黃巖,多田琦,遇瑤,姚鳳嬌,季婧,鄺肖,崔國(guó)文,胡國(guó)富*(.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院,黑龍江 哈爾濱50030;.中審眾環(huán)會(huì)計(jì)師事務(wù)所廣東分所,廣東 廣州 50000)
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施肥對(duì)提高秣食豆產(chǎn)量和飼用品質(zhì)的影響
黃巖1,多田琦1,遇瑤1,姚鳳嬌2,季婧1,鄺肖1,崔國(guó)文1,胡國(guó)富1*
(1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院,黑龍江 哈爾濱150030;2.中審眾環(huán)會(huì)計(jì)師事務(wù)所廣東分所,廣東 廣州 510000)
采用“3414”最優(yōu)回歸設(shè)計(jì),設(shè)氮、磷、鉀3個(gè)因素,4個(gè)施肥水平,研究不同施肥水平對(duì)秣食豆產(chǎn)量、飼用品質(zhì)的影響,結(jié)果表明,在鼓粒期和N2P2K2(N 40 kg/hm2,P2O570 kg/hm2,K2O 50 kg/hm2)施肥水平下秣食豆飼用品質(zhì)表現(xiàn)最佳,秣食豆鮮、干草產(chǎn)量最高,分別是39238.09和16209.12 kg/hm2,較對(duì)照分別提高了24.47%、36.17%;粗蛋白、粗脂肪最高,分別為18.40%和2.60%,較對(duì)照分別提高了37.02%、73.61%;粗纖維含量最低,較對(duì)照降低了18.46%。
秣食豆;產(chǎn)量;飼用品質(zhì);施肥水平
秣食豆(Glycinemax)為豆科大豆屬一年生半蔓生飼料作物,葉片柔軟濃綠,作為優(yōu)質(zhì)高蛋白牧草具有適應(yīng)性強(qiáng)、易栽培、產(chǎn)草量高、營(yíng)養(yǎng)豐富和適口性好等優(yōu)點(diǎn)[1],在雨季收獲時(shí)葉片不易脫落,是高寒和收獲季節(jié)降雨集中地區(qū)紫花苜蓿(Medicagosativa)的優(yōu)良代替品種,而且秣食豆在種植機(jī)械、田間管理技術(shù)等方面與農(nóng)作物大豆極為相似,種植農(nóng)戶非常熟悉,便于推廣和種植,是北方優(yōu)質(zhì)的豆科飼草資源,隨著農(nóng)區(qū)草業(yè)的發(fā)展,其種植面積也逐漸擴(kuò)大[2]。
氮、磷、鉀是維持植物生長(zhǎng)發(fā)育必需的3種主要營(yíng)養(yǎng)元素,很多研究結(jié)果表明,氮磷鉀的不同營(yíng)養(yǎng)水平及配比與產(chǎn)量存在密切關(guān)系,合理施肥可以提高作物產(chǎn)量;施肥水平過(guò)高或配比不合理,增產(chǎn)效果差甚至導(dǎo)致減產(chǎn)[3]。青貯玉米(Zeamays)施用氮磷鉀,生物產(chǎn)量增產(chǎn)效果明顯[4]。氮磷鉀肥配合施用顯著提高大豆產(chǎn)量,施肥最高能增產(chǎn)43.2%[5]。施肥可明顯地促進(jìn)苜蓿生長(zhǎng),增加產(chǎn)量;可降低莖葉比,提高苜蓿粗蛋白含量;可增加苜蓿種植的經(jīng)濟(jì)效益[6]??梢?jiàn),合理施肥可使植物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。但若施入過(guò)量,不僅造成肥料浪費(fèi)、經(jīng)濟(jì)效益下降,還可能導(dǎo)致作物產(chǎn)量下降、品質(zhì)降低等問(wèn)題。本試驗(yàn)采用“3414”最優(yōu)回歸設(shè)計(jì),通過(guò)對(duì)氮磷鉀不同配比下秣食豆產(chǎn)量、飼用品質(zhì)的分析,確定秣食豆產(chǎn)草最佳施肥水平,為秣食豆生產(chǎn)提供理論依據(jù)。
1.1 試驗(yàn)地自然概況
