坡縷石對(duì)甘南高原紫花苜蓿生物學(xué)特性的影響

嚴(yán)光婭，何淑玲

(1. 黔西南民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院，貴州興義562400;2. 甘肅民族師范學(xué)院高寒生態(tài)研究所，甘肅合作747000)

紫花苜蓿(Medicago sativa L. )是具有世界栽培意義的優(yōu)良豆科牧草，被譽(yù)為牧草之王，具抗逆性強(qiáng)、分布廣、產(chǎn)量高、品質(zhì)好、經(jīng)濟(jì)價(jià)值高等優(yōu)點(diǎn)。苜蓿的壽命一般是5 a～10 a，在年降雨量250 mm～800 mm，無(wú)霜期100 d 以上的地區(qū)均可種植。喜中性土壤。PH 值6～7.5 為宜，6.7～7.0 最好。成株高達(dá)1 m～1.5 m。目前，對(duì)紫花苜蓿的品質(zhì)、育種技術(shù)、栽培技術(shù)［1－5］的研究已經(jīng)較多，但對(duì)坡縷石在其豐產(chǎn)栽培技術(shù)方面的應(yīng)用研究很少。因此在豐產(chǎn)栽培研究中，通過(guò)坡縷石和N、P 和K 肥料的配施是否會(huì)影響紫花苜蓿的產(chǎn)量和品質(zhì)國(guó)內(nèi)外未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。

坡縷石又名凹凸棒石、坡縷縞石，是一種層鏈狀鎂質(zhì)硅酸鹽，具有獨(dú)特的吸水性、可塑性、粘結(jié)性，較強(qiáng)的離子交換性能和吸附性能［6－8］，能有效地吸附水體和土壤中的各種有利于農(nóng)作物生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)元素，調(diào)節(jié)pH 值，保持并調(diào)節(jié)土壤肥力，促進(jìn)植物生長(zhǎng)［9］。在農(nóng)作物上試驗(yàn)初步表明，坡縷石可降低農(nóng)藥和重金屬殘留，具有節(jié)水、改良土壤和緩釋肥料的作用，可提高肥料利用率和作物產(chǎn)量［10－11］。已有試驗(yàn)結(jié)果表明小紅芪、匙葉翼首草藥用植物［12－13］以及小麥、玉米、馬鈴薯等農(nóng)作物［14］施用坡縷石后產(chǎn)量有明顯的提高。但至今尚無(wú)作為基肥施用于牧草飼料作物的研究報(bào)道，為了探求提高紫花苜蓿在甘南高原栽培的產(chǎn)量和品質(zhì)，更好地保護(hù)甘南草原的草地生態(tài)環(huán)境，在紫花苜蓿栽培中研究施用坡縷石非常有必要。因此本試驗(yàn)通過(guò)在紫花苜蓿栽培中加施坡縷石的研究，為提高紫花苜蓿的產(chǎn)量、品質(zhì)提供理論依據(jù)和技術(shù)依托。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

田間試驗(yàn)于2010 年4 月－2011 年11 月在甘南州草原站進(jìn)行。試驗(yàn)地位于東經(jīng)102°54'，北緯39°59'，平均海拔3 000 m 以上，年均氣溫1.7 ℃，高原氣候，晝夜溫差大，年均降水量547 mm。地處甘肅南部高寒陰濕區(qū)。該試驗(yàn)地前茬作物為禾本科植物青稞，土壤為亞高山草甸土。

1.2 供試材料

紫花苜蓿種子選自甘農(nóng)3 號(hào)紫花苜蓿，坡縷石(PAL)由甘肅凱迪生態(tài)農(nóng)業(yè)科技有限公司提供，規(guī)格為120 目，其原料來(lái)自甘肅臨澤的坡縷石粘土礦。紫花苜蓿為深根系植物，于2010 年4 月26 日此將NP－K 肥和坡縷石混勻后開(kāi)15 cm 溝均勻撒于溝內(nèi)，覆12 cm 土后將紫花苜蓿種子播種，覆土3 cm 后黑地膜覆蓋即可。

1.3 取樣、測(cè)定方法和數(shù)據(jù)處理

2011 年返青后從6 月15 日開(kāi)始每隔10 d 取一次樣，測(cè)量株高和進(jìn)行品質(zhì)的測(cè)定，8 月10 日第一茬刈割后按小區(qū)計(jì)產(chǎn)，每小區(qū)隨機(jī)抽取10 株，進(jìn)行品質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定。

數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(X±S)表示，采用DPS 7.05 統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行繪圖和方差分析，采用新復(fù)極差(Duncan)法進(jìn)行多重比較。

1.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，不同坡縷石用量設(shè)5 個(gè)處理，分別為0 (CK)、750 kg·hm－2(PAL1)、1 500 kg·hm－2(PAL2)、2 250 kg·hm－2(PAL3)、3 000 kg·hm－2(PAL4)，該用量參照藺海明等的坡縷石對(duì)紅芪生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)及產(chǎn)量的影響［12］。N、P、K 配比各處理均為300 kg·hm－2～200 kg·hm－2～100 kg·hm－2。

每處理重復(fù)3 次，共15 個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積12 m2(3 m×4 m)，每小區(qū)按行距25 cm 播種，播種量為15 kg·hm－2。

2 結(jié)果與分析

2.1 坡縷石對(duì)紫花苜蓿株高的影響

結(jié)果顯示，見(jiàn)表1。加施坡縷石對(duì)甘南高原地區(qū)栽培紫花苜蓿株高的影響極顯著，且施用量從PAL1增加到PAL4，紫花苜蓿的株高也逐漸增加。6 月15 日－7 月25 日的測(cè)定結(jié)果顯示各處理間的差異極顯著(p ＜0.01)。

表1 坡縷石對(duì)紫花苜蓿株高的影響單位:cmTab.1 Effect on the palygorskite to the plant height of the Medicago sativa L.

