施肥對紫花苜蓿產(chǎn)量的影響

吳春會，蒙 洋,2，夏克扎·吐爾遜，王明亞，敖特根白音，李運(yùn)起*(.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 動物科技學(xué)院，河北 保定 07000；2.內(nèi)蒙古伊禾綠錦農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司，內(nèi)蒙古 赤峰025550； .霍城縣大西溝鄉(xiāng)草原站，新疆 伊犁 85200)

紫花苜蓿(MedicagosativaL.)是世界上廣泛種植的優(yōu)質(zhì)豆科牧草，因其營養(yǎng)價值高、適口性好、消化率高等特點[1]，具有“牧草之王”的美譽(yù)[2]。隨著我國“糧改飼”政策的提出和試點示范，紫花苜蓿種植面積進(jìn)一步擴(kuò)大[3]，“奶業(yè)振興計劃”的實施對苜蓿草產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量提出了更高的要求。但由于種植者缺乏相應(yīng)的科學(xué)管理技術(shù)，導(dǎo)致苜蓿產(chǎn)量和品質(zhì)較低，與養(yǎng)殖業(yè)對苜蓿草產(chǎn)品需求存在較大差距。施肥是紫花苜蓿栽培管理的關(guān)鍵技術(shù)之一。許多研究表明，施肥可增加紫花苜蓿產(chǎn)量、改善其營養(yǎng)品質(zhì)[4-6]，但因不同地域土壤類型及營養(yǎng)元素含量不盡相同，施肥策略亦有很大差異[7-11]，結(jié)果經(jīng)常差強(qiáng)人意。在河北省紫花苜蓿主產(chǎn)區(qū)-濱海低平原區(qū)，紫花苜蓿施肥主要集中在氮磷鉀配施上[12-14]，大量元素與中量元素配施研究較少[15]，而大量元素與中量元素和微量元素配施的研究尚未見報道。因而，本試驗通過研究尿素、磷酸一銨、硫酸鉀、硫酸銨、鉬酸銨五種肥料配施對紫花苜蓿產(chǎn)量的影響，確定最優(yōu)施肥方案，以期為本地區(qū)及同類型地區(qū)紫花苜蓿的高產(chǎn)栽培提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于河北省黃驊市羊二莊鄉(xiāng)董莊子村。該地平均年降水量為570 mm左右，年平均氣溫為12.5 ℃，年平均日照時數(shù)2 700 h[16]。土壤pH為7.9，全氮含量0.91 g·kg-1，速效氮含量27.82 mg·kg-1，速效磷含量3.25 mg·kg-1，速效鉀含量86.33 mg·kg-1。

1.2 試驗材料

供試紫花苜蓿品種為中苜一號，由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所提供，于2014年9月播種(撒播)，播種量為15 kg·hm-2，試驗于2016年5月第一次刈割后開始至2017年第一次刈割后結(jié)束。試驗用肥料：尿素(N：46%)、磷酸一銨(P2O5：61%)、硫酸鉀(K2O：52%)、分析純硫酸銨(S：24.24%)、分析純四水鉬酸銨(Mo：54.91%)。

1.3 試驗設(shè)計

試驗采用5因素4水平正交試驗設(shè)計L16(45)。各因素和水平的分配見表1，L16(45)正交表見表2，處理1即為對照組。試驗有16個處理，共劃分為16個小區(qū)，每個小區(qū)面積為96 m2(8 m×12 m)，用田埂隔開，各小區(qū)隨機(jī)排列。每個小區(qū)中，距邊界2.5 m的部分視為邊際效應(yīng)帶，不作為采樣區(qū)。將各個小區(qū)的采樣區(qū)域分別劃出三個4 m2(2 m×2 m)的微小區(qū)，作為三個重復(fù)。

表1 試驗設(shè)計中各因素和水平分配表Table 1 The factors and levels in experiment design kg·hm-2

表2 分配有因素和水平的L16(45)正交表Table 2 L16(45) orthogonal Table with factors and levels kg·hm-2

