全 文 ：湖 北 农 业 科 学 2016 年
收稿日期：2015－04－28
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）；呼伦贝尔市重点科技专项（2014）
作者简介：杨晓刚（1978－），男，辽宁双城人，副教授，硕士，主要从事环境保护与遗传育种工作，（电话）15048008808（电子信箱）
yangxiaogang1978＠163．com；通信作者，金晓明（1969－），女，教授，博士，主要从事沙漠化植被恢复及种群生态学研究，（电子信箱）
nmgjinxm＠163．com。
第 55 卷第 1期
2016年 1月
湖北农业科学
Hubei Agricultural Sciences
Vol． 55 No.1
Jan.，2016
3
2
3
Feb
根茎冰草（Agropyron michnoi）是典型的根茎型
的多年生禾本科草本植物，是呼伦贝尔草地的乡土
种，在长期的自然选择过程中，形成对沙地环境较
强的适应性， 为沙化草地植被恢复初期的优势种，
可作为草原植被恢复的先锋种［1］。 草地施肥是调节
和控制草原生态系统营养物质平衡，促进草原生产
迅速发展的一项重要方法和措施［2］。 N、P、K 是植物
生长发育的必需元素，对植物的生长及繁殖有重要
氮磷钾配比施肥对根茎冰草产量及营养成分的影响
杨晓刚，庄 洋，李青山，金晓明
（呼伦贝尔学院生命科学与化学学院，内蒙古 呼伦贝尔 021008 ）
摘要：以根茎冰草（Agropyron michnoi）为试验材料，采用“3414”不完全正交回归设计，研究了氮、磷、钾不
同施肥条件对根茎冰草的产量及营养成分的影响。 结果表明，氮、磷、钾配施均显著提高根茎冰草产量及
营养成分的含量。施用氮磷钾肥，分别为 17．4、66．7、8．0 g ／m2时，产量最高为 1．01 kg ／m2；只施用氮钾肥，分别
为 34．8、16．0 g ／ m2时，粗蛋白含量最高，为 15．83％；施用氮磷钾肥，分别为 17．4、66．7、8．0 g ／ m2时，粗脂肪
含量最高，为 7．22％；施用氮磷钾肥，分别为 52．2、66．7、16．0 g ／ m2时，粗灰分含量最高，为 7．44％；施用氮
磷钾肥，分别为 34．8、100．0、16．0 g ／ m2时，钙含量最高，为 0.274％，磷含量最高，为 0．279％，产量及营养成
分含量最高施肥处理均显著高于其他施肥处理及空白对照。 以产量、粗蛋白、粗脂肪、粗灰分、钙、磷的含
量为评价标准，根据氮磷钾配施三元二次多项式回归模型计算结果，得出最佳施肥量：氮为 28．11 g ／ m2，
磷为 74．99 g ／ m2，钾为 15．35 g ／ m2。 氮磷钾最佳施肥组合为 2．8∶7．5∶1．5。
关键词：根茎冰草（Agropyron michnoi）；氮、磷、钾；产量；营养成分
中图分类号：S812．4 文献标识码：A 文章编号：0439－8114（2016）03－0692-03
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.03.036
Effect of Different Proportion Fertilizing on the Yield and Nutritional
Components of Agropyron michnoi
YANG Xiao－gang， ZHUANG Yang， LI Qing－shan， JIN Xiao－ming
（Life Science and Chemistry School，Hulunburi College， Hulunbuir 021008，Inner Mongolia，China）
Abstract： Agropyron michnoi，was investigated using design of “3414” incomplete orthogonal regression，effect of yield and
nutritional components of Agropyron michnoi under nitrogen；phosphorus and potassium different fertilization condition was
studied．Research results showed that NPK fertilizer combined both significantly increased the yield of Agropyron michnoi and
nutrition constituents in it． Applying N，P，K treatment were 17．4， 66．7， 8．0 g/m2， the highest yield was 1．01 kg ／ m2； applying
NK treatment were 34．8， 16．0 g/m2，peak crude protein content was 15．83％ ； applying N，P，K treatment were 17．4， 66．7，
