施肥對(duì)高寒草甸產(chǎn)草量和品質(zhì)的影響

符佩斌，干友民，張洪軒，楊平貴，郭麗娟，曾 華，陳立坤，張雪蓮，薛晶月，劉 燾，蘇 劍，高 偉，洪家平(.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院草業(yè)科學(xué)系，四川 雅安 60； .四川省草原科學(xué)研究院，四川 成都 6700；.四川省涼山州草原站，四川 西昌6000； .四川省九寨溝風(fēng)景名勝區(qū)管理局，四川 九寨溝 600；.四川省自貢市富順縣林業(yè)局，四川 自貢 600)

施肥對(duì)高寒草甸產(chǎn)草量和品質(zhì)的影響

符佩斌1，干友民1，張洪軒2，楊平貴2，郭麗娟1，曾 華2，陳立坤2，張雪蓮1，薛晶月1，劉 燾1，蘇 劍3，高 偉4，洪家平5
(1.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院草業(yè)科學(xué)系，四川 雅安 625014； 2.四川省草原科學(xué)研究院，四川 成都 611700；3.四川省涼山州草原站，四川 西昌615000； 4.四川省九寨溝風(fēng)景名勝區(qū)管理局，四川 九寨溝 623400；5.四川省自貢市富順縣林業(yè)局，四川 自貢 643200)

土壤肥力下降和雜類草入侵，是導(dǎo)致高寒草甸產(chǎn)草量和飼草品質(zhì)降低的主要原因，為探究施肥時(shí)間和施肥水平對(duì)高寒草甸草產(chǎn)量和草品質(zhì)的影響，在以老芒麥(Elymussibiricus)為優(yōu)勢(shì)種的高寒草甸上，采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)進(jìn)行施肥試驗(yàn)。結(jié)果表明，春季和春秋分季施肥有助于提高草地群落和禾本科產(chǎn)量，并抑制雜類草生長(zhǎng)，尤其是春季施肥225 kg·hm-2抑制作用最顯著(P<0.05)，而秋季施肥對(duì)草地群落和禾本科飼草產(chǎn)量影響不顯著(P>0.05)。同時(shí)，春秋分季和秋季施肥，可以維持高寒改良草地較高飼草品質(zhì)。因此，欲獲得較高飼草產(chǎn)量和品質(zhì)，以春秋分季施肥75 kg·hm-2為宜。

高寒改良草地;草地群落;禾本科; 雜類草; 干物質(zhì)產(chǎn)量; 飼草品質(zhì)

隨使用年限延長(zhǎng)，高寒草甸草地土壤肥力下降，毒雜草入侵，導(dǎo)致自身產(chǎn)量下降和飼草品質(zhì)變劣，而施肥是草地持續(xù)利用的有效途徑之一[1-2]，能補(bǔ)充土壤中速效養(yǎng)分[3]，提高草地產(chǎn)量[4-5]，降低毒雜草種類[6]，在退化草地中，施肥同樣可以提高生產(chǎn)力[1,7-9]。施肥不僅促進(jìn)禾本科飼草生長(zhǎng)，而且可能改變草地群落結(jié)構(gòu)，從而影響飼草品質(zhì)。但這些施肥研究主要針對(duì)于栽培草地產(chǎn)量方面的研究，而在高寒改良草地上進(jìn)行的施肥研究還未見(jiàn)報(bào)道。本試驗(yàn)選取青藏高原東南緣的一處高寒改良草地，進(jìn)行持續(xù)兩年的施肥研究，以探究不同施肥時(shí)間及施肥量對(duì)草地群落、禾本科飼草和雜類草產(chǎn)量及飼草品質(zhì)的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，施肥從2011年到2012年進(jìn)行，分春季一次施入、春季和秋季分兩次施入和秋季一次施入，共3個(gè)施肥時(shí)間處理，春季施肥時(shí)間為每年5月中旬，秋季施肥為每年8月上旬，春季+秋季與春季和秋季單獨(dú)施肥時(shí)間相同。選用高濃度硫酸鉀復(fù)合肥(總養(yǎng)分含量≥45%，其中N∶P2O5∶K2O為1∶1∶1，由貴州西洋肥業(yè)有限公司生產(chǎn))，設(shè)置3個(gè)施肥水平(75,150,225 kg·hm-2)，共9個(gè)施肥組合，1個(gè)對(duì)照，重復(fù)3次，共30個(gè)小區(qū)，小區(qū)大小8 m×10 m，間距1 m，區(qū)組間距1 m。施肥方式為撒施，為保證撒施均勻，先沿著小區(qū)邊緣撒施，后撒施小區(qū)中部，循環(huán)兩次以上。每年5月上旬到9月下旬進(jìn)行圍欄封育。

