全 文 ：中国饲料2015 年第 13 期
基金项目：内蒙古自治区应用技术研究与开发资金计划项
目（2013 年）；呼伦贝尔市重点科技专项（2014 年）；内蒙古
自然基金项目（2014MS304）
资源开发利用科学实验研究
氮肥对根茎冰草生长、
生殖及养分积累特征的影响
刘及东， 罗丹丹， 金晓明， 杨晓刚， 张培青
（呼伦贝尔学院草原生态研究院，内蒙古呼伦贝尔 021008）
根茎冰草是根茎型禾草。 在沙地具有很强的
适应性， 是沙地植被恢复初期的先锋种和优势种
（金晓明和卢欣石，2011）。 同时，根茎冰草又是优
良牧草。因此，根茎冰草是沙漠化草地治理过程中
的首选生态型优良牧草。 然而在养分极度贫瘠的
沙地生境， 添加氮素是否会改变根茎冰草的生长
和繁殖特性，目前尚不清楚。氮肥是植物生长所必
需的元素，对植物的生长、养分的积累有重要影响
（陈敏等，2007）。 因此，本试验通过对根茎冰草进
行氮肥施加， 分析其在不同的氮肥施加水平下的
生长、生殖及养分积累的变化规律，以期为沙漠化
草地的植被快速恢复及利用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验区概况 试验区位于呼伦贝尔市鄂温
克旗境内。 鄂温克族自治旗位于内蒙古自治区东
北部，呼伦贝尔大草原南端，东以大兴安岭脊梁为
界， 处于大兴安岭山地向呼伦贝尔平原的过渡地
段， 地势由东南向西北倾斜。 地理坐标为东经
118°48′02″ ～ 121°09′25″， 北纬 47°32′50″ ～ 49°
15′37″，海拔 546 ～ 752 m。 气候属中温带大陆性
季风气候，冬季漫长而寒冷，夏季温和而短促，降
水比较集中。年平均气温为-2.4 ～ -2.2 ℃，年平均
[摘要] 为提高根茎冰草在沙漠化草地中的生长速度及利用效率，本试验通过大田施肥试验（施氮肥量分别为 0、
8、16、24、32 kg/亩），对根茎冰草的生长、生殖及养分积累特征进行了研究。 结果表明，随着氮肥的增加，根茎冰草生
物量、生殖比及茎叶比均呈单峰曲线，并在 16 kg/亩施肥量时生物量达到最大值；单穗小花数、单穗重、种子百粒重、
成熟种子数等均呈显著增加趋势， 在 32kg/亩施肥量时达到高峰值， 分别比对照组提高 83.6%、127.4%、136.2%、
33.1%。 根茎冰草的养分积累量随着施肥量的增加呈上升趋势，各养分含量在施氮肥量为 32 kg/亩时达到高峰值。 其
中，植物粗蛋白质、粗纤维及钙含量增加较快，而粗灰分和磷含量增加缓慢，粗脂肪含量增加速度居中。
[关键词] 生物量；生殖比；养分累积量
[中图分类号] S816.5 [文献标识码] A [文章编号] 1004-3314（2015）13-0005-03
[Abstract] In order to improve the growth and use efficiency of A.michnoi in desertification grassland，in this study，
through the field fertilization experiment （nitrogen fertilizer amount were 0，8，16，24，32 kg/mu，respectively），the charac-
teristics of growth，reproduction and nutrient accumulation of A.michnoi were studied.The results showed that，the biomass，
reproductive ratio and the ratio of stem and leaf of A.michnoi showed a single peak curve with the increasing of nitrogen，
and the maximum biomass was appeared in 16 kg/mu of fertilization level.And the number of spikelets of per panicle，the
weight of panicle，100-grain weight and the number of mature seeds in a panicle were showed significant growth trends，
and reached the peak at 32 kg/mu fertilization level，which was 83.6%，127.4%，136.2%，33.1% higher than those of con-
trol group.The nutrients accumulation of A.michnoi showed rising trends by fertilization，and reached the maximum at 32
kg/mu fertilization level.The crude protein，the crude fiber and the calcium content of plants increased rapidly，and the
crude ash and phosphorus contents increased slowly，and the crude fat of plants was middle.