試驗(yàn)地位于黑龍江省哈爾濱市東北農(nóng)業(yè)大學(xué)香坊農(nóng)場(chǎng)試驗(yàn)基地。大陸性氣候,四季分明,平均氣溫5.5 ℃,平均降水量400~600 mm,≥10 ℃年活動(dòng)積溫在2800~2900 ℃。土壤為黑鈣土,耕層0~20 cm土壤含有機(jī)質(zhì)14 g/kg、全氮(N)0.85 g/kg、全磷(P)0.66 g/kg、全鉀(K)15.19 g/kg、速效磷10.76 mg/kg、速效鉀145.4 mg/kg、堿解氮65.02 mg/kg。
1.2 試驗(yàn)材料
供試秣食豆品種為牡丹江秣食豆,由東北農(nóng)業(yè)大學(xué)提供。供試肥料為尿素(含N 46%),過(guò)磷酸鈣(含P2O516%),硫酸鉀(含K2O 50%)。
1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
采用農(nóng)業(yè)部推薦的“3414”最優(yōu)回歸設(shè)計(jì),設(shè)氮、磷、鉀3個(gè)因素,4個(gè)水平,共14個(gè)處理,0水平為不施肥。每個(gè)處理重復(fù)3次,共計(jì)42個(gè)試驗(yàn)小區(qū),田間設(shè)計(jì)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。小區(qū)行長(zhǎng)4 m,5行區(qū),行距0.7 m,株距為0.1 m。試驗(yàn)于2014年5月中旬播種,試驗(yàn)方案見(jiàn)表1。
1.4 試驗(yàn)方法
1.4.1 產(chǎn)量測(cè)定 于秣食豆結(jié)莢期、鼓粒期、成熟期齊地面刈割,每次取樣10株,每小區(qū)重復(fù)3次,于田間測(cè)其鮮重,后于烘箱中105 ℃殺青15 min,再調(diào)至65 ℃烘至恒重,稱量干重,根據(jù)鮮重和干重計(jì)算每hm2鮮草產(chǎn)量和干草產(chǎn)量。
1.4.2 飼用品質(zhì)測(cè)定 將結(jié)莢期、鼓粒期、成熟期整株鮮樣(3株/份)于105 ℃烘箱烘15 min,立即降至65 ℃,烘至恒重。經(jīng)粉碎機(jī)粉碎,通過(guò)1 mm篩,備用。
表1 試驗(yàn)處理方案Table 1 Design of the experiment kg/hm2
粗蛋白(CP)釆用凱氏定氮法測(cè)定;粗脂肪(EE)釆用索氏乙醚浸提法測(cè)定;粗纖維(CF)采用酸堿消煮法測(cè)定;粗灰分(CA)采用灼燒法測(cè)定;所有方法操作均參照楊勝[7]的《飼料分析及飼料質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)》。
1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析
運(yùn)用Excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)整理, IBM SPSS Statistics 19進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析。
2.1 施肥對(duì)秣食豆鮮、干草產(chǎn)量的影響
秣食豆鮮、干草產(chǎn)量如表2和3所示,每個(gè)施肥水平下,秣食豆鮮、干草產(chǎn)量平均值均在鼓粒期達(dá)到最高,均為N2P2K2處理下鮮草產(chǎn)量平均值最高,分別達(dá)到39238.09和16209.12 kg/hm2,顯著高于對(duì)照(P<0.05),分別增產(chǎn)24.47%和36.17%(P<0.05)。
表2 不同施肥水平下各收獲時(shí)期秣食豆鮮草產(chǎn)量Table 2 The fresh yield of different fertilizer levels under each harvest stage kg/hm2
注:表中數(shù)據(jù)為平均值,不同小寫(xiě)字母表示差異顯著(P<0.05),下同。
Note: Data are means, different lowercase letters indicate significant differences among treatments at the 0.05 level, the same below.