1.3 測(cè)定內(nèi)容

1.3.1 產(chǎn)量 于2012、2013年八月中旬，即主要優(yōu)勢(shì)種老芒麥生長(zhǎng)狀況達(dá)到基本穩(wěn)定時(shí)期，采用標(biāo)準(zhǔn)收獲法對(duì)30個(gè)小區(qū)進(jìn)行干物質(zhì)(DM)產(chǎn)量測(cè)定。為避免小區(qū)之間相互干擾，在每個(gè)小區(qū)中部設(shè)置一個(gè)1 m×1 m樣方，齊地刈割后，分種裝入信封并編號(hào)。置于105 ℃烘箱內(nèi)殺青30 min，然后調(diào)至65 ℃烘至恒重，稱重后換算為每hm2干物質(zhì)產(chǎn)量。

1.3.2 飼草品質(zhì) 將稱重后的各個(gè)樣方內(nèi)的所有草種混合后，粉碎，過(guò)0.425 mm分樣篩，裝袋備用。粗蛋白(CP)含量采用半微量凱氏定氮法(GB6432-86)[10]；粗纖維 (CF)采用酸堿洗滌法(GB6434-86)[10]；中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維(ADF)含量采用范式洗滌纖維法[11]測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

利用Microsoft Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入與整理，再用SPSS 13.0進(jìn)行雙因素方差分析，并進(jìn)行LSD多重比較(P<0.05)，分析不同施肥時(shí)間及水平對(duì)草地群落、禾本科飼草和雜類草干物質(zhì)產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，最后利用Origin 8.0作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥時(shí)間和施肥量對(duì)產(chǎn)量的影響

2.1.1 施肥時(shí)間對(duì)產(chǎn)量的影響 草地群落、禾本科和雜類草產(chǎn)量對(duì)不同時(shí)間施肥的響應(yīng)不同(圖1)。春季和春秋分季施肥更有利于促進(jìn)草地群落產(chǎn)量提高，并顯著高于秋季施肥(P<0.05)，尤其是春秋分季施肥更有利于草地群落產(chǎn)量提高，但其與春季施肥差異不顯著(P>0.05)。同時(shí)，春季和春秋分季施肥有助于提高禾本科產(chǎn)量，且春秋季施肥顯著高于秋季施肥(P<0.05)。此外，施肥對(duì)雜類草抑制作用表現(xiàn)為：春季>春秋分季=秋季，春季效果顯著高于春秋分季和秋季施肥(P<0.05)。

圖1 不同施肥時(shí)間對(duì)高寒草甸干物質(zhì)產(chǎn)量的影響Fig.1 Effects of different fertilizing time on the dry matter yields on the alpine grassland

注：不同小寫(xiě)字母表示不同施肥時(shí)間相同草的干物質(zhì)量差異顯著(P<0.05)。圖3同。

Note: Difference lower case letters means significant difference among different fertilizing times on the dry matter of the same grass at 0.05 level. The same in Fig. 3.

2.1.2 施肥水平對(duì)產(chǎn)量的影響 隨春季施肥量的增加，草地總產(chǎn)量和禾本科總產(chǎn)量增加(圖2)，施肥量在225 kg·hm-2時(shí)達(dá)到最高，并顯著高于對(duì)照和75 kg·hm-2施肥量(P<0.05)，與150 kg·hm-2施肥量差異不顯著(P>0.05)。雜類草產(chǎn)量則隨春季施肥量增加而降低，施肥量225 kg·hm-2達(dá)到最低，各施肥處理之間差異不顯著(P>0.05)，但與對(duì)照差異顯著(P<0.05)，說(shuō)明施肥不利于雜類草產(chǎn)量提高。因此綜合考慮，春季施肥150 kg·hm-2能夠獲得較高產(chǎn)量，同時(shí)，避免肥料浪費(fèi)。

