象草氮磷钾化学计量特征及主要饲用品质对沼液添加的响应

doi:10.11686/cyxb2025427

草业学报 ›› 2026, Vol. 35 ›› Issue (10): 167-179.DOI: 10.11686/cyxb2025427

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象草氮磷钾化学计量特征及主要饲用品质对沼液添加的响应

黄小云¹(), 梁政翔¹, 吴志锋², 周柳婷¹, 陈长福³, 林嘉丽¹, 罗涛¹, 黄秀声¹()

^1.福建省农业科学院资源环境与土壤肥料研究所，福建省丘陵地区循环农业工程技术研究中心，福建福州 350013
^2.龙岩市土壤肥料技术站，福建龙岩 364000
^3.龙岩市动物疫病预防控制中心，福建龙岩 364000

收稿日期:2025-10-18 修回日期:2025-11-20 出版日期:2026-10-20 发布日期:2026-09-09
通讯作者: 黄秀声
作者简介:E-mail； hxs706@163.com
黄小云（1989-），女，福建泉州人，助理研究员，硕士。E-mail： 954945394@qq.com
基金资助:
福建省科技计划项目(2022R1021002);福建省科技计划项目(2024R1024001);福建省科技计划项目(2025R1067);福建省科技计划项目(2025R1023002);福建省科技计划项目(2026R1070);福建省人民政府-中国农业科学院“5511”协同创新工程(XTCXGC2021010);福建省人民政府-中国农业科学院“5511”协同创新工程(XTCXJSGG202603);龙岩市科技计划项目(2020LYF9020)

Effects of biogas slurry addition on nitrogen， phosphorus， and potassium stoichiometry and feed quality of Pennisetum purpureum

Xiao-yun HUANG¹(), Zheng-xiang LIANG¹, Zhi-feng WU², Liu-ting ZHOU¹, Chang-fu CHEN³, Jia-li LIN¹, Tao LUO¹, Xiu-sheng HUANG¹()

^1.Fujian Engineering and Technology Research Center for Recycling Agriculture in Hilly Areas，Institute of Resources，Environment and Soil Fertilizer，Fujian Academy of Agricultural Sciences，Fuzhou 350013，China
^2.Longyan Soil and Fertilizer Station，Longyan 364000，China
^3.Center for Animal Disease Control and Prevention，Longyan City，Longyan 364000，China

Received:2025-10-18 Revised:2025-11-20 Online:2026-10-20 Published:2026-09-09
Contact: Xiu-sheng HUANG

摘要/Abstract

摘要：

为研究象草养分及饲用品质对沼液添加的响应机制，以‘桂闽引’象草为研究对象开展田间小区试验，设5个沼液氮添加水平（0、50、100、150和200 kg N·hm^-2·次^-1），依次记为CK、N₅₀、N₁₀₀、N₁₅₀和N₂₀₀，在45 d的刈割周期内施用3次。象草刈割两茬，测定植株茎、叶的氮（N）、磷（P）、钾（K）、粗蛋白（CP）、中性洗涤纤维（NDF）和酸性洗涤纤维（ADF）含量，分析沼液添加对象草CP和相对饲喂价值（RFV）与N、P、K含量及其化学计量特征的影响。结果表明：沼液添加显著提高了象草茎秆的CP和N含量（P<0.05），且不同茬次、不同器官的响应有显著差异（P<0.001）。N₅₀处理可显著降低第2茬叶片的ADF含量（P<0.05），且不同器官间有显著差异（P<0.001）。第2茬叶片RFV在N₁₀₀处理下最高，显著高于N₂₀₀（P<0.05）。对于CP和RFV，两者显著正相关，其在茎秆中与N、K、N/P和K/P显著正相关，在叶片中与N、P显著正相关，在茎、叶中与NDF和ADF显著负相关（P<0.05）。逐步回归分析和结构方程模型表明，茎、叶的N含量可显著正向影响CP含量（P<0.001），其总效应值分别为0.92和0.32。茎秆P含量、叶片K/P和P含量共同影响RFV，其总效应值分别为-0.86、0.59和0.57。综上，沼液施用主要通过影响象草茎、叶的N、P含量和叶片的K/P，从而直接或间接调控其主要饲用品质。