8．0 g/m2，the highest crude fat content was 7．22％ ； applying N，P，K treatment were 52．2， 66．7， 16．0 g/m2，peak crude ash
content was 7．44％ ；applying N，P，K treatment were 34．8 g，100．0 g，16．0 g per m2，maximum calcium content and phosphorus
content were 0．274％ and 0．279％ ，production and nutritional components content were significantly higher than CK and
others． Comparing by crude protein，crude fat，crude ash，calcium，phosphorus，as evaluation standards． The result was calculated
by ternary quadratic polynomial regression model．Optimum amount of fertilization is N ∶28．11 g ／ m2，P∶74．99 g ／ m2，K∶15．35 g ／ m2
（N∶P∶K＝2．8∶7．5∶1．5）．
Key words：Agropyron michnoi；nitrogen；phosphorus；potassium；yield；nutritional components．
第 3 期
的影响。 近几年对根茎冰草的研究多集中在种群及
繁殖特性的研究［3－5］，在通过施肥是否能够提高根茎
冰草的产量及营养物质方面鲜有报道。 试验通过采
用“3414”不完全正交回归设计，研究不同施肥条件
对根茎冰草产量及营养成分的影响，拟得到最佳配
施方案，以提高退化草地的经济效益和生态效益。
1 材料与方法
1．1 试验区基本情况
试验区位于内蒙古自治区东北部呼伦贝尔市
鄂温克旗大地草业公司试验地内。 试验地地理坐标
为东经 118°48′02″－121°09′25″，北纬 47°32′50″－49°
15′37″。 海拔 577 m。 气候属中温带大陆性季风气
候，冬季漫长寒冷，夏季温和短促，年平均气温在
－2．4～－2．2 ℃之间。 降水主要集中在夏季， 年平均
降水量为 350 mm 左右。 全年无霜期平均为 100～
120 d。
试验地内的根茎冰草为 2012 年播种，播种的
冰草为呼伦贝尔学院选育的牧草新品种呼伦贝尔
根茎冰草（N031），总面积 0．13 hm2，行距 40 cm，播
种量 22．5 kg ／ hm2，2013 年正常返青，生长均匀。
1．2 材料与试验设计
1．2．1 试验设计 试验于 2013 年 5~9 月进行。 施
肥试验采用“3414”不完全正交回归试验设计，即3
因素 4 水平试验设计。 3 因素包括：N 肥、P 肥和 K
肥，4 水平分别为每一种肥的施肥量梯度 ， 共 14
个处理，如表 1所示。
每个处理 3 个重复，共 42 个小区，每个小区面
积为 9．5 m2，试验区总面积为 399 m2。
1．2．2 根茎冰草产量及营养成分测定方法 2013
年 6月 2日，分别在 42个样地内分别取样。 采用单
位面积取样法，面积为 25 cm×25 cm，将取好的样品
称量鲜重后装入塑封袋中，2 h 内带回实验室进行
杀青，并在 80 ℃下烘干 48 h 至衡重，称重，后用粉
碎机粉碎，过 0．5 mm 筛，装入密封袋中，贴标签并保
存，留待测定其营养成分指标。 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
即称样后进行其他操作。
粗脂肪含量的测定采用索氏提取法；粗蛋白含
量的采用浓 H2SO4－H2O2消煮、 凯氏定氮法测定；全
磷的测定采用钒钼黄比色法；粗灰分的测定采用灰
化法，即用马弗炉高温灼烧；钙的测定则先灰化，后
采用高锰酸钾法。
1．3 统计分析方法
采用 SAS 9．0对数据进行统计分析。
2 结果与分析
2．1 不同配施方案对根茎冰草产量及营养成分的
影响
由表 2 可知，N、P、K 配施对根茎冰草产量具
有显著影响（P＜0．05）。 其中，处理 13（N1P2K1）产量
最高为 1．01 kg ／m2，显著高于其他施肥处理（P＜0．05）。
其他施肥处理根茎冰草产量均显著高于处理 1
（N0P0K0）。
由表 2 还知，N、P、K 配施对根茎冰草营养成分
均具有显著影响（P＜0．05）。其中，处理 4（N2P0K2）粗蛋
白含量最高为 15．83％，与其他处理均表现为差异显
著 （P＜0．05）；处理 13 （N1P2K1）粗脂肪含量最高为
7．22％，与其他处理均表现为差异显著（P＜0．05）；处
理 11（N3P2K2）粗灰分含量最高为 7．44％，与其他处
理均表现为差异显著（P＜0．05）；处理 7（N2P3K2）钙含
量最高为 0．274％，与其他处理均表现为差异显著（P＜
0．05）；处理 7（N2P3K2）磷含量最高为 0．279％，与其他
