多屬紅土壤類型，多雨引起土壤風(fēng)化和強(qiáng)烈的淋溶作用，引起土壤貧瘠[5]，造成冬季王草生長緩慢，產(chǎn)草量下降，導(dǎo)致了冬季飼草料短缺問題，已經(jīng)嚴(yán)重制約了南方草地畜牧業(yè)的發(fā)展。

沼液是畜禽糞便厭氧發(fā)酵后的殘留液，富含有機(jī)質(zhì)、氮、磷和鉀等營養(yǎng)物質(zhì)，其中，羊糞沼液中氮、磷和鉀等含量位于所有畜禽糞便沼液之首，氮含量高達(dá)730.45 g·kg-1[6-8]。有研究表明，施肥豬糞沼液對玉米(Zea may)生長具有促進(jìn)的作用[9]，雞糞沼液含有豐富的氮磷鉀和有機(jī)質(zhì)，可培育微藻，產(chǎn)生大量的生物質(zhì)[10]。畜禽沼液可以增加牧草中的氮磷鉀的積累量，顯著提高牧草的品質(zhì)[11-12]。但關(guān)于羊糞沼液對冬季牧草的生產(chǎn)性能及品質(zhì)的影響少有報道。本研究以熱研4號王草為材料，分析沼液對越冬期王草生產(chǎn)性能及品質(zhì)的影響，以期為熱研4號王草越冬、優(yōu)質(zhì)栽培和羊糞沼液資源化利用提供科學(xué)依據(jù)，同時可有效緩解中國南方冬季牧草季節(jié)性飼草短缺和沼液隨意排放造成的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染等問題。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

熱研4號王草和羊糞沼液，由中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院湛江實(shí)驗站草畜一體化綜合試驗基地提供；無機(jī)肥為尿素(總氮 ≥ 46%)，購自安徽六國化工股份有限公司。

沼液制作過程：采用中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院湛江實(shí)驗站草畜一體化試驗基地生產(chǎn)的羊糞，通過自動刮糞機(jī)將羊糞收集至沼液池，加水稀釋，充分?jǐn)噭蚝蟀l(fā)酵。發(fā)酵過程中采用中溫發(fā)酵，發(fā)酵時間為正常產(chǎn)氣 90 d，充分發(fā)酵后，抽取上層發(fā)酵液體即可得到羊糞沼液，并取上層發(fā)酵液體500 mL送檢測。經(jīng)測定其營養(yǎng)成分為：全氮1.23 g·kg-1、全磷0.45 g·kg-1、全鉀0.52 g·kg-1、鐵1 025.10 mg·kg-1、錳 12.50 mg·kg-1、銅 3.15 mg·kg-1和鋅 8.9 mg·kg-1，其pH為7.15。

1.2 試驗區(qū)概況

試驗區(qū)位于廣東省湛江市麻章區(qū)湖秀新村，地理位置在 109°31'－110°55' E、20°00'－21°35' N；受海洋性氣候調(diào)節(jié)，空氣濕度大，夏季高溫多雨，冬季無嚴(yán)寒，春季溫暖潮濕；年均日照時數(shù)達(dá)1 417～1 802 h，年均降水量為1 417～1 802 mm，年均氣溫為23 ℃，有著豐富的光熱資源，年積溫為8 309～8 519 ℃·d。試驗區(qū)土壤類型性質(zhì)及試驗期間月平均溫度和月平均降水量如表1和2所列。

表1 試驗地土壤理化性質(zhì)Table 1 Physical and chemical properties of the soil in the test site

表2 2017年11月至2018年2月月均降水量和月均溫度Table 2 Monthly average precipitation and temperature from November 2017 to February 2018

1.3 試驗設(shè)計

本試驗于2017年11月-2018年2月在中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院湛江試驗站綜合試驗基地進(jìn)行。試驗采用單因素設(shè)計方法，共設(shè)2個追肥條件和1個空白對照，即施羊糞沼液(A1)、施尿素(A2)和不施肥(CK)；每個處理3個重復(fù)，每個重復(fù)區(qū)面積為3 m ×3 m，共9個試驗小區(qū)。試驗小區(qū)選擇行間距相近、生長均勻良好的王草種植區(qū)域，每個小區(qū)周圍設(shè)計有隔離帶。試驗期為80 d，每隔40 d刈割一次，共刈割兩次，刈割時間分別為2018年1月1日和2018年2月9日。試驗期間，用噴管每5 d澆一次水，確保各處理組的施水量充足且一致。每次刈割返青后王草高度達(dá)20 cm施肥一次。施肥量按羊糞沼液 166.67 t·hm-2， 尿 素 按 585.0 kg·hm-2施 入[13-15]，并定期進(jìn)行除草。

