施氮對多花黑麥草葉片葉綠素和鮮草產量的影響

呂玉蘭,王躍全,楊 蓓,楊 旸,張曉芳

(云南省農業(yè)科學院熱帶亞熱帶經濟作物研究所,云南 保山 678000)

特高多花黑麥草(Loliummultiflorumcv.Tetragold)是中早熟型四倍體品種，該品種適應性強、生長迅速、再生性強、產草量高、營養(yǎng)價值高且適口性好，各種畜、禽和魚均喜食，是我國南方大力推廣種植的牧草品種[1-3]。特高多花黑麥草是一種喜水肥的牧草，追肥數(shù)量和搭配影響其產量和品質，生產上一般在每次刈割后追施氮肥，能顯著提高鮮草產量[4]。氮肥是影響禾本科牧草產量的關鍵因素[5]。氮充足條件下，黑麥草葉色濃綠、長勢強且鮮草產量高；缺氮環(huán)境下，黑麥草葉色黃化、長勢差且鮮草產量低。因此，增施氮肥已成為提高黑麥草產量的關鍵措施之一。為了及時掌握作物的生長情況，需要對其營養(yǎng)狀況進行診斷，傳統(tǒng)的葉色診斷是進行葉綠素含量檢測，準確度高，但工作量大、耗費時間長[6]。謝華等[7]在冬小麥(Triticumaestivum)和夏玉米(Zeamays)的研究中發(fā)現(xiàn)，葉綠素含量與氮含量有相互響應關系。張明生等[8]研究表明，葉綠素含量的多少決定了光合作用的強弱，進而影響其產量。葉綠素和氮素是表征作物光合生產能力、作物長勢和營養(yǎng)狀況的重要參數(shù)，是適時診斷作物氮需求的指示器，氮素狀況可以通過葉綠素含量及其組分間接地反映出來[9]。近年來，葉綠素儀廣泛應用于水稻(Oryzasativa)、小麥、棉花(Gossypiumspp.)等作物，相對葉綠素含量(SPAD值)可以間接地反映作物葉片葉綠素含量及含氮量[10]。艾天成等[11]對水稻、棉花、玉米、高粱(Sorghumbicolor)、大豆(Glycinemax)等作物的研究表明，葉片葉綠素含量與SPAD值有良好的相關性。本研究在大田條件下研究施氮水平對特高多花黑麥草葉片SPAD值、葉綠素含量和鮮草產量的影響以及三者之間的相關關系，以確定最佳施氮量以及葉片SPAD值作為衡量特高多花黑麥草葉綠素含量指標和氮素營養(yǎng)狀況的準確度和可行性，以期為特高多花黑麥草的合理施肥提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1試驗地概況 試驗于2010年10月至2011年5月在云南省保山市潞江壩云南省農業(yè)科學院熱帶亞熱帶經濟作物研究所科技示范園進行。試驗地海拔750 m，年均溫21.5 ℃，年降水量755 mm，年蒸發(fā)量2 111.5 mm，絕對最高溫40.4 ℃，最低溫0.2 ℃，≥10 ℃活動積溫7 800.0 ℃·d，年日照時數(shù)2 325.75 h，相對濕度70%。試驗地土壤為老沖積母質發(fā)育的紅褐土，其基本理化性狀為pH值6.85，有機質14.6 g·kg-1，全氮0.8 g·kg-1，全磷(P2O5)1.4 g·kg-1，堿解氮63.6 mg·kg-1，速效磷20.0 mg·kg-1，速效鉀176 mg·kg-1。

1.2參試材料與試驗設計 參試的特高多花黑麥草于2010年5月由云南省草山工作站引進。

氮肥(N)用量設0(CK)、34.5、69.0、103.5和138.0 kg·hm-25個處理，每處理3次重復，隨機區(qū)組設計，每小區(qū)面積3 m×6 m，區(qū)間距1 m，重復間距離2 m。播種方式為條播，行距25～30 cm，播種后覆土2～3 cm。每小區(qū)播種量70 g。播種日期：2010年10月15日。每次刈割2～3 d后進行施肥和灌水。整個生長周期共施肥3次，每次的施肥量均相同，施肥日期為2010年12月25日、2011年1月28日和2011年3月18日。

