氮磷鉀配施對榆林片沙覆蓋區(qū)紫花苜蓿產(chǎn)量與品質(zhì)的影響

常瑜池， 徐偉洲*， 申宏林， 史 雷， 卜耀軍， 崔亦沐， 耿金才

（1.榆林學院生命科學學院，陜西榆林 719000；2.陜西省林業(yè)科學院治沙所，陜西榆林 719000；3.陜西省畜牧技術(shù)推廣總站，陜西西安 710014）

紫花苜蓿（Medicagosativa.L.）是我國種植面積最大、范圍最廣的多年生豆科牧草，在我國已有兩千多年的栽培歷史（呂會剛等，2018），其適口性好，營養(yǎng)價值高，富含豐富的蛋白質(zhì)和微量元素（李玉珠等，2019），且環(huán)境適應能力強，生產(chǎn)潛能大（王洋等，2019）。榆林市地處陜西省北部，與內(nèi)蒙古相鄰，是毛烏素風沙草灘區(qū)的接攘地帶。農(nóng)牧交錯區(qū)土壤貧瘠，嚴重限制了紫花苜蓿的生長潛能（高永強等，2018），而恰當?shù)姆柿吓涫┛捎行г黾油寥婪柿?，提高紫花苜蓿的產(chǎn)量與品質(zhì)（徐博等，2015）。氮是葉綠素的重要組成成分，可有效增強莖葉生長和根系發(fā)育，促進干物質(zhì)的積累，在植物幼苗期發(fā)揮著重要作用（張鐵軍等，2019）。磷是各類化合物形成的重要原料，能增產(chǎn)量促生長，在加速分蘗、提高結(jié)籽率等改善品質(zhì)方面起著關鍵作用（段兵紅等，2016）。施用鉀肥能有效促進細胞生長和組織分化，增加植物抗逆性，是必不可少的營養(yǎng)物質(zhì)（朱建強等，2020）。何飛等（2019）研究表明，不同的氮磷鉀施肥量對紫花苜蓿的產(chǎn)量和品質(zhì)均有顯著影響，且磷肥在紫花苜蓿干草產(chǎn)量中影響更大。雷莉等（2021）研究發(fā)現(xiàn)，多肥的組合配施較單肥能更有效提高紫花苜蓿的產(chǎn)量與品質(zhì)。目前，已有大量學者研究氮磷鉀的不同組合配施對紫花苜蓿產(chǎn)生的影響，并取得顯著成果，但在片沙覆蓋區(qū)的肥料配施卻研究甚少。本試驗針對此問題，以中苜3號為試驗品種，采用三因素二次回歸正交設計方法，設置15組不同氮磷鉀肥料配施組合，探究榆林片沙覆蓋區(qū)的最優(yōu)施肥量，進一步提高產(chǎn)量與品質(zhì)，為紫花苜蓿在該區(qū)的施肥量提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況 試驗區(qū)位于榆林市橫山區(qū)黑龍灣鎮(zhèn)周界村旱地（37°99'N，109°16'E），屬溫帶大陸性季風半干旱草原氣候，年平均降雨390 mm，極端最低溫-29℃。無霜期146 d左右，土壤類型為沙壤土，土壤耕層的主要理化性質(zhì)為：有機質(zhì)含量為1.63 g/kg，全氮含量為0.28 g/kg，有效磷含量為15.35 mg/kg，速效鉀含量為77.21 mg/kg，pH為7.9。

1.2 試驗材料與設計 本試驗采用三因素二次回歸正交設計方法，選取中苜3號為試驗品種，以純N量x1、P2O5量x2、K2O量x3為試驗因素，確定3因素15水平，各小區(qū)隨機分布。本試驗因素和水平設計見表1。

表1 試驗因素和水平設計kg/667 m2

試驗地隨機設計試驗小區(qū)，每個小區(qū)起壟高0.1 m，各試驗區(qū)面積為6 m×5.7 m，為防灌水側(cè)滲影響，試驗小區(qū)四周邊用農(nóng)膜埋深0.3 m。試驗于2019年5月2號播種，采用穴播法，播種量為1.5 kg/667 m2，穴間距為0.4 m，每2行間安裝1條滴灌帶，定期定額灌溉。氮肥為尿素（含氮量46%）、磷肥為過磷酸鈣（含P2O518%）、鉀肥為硫酸鉀（含K2O 52%），磷肥和鉀肥作為基肥在播種前一次施入，氮肥分2次施入（第1次為一次刈割后立即施60%，第2次為第二茬現(xiàn)蕾期施40%）。

