化肥与有机肥配施对饲用燕麦产量及营养品质的影响

Effects of combined application of chemical and organic fertilizers on the yield and nutritional quality of forage oats

摘要

目的 明确牛粪有机肥与化肥配施对科尔沁沙地饲用燕麦产量形成及营养品质的调控效应，筛选兼顾高产与优质的区域化肥料组合方案。 方法 以科尔沁沙地饲用燕麦为研究对象，采用随机区组设计，设置单施化肥（CK）及化肥配施4个梯度牛粪有机肥（500、1 000、1 500、2 000 kg/667 m²）5个处理，测定饲用燕麦乳熟后期农艺性状（株高、茎粗、旗叶长、旗叶宽）、生物产量（鲜草产量、干草产量）和营养品质（粗蛋白、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、粗灰分和淀粉）。 结果 有机肥施用量显著影响饲用燕麦的生长和品质指标。随着有机肥用量的增加，燕麦株高和茎粗呈持续增长趋势，其中T4处理（2 000 kg/667 m²）表现最优，较CK分别显著提高15.88%和16.22%。生物产量方面，鲜草和干草产量均呈现先升后降的变化规律，T3处理（1 500 kg/667 m²）达到峰值，较CK分别显著提高9.15%和15.07%。在营养品质方面，粗蛋白含量随有机肥用量增加而持续上升，T4处理达到最高值14.52%，较CK显著提高1.50百分点，但与其他处理间差异不显著。 结论 综合考虑饲用燕麦产量和营养品质，有机肥施用量为1 500 kg/667 m²，化肥施用量为复合肥30 kg/667 m²、氮钾肥40 kg/667 m²时，综合效果较好，可在当地推广应用。

Abstract

Objectives The effects of combined application of cattle manure organic fertilizer and chemical fertilizer on regulating the yield formation and nutritional quality of forage oats in the Horqin Sandy Land were studied to screen a scheme of regional fertilizer combination to balance the high yield and the high quality. Methods Forage oats in the Horqin Sandy Land were used to conduct a randomized block design with five treatments including single application of chemical fertilizer (CK) and four gradients of combined chemical fertilizer and cattle manure organic fertilizer including 500 kg/667 m² (T1), 1 000 kg/667 m²(T2), 1 500 kg/667 m²(T3), 2 000 kg/667 m²(T4). The agronomic traits including plant height, stem diameter, flag leaf length, flag leaf width, and biological yield including fresh grass yield, dry grass yield, and nutritional quality including the content of crude protein, neutral detergent fiber, acid detergent fiber, crude ash, starch in forage oats at the stage of late milk were measured. Results The application amount of organic fertilizer significantly affected the growth and quality indexes of forage oats. The plant height and stem diameter of oats had a continuous increasing trend with the increase in organic fertilizer application. Among them, T4 performed the best, with a significant increase of 15.88% and 16.22% compared with CK, respectively. In terms of biological yield, the yield of fresh grass and dry grass had a trend of first increasing and then decreasing, with T3 reaching the peak, which was significantly higher than that in CK by 9.15% and 15.07%, respectively. In terms of nutritional quality, the content of crude protein continued to increase with the increase in the application of organic fertilizer, reaching a maximum of 14.52% in the T4 treatment, which was significantly higher than that in CK by 1.5%, but there was no significant difference compared with other treatments. Conclusions Considering both the yield and nutritional quality of forage oats, when the amount of organic fertilizer applied is 1 500 kg/667 m², and the amount of chemical fertilizer applied is 30 kg/667 m² of compound fertilizer and 40 kg/667 m² of nitrogen-potassium fertilizer, the overall effect is better and can be promoted and applied locally.

