氮磷互作對(duì)不同茬次滴灌苜蓿生產(chǎn)性能及營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響

苗曉茸，孫艷梅，于磊，馬春暉，張前兵

(石河子大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，新疆 石河子 832003)

紫花苜蓿(Medicagosativa)，是世界上分布范圍廣，也是我國(guó)種植面積最大的高蛋白牧草之一，具有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、適口性好、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，被稱(chēng)為“牧草之王”[1-2]。隨著我國(guó)“糧改飼”種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整，作為優(yōu)質(zhì)飼草的苜蓿，其種植面積越來(lái)越大，苜蓿高產(chǎn)栽培技術(shù)和科學(xué)施肥受到更多的重視[3]。氮、磷是苜蓿生長(zhǎng)過(guò)程中必需的營(yíng)養(yǎng)元素，施用氮、磷肥對(duì)紫花苜蓿的干草產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)具有重要的影響[4]。氮參與植物生長(zhǎng)發(fā)育的各項(xiàng)生命活動(dòng)，是合成植物蛋白質(zhì)的主要因子，是限制植物產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因素[5]。作為豆科牧草，苜蓿自身的固氮量基本可以滿足自身生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)氮素的需求。但施入適量的氮肥更有利于提高苜蓿粗蛋白含量并降低其粗纖維含量[6]。磷是影響苜蓿生產(chǎn)力的重要因素之一，磷的主要作用是儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)運(yùn)能量供植物吸收，紫花苜蓿根系的生長(zhǎng)需要充足的磷肥供應(yīng)，缺磷不僅影響苜蓿根瘤菌對(duì)氮的固定與吸收，而且限制植株的正常生長(zhǎng)發(fā)育。研究表明，充足的磷肥供應(yīng)才能維持苜蓿根系的正常生長(zhǎng)發(fā)育，缺磷不僅影響苜蓿根瘤菌對(duì)氮的固定與吸收[7]，而且限制植株的正常生長(zhǎng)發(fā)育。在施氮量一致的情況下，施用磷肥可以顯著促進(jìn)苜蓿的生長(zhǎng)，提高其鮮草產(chǎn)量[8]?？梢?jiàn)，氮、磷以及氮磷合理配施對(duì)提高苜蓿的干草產(chǎn)量具有重要的意義[9-10]。

新疆屬于典型的溫帶大陸性干旱氣候，降水量少且氣候干燥，是我國(guó)苜蓿種植的主產(chǎn)區(qū)之一。隨著新疆機(jī)械化程度的普遍使用及滴灌系統(tǒng)的應(yīng)用，苜蓿的刈割茬次由每年2～3茬提高至4～5茬，隨著苜蓿刈割茬次的增多，營(yíng)養(yǎng)元素從土壤中流失的更多，因此提高肥料利用率是保證高產(chǎn)的重要前提。所以，要保持苜蓿持續(xù)高效生產(chǎn)，就必須做到合理施肥，如果化肥使用不當(dāng)，不僅浪費(fèi)肥料，而且會(huì)導(dǎo)致土壤環(huán)境污染，尤其是土壤磷富集造成土壤磷污染，以及土壤肥力下降等一系列問(wèn)題，進(jìn)而影響農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)于生產(chǎn)中各種施肥方式及其施肥量對(duì)苜蓿生長(zhǎng)的影響，隨著研究地區(qū)和實(shí)驗(yàn)條件不同而存在分歧，其結(jié)果不盡相同。目前，在實(shí)際生產(chǎn)中人們對(duì)苜蓿的氮磷鉀肥進(jìn)行了大量的研究，但氮磷的施肥方式及施肥量仍因區(qū)域不同而不統(tǒng)一，特別是新疆綠洲區(qū)滴灌條件下，隨水滴施氮磷肥的量以及不同氮磷互作模式對(duì)滴灌苜蓿干草產(chǎn)量及營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響機(jī)制仍不明確。因此，本研究以滴灌苜蓿為對(duì)象，研究不同氮磷耦合模式對(duì)紫花苜蓿干草產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響，旨在提高滴灌條件下紫花苜蓿干草產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，為新疆綠洲區(qū)滴灌苜?？茖W(xué)施肥制度提供數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在石河子市天業(yè)集團(tuán)農(nóng)研所農(nóng)業(yè)示范園區(qū)試驗(yàn)田(44°26′ N，85°95′ E)進(jìn)行。年降水量為125.0～207.7 mm；年日照時(shí)數(shù)為2721～2818 h。試驗(yàn)地的土壤類(lèi)型為灰漠土。土壤容重為1.47 g·cm-3，土壤耕層(0～20 cm)含速效磷16.5 mg·kg-1，全磷0.21 g·kg-1，堿解氮73.1 mg·kg-1，有機(jī)質(zhì)25.6 g·kg-1，速效鉀330 mg·kg-1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)苜蓿品種為WL354(來(lái)自于北京克勞沃草業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)中心)，于2015年進(jìn)行人工條播，播種行距為20 cm，播種深度1.5～2.0 cm，播種量為18 kg·hm-2，小區(qū)面積為5 m×8 m=40 m2。本試驗(yàn)于苜蓿生長(zhǎng)至第3年(2017年)進(jìn)行，苜蓿全年刈割4茬，均在初花期(開(kāi)花10%)進(jìn)行，留茬高度為5 cm。滴灌帶淺埋于地表8～10 cm，間距60 cm，所用滴灌帶為內(nèi)鑲式滴灌帶(北京綠源有限公司生產(chǎn))，滴頭間距為20 cm。