[Key words] biomass；reproductive ratio；nutrient accumulation
DOI：10.15906/j.cnki.cn11-2975/s.20151301
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中国饲料 2015 年第 13 期
降水量为 350 mm左右。 全年无霜期平均为 100 ～
120 d。
1.2 供试草种 试验草种为根茎冰草（Agropyron
michnoi），为禾本科多年生牧草，为呼伦贝尔学院
选育的野生驯化品种，并于 2012年播种在鄂温克
旗试验地内。
1.3 试验设计 在试验地进行小区试验。 设置对
照组、T1 组、T2 组、T3 组和 T4 组 5 个组， 具体施
氮肥（尿素）量分别为 0、8、16、24、32 kg/亩，每个梯
度 3个重复，共 15个小区，每个小区面积为 10 m2，
试验区总面积为 142.5 m2，各个小区随机排列。
氮肥分 3个时期施，分别为 6月 2日（总施肥
量的 40%）、6 月 23 日（总施肥量的 30%）和 7 月
18日（总施肥量的 30%）。
施肥采用条施的方法， 与播种植物的间隔距
离为 5 cm，沿播种植物行开 5 cm 深的沟，将氮肥
均匀撒入，然后埋土。
1.4 取样方法 2013年 7月 23日，分别在 15 个
小区内取样。
植物地上部分的取样采用单位面积取样法，
面积为 25 cm×25 cm。 将取好的植物样品按生殖
分株和营养分株分置，装入塑封袋，带回实验室后
再按其叶和茎分开，在 80 ℃下烘干至衡重，称量
其干重。
植物养分指标测定试验的材料： 分别从每个
小区随机选取 10 个单株，迅速带回实验室，杀青
2 h，然后在 80 ℃下烘干至衡重，称量其干重，再
用粉碎机粉碎，过 0.5 mm筛，装入密封袋中，贴标
签并保存，待测定其养分指标。
植物有性繁殖指标测定试验的材料： 分别从
每个小区随机选取 10个单株， 对其每穗小花数、
成熟种子数和种子百粒重进行计数， 单穗重量需
要烘干后称重。
1.5 植物指标的测定 所有植物样品在测定养
分含量前，都要再次烘干 8 h（75 ℃），冷却后立即
称样，然后测定。
粗脂肪含量的测定采用索氏提取法；粗蛋白质
含量的测定，先采用浓 H2SO4-H2O2消煮，然后用凯
氏定氮法测定；全磷含量的测定采用钒钼黄吸光光
度法；粗纤维素含量的测定采用范式洗涤纤维分析
法；粗灰分含量的测定采用灰化法；钙含量测定，则
先将样品灰化，然后采用高锰酸钾法测定。
1.6 植物相关指标的计算方法
茎叶比= 植物茎的干重/植物叶的干重；
地上生物量=生殖分株干重+营养分株干重；
生殖比= 生殖分株干重/营养分株干重。
1.7 数据分析方法 数据的前期处理和制图使
用 Excel 进行，然后采用 SPSS 16.0 统计分析软件
对数据进行统计分析处理， 主要进行单因素方差
分析（One-Way ANOVA）。 用新复极差测验法进
行多重比较。
2 结果与分析
2.1 氮肥对根茎冰草生长特征的影响 由表 1
可知， 随着氮肥施入量的增加植物地上生物量呈
单峰曲线， 不同施肥水平下地上生物量的排序为
T2组＞T1组＞T3组＞T4组＞对照组，T2 组、T1 组和
T3 组分别比对照组提高了 22.6%、22.0%和 9.4%
（P ＜ 0.05），并在 T2组时达到高峰值（986.2 g/m2），
但 T1 组与 T2 组间、 对照组与 T4 组间无显著差
异。 由此表明，适量施氮肥（8 ～ 24 kg/亩）能使根
茎冰草的地上生物量增加， 并在 16 kg/亩施肥量
时达到最大值，过量施氮肥（32 kg/亩）则不能增
加地上生物量。