关键词

饲用燕麦 / 有机肥 / 化肥 / 产量 / 生长指标 / 营养品质 / 绿色高效栽培

Key words

forage oats / organic fertilizer / chemical fertilizer / yield / growth indexes / nutritional quality / green and efficient cultivation

饲用燕麦是禾本科燕麦属一年生草本植物，又称皮燕麦，具有草产量高、品质佳和适口性好等特点，可用于青饲或调制干草，是反刍牲畜的优良饲草，不仅是我国高寒地区冬季主要的饲草来源，还可用于缓解因过度放牧造成的草地资源短缺，能够促进草地畜牧业和草原生态环境的可持续发展^[1-2]。

合理施肥是改善土壤结构状况和提高牧草生产力的有效措施之一^[3]。化肥对农作物的增产效应毋庸置疑^[4]，但长期过量施用化肥会面临肥料效率下降、土壤严重污染等问题，从而引发土壤质量退化，对农作物的高产稳产构成威胁^[5-6]。一方面，有机肥作为农业生产中不可或缺的重要肥料，具有改善土壤理化性质、促进土壤微生物活性、增强土壤保水保肥能力等功能，是植物生长所需养分的重要来源^[7]。另一方面，肉牛养殖量逐年增加，牛粪大量堆积得不到有效利用而造成环境污染。

有机肥配施化肥是农业农村部推进农业绿色发展和解决以上问题的五大行动之一^[8]，不仅能将畜禽粪便转变为有机肥并充分利用，还在保障作物养分供应的基础上减少了化肥施用量，提高作物产量和品质^[9-10]。有机无机肥配施弥补了化肥和有机肥单独施用时各自的缺陷^[11]，实现了土壤养分短期供应能力和长期供应潜力的结合，从而促进作物生长发育，提高作物产量和品质^[12]。研究发现，有机肥与化肥配施能够增加土壤中有机质含量，优化肥料转化，提高作物产量和品质^[13]。薛一凡^[14]研究发现，在陇中灌溉区，夏播禾玉36和北农青贮208玉米，在有机肥与化肥配施为240 kg N/hm²时综合评价最高，显著降低土壤pH值，提高土壤全氮、有机质、硝态氮、速效磷含量。马雪融等^[15]研究发现，有机肥配施化肥能促进紫花苜蓿的生长，提高苜蓿产量，改善紫花苜蓿的营养品质，25%牛粪配施75%化肥的施肥效果最佳。宋国英等^[16]研究表明，腐熟羊粪作为有机肥与化肥配施有利于改善青稞田土壤的供肥能力，提高青稞产量。尽管有机肥配施化肥已有较多研究，但针对科尔沁沙地风沙土条件，牛粪有机肥与化肥的最佳配比及其对饲用燕麦生产性能的影响机制尚不明确。因此，本研究以饲用燕麦为试验材料，在科尔沁沙地典型风沙土条件下，通过设置梯度有机肥施用试验，探究牛粪有机肥与化肥配施对饲用燕麦产量及营养品质的影响，筛选基于产量－品质协同优化的有机无机肥配施组合方案，旨在为科尔沁沙地饲用燕麦绿色高效栽培提供科学施肥依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验地位于内蒙古自治区通辽市开鲁县林辉草业种植有限责任公司试验基地，东经121°32′，北纬43°60′，海拔高度241 m，气候类型为中纬度温带半干旱大陆性季风气候，年均气温1~7 ℃，无霜期95~150 d，年降水量300~400 mm，土壤类型以风沙土为主。土壤基本理化性质：pH 7.16，有机质含量9.32 g/kg，碱解氮含量71.50 mg/kg，有效磷含量24.85 mg/kg，速效钾含量38.14 mg/kg。

1.2 试验材料

供试饲用燕麦品种为速锐，由北京正道种业有限公司提供；有机肥由通辽市农牧业科学院和润禾丰家庭牧场共同研制，以牛粪为原料，利用分子膜覆盖＋静态曝气技术制作，含有效活菌数≥0.2亿/g，有机质含量≥35.3%，N+P₂O₅+K₂O≥4.71%，以烘干基计。

1.3 试验设计

试验采用完全随机区组设计，单因素试验。单施化肥为对照组CK：复合肥30 kg/667 m²、氮钾肥40 kg/667 m²；在对照处理基础上，T1：有机肥500 kg/667 m²，T2：有机肥1 000 kg/667 m²，T3：有机肥1 500 kg/667 m²，T4：有机肥2 000 kg/667 m²。每个处理3次重复，小区宽4 m、长5 m，小区面积20 m²，随机区组排列。有机肥在播前以底肥施入，复合肥作种肥一次性施入，氮钾肥在生育期分4次追施，每次施入总量的1/4。行距20 cm，播深3~5 cm；常规田间管理。