表3 不同施肥水平下各收獲時(shí)期秣食豆干草產(chǎn)量Table 3 The yield of different fertilizer levels under each harvest stage kg/hm2
2.2 施肥對(duì)秣食豆飼用品質(zhì)的影響
2.2.1 施肥對(duì)秣食豆粗蛋白含量的影響 各施肥水平下,秣食豆各時(shí)期粗蛋白含量平均值均顯著高于對(duì)照N0P0K0(CK)(P<0.05),3個(gè)時(shí)期下均以N2P2K2水平施肥處理下秣食豆粗蛋白含量達(dá)到最高,分別為18.4%、24.55%和21.99%,較N0P0K0(CK)水平粗蛋白含量分別提高了30.04%、52.67%和44.01%;在同一施肥水平下,不同收獲時(shí)期的粗蛋白含量表現(xiàn)為從結(jié)莢期到成熟期先升高后降低的趨勢(shì)。以鼓粒期收獲,N2P2K2水平下秣食豆粗蛋白含量達(dá)到最高,為24.55%。結(jié)果表明,配施氮磷鉀肥影響著秣食豆各生長(zhǎng)階段的粗蛋白含量(表4)。
各收獲時(shí)期,隨著施氮量的不斷增加,秣食豆粗蛋白百分含量均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì),分別為18.40%、24.55%和21.99%,且在N2P2K2水平(N 40 kg/hm2)處理下粗蛋白含量達(dá)到最高,顯著高于對(duì)照(P<0.05)。當(dāng)施氮水平達(dá)到N3P2K2(N 60 kg/hm2)時(shí),粗蛋白含量顯著下降(P<0.05)。
各收獲時(shí)期,磷肥對(duì)秣食豆粗蛋白百分含量的影響趨勢(shì)同氮肥相同,均出現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì),當(dāng)施磷量達(dá)到N2P2K2水平(P2O570 kg/hm2)時(shí),粗蛋白百分含量最高。
各收獲時(shí)期,隨著施鉀量的增加,粗蛋白百分含量呈先升高后降低趨勢(shì),當(dāng)施鉀量達(dá)到N2P2K2水平(K2O 50 kg/hm2)時(shí),粗蛋白百分含量最高。
2.2.2 施肥對(duì)秣食豆粗脂肪含量的影響 各收獲時(shí)期,均以N2P2K2水平施肥處理下秣食豆粗脂肪含量最高,分別為2.60%、8.15%和9.35%,顯著高于對(duì)照(P<0.05);在同一施肥水平下,不同收獲時(shí)期的粗脂肪含量表現(xiàn)為從結(jié)莢期到成熟期逐漸升高的趨勢(shì),在成熟期粗脂肪含量達(dá)到最高,以N2P2K2施肥水平下,各時(shí)期粗脂肪含量均為最高值,以成熟期最高,為9.35%。
表4 不同施肥水平下各收獲時(shí)期秣食豆粗蛋白含量Table 4 The crude protein content of different fertilizer levels under each harvest stage %
表5 不同施肥水平下各收獲時(shí)期秣食豆粗脂肪含量Table 5 The crude fat content of different fertilizer levels under each harvest stage %
隨著施氮量的不斷增加,除結(jié)莢期外的各收獲時(shí)期,粗脂肪百分含量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì),在N2P2K2水平(N 40 kg/hm2)處理下,粗脂肪百分含量達(dá)到最高,施氮過(guò)量,粗脂肪百分含量降低。
隨著施磷、鉀肥的不斷增加,除對(duì)照處理的各收獲時(shí)期,粗脂肪百分含量均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì),且以施磷、鉀肥量達(dá)到N2P2K2水平(P2O570 kg/hm2,K2O 50 kg/hm2)時(shí),粗脂肪百分含量最高,顯著高于不施磷、鉀肥處理(P<0.05)。
2.2.3 施肥對(duì)秣食豆粗纖維含量的影響 結(jié)莢期、鼓粒期收獲,以N2P2K2水平施肥處理下秣食豆粗纖維含量達(dá)到最低,分別為24.36%和16.68%,顯著低于對(duì)照(P<0.05);成熟期收獲,以N2P2K3水平施肥處理下秣食豆粗纖維含量達(dá)到最低,為16.50%,其次是N2P2K2水平,為17.91%,均顯著低于對(duì)照處理(P<0.05);N0P0K0(CK)水平粗纖維含量最高,為24.06%。在同一施肥水平下,不同收獲時(shí)期的粗纖維含量均表現(xiàn)為結(jié)莢期最高,之后降低的趨勢(shì),在鼓粒期粗纖維含量達(dá)到最低(表6)。
