氮磷鉀配施對(duì)北林202紫花苜蓿產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

馬 寧，李亞嬌，蘇 生,2，馬培杰,3，韓永芬,3，孟軍江，付 薇,3，覃濤英

(1．貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 草業(yè)研究所，貴州 貴陽(yáng) 550006； 2.貴州陽(yáng)光草業(yè)科技有限責(zé)任公司，貴州 貴陽(yáng) 550006； 3．貴州金農(nóng)富平生態(tài)農(nóng)牧科技有限公司，貴州 松桃 554100)

紫花苜蓿(Medicagosativa)是一種全球性栽培、適應(yīng)性廣、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、適口性優(yōu)良的飼料作物，有“牧草之王”的美譽(yù)，已成為我國(guó)農(nóng)業(yè)體系中不可缺少的重要元素，決定著我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展動(dòng)脈，對(duì)畜牧業(yè)發(fā)展起到大力推進(jìn)作用[1-3]。苜蓿在國(guó)內(nèi)是優(yōu)質(zhì)飼草，每年進(jìn)口的苜蓿干草市場(chǎng)份額占總進(jìn)口干草總量的90%[4]。我國(guó)苜蓿在北方種植利用較多，但近些年隨著對(duì)苜蓿研究及其利用的深入及南方畜牧業(yè)發(fā)展的需要，苜蓿種植區(qū)已由原來(lái)的北方逐步向南方擴(kuò)展[5]。目前，貴州省對(duì)部分引進(jìn)紫花苜蓿品種正進(jìn)行大量的推廣種植[6]。

苜蓿作為優(yōu)良的綠肥作物，可以借助自身固氮而基本滿足生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)氮的需求，但是針對(duì)苜蓿是否施氮肥和施多少的問(wèn)題，一直以來(lái)都存在爭(zhēng)議。研究報(bào)道苜蓿在幼苗階段或刈割以后，氮元素須從土壤中攝取，隨著生長(zhǎng)發(fā)育的進(jìn)行，可施入少量氮肥以促進(jìn)植株生長(zhǎng)[3,7-9]。施肥是紫花苜蓿飼草產(chǎn)量提高的關(guān)鍵舉措，氮、磷、鉀單施或相互配比施用能改善紫花苜蓿的生長(zhǎng)發(fā)育狀況，顯著提高鮮草和干草產(chǎn)量[4,10-11]。吳波等[8]的試驗(yàn)中以施腐植酸、磷酸二銨和微量元素為主的底肥能顯著增加紫花苜蓿全年干物質(zhì)產(chǎn)量，增產(chǎn)達(dá)39.6%，施肥均能促進(jìn)紫花苜蓿株高的增長(zhǎng)。文雅等[9]報(bào)道，水氮互作對(duì)紫花苜蓿的水分利用率、粗蛋白質(zhì)、中性洗滌纖維和相對(duì)飼用價(jià)值有顯著影響，但對(duì)其地上生物量、粗脂肪、粗灰分和酸性洗滌纖維含量無(wú)顯著影響。馮玲霞[10]研究顯示，不同氮磷鉀配比施肥后，各茬次紫花苜蓿在整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程中呈S型生長(zhǎng)曲線，5年生旱地紫花苜蓿獲得最佳產(chǎn)量栽培的氮磷鉀施肥量配比：純N(54 kg/hm2)+P2O5(135 kg/hm2)+K2O(15 kg/hm2)，產(chǎn)量為466 t/hm2。合理追施氮磷鉀肥能夠促進(jìn)苜蓿生長(zhǎng)，并對(duì)產(chǎn)量和品質(zhì)產(chǎn)生顯著影響，麥麥提敏·乃依木等[15]研究表明，氮磷鉀配施處理下苜蓿的干草產(chǎn)量和粗蛋白含量均高于不施肥，二年生新牧4號(hào)紫花苜蓿在天山北坡荒漠綠洲區(qū)的最佳施肥配比為：尿素(120 kg/hm2)+過(guò)磷酸鈣(90 kg/hm2)+硫酸鉀(60 kg/hm2)[15]。