植物的茎叶比随着施氮量的增加，呈先增加，
然后再下降的趋势，其峰值出现在 T1 组，比对照
组提高 38.6%（P ＜ 0.05）。 T2 组与对照组之间无
显著差异 。 T3 组和 T4 组分别比对照组降低
30.9%和 23.6%（P ＜ 0.05）。 表明根茎冰草的茎叶
比在低氮肥水平（8 kg/亩）下会升高，而在高氮水
平（大于 24 kg/亩）下则降低。
2.2 氮肥对根茎冰草种子性状的影响 由表 2可
知，氮肥施用量对植物种子性状具有较大影响。 随
着施肥量的增大，植物单穗上的小花数、成熟种子
数量、单穗重及种子百粒重均呈上升趋势，且各施
肥水平之间均有显著差异。 各指标的最大值均出
现在 T4组。T4组的小花数、成熟种子数、单穗重和
表 1 氮肥对根茎冰草生长特征的影响
注：同列数据肩标不同字母表示差异显著，相同字母表示差异不显著（P ＜ 0.05）；下同。
组别 生殖比 茎叶比 地上生物量/（g/m2）
对照组 0.926±0.231b 2.382±0.842b 804.6±124.5a
T1 组 1.578±0.409c 3.301±0.918c 965.8±113.7c
T2 组 1.904±0.586d 2.182±0.882b 986.2±142.9c
T3 组 0.846±0.189b 1.646±0.797a 880.4±148.2b
T4 组 0.238±0.101a 1.820±0.568a 820.6±98.6a
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中国饲料2015 年第 13 期
种子百粒重分别比对照组提高 83.6%、127.4%、
136.2%、33.1%（P ＜ 0.05）。 表明，施肥能有效促进
根茎冰草的成熟种子数量迅速增加， 从而使单穗
重量也同步增加，但种子百粒重则增加缓慢。
2.3 氮肥对根茎冰草养分含量的影响 由表 3
可知，随着氮肥施入量的增加，植物的粗蛋白质、
粗纤维、粗灰分、粗脂肪含量均呈增加趋势，并且
在 T4组达到最高值， 分别比对照组提高 70.8%、
77.3%、97.2%、35.3%、32.5%、35.4%（P ＜ 0.05）。其
中，粗蛋白质、粗纤维及钙含量在各组间均有显著
差异， 粗脂肪分别在对照组和 T1 组、T2 组和 T3
组间无显著差异， 而粗灰分和磷含量在氮肥增加
到 T4组水平时才表现出显著差异。 由此表明，施
氮量的增加可以有效提高根茎冰草的养分积累
量，其中，植物粗蛋白质、粗纤维及钙含量增加较
快，而粗灰分和磷含量增加缓慢，粗脂肪含量增加
速度居中。
3 讨论与结论
3.1 氮肥对根茎冰草生长特征的影响 根茎冰
草在沙地生境具有较强的适应性， 既耐旱又耐贫
瘠。因此，在沙地治理中根茎冰草往往成为人工种
植的首选植物。然而，对于已经恢复的沙地人工植
被来说，其后续的利用价值则尤为重要。关于施肥
对牧草产量的影响已有大量报道 （贾倩民等，
2014；李楠等，2001）。 本研究结果显示，随着氮肥
的增加， 根茎冰草的生物量呈单峰曲线。 适量施
氮肥（8 ～ 24 kg/亩）能使根茎冰草的地上生物量
增加，并在 16 kg/亩施肥量时达到最大值，但过量
施氮肥（32 kg/亩）则不能增加地上生物量。 另外，
根茎冰草生物量的生殖比也在 16 kg/亩施肥量
水平时达到最大值，而植物的茎叶比则随着施氮
量的增加呈降低趋势。 说明，在根茎冰草生物量
最大时主要是由于生殖比及茎叶比偏大所致。而
较高的茎叶比能有效降低植物叶片的水分蒸腾，
从而使植物适应较干旱的沙地环境。而较高的生
殖比可有效增加有性繁殖体的数量，为其后代在
沙地的生存提供了更多机会，这是植物在沙地逆
境中的一种生存策略。 这对于沙地植被恢复初