各收獲時(shí)期,隨著施氮量的不斷增加,秣食豆粗纖維百分含量呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢(shì),在N2P2K2水平(N 40 kg/hm2)處理下,粗纖維百分含量達(dá)到最低,顯著低于不施氮肥處理(P<0.05),當(dāng)施氮水平達(dá)到N3P2K2(N 60 kg/hm2)時(shí),粗纖維百分含量最高。結(jié)果表明,施氮過(guò)量會(huì)影響粗纖維百分含量。
各收獲時(shí)期,隨著施磷量的不斷增加,秣食豆粗纖維百分含量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì),當(dāng)施磷量達(dá)到N2P2K2水平(P2O570 kg/hm2)時(shí),粗纖維百分含量最低,當(dāng)施磷水平達(dá)到N2P3K2(P2O5105 kg/hm2)時(shí),粗纖維百分含量最高。
各收獲時(shí)期,當(dāng)施鉀量達(dá)到N2P2K2水平(K2O 50 kg/hm2)時(shí),粗纖維百分含量最低,隨著施鉀量的增加,粗纖維百分含量升高,當(dāng)施鉀水平達(dá)到N2P2K3(K2O 75 kg/hm2)時(shí),粗纖維百分含量最高。
2.2.4 施肥對(duì)秣食豆粗灰分含量的影響 結(jié)莢期收獲,N2P0K2水平施肥處理下秣食豆粗灰分含量達(dá)到最低,為6.31%,其次是N2P1K2、N2P2K2水平,分別為7.06%、7.15%,顯著低于對(duì)照(P<0.05);鼓粒期收獲,以N2P0K2水平秣食豆粗灰分含量達(dá)到最低,為6.12%;成熟期收獲,以N2P0K2水平施肥處理下秣食豆粗灰分含量達(dá)到最低,為4.65%,其次是N2P1K2、N2P2K2水平,為4.97%、5.09%。在同一施肥水平下,不同收獲時(shí)期的粗灰分含量均表現(xiàn)為從結(jié)莢期到成熟期逐漸降低的趨勢(shì),在成熟期粗灰分含量達(dá)到最低(表7)。
表6 不同施肥水平下各收獲時(shí)期秣食豆粗纖維含量Table 6 The crude fiber content of different fertilizer levels under each harvest stage %
表7 不同施肥水平下各收獲時(shí)期秣食豆粗灰分含量Table 7 The crude ash content of different fertilizer levels under each harvest stage %
各收獲時(shí)期,隨著施氮量的不斷增加,粗灰分百分含量出現(xiàn)先降低后升高的趨勢(shì),在N2P2K2水平(N 40 kg/hm2)處理下,粗灰分百分含量達(dá)到最低,結(jié)果表明,隨著施氮量的增加,會(huì)降低粗灰分的百分含量,但過(guò)量施入氮肥會(huì)提高粗灰分的百分含量。
各收獲時(shí)期,隨著施磷量的不斷增加,各施磷處理秣食豆粗灰分含量表現(xiàn)為逐漸上升的趨勢(shì),當(dāng)施磷量達(dá)到N2P3K2水平(P2O5105 kg/hm2)時(shí),粗灰分百分含量最高,較不施磷肥提高了16.05%。
各收獲時(shí)期,隨著鉀肥水平的不斷提高,各施鉀處理秣食豆粗灰分含量的表現(xiàn)為逐漸降低的趨勢(shì),當(dāng)施鉀量達(dá)到N2P2K3水平(K2O 75 kg/hm2)時(shí),粗灰分百分含量最低。
3.1 施肥對(duì)秣食豆產(chǎn)量的影響
氮磷鉀與作物產(chǎn)量密切相關(guān),施用量的不同對(duì)產(chǎn)量有不同程度的影響[8-10]。由于豆科植物的固氮作用提供的氮素只能滿足其50%的需求量,在一定范圍內(nèi),氮肥的施用可提高秣食豆產(chǎn)量,在本試驗(yàn)的土壤肥力下,當(dāng)施氮量達(dá)到40 kg/hm2時(shí),在結(jié)莢期、鼓粒期和成熟期產(chǎn)量均最高,分別是39238.09和16209.12 kg/hm2。但隨著施肥量的提高,干物質(zhì)產(chǎn)量呈現(xiàn)遞減趨勢(shì)和負(fù)效應(yīng),這與陳敏等[11]對(duì)棒豆(四季豆,Phaseolusvulgaris)、張學(xué)洲等[12]對(duì)多葉型紫花苜蓿(Medicagosativa)的研究結(jié)果一致。