隨春秋分季施肥量的增加，草地總產(chǎn)量、禾本科和雜類草產(chǎn)量，均與春季呈相似趨勢(shì)，當(dāng)施肥量為225 kg·hm-2時(shí)，草地總產(chǎn)量和禾本科草產(chǎn)量達(dá)到最高，均顯著高于對(duì)照和75 kg·hm-2施肥量(P<0.05)，但與150kg·hm-2之間差異不顯著(P>0.05)。而雜類草產(chǎn)量隨春秋分季施肥量增加而呈降低趨勢(shì)，施肥量225 kg·hm-2為最低，并與對(duì)照和其他施肥水平達(dá)到差異顯著水平(P<0.05)。因此，春秋分季施肥225 kg·hm-2能夠獲得較高產(chǎn)量，同時(shí)抑制雜類草效果明顯。

圖2 不同施肥量對(duì)高寒改良草地干物質(zhì)產(chǎn)量的影響Fig.2 Effects of fertilizing amounts on the dry matter yields on the improved alpine grassland

注：不同小寫(xiě)字母表示相同施肥時(shí)間不同施肥量間干物質(zhì)產(chǎn)量差異顯著(P<0.05)。圖4同。

Note: Different lower case letters indicate significant difference among different fertilizing amounts in the same fertilizing time at 0.05 level. The same in Fig. 4.

隨秋季施肥量的增加，草地總產(chǎn)量，呈先增加后減小趨勢(shì)，當(dāng)施肥量75 kg·hm-2時(shí)產(chǎn)量最高，但均與對(duì)照和其他施肥水平差異不顯著(P>0.05)。秋季施肥顯著提高了禾本科飼草產(chǎn)量(P<0.05)，但各施肥水平之間差異不顯著(P>0.05)。雜類草產(chǎn)量則隨秋季施肥量增加而呈先減小后增加趨勢(shì)，施肥量150 kg·hm-2時(shí)為最低，并與對(duì)照和其他施肥水平達(dá)到顯著水平(P<0.05)。因此，秋季施肥以150 kg·hm-2為宜。

2.2 不同施肥時(shí)間和施肥量對(duì)草品質(zhì)的影響

2.2.1 施肥時(shí)間對(duì)草品質(zhì)的影響 研究顯示，春秋分季和秋季施肥有助于提高高寒草甸草地粗蛋白CP含量(圖3)，并顯著高于春季施肥(P<0.05)，秋季施肥可以維持較低CF，NDF和ADF在各施肥時(shí)間之間差異不顯著(P>0.05)。

圖3 施肥時(shí)間對(duì)高寒改良草地CP、CF、NDF和ADF的影響Fig.3 Effects of fertilizing time on the CP、CF、NDF and ADF on the improved alpine grassland

2.2.2 施肥水平對(duì)草品質(zhì)的影響 隨春季施肥量的增加，CP呈先增加后降低的趨勢(shì)，而CF和NDF呈先降低后增加的趨勢(shì)，ADF呈先增加后降低再增加趨勢(shì)(圖4)。當(dāng)春季施肥量為75 kg·hm-2時(shí)，CP達(dá)到最高，CF和NDF最低，而ADF在施肥量150 kg·hm-2最低，為32.74%。

同時(shí)，春秋分季與春季施肥相似，施肥量為75 kg·hm-2時(shí)，CP最高，為7.39%，CF和NDF最低。而ADF隨施肥量增加，呈先降后增再降的趨勢(shì)，當(dāng)施肥量為75 kg·hm-2時(shí)，ADF含量最低，33.52%，當(dāng)施肥量為150 kg·hm-2時(shí)，ADF含量最高，顯著高于其他施肥水平(P<0.05)。

此外，CP和CF隨秋季施肥量增加而增加，當(dāng)施肥量為225 kg·hm-2時(shí)，CP和CF最高，分別為7.75%和31.73%，CP含量與對(duì)照差異顯著(P<0.05)，但與施肥量150 kg·hm-2差異不顯著(P>0.05)。而NDF和ADF呈先增后降的趨勢(shì)(圖4)。當(dāng)施肥量為150 kg·hm-2時(shí)，NDF和ADF最高，分別為56.98%和36.31%，當(dāng)施肥量為225 kg·hm-2時(shí)，NDF和ADF最低，但各個(gè)施肥水平之間ADF差異不顯著(P>0.05)。

3 討論

3.1 不同施肥時(shí)間和施肥量對(duì)草產(chǎn)量的影響

本研究結(jié)果表明，施肥時(shí)間和施肥水平不同，對(duì)產(chǎn)量的影響不同，總體而言，施肥可以提高草地群落和禾本科產(chǎn)量，與前人研究結(jié)果一致[1-5,7-9,12-15]，且對(duì)雜類草生長(zhǎng)有一定抑制作用。

