氮肥對沙地燕麥生長特性及產(chǎn)量的影響

王 樂，張玉霞，于華榮，郭 園，朱愛民

(內(nèi)蒙古民族大學(xué)農(nóng)學(xué)院飼料作物工程中心，內(nèi)蒙古 通遼 028000)

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氮肥對沙地燕麥生長特性及產(chǎn)量的影響

王 樂，張玉霞，于華榮，郭 園，朱愛民

(內(nèi)蒙古民族大學(xué)農(nóng)學(xué)院飼料作物工程中心，內(nèi)蒙古 通遼 028000)

在內(nèi)蒙古通遼市珠日河沙化草地，研究燕麥(Avenasativa)種植在該地區(qū)氮肥的最佳用量，于苗期、分蘗期、拔節(jié)期、抽穗期4個時期施肥，分別占總施肥量的15%、40%、25%、20%。對燕麥追施0(CK)、70、140、210、280 kg·hm-2氮素，測定分蘗數(shù)、株高、莖粗、葉面積、生物量等生長指標及產(chǎn)量指標的變化。結(jié)果表明，追施70～280 kg·hm-2氮肥均促進沙地燕麥地上部分的生長，其中以追施210 kg·hm-2氮肥效果最佳；追施70、140、210、280 kg·hm-2氮肥，沙地燕麥干草產(chǎn)量分別較N0增加56.96%(P>0.05)、74.93%(P<0.05)、121.32%(P<0.05)、99.58%(P<0.05)。因此，在內(nèi)蒙古通遼市珠日河沙地種植燕麥追施氮肥的適宜用量為210 kg·hm-2。

沙化草地；飼用燕麥；氮肥；生長特性；生物量；產(chǎn)量

燕麥(Avenasativa)為禾本科一年生植物，是僅次于小麥(Triticumaestivum)、玉米(Zeamays)、水稻(Oryzasativa)、馬鈴薯(Solanumtuberosum)、大麥(Hordeumvulgave)以及高粱(Sorghumbicolor)的世界第七大栽培作物[1-2]。燕麥具有耐瘠薄、耐鹽堿、抗旱、耐寒等優(yōu)良特性，是一種傳統(tǒng)糧食和優(yōu)質(zhì)飼料[3]。

近年來，已有不少關(guān)于燕麥高產(chǎn)栽培技術(shù)研究[4]的報道，其中施氮是增加燕麥產(chǎn)量的重要技術(shù)之一，有研究表明在青海地區(qū)施氮量0～135 kg·hm-2，隨施肥量增加，燕麥干草產(chǎn)量均明顯提高，在氮肥和磷肥用量分別為90 kg·hm-2時，產(chǎn)量最高[5]。同時在青海地區(qū)保水劑用量60 kg·hm-2，氮肥用量為60 kg·hm-2，可增加燕麥干草產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成相關(guān)性狀指標[6]。在成都平原地區(qū)施肥量為600 kg·hm-2時燕麥產(chǎn)量最佳[7]。在青藏高原地區(qū)研究表明在氮肥和磷肥分別用量為75和105 kg·hm-2水平下，燕麥種子產(chǎn)量最高，在氮肥和磷肥分別用量為75和138 kg·hm-2水平下，燕麥秸稈產(chǎn)量最高[8]。在江西地區(qū)有研究表明白燕8號和壩莜6號在播種量75 kg·hm-2、基肥施復(fù)合肥 525 kg·hm-2、追肥施尿素和氯化鉀各60 kg·hm-2的條件下可以獲得最高產(chǎn)量[9]。燕麥已是科爾沁沙地迅速發(fā)展種植的飼草[10]，但有關(guān)科爾沁沙地燕麥高產(chǎn)施肥技術(shù)的研究報道卻很少。燕麥的生長發(fā)育及產(chǎn)量特性因施肥管理措施及地域等不同而變化趨勢不同[11-13]，追施氮肥是燕麥生長發(fā)育的重要影響因子[14-15]，為此，本研究以燕麥為材料，在科爾沁沙地進行不同施氮處理，旨在通過測定不同氮肥施用量對沙地燕麥生長特性及產(chǎn)量的影響，探求沙地燕麥生產(chǎn)的最佳氮肥施用量，為沙地燕麥施肥提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2016年3月-7月在內(nèi)蒙古自治區(qū)通遼市珠日河沙化草地進行，地理位置43°36′ N，122°22′ E。海拔250～300 m，年平均氣溫6.2 ℃，≥10 ℃年活動積溫3 184 ℃·d，年平均日照時數(shù)3 000 h左右，全年無霜期150 d，年均降水量350～400 mm，蒸發(fā)量是降水量的5倍左右，年平均風(fēng)速3～4 m·s-1，為典型的溫帶大陸性季風(fēng)氣候。該地區(qū)土壤以沙土為主，新開墾草地。土壤0-20 cm，pH 8.3，土壤有機質(zhì)0.64%，全氮0.036%，堿解氮35.37 mg·kg-1，速效鉀77.51 mg·kg-1，速效磷3.71 mg·kg-1。