我國(guó)苜蓿的單產(chǎn)水平與加拿大、美國(guó)等國(guó)家相比相對(duì)較低，究其原因施肥技術(shù)不成熟。我國(guó)苜蓿生產(chǎn)中普遍存在不施肥現(xiàn)象，在苜蓿施肥方面的研究不足，即便施肥，盲目性也很大[5,16]。因此，定期測(cè)定土壤肥力以確定苜蓿是否施肥和施用何種肥料必要而科學(xué)。近年來(lái)，有關(guān)苜蓿在肥料配施對(duì)其鮮干草產(chǎn)量、農(nóng)藝性狀、品質(zhì)和生產(chǎn)性能等方面的影響的研究較多，且這些研究也多見(jiàn)于河北、吉林、新疆、寧夏等地區(qū)[5,14-15,17]。

試驗(yàn)采用三因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，針對(duì)貴州高海拔地區(qū)，苜蓿推廣時(shí)間短，良種良法不配套等問(wèn)題，研究氮磷鉀配施對(duì)紫花苜蓿生產(chǎn)性能和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響，探索貴州高海拔區(qū)域紫花苜蓿單播最佳的施肥量和栽培方式，為貴州高海拔地區(qū)紫花苜蓿栽培提供一定的理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地設(shè)在貴州省威寧縣雪山鎮(zhèn)雪山村，地理位置E 104°17′，N 26°52′，海拔1 937 m，年平均氣溫為10.8℃，極端最高氣溫為31.5℃，極端最低氣溫為-7.1℃，最熱月平均氣溫17.1℃，最冷月平均氣溫3.5℃，≥0℃年積溫3 645℃，年降水量859.4 mm，降水多集中在5～9月，占全年降水量的80 %。無(wú)霜期202.4 d，年日照時(shí)數(shù)1 635.2 h，相對(duì)濕度79%，供試土壤(0～30 cm)的理化性質(zhì)為有機(jī)質(zhì)5.71 g/kg，堿解氮36.65 mg/kg，速效磷21.87 mg/kg，速效鉀104.17 mg/kg，pH 7.3。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為北林202紫花苜蓿(Medicagosativacv.Beilin 202)，由北京林業(yè)大學(xué)提供。供試肥料氮肥品種為尿素[ω(N)=46%]，磷肥品種為過(guò)磷酸鈣[ω(P2O5)=12%]，鉀肥品種為硫酸鉀[ω(K2O)=33%]。

2015年9月20日播種，小區(qū)面積4 m×5 m，條播，行距30 cm，播種量1.1 kg/hm2。2016年返青期進(jìn)行田間試驗(yàn)。采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，氮肥設(shè)2個(gè)處理，分別記為N0(不施氮)和N30(30 kg/hm2)；磷肥設(shè)4個(gè)處理，分別記為P0(不施磷)，P60(60 kg/hm2)，P120(120 kg/hm2)，P180(180 kg/hm2)；鉀肥設(shè)置4個(gè)水平，分別記為K0(不施鉀)，K50(50 kg/hm2)，K100(100 kg/hm2)，K150(150 kg/hm2)，共32個(gè)處理組合，重復(fù)2次。施肥次數(shù)及每次用量以磷肥于播種時(shí)1次性施入，氮肥和鉀肥分2次施用，每次各占設(shè)計(jì)用量的50%，第1次施肥時(shí)間為苗期，第2次為首次刈割后(表1)。

表1 紫花苜蓿不同施肥處理Table 1 Different fertilization treatments of alfalfa

1.3 項(xiàng)目測(cè)定及方法

株高：初花期刈割前每小區(qū)采用隨機(jī)區(qū)組取樣法測(cè)定絕對(duì)高度，每個(gè)小區(qū)測(cè)定30株；

生長(zhǎng)速度：從第2次刈割時(shí)起，每次刈割前隨機(jī)測(cè)定20株植株的高度，對(duì)其平均后除以上次刈割到本次刈割的時(shí)間，即為這段時(shí)間的生長(zhǎng)速度；

產(chǎn)量：2016年6月21日苜蓿初花期時(shí)首次測(cè)定其產(chǎn)草量，各小區(qū)每次刈割的產(chǎn)量累加即為鮮草產(chǎn)量。同時(shí)，每次測(cè)產(chǎn)時(shí)分別取樣約500 g自然風(fēng)干至恒重，測(cè)定干草產(chǎn)量。全部數(shù)據(jù)折算成每公頃產(chǎn)量；

營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)：2016年6月21日刈割后，自然風(fēng)干恒重的草樣用不銹鋼粉碎機(jī)粉碎，過(guò)1 mm篩，從粉碎后混合均勻的植株樣中取3個(gè)樣品，平行測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)。苜蓿中粗蛋白采用半微量凱氏法，粗脂肪采用抽提殘余法，粗灰分采用直接干灰化法，酸性洗滌纖維采用范式酸-洗滌劑法[18]，中性洗滌纖維采用范式中性-洗滌劑法[19]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2003和SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 施肥對(duì)北林202苜蓿產(chǎn)量的影響