不同時(shí)間施肥對(duì)產(chǎn)草量的影響，春季或春秋分季施肥有利于草地群落和禾本科產(chǎn)量的提高，均能抑制雜類草干物質(zhì)的積累，尤其是以春季施肥抑制作用最為明顯，說(shuō)明春季或春秋分季施肥促進(jìn)了高寒改良草地中禾本科飼草干物質(zhì)的積累，同時(shí)抑制了雜類草生長(zhǎng)，使雜類草減產(chǎn)。但是秋季施肥則表現(xiàn)出較小的抑制作用，甚至還會(huì)提高雜類草產(chǎn)量。可能是春季或春秋分季施肥對(duì)禾本科飼草生長(zhǎng)的促進(jìn)作用較大，增強(qiáng)其對(duì)光照的競(jìng)爭(zhēng)力[7,16-17]，從而促進(jìn)了禾本科飼草生長(zhǎng)，而雜類草的生長(zhǎng)受到抑制，甚至導(dǎo)致種類減少[6]，進(jìn)而表現(xiàn)出減產(chǎn)，該結(jié)果與顧夢(mèng)鶴等[18]研究結(jié)果一致。

此外，施肥水平對(duì)高寒改良草地產(chǎn)量的影響，表現(xiàn)為春季或春秋分季施肥量與草地群落和禾本科產(chǎn)量呈正相關(guān)，與雜類草呈負(fù)相關(guān)，而秋季施肥量對(duì)草地群落和禾本科產(chǎn)量的影響較小，但對(duì)雜類草有一定的影響。當(dāng)春季或春秋分季施肥量225 kg·hm-2時(shí)，草地總產(chǎn)量和禾本科產(chǎn)量較高，雜類草產(chǎn)量較低。而秋季禾本科飼草處于開(kāi)花盛期或成熟期，干物質(zhì)的積累已經(jīng)處于一個(gè)較穩(wěn)定時(shí)期，因而施肥對(duì)禾本科生長(zhǎng)的促進(jìn)作用小于春季。但秋季施肥對(duì)雜類草產(chǎn)量的影響表現(xiàn)為兩個(gè)方面，施肥量在150 kg·hm-2時(shí)使雜類草產(chǎn)量減產(chǎn)，而高量施肥(225 kg·hm-2)卻有利于雜類草增產(chǎn)。這可能是低量施肥促進(jìn)了多年生禾本科飼草營(yíng)養(yǎng)枝的生長(zhǎng)，從而增強(qiáng)與雜類草競(jìng)爭(zhēng)光照的能力，抑制了雜類草生長(zhǎng)。但高量施肥可能超過(guò)了多年生禾本科營(yíng)養(yǎng)枝生長(zhǎng)需求量，剩余養(yǎng)分被雜類草吸收利用，從而促進(jìn)了雜類草生長(zhǎng)，相關(guān)研究還有待于進(jìn)一步進(jìn)行。

圖4 不同施肥水平和不同施肥時(shí)間對(duì)高寒草甸草地CP、CF、NDF和ADF的影響Fig.4 Effects of fertilizing levels on the CP、CF、NDF and ADF on the alpine grassland

3.2 不同施肥時(shí)間和施肥量對(duì)草品質(zhì)的影響

春秋分季和秋季施肥有助于提高高寒改良草地CP含量，但施肥時(shí)間對(duì)CF、NDF和ADF的影響較小，說(shuō)明春秋分季和秋季施肥有利于改善維持高寒改良草地較高的飼草品質(zhì)，而春季施肥不利于維持較高的飼草品質(zhì)。這可能是高寒改良草地中飼草CP的主要貢獻(xiàn)者是禾本科飼草，而春季施肥有利于禾本科飼草的生長(zhǎng)，尤其是其中的磷肥有利于禾本科飼草的生殖生長(zhǎng)，從而在一定程度上加快了CF、NDF和ADF的積累，從而降低了CP含量。