1.4 测定指标

当小区内50%燕麦达到乳熟期时测量各项指标。

1）农艺性状。小区内随机选取10株，用量尺测量燕麦的株高；用直尺测量旗叶的长和宽；用电子游标卡尺测量第一伸长节间茎秆直径。

2）干草产量。随机选取小区内1 m²样方，留茬5 cm，人工刈割后立刻称鲜重。随机取1 kg鲜草样，置于恒温烘箱内65 ℃下烘干至恒重，烘干后称重，计算得到每667 m²产干草产量。

3）营养指标。将干草样粉碎过0.45 mm筛，用于测定粗蛋白、中性洗涤纤维含量、酸性洗涤纤维、粗脂肪、粗灰分。利用凯氏定氮法测量粗蛋白含量^[17]，范式洗涤纤维法测量酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维^[18]，索式提取法测量粗脂肪，马弗炉高温灼烧法测量粗灰分。

1.5 数据统计与分析

试验数据采用Excel进行处理分析，结果以“平均值±标准差”表示，采用单因素方差分析进行组间差异分析。

2 结果与分析

2.1 化肥与有机肥配施对饲用燕麦农艺形状的影响

由表1可知，饲用燕麦株高在不同施肥处理间存在显著差异（P＜0.05），具体表现为：T4>T3>T2>T1>CK，与单施化肥（CK）相比，T2、T3、T4处理饲用燕麦株高均显著提高，且呈现明显的剂量效应。其中，T4处理株高为最高值，较CK显著提高15.88%，但与T3处理无显著差异（P＞0.05）。

饲用燕麦茎粗在不同施肥处理间只有T4与CK差异显著（P＜0.05），各施肥处理茎粗具体表现为：T4>T3>T2>T1>CK，同样呈现明显的剂量效应。其中，T4处理茎粗为最高值，较CK显著提高16.23%。

饲用燕麦旗叶长在不同施肥处理间存在显著差异（P＜0.05），具体表现为：T3>T4>T2>T1>CK，T3处理最长，较CK显著提高11.61%；旗叶宽在不同施肥处理间差异不显著（P＞0.05）。

2.2 化肥与有机肥配施对饲用燕麦产量的影响

由表2可知，T3处理饲用燕麦鲜草产量较高，达3 608.72 kg/667 m²，较CK显著提高9.15%，且显著优于T1和T2（P＜0.05）。当有机肥施用量超过1 500 kg/667 m²（T4处理）时，鲜草产量呈现下降趋势，表明存在最佳有机肥施用量阈值。同样，T3处理饲用燕麦干草产量较高，为617.11 kg/667 m²，较CK显著提高15.07%，且显著优于T1和T2（P＜0.05）。当有机肥施用量超过1 500 kg/667 m²（T4处理）时，干草产量同样呈现下降趋势，表明存在最佳有机肥施用量阈值。T3处理饲用燕麦的干鲜比较高，为17.10%，较CK高0.88百分点，差异不显著（P＞0.05）。

2.3 化肥与有机肥配施对饲用燕麦营养品质的影响

由表3可知，粗蛋白含量随着有机肥用量的增加呈增长趋势。其中，T4处理粗蛋白含量达14.52%，较CK显著提高1.5百分点（P＜0.05），但与T2、T3差异不显著（P＞0.05）。这一结果表明，虽然有机肥施用可有效提升饲用燕麦粗蛋白含量，但当施用量超过1 000 kg/667 m²后，蛋白质积累的边际效益呈现递减趋势。

T1~T4处理中性洗涤纤维含量与CK差异不显著（P＞0.05），但均高于CK，T4处理中性洗涤纤维含量最高，较CK提高0.77百分点。T1~T4处理酸性洗涤纤维含量与CK差异不显著（P＞0.05），但均低于CK，T4处理中性洗涤纤维含量最低，较CK降低1.00百分点。粗脂肪各处理间差异不显著（P＞0.05）；粗灰分含量除T2处理外，其他处理均显著高于CK（P＜0.05），T4处理含量最高，较CK高2.90百分点。