1.4 試驗指標(biāo)測定方法

在試驗小區(qū)內(nèi)隨機(jī)選取1 m × 1 m面積區(qū)域做標(biāo)記，在距離地面5 cm處進(jìn)行刈割稱重，即為鮮草重；將鮮草混合均勻后隨機(jī)抽取200～500 g的鮮草，在105 ℃殺青1 h，然后在65 ℃下烘干直至恒重，稱重即為王草干重(本試驗一共烘48 h王草達(dá)到恒重狀態(tài))；計算鮮干比。

株高測定采用定株法，每7 d測定一次，連續(xù)測80 d。每組隨機(jī)選擇15株作好標(biāo)識，先測定基礎(chǔ)株高(刈割高度為距離地面5 cm)，當(dāng)牧草長到刈割期時測定生長速度。

粗蛋白(crude protein, CP)的采用凱氏法測定，具體步驟按照GB/T6432-94《飼料中粗蛋白測定方法》進(jìn)行操作。粗脂肪(ether extract, EE)采用索氏提取法測定，具體步驟參照GB/T6433-2006《飼料中粗脂肪測定方法》。粗灰分(Ash)采用灼燒法測定，具體步驟參照GB/T6438-2007《飼料中粗灰分測定方法》。粗纖維(crude fiber, CF)用酸堿消煮法，具體步驟參照GB/T6434-2006《飼料中粗纖維的測定-過濾法》。干物質(zhì)采用烘箱烘干法。鮮草水分含量=(鮮草烘干前的質(zhì)量-鮮草烘干至恒重后的質(zhì)量)/鮮草烘干前的質(zhì)量 × 100%；無氮浸出物(nitrogen free extract, NFE)的含量=100%-粗蛋白的含量-粗灰分的含量-粗纖維的含量-粗脂肪的含量-水分。

1.5 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)用Excel 2010進(jìn)行分析統(tǒng)計，用SAS 9.0軟件的ANOVA程序，進(jìn)行了方差分析，結(jié)果以“平均值 ± 標(biāo)準(zhǔn)差”表示；各組數(shù)據(jù)的結(jié)果差異顯著性用Duncan氏法分析比較，顯著性水平為0.05。

2 結(jié)果

2.1 施肥條件對冬季王草生產(chǎn)性能的影響

2.1.1 施肥條件對冬季王草鮮干比的影響

傳統(tǒng)的基礎(chǔ)護(hù)理學(xué)實(shí)訓(xùn)教學(xué)采用分章節(jié)、分項目教學(xué)形式，學(xué)生練習(xí)時多是各自為政，只要自己動手會做就可以了。而學(xué)生今后走上臨床工作崗位，搶救、治療病人等工作多以團(tuán)隊形式開展，這種傳統(tǒng)的基礎(chǔ)護(hù)理學(xué)實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式培養(yǎng)出來的學(xué)生，團(tuán)隊協(xié)作能力尤顯不足。

冬季王草經(jīng)過不同追肥處理后，第1次刈割后A1組的鮮重和干重顯著均高于A2組和CK組(P＜ 0.05)；第2次刈割后A1組的鮮重和干重低于CK，鮮重高于A2組，且3組的鮮重差異顯著(P＜ 0.05)；

A1組鮮干比相對于CK均得到了的改善，兩次刈割后的A1組鮮干比分別為3.17和3.84，均顯著低于同期A2和CK(P＜ 0.05)；同期A2與CK的鮮干比差異不顯著(P＞ 0.05)(圖1)。由此可知，施羊糞沼液可以顯著降低王草的鮮干比，提高王草的產(chǎn)量，而施氮肥的效果不明顯。

2.1.2 施肥條件對冬季王草株高、增長率和莖葉比的影響

不同施肥處理對越冬王草的株高、生長速度和增長率均產(chǎn)生了影響(表3)。兩次刈割后同期王草A1組的株高和生長速度均顯著高于A2組與CK(P＜0.05)，且第1次刈割的A2與CK差異顯著(P＜ 0.05)，第二次刈割的A2與CK差異不顯著(P＞ 0.05)。第1刈割王草各處理組的莖葉比差異不顯著(P＞ 0.05)。第2次刈割后王草的各處理組莖葉比差異也不顯著。同一水肥條件下，第1次刈割后試驗組的莖葉比均顯著高于第2次刈割后的(P＜ 0.05)。