磷肥可提高飼草的鮮干草產(chǎn)量[13-14],增加豆科植物根瘤中豆血紅蛋白的含量,促進(jìn)大豆結(jié)瘤固氮能力,最終達(dá)到以磷增氮的效果。鉀能改善能量代謝,增強(qiáng)光合作用及植株體內(nèi)物質(zhì)的合成和轉(zhuǎn)運(yùn),為豆科植物根瘤固氮提供能源,因此鉀肥的施用可提高栽培大豆的產(chǎn)量[15]。本研究結(jié)果表明,氮磷鉀肥合理配施水平可提高秣食豆鮮、干草產(chǎn)量,鮮草產(chǎn)量增長(zhǎng)幅度在6.71%~26.68%之間,干草產(chǎn)量增長(zhǎng)幅度在6.63~40.45%之間。在N2P2K2施肥水平下,氮磷鉀比例為1∶1.75∶1.25時(shí),秣食豆鮮干草產(chǎn)量達(dá)到最高。而陳敏等[11]的研究表明,在N2P3K2施肥水平下,氮磷鉀比例為1∶0.6∶0.5時(shí),棒豆產(chǎn)量最高;張學(xué)洲等[12]的研究表明,在N2P2K2施肥水平下,氮磷鉀比例為1∶1.5∶0.67時(shí),多葉型紫花苜蓿產(chǎn)量最高;這說(shuō)明豆科不同種屬類型植株需肥規(guī)律存在較大差異,只有根據(jù)不同作物的生長(zhǎng)發(fā)育需求,合理施肥,才能避免植株徒長(zhǎng)、倒伏,促進(jìn)作物高產(chǎn)。
3.2 施肥對(duì)秣食豆飼用品質(zhì)的影響
增加秣食豆粗蛋白、粗脂肪的含量,同時(shí)降低粗纖維的含量是提高秣食豆飼用品質(zhì)的關(guān)鍵,而合理施肥是調(diào)控飼草飼用品質(zhì)的耕作措施之一。氮肥促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成,促進(jìn)植物體的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)。本研究結(jié)果表明,合理配施氮磷鉀肥可提高秣食豆的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì),氮肥的施用可增加粗蛋白含量,但隨著氮肥施用量的不斷增加,秣食豆粗蛋白含量呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢(shì),這與徐明崗等[16]的研究結(jié)果一致。磷參與植物光合代謝過(guò)程、糖和淀粉的利用和能量的傳遞過(guò)程,從而促進(jìn)植物苗期根系的生長(zhǎng)。本研究結(jié)果表明,當(dāng)?shù)浭┓柿坎蛔儠r(shí),隨著施磷肥含量的增加,粗蛋白含量逐漸增加,而當(dāng)施磷量最大為70 kg/hm2(按P2O5含量計(jì))時(shí),粗蛋白含量最高,為18.40%。同時(shí),粗脂肪含量也有相同的變化規(guī)律,合理配施氮磷鉀肥可提高秣食豆的粗脂肪含量,各施肥處理下秣食豆粗脂肪含量均高于不施肥處理,但隨著氮磷鉀肥施入量的增加,粗脂肪含量出現(xiàn)降低的趨勢(shì),這與李永孝等[17]的研究結(jié)果一致。鉀肥可增強(qiáng)植物的抗逆性,不斷影響植物角質(zhì)層的發(fā)育,增加纖維素和木質(zhì)素含量[18-19]。本研究表明,在氮磷用量一定時(shí),隨著施鉀量的增加,粗纖維含量沒(méi)有相應(yīng)的增長(zhǎng)規(guī)律。粗纖維的含量隨氮磷鉀肥施用量的增加呈現(xiàn)不同的趨勢(shì),結(jié)莢期和鼓粒期以N2P2K2(N 40 kg/hm2,P2O570 kg/hm2,K2O 50 kg/hm2)水平施肥處理下秣食豆粗纖維含量達(dá)到最低,鼓粒期收獲時(shí),秣食豆中粗蛋白、粗脂肪的含量最高,粗纖維含量降到最低。這表明,除遺傳因素外,為收獲較高產(chǎn)量和較好飼用品質(zhì)的飼草,氮磷鉀肥的科學(xué)配施至關(guān)重要。
