玉米是重要的粮食和饲料作物，在我国农业生产中占据着重要的地位[1]，是四川省主要粮食作物之一[2]，已成为我国第一大粮食作物[3]。近年来玉米持续增产，产能相对过剩，种植业结构失衡。为解决农业供给侧结构性问题，2016年，农业部发布《全国种植业结构调整规划(2016-2020年)》[4]指出，要调整优化种植业结构，大力推广粮改饲，加快构建粮-经-饲协调发展的三元种植结构。目前国内牧草产业总体规模小，优质牧草和饲料作物匮乏，限制了畜牧业的发展[5]。在新时期缓解饲草料的短缺是提高畜牧业发展的关键。

四川一直都是国内的农业大省和畜牧业大省，农区和畜牧业主要集中在丘陵地区[6]。但四川丘陵地区，全年高温寡照，且日照主要集中在夏秋两季，天然草地生产力低，牧草质量差，且存在季节交替性生长难的问题，即使在粮饲复合种植体系中，第二茬饲草的产量也很低，难以满足牛、羊等牲畜的需求[7-8]。目前，把秸秆作为草食性牲畜重要的粗饲料组成，利用秸秆养畜是开发利用秸秆资源、解决畜牧业饲料不足的有效途径之一[9]。玉米秸秆位居全国各类农作物秸秆产量之首，作为饲料用的比例最高[10-11]，但在西南玉米区也只占到玉米秸秆总量的27.9%[12]。玉米秸秆的不合理利用既造成资源浪费又污染环境[13]。饲粮中中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)水平在很大程度上影响反刍动物瘤胃的正常发酵和胃肠道健康。为此，本试验在保证玉米籽粒产量的同时，保持玉米秸秆进行最大持绿性收获，主要对玉米秸秆不同部位进行了养分、饲用品质的分析研究，为提高玉米秸秆充分利用提供理论参考依据。

1 材料和方法

1.1 试验区概况

试验于2016年3-8月在四川农业大学雅安农场进行，试验地属常年定点定位试验。试验区属于亚热带季风气候，玉米季累积降雨量为1 137.7 mm，平均气温为21.6 ℃，累积日照时数为636.5 h；土壤类型为紫色湿润雏形土，耕种前耕层(0～20 cm)混合土样的基本理化指标为pH值6.3、有效磷47.1 mg/kg、速效钾83.6 mg/kg、有机质32.6 g/kg、全氮1.99 g/kg、碱解氮192 mg/kg。

1.2 试验材料

供试玉米品种为川单428，是当地的玉米主栽品种，由四川农业大学玉米研究所选育；试验用肥料为普通尿素(含N 46.4%)、过磷酸钙(含P2O5 12%)和氯化钾(含K2O 60%)，均购于当地农资市场。

1.3 试验设计与实施

试验设5个氮(N)水平，分别为0，90，180，270，360 kg/hm2(分别记为N0、N1、N2、N3、N4)，磷、钾用量一致，分别为P2O5 75 kg/hm2、K2O 105 kg/hm2，30%氮肥和全部磷、钾肥作为底肥，于移栽时施于种植窝内；另于拔节期追施30%氮肥，大喇叭口期追施40%氮肥，均兑清水冲施于植株旁，不施氮处理以冲灌等量清水为对照。

试验采用单因素裂区设计，5 个氮水平为大区，大区间间隔2 m，大区内设4次重复为小区，小区间无间隔，小区面积18 m2(2 m × 9 m)。玉米行距100 cm，窝距34 cm，每窝栽壮苗2株，密度6.0×104 株/hm2，于2016年3月29日育苗，4月9日移栽，8月5日收获，其他田间管理措施同当地高产田。

1.4 测定项目与方法

1.4.1 生物量测定 在每小区划定的采样带内，选取长势均匀，能代表整个小区情况的4株玉米，取其地上部分，按茎、叶、叶鞘、苞叶、芯、籽粒分开，在烘箱中105 ℃下杀青30 min后自然风干折算不同部位的生物量，再在75 ℃下烘干至恒重粉碎后测营养品质。

1.4.2 养分测定 样品粉碎过0.25 mm筛，采用H2SO4-H2O2消煮，以蒸馏法测全氮，分光光度法测全磷，火焰光度计法测全钾。

1.4.3 品质测定 样品粉碎过0.45 mm筛，采用凯氏法测粗蛋白(CP)，范氏分析法测中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)。

