施用NH4+與NO3-對(duì)春季紫花苜蓿飼草產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

鄭 凱，孫凱燕，邱喜發(fā)，沈益新

(1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，江蘇 南京 210095； 2.江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 句容 212400)

紫花苜蓿(Medicagosativa)是全世界廣泛栽培的優(yōu)質(zhì)豆科牧草。在紫花苜蓿栽培技術(shù)中，是否使用氮肥及施肥量存有異議[1-4]。但是，在我國(guó)南方農(nóng)區(qū)，利用冬閑田等季節(jié)性栽培，施用氮肥對(duì)紫花苜蓿的生長(zhǎng)、飼草產(chǎn)量乃至品質(zhì)都有重要的影響。在牧草施肥研究中，籠統(tǒng)分析氮肥效應(yīng)的研究甚多，而有關(guān)不同氮肥形態(tài)對(duì)牧草生長(zhǎng)和產(chǎn)量影響的研究不多[5-6]。從作物營(yíng)養(yǎng)學(xué)角度來(lái)說(shuō)，植物生長(zhǎng)的主要氮源為銨態(tài)氮(NH4+)和硝態(tài)氮(NO3-)[7-8]。由于作物本身遺傳特性和營(yíng)養(yǎng)特點(diǎn)以及環(huán)境條件的差異，作物對(duì)NH4+和NO3-的吸收利用不盡相同[9-10]。Barber和Joem[11]認(rèn)為，NO3-可促進(jìn)休眠紫花苜蓿枝條發(fā)生，而NH4+則能促進(jìn)枝條質(zhì)量的增加。Marriot與Haystead[12]發(fā)現(xiàn)，施用相同水平的NH4+和NO3-，NH4+可比NO3-多增加35%的產(chǎn)草量和分枝數(shù)。本研究通過(guò)盆栽試驗(yàn)分析不同比例的NH4+和NO3-對(duì)紫花苜蓿飼草產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，以期為南方農(nóng)區(qū)季節(jié)性栽培紫花苜蓿施肥方案的制定提供依據(jù)。

1 材料與方法

試驗(yàn)在南京農(nóng)業(yè)大學(xué)內(nèi)進(jìn)行。供試紫花苜蓿品種“WL525HQ”(非秋眠型)的種子由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所提供，發(fā)芽率92.33%。盆栽試驗(yàn)所施氮肥KNO3和(NH4)2SO4，分別由西隴化工股份有限公司和上海凌峰化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)。盆缽規(guī)格34 cm×21 cm×27 cm (上徑×下徑×高)。基質(zhì)由土壤∶河沙=2∶1(質(zhì)量比)混合，過(guò)2 mm篩。土壤有機(jī)質(zhì)含量5.70 g·kg-1，速效磷14.45 mg·kg-1，速效鉀125.24 mg·kg-1，pH值8.12。

2012年9月下旬播種，每盆50粒種子，覆土1.0～1.5 cm厚。幼苗長(zhǎng)出3片真葉時(shí)間苗，每盆定苗20株，其中5株標(biāo)記。培養(yǎng)期間定期澆水、除草。試驗(yàn)設(shè)1組對(duì)照、5組施肥處理，完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每處理5次重復(fù)。在充分供應(yīng)磷、鉀等其它營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的基礎(chǔ)上，控制總氮量10 g·盆-1，按照表1所示比例換算為不同質(zhì)量的(NH4)2SO4和KNO3，分3次施入氮肥，分別為播種前(總施氮量20%)、越冬前(20%)、返青時(shí)(60%)。處理設(shè)計(jì)及施肥具體用量見(jiàn)表1。 2013年4月26日各處理留茬5 cm刈割，并進(jìn)行指標(biāo)測(cè)定。

株高：刈割前每盆隨機(jī)測(cè)量10株植株的自然高度。分枝數(shù)、葉面積：刈割前每盆挖取5株，記錄分枝數(shù)；將5個(gè)植株莖葉分離，用LI-3100臺(tái)式葉面積儀測(cè)定葉面積。單株干物質(zhì)產(chǎn)量：每盆隨機(jī)選取10株，留茬5 cm，收獲莖葉剪成5 cm左右的小段，105 ℃下殺青30 min，70 ℃下烘干至質(zhì)量恒定，換算成單株干物質(zhì)產(chǎn)量，烘干樣品粉碎，過(guò)0.178 mm篩后備用。中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)采用Van soest 洗滌纖維法測(cè)定,可溶性糖 (WSC) 含量采用蒽酮比色法測(cè)定,干物質(zhì)體外消化率(IVDMD)參照Goto和Minson[13]的分析方法測(cè)定。

表1 各處理施肥量及NH4+、 NO3比例Table 1 The amount of nitrogen fertilizer and the ratio of NH4+ and NO3- in the treatment

