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氮磷肥对歪头菜产量和品质的影响



全 文 :780-784
05/2012
草 业 科 学
PRATACULTURAL SCIENCE
29卷05期
Vol.29,No.05
氮磷肥对歪头菜产量和品质的影响
毛祝新,傅 华,聂 斌
(草地农业生态系统国家重点实验室 兰州大学草地农业科技学院,甘肃 兰州730020)
摘要:研究了不同氮(0、50、75、100kg·hm-2)、磷(0、70、140、210kg·hm-2)施肥水平对歪头菜(Vicia unijuga)
产量和品质的影响。结果表明,不同氮、磷施用量均可提高歪头菜干草产量和品质。在单施氮肥75kg·hm-2或
磷肥140kg·hm-2时,干草产量最高,分别为3 048kg·hm-2和2 752kg·hm-2,分别高于对照49.88%和
35.32%;其铜、锰和锌元素含量也均显著高于对照。单施氮肥50kg·hm-2或磷肥70kg·hm-2,歪头菜可溶性
糖和粗蛋白含量均最高。在施用氮肥50kg·hm-2时,歪头菜可溶性糖和粗蛋白含量分别高于对照11.01%和
23.53%。过量施氮肥和磷肥都会降低歪头菜产量和品质。
关键词:氮肥;磷肥;歪头菜;产量;品质
中图分类号:S816;S541.062   文献标识码:A   文章编号:1001-0629(2012)05-0780-05

  青藏高原高寒草地是我国最重要的畜牧业生产
基地之一,该区草地以嵩草和禾草为建群种[1],缺乏
高蛋白质的豆科牧草。并且,长期以来草地的超载
过牧,导致草地生产力严重下降,毒杂草比例上升,
生物多样性降低,近90%的天然草地出现不同程度
的退化和沙化。草畜不平衡、饲草供应不足及高蛋
白牧草的缺乏已成为该区草地畜牧业发展的主要限
制因素之一[1-3]。因此,在该区建植栽培草地,进行
豆科牧草高效栽培,不仅是解决高山草原饲草供应
不足、草畜不平衡的重要途径,而且对青藏高原区草
地畜牧业的可持续发展和退化草地的治理具有重要
意义[3-4]。
氮、磷是植物生长所必需的大量元素,是植物体
内许多重要化合物的组分,它们以多种途径参与植
物体内的各种代谢过程,影响着植物的生长发育,是
限制植物生长的主要因子之一[5-6]。虽然豆科牧草
有根瘤,能自行固氮,生长期可少施或不施氮肥,但
高山草原地区气温寒冷,多年生豆科牧草生长缓慢、
越冬率低,如增施氮肥,不仅能促进豆科牧草生长,
还能有效提高其越冬率[7]。同时,磷元素在植物体
内参与能量物质代谢和组成缓冲体系,而高山草原
区土壤磷素普遍缺乏,如适当增施磷素则能促进牧
草生长、提高牧草耐寒抗旱能力[5-6]。
歪头菜(Vicia unijuga)是豆科野豌豆属多年
生牧草,具有抗寒、耐旱、耐贫瘠等特点,在甘肃省甘
南高寒草甸草地分布广泛。丁培俊于20世纪90年
代在甘南地区对歪头菜进行研究,表明栽培条件下
其鲜草产量约10 194kg·hm-2,草质柔嫩,适口性
较好,家畜喜采食[8]。为了深入挖掘这一优质种质资
源的高效生产潜力,本研究于2008年在甘肃夏河县
开展歪头菜田间肥效试验,以期为歪头菜在青藏高原
高寒地区的大面积栽培和示范推广提供技术参数。
1 材料与方法
1.1试验地概况 试验设在青藏高原东北边缘的
甘肃省甘南藏族自治州夏河县桑科乡,地理坐标为
35°06′084″N,102°25′020″E,海拔3 050m。属高
寒湿润型气候区,年均温4.2℃,年降水量440~
800mm,年蒸发量1 232mm,无霜期56~105d,日
照时间2 296h,辐射量82×105 kJ·m-2。>0℃
和>10℃的年积温分别为2 800~3 600和860~
1 200℃·d。试验地土壤为山地黑钙土,0~20cm
土层土壤有机质含量42.21g·kg-1、全氮含量
2.15g·kg-1、全磷含量0.92g·kg-1、全钾含量
17.35g·kg-1、速效氮含量23.21mg·kg-1、速效