1.3 測定指標與方法

1.3.1 株高與莖葉比 每小區(qū)在現(xiàn)蕾期（7月25日、9月15日）隨機選取5株紫花苜蓿，使用剪刀齊地刈割，選取時注意避開小區(qū)邊行與長勢差距明顯的植株，用米尺測量其株高并記錄。用塑封袋封裝帶回實驗室，將其莖葉分離并裝入信封內(nèi)，使用烘箱烘至恒定。烘干后使用電子天平稱重并記錄莖、葉數(shù)據(jù)，計算得出莖葉比。

1.3.2 干草產(chǎn)量 選擇各小區(qū)長勢居中，密度均勻的區(qū)域位置，采用1 m×1 m樣方調(diào)查法，在現(xiàn)蕾期對小區(qū)整塊刈割，留茬3 cm。對所采樣本進行烘干稱重，所得即為干重。

1.3.3 營養(yǎng)品質(zhì)指標 將干草樣本用粉草機粉碎，裝入塑封袋內(nèi)，采用近紅外光譜儀Spectrastar 1400XT-3進行掃描，使用UScan掃描軟件對樣本進行掃描和數(shù)據(jù)信息的采集工作。測定并計算各項牧草營養(yǎng)品質(zhì)指標含量，即水分（AW）、粗蛋白質(zhì)（CP）、粗脂肪（EE）、中性洗滌纖維（NDF）、酸性洗滌纖維（ADF）、粗灰分（ASH）、木質(zhì)素（ADL）。計算公式如下：

消化性干物質(zhì)=88.9-0.779×ADF；

相 對 飼 用 價 值=[120/NDF×（88.9-0.779×ADF）]/1.29。

1.4 數(shù)據(jù)分析與處理 采用WPS Office進行數(shù)據(jù)的基本整理歸納，使用SPSS 22.0分析軟件進行統(tǒng)計分析，最終數(shù)據(jù)結(jié)果表現(xiàn)為“平均值±標準誤”，并運用灰色關聯(lián)度對各項數(shù)據(jù)測定結(jié)果進行綜合性分析（史雷等，2021；趙嬌陽等，2021）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同肥料配比對紫花苜蓿生物學特性的影響 由表2可知，不同肥料配比處理下，紫花苜蓿第一茬的株高為40.7～59.9 cm，以N7P8K10組的株高最高；第二茬的株高為51.1～86.8 cm，以N7P14K6組的株高最高；紫花苜蓿株高第二茬均顯著高于第一茬，且較第一茬顯著提高26%～45%（P＜0.05）。紫花苜蓿第一茬的莖葉比為0.63～1.36，以N11P12K9組的莖葉比最低；第二茬的莖葉比為1.26～4.12，以N12P8K6組的莖葉比最低；第二茬莖葉比顯著高于第一茬，且較第一茬顯著提高1～2.03倍（P＜0.05）。第一茬的干重為56.7～230.3 kg，以N7P14K6組的干重最高；第二茬的干重為111.1～274.3 kg，以N7P14K6組和N2P12K2組的干重最高，為274.3 kg和260.4 kg，第二茬均顯著高于第一茬，較第一茬顯著提高19%～96%（P＜0.05）。就兩茬的總干重而言，紫花苜蓿以N7P14K6組的總干重最高，以N11P3K2組的總干重最低。

表2 不同肥料配比處理下紫花苜蓿株高、莖葉比和干草產(chǎn)量的比較

2.2 不同肥料配比處理下紫花苜蓿營養(yǎng)品質(zhì)指標的比較 由表3、表4可知，紫花苜蓿在不同肥料配比處理下，第一茬的AW含量為8.97%～10.89%，以N7P8K10組和N2P12K2組的含量最高；第二茬的AW含量為9.01%～10.02%，以N7P2K6組的含量最高；第二茬較第一茬的AW含量無顯著變化（P＞0.05）。第一茬CP含量為21.8%～25%，以N7P8K10組的含量最高；第二茬CP含量為18.6%～21.8%，以N7P14K6組的含量最高；第二茬顯著低于第一茬，較第一茬顯著降低15%～17%（P＜0.05）。第一茬NDF含量為32%～41%，第二茬NDF含量為37.5%～44.2%，均以N2P12K2組的含量最低，且第二茬較第一茬顯著增加0.08%～17%（P＜0.05）。第一茬ADF含量為25.5%～30.1%，以N7P8K6組的含量最低；第二茬ADF含量為28.7%～33.6%，以N2P12K2組的含量最低；第二茬較第一茬顯著提高12%～13%（P＜0.05）。