圖1 不同水肥條件對冬季王草產(chǎn)量和鮮干比的影響Figure 1 Effect of different fertilizer treatments on king grass yield and fresh to dry ratio in winter

2.2 施肥條件對冬季熱研4號王草品質(zhì)的影響

沼液追肥可有效提高越冬期熱研4號王草的CP和EE含量。兩次刈割后的 A1組的 CP 和 EE 含量顯著高于 CK 和 A2組 (P＜ 0.05)，第一次刈割的A2組 CP 含量顯著高于 CK (P＜ 0.05)，第二次刈割的A2組 CP 含量高于 CK，但差異不顯著 (P＞ 0.05)；兩次刈割的A2組EE含量顯著低于A1組和CK(圖2)。

不同水肥條件對兩次刈割的熱研4號王草的CF含量也產(chǎn)生了不同的影響(圖2)。與CK相比，A1組和A2組的CF含量顯著降低(P＜ 0.05)；說明施肥可以顯著降低熱研4號王草CF的含量；第1次刈割的A2組的CF含量顯著低于A1組的含量(P＜ 0.05)；且隨著1月份氣溫的降低，第二次刈割的A1組王草CF顯著低于CK組。

與CK相比，兩次刈割的A1和A2組的Ash含量均有所降低，第1次刈割的A1組顯著高于A2組(P＜ 0.05)，第2次刈割的A1組和A2組差異不顯著(P＞ 0.05)(圖2)。說明施沼液和尿素均可降低越冬期王草中Ash的含量。

表3 施肥條件對冬季王草株高、增長率和莖葉比的影響Table 3 Effect of different fertilizer treatments on overwintering king grass height, growth rate, and stem/leaf ratio

圖2 不同施肥條件對王草營養(yǎng)成分的影響Figure 2 Effect of different fertilizer treatments on the nutritional components of king grass

3 討論

3.1 不同水肥條件對冬季熱研4號王草鮮干比和莖葉比的影響

鮮干比是衡量牧草產(chǎn)量的一個重要的指標(biāo)，鮮干比越低，說明牧草中干物質(zhì)含量越高，營養(yǎng)物質(zhì)的含量越高，牧草的產(chǎn)量也就越高。有研究發(fā)現(xiàn)單純的氮肥對提高王草產(chǎn)量和鮮干比差異并不顯著。但N、P、K肥三者配施，有輔助協(xié)同作用，能提高王草的產(chǎn)量[16]。沼液中除含有上述營養(yǎng)元素外，還含有豐富的Ca、Mg等離子，更能夠促進(jìn)牧草的生長。本研究通過對越冬期熱研4號王草追加不同種類的肥料，發(fā)現(xiàn)沼液可以顯著降低鮮干比，提高冬季王草的產(chǎn)量。此結(jié)論與沼液追肥王草、小麥(Triticum aestivum)和水稻(Oryza sativa)等可以提高產(chǎn)量的研究一致[17-19]。這可能是由于沼液改善了紅土壤環(huán)境、有效促進(jìn)了冬季王草對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，從而提高了王草產(chǎn)量。本研究表明，單純的氮肥對提高冬季王草產(chǎn)量不明顯，其鮮干比與對照相比，差異不顯著，這可能與冬季氣溫降低，王草生長較為緩慢有關(guān)，關(guān)于這方面的機(jī)制還需進(jìn)一步深入研究。

3.2 不同水肥條件對熱研4號王草株高、增長率和莖葉比的影響

生長速度是單位時間內(nèi)植物生長高度，反映牧草生長的快慢程度。本研究發(fā)現(xiàn)對越冬期王草施肥可以提高其株高、增長速度和增長率，但是隨著1月份氣溫的大幅度下降，沼液使其增長速度和株高增加更加明顯。這與沼液可促進(jìn)植物光合作用，加快植物生長有關(guān)[20]，這也可能是由于沼液提高了土壤中硝氮的含量[21]，進(jìn)而提高了王草的株高、增長速度和增長率。