磷含量 7.58 mg·kg-1、速 效 钾 含 量 175.22
mg·kg-1。试验期间逐月均温和降水量见图1。
*收稿日期:2012-03-17  接受日期:2012-04-09
基金项目:国家重点研究发展计划“973”(2007CB108903);国家科技支撑项目(2009BAC53B04)
作者简介:毛祝新(1984-),男,甘肃天水人,在读博士生,主要从事种质资源遗传学研究。E-mail:maozhuxin@gmail.com
通信作者:傅华 E-mail:Fuhua@lzu.edu.cn
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图1 试验区2008年3-8月月均温和月降水量
Fig.1 Monthly mean temperature and precipitation of
experiment field from March to August,2008
1.2试验设计 试验设4个氮水平(0、50、75、100
kg·hm-2,分别记作N0、N50、N75、N100)和4个磷水
平(0、70、140、210kg·hm-2,分别记作 P0、P70、
P140、P210)。其中,氮以纯N计,磷以P2O5 计。每处
理3个重复,小区面积为5m×8m,随机排列。
于2008年4月20日播种歪头菜种子,条播,行
距30cm,播深3cm,播量50kg·hm-2。供试氮肥
为尿素(N 46%),磷肥为过磷酸钙(P2O512%)。各
小区播种时按施肥量50%施入基肥,在苗期(5月
20日)和分枝期(6月15日)采用人工开沟分别追肥
施入总量的25%,沟深5cm,施后覆土。试验期间
及时除草,防止病虫害。
1.3测定指标及方法 各小区于2008年7月25
日在歪头菜初花期(20%开花)时刈割,留茬高度约
3cm,刈割后立即称鲜质量。随机称取1 000g鲜
草,在105℃杀青15min,于65℃烘干24h,称量,
换算干草产量。将烘干后样品粉碎,过0.2mm筛。
棕色玻璃瓶贮存,供营养成分含量测定。
可溶性糖(WSC)采用蒽酮比色法测定;粗蛋白
(CP)采用浓硫酸-双氧水消化-半微量凯氏定氮法测
定;灰分(Ash)采用干灰化法测定;磷(P)、钾(K)、
钠(Na)、钙(Ca)、镁(Mg)、铜(Cu)、锰(Mn)和锌
(Zn)均采用硫酸-过氧化氢消煮,磷采用钒钼黄比色
法测定,钾和钠采用火焰光度法测定,钙、镁、铜、锰
和锌采用火焰原子吸收法测定[9]。
1.4数据处理 采用SPSS 13.0对试验数据进行
单因素方差分析(ANOVA)和差异显著性检验
(P<0.05),Excel 2003进行制图。
2 结果
2.1氮磷肥对歪头菜干草产量的影响 氮肥
或磷肥对歪头菜产量有显著性影响。随氮肥或磷肥
施用量的增加,歪头菜干草产量呈先增加后减少趋
势(图2)。其中,处理N75、N100和P140、P210的干草产
量分别为2 955、3 048kg·hm-2和2 675、2 752
kg·hm-2,较N0 和P0(对照)显著增加45%~50%
和32%~35%(P<0.05)。低施肥处理(N50和P70)
与对照差异不显著(P>0.05)。从施肥效果看,氮
肥的增产效果优于磷肥。
2.2氮磷肥对歪头菜可溶性糖和粗蛋白含量
的影响 在不同氮磷处理下,歪头菜可溶性糖和
粗蛋白含量变化趋势一致(图3、图4),均呈先上升
图2 氮和磷肥施用量对歪头菜干草产量的影响
Fig.2 Effects of nitrogen and phosphorous fertilizing rate on hay yields of Vicia unijuga
注:不同字母表示处理间差异显著(P<0.05)。下图同。
Note:Different lower case letters mean significant differences at 0.05level.The same below.