施肥方法：尿素、磷酸一銨和硫酸鉀三種肥料均分三次撒施，其中尿素在第一次和第二次刈割后(一周)以及來年返青時各施入1/3，磷酸一銨和硫酸鉀分別在第一次和第三次刈割后(一周)以及來年返青時各施入1/3；硫酸銨分兩次撒施，分別在第二次刈割后(一周)以及來年返青時各施入1/2；施肥后立即進(jìn)行耙地。鉬酸銨分四次施入，每次施用1/4，在各茬苜蓿生長到20 cm高時，進(jìn)行葉面噴施。

1.4 測定指標(biāo)及方法

1.4.1 株高 刈割前，每小區(qū)在采樣區(qū)域隨機(jī)選擇10株測定其自然高度。

1.4.2 產(chǎn)量 于初花期進(jìn)行刈割，留茬5 cm。各微小區(qū)刈割測量鮮重后，分別取樣1 kg，在105 ℃下殺青15 min，65 ℃下烘干至恒重，計算干草產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用SAS(V8.2)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，測定結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示，分別對紫花苜蓿株高和產(chǎn)量進(jìn)行方差分析，用Duncan法進(jìn)行多重比較，并對產(chǎn)量進(jìn)行相關(guān)分析和逐步回歸分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 施肥對紫花苜蓿株高的影響

不同施肥處理對紫花苜蓿株高的影響如表3所示。由表3可以看出，第一茬僅有第3和16處理組的株高顯著高于對照(即第1組；P<0.05)，且最高組(16組)較對照提高了21.86%；第二茬的第3、7和11處理組株高顯著高于對照(P<0.05)，且株高最高組(7組)較對照提高了13.48%；而施用五種肥料對第三茬和第四茬紫花苜蓿株高均無顯著影響(P>0.05)。由于所測株高為自然高度，第三茬紫花苜蓿有倒伏現(xiàn)象，因而與其他三茬相比，第三茬的株高較低。

表3 施肥對紫花苜蓿株高的影響Table 3 The effect of five fertilizers on alfalfa height cm

2.2 施肥對紫花苜蓿干草產(chǎn)量的影響

由表4可見，第2、3、8、9、10、14和16處理組的第一茬干草產(chǎn)量與對照相比均有顯著提高(P<0.05)；其中，第8處理組干草產(chǎn)量最高，達(dá)4.54 t·hm-2，較對照提高了59.30%。第5、8、10和14處理組顯著提高了第二茬干草產(chǎn)量(P<0.05)；其中，第14處理組可提高干草產(chǎn)量73.39%。除3、6、12、13和14處理組外，其余處理組均顯著提高了第三茬干草產(chǎn)量(P<0.05)。除第11和16組外，其余處理組的第四茬干草產(chǎn)量均與對照組無顯著性差異(P>0.05)。對于干草總產(chǎn)量而言，第13處理組與對照組無顯著差異，其余處理組均顯著提高了干草總產(chǎn)量(P<0.05)；其中，第8處理組干草產(chǎn)量最高，為14.15 t·hm-2，較對照提高了45.88%。

表4 施肥對紫花苜蓿干草產(chǎn)量的影響Table 4 The effect of fertilization on dry yield of alfalfa t·hm-2

由表5可見，5種肥料對干草總產(chǎn)量均有顯著影響(P<0.05)。施用尿素和磷酸一銨顯著提高了干草總產(chǎn)量(P<0.05)；同樣地，施用230.76 kg·hm-2硫酸鉀和61.89 kg·hm-2硫酸銨增產(chǎn)效果均達(dá)到了顯著水平(P<0.05)，而施用6.63 kg·hm-2鉬酸銨則顯著降低了干草總產(chǎn)量(P<0.05)。

表5 紫花苜蓿干草總產(chǎn)量的單因素分析Table 5 Univariate analysis of total yield of alfalfa hay t·hm-2

