施肥對垂穗披堿草的影響研究進展

許趙佳，龍建廷，錢馬起鈺，苗彥軍*

（1.西藏農牧學院，西藏 林芝 860000；2.南京農業(yè)大學 草業(yè)學院，江蘇 南京 210095）

垂穗披堿草（Elymus nutans）是高海拔地區(qū)草牧業(yè)發(fā)展的重要草種，廣泛分布于青藏高原海拔2 000～5 200 m的地區(qū)[1]，具有營養(yǎng)豐富、適口性好等特點，并具備高產(chǎn)潛能[2]。此外，它還具有抗寒、耐旱、耐鹽堿等特性，可以用于人工草地的建植和退化及沙化草地的治理[3]。

目前垂穗披堿草已育成品種有甘南垂穗披堿草（Elymus nutans Griseb.cv.Gannan）、康巴垂穗披堿草（Elymus nutans Griseb.cv.Kangba）[4]、阿壩垂穗披堿草（Elymus nutans Griseb.cv.Aba）[5]、康北垂穗披堿草（Elymus nutansGriseb.cv.Kangbei）、康南垂穗披堿草（Elymus nutans Griseb.cv.Kangnan）、巴青垂穗披堿草（Elymus nutans Griseb.cv.Baqying）等，這些草品種不僅草產(chǎn)量高，而且種子生產(chǎn)潛力大。但由于土壤肥力條件差、栽培管理粗放等原因，在實際生產(chǎn)中草產(chǎn)量達不到預期效果，同時落粒性強、有性繁殖能力弱導致垂穗披堿草實際種子產(chǎn)量較低[6]。合理施肥是解決土壤肥力差的有效措施。本文就施用不同肥料對垂穗披堿草生長發(fā)育和種子產(chǎn)量的影響等方面的研究進行綜述，以期為垂穗披堿草栽培管理過程中選擇合適的施肥類型提供科學依據(jù)。

1 施肥對垂穗披堿草生長的影響

1.1 施用氮肥對垂穗披堿草生長指標的影響

施氮肥有利于垂穗披堿草的生長發(fā)育，主要表現(xiàn)在施肥可以增加垂穗披堿草的株高、分蘗數(shù)、蓋度、相對生長率等生長指標。宋建超等[7]研究發(fā)現(xiàn)，施氮處理提高了垂穗披堿草的生產(chǎn)性能，尤其是顯著增加了分蘗數(shù)、株高，在施氮量為250 kg/hm2的處理下，垂穗披堿草的單株分蘗數(shù)比對照顯著提高了1 7 1.5%，單位面積枝條數(shù)與對照相比提高了58.0%。陳鑫等[8]研究發(fā)現(xiàn)，在垂穗披堿草抽穗期，48 kg/（hm2·a）氮添加處理下的株高、莖粗、葉寬、單葉面積分別比對照提高24.80%、28.39%、31.87%、60%，24 kg/（hm2·a）氮添加處理下垂穗披堿草的凈光合速率比對照增加了26.25%，這說明氮素對抽穗期垂穗披堿草的株高、莖粗、葉寬、單葉面積和凈光合速率均有促進作用。孫小妹等[9]研究發(fā)現(xiàn)，垂穗披堿草的凈光合速率隨著氮添加量的增加而增加。馮憬等[10]研究發(fā)現(xiàn)，垂穗披堿草在8 kg/（hm2·a）氮添加的樣地中其凈光合速率較對照顯著升高，在其他增氮處理中均顯著降低。司曉林等[11]研究發(fā)現(xiàn)，單獨添加氮肥或硅肥時，垂穗披堿草葉片凈光合速率均隨著肥料施用量的增加先增大后減小，并且在中度施肥處理下達到最大值，與不施肥相比，凈光合速率分別提高61.24%、22.53%。

1.2 氮磷肥配合施用對垂穗披堿草生長指標的影響

施磷肥有利于垂穗披堿草的生長發(fā)育，主要表現(xiàn)在生長速度方面。王玲等[12]研究了垂穗披堿草等6種高寒禾本科牧草施肥后的共同表現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)施用一定量的尿素和磷酸二銨后禾本科牧草的蓋度比對照增加38.35%，株高比對照高45.77%。另外，田冠平等[13-14]研究發(fā)現(xiàn)，刈割后施用尿素和磷酸二銨有助于垂穗披堿草的補償生長。陳偉元等[15]研究發(fā)現(xiàn)，氮磷肥配合施用能顯著增加老齡垂穗披堿草的生物量以及覆蓋度，且配合施用效果要好于單施氮肥。王曉芬等[16]研究發(fā)現(xiàn)，垂穗披堿草施用50 g/m2磷酸二銨后，在分蘗期細根比例下降，粗根增加，單株地上生物量下降，在收獲期垂穗披堿草的生物量最大。因此，氮磷肥配合施用能控制垂穗披堿草的地上生物量，使垂穗披堿草生長速度加快。