試驗(yàn)采用二因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)2種施氮梯度，分別為施N 105 (N1)和210 kg·hm-2(N2)，4種施磷梯度，分別為施P2O50 (CK)、50 (P1)、100 (P2)和150 kg·hm-2(P3)，交互配施共8個(gè)處理(N1P0、N1P1、N1P2、N1P3、N2P0、N2P1、N2P2、N2P3)，所用氮肥為尿素(含N 46%)，所用磷肥為磷酸一銨(含P2O552%)，3次重復(fù)。肥料在返青后的分枝期、第1茬、第2茬、第3茬刈割后3～5 d隨水滴施，具體施肥時(shí)間分別為2017年4月30日、5月26日、6月29日、8月5日。

1.3 測(cè)定內(nèi)容及方法

1.3.1產(chǎn)量測(cè)定 采用樣方法測(cè)定，在初花期(開(kāi)花10%左右)以1 m2為一個(gè)樣方，在每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取3個(gè)長(zhǎng)勢(shì)均一且能夠代表該小區(qū)長(zhǎng)勢(shì)的苜蓿樣方，用鐮刀割取樣方內(nèi)的苜蓿植株，留茬高度5 cm左右；另取300 g左右鮮草樣帶回實(shí)驗(yàn)室于105 ℃下殺青30 min后65 ℃烘干至恒重，折算出苜蓿干草產(chǎn)量(kg·hm-2)。具體計(jì)算公式如下：

含水率=(鮮草產(chǎn)量-干草產(chǎn)量)/干草產(chǎn)量×100%

干草產(chǎn)量=鮮草產(chǎn)量×(1-含水率)

1.3.2株高和莖粗 在產(chǎn)量測(cè)定的同時(shí)，在各處理的每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取10株，用鋼卷尺測(cè)定其垂直高度，取平均值(cm)，并用游標(biāo)卡尺測(cè)量其距地表5 cm處的莖粗(mm)。

1.3.3莖葉比 在產(chǎn)量過(guò)程中，將取回稱(chēng)重的鮮樣于105 ℃下殺青30 min，再于65 ℃烘干至恒重，然后將莖、葉分別收集，稱(chēng)量其干重。根據(jù)莖、葉的生物重，按下式計(jì)算莖葉比：

莖葉比=莖稈干重/葉片干重

1.3.4生長(zhǎng)速度 根據(jù)測(cè)得的苜蓿干草產(chǎn)量以及每茬刈割間隔的天數(shù)計(jì)算出紫花苜蓿每一茬的生長(zhǎng)速度，具體計(jì)算公式如下：

生長(zhǎng)速度(kg·hm-2·d)=干草產(chǎn)量/間隔天數(shù)

1.3.5營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)測(cè)定 采用半微量凱氏定氮法測(cè)定粗蛋白(crude protein,CP)含量[11]。采用國(guó)標(biāo)測(cè)定法測(cè)定中性洗滌纖維(neutral detergent fiber,NDF)和酸性洗滌纖維(acid detergent fiber,ADF)含量[12]。