隨春季或春秋分季施肥量增加，CP先增加后降低，與Naroon等[19]的研究結(jié)果一致，施氮提高了CP[3,20]。而CF和NDF先降低后增加，過(guò)量施肥則會(huì)增加CF和NDF，從而降低飼草品質(zhì)。維持高寒草甸草地較高CP和較低CF和NDF，以春秋分季施肥75.0 kg·hm-2為宜。此外，隨秋季施肥量的增加，CP增加，CF緩慢增加，NDF和ADF先增加后降低，說(shuō)明秋季較高施肥量(225 kg·hm-2)可以保證較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。這可能是秋季施肥不僅提高了多年生禾本科飼草營(yíng)養(yǎng)枝中的CP，同時(shí)也提高了其他雜類草中的CP，這還有待于進(jìn)行相關(guān)研究。

4 結(jié)論

春季、春秋分季和秋季不同施肥水平對(duì)草地群落、禾本科和雜類草產(chǎn)量和品質(zhì)均產(chǎn)生了不同程度的影響。春季或春秋分季施肥有利于提高草地群落和禾本科產(chǎn)量，同時(shí)，抑制雜類草生長(zhǎng)，尤其是春季施肥225 kg·hm-2抑制作用最明顯，秋季施肥對(duì)草地群落和禾本科產(chǎn)量影響較小。同時(shí)，春秋分季和秋季施肥，可以維持高寒改良草地較高的飼草品質(zhì)，尤其是春秋分季施肥75 kg·hm-2可以維持較高粗蛋白，較低CF和NDF。

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(責(zé)任編輯 張瑾)

Effects of fertilizing on the forage production and quality of alpine grassland

FU Pei-bin1, GAN You-min1, ZHANG Hong-xuan2, YANG Ping-gui2, GUO Li-juan1, ZENG Hua2, CHEN Li-kun2, ZHANG Xue-lian1, XUE Jing-yue1, LIU Tao1, SU jian3, GAO Wei4, HONG Jia-ping5
(1.Department of Grassland Science, College of Animal Science and Technology, Sichuan Agricultural University, Ya’an 625014, China; 2.Sichuan Academy of Grassland Science, Chengdu 611700, China; 3.Liangshan Grassland station, Xichang 615000, China; 4.Management department of Jiu Zhaigou landscape and famous scenery place, Jiu Zhaigou 623400, China; 5.Forestry Bureau of Fushun County, Zigong 643200, China)

s: Soil fertility declined and weeds invasion was the primary reason which led to grassland production and forage quality decreased in alpine. In order to study the effects of fertilizing in different seasons with different levels on the grassland production and forage quality, a fertilizing experiment with completely randomized blocks design was conducted on the alpine grassland withElymussibiricusas dominant species. The results showed that fertilizing in Spring and Spring+Autumn contributed to increase dry matter production of grassland community and Poaceae, and further restrained weeds growth, especially, fertilizing with 225 kg·ha-1in Spring had most significant effect(P<0.05). However, fertilizing in Autumn had no significant effects. Meanwhile, fertilizing in Spring+Autumn and Autumn could maintain higher forage quality on the alpine grassland. Hence, in order to maintain higher production and forage quality, fertilizing with 75 kg·ha-1in Spring+Autumn was optimal.

alpine grassland; grassland community; Poaceae; weeds; dry matter production; forage quality

GAN You-min E-mail:ganyoumin1954@163.com

10.11829j.issn.1001-0629.2014-0490

2014-10-31 接受日期：2015-02-11

青藏高原社區(qū)天然草地保護(hù)與合理利用技術(shù)研究與示范——四川紅原社區(qū)(201203006)

符佩斌(1986-)，男，四川冕寧人，在讀碩士生，主要從事草地生態(tài)方面的研究。E-mail：fpb20072088@163.com

干友民(1954-)，男，四川溫江人，教授，博導(dǎo)，主要從事草地資源與生態(tài)方面的研究。E-mail：ganyoumin1954@163.com

S816;S812.4

A

1001-0629(2015)07-1137-06*

符佩斌,干友民,張洪軒,楊平貴,郭麗娟,曾華,陳立坤,張雪蓮,薛晶月,劉燾,蘇劍,高偉,洪家平.施肥對(duì)高寒草甸產(chǎn)草量和品質(zhì)的影響[J].草業(yè)科學(xué),2015,32(7):1137-1142.

FU Pei-bin,GAN You-min,ZHANG Hong-xuan,YANG Ping-gui,GUO Li-juan,ZENG Hua,CHEN Li-kun,ZHANG Xue-lian,XUE Jing-yue,LIU Tao,SU jian,GAO Wei,HONG Jia-ping.Effects of fertilizing on the forage production and quality of alpine grassland[J].Pratacultural Science，2015,32(7)：1137-1142.