1.2 供試材料

供試燕麥品種為夢龍(A.sativacv. Magnum)。2016年3月25日采用機械條播方式種植，播種量為105 kg·hm-2，行距15 cm，播種深度5 cm，種肥為375 kg·hm-2復(fù)合肥，N∶P∶K=10∶16∶15。

1.3 試驗設(shè)計方案

試驗采用單因素隨機區(qū)組設(shè)計，設(shè)置了0(CK)、70、140、210、280 kg·hm-2氮素水平，分別用N0、N70、N140、N210、N280表示，供試氮肥為尿素(含氮量46%)。小區(qū)面積為15 m2，4次重復(fù)，共20個小區(qū)。于苗期、分蘗期、拔節(jié)期、抽穗期施肥，分4次施用，分別占總施肥量15%、40%、25%、20%。以表面撒施的方式施入土壤，每次施肥后立即灌水(噴灌)。

1.4 測定指標及方法

于拔節(jié)期測定分蘗數(shù)，每個小區(qū)隨機取50 cm樣段，數(shù)取植株數(shù)及相應(yīng)的分蘗數(shù)量。于拔節(jié)期、孕穗期、抽穗期、灌漿期在每個小區(qū)隨機選取10株測定株高、莖粗。每小區(qū)選取10株長勢均勻的樣株，測量每個樣株所有葉片的長度與寬度，乘以燕麥葉面積矯正系數(shù)，計算不同部位葉片的葉面積，同時隨機選取10株測定植株鮮重，105 ℃殺青15 min后，75 ℃烘干至恒重，于拔節(jié)期、孕穗期、抽穗期、灌漿期測定干物質(zhì)含量。于灌漿期取樣測定產(chǎn)量，每個小區(qū)隨機選取1 m2樣方測定鮮草產(chǎn)量，取200 g材料烘干后折算干草產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)分析

不同氮肥處理下的燕麥分蘗率、干草產(chǎn)量、株高、莖粗、功能葉葉面積、干物質(zhì)積累數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2010軟件進行繪圖和表格制作，方差分析使用 DPS 2010軟件進行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮肥對沙地燕麥分蘗的影響

隨著氮素水平的增加，燕麥分蘗數(shù)呈先增加后降低的變化趨勢(圖1)。其中N210，N140和N280處理的燕麥分蘗數(shù)較高，較N0顯著增加(P<0.05)，N70較N0分蘗數(shù)增加32.26%，但增加不顯著(P>0.05)。因此追施氮肥促進沙地燕麥分蘗，以追施210 kg·hm-2最有利于沙地燕麥分蘗。

圖1 不同氮肥處理下的燕麥分蘗數(shù) Fig. 1 Number of tillers of oat plants under different nitrogen treatments

注:不同小寫字母表示不同氮素水平處理間差異顯著(P<0.05)。下同。

Note: Different lowcase letters indicate significant difference among different nitrogen treatments at the 0.05 level; similarly for the following tables and figures.