1.3 施用有機肥對垂穗披堿草生長指標的影響

關于有機肥對垂穗披堿草生長影響的研究多應用于退化草地治理，尤其是對礦區(qū)的植被修復。陳文業(yè)等[17]研究對比了施肥處理對高寒草甸退化區(qū)草地植物多樣性和生產(chǎn)力的影響，發(fā)現(xiàn)各種施肥處理均可不同程度地提高退化草地的植被高度和地上生物量，其中施用有機肥效果最佳，可以使植被高度增加2.208倍，使地上生物量增加3.315倍。李長慧等[18]研究發(fā)現(xiàn)，在高寒礦區(qū)渣山土肥基質對垂穗披堿草的株高、葉面積、葉周長和莖葉比、葉片全氮、全磷含量、繁殖分配比和根冠比等指標有顯著影響，相比覆蓋3 cm草甸土，施用有機肥能增加垂穗披堿草的株高、葉面積、葉周長。張海娟等[19]在給“阿壩”垂穗披堿草接種叢枝菌根真菌研究中發(fā)現(xiàn)，接種叢枝菌根GM能顯著增加“阿壩”垂穗披堿草的地上生物量，施用有機肥能夠提高叢枝菌根GM的侵染率，從而提高“阿壩”垂穗披堿草的地上生物量。

綜上所述，施用一定量的氮肥可增強垂穗披堿草的光合作用；施用氮肥和磷肥能夠均衡垂穗披堿草的養(yǎng)分需求，提升垂穗披堿草的株高、生長速度等生長指標；有機肥對垂穗披堿草的生長發(fā)育能夠起到促進作用。

2 施肥對垂穗披堿草種子產(chǎn)量的影響

受不同地域土壤和氣候環(huán)境的影響，垂穗披堿草的生產(chǎn)潛力各不相同。喬安海等[20]的施肥試驗表明，在青海省三角城種羊場以225 kg/hm2磷酸二銨為種肥，并于春季和秋季分別追施1次尿素，垂穗披堿草種子產(chǎn)量最高可以達到1 856.0 kg/hm2。雷雄等[21]對在四川阿壩種植的“阿壩”垂穗披堿草施牛羊糞和氮磷復合肥后，種子產(chǎn)量最高可以達到1 806.0 kg/hm2。宋江湖等[22]在拉薩曲水縣通過栽培試驗發(fā)現(xiàn)，不施肥處理下垂穗披堿草種子產(chǎn)量僅為21.0 kg/hm2，而施肥后的垂穗披堿草種子產(chǎn)量最高可以達到2 016.5 kg/hm2。田福平等[23]在拉薩達孜進行試驗研究時發(fā)現(xiàn)，未施肥處理的垂穗披堿草種子產(chǎn)量僅為165.0 kg/hm2。因此，為獲得較高垂穗披堿草種子產(chǎn)量，必須要施肥[24]。

2.1 施用氮肥對垂穗披堿草種子產(chǎn)量的影響

氮素是影響作物生長發(fā)育最重要的元素，合理施用氮肥能增加土壤中的氮含量，使種子產(chǎn)量提高[25]。李彤瑤等[26]的栽培試驗研究表明，施氮肥能夠提高同德短芒披堿草和青牧1號老芒麥2個披堿草屬植物的穗長、單位面積生殖枝數(shù)、每穗種子數(shù)、千粒重等種子產(chǎn)量組分，施肥量在135～180 kg/hm2時，可提高種子產(chǎn)量2倍以上。喬安海[20]在青海省三角城種羊場的研究表明，當施氮量為0～150 kg/hm2時，結實的第一年垂穗披堿草的生殖枝數(shù)、每生殖枝小穗數(shù)、每小穗小花數(shù)、每小穗種子數(shù)及千粒重等種子產(chǎn)量構成因子指標隨施氮量增加呈現(xiàn)先增加后降低趨勢。宋江湖等[22]在拉薩曲水進行的栽培試驗第二年研究結果顯示，施氮量在0～330 kg/hm2時，能夠顯著促進西藏野生垂穗披堿草的生殖枝和每小穗種子粒的形成，千粒重也隨之增加，而此時各施肥處理對每生殖枝小穗數(shù)、每小穗小花數(shù)無顯著影響。但也有研究表明，當?shù)适┯昧砍鲎魑锏恼Ｐ枰獣r，有可能會對作物的生長發(fā)育造成負面影響，不利于種子產(chǎn)量的提高[27]。謝國平等[28]在拉薩曲水的栽培試驗表明，在施氮量為0～250 kg/hm2時，隨著施氮量的增加，種子產(chǎn)量隨之增加，但當施氮量超過250 kg/hm2，達到290 kg/hm2時，西藏野生垂穗披堿草種子產(chǎn)量低于施氮量為250 kg/hm2的處理，施氮量為330 kg/hm2時，垂穗披堿草的種子產(chǎn)量更低。