相關(guān)分析(表6)表明，尿素、磷酸一銨、硫酸鉀和硫酸銨施用量與干草總產(chǎn)量呈正相關(guān)，其中，磷酸一銨施用量與干草總產(chǎn)量的相關(guān)性達(dá)到極顯著水平(P<0.001)；而鉬酸銨施用量與干草總產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，但未達(dá)到顯著水平(P>0.05)。多元線性回歸分析，在比較各因素(自變量)對因變量相對貢獻(xiàn)大小時，用標(biāo)準(zhǔn)化偏回歸系數(shù)來做比較。由于A～E各因素間無相關(guān)性，各因素與干草總產(chǎn)量之間的相關(guān)系數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化偏回歸系數(shù)相等，因此五種因素對紫花苜蓿干草總產(chǎn)量的相對貢獻(xiàn)大小排序為：B>A>C>D>E，即磷酸一銨>尿素>硫酸鉀>硫酸銨>鉬酸銨。結(jié)合單因素分析結(jié)果，提高紫花苜蓿干草產(chǎn)量的最優(yōu)組合為B2A2C3D3E1，即磷酸一銨98.36 kg·hm-2、尿素87.00 kg·hm-2、硫酸鉀230.76 kg·hm-2、硫酸銨61.89 kg·hm-2、鉬酸銨0 kg·hm-2。

表6 施肥量與干草總產(chǎn)量的相關(guān)分析Table 6 Pearson correlation coefficients of fertilization quantities and total yield of alfalfa hay

采用SAS(V8.2)進(jìn)行逐步回歸分析，僅Xb(磷酸一銨施用量)被引入模型，如表7，得回歸模型為Y=0.0049Xb+11.3461(P<0.001)。逐步回歸模型表明，在0～295.08 kg·hm-2范圍內(nèi)，磷酸一銨施用量每增加1個單位，干草總產(chǎn)量提高0.0049 t·hm-2(即4.9 kg·hm-2)。結(jié)合各因素對紫花苜?？偖a(chǎn)量的相對貢獻(xiàn)大小以及單因素分析結(jié)果可知，低成本投入時的最佳施肥方案為單施磷酸一銨98.36 kg·hm-2。

表7 逐步回歸分析Table 7 Stepwise selection of Xa, Xb, Xc, Xd and Xe

3 討 論

氮、磷、鉀、硫和鉬是紫花苜蓿生長所必須的營養(yǎng)元素，適量施用可提高紫花苜蓿植株高度，本試驗中第3組顯著提高了第一茬和第二茬株高(P<0.05)，但對第三茬和第四茬株高無顯著效果(P>0.05)。吳波等[17]在鹽堿土壤上的研究表明，施入腐殖酸、磷酸二銨和微量元素(硫酸鋅、硼砂、鉬酸銨、硫酸錳)作為底肥以及以尿素、磷酸二銨和硫酸鉀作為返青追肥均能增加紫花苜蓿株高，且第一、二茬株高均較第三茬高。本試驗中，第三茬株高較其他三茬低，可能因為測定的株高為自然高度，第三茬紫花苜蓿受到降雨和風(fēng)的影響而倒伏所致。

適量施肥也可顯著提高紫花苜蓿產(chǎn)量。本試驗研究結(jié)果表明，五種肥料配施對紫花苜蓿干草產(chǎn)量有顯著提高效果(P<0.05)。其中，第一、二和三茬干草產(chǎn)量分別較對照提高了59.30%、45.06%和55.04%；干草總產(chǎn)量增產(chǎn)幅度達(dá)到45.88%(表4)。樊萍等[18]在青海大通縣長寧地區(qū)的試驗也表明，氮、磷、鉀、硫肥配施可增加紫花苜蓿產(chǎn)量，其最優(yōu)組合為尿素225 kg·hm-2、過磷酸鈣675 kg·hm-2、加拿大鉀肥225 kg·hm-2、硫磺粉15 kg·hm-2。本試驗中，施肥最優(yōu)組合為磷酸一銨98.36 kg·hm-2、尿素87.00 kg·hm-2、硫酸鉀230.76 kg·hm-2、硫酸銨61.89 kg·hm-2。而山東青島地區(qū)建議施肥量為磷肥100～150 kg·hm-2、鉀肥100 kg·hm-2、可不施用氮肥[19]。因此，紫花苜蓿施肥應(yīng)因地制宜，與當(dāng)?shù)氐耐寥篮蜌夂驐l件，以及生產(chǎn)季節(jié)的降水分布有關(guān)[20]。

