罗彬彬，刘 洋，韦仕君,2，杨梨英，姚红艳

(1.贵州大学动物科学学院，贵州 贵阳 550025； 2.册亨县草地生态畜牧业发展中心，贵州 册亨 552200)

菊苣(Cichoriumintybus)又叫咖啡草，属菊科(Asteraceae)菊苣属多年生草本植物，优良阔叶型饲草，具有适应性广、抗逆性强、再生快、营养丰富、适口性好、产草量高、用途多等优良特性，是一个具有重要经济价值和开发潜力的新兴优质饲料作物[1-2]，在作为饲草时还可以增强畜禽的抗病能力，提高奶牛产奶量及牛奶中的乳蛋白率[3-5]。菊苣富含人体必需的氨基酸，营养丰富，菊苣根中富含的低聚果糖能有利于人体消化系统的循环，可促进双歧杆菌快速繁殖，降低消化道疾病。而且是一种优良的新型中药材蔬菜，具有菜、药兼用的开发潜力[6-9]。但是由于贵州是典型的喀斯特地区[10]，土层瘠薄，土壤保水能力弱[11]，使菊苣栽培效益明显降低。

随着贵州草地生态畜牧业的发展，大量国内外菊苣优良品种逐渐被引进，可供农牧民选择的、适宜不同生态区栽培的品种逐渐增多，种植面积不断扩大，如将军菊苣，其适应性、产量以及品质在高原地区的栽培效益仅次于紫花苜蓿(Medicagosativa)[12]。因此，如何通过水、肥等方面的调节来提高菊苣单位面积产量、质量是目前贵州草地生态畜牧业发展过程中急需解决的问题之一。同时，水肥是农业生产的重要资源，是农作物高产的基本保证[13]，在不同水肥处理作用过程中可产生协同效应、叠加和拮抗作用[14-15]。目前，对小麦(Triticumaestivum)、水稻(Oryzasativa)、玉米(Zeamays)、大豆(Glycinemax)等农作物的研究较为深入，其结果显示，不同水肥处理对作物生产性能的促进作用主要表现为增加植株高度、扩大叶面积、促进分蘖、提高光合速率等[16-17]，通过对水肥的合理调控和刈割，能够有效地改善农作物[18]和牧草的品质[19]，同时改善水肥利用率[20]。另外，在影响植物叶绿素含量因素研究中发现，除了香草酸和苯甲酸等10多种化感物处理可以降低叶绿素含量外[21-22]，水肥情况变化也会对叶绿素含量产生影响[23]。

在不同水肥处理对菊苣影响的研究中，大多数是将水分或肥料作为菊苣的单一影响因素进行研究分析，其研究表明，当菊苣受到水分胁迫时，菊苣可溶性糖含量先升高后下降[24]，株高和生物量也会明显降低[25]，同时生物量还受凋落物分解等因素的影响，从而抑制生物量的积累和增加[26]。在对菊苣施用不同肥料时，对其鲜草产量的影响大小表现为有机肥>磷肥>氮肥>钾肥，并且其产量随施肥量的增加而升高，当达到一个稳定值之后不再上升，氮肥和磷肥对菊苣草产量、干物质、粗蛋白、粗灰分均有显著影响，对粗纤维、粗脂肪含量无显著影响[27]。另外，许留兴等[28]研究表明，由于菊苣纤维含量高，水分较低，木质化程度高，水分散失较慢等原因，在贵州无法调制菊苣青干草，鲜草不能长时间保存，因此部分牧民已开始逐渐放弃菊苣的种植。因此，为寻找贵州地区菊苣栽培的最佳水肥配比施用方案，提高菊苣栽培的综合效益，本研究将结合不同土壤水分、N、P、K肥耦合处理对菊苣生产特性和品质的影响做进一步研究，为菊苣高产优质栽培提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为普纳菊苣(Puna)，由贵州省草业科学研究所提供，肥料(尿素，总氮≥46%；钙镁磷肥，P2O5≥12%；硫酸钾，K2O≥50%)由贵州赤天化股份有限公司提供。