數(shù)據(jù)采用Excel 2007整理，用SAS ver 8.0軟件進(jìn)行方差分析、相關(guān)分析和通徑分析。

2 結(jié)果與分析

2.1對(duì)產(chǎn)量性狀的影響 施氮肥對(duì)株高、一次分枝數(shù)和葉面積增長(zhǎng)均有促進(jìn)作用(表2)。同一氮素水平下，株高隨著NH4+含量的增加上升趨勢(shì)明顯，T3和T5處理的株高均顯著(P<0.05)高于CK，分別提高了16.35%和19.89%。NO3-處理(T1)對(duì)株高增長(zhǎng)有一定作用，但不顯著(P>0.05)。施用氮肥對(duì)植株莖基部分枝的發(fā)生和生長(zhǎng)有顯著的促進(jìn)作用，但各處理間差異不顯著(P>0.05)。單株葉面積隨著NH4+含量的增加逐漸增加，在T5處理時(shí)與CK差異達(dá)到顯著(P<0.05)水平，較CK增加了73.46%，較T1處理增加36.49%。

除T1外，所有施氮處理顯著提高了紫花苜蓿單株干物質(zhì)產(chǎn)量(P<0.05)(表2)。同一氮素水平下，NH4+對(duì)干物質(zhì)產(chǎn)量的影響明顯大于NO3-處理。試驗(yàn)中，T4處理的干物質(zhì)產(chǎn)量最高，較CK高24.36%。T3處理次之，較CK高20.50%。T1處理增產(chǎn)效果不顯著(P>0.05)，僅比CK高3.44%。

單株干物質(zhì)產(chǎn)量與株高呈顯著正相關(guān)(表3)，表明氮肥處理促進(jìn)紫花苜蓿株高的增加是提高其單株干物質(zhì)產(chǎn)量的主要原因。進(jìn)一步通徑分析發(fā)現(xiàn)，株高是單株干物質(zhì)產(chǎn)量的第一決定因子(通徑系數(shù)為0.224)，其次為一次分枝數(shù)(通徑系數(shù)為0.220)和單株葉面積(通徑系數(shù)為0.145)。

表2 不同形態(tài)氮肥處理對(duì)株高、一次分枝數(shù)、單株葉面積和單株干物質(zhì)產(chǎn)量的影響Table 2 Effects of different nitrogen resource on plant height, shoots, leaf area and dry matter yield per plant

表3 單株干物質(zhì)產(chǎn)量與株高、一次分枝數(shù)的相關(guān)系數(shù)Table 3 Correlation coefficients among plant height, shoots and single plant dry weight

2.2對(duì)飼草品質(zhì)性狀的影響 施氮肥有利于提高植株WSC含量(表4)。試驗(yàn)中，所有處理植株的WSC含量均高于CK,且T3、T4處理與CK差異顯著(P<0.05)，較CK分別高與8.92%和46.33%。T1、T2處理與CK差異不顯著(P>0.05)。而單施NH4+時(shí)，WSC含量增幅最小，僅比CK高4.40%?？梢?jiàn)，NH4+與NO3-合理配比對(duì)提高苜蓿莖葉WSC含量的影響大于NH4+和NO3-單施。施用氮肥降低了紫花苜蓿ADF的含量。另外，施氮提高了植株IVDMD的趨勢(shì)，但與CK差異不顯著(P>0.05)。

表4 氮肥處理對(duì)可溶性糖、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維及干物質(zhì)體外消化率的影響Table 4 Effects of different nitrogen fertilizing on WSC, NDF, ADF and IVDMD

3 討論

長(zhǎng)江中下游地區(qū)利用冬閑田等季節(jié)性栽培紫花苜蓿，因農(nóng)田生態(tài)條件的限制和春季短期內(nèi)力爭(zhēng)高產(chǎn)的要求，需要及時(shí)施用氮肥。一些研究表明，增施氮肥可以提高紫花苜蓿的產(chǎn)量[14-15]。本研究表明，春季施氮肥可以明顯促進(jìn)紫花苜蓿株高和一次分枝的生長(zhǎng)，從而增加飼草產(chǎn)量。

由于作物本身遺傳特性和環(huán)境條件的差異，作物對(duì)NH4+和NO3-的吸收利用存在一定差異[16-18]。魏紅旭[19]建議，在長(zhǎng)白落葉松(Larixolgensis)苗木的培育過(guò)程中，施氮要以NH4+為主，但在其生長(zhǎng)初期可以適當(dāng)增施NO3-，以提高苗木對(duì)于氮的利用效率。在紫花苜蓿施肥研究中，有關(guān)NH4+和NO3-在飼草產(chǎn)量和品質(zhì)形成中的差異研究甚少。本研究表明， NH4+對(duì)紫花苜蓿株高和葉面積生長(zhǎng)的影響大于NO3-；但NH4+和NO3-合理配施對(duì)紫花苜蓿飼草WSC、ADF和IVDMD等有良好影響， NH4+與NO3-為1∶1時(shí)，飼草品質(zhì)最好。說(shuō)明季節(jié)性栽培紫花苜蓿春季施用NH4+可促進(jìn)紫花苜蓿生長(zhǎng)，并提高飼草干物質(zhì)產(chǎn)量。在NH4+的基礎(chǔ)上合理配合施用NO3-，還可進(jìn)一步改善紫花苜蓿的飼草品質(zhì)。

4 結(jié)論

適量施氮肥能夠顯著提高紫花苜蓿飼草產(chǎn)量，還能夠改善飼草品質(zhì)。在長(zhǎng)江中下游地區(qū)紫花苜蓿生產(chǎn)中，施氮以NH4+為主，適量配合NO3-可有效提高飼草生產(chǎn)性能，并在一定程度上改善飼草品質(zhì)。

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