施氮對(duì)高丹草產(chǎn)量及氮素利用分配的影響

韓 娟,劉大林,趙國(guó)琦,楊躍霞,王小山

(揚(yáng)州大學(xué)動(dòng)物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院草業(yè)科學(xué)專業(yè),江蘇 揚(yáng)州225009)

高丹草Sorghum hybrid是由飼用高粱和蘇丹草自然雜交形成的一年生禾本科牧草,其再生和分蘗能力強(qiáng),分枝多,可多次刈割利用,飼用價(jià)值高,在生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用[1-3]。氮肥是影響禾本科牧草產(chǎn)量的關(guān)鍵因素,施氮肥可增加禾本科牧草產(chǎn)量。提高單位面積產(chǎn)量增加經(jīng)濟(jì)效益,是促進(jìn)高丹草優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的重要途徑之一。由于對(duì)高丹草施肥的研究較晚,研究不夠系統(tǒng)深入,在許多問題上還存在爭(zhēng)議。特別是在長(zhǎng)江中下游地區(qū)施氮肥對(duì)高丹草產(chǎn)量和氮素分布影響的研究尚未見報(bào)道。因此,針對(duì)當(dāng)前南方高丹草生產(chǎn)中存在的產(chǎn)量低、施氮不合理等問題,探討施氮對(duì)高丹草產(chǎn)量及氮素分布的影響,對(duì)我國(guó)高丹草優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)和產(chǎn)業(yè)化有重要意義。本試驗(yàn)通過不同水平的施氮量對(duì)高丹草產(chǎn)量以及植株內(nèi)不同器官氮素分布的影響進(jìn)行研究,并分析其經(jīng)濟(jì)效益,為揚(yáng)州地區(qū)高丹草生產(chǎn)提供最佳施肥方案和科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況 試驗(yàn)地位于江蘇省揚(yáng)州大學(xué)實(shí)驗(yàn)農(nóng)牧場(chǎng),該地區(qū)處于江蘇中部,長(zhǎng)江北岸,江淮平原南端。現(xiàn)轄區(qū)域?yàn)闁|經(jīng) 119°01′～119°54′、北緯 32°15′～ 33°25′。屬于亞熱帶濕潤(rùn)氣候,年平均氣溫15.6～16.1℃,7月最熱,平均氣溫為28.5℃。1月最冷,平均氣溫為1.2℃,無霜期225 d。年降水量965.6 mm左右,多數(shù)年份從6月中旬到7月中旬形成雨季(即“梅雨季節(jié)”)。海拔4～8 m,常年氣候溫和。

試驗(yàn)土壤為砂壤土,土壤堿解氮為 100.6 mg/kg,速效磷為 36.4 mg/kg,速效鉀為89.0 mg/kg,有機(jī)質(zhì)為1.3%,全氮 0.13%,前茬作物為小麥Triticum aestivum。

1.2 試驗(yàn)材料

高丹草品種:超級(jí)2號(hào),由江蘇省丹農(nóng)種業(yè)有限公司提供。

肥料:尿素(CON2H4),含氮量46.6%,由揚(yáng)州大學(xué)試驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)提供。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)分N0(0)、N90(90 kg/hm2)、N180(180 kg/hm2)、N270(270 kg/hm2)、N360(360 kg/hm2)5個(gè)施氮水平處理,其中N0為對(duì)照(CK),每個(gè)處理重復(fù)4次。共20個(gè)小區(qū),小區(qū)面積13 m×3 m,小區(qū)間距20 cm,采用隨機(jī)區(qū)組排列。南、北試驗(yàn)地頭處設(shè)保護(hù)行。

1.4 栽培管理 于2008年6月9日播種,條播,行距35 cm,播深1.5～4.0 cm。播種量45 kg/hm2,每小區(qū)播種量180 g,每個(gè)小區(qū)播種8行,每行播種量為22.5 g?；适┯眠^磷酸鈣300 kg/hm2,氯化鉀270 kg/hm2。整個(gè)生長(zhǎng)季節(jié)施肥3次,分為種肥和2次刈割追肥,其中種肥施用量為每個(gè)處理總氮量的25%,追肥為每個(gè)處理總氮量的37.25%,高丹草生長(zhǎng)期間不進(jìn)行任何灌溉措施[4]。