1.2 研究区概况

研究区位于黔中腹地的花溪区(106°27′-106°52′ E， 26°11′-26°34′ N，平均海拔1 140 m)，该区是贵阳市的一个县级区，全区地貌以山地和丘陵为主，气候具有高原季风湿润气候的特点，年均温为14.9 ℃，无霜期平均246 d，年降水量1 178.3 mm，空气优良天数341 d，土地总面积95 760 hm2，耕地面积11 849 hm2。

1.3 试验设计

本试验于2017年3-6月在贵州大学草业科学系试验农场(土壤全氮含量0.23%、碱解氮含量11.39 mg·kg-1、速效磷含量19.55 mg·kg-1、速效钾含量237.9 mg·kg-1、有机质含量11.6 g·kg-1、pH 7.74、水分27.4%)进行。试验采用土壤水分含量(W)、氮肥(N)、磷肥(P)、钾肥(K)4因素3水平正交试验设计，选用L9(34)正交设计表，每个处理3次重复，每个重复样区面积2 m2，移栽20株长势相似的菊苣幼苗，最后随机选取4株作为试验对象。各处理水平梯度设计如表1所列，不同水肥处理正交设计如表2所列。

表1 不同因素及水平梯度Table 1 Different factors and horizontal gradients

W, soil water; similarly for the following tables.

表2 土壤水分、N、P、K 4因素3水平正交设计表Table 2 Soil water， N，P，K four factors three horizontal orthogonal design table

表中CK处理的“0”代表没有经过任何处理，即W为0是表示保持土壤本身的原来状态，不灌水也不排水；N、P、K为0则表示没有添加任何肥料。在试验过程中土壤水分控制用“北京澳作生态仪器有限公司”提供的“水分仪手持表”进行早中晚定时监测控制。

The “0” in the CK treatment in the table indicates that no treatment has been performed, ie, W=0 indicates that the original state of the soil itself is maintained, and no irrigation or drainage is performed; N, P, and K values of 0 indicate that no fertilizer has been added. In the process of testing, the soil moisture was controlled by the “moisture meter hand-held meter” provided by “Beijing Aozuo Ecological Instrument Co., Ltd.” for early, middle and late time monitoring and control.

1.4 指标测定方法

株高：在试验区选取长势一致的4株菊苣进行标记，然后用卷尺直接测量从地面到最高处高度取平均值。单株鲜草产量：刈割测试株高时标记的4株菊苣进行称重取其平均值即第1茬单株鲜草产量，原计划每年刈割5茬。可溶性糖：蒽酮比色法。叶绿素含量：有机溶剂混合液浸提法。粗蛋白：用凯氏法测定试样中的含氮量，然后乘以系数6.25得到粗蛋白含量，具体步骤参照GB/T6432-94《饲料中粗蛋白测定方法》。粗脂肪：用索氏提取法提取，具体步骤参照GB/T6433-2006《饲料中粗脂肪测定方法》。粗灰分：灼烧法检测粗灰分含量，具体步骤参照GB/T6438-2007《饲料中粗灰分测定方法》。粗纤维：用酸碱消煮法提取粗纤维含量，具体步骤参照GB/T6434-2006《饲料中粗纤维的测定-过滤法》。干物质：烘箱烘干法。

1.5 数据处理

采用Microsoft Excel 2007软件进行数据统计并制作图表，采用SPSS 19.0统计软件进行差异显著性分析(LSD法)。

2 结果与分析

2.1 不同水肥处理对菊苣生产性能的影响

菊苣经过不同水肥处理后，株高和鲜草产量相对于CK均得到明显改善(图1)，并且经过T8处理的株高和单株鲜草产量均达到最大值，分别是44.56 cm和399.34 g，其中鲜草产量是CK的4倍，株高是CK的1.5倍；其次是T7处理，株高和鲜草产量分别是40.97 cm和380.32 g；最低的是CK处理，株高和鲜草产量分别是29.68 cm和95.78 g。而不同水肥处理之间，T3处理的株高和鲜草产量也相对较低，分别是35.7 cm、158.55 g，并且鲜草产量显著低于除CK之外的其他处理(P<0.05)。同时，由极差分析可知，菊苣株高和鲜草产量的最优水肥组合分别为W3N2P3K2和W3N2P1K2(表3)。