关键词: 象草, 沼液, 氮磷钾, 化学计量比, 饲用品质

Abstract:

In this study， we investigated the effects of adding biogas slurry on the nutrient and feed quality of Pennisetum purpureum. Biogas slurry was applied to P. purpureum at five different rates （0， 50， 100， 150 and 200 kg N·ha^-1 per application， denoted as CK， N₅₀， N₁₀₀， N₁₅₀ and N₂₀₀， respectively） three times during a 45-day cutting cycle. The contents of nitrogen （N）， phosphorus （P）， potassium （K）， crude protein （CP）， neutral detergent fiber （NDF）， and acid detergent fiber （ADF） in stems and leaves were measured， and the effects of biogas slurry addition on CP， relative feeding value （RFV）， and the N， P and K stoichiometry of P. purpureum were analyzed. The results show that the addition of biogas slurry significantly increased the CP and N contents of P. purpureum stems （P<0.05）， and there were significant differences in responses among different cutting periods and different organs （P<0.001）. The N₅₀ treatment led to a significant reduction in the ADF content in the leaves at the second cutting （P<0.05） and significant differences in ADF contents among different organs （P<0.001）. At the second cutting， the RFV of leaves was highest in the N₁₀₀ treatment， and was significantly higher than that in the N₂₀₀ treatment （P<0.05）. There was a significant positive correlation between CP and RFV. Both CP and RFV were significantly positively correlated with N， K， N∶P and K∶P in stems and N and P in leaves， and negatively correlated with NDF and ADF in both organs （P<0.05）. A stepwise regression analysis and structural equation model showed that the N contents of stems and leaves significantly and positively affected the CP content of P. purpureum （P<0.001）， with total effect values of 0.92 and 0.32， respectively. The stem P content and leaf K∶P and P content jointly affected RFV， with total effect values of -0.86， 0.59， and 0.57， respectively. In conclusion， application of biogas slurry affected the N and P contents of stems and leaves and the K∶P of leaves， thereby directly or indirectly regulating the feed quality of P. purpureum.

Key words: Pennisetum purpureum, biogas slurry, nitrogen， phosphorus and potassium, stoichiometric ratio, feed quality

黄小云, 梁政翔, 吴志锋, 周柳婷, 陈长福, 林嘉丽, 罗涛, 黄秀声. 象草氮磷钾化学计量特征及主要饲用品质对沼液添加的响应[J]. 草业学报, 2026, 35(10): 167-179.

Xiao-yun HUANG, Zheng-xiang LIANG, Zhi-feng WU, Liu-ting ZHOU, Chang-fu CHEN, Jia-li LIN, Tao LUO, Xiu-sheng HUANG. Effects of biogas slurry addition on nitrogen， phosphorus， and potassium stoichiometry and feed quality of Pennisetum purpureum[J]. Acta Prataculturae Sinica, 2026, 35(10): 167-179.

图/表 5

图1 沼液施用下象草茎、叶的氮、磷、钾含量及其化学计量比不同小写字母表示同茬同器官不同处理间差异显著（P<0.05）；不同器官间（实线与虚线之间）以及同一器官不同茬次间（实线之间或虚线之间）的显著性差异采用独立样本t检验，显著性标记中ns表示P>0.05，*表示P<0.05，**表示P<0.01，***表示P<0.001。下同。Different lowercase letters indicate significant differences among different treatments of the same cutting and the same organ （P<0.05）. Significant differences between organs （solid vs dashed lines） and between cuttings within the same organ （lines of the same type） were determined using independent-sample t-tests. Significance levels are denoted as follows： ns， P>0.05； *， P<0.05； **， P<0.01； ***， P<0.001. The same below.