1.4 模糊相似優(yōu)先比

模糊相似優(yōu)先比法是將眾多樣品與一個(gè)固定最優(yōu)樣品作比較，篩選出目標(biāo)樣本與固定樣本最相似的一個(gè)或幾個(gè)樣品，其結(jié)果為相似度越低評(píng)價(jià)效果越好[13]。以Xk為固定樣本，以Xi和Xj為待測(cè)樣本(i，j=1，2，……，n)。如對(duì)待測(cè)樣本Xi和Xj與固定樣本Xk之間進(jìn)行比較，其相似優(yōu)先比應(yīng)滿足以下要求：若Rij在[0.5，1]之間或者Rij=1，則代表Xi比Xj優(yōu)先；若Rij在[0，0.5]之間或者Rij=0，則代表Xj比Xi優(yōu)先；Rij=0.5，則表示Xj和Xi優(yōu)先程度無(wú)法確定。在模糊優(yōu)先比分析中，一般采用海明(Harming)距離作為相似優(yōu)先比中Rij的測(cè)度。如對(duì)樣本Xi和樣本Xj與固定樣本Xk之間進(jìn)行比較，海明距離可定義為:

Rji=1-Rij

式中:dki=|Xk-Xi|，dkj=|Xk-Xj|，然后建立模糊相關(guān)矩陣，對(duì)給定的樣本集合X={X1，X2，…，Xn} 和固定樣本Xk，令任意Xi、Xk∈X與Xk作比較，即計(jì)算兩兩樣本間的相似優(yōu)先比，從而得到模糊相關(guān)矩陣：

計(jì)算待評(píng)價(jià)樣本與固定樣本之間的絕對(duì)值，絕對(duì)值反映了待測(cè)樣本各指標(biāo)與固定樣本之間在指標(biāo)間的相似程度。根據(jù)絕對(duì)值計(jì)算結(jié)果，可進(jìn)一步產(chǎn)生反映待評(píng)價(jià)樣本各指標(biāo)與固定樣本相似程度的序號(hào)值，該序號(hào)之和就成為待評(píng)價(jià)樣本與固定樣本相似程度的綜合反映。

1.5 灰色關(guān)聯(lián)度分析

按灰色系統(tǒng)理論要求，將各茬次苜蓿干草產(chǎn)量及4個(gè)生長(zhǎng)性狀指標(biāo)視為一個(gè)整體，構(gòu)建一個(gè)灰色系統(tǒng)[14]。采用DPS v7.05 統(tǒng)計(jì)軟件計(jì)算各參數(shù)與產(chǎn)量的灰色關(guān)聯(lián)度。設(shè)產(chǎn)量為參考數(shù)列X0={X0(k)，k=1，2，3，...，m}，比較數(shù)列Xi={Xi(k)，k=1，2，...，m；i=1，2，...，n}，參數(shù)Xi與產(chǎn)量(X0)的關(guān)聯(lián)系數(shù)(ε)和各因素的關(guān)聯(lián)度(r)為：

式中:εi(k)為Xi對(duì)X0在k點(diǎn)的關(guān)聯(lián)系數(shù)，ρ為灰色分辨系數(shù)，一般取ρ=0.5；根據(jù)關(guān)聯(lián)度ri的大小，就可以確定比較數(shù)列與目標(biāo)數(shù)列的關(guān)聯(lián)程度，從而判斷比較數(shù)列的重要性。

1.6 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Microsoft Excel 2010對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行二因素方差分析，并進(jìn)行差異顯著性分析，數(shù)據(jù)表示為“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理下滴灌苜蓿各生長(zhǎng)性狀指標(biāo)