2.2 氮肥對沙地燕麥株高的影響

追施氮肥促進沙地燕麥的生長(表1)。孕穗期，所有施氮處理株高均顯著高于N0(P<0.05)；其它生育時期N140株高顯著高于N0；在不同生育時期N210株高最高，均顯著高于N0；在拔節(jié)期、孕穗期、抽穗期、灌漿期N280較N210的株高分別降低了8.32%、1.80%、1.91%、2.33%，但差異均不顯著(P>0.05)但均顯著高于N0。因此，追施氮肥有利于沙地燕麥生長，其中210 kg·hm-2氮肥量最有利于沙地燕麥生長。

2.3 氮肥對沙地燕麥莖粗的影響

追施氮肥促進沙地燕麥莖的增粗生長，其中N210拔節(jié)期、孕穗期和抽穗期莖粗較N0顯著增加(P<0.05)(表2)，拔節(jié)期N70燕麥莖粗顯著高于N0；孕穗期N280莖粗顯著高于N0。由此說明，氮肥能促進沙地燕麥莖的增粗，N210氮肥處理對燕麥莖的增粗作用最大，但追施過多則不利于莖增粗。

2.4 氮肥對沙地燕麥功能葉葉片面積的影響

不同氮素水平均促進沙地燕麥功能葉葉片面積的增加(表3)。N210處理的燕麥旗葉、倒二葉、倒三葉、倒四葉葉片面積均較N0顯著增加(P<0.05)，另外，N140的旗葉、N280的倒二葉和倒四葉也均較N0增加顯著，其余處理均與N0無顯著差異(P>0.05)。由此說明，氮肥有利于沙地燕麥功能葉葉片生長，以N210和N280促進效果較好。

2.5 氮肥對沙地燕麥單株干物質(zhì)積累的影響

隨著氮素施用水平的增加，沙地燕麥干物質(zhì)積累量均提高，其中N210拔節(jié)期、孕穗期、抽穗期、灌漿期燕麥單株干物質(zhì)積累量均顯著高于N0(P<0.05)，拔節(jié)期N280較N210燕麥單株干物質(zhì)積累量減少，差異顯著，其它時期差異均不顯著(P>0.05)。孕穗期、抽穗期和灌漿期N280燕麥單株干物質(zhì)積累量顯著高于N0，在抽穗期N70和N140的干物質(zhì)積累量均顯著高于N0。因此，追施氮肥可以促進沙地燕麥物質(zhì)積累，且在追施210 kg·hm-2氮肥時最有利于燕麥物質(zhì)積累。

表1 不同氮肥處理下燕麥株高(cm)的影響Table 1 Effect of different nitrogen treatments on plant height (cm) of oat plants

表2 不同氮肥處理對燕麥莖粗(mm)影響Table 2 Effect of different nitrogen treatments on stem diameter (mm) of oat plants

表3 不同氮肥處理對葉面積(cm2)的影響Table 3 Effect of different nitrogen treatments on oat leaf area (cm2)

表4 追施氮肥對沙地燕麥單株干物質(zhì)積累的影響Table 4 Effect of nitrogen fertilizer application on the accumulation of dry matter of oat per plant (g)

2.6 氮肥對沙地燕麥干草產(chǎn)量的影響

追施氮肥提高了沙地燕麥干草產(chǎn)量(圖2)，施N140、N210、N2803個水平氮肥，沙地燕麥干草產(chǎn)量均較N0顯著增加(P<0.05)，分別增加了74.93%、121.32%、99.58%。N210處理的干草產(chǎn)量最高，顯著高于施氮肥水平低的N70處理。因此，追施210 kg·hm-2氮肥對燕麥干草產(chǎn)量效果最佳。

圖2 氮肥對沙地燕麥干草產(chǎn)量的影響Fig. 2 Effect of nitrogen fertilizer application on hay yield in sandy soil