1.5 数据分析

所有试验数据用Excel 2010软件汇总计算和作图，SPSS 19.0软件统计分析，LSD法显著性检测(P﹤0.05)。

2 结果与分析

2.1 施氮对玉米不同部位生物量的影响

生物量是保证玉米产量的前提，从表1看出，施氮显著增加了玉米地上部不同部位生物量，总体上，玉米籽粒生物量随着施氮量的增加有先增加后降低的变化，在N2处理时达最大，相比N0处理增加107.3%；玉米苞叶和芯生物量随着施氮量的增加有增加的趋势，在N4处理时达最大，相比N0处理分别增加102.1%和69.4%。籽粒产量和整株生物量随着施氮量的增加先增加后降低，在施氮量达180 kg/hm2时，籽粒产量和整株生物量达最大值，但当施氮量为180，270 kg/hm2时，籽粒产量和及整株生物量无显著差异。说明在一定的氮用量范围内，玉米籽粒产量和整株生物量随着施氮量的增加而增加，当施氮量过高时玉米籽粒产量和整株生物量均不再增加，反而有降低的趋势。由表1可以看出，籽粒、茎和叶3个部位生物量大小依次为籽粒﹥茎﹥叶，三者之间存在显著差异性；当施氮量为270 kg/hm2及以上时，玉米芯、苞叶和叶鞘三者之间存在显著性差异，并且生物量大小表现为芯﹥苞叶﹥叶鞘，说明当施氮量达到一定量时，玉米不同部位之间存在显著性差异，施氮处理生物量大小表现为籽粒﹥茎﹥叶﹥芯﹥苞叶﹥叶鞘。玉米茎、叶、叶鞘和芯所占总生物量的比例随着施氮量的增加先降低后增加，而玉米籽粒占总生物量的比例随着施氮量的增加先增加后降低，说明适宜的氮肥用量利于籽粒产量积累(表2)。

注：同列不同小写字母表示不同氮处理间差异显著(P﹤0.05)，表2同；同行大写字母表示不同部位间存在差异显著(P﹤0.05)。

Note：The lowercase letters in the same column indicate the significantly different between different nitrogen treatments(P<0.05)，the same as Tab.2；The capital letters in the same line indicate that there are significant differences between different organs(P<0.05).

2.2 施氮对玉米不同部位养分吸收的影响

2.2.1 施氮对玉米不同部位氮养分吸收的影响 由表3看出，茎、叶、叶鞘和芯氮含量随着施氮量的增加而增加，在施氮量达360 kg/hm2时达到最大值，施氮处理与不施氮处理(N0)均存在显著性差异；而苞叶氮含量在施氮量为270 kg/hm2时达到最大值(0.389%)，施氮处理与不施氮处理(N0)均存在显著性差异。施氮改变了玉米不同部位氮养分的变化规律。不施氮处理(N0)，玉米叶氮含量最大，叶鞘氮含量最小，茎与芯之间氮含量无显著差异；在施氮量为90 kg/hm2时，玉米不同部位间均存在显著差异，叶含氮量最大，而玉米芯氮含量最低；当施氮量为180 kg/hm2及以上时，玉米不同部位间均存在显著差异，且不同部位氮含量大小变化规律一致，均表现为叶﹥叶鞘﹥茎﹥苞叶﹥芯。

2.2.2 施氮对玉米不同部位磷养分吸收的影响 由表3可以看出，施氮显著降低了玉米不同部位磷含量。茎的磷含量施氮处理比不施氮处理(N0)分别降低了0.169，0.162，0.169,0.175个百分点，；叶的该值分别降低了0.017，0.013，0.023,0.022个百分点；叶鞘的该值分别降低了0.011，0.012，0.015,0.014个百分点；而苞叶和芯的磷含量不施氮处理(N0)分别比施氮处理高出了0.003～0.009个百分点和0.002～0.009个百分点。随着施氮量的增加，玉米植株不同部位的磷含量分配发生了变化。在N1～N3处理，磷的含量大小表现为叶>叶鞘和茎>苞叶和芯，叶鞘与茎之间以及苞叶与芯之间差异不显著；而在N0处理，茎的磷含量显著高于叶及其他部位；在N4处理，叶的磷含量显著高于其他部位，且叶鞘显著高于茎。说明施氮改变了磷含量在玉米植株中的分配，在一定的施氮量范围内，玉米不同部位磷含量的分配变化有一致的规律性，为叶>叶鞘和茎>苞叶和芯。