不同處理下苜蓿的株高、莖粗、莖葉比、生長(zhǎng)速度(表1)在各茬次的變化為：N1條件下，前3茬中，隨著施磷量的增加，苜蓿的株高、莖粗、生長(zhǎng)速度呈先增加后降低的趨勢(shì)，在P2處理下達(dá)到最高值；N2條件下，在P1處理達(dá)到最高值。P0、P2、P3條件下，在前3茬中，N1處理的株高、莖粗、生長(zhǎng)速度大于N2處理。不同處理下苜蓿的莖葉比在各茬次的變化為：N1條件下，前3茬中，莖葉比隨施磷量的增加呈先降后增的趨勢(shì)，在P2處理下達(dá)到最小值，第4茬中，P3處理下達(dá)到最小值；N2條件下，前3茬中，P1處理達(dá)到最小值，第4茬中，P2處理下達(dá)到最小值。第1和4茬中，各處理之間的株高均無(wú)顯著差異(P>0.05)；第1、3和4茬中，N1條件下，P2處理的莖粗與P0處理存在顯著差異(P<0.05)；N2條件下，P1處理與P0、P2處理存在顯著差異(P<0.05)；P2條件下，除第2茬外，N1處理的莖粗顯著大于N2處理(P<0.05)。各茬次中，N1條件下，P2處理的莖葉比與P1處理之間無(wú)顯著差異(P>0.05)；N2條件下，除第1茬外，P1與P0處理之間差異顯著(P<0.05)。

各茬次中，施氮、氮磷互作處理對(duì)苜蓿的株高均無(wú)顯著影響；不同施磷處理對(duì)苜蓿的莖粗均有顯著影響；氮磷互作處理對(duì)第1、3和4茬的苜蓿的莖粗有顯著影響；施氮處理對(duì)第2和3茬苜蓿的莖葉比有顯著影響；施磷、氮磷互作處理對(duì)第3和4茬苜蓿的莖葉比有顯著影響。在各茬次中，施氮、氮磷互作處理對(duì)苜蓿的生長(zhǎng)速度均無(wú)顯著影響。

2.2 不同施肥處理下滴灌苜蓿干草產(chǎn)量

不同施肥處理?xiàng)l件下滴灌苜蓿的總干草產(chǎn)量范圍為22416.72～25103.19 kg·hm-2(表2)。N1條件下，前3茬中，苜蓿的干草產(chǎn)量隨著施磷量的增加呈先增加后降低的趨勢(shì)，在P2處理下達(dá)到最高值，第4茬中， P3處理下達(dá)到最高值；N2條件下，前3茬中，均為P1處理苜蓿的干草產(chǎn)量最高，第4茬中，P2處理下達(dá)到最高值。施氮條件下，除第3茬以外，P2處理的干草產(chǎn)量顯著大于P0處理(P<0.05)。P0、P2、P3條件下，各茬次中，N1處理苜蓿的干草產(chǎn)量大于N2處理，且在P3條件下，除第3茬以外，N1處理苜蓿的干草產(chǎn)量顯著大于N2處理(P<0.05)。

表2 不同施肥處理下滴灌苜蓿干草產(chǎn)量 Table 2 Hay yield of alfalfa under drip irrigation at different fertilization treatments (kg·hm-2)

處理Treatments第1茬First cut第2茬Second cut第3茬Third cut第4茬Fourth cut總干草產(chǎn)量Total hay yieldN1P06940.35±80.12Ad5879.78±143.59Ab6355.89±131.32Ab3842.88±104.80Ab23018.90N1P17267.81±129.62Bc5956.04±139.19Bb6422.72±91.02Ab4091.91±112.27Aa23738.48N1P27921.39±144.44Aa6228.66±110.77Aa6740.65±115.66Aa4212.49±107.70Aa25103.19N1P37484.45±132.24Ab6215.07±102.33Aa6503.19±135.07Ab4277.13±99.62Aa24479.84N2P06789.96±118.90Ad5750.41±89.26Ac6133.14±107.09Ab3743.21±106.31Ac22416.72N2P17828.19±141.78Aa6168.29±96.38Aa6422.27±179.71Aa4036.49±130.62Aab24455.24N2P27519.27±173.95Bb6070.04±115.98Aab6344.77±94.72Bab4172.79±177.72Aa24106.87N2P37072.27±106.42Bc5932.40±106.24Bbc6399.68±151.01Aa3929.82±161.45Bbc23334.17N*ns**P****N×P**nsns

表3 不同施肥處理下滴灌苜蓿粗蛋白質(zhì)含量Table 3 Crude protein of alfalfa under drip irrigation at different fertilization treatments (%)

不同氮磷互作處理滴灌苜蓿干草總產(chǎn)量的大小順序?yàn)镹1P2>N1P3>N2P1>N2P2>N1P1>N2P3>N1P0>N2P0。施氮處理除第2茬外均對(duì)苜蓿的干草產(chǎn)量有顯著影響；在各茬次中，施磷處理對(duì)苜蓿的干草產(chǎn)量均有顯著影響；在各茬次中，氮磷互作處理僅對(duì)第1和2茬苜蓿的干草產(chǎn)量有顯著影響。