3 讨 论

牧草产量是反映草地营养物质输出能力和经济价值的重要指标，也是衡量草地系统生产力的重要因素^[19-20]。施肥能够显著影响饲草的生长，合理施肥为饲草提供养分，促进植株生长，提高饲草生物产量^[21]。曹海娟^[22]针对山东地区的小麦生产研究发现，化肥配施生物有机肥显著高于单施化肥的叶面积指数及干物质积累；杨圆圆等^[23]针对河北地区的苜蓿生产研究发现，有机无机肥混施能显著增加苜蓿干物质产量；李莎莎等^[24]在齐齐哈尔市进行试验研究结果表明，70%有机肥+30%化肥配合施用能显著提高紫花苜蓿干草产量。然而，地区不同，促进当地饲用燕麦生长的有机肥和无机肥配施比例也有所差异。本研究表明，施入有机肥处理的饲用燕麦株高、茎粗、旗叶长及干草产量显著高于CK，表明施入有机肥能够促进饲用燕麦的生长，这与前人研究结果一致。本试验条件为风沙土，保水保肥的能力弱、但透气性好，有机质含量低，化肥配施有机肥既借牛粪有机肥补充有机质含量、改善土壤的物理性质与保水保肥性，同时借助化肥提供速效氮，快速满足作物养分需求。有机肥和化肥的合理配施，发挥了二者的优点，从而促进作物生长与产量增加。但是饲用燕麦产量随有机肥的增加呈现先增后降的趋势，这可能是有机肥过量施用导致土壤板结，降低通透性影响根系生长，从而抑制作物生长；也可能是长期过量施用有机肥引起土壤酸化或盐渍化，改变土壤pH值，降低土壤养分有效性，释放有毒物质，损害根系功能，这种情况在施肥量超过阈值后尤为显著。

牧草的粗蛋白含量是牧草质量评价最重要的指标之一，也是畜牧业关注的重要品质特征之一。研究表明，生物有机肥配施化肥可以在保产或增产的同时提高作物品质^[25]，施用牛粪秸秆堆肥替代20%化肥，可以显著提高小麦籽粒的蛋白质含量和湿面筋含量^[26]。本研究发现，随着牛粪有机肥施入量的增加，粗蛋白含量呈增加的趋势，饲用燕麦品质逐渐提高，这是由于相比常规施肥，牛粪有机肥与化肥配施增加了外源有机质含量，进而改善了土壤理化和生物性质，促进了养分在土壤中的转化和转运，提高了植株的吸收效率^[27]，从而提高了饲用燕麦的品质。在本试验条件下，施入牛粪有机肥1 500 kg/667 m²效果最佳，可能是由于有机肥料与无机肥料配施的比例适宜，由化肥提供大量的速效养分，牛粪有机肥提供一部分速效养分以及微量元素，促进饲用燕麦养分的积累，进一步保障了牧草的优质高产。

4 结 论

施入有机肥可以提高饲用燕麦的产量和营养品质，在本试验条件下，综合考虑饲用燕麦产量和营养品质，当牛粪有机肥用量为1 500 kg/667 m²、化肥用量为复合肥30 kg/667 m²、氮钾肥40 kg/667 m²时，综合效果较好，可在当地推广应用。

参考文献

[1] 齐安银,曾庆晨,李颜秘,等.饲用燕麦栽培技术研究进展[J].成都大学学报(自然科学版),2022,41(3):250-256.

[2] 杨晶,刘文辉,梁国玲,等.高寒地区不同燕麦品系抗倒伏相关性状分析[J].草业学报,2020, 29(12):50-60.

[3] 石元亮,王玲莉,刘世彬,等.中国化学肥料发展及其对农业的作用[J].土壤学报,2008,45(5):852-864.

[4] 张福锁,张朝春,陈新平.高产高效养分管理技术创新与应用[M].北京:中国农业大学出版社,2017.

[5] ZHANG J L, NIE J, CAO W D, et al. Long-term green manuring to substitute partial chemical fertilizer simultaneously improving crop productivity and soil quality in a double-rice cropping system[J]. European journal of agronomy, 2023, 142(3): 126-129.