处理均表现为差异显著（P＜0．05）；各施肥处理营养
成分含量均显著高于处理 1（N0P0K0）。
2．2 氮、磷、钾肥效数学模型建立及分析
以氮肥、磷肥、钾肥施肥量为自变量 X1、X2、X3，
产量及各营养成分含量为因变量 Y。 应用 SAS统计
软件， 建立根茎冰草肥效多项式模型及回归方程，
结果见表 3。 其方程模型如下所示（α0、α1、α2…表示
具体参数 ）：Y ＝α0 ＋α1X1 ＋α2X12 ＋α3X2 ＋α4X22 ＋α5X3 ＋
α6X32＋α7X1X2＋α8X1X3＋α9X2X3。
经过对 6 个回归方程的显著性检验，只有氮磷
钾配施与钙含量回归拟合方程的 F 值小于 F0．05＝6，
该方程不可用。 氮磷钾配施与其他指标回归拟合的
表 1 “3414”不完全施肥试验设计
编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
处理
N0P0K0
N0P2K2
N1P2K2
N2P0K2
N2P1K2
N2P2K2
N2P3K2
N2P2K0
N2P2K1
N2P2K3
N3P2K2
N1P1K2
N1P2K1
N2P1K1
N
0
0
120
240
240
240
240
240
240
240
360
120
120
240
P2O5
0
120
120
0
60
120
12
120
120
120
120
60
120
60
K2O
0
120
120
120
120
120
120
0
60
180
120
120
60
60
尿素
0.0
0.0
17.4
34.8
34.8
34.8
34.8
34.8
34.8
34.8
52.2
17.4
17.4
34.8
普钙
0.0
66.7
66.7
0.0
33.3
66.7
100.0
66.7
66.7
66.7
66.7
33.3
66.7
33.3
硫酸钾
0.0
16.0
16.0
16.0
16.0
16.0
16.0
0.0
8.0
24.0
16.0
16.0
8.0
8.0
施肥量//kg/hm2 肥料实际用量//g/m2
注：代码中的字母 N、P 和 K 分别表示氮肥、磷肥和钾肥，下标的
数字 0、1、2 和 3 分别表示 4 种施肥量梯度。
杨晓刚等：氮磷钾配比施肥对根茎冰草产量及营养成分的影响 693
湖 北 农 业 科 学 2016 年
表 2 不同配施方案对根茎冰草产量及营养成分的影响
编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
处理
N0P0K0
N0P2K2
N1P2K2
N2P0K2
N2P1K2
N2P2K2
N2P3K2
N2P2K0
N2P2K1
N2P2K3
N3P2K2
N1P1K2
N1P2K1
N2P1K1
产量//kg/m2
0.29±0.01 j
0.35±0.01 i
0.66±0.02 efg
0.51±0.06 h
0.68±0.04 de
0.85±0.03 b
0.69±0.01 dc
0.66±0.03 gf
0.67±0.04 def
0.64±0.02 g
0.84±0.01 b
0.71±0.02 c
1.01±0.01 a
0.52±0.04 h
粗蛋白//%
10.95±0.08 j
12.53±0.13 h
11.50±0.06 i
15.83±0.04 a
14.35±0.05 d
13.42±0.25 g
13.65±0.07 f
14.38±0.03 d
12.64±0.06 h
13.86±0.02 e
15.50±0.10 b
14.60±0.06 c
13.51±0.23 gf
14.73±0.08 c
粗脂肪//%
1.69±0.50 g
3.09±0.63 f
5.45±0.99 bcde
4.68±0.46 ed
5.31±1.43 edc
6.44±0.02 abc
5.53±0.00 bcd
5.18±0.03 de
5.63±0.51 bcd
5.01±0.39 de
6.65±0.20 ab
5.60±0.61 bcd
7.22±0.98 a
4.22±0.66 e
Ca//%
0.213±0.002 h
0.244±0.001 e
0.258±0.002 c
0.223±0.002 g
0.245±0.003 e
0.249±0.002 d
0.274±0.003 a
0.252±0.001 d
0.249±0.001 d
0.256±0.002 c
0.268±0.002 b
0.255±0.002 c
0.265±0.002 b
0.237±0.001 f
P//%
0.179±0.006 h
0.263±0.002 d
0.265±0.002 bcd
0.224±0.002 g
0.237±0.001 f
0.269±0.002 b
0.279±0.003 a
0.264±0.001 cd
0.266±0.002 bcd
0.265±0.002 bcd
0.268±0.001 bc
0.237±0.002 f
0.266±0.002 bcd
0.244±0.002 e
粗灰分//%
4.31±0.07 j
4.97±0.02 i
5.48±0.02 h