2.3 不同施肥處理下滴灌苜蓿粗蛋白質(zhì)

相同處理?xiàng)l件下滴灌苜蓿葉片的粗蛋白質(zhì)含量比莖稈高2倍以上(表3)。N1條件下，各茬次中，隨著施磷量的增加，苜蓿葉片、莖稈的粗蛋白質(zhì)含量均呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，在P2處理下達(dá)到最高值，且P2處理苜蓿葉片的粗蛋白質(zhì)含量顯著大于P0處理(P<0.05)；N2條件下，前3茬中，苜蓿葉片、莖稈的粗蛋白質(zhì)含量P1處理下最高，且P1處理苜蓿葉片的粗蛋白質(zhì)含量顯著大于P0處理，第4茬中，P2處理最高。前3茬中，P0、P2、P3條件下，N1處理的苜蓿葉片、莖稈的粗蛋白質(zhì)含量大于N2處理。在各茬次中，苜蓿莖稈的粗蛋白質(zhì)含量差異均不顯著(P>0.05)。

各茬次中，施氮處理僅對(duì)第4茬苜蓿葉片的粗蛋白質(zhì)含量有顯著影響；施磷處理對(duì)苜蓿葉片的粗蛋白質(zhì)含量均有顯著影響；氮磷互作處理僅對(duì)第3茬苜蓿葉片的粗蛋白質(zhì)含量有顯著影響；施氮、施磷處理和氮磷互作處理對(duì)苜蓿莖稈的粗蛋白含量均無(wú)顯著影響。

2.4 不同施肥處理下滴灌苜蓿酸性洗滌纖維

滴灌苜蓿莖稈的酸性洗滌纖維含量比葉片高出2～3倍(表4)。N1、N2條件下，隨著施磷量的增加，各茬次中苜蓿葉片、莖稈的ADF含量均呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢(shì)，在P2處理下達(dá)到最小值。各茬次中， 相同施磷條件下，大部分N1處理的苜蓿葉片、莖稈的ADF含量小于N2處理。N1條件下，第1和3茬中P2處理的苜蓿葉片的ADF含量與P1、P3處理之間差異不顯著(P>0.05)；N2條件下，第1、2茬中，P2處理苜蓿葉片的ADF含量與P0處理之間存在顯著差異(P<0.05)。相同施磷條件下，第1、4茬中N2處理苜蓿葉片的ADF含量與N1處理差異不顯著(P>0.05);各處理莖稈的酸性洗滌纖維含量第1、2、4茬均差異不顯著(P>0.05)。

表4 不同施肥處理下滴灌苜蓿酸性洗滌纖維含量Table 4 Acid detergent fiber of alfalfa under drip irrigation at different fertilization treatments (%)

各茬次中，施氮處理僅對(duì)第3茬苜蓿葉片的ADF含量有顯著影響；施磷處理僅對(duì)第2茬苜蓿葉片的ADF含量有顯著影響；氮磷互作處理對(duì)苜蓿葉片的ADF含量無(wú)顯著影響；施氮、磷處理僅對(duì)第3茬苜蓿莖稈的ADF含量有顯著影響；氮磷互作處理對(duì)苜蓿莖稈的ADF含量無(wú)顯著影響。

2.5 不同施肥處理下滴灌苜蓿中性洗滌纖維

滴灌苜蓿莖稈的中性洗滌纖維含量比葉片高出2～3倍(表5)。N1、N2條件下，各茬次中苜蓿葉片、莖稈的NDF含量的變化規(guī)律與ADF相同，即隨著施磷量的增加呈先降低后增加的趨勢(shì)，在P2處理下達(dá)到最小值。各茬次中，相同施磷條件下，大部分N1處理的苜蓿葉片、莖稈的NDF含量小于N2處理。N1條件下，第1、2茬中，P2處理苜蓿葉片的NDF含量與P0處理之間存在顯著差異(P<0.05)；N2條件下，除第3茬外，P2處理苜蓿葉片的NDF含量與P0處理之間存在顯著差異(P<0.05)。相同施磷條件下，除第4茬外，N1處理苜蓿葉片的NDF含量與N2處理差異不顯著(P>0.05)。相同施氮條件下，P2處理苜蓿莖稈的NDF含量顯著小于P0處理(P<0.05)。前3茬中，相同施磷條件下，N1處理苜蓿莖稈的NDF含量與N2處理無(wú)顯著差異(P>0.05)。

