氮磷钾配施对盐碱地湖南稷子生产性能和营养品质的影响

doi:10.11686/cyxb2024324

草业学报 ›› 2025, Vol. 34 ›› Issue (7): 185-195.DOI: 10.11686/cyxb2024324

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氮磷钾配施对盐碱地湖南稷子生产性能和营养品质的影响

项凌飞¹(), 张峰举², 麻冬梅², 刘金龙³, 兰剑¹, 邓建强¹, 胡海英¹, 王斌¹, 蔡春江¹, 马巧利¹()

^1.宁夏大学林业与草业学院，宁夏银川 750021
^2.宁夏大学生态环境学院，宁夏银川 750021
^3.宁夏千叶青农业科技发展有限公司，宁夏平罗 753400

收稿日期:2024-08-26 修回日期:2024-11-11 出版日期:2025-07-20 发布日期:2025-05-12
通讯作者: 马巧利
作者简介:E-mail： mql_2008@126.com
项凌飞（1998-），男，宁夏盐池人，在读硕士。E-mail： xlf_waooo@163.com
基金资助:
宁夏回族自治区重点研发计划(2022BDE92070);宁夏大学草学一级学科建设项目(NXYLXK2017A01);清华大学水沙科学水利水电工程国家重点实验室及宁夏银川水联网数字治水联合研究院联合开放研究基金(sklhse-2022-Iow05)

Effects of nitrogen， phosphorus and potassium rationing on production performance and nutritional quality of Echinochloa frumentacea in saline soil

Ling-fei XIANG¹(), Feng-ju ZHANG², Dong-mei MA², Jin-long LIU³, Jian LAN¹, Jian-qiang DENG¹, Hai-ying HU¹, Bin WANG¹, Chun-jiang CAI¹, Qiao-li MA¹()

^1.College of Forestry and Prataculture，Ningxia University，Yinchuan 750021，China
^2.College of Ecological Environment，Ningxia University，Yinchuan 750021，China
^3.Ningxia Qianyeqing Agricultural Science and Technology Development Co. ，Ltd，Pingluo 753400，China

Received:2024-08-26 Revised:2024-11-11 Online:2025-07-20 Published:2025-05-12
Contact: Qiao-li MA

摘要/Abstract

摘要：

宁夏北部地区由于盐碱地分布广泛，造成土壤肥力差、肥料利用率低等问题，严重制约我国饲草安全。湖南稷子作为一种适应性广、耐盐碱性强的植物，是盐碱地改良和发展草畜产业的重要材料。为探究在盐碱地上适宜湖南稷子生长的施肥量，本试验采用“3414”设计，研究了不同施肥处理对湖南稷子生产性能及营养品质的影响。结果表明：N₂P₁K₁（N：180 kg·hm^-2；P₂O₅：45 kg·hm^-2；K₂O：30 kg·hm^-2）处理的平均株高最高，为1.58 m。N₂P₁K₁处理的鲜草和干草平均产量较不施肥处理分别显著提高了67.24%、62.09%。氮磷钾肥配施可显著提高（P<0.05）湖南稷子的营养价值，粗蛋白、粗灰分含量最高的处理均为N₂P₀K₂（N：180 kg·hm^-2；P₂O₅：0 kg·hm^-2；K₂O：60 kg·hm^-2），分别为5.77%、8.75%，而相对饲喂价值与干物质消化率、总可消化养分、泌乳净能均在N₀P₂K₂（N：0 kg·hm^-2；P₂O₅：90 kg·hm^-2；K₂O：60 kg·hm^-2）处理下最高。经主成分综合分析得出，在N₂P₁K₁处理下排名最高，说明在配施N 180 kg·hm^-2，P₂O₅ 45_{kg·hm^-2，K₂O 30 kg·hm^-2时，最适宜湖南稷子在宁夏北部盐碱地生长。}

关键词: 湖南稷子, 氮磷钾配施, 生产性能, 营养品质, 综合评价

Abstract:

The northern region of Ningxia has widely distributed saline and alkaline lands. Salinity， in turn， imposes limitations on use of land for crop and forage production， and such land typically has low soil fertility and low fertilizer response. These limitations seriously restrict the capacity for forage grass production in China. As a plant with wide adaptability and strong salinity tolerance， Hunan Jizi （Echinochloa frumentacea） is an important forage species for saline-alkaline land improvement and development of the forage and livestock industries. This experiment investigated the suitable fertilization rate for E. frumentacea on saline-alkaline land， using the ‘3414’ incomplete factorial experimental design to clarify the effects of different fertilization combinations of N， P and K on the production performance and nutritional quality of E. frumentacea. It was found that the average plant height of N₂P₁K₁ （N： 180 kg·ha^-1， P₂O₅： 45 kg·ha^-1， K₂O： 30 kg·ha^-1） was 1.58 m. The average yields of fresh herbage and hay in treatment N₂P₁K₁were， respectively， 67.24% and 62.09% higher than those of the no-fertilizer treatment （P<0.05）. Nitrogen-phosphorus-potassium fertilizer application significantly increased the nutritive value of Hunan Jizi， and the treatments with the highest crude protein and crude ash contents were N₂P₀K₂ （N： 180 kg·ha^-1， P₂O₅： 0 kg·ha^-1， K₂O： 60 kg·ha^-1）， with gains of 5.77% and 8.75%， respectively， compared to no fertilizer. Meanwhile， the relative feeding value and dry matter digestibility， total digestible nutrients， and net lactation energy were all highest under treatment N₀P₂K₂ （N： 0 kg·ha^-1， P₂O₅： 90 kg·ha^-1， K₂O： 60 kg·ha^-1）. Multivariate principal component analysis indicated the highest overall ranking was obtained under the treatment N₂P₁K₁. Based on these results， the recommended fertilizer combination for growing Hunan Jizi on saline and alkaline land in northern Ningxia is： N 180 kg·ha^-1， P₂O₅ 45 kg·ha^-1， and K₂O 30 kg·ha^-1.

Key words: Echinochloa frumentacea, combining application of nitrogen， phosphorus and potassium fertilizers, production performance, nutritional quality, comprehensive assessment

项凌飞, 张峰举, 麻冬梅, 刘金龙, 兰剑, 邓建强, 胡海英, 王斌, 蔡春江, 马巧利. 氮磷钾配施对盐碱地湖南稷子生产性能和营养品质的影响[J]. 草业学报, 2025, 34(7): 185-195.

Ling-fei XIANG, Feng-ju ZHANG, Dong-mei MA, Jin-long LIU, Jian LAN, Jian-qiang DENG, Hai-ying HU, Bin WANG, Chun-jiang CAI, Qiao-li MA. Effects of nitrogen， phosphorus and potassium rationing on production performance and nutritional quality of Echinochloa frumentacea in saline soil[J]. Acta Prataculturae Sinica, 2025, 34(7): 185-195.

图/表 11

图1 2020年试验区不同月份降水量和温度

Fig.1 Precipitation and temperature in different months of the pilot area in 2020

表1 “3414”试验各因素施肥水平

Table 1 Fertilization level of each factor in “3414” experiment （kg·hm-2）

处理Treatments	N	P₂O₅	K₂O
0	0	0	0
1	90	45	30
2	180	90	60
3	270	135	90

表 2 “3414”试验设计方案

Table 2 “3414” experimental design scheme （kg·hm-2）

编号 Code	处理 Treatments	施肥量Fertilizer
编号 Code	处理 Treatments	N	P₂O₅	K₂O
1	N₀P₀K₀	0	0	0
2	N₀P₂K₂	0	90	60
3	N₁P₂K₂	90	90	60
4	N₂P₀K₂	180	0	60
5	N₂P₁K₂	180	45	60
6	N₂P₂K₂	180	90	60
7	N₂P₃K₂	180	135	60
8	N₂P₂K₀	180	90	0
9	N₂P₂K₁	180	90	30
10	N₂P₂K₃	180	90	90
11	N₃P₂K₂	270	90	60
12	N₁P₁K₂	90	45	60
13	N₁P₂K₁	90	90	30
14	N₂P₁K₁	180	45	30

图2 不同施肥水平对湖南稷子株高的影响不同小写字母表示不同施肥水平间差异显著（P<0.05），下同。Different lowercase letters indicate significant differences among different fertilization levels （P<0.05）， the same below.