期，提高固沙效率具有一定作用。 但当沙地恢复
到一定程度， 并可进行放牧或割草利用时期，应
适当增加施肥量，降低茎叶比和生殖比，从而提
高根茎冰草适口性。
3.2 氮肥对根茎冰草种子性状的影响 施肥对
牧草种子产量的研究也较多，但对其有性繁殖构
件的特征研究却很少。本研究系统分析了根茎冰
草的单穗小花数、单穗重、种子百粒重及成熟种
子数量等有性繁殖构件的特征。不仅可以全面分
析施肥对植物生长和生殖的影响，还可以综合地
分析养分在植物体各构件内的分配状况。本研究
表明，随着氮肥的增加，根茎冰草单穗小花数、单
穗重、种子百粒重、成熟种子数等均呈上升趋势。
由此表明，随着施氮量的增加，根茎冰草降低生
殖比的同时却提高了单穗中的种子产量。 因此，
对于根茎冰草种子田来说，若想达到种子高产应
综合考虑生殖比及单穗种子产量，建议施肥量应
为 16 kg/亩。
3.3 氮肥对根茎冰草养分含量的影响 施氮量
的增加可以有效提高根茎冰草的养分积累量，其
中，植物粗蛋白质、粗纤维及钙含量增加较快，而
粗灰分和磷含量增加缓慢，粗脂肪含量增加速度
居中。 表明，对于根茎冰草人工草地或放牧地来
说，增加氮肥的施入量可以获得优质的牧草。
参考文献
[1] 陈敏，宝音陶格涛 ，孟慧君等 .人工草地施肥实验研究 [J].中国草地 ，
2000，29（2）：21 ～ 25.
[2] 贾倩民，陈彦云，陈科元.荒漠草原区牧草品种与施肥对牧草产量及品
质的影响[J].北方园艺，2014，5（6）：53 ～ 58.
[3] 金晓明，卢欣石.不同群落中根茎冰草和羊草的年龄结构动态[J].生态学
报，2011，31（15）：17 ～ 21.
[4] 李楠，宋建国，刘伟.草原施肥对牧草产量和质量的作用及其经济效益
分析[J].黑龙江农业科学，2001，6（2）：15 ～ 18.■
表 2 氮肥对根茎冰草种子性状的影响
组别 小花数/（个/单穗） 成熟种子数量/（粒/单穗） 单穗重/g 种子百粒重/g
对照组 71.7±1.183a 21.9±0.781a 0.188±0.013a 0.323± 0.009a
T1 组 88.1±1.158b 30.9±0.924b 0.263±0.011b 0.36± 0.012ab
T2 组 98.1±1.136c 35.3±0.559c 0.323±0.009c 0.38± 0.006b
T3 组 115.4±1.192d 42.7±0.761d 0.366±0.006d 0.39± 0.006b
T4 组 130.9±2.248e 49.8±1.306e 0.444±0.006e 0.43± 0.021c
表 3 氮肥对根茎冰草养分含量的影响
%
组别 粗蛋白质 粗纤维 粗灰分 粗脂肪 钙 磷
对照组 4.024±0.020a 22±0.549a 4.722±0.986a 11.747±0.599a 0.191±0.001a 0.181±0.001a
T1 组 4.436±0.009b 25±0.841b 5.290±0.442a 12.3±0.285ab 0.218±0.002b 0.212±0.006ab
T2 组 5.170±0.015c 30±0.664c 5.610±0.196a 13.9±0.010bc 0.234±0.002c 0.222±0.001ab
T3 组 5.641±0.176d 33±0.643d 6.144±0.571a 14.557±0.178c 0.244±0.001d 0.235±0.034ab
T4 组 6.873±0.145e 39±0.494e 9.313±0.691b 15.89±0.032d 0.253±0.004e 0.245±0.002b
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