表5 不同施肥處理下滴灌苜蓿中性洗滌纖維含量Table 5 Neutral detergent fiber of alfalfa under drip irrigation at different fertilization treatments (%)

各茬次中，施氮處理對(duì)第1、4茬苜蓿葉片的NDF含量有顯著影響；施氮處理對(duì)第4茬苜蓿莖稈的NDF含量有顯著影響；施磷處理對(duì)第1、2和4茬苜蓿葉片NDF含量有顯著影響；氮磷互作處理對(duì)苜蓿葉片的NDF無(wú)顯著影響；施磷處理對(duì)各茬次苜蓿莖稈的NDF含量均有顯著影響；氮磷互作處理對(duì)苜蓿莖稈的NDF含量均無(wú)顯著影響。

2.6 滴灌苜蓿各生長(zhǎng)性狀與干草產(chǎn)量的灰色關(guān)聯(lián)度分析和模糊相似優(yōu)先比評(píng)價(jià)

為了進(jìn)一步明確滴灌苜蓿各生長(zhǎng)性狀指標(biāo)與干草產(chǎn)量的相關(guān)性以及對(duì)苜蓿干草產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率，本研究將不同茬次的苜蓿的株高、莖粗、生長(zhǎng)速度及莖葉比與苜蓿干草產(chǎn)量進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度分析，結(jié)果表明(表6)，第1、2、4茬的關(guān)聯(lián)系數(shù)大小順序?yàn)樯L(zhǎng)速度>莖粗>株高>莖葉比， 說(shuō)明生長(zhǎng)速度、莖粗與干草產(chǎn)量的相關(guān)性較大，對(duì)苜蓿干草產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率較大，株高和莖葉比與干草產(chǎn)量的相關(guān)性較小，對(duì)苜蓿干草產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率較小。

由于苜蓿生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性狀是多指標(biāo)的綜合，因此為了進(jìn)一步說(shuō)明滴灌苜蓿各茬次的最優(yōu)施肥模式，將滴灌苜蓿的干草產(chǎn)量、ADF和NDF進(jìn)行模糊相似優(yōu)先比評(píng)價(jià)(表7)， 相比于以單一指標(biāo)為評(píng)價(jià)方法， 可得出更加具有綜合經(jīng)濟(jì)性狀的一個(gè)排序結(jié)果，處理所對(duì)應(yīng)的相似度越低，則表明該處理與理想處理的綜合經(jīng)濟(jì)性狀越接近。在本試驗(yàn)中，相似度最低的是第3茬N1P2處理，且前10個(gè)處理的排序中，N1P2處理占了4個(gè)，可見(jiàn)，N1P2處理更有利于促進(jìn)苜蓿干草產(chǎn)量的形成及營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的提高。

3 討論

3.1 氮磷互作對(duì)滴灌苜蓿生產(chǎn)性能和干草產(chǎn)量的影響

氮肥和磷肥在紫花苜蓿生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用， 在滴灌條件下苜蓿的生產(chǎn)性能受到不同施肥量和施肥方式的影響，而苜蓿的生產(chǎn)性能主要表現(xiàn)在干草產(chǎn)量上，株高、莖粗和生長(zhǎng)速度與干草產(chǎn)量呈正相關(guān)[15]。在本試驗(yàn)中，施磷處理對(duì)第2和3茬的苜蓿株高有顯著影響， 施氮和氮磷互作處理對(duì)苜蓿株高均無(wú)顯著影響，說(shuō)明施氮處理對(duì)本地區(qū)苜蓿的株高影響較小，這與劉曉靜等[16]的研究結(jié)果不同，可能是因?yàn)檐俎Ｗ陨砉潭ǖ牡梢跃S持正常的生長(zhǎng)發(fā)育，而施加過(guò)量的氮肥會(huì)起到抑制作用。施磷和氮磷互作處理對(duì)苜蓿的莖粗影響較大，而且根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)度分析，對(duì)苜蓿干草產(chǎn)量的提高貢獻(xiàn)率較大的是生長(zhǎng)速度與莖粗，因此在苜蓿的生長(zhǎng)期，施適量的氮磷肥，更有助于提高產(chǎn)量；莖葉比是衡量苜蓿營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的重要指標(biāo)，莖葉比越大，苜蓿的纖維素和木質(zhì)素含量越高，粗蛋白含量越低，反之，莖葉比越小，粗蛋白含量越高[17]。本試驗(yàn)研究表明，與施用少量氮肥相比，施用高氮肥提高了苜蓿的莖葉比(表1)，使苜蓿的粗蛋白含量降低(表3)。隨著磷肥施用量的增加，苜蓿莖葉比表現(xiàn)為先減小后增加的趨勢(shì)，這與李星月等[18]的研究結(jié)果一致。

