全 文 :施肥对苜蓿+无芒雀麦混播草地的产量影响
张永亮1 ,骆秀梅2 ,高 凯1
(1.内蒙古民族大学 农学院 ,内蒙古 通辽 028042;2.内蒙古民族大学 教科院 ,内蒙古 通辽 028042)
摘要:探讨了科尔沁地区草原 2号杂花苜蓿+Carlton无芒雀麦混播草地基肥和追肥中氮 ,磷和钾
配施对草地群落产量的影响。结果表明 ,氮 ,磷和钾合理配施有利于草原 2号苜蓿和无芒雀麦生长 。在
配施中 ,草原 2号苜蓿与磷肥效应最显著 ,无芒雀麦与氮肥和钾肥效应最显著 。高钾组合与高氮组合显
著降低了草原 2号苜蓿产量(P<0.05)。对于春播的杂花苜蓿+无芒雀麦混播草地 ,为了保持混播群落
组分种群的稳定性 ,较适宜的施肥组合是 N 2 、P1 、K 2组合(基肥:尿素 20 g/m2 、过磷酸钙 30 g/m2 、氯化
钾 20 g/m 2 ;追肥:尿素 30 g/m2 、过磷酸钙 50 g/m2 、氯化钾 30 g/m2)。一年龄草地头茬草和二茬草中
无芒雀麦产量组分比分别为 44.47%和 71.10%,占全年总产量的 63.62%。二年龄草地三茬草中无芒
雀麦产量组分比分别为 39.23%,59.73%和 37.76%,占全年总产量的 46.64%。
关键词:施肥;苜蓿;无芒雀麦;产量
中图分类号:S 54.06 文献标识码:A 文章编号:1009-5500(2008)05-0006-05
氮 、磷 、钾是植物需要量较大的矿质营养元素 ,同
时也是土壤中普遍缺乏的元素 。大量的研究表明 ,氮 、
磷 、钾肥的施用及其合理配施是提高肥料利用率 、增加
作物产量的重要因素[ 1 , 2] 。豆科牧草对磷 、钾肥较敏
感 ,而对氮肥不敏感 ,禾本科牧草对氮肥较敏感[ 3-7] ,
而单施钾肥不能明显提高牧草产量[ 8] 。张积祥等[ 9] 试
验表明 ,播种时随底肥施入氮肥有助于提高紫花苜蓿
的产量 ,施入磷肥和钾肥对紫花苜蓿当年产量影响显
著[ 9 , 10] 。
对杂花苜蓿与无芒雀麦混播草地而言 ,施氮肥会
对混播草地造成复杂的影响 ,首先增加了禾本科牧草
的产量 ,又可抑制豆科牧草的生长 ,导致豆科牧草减
产。磷肥对牧草起着重要作用 ,在缺磷区施磷 ,能显著
提高产草量。钾肥对植物有平衡氮 、磷的作用。施钾
肥能提高牧草中钾的含量 。在高氮下 ,随着钾的增加 ,
产草量随之上升 ,钾的供应增加了单位氮的效率[ 11] 。
在实践中 ,氮 、磷 、钾的综合效应比单一元素的影响更
为重要 ,但氮 、磷 、钾的综合影响比较复杂 ,氮 、磷 、钾合
收稿日期:2007-08-30;修回日期:2007-11-13
基金项目:内蒙古自然科学基金项目(20050810416)资助
作者简介:张永亮(1959-),男 , 内蒙古包头人 ,教授 , 博士 ,
研究方向草地生态 。
理搭配施用 ,不但可以提高效益 ,而且 ,可以降低牧草
的病虫害[ 12] 。
科尔沁地区土壤中氮 、磷含量相对较低 ,钾素含量
相对较丰富。为了深入了解氮 、磷 、钾肥配合施用对混
播草地组分产量的影响 ,为当地杂花苜蓿+无芒雀麦
混播草地的施肥管理提供一定的理论依据 , 2003-
2005年连续 3 年进行了杂花苜蓿+无芒雀麦草地施
肥试验研究。
1 材料和方法
1.1 试验材料
草种组合为草原 2号杂花苜蓿(Medicago varia
cv.Caoyuan No.2)+无芒雀麦(Bromus innermis cv.