1.5 測(cè)定項(xiàng)目

1.5.1 產(chǎn)量 分別于2008年 7月 21日、9月4日、10月20日刈割,在刈割前各小區(qū)內(nèi)隨機(jī)選取10株測(cè)其絕對(duì)高度,然后小區(qū)中間取60 cm×60 cm的樣方,以20 cm的留茬刈割,測(cè)其鮮質(zhì)量,隨機(jī)稱取鮮草1 kg,蔭干測(cè)其莖葉比。

1.5.2 植株全氮 將1 kg高丹草鮮草帶回實(shí)驗(yàn)室,為避免鮮草含水量下降,盡快將莖、葉片、葉鞘剝離分開,裝入信封,稱其鮮質(zhì)量,然后在烘箱內(nèi)105 ℃下殺青2 h后,溫度降至70 ℃烘干,稱量,再分別記錄莖、葉、葉鞘的干質(zhì)量。最后將烘干至恒量的莖、葉、葉鞘用微型粉草機(jī)打成草粉,裝入自封袋,放入4℃冰箱低溫保存。采用H2SO4-H2O2法消煮樣品,GB2905-82半微量凱氏定氮法測(cè)定高丹草葉片、葉鞘、莖和全株中的全氮含量。

1.5.3 經(jīng)濟(jì)效益核算 以2008年市場(chǎng)價(jià)格計(jì)算經(jīng)濟(jì)效益。

1.6 統(tǒng)計(jì)分析和數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)先采用Excel軟件處理,再用SPSS11.5軟件進(jìn)行單因素方差分析,多重比較采用Duncan’s方法。

2 結(jié)果與分析

2.1 施氮肥對(duì)高丹草株高的影響 由表1可見,施氮肥對(duì)高丹草生長(zhǎng)有明顯的促進(jìn)作用,增加其株高:在處理N360時(shí),第1茬最高,高出對(duì)照8.59%;第2茬和第 3 茬在處理N270時(shí)最高,分別高出對(duì)照17.37%和14.5%。

表1 不同施氮量對(duì)高丹草株高的影響

2.2 施氮肥對(duì)高丹草莖葉比[5-6]的影響 由圖1可見:施氮肥對(duì)高丹草莖葉比有一定作用,且均高于對(duì)照。其中第2茬顯著高于第1茬和第3茬。

圖1 高丹草莖葉比隨施氮量變化情況

圖2 施氮量與高丹草鮮草產(chǎn)量的關(guān)系

2.3 氮肥施用量對(duì)高丹草產(chǎn)量[7]的影響由圖2可見,施氮90 kg/hm2時(shí),高丹草的鮮草產(chǎn)量達(dá)到126 838 kg/hm2;施氮180 kg/hm2時(shí),高丹草產(chǎn)量為141 619 kg/hm2,與90 kg/hm2施氮量相比,產(chǎn)量增加14 781 kg/hm2,其增產(chǎn)幅度為11.65%。當(dāng)施氮270 kg/hm2時(shí),高丹草鮮草產(chǎn)量達(dá)到 149 912 kg/hm2,與施氮 180 kg/hm2相比較,施氮量增加2倍,而高丹草鮮草產(chǎn)量?jī)H增加8 293 kg/hm2,增產(chǎn)幅度僅為5.86%。當(dāng)施氮量達(dá)到最大值360 kg/hm2時(shí),高丹草鮮草產(chǎn)量也達(dá)到最大值151 878 kg/hm2,與270 kg/hm2施氮量相比,其鮮草產(chǎn)量增加了2 814 kg/hm2,增產(chǎn)幅度1.88%。