2.2.3 施氮对玉米不同部位钾养分吸收的影响 由表3可以得出，玉米不同部位的钾含量变化规律与磷的较为类似，随着施氮量的增加不同部位钾含量逐渐降低，施氮处理的钾含量均显著低于不施氮处理(N0)。茎的钾含量N0处理分别是N1～N4处理的1.59，1.64，1.49和1.73倍；叶和叶鞘的钾含量施氮处理分别比不施氮处理(N0)降低了0.054～0.076个百分点和0.104～0.198个百分点；苞叶和芯的该值降低分别为0.090～0.155个百分点和0.035～0.078个百分点。不同氮肥用量改变了钾含量在玉米不同部位的分配：在施氮量为90～270 kg/hm2时，钾含量在不同部位的分配规律为叶>茎>叶鞘>苞叶>芯；而在不施氮处理(N0)，茎的钾含量显著高于其他部位；在N4处理，叶和叶鞘的钾含量显著高于茎及其他部位。说明氮肥用量过低或过高，均会改变钾含量在玉米不同部位的分配；在一定的施氮范围内，玉米不同部位钾含量的分配规律较为一致，为叶>茎>叶鞘>苞叶>芯。

注：同行不同小写字母表示不同氮处理间差异显著 (P﹤0.05)；同列不同大写字母表示同养分部位间差异显著 (P﹤0.05)。

Note：Different lowercase letters indicate significant difference between different nitrogen treatments(P﹤0.05)；Different capital letters in the same column indicate in the same line significant differences between organs.

2.3 施氮对玉米饲用品质的影响

2.3.1 施氮对玉米不同部位粗蛋白(CP)含量变化的影响 由图1可以看出，玉米茎和叶粗蛋白质含量随着施氮量的增加而增加，当施氮量为180 kg/hm2或以上时，茎的粗蛋白含量无显著性差异，施氮量为180 kg/hm2及以上时，叶的粗蛋白含量无显著差异；叶鞘和芯蛋白质含量总体上随着施氮量的增加而增加；苞叶蛋白质含量随着施氮量的增加有先增加再降低的趋势。从图1可以看出，施氮改变了玉米不同部位粗蛋白含量的变化规律。在不施氮处理(N0)，叶粗蛋白含量最高，其次是苞叶，茎与芯之间粗蛋白含量无显著差异，茎和叶鞘二者之间粗蛋白含量无显著差异；当施氮量达90 kg/hm2及以上时，施氮处理内玉米不同部位粗蛋白含量变化规律一致，不同部位间均存在显著性差异，蛋白质含量大小依次为叶﹥叶鞘﹥茎﹥苞叶﹥芯。本试验表明，在一定的施氮范围内，玉米不同部位蛋白质含量变化规律一致。

2.3.2 施氮对玉米不同部位NDF和ADF的含量变化的影响 中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)水平在很大程度上影响反刍动物瘤胃的正常发酵和胃肠道健康。由图2可以看出，玉米茎、叶和芯NDF含量均随着施氮量的增加先降低后增加，在施氮量180 kg/hm2时，NDF含量最小，与不施氮处理(N0)相比，施氮处理均存在显著性差异；苞叶和叶鞘NDF含量随着施氮量的增加而降低。玉米茎、叶、苞叶和芯ADF含量均随着施氮量的增加先降低后增加，而叶鞘ADF含量随着施氮量的增加而降低。说明施氮量不足或过高均会导致玉米不同部位饲用品质下降，适宜的施氮量宜于提高玉米秸秆品质。由图2还可看出，在同一施氮处理内，不施氮处理(N0)茎与叶NDF含量无显著性差异，其余部位NDF含量均存在显著性差异；在施氮量为180 kg/hm2处理内，芯与苞叶NDF含量无显著性差异，其余部位均存在显著性差异。总体而言，不同施氮处理内，NDF含量均是芯、苞叶显著高于叶鞘、茎和叶。不同施氮处理间，玉米不同部位ADF含量变化略微有差异，施氮量为0，360 kg/hm2时，茎与芯ADF含量无显著差异；施氮量为90 kg/hm2时，茎ADF含量高于芯；而施氮量为180，270 kg/hm2时，芯ADF含量显著高于茎；说明施氮量过低或过高，对茎和芯的饲用品质影响较大。但总体而言，芯ADF含量较高，其次是茎、叶鞘和苞叶，叶ADF含量最低；由此可以看出，叶、叶鞘和苞叶饲用品质优于茎和芯。