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图3 氮磷肥施用量对歪头菜可溶性糖含量的影响
Fig.3 Effects of nitrogen and phosphorous fertilizing rate on soluble sugar content of Vicia unijuga
图4 氮和磷肥施用量对歪头菜粗蛋白含量的影响
Fig.4 Effects of nitrogen and phosphorous fertilizing rate on crude protein content of Vicia unijuga
后降低趋势。在低施肥水平(N50和P70)下,氮磷肥
对可溶性糖和粗蛋白含量的影响较为明显。在N50
水平下,歪头菜可溶性糖和粗蛋白含量分别较对照
显著增加25.61%和24.03% (P<0.05)。在P70水
平下,歪头菜可溶性糖和粗蛋白含量分别较对照增
加3%和7%,但差异不显著(P>0.05)。当进一步
增施氮磷肥时,可溶性糖和粗蛋白含量降低。但与
磷肥相比,歪头菜可溶性糖和粗蛋白含量对氮肥的
响应较强。
2.3氮磷肥对歪头菜灰分和矿质元素含量的
影响 随氮磷肥施用量的增加,歪头菜灰分含量也
呈先升高后降低的趋势(表1)。在N75处理下歪头
菜灰分含量最高(87.30g·kg-1),比对照高12.20%
(P<0.05);在 P140处理下歪头菜灰分含量较高
(81.69g·kg-1),较对照增加4.95%,但差异不显著
(P>0.05)。进一步增施氮磷肥时,歪头菜灰分含量
降低,在氮肥处理N100灰分含量低于对照3.80%。
歪头菜钾含量随氮磷施用量增加呈逐渐升高趋
势,钾含量分别在N100和P210水平最高,分别较对照
增加22.98%和20.38%(P<0.05)。磷含量以N75
和P210水平最高,分别比对照高13.62%和44.13%。
钠、钙、镁、铜、锰和锌含量随氮磷施用量增加呈先升
高后降低趋势(表1)。增施氮肥时,N75水平下钠、
镁含量分别比对照高4.90%和7.16%,但是差异不
显著(P>0.05);铜、锰和锌含量显著增加,分别较
对照增加15.81%、17.04%和32.50%。在N50水平
下钙含量较对照有所升高,但是没有显著差异。增
施磷肥时,P140水平下钠、钙和镁含量最高,分别较
对照增加7.69%、1.75%和6.06%,但是差异不显
著;铜、锰和锌含量显著增加,分别较对照增加
20.94%、12.31%和41.01%。
3 讨论
牧草产量的高低和品质优劣是评价牧草利用价
值的重要指标,施肥是提高牧草产量和品质的有效
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表1 氮磷肥对歪头菜灰分和元素含量的影响
Table 1 Effects of nitrogen and phosphorous on ash and elements contents of Vicia unijuga
处理
Treatment
灰分Ash/
g·kg-1
磷P/
g·kg-1
钾K/
g·kg-1
钠Na/
g·kg-1
钙Ca/
g·kg-1
镁 Mg/
g·kg-1
铜Cu/
g·kg-1
锰 Mn/
g·kg-1
锌Zn/
g·kg-1
氮N/
kg·hm-2
0  77.81b 2.13b 18.32b 1.43a 4.00a 5.45a 4.68b 80.80b 23.72b
50  82.63ab  2.36a 20.21a 1.45a 4.44a 5.62a 5.12a  81.11b 30.27a
75  87.30a 2.42a 21.37a 1.50a 4.39a 5.84a 5.42a 94.57a 31.43a
100  74.85b 2.16b 22.53a 1.45a 4.27a 5.60a 5.15a  74.42b 29.44a
磷P/
kg·hm-2
0  77.84a 2.13c 18.38b 1.43a 4.00a 5.45a 4.68b 80.80b 23.76b
70  79.73a 2.50b 19.45b 1.44a 3.84a 5.53a 5.47a 78.72b 32.13a
140  81.69a 2.35bc  19.80ab  1.54a 4.07a 5.78a 5.66a 90.75a 33.50a
210  79.11a 3.07a 22.03a 1.42a 3.30b 5.24a 5.01b  71.63c 29.92a
注:同列不同字母表示相同肥料不同施肥量间差异显著(P<0.05)。
Note:Different lower case letters within the same column for the same fertilizer mean significant difference among different fer-
tilizing rate at 0.05level.