單施氮、磷、鉀肥與不施肥處理相比，N30P0K0施肥處理下鮮草產(chǎn)量顯著高于對(duì)照N0P0K0(P<0.05)，其他各單施處理北林202苜蓿的鮮草產(chǎn)量與對(duì)照N0P0K0無(wú)顯著差異(P>0.05)，鮮草產(chǎn)量增幅為0.05%～5.29 %；氮、磷、鉀肥單施，N0P0K50、N0P0K100、 N0P60K0的干草產(chǎn)量顯著高于N0P0K0，其他肥料單施處理的干草產(chǎn)量與N0P0K0無(wú)顯著差異，干草產(chǎn)量增幅為5.7%～21.6 %。

氮肥、磷肥、鉀肥交互配施與不施肥處理相比，N0P120K100、N0P120K150和N0P180K150的鮮草產(chǎn)量與N0P0K0無(wú)顯著差異，其他氮磷鉀配施處理的鮮草產(chǎn)量均顯著高于N0P0K0，鮮草產(chǎn)量增幅為1.23%～18.4 %；N30P0K150、N0P180K150的干草產(chǎn)量與N0P0K0無(wú)顯著差異，其他處理的干草產(chǎn)量均顯著高于N0P0K0，干草產(chǎn)量增幅為2.50%～35.81 %；隨著施肥量的增加，鮮草和干草產(chǎn)量整體呈上升趨勢(shì)，其中N30P120K100的鮮草和干草產(chǎn)量最高，分別達(dá)69 862.9和13 510.5 kg/hm2。氮磷鉀配施處理的鮮草和干草產(chǎn)量增加幅度大于單施氮肥、磷肥、鉀肥(表2)。

表2 不同施肥處理下苜蓿的產(chǎn)量Table 2 Yield of alfalfa under different fertilization treatments

注：同列不同小寫(xiě)字母表示差異顯著(P<0.05)，下同

2.2 施肥對(duì)北林202苜蓿株高和生長(zhǎng)速度的影響

2.2.1 施肥對(duì)北林202苜蓿株高的影響 單施氮肥、磷肥、鉀肥與不施肥處理相比，N0P0K50、N0P0K150與對(duì)照N0P0K0無(wú)顯著差異，其他5個(gè)氮、磷、鉀肥單施處理株高均顯著高于對(duì)照，株高增幅達(dá)2.38%～23.00%，其中N0P180K0的株高最高，達(dá)72.2 cm。氮肥、磷肥、鉀肥交互配施與不施肥處理相比，除N0P180K150與對(duì)照N0P0K0株高無(wú)顯著差異，其他氮磷鉀交互配施處理的株高都顯著高于對(duì)照，株高增幅達(dá)1.53%～40.88%。株高隨著施肥量的增加呈逐步上升趨勢(shì)，其中N30P180K50的株高最高，達(dá)82.7 cm。氮磷鉀配施處理的株高增加幅度大于單施氮肥、磷肥、鉀肥(表3)。

2.2.2 施肥對(duì)北林202苜蓿生長(zhǎng)速度的影響 單施氮肥、磷肥、鉀肥與不施肥處理相比，N0P0K50、N0P0K150、N30P0K0與對(duì)照N0P0K0生長(zhǎng)速度無(wú)顯著差異，其他5個(gè)氮、磷、鉀肥單施處理生長(zhǎng)速度顯著快于對(duì)照，生長(zhǎng)速度增加幅達(dá)1.23%～9.20 %，其中N0P60K0的生長(zhǎng)速度最快，達(dá)1.78 cm/d。氮肥、磷肥、鉀肥交互配施與不施肥處理相比，除N0P180K150、N30P00K150與對(duì)照N0P0K0生長(zhǎng)速度無(wú)顯著差異，其他氮磷鉀交互配施處理的生長(zhǎng)速度都顯著高于對(duì)照，生長(zhǎng)速度增加幅度達(dá)0.06%～25.77 %。生長(zhǎng)速度同樣隨著施肥量的增加整體呈上升趨勢(shì)，其中N30P120K100的生長(zhǎng)速度最快，達(dá)2.05 cm/d。氮磷鉀配施處理的生長(zhǎng)速度增加幅度大于單施氮肥、磷肥、鉀肥。