Fig.2 Effect of different fertilization levels on plant height of E. frumentacea

图3 不同施肥水平对湖南稷子鲜草产量和干草产量的影响

Fig.3 Effects of different fertilization levels on fresh and hay yields of E. frumentacea

图4 施肥对湖南稷子抽穗期叶绿素的影响

Fig.4 Effect of fertilization on chlorophyll at heading stage of E. frumentacea

图5 施肥对湖南稷子抽穗期粗蛋白、粗灰分、粗脂肪和相对饲喂价值的影响

Fig.5 Effect of fertilization on crude protein， crude ash， ether extract and relative feed value at heading stage of E. frumentacea

图6 施肥对湖南稷子抽穗期干物质采食量、干物质消化率、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、总可消化养分和泌乳净能的影响

Fig.6 Effect of fertilization on dry matter intake， dry matter digestibility， acid detergent fiber， neutral detergent fiber， total digestible nutrient and net energy for lactation at heading stage of E. frumentacea

图7 相关性分析Ph：株高Plant height； SPAD：叶绿素相对含量Relative chlorophyll content； DM：干草产量Hay yield； CP：粗蛋白Crude protein； Ash：粗灰分Crude ash； EE：粗脂肪Ether extract； RFV：相对饲喂价值Relative feeding value； NDF：中性洗涤纤维Neutral detergent fiber； ADF：酸性洗涤纤维Acid detergent fiber； DMI：干物质采食量Dry matter intake； DDM：干物质消化率Dry matter digestibility； TDN：总可消化养分Total digestible nutrients； NEL：泌乳净能Net energy for lactation. *： P<0.05.

Fig.7 Correlation analysis

表3 各因子载荷值主成分特征值和累计贡献率

Table 3 Feature vector of each factor， principal component eigenvalue and accumulative contribution rate

项目 Items	主成分Principal component			项目 Items	主成分Principal component
项目 Items	I	II	III	项目 Items	I	II	III
酸性洗涤纤维Acid detergent fiber	0.986	-0.020	-0.114	粗灰分Crude ash	0.809	0.299	-0.355
总可消化养分Total digestible nutrients	-0.986	0.019	0.115	株高Plant height	0.790	0.035	0.219
泌乳净能Net energy for lactation	-0.986	0.020	0.114	粗蛋白Crude protein	0.414	0.783	-0.295
干物质消化率Dry matter digestibility	-0.986	0.020	0.114	叶绿素相对含量Relative chlorophyll content	0.272	0.637	0.343
相对饲喂价值Relative feeding value	-0.984	0.110	0.041	粗脂肪Ether extract	0.155	0.261	0.750
干物质采食量Dry matter intake	-0.967	0.172	0.001	特征值Eigenvalue	9.666	1.312	1.196
中性洗涤纤维Neutral detergent fiber	0.964	-0.193	-0.002	方差贡献率Variance contribution rate （%）	69.041	9.368	8.542
鲜草产量Fresh grass yield	0.850	-0.188	0.273	累积贡献率Accumulative contribution rate （%）	69.041	78.409	86.951
干草产量Hay yield	0.819	-0.133	0.355

表4 不同处理公因子值及综合排名

Table 4 Common factor values and comprehensive ranking of different treatments

材料Materials	Y₁	Y₂	Y₃	Y	排名Ranking	材料Materials	Y₁	Y₂	Y₃	Y	排名Ranking
N₀P₀K₀	-3.51	0.35	-1.37	-2.51	13	N₂P₂K₀	-0.02	-0.60	0.54	-0.03	9
N₀P₂K₂	-7.05	0.48	0.23	-4.80	14	N₂P₂K₁	0.89	-0.28	0.25	0.61	8
N₁P₂K₂	-1.64	-0.22	-0.18	-1.17	10	N₂P₂K₃	1.57	-0.41	0.02	1.05	5
N₂P₁K₁	4.18	3.16	-0.30	3.15	1	N₃P₂K₂	2.90	-0.65	-1.30	1.83	3
N₂P₁K₂	0.98	-0.97	1.20	0.69	7	N₁P₁K₂	-2.31	-0.82	1.07	-1.58	11
N₂P₂K₂	0.65	1.22	2.42	0.77	6	N₁P₂K₁	-2.60	0.61	-1.57	-1.87	12
N₂P₃K₂	2.49	-0.48	-0.55	1.63	4	N₂P₀K₂	3.47	-1.39	-0.46	2.22	2

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氮磷钾配施对盐碱地湖南稷子生产性能和营养品质的影响

Effects of nitrogen， phosphorus and potassium rationing on production performance and nutritional quality of Echinochloa frumentacea in saline soil

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图/表 11

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