[6] 刘昊,麻仲花,刘威帆,等.不同耕作方式配施有机肥对盐碱地玉米根际土壤微生物群落的影响[J].中国生态农业学报(中英文),2025,33(1):25-39.

[7] 杨俊刚,邹国元,刘宝存.我国新型肥料发展近十年回顾与展望[J].现代化工,2024,44(11):6-11.

[8] 农业部.农业部关于实施农业绿色发展五大行动的通知[J].中华人民共和国农业农村部公报,2017(5):8-10.

[9] LIU B, YANG B, ZHANG C X, et al. Human waste substitute strategies enhanced crop yield, crop quality, and soil fertility in vegetable cultivation soils in North China[J/OL]. Agronomy, 2021, 11(11): 2232[2025-11-24].

[10] VASBIEVA M T. Changes in the agrochemical properties of soddy-podzolic soil under the impact of long-term application of fertilizers[J]. Eurasian soil science, 2021, 54(1): 108-116.

[11] 唐继伟，林治安，许建新，等.有机肥与无机肥在提高土壤肥力中的作用[J].中国土壤与肥料，2006(3)：44-47.

[12] 李燕青,温延臣,林治安,等.不同有机肥与化肥配施对氮素利用率和土壤肥力的影响[J].植物营养与肥料学报,2019,25(10):1669-1678.

[13] 张瑞福,陈玉,孙新丽,等.中国生物肥料与有机肥料研究三十年:回顾与展望[J].植物营养与肥料学报,2024,30(7):1262-1273.

[14] 薛一凡.有机肥与化肥配施对陇中地区秋播小黑麦和夏播青贮玉米生产性能及土壤养分的影响[D].兰州:甘肃农业大学,2025.

[15] 马雪融,钱一翰,闫晓旭,等.有机肥配施化肥对紫花苜蓿生产性能及营养品质的影响[J].草业科学,2025,9(10):1-5.

[16] 宋国英，边巴卓玛，刘国一.腐熟羊粪有机肥配施化肥对青稞田土壤肥力及产量的影响[J].华东师范大学学报(自然科学版)，2025(4)：77-83.

[17] 杨胜.饲料分析及饲料质量检测技术[M].北京:中国农业大学出版社,1993.

[18] 张崇玉,张桂国,杨泉,等.饲料中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)快速测定方法在生产中的应用[J].山东畜牧兽医,2021,42(7):20-24.

[19] 吕丽华,姚海坡,曹志敏,等.有机肥替代化肥对小麦产量、品质及氮素效率的影响[J].华北农学报,2022,37(6):166-172.

[20] 刘强,穆兴民,王新民,等.长期不同施肥方式对旱地轮作土壤养分和作物产量的影响[J].干旱地区农业研究,2021,39(3):122-128.

[21] 李佳旺，邓雪，张译尹，等.氮磷钾肥配施对宁夏雨养农区饲用燕麦生产性能及营养价值的影响[J].草业科学，2025，12(12)：3164-3173.

[22] 曹海娟.化肥减量配施生物有机肥对小麦产量的影响[J].特种经济动植物，2025，28(5)：31-34.

[23] 杨园园,高志岭,王雪君.有机、无机氮肥施用对苜蓿产量、土壤硝态氮和温室气体排放的影响[J].应用生态学报,2016,27(3):822-828.

[24] 李莎莎,杨曌,李红,等.有机肥与化肥配施对紫花苜蓿产量、品质和土壤理化性质的影响[J].黑龙江畜牧兽医,2021(10):109-113.

[25] FENG N X, LIANG Q F, FENG Y X, et al. Improving yield and quality of vegetable grown in PAEs-contaminated soils by using novel bioorganic fertilizer[J/OL]. Science of the total environment, 2020, 739: 139883[2025-11-24].

[26] 聂胜委,张巧萍,潘秀燕,等.牛粪秸秆堆肥替代20%全量化肥对小麦产量及品质的影响[J].山西农业科学,2022,50(10):1408-1413.

[27] 岳玉兰,马襄鸿,武俊男,等.堆肥与化肥减量配施对春玉米产量及品质的影响[J].东北农业科学,2024,49(3):25-29.

基金资助

通辽市科技计划项目“粪污资源化利用技术研究与示范”(TL2023YF005)