2.2 不同水肥处理对菊苣品质的影响

2.2.1不同水肥处理对菊苣可溶性糖含量及叶绿素含量的影响 适宜水肥条件下可有效提高菊苣可溶性糖、叶绿素a和叶绿素b的含量。不同水肥处理之间，T4处理对菊苣可溶性含糖量影响最大(图2)，且达到最大值(7.4 mg·g-1)，显著高于其他任何处理(P<0.05)；叶绿素a和叶绿素b含量均在T2处理时达到最大值，分别是28.4和11.5 mg·g-1，T6处理次之，分别是22.7和9.4 mg·g-1，在处理T4时叶绿素a含量最小(17.9 mg·g-1)，在CK处理时叶绿素b含量分别最小(3.9 mg·g-1)；经不同水肥处理后各处理叶绿素a含量均大于叶绿素b，且叶绿素b含量相对于CK均有显著提高，T1、T4、T7、T8处理间均无显著性差异；另外，叶绿素a在T1、T4、T8处理时含量值相对较低，T1与T8间无差异，T1、T8显著高于T4。同时，通过极差分析可知，菊苣可溶性含糖量、叶绿素a和叶绿素b最优水肥组合分别为W2N1P2K3、W1N3P2K2和W1N3P2K2(表4)。

图1 不同水肥处理对菊苣生产性能的影响Fig. 1 Effect of different water and fertilizer treatments on Cichorium intybus production performance

同指标数据上不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，下同。

Different lowercase letters indicate significant difference between different theatments at the 0.05 level; similarly for the following figures.

表3 菊苣生产性能极差分析Table 3 Production performance analysis table

Ki表示第i因素各试验水平指标值的和，ki表示第i因素各试验水平指标值和平均值，下同。

Kiis the sum of the values of the test level of thei-th factor, andkiis the mean value of the sum of the test index values of thei-th factor; similarly for the following tables.

2.2.2不同水肥处理对菊苣营养成分含量的影响 通过各种不同水肥处理后菊苣粗蛋白含量均提高，各水肥处理与对照之间差异显著(P<0.05)(图3)，CK处理的粗蛋白含量最低(125 g·kg-1)，在处理T5时达到最大值(294.1 g·kg-1)，而相比CK处理，粗蛋白含量提高一倍多；另外，粗蛋白含量在处理T1与T2、T8间无显著差异，T2与T8间差异显著。水肥条件的改变对菊苣粗纤维含量也表现出不同的影响，与CK(385 g·kg-1)相比较，除T1、T8处理菊苣粗纤维含量降低，处理T6无显著变化以外，其余处理均显著增加，且在T5处理时达到最大值(509 g·kg-1)，T8处理粗纤维含量最低，为331 g·kg-1，相比CK处理下降了14%，T2与T7间无显著差异。经过不同水肥处理后，菊苣粗脂肪含量除T1处理与CK处理无差异外，其余处理均显著提高了其粗脂肪含量，并在处理T6时含量达到最大，为38.7 g·kg-1，相比CK处理(12.9 g·kg-1)提高了2倍，在T1处理时粗脂肪含量最低(12.2 g·kg-1)，T2、T3处理间无显著差异，T4、T5处理间无显著差异，T8、T9处理间无显著差异。不同水肥处理后，菊苣粗灰分含量也表现出不同的变化，T5、T7、T8、T9处理后粗灰分含量均显著高于CK处理，且在T8处理时达到最大值，为194.9 g·kg-1，比CK处理(168.7 g·kg-1)显著提高了15.5%；T2、T6处理后与CK无显著差异，T1、T3、T4处理显著降低了菊苣粗灰分含量，且在T3处理时降低到最低值，为151.8 g·kg-1，比CK处理显著降低了10%。不同水肥处理后均显著降低了菊苣干物质含量，在T8处理时降到最低，为82.4 g·kg-1，相比CK处理(136.7 g·kg-1)降低了39.7%。另外，极差分析得出，菊苣粗蛋白、粗纤维、粗脂肪、粗灰分和干物质含量最优水肥组合为W1N2P3K1、W3N2P1K2、W1N3P3K2、W3N2P1K2和W1N3P3K1(表4)。