表3 不同施肥處理下苜蓿株高和生長(zhǎng)速度Table 3 Plant height and growth rate of alfalfa under different fertilization treatments

2.3 施肥對(duì)北林202苜蓿營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響

2.3.1 對(duì)粗蛋白含量的影響 在氮、磷、鉀肥單施處理下，N0P0K150和N30P0K0處理顯著提高了北林202粗蛋白含量，分別達(dá)20.07 %、20.77 %，其他肥料單施處理粗蛋白含量增加不顯著。施入氮肥(N30)和不施氮肥(N0)相比較，施入氮肥(N30)能顯著提高北林202紫花苜蓿粗蛋白的含量，粗蛋白含量增幅達(dá)4.16%～15.46%。一定施氮水平范圍內(nèi)，粗蛋白含量隨著磷、鉀肥施肥量的增加整體呈上升趨勢(shì)，其中N30P120K100粗蛋白含量最高達(dá)25.18 %，該處理下牧草鮮草和干草產(chǎn)量也最高(表4)。

2.3.2 對(duì)粗脂肪含量的影響 在氮、磷、鉀肥單施處理下，與對(duì)照相比較，北林202粗脂肪含量增加不顯著，粗脂肪含量最高時(shí)，僅為2.53 %。氮、磷、鉀交互配施，不含氮處理(N0)，在高磷、高鉀配施處理下，N0P60K100，N0P60K150，N0P180K50和N0P180K100粗脂肪含量顯著高于其他處理；含氮處理(N30)，各氮、磷、鉀交互配施的處理粗脂肪含量均顯著高于對(duì)照N0P0K0，粗脂肪增幅8.44%～31.65%，其中N30P180K50粗脂肪含量最高，達(dá)3.12%(表4)。

2.3.3 對(duì)粗灰分含量的影響 氮、磷、鉀肥單施處理，粗灰分含量增加不顯著。氮、磷、鉀交互配施，不含氮(N0)處理增長(zhǎng)為1.62%～15.17%，其中N0P180K50粗灰分含量最高，達(dá)10.78%；含氮(N30)處理增長(zhǎng)為8.76%～26.82%，其中N30P60K50粗灰分含量最高，達(dá)11.87%，氮、磷、鉀配施，各含氮處理(N30)粗灰分含量增加幅度大于不含氮處理(N0)。

2.3.4 對(duì)酸性洗滌纖維含量的影響 氮、磷、鉀肥單施和配施處理均顯著降低了北林202紫花苜蓿的酸性洗滌纖維含量。氮、磷、鉀肥單施處理，酸性洗滌纖維下降為3.41%～14.35%，N0P0K100的酸性洗滌纖維下降幅度最大，含量下降至26.56%；氮、磷、鉀交互配施，酸性洗滌纖維下降為6.45%～21.12%，其中N30P180K50的酸性洗滌纖維下降幅度最大，含量下降至24.46%。氮磷鉀配施處理的酸性洗滌纖維下降幅度大于氮肥、磷肥、鉀肥單施處理。

2.3.5 對(duì)中性洗滌纖維含量的影響 氮、磷、鉀肥單施處理，N0P0K150和N0P60K0處理與對(duì)照N0P0K0相比無(wú)顯著差異，其他單施處理均顯著降低了中性洗滌纖維含量，下降為0.74%～7.95%，其中N30P0K0的中性洗滌纖維下降幅度最大，含量下降至36.01%；氮、磷、鉀交互配施，中性洗滌纖維含量均顯著低于對(duì)照N0P0K0，下降為3.86%～13.55%，其中N30P180K50的中性洗滌纖維下降幅度最大，含量下降至33.91%。氮磷鉀配施處理的酸性洗滌纖維下降幅度大于氮肥、磷肥、鉀肥單施處理。

表4 不同施肥處理下苜蓿的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量Table 4 Nutrient contents of alfalfa under different fertilization treatments