表6 不同茬次苜蓿生產(chǎn)性狀與產(chǎn)量的灰色關(guān)聯(lián)度分析Table 6 Grey correlation analysis of production characteristics and yield of alfalfa in each cuts

表7 不同處理下苜蓿各茬次最優(yōu)組合相似度排序Table 7 The optimal combination similarity sorting of alfalfa in each cuts under different treatments

研究表明，紫花苜蓿在一般情況下不需要施氮肥，除非是針對(duì)含氮量低的土壤，在播種前作為基肥或者刈割之后施用少量氮肥以保證苜蓿的幼苗可以正常生長(zhǎng)[19]。本研究表明，相對(duì)于高氮(N2)處理，低氮(N1)處理有利于滴灌苜蓿干草產(chǎn)量的提高(表2)，且除第3茬以外，P0、P2、P3條件下，N1處理苜蓿的干草產(chǎn)量均大于N2處理，這可能是因?yàn)槭┑秃康牡龠M(jìn)了根瘤的形成并增加了其固氮能力，從而促進(jìn)苜蓿的生長(zhǎng)發(fā)育[20]。另有研究表明，在一定施氮基礎(chǔ)上，適量施磷不僅可以提高作物的干草產(chǎn)量，而且有利于增強(qiáng)植物的抗旱性[21-22]；而過(guò)量施磷則對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生抑制作用，引起生育期提前或早衰，從而降低牧草產(chǎn)量[23-24]。本研究結(jié)果表明，施氮處理除第2茬外均對(duì)苜蓿的干草產(chǎn)量有顯著影響，施磷處理對(duì)各茬苜蓿干草產(chǎn)量有顯著影響，第1、2茬的氮磷互作處理對(duì)苜蓿的干草產(chǎn)量有顯著影響(表2)，說(shuō)明磷肥對(duì)于干草產(chǎn)量的影響大于氮肥以及氮磷肥的交互作用。在苜蓿生長(zhǎng)過(guò)程中，根據(jù)各茬次的需肥規(guī)律，施適量的氮磷肥，有利于保持較高的苜蓿干草產(chǎn)量。在我國(guó)很多地區(qū)，苜蓿第1茬干草產(chǎn)量最高，之后隨刈割茬次的遞進(jìn)苜蓿干草產(chǎn)量開(kāi)始下降[25]。在本試驗(yàn)中，第1茬的滴灌苜蓿的干草產(chǎn)量最高，這是因?yàn)檐俎＝?jīng)歷了從3月到5月兩個(gè)多月的生長(zhǎng)期，其生長(zhǎng)時(shí)間較長(zhǎng)，氣溫、日照等條件適宜苜蓿的生長(zhǎng)；第4茬苜蓿的干草產(chǎn)量最低，可能是因?yàn)殡S著秋季的到來(lái)，溫度降低，苜蓿植株生長(zhǎng)緩慢導(dǎo)致其產(chǎn)量較低。