6.35±0.04 f
6.95±0.04 d
7.06±0.06 c
7.15±0.02 b
6.94±0.02 d
6.90±0.01 d
6.83±0.02 e
7.44±0.03 a
6.26±0.02 g
6.21±0.04 g
6.95±0.03 d
注：同列数据后不同小写字母表示差异显著（P＜0.05）。
表 3 根茎冰草氮磷钾肥效模型及分析结果
项目
产量
粗蛋白
粗脂肪
粗灰分
钙 Ca
磷 P
氮
40.09
-1.99
46.23
-92.31
-289.43
69.51
磷
72.40
74.57
78.84
-342.17
-424.14
77.99
钾
14.70
9.35
15.11
94.48
97.66
16.25
适宜施肥量//g/m2
F
6.04
6.59
9.75
8.08
4.54
38.52
α0
19.08
11.160 4
1.748 1
4.349 3
0.214
0.179 2
α1X1
-1.368 2
0.010 2
-0.124 2
0.071 1
-0.001 7
0.000 9
α2X22
-0.014 4
0.001 2
-0.001 5
-0.000 6
0
0
α3X2
1.38
0.000 5
0.142
0.006 1
0.001 6
0.001 4
α4X22
-0.005 1
0.0002
-0.000 5
-0.000 1
0
0
α6X32
-0.078 7
0.002
-0.009 3
-0.001 2
0
0
α7X2X2
0.007
0.000 1
0.000 9
0.000 3
0
0
α8X2X3
0.137 1
-0.001 7
0.012 8
-0.000 7
0.000 1
0
α9X2X3
-0.062 6
-0.003 5
-0.007 3
-0.000 3
-0.000 1
0
α5X3
1.348 5
0.223 6
0.262 4
0.064 9
0.002 0
0.000 6
方程 F 值均大于 F0．05＝6， 说明氮磷钾配施与其他指
标的回归关系均达到了显著水平，表明方程模拟效
果较好。
用此模型进行方程决策，对氮、磷、钾最佳施肥量
范围的确定均为去掉一个最大值和一个最小值，其他
数值进行平均，得出最佳施肥量：氮为 0～46．23 g ／m2，磷
为 72．40～77．99 g ／ m2，钾为 14．70～16．25 g ／ m2；平均氮
为 28．11g ／ m2，磷为 74．99 g ／ m2，钾为 15．35 g ／ m2。 氮
磷钾最佳施肥组合为 2．8∶7．5∶1．5。
3 讨论
在生长末期对青藏高原高寒草原草地进行施
肥处理， 可以提高禾草类、 杂草类生物量以及总
生物量［6］。 旱作条件下，氮磷钾复合肥可提高老芒麦
草种子潜在产量及实际产量； 氮磷复合肥及氮磷
钾复合肥均能提高诺丹冰草种子潜在产量及实际
产量 ［7］。 单施磷肥可以促进黄芩根干重和产量的
增加 ［8］。 在扬州地区，氮、磷、钾推荐施肥用量分别
为23、113、68 kg ／ hm2 时， 苜蓿的理论产草量可达
22 858．25 kg ／ hm2［9］。在对广金钱草施肥处理中，单施
钾肥 30 g ／ m2，可使药材干重达到最高 94．50 g［10］。 氮
磷钾合理配比施肥，对混播草地产草量具有明显的
效应作用，对改善牧草品质、提高混播草地生产力
具有积极效果 ［11］。 由以上分析，氮磷钾合理配施对
植物的产量及品质均具有一定的积极效果。
试验中，N、P、K配施显著提高根茎冰草产量。 其
中，处理 13（N1P2K1）施用氮磷钾肥，分别为 17．4 g ／m2、
66．7 g ／ m2、8．0 g ／ m2时，产量最高为 1．01 kg ／ m2，显著
高于其他施肥处理及空白对照。
N、P、K 配施均显著提高根茎冰草营养成分含
量。 其中，处理 4（N2P0K2）只施用氮钾肥 ，分别为
34．8 g ／ m2、16．0 g ／ m2时，粗蛋白含量最高为 15．83％，
显著高于其他处理的粗蛋白含量；处理 13（N1P2K1）施
用氮磷钾肥，分别为 17．4 g ／m2、66．7 g ／m2、8．0 g ／m2时，
粗脂肪含量最高为 7．22％， 显著高于其他处理的粗
脂肪含量；处理 11（N3P2K2）施用氮磷钾肥，分别为
52．2 g ／m2、66．7 g ／m2、16．0 g ／m2时，粗灰分含量最高为
7．44％，显著高于其他处理的粗灰分含量；处理 7（N2P3K2）
施用氮磷钾肥，分别为 34．8 g ／m2、100．0 g ／m2、16．0 g ／m2
时，钙含量最高为 0．241％，磷含量最高为 0．279％，
（下转第 698页）
694
湖 北 农 业 科 学 2016 年
均显著高于其他处理的钙、磷含量；各施肥处理营
养成分含量均显著高于空白对照。
4 结论
N、P、K 配施均显著提高根茎冰草产量及营养
成分含量。最佳施肥量：氮为 28．11 g ／ m2，磷为 74．99
g ／m2，钾为 15．35 g ／m2。氮磷钾最佳配比为 2．8∶7．5∶1．5。
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