Carlton)。2003年 5 月 6日播种 ,播量无芒雀麦占单
播理论播种量(22.5 kg/hm2)的 70%,草原 2 号苜蓿
占单播理论播种量(15 kg/hm2)的 30%,苜蓿种子用
砂纸磨擦处理 。苜蓿与无芒雀麦同行混播 ,行距 30
cm 。试验地用肥料为尿素(含 N 46%),粉状过磷酸钙
(含 P2O5 12%),氯化钾(含 K2O 60%)。试验地播种
前灌水 1次 ,生长干旱时浇水 。苗期人工除草 3次 ,生
长季随时拨除杂草 。
1.2 施肥处理
试验设氮 、磷 、钾肥 3个因子 ,采用 3414正交饱和
6 Grassland and Turf (Bimonthly) 2008 No.5 (Sum No.130)
设计[ 13] ,3次重复 ,小区面积 2.5 m ×4.0 m ,随机区组
排列 ,施肥水平见表 1 。
表 1 施肥试验处理
Table 1 Fertilization treatments g/ m2
编码 尿素(N)基肥 追肥
过磷酸钙(P)
基肥 追肥
氯化钾(K)
基肥 追肥
0 0 0 0 0 0 0
1 10 15 30 50 10 15
2 20 30 60 100 20 30
3 30 45 90 150 30 45
基肥处理是将 3种肥料混合后按行均匀施入 ,深
度为 2 ~ 3 cm ,播种后覆土踩实。追肥处理是把磷肥 ,
钾肥和 1/2氮肥混合均匀后于牧草返青初期(2004年
5月 3日 、2005年 5月14日)施入 ,2004年采用垅间开
沟2 ~ 3 cm 深施入后覆土 , 2005年采用垅间挖小坑 2
~ 3 cm 深施入后覆土 。另外 1/2 氮肥在第 1次刈割
后撒施。施肥后灌水 。
1.3 产草量测定
第 1 年初次测产于苜蓿初花期 ,无芒雀麦孕穗期
进行(7月 15)。第 2次于 2003年 9月 25日进行 。第
2年初次测产于苜蓿盛花期 ,无芒雀麦果期进行 ,第 2
次于苜蓿初花期进行 ,第 3 次于 2004年 9月 25日进
行。第 3年初次测产于苜蓿初花期进行(6月 9日),
第 2次于苜蓿盛花期(7月 18日),第 3 次于 2005年 9
月 24日进行。留茬高度均为 5 cm ,每次刈割时先在
小区中选有代表性的 1 m2测其无芒雀麦鲜重和苜蓿
鲜重 ,然后刈割全部小区 。取 0.5 kg 鲜草样在室内晾
晒 1 ~ 2 d ,然后放在 65 ~ 70 ℃电热鼓风干燥箱内烘
干 ,测干重 ,计算干鲜比和干草产量 。
2 结果与分析
2.1 氮肥对产量的影响
从表 2可以看出 ,在相同磷钾肥水平下(P2 、K 2),
氮肥对无芒雀麦头茬和 2茬草产量影响明显。随着施
氮量的增加 ,无芒雀麦头茬和 2茬草产量呈递增趋势 ,
其中 N 3处理组合产量最高 。在一年龄草地的头茬草
中 ,中氮(N2)和高氮(N 3)处理区无芒雀麦产量显著高
于 N 0区(P <0.05), 分别增产 50.2 g/m2和 69.46
g/m 2 ,增长76.07%和 105.20%。在 2茬草中 ,施氮区
与不施氮区(N 0)无芒雀麦产量差异显著(P<0.05),
施氮区产量均高于不施氮区 ,其中高氮 ,中氮和低氮处
理区无芒雀麦产量分别比不施氮区(N 0)高 2.43倍 ,
1.75倍和 2.03倍。在 2年龄草地中 ,各处理无芒雀麦
头茬草产量差异显著(P <0.05)。在 2茬草中 , N 2和
N 3处理与其他处理之间产量差异显著 。N 3处理区无
芒雀麦头茬草和 2茬草产量分别比 N 0处理高 5.84倍
和 4.36倍 。在第3茬草中 ,高氮处理(N 3)与低氮处理
(N 1)产量差异不显著 ,其他处理产量差异显著。在 3
年龄草地中 ,N 3处理区无芒雀麦头茬草产量比 N 0处理
增产 1.72倍。N 3处理区第 2茬和第 3茬草中无芒雀
麦产量下降。
在一年龄草地中 ,苜蓿产量随施氮量增加而增加 ,