在N2P2K2(N 40 kg/hm2,P2O570 kg/hm2,K2O 50 kg/hm2)施肥水平下,秣食豆在鼓粒期收獲,可使秣食豆鮮、干草產(chǎn)量和蛋白質(zhì)含量達(dá)到最高,同時(shí)粗纖維含量達(dá)到最低。這表明N2P2K2施肥組合最佳,為最終獲得高產(chǎn)、高蛋白的優(yōu)良秣食豆飼草生產(chǎn)提供參考。
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Effect of fertilizer on the yield and forage quality ofGlycinemax
HUANG Yan1, DUO Tian-Qi1, YU Yao1, YAO Feng-Jiao2, JI Jing1, KUANG Xiao1, CUI Guo-Wen1,HU Guo-Fu1*
1.CollegeofAnimalScienceandTechnology,NortheastAgriculturalUniversity,Harbin150030,China; 2.ZhongShenZhongHuanCertifiedPublicAccountantsGuangdongBranch,Guangzhou510000,China
Using a “3414” optimal regression design, this study set three factors of nitrogen, phosphorus and potassium and four fertilizer levels (N: 0, 20, 40, 60 kg/ha; P2O5: 0, 35, 70, 105 kg/ha; K2O: 0, 25, 50, 75 kg/ha) to investigate effects on the yield and forage quality ofGlycinemax. The results showed that during the seed-filling stage and with N2P2K2fertilizer level (N 40 kg/ha,P2O570 kg/ha,K2O 50 kg/ha),G.maxhad the best nutrient quality. At N2P2K2fertilizer level, the fresh and hay yields were at their highest levels, which were 39238.09 and 16209.12 kg/ha respectively, representing increases of 24.47% and 36.17% compared with the control, crude protein and crude fat content were the highest (18.40% and 2.60%), 37.02% and 73.61% higher than the control respectively. Crude fiber content was the lowest, reducing by 18.46% when compared with the control.
Glycinemax; yield; forage quality; fertilizer level
10.11686/cyxb2016201
http://cyxb.lzu.edu.cn
2016-05-16;改回日期:2016-09-07
哈爾濱市科技局科技創(chuàng)新人才專項(xiàng)(RQXXJ013)資助。
黃巖(1991-),女,黑龍江齊齊哈爾人,在讀碩士。E-mail:huangyan2519@163.com*通信作者Corresponding author. E-mail:guofuh2003@163.com
黃巖, 多田琦, 遇瑤, 姚鳳嬌, 季婧, 鄺肖, 崔國(guó)文, 胡國(guó)富. 施肥對(duì)提高秣食豆產(chǎn)量和飼用品質(zhì)的影響. 草業(yè)學(xué)報(bào), 2017, 26(4): 211-217.
HUANG Yan, DUO Tian-Qi, YU Yao, YAO Feng-Jiao, JI Jing, KUANG Xiao, CUI Guo-Wen, HU Guo-Fu. Effect of fertilizer on the yield and forage quality ofGlycinemax. Acta Prataculturae Sinica, 2017, 26(4): 211-217.