Fig.1 Total nitrogen， phosphorus， potassium content and stoichiometric ratio in stems and leaves of P. purpureum under biogas slurry application

图2 沼液施用下象草茎、叶的主要饲用指标含量

Fig.2 The main forage quality indices in stems and leaves of P. purpureum under biogas slurry application

图3 象草茎、叶的氮、磷、钾含量及其化学计量比与主要饲用指标间的相关性热图（a）为茎秆，（b）为叶片。下三角方框内的数值为相关系数。上三角方框内圆圈的大小和颜色强度与相关系数呈正比，正、负相关关系分别以红色、蓝色显示。*表示P<0.05。TN：全氮；TP：全磷；TK：全钾；NP：氮磷比；NK：氮钾比；KP：钾磷比；CP：粗蛋白；NDF：中性洗涤纤维；ADF：酸性洗涤纤维；RFV：相对饲喂价值。（a） is the stem and （b） is the leaf. The values in the lower triangle box are the correlation coefficients. The size and color intensity of the circles in the upper triangle box are directly proportional to the correlation coefficient， and the positive and negative correlations are shown in red and blue， respectively. * represented P<0.05. TN： Total nitrogen； TP： Total phosphorus； TK： Total potassium； NP： N/P； NK： N/K； KP： K/P； CP： Crude protein； NDF： Neutral detergent fiber； ADF： Acid detergent fiber； RFV： Relative feeding value.

Fig.3 Correlation heat map between the content of total nitrogen， phosphorus， potassium and their stoichiometric ratios and the main forage quality indices in stems and leaves of P. purpureum

表1 象草主要饲用指标与茎秆、叶片的氮、磷、钾含量及其比例的逐步回归分析

Table 1 Stepwise regression analysis of main forage indexes and total nitrogen， phosphorus， potassium content and stoichiometry in stems and leaves of P. purpureum

指标 Index	回归方程 Regression equation	R²	F	P
CP	Y_CP=0.773X_SN^*+0.281X_LN^*	0.883	110.118	<0.001
NDF	Y_NDF=36.444-0.679X_LK^*-0.365X_LP^*	0.879	106.779	<0.001
ADF	Y_ADF=45.658-0.757X_SK^***	0.557	37.479	<0.001
RFV	Y_RFV=98.455+0.689X_LK^*+0.350X_LP^*	0.874	101.297	<0.001

图4 沼液影响象草粗蛋白和相对饲喂价值的结构方程模型及各因子的标准化效应值χ2：卡方值；df：自由度；GFI：适配度指数；CFI：相对拟合指标；RMSEA：近似误差均方根，P：P值。1<χ2/df<2、P>0.05、GFI>0.90、CFI>0.95和RMSEA<0.05表示模型具有较好的拟合度；红色、蓝色及虚线箭头线分别表示显著正、负及不显著的路径关系。数值为标准化路径系数，箭头线粗细代表标准化路径系数的相对大小，R2表示解释率。*，**，***分别表示P<0.05，P<0.01和P<0.001。χ2： Chi-square； df： Degrees of freedom； GFI： Goodness-of-fit； CFI： Comparative fit index； RMSEA： Root mean square error of approximation； P： P-value. 1<χ2/df<2， P>0.05， GFI>0.90， CFI>0.95 and RMSEA<0.05 indicate that the model has a good fit； Red， blue， and dashed arrow lines indicate significant positive， negative， and non-significant effect， respectively. The numerical value is the normalized path coefficient， the thickness of the arrow line represents the relative size of the normalized path coefficient， and R2 represents the interpretation rate. *， **， and *** indicate statistically significant at P<0.05， P<0.01 and P<0.001， respectively.

Fig. 4 Structural equation modelling （SEM） of biogas slurry influencing crude protein and relative feeding value of P. purpureum and the standardized effect values of each factor

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象草氮磷钾化学计量特征及主要饲用品质对沼液添加的响应

Effects of biogas slurry addition on nitrogen， phosphorus， and potassium stoichiometry and feed quality of Pennisetum purpureum

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