途径之一[10-11]。高寒草地土壤普遍“少氮缺磷”,在
该地区合理施氮磷肥能增加牧草产量,提高牧草品
质[5,12-13]。
  本研究表明,歪头菜干草产量在低氮或低磷水
平有较大幅度的增加,而在高氮或高磷水平下产量
呈下降趋势。这与前人的研究结果相似,Kuneli-
us[14]发现,对紫花苜蓿(Medicago sativa)施氮180
kg·hm-2时,其根瘤数减少45%,干草产量降低
36%;温洋[5]在青海地区开展的施肥试验表明,对紫
花苜蓿施磷120kg·hm-2时,干草产量下降8%。
可见,高施肥量处理抑制了豆科牧草根瘤发展[14-18],
使其生长受到限制,产量下降。
歪头菜可溶性糖和粗蛋白含量亦随施氮肥和磷
肥增加呈先上升后下降趋势。其中,可溶性糖和粗
蛋白质的含量在高施肥处理(N75和P140)下低于中
施肥处理(N50和P70),这可能与草产量增加引起的
养分稀释效应有关[19],也可能是磷肥施用量过高,
使牧草呼吸作用过于旺盛,能量物质消耗和代谢多,
进而导致牧草可溶性糖和粗蛋白含量下降[5]。歪头
菜可溶性糖和粗蛋白含量对氮肥的响应优于磷肥,
这可能与氮肥吸收迅速,磷肥属缓效型肥而吸收慢
有关。
适量施肥能促进歪头菜中部分矿质元素的吸
收,这与田霄鸿等[20]和韦东普等[21]的研究结果一
致,表明在该地区适量施用氮磷肥能够促进歪头菜
对矿质元素的高效吸收,有利于提高牧草品质。
综合考虑产量和品质,建议在高山地区种植歪
头菜时,单施氮肥40~75kg·hm-2或磷肥70~
140kg·hm-2较适宜。需要指出的是,本研究仅开
展了单施氮或磷对歪头菜产量和品质的影响,要达
到更为理想的施肥效果,应考虑在高山地区进行氮
磷肥配施[22]。此外,由于歪头菜是多年生牧草,且
磷肥是缓效肥,因此,在高寒地区,为全面客观了解
施肥对牧草生长的影响,应对牧草施氮磷肥效果进
行长期深入观察。
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Effects of different nitrogen and phosphorous fertilizer on
yields and nutrients of Vicia unijuga
MAO Zhu-xin,FU Hua,NIE Bin
(State Key Laboratory of Grassland Agro-ecosystems Colege of Pastoral and
Agricultural Science and Technology,Lanzhou University,Lanzhou 730020,China)
Abstract:The experiment was performed to investigate the influences of nitrogen (0,50,75,100
kg·ha-1)and phosphorous(0,70,140,210kg·ha-1)fertilizer on nutrients and yields of Vicia uniju-
ga.It was found that both 75kg·ha-1 nitrogen fertilizer and 140kg·ha-1 phosphorous fertilizer could
maximize the dry matter yields of V.unijuga,the highest yield was 3 048and 2 752kg·ha-1,respective-
ly.The yields were 50%and 35%higher than those with no fertilizer,respectively.In addition,by using
75kg·ha-1 nitrogen fertilizer and 140kg·ha-1 phosphorous fertilizer,the contents of Cu,Mn and Zn
elements were much higher than those without fertilizer(P<0.05).Under the 50kg·ha-1 nitrogen fer-
tilizer and 70kg·ha-1 phosphorous fertilizer,the contents of water soluble sugar and crude protein were
al the highest.The contents of water soluble sugar and crude protein in 50nitrogen were 11.0%and
23.5%higher than those without nitrogen.It should be noted that excessive amounts of nitrogen or phos-
phorous fertilizer would decrease the yield and quality of V.unijuga,and the actual amount of fertilizer
should be considered in practice.
Key words:nitrogen;phosphorous;Vicia unijuga;yield;nutrition quality
Corresponding author:FU Hua E-mail:Fuhua@lzu.edu.cn
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