3 討論與結(jié)論

氮是植物需求較大的營養(yǎng)元素，其供應(yīng)量會限制植物生長和生物量[16-17]，不同氮肥量對燕麥生長有一定的促進作用[18]。合理施氮是促進燕麥生長及增加產(chǎn)量的主要措施之一，有研究表明，適量的氮肥有利于燕麥生物量及產(chǎn)量的增加[19]。在武威天祝縣華臧養(yǎng)鹿場地區(qū)研究表明，在0～100 kg·hm-2氮肥施用量范圍，隨著施氮量的增加，白燕 2 號和丹麥 444 的鮮、干草產(chǎn)量呈顯著增加的趨勢[20]。有專家指出,植物地上生物量隨施肥量的增加而增加，但存在一個閾值[21-23]。本研究結(jié)果與其一致，隨著施氮量增加，燕麥干草產(chǎn)量逐漸增加，施肥量達到210 kg·hm-2時，干草產(chǎn)量達到最大值，氮肥施用量繼續(xù)增加時，干草產(chǎn)量逐漸減少。有研究顯示在青海地區(qū)氮肥的最佳施用水平為75 kg·hm-2[24]，在內(nèi)蒙古農(nóng)牧交錯地區(qū)的燕麥氮肥研究結(jié)果表明“蒙燕1號”施用150 kg·hm-2氮肥獲得較高的產(chǎn)量[25]，而本研究沙地的最佳施肥水平為210 kg·hm-2，可能與本研究地的沙地條件有關(guān)。不同施氮量對西藏農(nóng)田燕麥、青稞(Hordeumvulgare)生長和產(chǎn)量影響的研究表明，在一定范圍內(nèi)，隨著施氮量的增加，燕麥、青稞的單葉面積、株高呈線性或二次曲線性増長[26]，本研究結(jié)果與其研究結(jié)果相同，在一定范圍內(nèi)，隨著施氮量增加，燕麥葉面積，株高均呈現(xiàn)先增加后降低的變化趨勢。大量研究表明，增施氮肥顯著增加了作物的產(chǎn)量，使作物的經(jīng)濟效益有很大的提升[27-28]。高寒地區(qū)生長的燕麥在同等密度條件下，施氮量增加，燕麥分蘗數(shù)、株高、葉長及各器官生物量也顯著增加，適當?shù)牡适┯昧靠商岣吒吆貐^(qū)燕麥的產(chǎn)量[29]。本研究表明,追施氮肥促進了沙地燕麥分蘗、株高、莖粗及葉面積的生長，促進了物質(zhì)積累，增產(chǎn)幅度較大，且施肥處理達到210 kg·hm-2效果最佳。

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(責(zé)任編輯 張瑾)

Effect of nitrogen fertilizer application on growth characteristics and yield of oats in sandy soil

Wang Le, Zhang Yu-xia, Yu Hua-rong, Guo Yuan, Zhu Ai-min
(Inner Mongolia University for Nationalities Agriculture College Feed Crop Engineering Center, Tongliao 028000, China)

In the present sandy, the optimum amount of nitrogen fertilizer was determined in the grassland of the Pearl River in Tongliao City, Inner Mongolia. The optimum amounts of fertilizer at the seedling, tillering, jointing, and heading stageswere 15%, 40%, 25%, and 20%, respectively, of the total fertilization. The number of tillers, plant height, stem diameter, leaf area, biomass, and other growth and yield indices were measured for 0 (CK), 70, 140, 210, and 280 kg·ha-1nitrogen in anAvenasativavariety. The results indicated that topdressing 70～280 kg·ha-1nitrogen fertilizer promoted the growth of aerial partsin sandy soil, with the best effect at 210 kg·ha-1nitrogen fertilizer. The the yield of hay increased by 56.96%(P>0.05), 74.93% (P<0.05), 121.32% (P<0.05), and 99.58% (P<0.05) at nitrogen fertilization levels of 70, 140, 210, and 280 kg·ha-1, respectively, than that in the CK treatment. Therefore, in Tongliao City, Inner Mongolia, topdressing 210 kg·ha-1of nitrogen fertilizer is the optimum dosage for the cultivation of oat plants.

grassland desertification; oat feed; nitrogen fertilizer; growth characteristics; biomass; yield

Zhang Yu-xia E-mail:455245992@qq.com

2016-09-17 接受日期：2017-02-20

內(nèi)蒙古民族大學(xué)大學(xué)創(chuàng)新基金(NMDSS1624)；內(nèi)蒙古民族大學(xué)飼料作物工程中心開放課題項目(MDK2016019)

王樂(1990-)，女，內(nèi)蒙古準格爾旗人，在讀碩士生，研究方向為牧草種質(zhì)資源研究與利用。E-mail:1281413316@qq.com

張玉霞(1965 -)，女,內(nèi)蒙古赤峰人，教授，博士，研究方向為牧草栽培與抗性生理。E-mail：yuxiazhang685@163.com

10.11829/j.issn.1001-0629.2016-0490

S816;S512.6

A

1001-0629(2017)07-1516-06

王樂，張玉霞，于華榮，郭園，朱愛民.氮肥對沙地燕麥生長特性及產(chǎn)量的影響.草業(yè)科學(xué),2017,34(7)：1516-1521.

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