增至高氮水平(N 3)时产量下降 ,不同氮肥水平处理之
间苜蓿产量差异不显著(P>0.05)。氮肥对 2茬草中
苜蓿产量的影响与头茬草相似 ,高氮区苜蓿产量显著
低于不施氮区(N 0)和中氮区(N2), 产量分别下降
32.32%和 33.40%。然而 , 在二年龄和三年龄草地
中 ,苜蓿产量随施氮量的增加呈下降趋势 ,各茬草变化
趋势相似 。
在不同年龄草地中 ,氮肥对草地全年总产量的影
响各异。在一年龄草地中 ,全年总产量最高的处理为
N 2处理 , 总产量为 1 011.7 g/m2 , 比 N 0处理增产
40.91%;其次为 N 3处理组合 ,总产量为 938.5 g/m2 ,
比 N 0区增产 30.71%。施氮区总产量明显高于不施氮
区。在二年龄草地中 ,不施氮小区全年总产量最高 ,为
2 734.2 g/m2 ,但无芒雀麦比例仅占 7.4%;其次是 N 2
处理组合 , 总产量为 2 549.5 kg/hm2 , 无芒雀麦占
37.5%,总产量显著高于 N 1和 N 3处理区。在 3年龄
草地中 ,(N 1)低氮处理区全年总产量最高 ,比不施氮
处理增产 19.98%。
试验结果表明 ,对苜蓿+无芒雀麦混播草地施适
量的氮肥(20 ~ 30 g/m2),可促进无芒雀麦和苜蓿的生
长 ,而高氮肥(N 3)处理会明显降低苜蓿产量和草地总
产量 。
2.2 磷肥对产量的影响
表 3 可以看出 ,一年龄草地 ,随着磷肥水平的增
加 ,无芒雀麦产量呈递增趋势。高磷处理区无芒雀麦
头茬草产量比不施磷区(P 0)增产 32.16%,但不同磷
肥水平间无芒雀麦头茬草产量差异不显著 。在 2茬草
中 ,高磷肥(P3)处理区无芒雀麦产量显著大于 P1 、P 2
处理区(P<0.05)。磷肥对无芒雀麦产量效应在 2茬
7草原与草坪 2008年 第 5期 总第 130期
草中表现较明显 ,这是因为磷肥有利于无芒雀麦根系
生长和分蘖 ,提高了无芒雀麦的再生力 。苜蓿产量随
着磷肥水平的增加呈增长趋势 ,但高磷(P 3)处理使苜
蓿产量下降。在磷肥处理中 ,P2处理苜蓿产量最高。
表 2 不同氮肥处理产量
Table 2 The yield of individual specie and total yield under different N fertilizer treatment g/m2 DW
草地
年龄
处理
水平
头茬草产量
无芒雀麦 杂花苜蓿 总产量
2 茬草产量
无芒雀麦 杂花苜蓿 总产量
3 茬草产量
无芒雀麦 杂花苜蓿 总产量
全年总
产量
一年龄草地 0 66.0b 119.7a 185.7ab 118.2c 414.1a 532.3c -- -- -- 718.0
1 96.4ab 132.2a 228.6b 357.8b 302.1b 659.9b -- -- -- 888.5
2 116.2a 149.3a 265.5a 325.3b 420.8a 746.2a -- -- -- 1011.7
3 135.5a 117.3a 252.8a 405.4a 280.3b 685.7ab -- -- -- 938.5
二年龄草地 0 79.4d 1514.7a 1594.1a 83.6c 704.1a 787.7b 38.7c 313.7a 352.4a 2734.2
1 224.4c 961.7b 1186.1c 255.2b 620.0b 875.2a 61.7b 223.4b 285.1b 2346.4
2 414.8b 960.6b 1375.4b 442.0a 452.2c 894.2a 98.1a 181.8b 279.9b 2549.5
3 542.7a 805.5c 1348.2b 448.4a 378.4d 826.8ab 61.3b 171.2b 232.5b 2407.5
三年龄草地 0 110.7c 596.0ab 706.7b 26.2c 558.0b 584.2b 25.7a 403.2b 428.9b 1719.8