由表2所示,施氮肥有顯著的增產(chǎn)[8-9]作用,各施肥處理鮮草產(chǎn)量均顯著高于對(duì)照[10-11],年總產(chǎn)量均高于對(duì)照 19.38%以上,其中施氮 360 kg/hm2時(shí)產(chǎn)量最高達(dá) 15 178 kg/hm2。N90、N180、N270、N3604個(gè)處理與對(duì)照相比,鮮草年產(chǎn)在0.05的水平上呈顯著差異。N360處理產(chǎn)量顯著高于其他處理,但是與N270處理差異不顯著。第1茬在施360 kg/hm2時(shí)增產(chǎn)效果最好,第2茬和第3茬在施270 kg/hm2時(shí)最好,由于第1茬的產(chǎn)量占全年產(chǎn)量的比重較大,故年總產(chǎn)量在施 360 kg/hm2時(shí)最高,即氮肥對(duì)高丹草的增產(chǎn)作用主要在第1茬。

表2 不同氮肥處理對(duì)高丹草鮮草產(chǎn)量的影響

2.4 不同施氮量對(duì)高丹草植株不同器官的氮素分配[12-13]的影響 不同施氮水平對(duì)高丹草不同器官的全氮含量的影響見表3。N90、N180、N270、N3604個(gè)氮肥處理對(duì)植株不同器官的全氮含量的影響差異顯著,而且均高于對(duì)照。在葉片、莖、全株中,N270處理的作用顯著高于其他處理;而葉鞘中,N360處理的作用顯著高于其他處理。不同茬次的葉片中各個(gè)施氮處理的效應(yīng)是不同的,第 1茬:N90＞N180＞N270＞N360;第 2茬:N270＞N360＞N180＞N90;第 3茬:N90＞N270＞N360＞N180。不同茬次的葉鞘和莖中各個(gè)施氮處理的效應(yīng),第 1 茬:N360＞N270＞N90＞N180;第 2茬:N270＞N360＞N180＞N90;第 3 茬:N360＞N270＞N90＞N180。

表3 施氮量對(duì)高丹草植株不同部位的全氮含量的影響 %

在同一施氮處理下,植株不同器官的全氮含量有所不同[8-9]。葉片、葉鞘、莖和全株的全氮含量方差分析結(jié)果顯著,葉片和全株中的全氮含量明顯高于葉鞘和莖:第1茬與第3茬高丹草植株,葉片＞全株＞莖＞葉鞘;而第2茬高丹草植株,葉片＞全株＞葉鞘＞莖。

2.5 高丹草生產(chǎn)施肥經(jīng)濟(jì)效益[14]核算 研究表明,不同水平的氮肥處理均可提高高丹草種植經(jīng)濟(jì)效益,施氮量越高,凈增收就越多(表4)。施氮360 kg/hm2的凈增收為最大,達(dá)到6 046元/hm2。施氮90 kg/hm2時(shí),凈增收達(dá)到2 946元/hm2;增加 2倍的施氮量,凈增收為 4 964元/hm2,而增加3倍的施氮量,凈增收達(dá)到5 943元/hm2。

表4 不同氮肥處理高丹草種植經(jīng)濟(jì)效益核算 元/hm2

3 討論與結(jié)論

在同一氮肥處理下,不同茬次最高產(chǎn)量出現(xiàn)在不同施量下,可能高丹草在不同茬次對(duì)養(yǎng)分的需求量是不同的,這一問題有待進(jìn)一步研究。

施氮肥可明顯增加高丹草產(chǎn)量,提高其經(jīng)濟(jì)效益[15],最高達(dá)6 046元/hm2。產(chǎn)量變化規(guī)律與株高的變化基本一致,即隨施氮量的增加產(chǎn)量也增加,說明株高是構(gòu)成產(chǎn)量的主要經(jīng)濟(jì)性狀之一。

不同施氮處理時(shí),高丹草植株不同器官的全氮含量的差異顯著,不同茬次的植株同一個(gè)生長(zhǎng)部位出現(xiàn)在不同的施氮量下[16];在同一施氮處理下,植株不同器官的全氮含量有所不同,葉片和全株中的全氮含量顯著高于葉鞘和莖,即氮素分配多集中在葉(包括葉鞘和葉片)中,莖中相對(duì)較少。

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