2.2 施用磷肥對垂穗披堿草種子產(chǎn)量的影響

磷是植物生長的主要限制因子之一。合理配施氮磷鉀肥可促進禾本科作物生長，優(yōu)化作物群體結構，有利于光合產(chǎn)物積累，從而增加作物有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)，最終實現(xiàn)增產(chǎn)目的[29]。研究表明，磷對紫花苜蓿、無芒雀麥等牧草的種子產(chǎn)量提升有幫助[30]。賓振鈞等[31]研究顯示，添加磷顯著增加了垂穗披堿草葉片全磷含量，而且隨著磷素添加濃度的升高而升高，與對照相比，磷添加量為40 g/m2和120 g/m2時，垂穗披堿草葉片全磷含量分別增加51.17%、202.01%。羅佳佳[32]研究表明，磷肥施用顯著影響垂穗披堿草的植物株高、地上生物量、根冠比、總生物量等指標。

2.3 施用鉀肥對垂穗披堿草種子產(chǎn)量的影響

鉀對提高禾本科作物種子產(chǎn)量有重要作用[33-35]，合理施用鉀肥是提高作物種子產(chǎn)量的有效手段。魏衛(wèi)東[36]研究發(fā)現(xiàn)，鉀肥能夠顯著增加老芒麥的單位面積生殖枝數(shù)和千粒重，當鉀肥施用量為105.00 kg/hm2時，增產(chǎn)效果最明顯，此時老芒麥種子產(chǎn)量比對照高13.33%。田福平等[23]在拉薩達孜通過對垂穗披堿草不同時期噴施鉀肥的試驗研究發(fā)現(xiàn)，在分蘗期和拔節(jié)期施用鉀肥能顯著提高垂穗披堿草的種子產(chǎn)量，其中在分蘗期噴施鉀肥，種子實際產(chǎn)量為213.80 kg/hm2，比對照增產(chǎn)36.5%；在拔節(jié)期噴施鉀肥，種子實際產(chǎn)量為221.80 kg/hm2，與對照相比增產(chǎn)42.2%。在噴施鉀肥對產(chǎn)量構成因素的分析中發(fā)現(xiàn)，分蘗期、拔節(jié)期、孕穗期3個時期噴施鉀肥均能夠增加垂穗披堿草的單位面積生殖枝數(shù)、小花數(shù)/小穗、種子數(shù)/小穗和千粒重，在孕穗期施鉀對增加垂穗披堿草的小花數(shù)/小穗效果最為明顯。

2.4 氮磷鉀肥配合施用對垂穗披堿草種子產(chǎn)量的影響

氮、磷、鉀是植物生長最重要的營養(yǎng)元素。長期只施用單一的肥料必然會導致其他元素的缺乏，從而影響種子產(chǎn)量。劉國彬等[37]研究發(fā)現(xiàn)，垂穗披堿草生長的第二年施用150.00 kg/hm2磷酸二銨對種子產(chǎn)量增加的促進效果比單施尿素或過磷酸鈣好。宋建超[38]研究表明，氮磷鉀肥配施能有效改善植物農藝性狀，優(yōu)化產(chǎn)量構成因子（主要是增加生殖枝數(shù)、穗長、每小穗種子數(shù)），提高垂穗披堿草的種子產(chǎn)量，并得出在青海果洛高寒區(qū)對垂穗披堿草種子產(chǎn)量貢獻最大的是氮肥，其次是磷肥，鉀肥對垂穗披堿草的種子產(chǎn)量貢獻最小。

綜上所述，氮磷鉀肥都對垂穗披堿草種子產(chǎn)量提高有促進作用，合理配施肥料，及時補充植物生長所需的氮磷鉀元素，可以使種子生產(chǎn)潛力得到充分發(fā)揮。目前文獻中，關于垂穗披堿草開花期噴施鉀肥的試驗尚未見詳細報道。

3 討論與建議

氮磷鉀肥在垂穗披堿草生長和種子產(chǎn)量形成過程中發(fā)揮著重要作用，有必要通過施肥促進垂穗披堿草生長。針對我國垂穗披堿草的生產(chǎn)現(xiàn)狀，對今后的研究方向提出建議，以期為垂穗披堿草種子產(chǎn)業(yè)及農牧業(yè)發(fā)展提供有益參考。

3.1 因地制宜，合理施肥

通過氮磷鉀肥配施，有望進一步提高垂穗披堿草種子產(chǎn)量。建議在垂穗披堿草的種子生產(chǎn)過程中，根據(jù)當?shù)赝寥婪柿?，結合垂穗披堿草種子產(chǎn)量對不同施肥水平、不同配比的響應，因地制宜制定適宜的施肥方案，最終在減施肥料的同時增加垂穗披堿草種子產(chǎn)量。

3.2 建設專業(yè)的品種擴繁基地

垂穗披堿草的生長受土壤肥力影響較大，在垂穗披堿草的栽培管理過程中，不僅要考慮施肥的種類和數(shù)量，還要綜合考慮成本投入和經(jīng)濟效益，建議根據(jù)垂穗披堿草的品種特性選擇適當?shù)姆N子生產(chǎn)基地，并通過規(guī)?；瘜I(yè)化的建設加快研究成果的轉化和利用。

3.3 加大有機肥推廣力度

高寒區(qū)生態(tài)脆弱，在實際生產(chǎn)中應提倡使用有機肥代替無機肥。目前有機肥的研究多集中在退化草地植被修復上，應盡快研究出適用于高寒區(qū)垂穗披堿草人工草地建植的有機肥配方。