1.3測定項目和分析方法 葉片葉綠素相對含量(SPAD值)測定：第2次刈割前一天，即2011年1月24日，每小區(qū)隨機取10片葉子，用SPAD-502葉綠素儀進行檢測。檢測部位分別為葉下部、葉中部和中尖，取3個測試值的平均值作為整個葉片的SPAD值。葉片鮮樣取回實驗室待測定葉綠素含量。

葉片葉綠素含量測定：將已檢測過SPAD值的葉片鮮樣剪碎混勻，稱取0.50 g(精確到0.01 g)，用1∶1乙醇-丙酮混合液浸提，比色測定[12]。

黑麥草鮮草產量測定：分別于2010年12月22日、2011年1月25日、3月15日和4月21日刈割4次，每次刈割后進行產量測定。

1.4數(shù)據(jù)處理及分析軟件 所有數(shù)據(jù)采用Excel 2003處理，在Excel中對葉片SPAD值、葉綠素含量和鮮草產量3個指標之間作相關性分析，計算回歸方程，運用DPS 6.55軟件進行差異顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1施氮對特高多花黑麥草葉片SPAD值、葉綠素含量和鮮草產量的影響 4個施氮處理與對照之間的葉片SPAD值、葉片葉綠素含量和鮮草產量差異均顯著(P<0.05)(表1)。處理2、處理3、處理4與處理1之間葉片SPAD值差異不顯著，而鮮草產量差異極顯著(P<0.01)，處理3、處理4與處理1之間的葉綠素含量差異極顯著(P<0.01)，處理2與處理1之間葉綠素含量差異不顯著，處理2、處理3和處理4之間葉片SPAD值和鮮草產量差異均不顯著，處理3與處理4之間、處理2與處理4之間葉片葉綠素含量差異不顯著。由此可見，施氮肥能顯著提高特高多花黑麥草葉片SPAD值、葉片葉綠素含量和鮮草產量。

不施氮肥的處理(CK)，特高多花黑麥草鮮草產量為31 981.73 kg·hm-2；氮水平為34.5 kg·hm-2時，鮮草產量提高到47 954.09 kg·hm-2,增幅達49.94%；氮水平為69.0 kg·hm-2時，鮮草產量提高到72 880.22 kg·hm-2,增幅達127.88%。若在此基礎上再增加氮肥用量，黑麥草鮮草產量不但不增加，反而下降?？梢姡驹囼炛?，特高多花黑麥草每次刈割后的最適宜施氮量為69.0 kg·hm-2。

最適宜施氮水平處理葉片SPAD值(47.13)與不施氮肥的對照葉片SPAD值(39.00)比較，相差8.13個SPAD單位；而與最高施氮水平處理(138.0 kg·hm-2)的葉片SPAD值比較，相差1.07個SPAD單位。最適宜施氮水平處理葉片葉綠素含量(1.70 mg·g-1)與不施氮肥的葉片葉綠素含量(1.31 mg·g-1)比較，相差0.39 mg·g-1；而與最高施氮水平處理葉片葉綠素含量(1.82 mg·g-1)比較，相差0.12 mg·g-1。由此可見，在最適宜施氮水平下，特高多花黑麥草葉片SPAD值和葉綠素含量均處于較高水平，因此，均可作為衡量氮素營養(yǎng)狀況的參考指標。

表1 不同施氮水平對特高多花黑麥草葉片SPAD值、葉綠素含量和鮮草產量的影響Table 1 Effects of different nitrogen fertilizing levels on the SPAD value, chlorophyll content of leaves and fresh forage yield of lolium multiflorum cv.Tetragold