3 討論

3.1 施肥對(duì)北林202苜蓿產(chǎn)量的影響

姜慧新等[4]研究表明，單施氮肥和鉀肥對(duì)紫花苜蓿飼草產(chǎn)量影響不顯著，而磷肥能顯著提高紫花苜蓿飼草產(chǎn)量，氮肥和磷肥的互作對(duì)總產(chǎn)草量的影響顯著，與低水平的氮肥配施，磷肥增產(chǎn)效果明顯。飼草產(chǎn)量最高的N，P和K施用組合分別為60，90和100 kg/hm2。范富等[10]研究表明，氮、磷、鉀單施或相互配比施用能顯著提高鮮草和干草產(chǎn)量。合理追施氮磷鉀肥能夠促進(jìn)苜蓿生長(zhǎng)，并對(duì)產(chǎn)量產(chǎn)生顯著影響[15]。試驗(yàn)中土壤含氮量和有機(jī)質(zhì)含量較低，所以施肥能大幅度提高紫花苜蓿產(chǎn)量。施氮肥與不施氮肥處理組的苜蓿產(chǎn)量都與磷鉀肥施入量之間存在明顯的相關(guān)性，隨著磷鉀肥施入量的增長(zhǎng)，氮磷鉀交互配施處理苜蓿產(chǎn)量整體上都得到了明顯的提升。 試驗(yàn)分析，氮磷鉀肥配施苜蓿鮮草和干草產(chǎn)量增加幅度大于氮磷鉀肥單施。在一定氮肥基礎(chǔ)上，苜蓿產(chǎn)量隨著磷鉀肥施用的增加而增加。在氮磷肥相同施肥水平下，苜蓿鮮草和干草產(chǎn)量較高的組合，鉀肥施用量100 kg/hm2，當(dāng)鉀肥施用量提高150 kg/hm2時(shí)，產(chǎn)量顯著下降，這一研究結(jié)果同魯晉秀[16]、劉貴河[17]的結(jié)論一致。全部施肥處理中，N30P120K100的鮮草和干草產(chǎn)量最高，分別達(dá)69 862.9 kg/hm2和13 510.5 kg/hm2。

3.2 施肥對(duì)北林202苜蓿株高和生長(zhǎng)速度的影響

株高是反映苜蓿生長(zhǎng)狀況和決定產(chǎn)量的重要指標(biāo)之一。吳波等[8]的研究表明，施肥均能促進(jìn)紫花苜蓿株高的增長(zhǎng)，并且第1、2茬株高均大于第3茬。種子建植的苜蓿在苗期施氮磷鉀肥可以顯著提高苜蓿植株高度，且苜蓿干草產(chǎn)量和植株高度存在顯著的正相關(guān)[21-22]。試驗(yàn)中，株高和生長(zhǎng)速度與產(chǎn)量的變化趨勢(shì)較為一致，同樣隨著施肥量的增加整體呈上升趨勢(shì)，氮磷鉀配施處理的株高和生長(zhǎng)速度增加幅度均大于單施氮肥、磷肥、鉀肥，其中N30P120K100的生長(zhǎng)速度最快，達(dá)2.05 cm/d，N30P180K50的株高最高，達(dá)82.7 cm。

3.3 施肥對(duì)北林202苜蓿營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響

飼草粗蛋白、中性洗滌纖維等含量和產(chǎn)量的高低直接關(guān)系到飼草品質(zhì)的優(yōu)劣。研究表明，不同水肥處理對(duì)紫花苜蓿的N，P和K含量有顯著影響，紫花苜蓿的N，P和K粗蛋白、粗脂肪含量都隨著施肥量的增大而增加，而酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維含量則下降。施肥量增加250 kg/hm2與85%～90%的田間持水量，可以提高苜蓿的品質(zhì)[23]。蒙洋等[24]研究表明，施用295.08 kg/hm2的磷酸一銨可極顯著提高紫花苜蓿粗蛋白含量，磷酸一銨對(duì)紫花苜蓿粗蛋白含量的提高具有正效應(yīng)，且不同肥料及其組合均對(duì)苜蓿中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量存在顯著影響。試驗(yàn)表明，在一定施氮基礎(chǔ)上配施磷鉀肥對(duì)紫花苜蓿各營(yíng)養(yǎng)成分含量和單位面積產(chǎn)量影響明顯，施肥能顯著的提高北林202紫花苜蓿的粗蛋白和粗脂肪含量，顯著降低酸性、中性洗滌纖維含量。在N30P120K100處理下，粗蛋白含量最高，達(dá)22.18 %，在N30P180K50處理下，粗脂肪含量最高，達(dá)3.12 %，中性洗滌纖維最低，為33.91%。

4 結(jié)論

研究區(qū)氮磷鉀配合施用，北林202紫花苜蓿株高、產(chǎn)量及營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)增加幅度均大于氮磷鉀單施，綜合分析，北林202紫花苜蓿最佳施肥組合為N30P120K100(N 30 kg/hm2+P2O5120 kg/hm2+K2O 100 kg/hm2)，可以推廣為大田施肥使用。