本研究發(fā)現(xiàn)不同施肥條件對同期冬季王草的莖葉比影響不大，由于受氣溫變化的影響，第2次刈割時的株高顯著低于第1次刈割，第2次刈割的莖葉比顯著低于第1次，這與陳勇等[22]的研究結(jié)果一致，即莖葉比受施肥條件影響較小，但與刈割高度有關(guān)，刈割株高越低，莖葉比越低，易于被動物消化利用的葉片部分就會越多。

3.3 不同水肥條件對熱研4號王草的品質(zhì)的影響

CP、CF、EE、Ash和NFE含量決定了牧草的品質(zhì)。CP和EE是評價牧草品質(zhì)的兩項重要指標(biāo)，高蛋白低纖維是優(yōu)質(zhì)牧草的標(biāo)志[23]。有研究顯示，添加沼液對生菜(Lactuca sativavar.ramosa)生長無不良影響，可顯著提高生菜可溶性糖濃度，降低硝酸鹽濃度，家禽沼液可替代50%用于水培生菜生產(chǎn)的礦肥，補(bǔ)充沼液中缺乏的營養(yǎng)物質(zhì)，特別是鎂[24-25]。羊糞沼液中豐富的營養(yǎng)成分、有機(jī)質(zhì)和微生物，可以更好地改善冬季王草的生產(chǎn)性能，提高王草的品質(zhì)。本研究發(fā)現(xiàn)，沼液顯著增加了越冬期王草CP和EE的含量，降低了CF、Ash和NFE的含量，提高了王草的品質(zhì)；在試驗期間，1月份氣溫大幅度下降，導(dǎo)致王草生長緩慢，第2次刈割時王草仍處于較為幼嫩的時期，株高較第1次刈割時偏低，所以同一試驗組的王草較第1次刈割時的NFE和CF的含量顯著降低，鮮草水分、Ash和CP含量顯著增加，這與郭孝等[26]研究結(jié)論一致，即王草的CP、Ash和鮮草水分含量隨著刈割高度的增加而降低，而CF和NFE含量則隨著刈割高度的增加而增加。

施沼液肥和尿素均可以顯著提高越冬期王草CP含量，但是沼液肥對提高越冬期王草CF和EE量的效果更加顯著。這也與有關(guān)學(xué)者的研究[27-28]一致，首先羊糞沼液中含有大量的氮，能刺激植物的生長，尤其能促進(jìn)分蘗及新生組織發(fā)育，氮還可作為蛋白質(zhì)合成的原料，促進(jìn)王草蛋白質(zhì)的合成；其次羊糞沼液中含有一定量的磷，可加快王草蛋白質(zhì)合成的速率；沼液中的礦物質(zhì)元素，可作為酶的活性中心或輔酶因子，影響王草的代謝過程；加之沼液中的大量微生物可有效改善土壤理化性質(zhì)[29]，從而促進(jìn)王草對土壤營養(yǎng)物質(zhì)的吸收作用。單純施加氮肥也可以提高CP的含量，但是與對照組相比，效果不顯著。這與侯力維[30]研究發(fā)現(xiàn)肥料配施效果優(yōu)于單施的研究結(jié)果一致。有關(guān)沼液可以降低越冬期王草CF含量以及引起Ash含量變化還有待于進(jìn)一步深入研究。

總之，追肥羊糞沼液可以顯著提高王草的品質(zhì)，且優(yōu)于施氮肥組。羊糞沼液中豐富的營養(yǎng)成分、有機(jī)質(zhì)和微生物，可以更好地改善冬季王草的生產(chǎn)性能，提高王草的品質(zhì)，保證王草順利越冬，從而有效的緩解南方地區(qū)的草畜矛盾，促進(jìn)該地區(qū)畜牧業(yè)健康高效綠色發(fā)展。

4 結(jié)論

越冬期王草經(jīng)過沼液處理，其鮮干比明顯降低，株高、生長速度和增長率均增加，莖葉比無顯著變化；粗蛋白和粗脂肪顯著升高，粗纖維、無氮浸出物和粗灰分顯著降低?？傊?，沼液可以有效提高熱研4號王草的生產(chǎn)性能，改善越冬期王草的品質(zhì)，本研究結(jié)果將為雷州半島高產(chǎn)量、高蛋白的越冬期熱研4號王草種植提供指導(dǎo)意義，為雷州半島畜牧業(yè)的快速發(fā)展提供了飼草保障。