2.2不同施氮水平下黑麥草葉片葉綠素含量與SPAD值及鮮草產量的相關分析 不同施氮水平下，特高多花黑麥草葉片葉綠素含量與SPAD值之間及其與鮮草產量之間以及葉片SPAD值與鮮草產量之間的相關系數(shù)(r)分別為0.954 9、0.911 4和0.923 8(圖1、2和3)。r0.05=0.878 3，r0.01=0.958 7，r0.05<|r|

3 討論與結論

羅富成等[13]研究表明，氮、磷、鉀肥單施或不同配比混施均能提高特高多花黑麥草的鮮草產量，但混施的增產效果比單施更好，施尿素400 kg·hm-2、過磷酸鈣500 kg·hm-2、硫酸鉀200 kg·hm-2，產量最高，播種后8周，產量達到11 723.3 kg·hm-2。本試驗條件下，特高多花黑麥草每次刈割后單施氮肥，最適施氮量為69.0 kg· hm-2，在這一施氮水平，鮮草產量最高，4次刈割鮮草累積產量達到72 880.22 kg· hm-2。在分蘗期和拔節(jié)期施用300 kg·hm-2氮肥(尿素)時，能夠顯著提高多花黑麥草葉片葉綠素含量[14]；氮、磷肥施用均可顯著提高多花黑麥草葉片葉綠素含量，施氮可提高光合速率，其效果明顯高于施磷鉀肥[15]。氮肥能顯著改善黑麥草的生長狀況[16]，而且施氮對于葉綠素含量的提高有顯著作用[17]。本試驗中，每次刈割后及時追施氮肥，能顯著提高黑麥草葉片葉綠素含量，施肥處理與對照之間葉綠素含量差異極顯著(P<0.01)。研究結果與上述研究結果一致。李杰勤等[18]研究表明，黑麥草品種藍天堂和長江2號葉片SPAD值與葉綠素含量均呈顯著正相關關系。本試驗中，不同施氮水平，特高多花黑麥草葉片葉綠素含量與SPAD值之間同樣呈顯著正相關關系。楊亦揚等[19]利用葉綠素儀(SPAD-502)進行茶樹(Camelliasinensis)氮素營養(yǎng)快速診斷的適用性研究，結果表明，茶樹成熟葉的SPAD值與其全氮含量呈顯著線性正相關，初步說明SPAD值可以較好地表征茶樹的氮素營養(yǎng)狀況。蔡紅光等[20]研究表明，葉片SPAD值與產量及其吸氮量及生物量之間均呈顯著相關關系。本試驗中，不同施氮水平，特高多花黑麥草葉片葉綠素含量與SPAD值之間及其與鮮草產量之間以及葉片SPAD值與鮮草產量之間均呈顯著正相關關系。由此可見，以特高多花黑麥草葉片SPAD值作為衡量葉片葉綠素含量和氮素營養(yǎng)狀況以及初步估算黑麥草鮮草產量的診斷指標是可行的。實際應用中，應根據(jù)氣候和土壤條件差異對回歸方程作相應調整。

圖1 不同施氮水平下特高多花黑麥草葉片SPAD值與葉綠素含量的關系Fig.1 Correlationship between the leaf chlorophyll content and SPAD value of Lolium multiflorum cv. Tetragold under different nitrogen fertilizing levels

圖2 不同施氮水平下特高多花黑麥草葉片葉綠素含量與鮮草產量的關系Fig.2 Correlationship between the leaf chlorophyll content and fresh forage yield of Lolium multiflorum cv. Tetragold under different nitrogen fertilizing levels

圖3 不同施氮水平下特高多花黑麥草葉片SPAD值與鮮草產量的關系Fig.3 Correlationship between the leaf SPAD value and fresh forage yield of Lolium multiflorum cv. Tetragold under different nitrogen fertilizing levels

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