3.2 氮磷互作對(duì)滴灌苜蓿營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響

苜蓿中的粗蛋白、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量是評(píng)定其營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的重要指標(biāo)[26]。本研究發(fā)現(xiàn)，不同施肥處理對(duì)苜蓿器官(葉、莖)營(yíng)養(yǎng)成分有明顯差異，葉片中的粗蛋白質(zhì)含量明顯高于莖稈中的粗蛋白質(zhì)含量，而葉中NDF和ADF含量低于莖稈中NDF和ADF含量的2～3倍，說(shuō)明葉片對(duì)牧草品質(zhì)的影響大于莖稈對(duì)牧草品質(zhì)的影響。有研究表明，在一定范圍內(nèi)，施用氮肥可以顯著提高紫花苜蓿品質(zhì)，苜蓿的品質(zhì)隨施氮量的增加而增加[27]。在本試驗(yàn)中，隨著施氮量的增加，粗蛋白含量有所降低(表3)，可能是因?yàn)檐俎１旧砭哂泄痰δ?，生長(zhǎng)過(guò)程中不需要太多的氮肥，如果氮肥添加過(guò)多，苜蓿將喪失固氮功能[28]，而且高氮與低氮處理之間的粗蛋白含量差異并不顯著，所以，過(guò)量施用氮肥不能有效提高紫花苜蓿的品質(zhì)，而且造成肥料的浪費(fèi)。本試驗(yàn)中將不同施肥模式與滴灌結(jié)合，肥料是在每次刈割后隨水滴施，更能提高肥料利用率。由于各營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)改善程度不同，因此采用模糊相似優(yōu)先比進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，選擇出最佳的施肥方式。在本試驗(yàn)中，只有施磷處理對(duì)各茬次苜蓿葉片的粗蛋白質(zhì)含量有顯著影響，說(shuō)明磷肥對(duì)于苜蓿的粗蛋白含量的影響大于氮肥以及氮磷肥交互作用。增施氮肥對(duì)紫花苜蓿飼草品質(zhì)的提高有限，粗蛋白含量在不同處理間差異不顯著，紫花苜蓿的粗蛋白含量在氮肥施用量為210 kg·hm-2時(shí)與105 kg·hm-2施用量沒(méi)有顯著差異(表3)。有研究表明，在一定范圍內(nèi)，隨著氮肥施用量的增加，可以有效提高作物的粗蛋白含量，然而繼續(xù)施用則會(huì)降低品質(zhì)[29]，表明過(guò)量施氮肥不能提高紫花苜蓿的品質(zhì)，低氮條件下反而更有利于提高營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。施用磷肥對(duì)提高滴灌苜蓿營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)具有重要影響，研究發(fā)現(xiàn)，在氮水平相同的條件下，在一定范圍內(nèi)，增施磷肥，降低了苜蓿粗纖維含量[30]。本研究發(fā)現(xiàn)，在一定范圍內(nèi)，隨著施磷量的增加，苜蓿粗蛋白質(zhì)含量不斷增加，苜蓿ADF、NDF含量均呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)，但是當(dāng)施磷量為150 kg·hm-2時(shí)，粗蛋白質(zhì)含量卻有所下降，苜蓿的ADF、NDF含量均呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)，這說(shuō)明過(guò)量的施磷可能會(huì)抑制紫花苜蓿對(duì)氮素的吸收和利用，從而增加苜蓿中的纖維含量，降低粗蛋白質(zhì)含量[31]。有研究表明，施氮不僅可以顯著提高苜蓿粗蛋白含量，還可以有效降低紫花苜蓿ADF和NDF含量[32]。在本試驗(yàn)中，施氮為105 kg·hm-2時(shí)的ADF和NDF含量比施氮210 kg·hm-2時(shí)更低，這可能是因?yàn)槭┑黾恿塑俎Ｖ欣w維素和木質(zhì)素含量，因此苜蓿中的ADF和NDF含量更高[33]。

4 結(jié)論

在新疆綠洲區(qū)，紫花苜蓿施肥的最佳水平為N1P2(N 105 kg·hm-2、P2O5100 kg·hm-2)，在該水平下，苜蓿能夠獲得相對(duì)較高的干草產(chǎn)量(25103.19 kg·hm-2)和蛋白含量(葉：23.60%～26.47%、莖：10.57%～11.76%)、相對(duì)較低的酸性洗滌纖維含量(葉：13.28%～17.41%、莖：38.63%～47.21%)和中性洗滌纖維含量(葉：18.18%～22.93%、莖：49.53%～59.83%)。本研究也證實(shí)了施氮量和施磷量雖然對(duì)紫花苜蓿干草產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)有正向作用，但是只有合理的施氮、磷肥才可以提高苜蓿的干草產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，還能減少大規(guī)模施用化學(xué)肥料造成的農(nóng)田土壤污染。