2.2 坡縷石對(duì)二年生第一茬紫花苜蓿產(chǎn)草量的影響

8 月10 日刈割后按小區(qū)計(jì)產(chǎn)結(jié)果表明，見(jiàn)表2。施用坡縷石能提高紫花苜蓿的產(chǎn)草量，坡縷石從PAL1增加到PAL4 時(shí)紫花苜蓿產(chǎn)草量也隨著增加，加施坡縷石處理中除PAL1 與CK 不顯著外，其他三個(gè)處理與CK 差異極顯著，且PAL4 較CK 顯著增產(chǎn)41.72%。

表2 施坡縷石對(duì)紫花苜蓿鮮草產(chǎn)量的影響Tab.2 Effect on the palygorskite to fresh grass output of the Medicago sativa L.

2.3 施坡縷石對(duì)紫花苜蓿品質(zhì)的影響

粗蛋白質(zhì)含量和賴氨酸含量是衡量紫花苜蓿飼用品質(zhì)的主要指標(biāo)，含量越高牧草品質(zhì)越優(yōu)。表3結(jié)果表明，加施坡縷石對(duì)紫花苜蓿的品質(zhì)的影響顯著。在本試驗(yàn)設(shè)計(jì)的坡縷石用量均能顯著提高粗蛋白質(zhì)含量和賴氨酸含量，各處理兩種活性成分的含量的順序?yàn)?CK ＜PAL1 ＜PAL2 ＜PAL3 ＜PAL4，且PAL4 的粗蛋白質(zhì)和賴氨酸含量分別比提高了40.39%和24.43%。各處理間粗蛋白質(zhì)、賴氨酸的含量差異均達(dá)5%的顯著水平。

表3 坡縷石對(duì)紫花苜蓿品質(zhì)的影響Tab.3 Effect on the palygorskite to quality of the Medicago sativa L.

3 討論與結(jié)論

研究結(jié)果表明，在甘南高原，施用坡縷能極顯著提高紫花苜蓿的株高、產(chǎn)量和品質(zhì)。一方面是因?yàn)槠驴|石能協(xié)調(diào)土壤的水、肥、氣、熱，改良土壤的理化性狀，進(jìn)而提高了紫花苜蓿的產(chǎn)量和品質(zhì)。另外坡縷石有良好的吸附性，可將N、P、K 等養(yǎng)分吸附在坡縷石粉上面，當(dāng)混合施入土壤以后，由于坡縷石獨(dú)特的晶體結(jié)構(gòu)和微孔隙的吸附性，一方面將養(yǎng)分吸附到晶體內(nèi)部，緩慢釋放出來(lái)，減少了養(yǎng)分的流失，增強(qiáng)肥效。另一方面，因?yàn)槠驴|石強(qiáng)大的離子交換能力，大量的離子在坡縷石內(nèi)外進(jìn)行離子交換，這一過(guò)程不僅釋放了多種微量元素，還刺激植物對(duì)養(yǎng)分的吸收，從而極大地發(fā)揮肥效，此外坡縷石不但能增強(qiáng)礦質(zhì)養(yǎng)分的有效化，還能對(duì)肥料起到緩釋的效果。研究結(jié)果還表明隨著坡縷石從750 kg·hm－2增加至3 000 kg·hm－2，株高、產(chǎn)量和品質(zhì)也隨著增加，且施用3 000 kg·hm－2時(shí)產(chǎn)量比CK 顯著提高41.72%，粗蛋白質(zhì)含量和賴氨酸含量也分別比CK 提高了40.39%和24.43%。藺海明等［13］的坡縷石在藥用植物紅芪上的研究結(jié)果表明，坡縷石能提高紅芪生長(zhǎng)期的生態(tài)指標(biāo)以及產(chǎn)量，最佳施用量為2 250 kg·hm－2。出現(xiàn)這一差別的主要原因可能是因?yàn)椴煌闹参飳?duì)坡縷石的利用效率不同所致。至于坡縷石用量3 000 kg·hm－2是否為紫花苜蓿栽培中的最佳、最大施用量還有有待于進(jìn)一步的研究。

從本試驗(yàn)坡縷石對(duì)紫花苜蓿生長(zhǎng)、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響來(lái)看，施用坡縷石能增加其株高、產(chǎn)量和改善品質(zhì)的作用，因此可利用坡縷石能夠緩釋肥料的作用來(lái)調(diào)控植物生長(zhǎng)從而達(dá)到紫花苜蓿增產(chǎn)和改善品質(zhì)的目的。這一研究結(jié)論對(duì)紫花苜蓿的豐產(chǎn)栽培技術(shù)提供了重要的理論依據(jù)和指導(dǎo)意義。

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