表3 不同肥料配比處理下紫花苜蓿第一茬營養(yǎng)品質(zhì)指標的比較%

表4 不同肥料配比處理下紫花苜蓿第二茬營養(yǎng)品質(zhì)指標的比較%

第一茬ASH含量為10.8%～12.5%，第二茬ASH含量為10.4%～12.1%，均以N2P3K2組的含量最低，且第二茬較第一茬顯著降低0.04%（P＜0.05）。第一茬EE含量為2.5%～2.7%，第二茬EE含量為2.6%～2.8%，第二茬較第一茬顯著降低0.04%（P＜0.05）。第一茬RFV為148.6%～199.7%，第二茬RFV為133.4%～165.3%，均以N2P12K2組最高；且第二茬較第一茬顯著降低11%～21%（P＜0.05）。第一茬DDM含量為89.1%～91%，以N2P3K2組的含量最高；第二茬DDM含量為90%～91%，以N7P14K6組的含量最高；第二茬較第一茬無顯著變化（P＞0.05）。第一茬ADL含量為3.9%～7.8%，以N2P12K9組的含量最高；第二茬ADL含量為6.3%～9.1%，以N11P3K2組的含量最高；第二茬顯著高于第一茬，較第一茬顯著提高17%～62%（P＜0.05）。

2.3 灰色關聯(lián)度分析 由表5可知，通過對不同肥料配比處理下紫花苜蓿生物學特性和營養(yǎng)品質(zhì)的灰色關聯(lián)度綜合分析，肥料配比組合排序前三為N7P14K6、N2P12K9、N2P12K2。

表5 不同肥料配比處理下紫花苜蓿營養(yǎng)品質(zhì)和綜合性狀的灰色關聯(lián)度分析

3 討論

干重是衡量植物生產(chǎn)性能的重要指標，能客觀反映植物的生長趨勢（王斌等，2022）。植物的莖葉比影響牧草適口性，莖葉比越高，適口性能越差（吳春會等，2021）。經(jīng)本試驗研究發(fā)現(xiàn)，紫花苜蓿在15種不同肥料處理下，第一茬與第二茬干重均以N7P14K6組最高，較第一茬顯著提高19%～96%（P＜0.05）。且在同一肥料配比條件下，莖葉比較第一茬顯著提高1～2.03倍（P＜0.05）。結(jié)果表明，隨著種植茬數(shù)的增加，牧草的生產(chǎn)性不斷提高，但適口性不斷減弱。

CP的主要成分包括純蛋白質(zhì)和非蛋白質(zhì)含氮物，是牧草營養(yǎng)的價值體現(xiàn)，CP與牧草價值成正比（胡安等，2017）。試驗數(shù)據(jù)表明，第二茬的牧草營養(yǎng)價值有所下降。NDF是牧草中不溶于中性洗滌劑的細胞壁組分，影響家畜采食率，NDF越低，則粗飼料品質(zhì)越好（李丹丹等，2019）。結(jié)果顯示，兩茬的NDF均以N2P12K2組最低，且第二茬NDF含量顯著高于第一茬，則代表頭茬的相對品質(zhì)更高。ADF主要包括纖維素、木質(zhì)素和硅酸鹽等物質(zhì)，牧草中ADF越高，家畜的消化率越低（李莎莎等，2021）。試驗發(fā)現(xiàn)第二茬中ADF含量高于第一茬，表明牧草的消化率降低。兩茬ASH均以N2P3K2組最低，表明該組合品質(zhì)更優(yōu)。RFV是牧草品質(zhì)評定的重要方法，當RFV＞100時，說明干草品質(zhì)較高（韓顏隆等，2022）。兩茬的RFV均以N2P12K2組的含量最高。雖第二茬有所下降，但兩茬牧草的RFV均大于100，可評判為優(yōu)質(zhì)牧草。試驗表明，隨著種植茬數(shù)的增加，飼料品質(zhì)和家畜消化率逐漸降低，粗蛋白質(zhì)含量和相對飼用價值顯著下降，頭茬牧草的相對品質(zhì)較高。

試驗通過采用灰色關聯(lián)度分析法，結(jié)合農(nóng)業(yè)農(nóng)村部制定的苜蓿干草分級標準，對15種不同肥料配比處理下紫花苜蓿的生物學特性和營養(yǎng)品質(zhì)指標進行綜合分析，篩選出在榆林風沙草灘區(qū)最優(yōu)的3個肥料配比組合為N7P14K6、N2P12K9和N2P12K2。

4 結(jié)論

通過對15種不同肥料配比的紫花苜蓿進行綜合分析，結(jié)果表明榆林風沙草灘區(qū)紫花苜蓿的氮、磷、鉀最優(yōu)配施量分別為7、14、6 kg/667 m2。此外，研究發(fā)現(xiàn)隨著種植茬數(shù)的增加，不同肥料配比處理下紫花苜蓿的生產(chǎn)性能呈現(xiàn)升高趨勢，但其粗蛋白質(zhì)含量和相對飼用價值顯著下降，且適口性能會變差，表明頭茬苜蓿的營養(yǎng)品質(zhì)相對較高。