相關(guān)分析及標(biāo)準(zhǔn)化偏回歸系數(shù)比較結(jié)果可知，五種肥料對紫花苜蓿干草總產(chǎn)量貢獻(xiàn)相對大小依次為：磷酸一銨>尿素>硫酸鉀>硫酸銨>鉬酸銨(表6)。同時，逐步回歸分析表明，在0～295.08 kg·hm-2范圍內(nèi)，磷酸一銨施用量每增加1個單位，干草總產(chǎn)量提高4.9 kg·hm-2(表7)，由此說明，黃驊地區(qū)土壤速效磷含量(3.25 mg·kg-1)并不能滿足紫花苜蓿生長所需。張杰[21]在楊凌已建植兩年的紫花苜蓿地進(jìn)行施肥試驗表明，單施磷肥對紫花苜蓿干草總產(chǎn)量增產(chǎn)效果顯著(P<0.05)。但在曾慶飛[22]的研究中，單施磷肥使得當(dāng)年建植的紫花苜蓿產(chǎn)量降低5.55～20.55%，這可能與紫花苜蓿種植年限以及土壤中速效磷含量(10.76 mg·kg-1)較高有關(guān)。

鉬在植物氮代謝以及豆科植物固氮方面起著重要作用[23]，與此同時，鉬可提高植物光合作用，促進(jìn)糖的形成與轉(zhuǎn)化[24]，因而鉬對紫花苜蓿干草產(chǎn)量具有一定影響。苗曉茸等[25]對新疆綠洲區(qū)滴灌紫花苜蓿噴施鉬酸銨0.45 kg·hm-2(即鉬0.247 kg·hm-2)，顯著提高了一至四茬苜蓿干草產(chǎn)量。Mao等[23]對中國北方半干旱地區(qū)紫花苜蓿噴施鉬肥0.3 kg·hm-2可顯著提高干草總產(chǎn)量。伊霞等[26]對河北濱海低平原區(qū)(滄州獻(xiàn)縣)紫花苜蓿噴施鉬肥對干草產(chǎn)量影響顯著，在0.075～0.55 kg·hm-2范圍內(nèi)，干草產(chǎn)量隨鉬肥施入量的增加呈先減少后增加趨勢。但張曙光等[27]對河套地區(qū)鹽堿地苜蓿噴施鉬肥2.25～6.75 kg·hm-2，對一至三茬苜蓿干草產(chǎn)量均未有顯著提高作用(P>0.05)。本試驗中，對河北濱海低平原區(qū)(滄州黃驊)紫花苜蓿噴施鉬酸銨2.21～11.05 kg·hm-2(即鉬1.21～6.07 kg·hm-2)對紫花苜蓿干草總產(chǎn)量亦無顯著提高作用，且噴施量為6.63 kg·hm-2鉬酸銨(即鉬3.64 kg·hm-2)時干草總產(chǎn)量顯著降低(P<0.05)。因而，噴施鉬肥對紫花苜蓿干草產(chǎn)量的作用受鉬肥施用量的影響較大，同時也可能存在地域差異的影響。但鉬肥施用量對紫花苜蓿干草產(chǎn)量的影響仍需從低施入量到高施入量乃至極高施入量的范圍做整體研究。

4 結(jié) 論

本研究結(jié)果表明，河北省濱海低平原區(qū)紫花苜蓿施肥量為磷酸一銨98.36 kg·hm-2、尿素87.00 kg·hm-2、硫酸鉀230.76 kg·hm-2、硫酸銨61.89 kg·hm-2；低成本投入時的最佳施肥方案為單施磷酸一銨98.36 kg·hm-2。