3 讨论与结论

3.1 施氮对玉米生物量的影响

玉米生物产量是经济产量的基础。玉米生物产量较高，在三大粮食作物秸秆中，玉米秸秆作为牲畜饲料食用的比例最高[10]。玉米干物质量及干物质在玉米不同部位的分配是由其生理特性决定的，但通过施肥可以改变玉米不同部位干物质量的大小及其相互间的差异性。前人研究表明，玉米产量随施氮量的增加而提高，当施氮量达到一定量后，则产量不随氮肥用量的增加而增加，反而有所降低，本试验也得到了相同的结论[14-16]。本研究表明，高氮用量条件下，玉米生物量和产量增长的同时，不同部位间干物质量存在显著性差异，干物质量大小依次表现为籽粒﹥茎﹥叶﹥芯﹥苞叶﹥叶鞘，这与王婷等[17]研究结果基本一致。

3.2 施氮对玉米养分吸收的影响

籽粒是吸氮和吸磷的主体，秸秆是吸钾的主体[18]。胡强等[19]研究表明，随着氮肥施用量的增加各处理植株的全氮含量呈逐渐升高的趋势，而各处理植株的全磷含量，随着氮肥施用量的增加呈逐渐下降的趋势，除N0和N2处理外，植株全钾含量随氮肥使用量的增加变化不明显；陈远学等[20]研究表明，饲草玉米收获期氮含量随着施氮量的增加而增加，磷含量从N0的0.16%增加到N180的0.20%，钾含量从N0的1.23%降到N180的1.00%。本试验研究表明，玉米不同部位氮含量施氮处理显著高于不施氮处理(N0)，茎、叶、叶鞘和苞叶的磷含量均是不施氮处理(N0)显著高于施氮处理，随着施氮量的增加不同部位磷、钾含量有降低的趋势，表明玉米在极度缺乏某种养分时，其他供应充足的营养元素在玉米体内增加了占比。安江勇等[21]研究表明，2个玉米品种各个部位氮含量表现为叶﹥籽粒﹥秸秆﹥芯，磷含量表现为籽粒﹥秸秆﹥叶片﹥芯，钾含量表现为秸秆﹥叶片﹥芯﹥籽粒。本试验主要针对玉米不同部位(籽粒除外)进行研究，发现施氮处理总体上氮含量大小表现为叶﹥叶鞘﹥茎﹥苞叶﹥芯；磷含量在不同施氮处理条件下发生了变化，总体上叶的磷含量最高，其次是叶鞘和茎，苞叶和芯磷含量最低；钾含量总体上表现为叶>茎>叶鞘>苞叶>芯。

3.3 施氮对玉米品质的影响

粗蛋白是饲料中含氮物质的总称，是决定玉米饲用营养价值的重要基础[22]。王春虎等[15]研究表明，玉米秸秆随着施氮量的增加，玉米粗蛋白含量有增加的趋势。李婧等[23]等研究表明，玉米叶片、叶鞘和茎秆NDF和ADF含量随着施氮量的增加而降低，相同施氮量处理下的叶片中DNF和ADF含量在不同时期均低于叶鞘。本试验研究表明，总体而言，玉米茎、叶、叶鞘和芯粗蛋白含量随着施氮量的增加而增加，而苞叶随着施氮量的增加先增加后降低；茎、叶和芯NDF含量随着施氮量的增加呈现出先降低后升高的趋势，叶鞘和苞叶NDF含量随着施氮量的增加而降低；叶鞘ADF含量随着施氮量的增加而降低，茎、叶、苞叶和芯ADF含量随着施氮量的增加呈现出先降低后升高的变化。本试验研究结果还表明，在施氮处理内，粗蛋白含量大小依次为叶﹥叶鞘﹥茎﹥苞叶﹥芯；总体而言，NDF含量均是芯、苞叶显著高于叶鞘、茎和叶；芯ADF含量较高，其次是茎、叶鞘和苞叶，叶ADF含量最低。

合理施用氮肥能增加玉米生物量，提高玉米对氮素的积累量，促进各养分元素在玉米植株中的分配、转运，有利于植株生长，提高玉米产量。同时，适宜的施氮量能显著增加粗蛋白含量，降低中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量，改善玉米饲用品质。综合考虑植株生长、玉米产量、不同部位饲用品质及种植效益等因素，川单428在雅安当地的推荐施氮量为180 kg/hm2。

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