图2 不同水肥处理对菊苣可溶性含糖量及叶绿素含量的影响Fig. 2 Effect of different fertilizer and water treatments on soluble sugar content and chlorophyll content of Cichorium intybus

图3 不同水肥对菊苣营养成分含量的影响Fig. 3 Effect of different water and fertilizer treatments on the nutritional components of Cichorium intybus

3 讨论

3.1 不同水肥与株高和鲜草产量的相互关系

水分的极差值R最大时，对菊苣株高和鲜草产量的影响最大(表3)，该结果与范志东[29]对苜蓿不同水肥耦合研究结果相符，因此水分是影响株高和鲜草产量的主要因素。另外，单一的水肥条件可能对菊苣株高和产量的增加效果不明显，但合理的水肥配施显著提高了菊苣鲜草产量，出现这一现象的原因可能是水、氮、磷、钾肥的配合施肥较好的平衡了土壤中菊苣所需养分，而这些肥料均可影响菊苣对其他养分的吸收，产生间接效应，从而使菊苣产量显著提高。

3.2 不同水肥与菊苣品质的相互关系

可溶性糖是植物重要的渗透调节物质和防脱水剂，与植物的抗逆性密切相关，可溶性糖含量的增加有利于提高菊苣的抗寒性能。在研究影响菊苣可溶性含糖量、叶绿素a和叶绿素b含量的4个因素中，其极差值最大的因素分别是土壤水分、氮肥、氮肥，即对菊苣可溶性含糖量影响最大的是土壤水分，对叶绿素a和叶绿素b影响最大的是氮肥，叶绿素随氮肥的增施呈上升趋势(表4)，与杜金鸿[30]水氮互作影响的研究结果一致。另外莲座期是菊苣各项营养指标最佳时期，经过各水肥条件处理后粗蛋白含量均得到提高，且其含量随着N肥和P肥用量的增加而升高，随着灌水量的增加而降低，这一结果与文霞[31]的研究结果一致，适当增施氮肥和磷肥有利于蛋白质的积累[32]，与赵云等[32]研究结果一致，同时提高土壤含水量可降低菊苣粗纤维的含量，与文霞研究结果一致[31]，与贾珺等[33]研究结果不一致，分析其原因可能是地区光照、气候、土壤或水分控制等差异所致。钾肥对粗脂肪、水肥对粗灰分等影响与紫花苜蓿[34]和敖汉苜蓿[35]研究结果一致。

表4 菊苣营养品质极差分析Table 4 Quality analysis table

4 结论

本研究对菊苣合理的水肥条件进行了探索，得出如下结论：1)在产量方面，各种水肥处理均显著提高了菊苣鲜草产量，年产量在7.93×104～1.997×105kg·hm-2，且在40%土壤含水量、500 kg·hm-2氮肥、300 kg·hm-2磷肥、200 kg·hm-2钾肥的水肥条件下达到最大值(1.997×105kg·hm-2)；不同水肥处理后，菊苣产量相比无任何处理对照(4.97×104kg·hm-2)提高了60%～300%；2)在菊苣品质方面，经过不同水肥处理后菊苣粗蛋白含量均显著提高，在30%土壤含水量、500 kg·hm-2氮肥、600 kg·hm-2磷肥、100 kg·hm-2钾肥的水肥条件下达到最高值(294.1 g·kg-1)，相比对照其含量提高了一倍多。本研究结果为贵州地区高产量、高蛋白的菊苣牧草生产提供了指导意义，为贵州地区畜牧业的快速发展提供了饲草保障。

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