本研究由徐浩策、钟鑫、张赫楠、齐跃、张旭升、瓮巧云、袁进成、刘颖慧、赵治海、郭江等人完成，第一完成单位为河北北方学院，合作单位包括张家口市农业科学院、石家庄市农业综合行政执法支队和克孜勒苏职业技术学院。该文以网络首发形式发表于《中国饲料》，网络首发日期为2026年9月9日，doi为10.15906/j.cnki.cn11-2975/s.2025060027-08。研究受到河北省重点研发项目现代种业科技创新专项、河北宣化谷子科技小院以及张家口市重点研发计划项目的资助。

从学术背景来看，该研究属于饲草作物栽培与营养品质调控领域。谷子（Setaria italica L.）是禾本科黍亚科狗尾草属植物，具有耐旱、耐瘠、营养价值高等特点，是我国北方干旱、半干旱地区旱作生态农业绿色发展的重要作物。近年来，随着种植业结构调整和饲草多元化发展，饲用谷子因其全株均可作为饲草利用而受到关注。氮素是影响作物产量的重要因素，适当施氮能够促进籽粒灌浆、增加粒重和穗重，并促进微量元素吸收与积累；但过量施氮不仅会降低氮肥利用率，还会增加环境污染风险。以往关于谷子施氮量研究多集中于常规谷子或杂交谷子的经济产量，对饲用谷子全株产量和营养品质的氮肥优化研究仍较缺乏。因此，本研究旨在探讨不同施氮量对饲用谷子产量和各器官营养品质的影响，明确冀西北地区饲用谷子氮肥适宜施用量，为高效、优质饲用谷子栽培提供理论依据。

在试验设计与工作流程方面，本研究以4个饲用谷子品种为材料，分别为饲用谷6号、饲用谷19号、饲用谷25号和饲用谷28号，均由张家口市农业科学院提供。试验于2023年在河北省张家口市农业科学研究院沙岭子试验基地进行，该地区属中温带亚干旱气候，土壤为淡栗钙土，pH 8.0。试验设置4个施氮处理，包括N0（0 kg/hm²，对照）、N1（225 kg/hm²）、N2（450 kg/hm²）和N3（675 kg/hm²），氮肥分别在拔节期和开花期施用，各时期用量分别占总量的40%和60%。试验采用随机区组排列，小区面积28 m²，种植密度为20万株/hm²，行距0.3 m，不施底肥和有机肥，其他管理同大田生产，共设3次重复。在测定项目上，研究分为三个主要环节：第一，在不同生育时期测量饲用谷子株高；第二，于乳熟期进行产量测定，采用全株刈割，刈割面积为10 m²，计算青体产量和干草产量；第三，选取代表性植株，将穗、茎秆、叶片（含叶鞘）分离，测定粗蛋白质、酸性洗涤纤维（ADF）、中性洗涤纤维（NDF）、木质素、灰分、可溶性碳水化合物、粗脂肪、总可消化养分、干物质以及泌乳净能、维持净能、增重净能、相对饲草品质和30 h体外干物质消化率等指标。此外，运用模糊数学中隶属函数法对不同器官和不同施氮处理下的生产性能进行综合评价。数据分析采用Excel 2010和SPSS软件进行方差分析和相关性分析。整个工作流程体现了从农艺性状、产量形成到营养品质综合评价的递进逻辑，研究设计较为系统，能够较为全面地反映施氮量对饲用谷子生产性能和营养价值的综合影响。

在主要结果方面，株高测定结果显示，同一生育时期随施氮量增加，饲用谷子株高呈逐渐增加趋势，其中饲用谷19号对氮肥响应最为敏感。从产量结果看，氮肥施用对饲用谷子具有明显增产效果，青体产量和干草产量整体随施氮量增加呈先升后降趋势。N1处理下饲用谷19号青体产量和干草产量最高，分别为74644.9 kg/hm²和26275 kg/hm²；饲用谷6号和28号在N2处理下产量最高。过量施氮（N3）导致部分品种产量低于对照，表明过量施氮会抑制饲用谷子产量形成。在营养品质方面，穗和叶的粗蛋白质含量随施氮量增加而上升，各器官粗蛋白质含量表现为穗>叶>茎，N2处理下茎秆粗蛋白质含量最高。饲用谷子ADF和NDF含量在各器官中表现为茎>叶>穗。除饲用谷25号外，叶片和茎秆的ADF、NDF随施氮量增加而降低，而穗部ADF和NDF则随施氮量增加而增加。木质素含量表现为茎>穗>叶，灰分含量表现为叶>穗>茎。可溶性碳水化合物含量整体表现为穗>叶>茎，穗和叶中可溶性碳水化合物含量随施氮量增加而增加。N1和N2处理下干物质积累、总可消化养分及净能值显著优于N0和N3处理，尤其以穗和叶表现最佳。相关分析进一步表明，氮肥调控显著增强了茎秆和穗部干物质与粗蛋白质的负相关性，但对ADF与NDF之间的正相关性影响较小；粗脂肪与干物质的关系在穗和叶中随氮肥增加趋于正相关，而在茎秆中变化较大。在饲草生产性能方面，N1或N2处理下各品种穗和叶的泌乳净能、维持净能、增重净能、相对饲草品质及茎秆体外干物质消化率总体较高，相对饲草品质在不同器官间表现为穗>叶>茎。隶属函数综合评价结果显示，各饲用谷子不同器官生产性能综合评价呈先上升后下降趋势，表现为N1>N2>N0>N3，器官间表现为叶>茎秆>穗。饲用谷19号的叶、茎秆和穗均在N1处理时达到最大值，综合排名最高。

基于上述结果，研究得出结论：施氮量对饲用谷子营养品质的改善在不同品种间存在显著差异，生产中应根据品种特性确定氮肥用量和施用方式。粗蛋白质含量随施氮量增加而提升，穗和叶粗蛋白质显著高于茎秆，N2处理下茎秆粗蛋白质达到峰值。纤维含量在茎叶中随施氮量增加而降低，但穗部相反，可能影响整体饲用价值。N1和N2处理显著优化干物质积累、可溶性碳水化合物及净能值，其中N1处理下相对饲草品质和体外消化率表现最佳。综合产量和营养品质评价，冀西北地区饲用谷子适宜施氮量为225~450 kg/hm²。该研究明确了饲用谷子全株利用条件下氮肥调控的产量和品质响应特征，为冀西北地区饲用谷子高效栽培和饲草多元化发展提供了理论参考和实际指导。

本研究的亮点在于：第一，研究对象聚焦于饲用谷子全株利用，而非传统研究的籽粒产量，更符合饲草生产实际；第二，系统比较了不同施氮量下穗、茎、叶各器官的营养成分和生产性能差异，揭示了器官间对氮肥响应的异质性；第三，引入隶属函数综合评价方法，将多指标纳入统一评价体系，提高了品种和施氮处理筛选的科学性；第四，明确了冀西北地区饲用谷子适宜施氮范围，具有较强的区域针对性和生产指导价值。同时，研究也指出不同品种对氮肥响应存在差异，为今后开展品种与氮肥互作研究提供了方向。