1 196.3b 672.6a 868.9a 61.7b 590.1ab 651.8ab 24.3a 518.4a 542.7a 2063.4
2 212.5b 612.1ab 824.6a 83.9a 611.6ab 695.5a 36.5a 338.4bc 374.9bc 1895.0
3 301.0a 552.8b 853.8a 30.3c 640.9a 671.2ab 29.1a 265.0c 294.1c 1819.1
注:在 2005年第 2茬草产量测定之前 ,由于连续降雨一周 , 苜蓿倒伏 ,无芒雀麦基生叶腐烂 , 影响了 2 茬草中无芒雀麦的产量和
第 3 茬草中无芒雀麦的再生
表 3 不同磷肥处理产量
Table 3 The yield of individual specie and total yield under dif ferent P fertilizer treatment g/m2 DW
草地
年龄
处理
水平
头茬草产量
无芒雀麦 杂花苜蓿 总产量
2 茬草产量
无芒雀麦 杂花苜蓿 总产量
3 茬草产量
无芒雀麦 杂花苜蓿 总产量
全年总
产量
一年龄草地 0 105.4a 110.9a 216.3a 529.8a 179.4b 709.2a -- -- -- 925.5
1 110.6a 138.1a 248.7a 452.5b 183.9b 636.4b -- -- -- 885.1
2 116.2a 149.3a 265.5a 325.3c 420.8a 746.1a -- -- -- 1011.6
3 139.3a 125.6a 264.9a 537.3a 173.9b 711.2a -- -- -- 976.1
二年龄草地 0 894.8a 391.4c 1286.2b 402.0b 115.2d 517.2b 107.0a 96.0b 203.0ab 2006.4
1 481.3b 745.5b 1226.8b 510.8a 344.4c 855.2a 89.8a 148.0ab 237.8b 2319.8
2 414.8bc 960.6a 1375.4a 442.0b 452.2b 894.2a 98.1a 181.8a 279.9a 2549.5
3 356.7c 1034.9a 1391.6a 421.4b 506.0a 927.4a 75.2a 142.7ab 217.9ab 2536.9
三年龄草地 0 256.9ab 470.2b 727.1b 84.2a 331.9b 416.1b 40.6a 309.6b 350.2b 1493.4
1 229.7b 553.3ab 783.0ab 92.3a 383.8b 476.1b 18.3b 331.2ab 349.5b 1608.6
2 212.5b 612.1a 824.6a 83.9a 611.6a 695.5a 36.5ab 338.4ab 374.9ab 1895.0
3 297.8a 465.8b 763.6ab 77.9a 648.9a 726.8a 18.9b 475.2a 494.1a 1984.5
在 2年龄草地中 ,随着磷肥水平的增加 ,无芒雀麦
产量呈下降趋势 ,苜蓿产量呈上升趋势 。这种趋势在
头茬草表现更明显。在头茬草中 ,不施磷肥处理(P0)
无芒雀麦产量最高 ,与其他处理相比产量差异显著(P
<0.05)。苜蓿产量在 P 3处理区最高 ,比 P 0处理区高
1.64倍 ,比 P1处理区高 38.8%,产量差异显著。在 2
茬草中 ,低磷处理区(P1)无芒雀麦产量最高 ,与其他处
理产量相比差异显著 。P 3处理苜蓿产量最高 ,比 P 0处
理增产 3.39倍 。在第 3茬草中 P2处理区苜蓿产量最
高 ,比 P0处理小区中增产 89.38%。无芒雀麦在 P 0处
理区产量最高 。
在三年龄草地中 ,随着磷肥施量的增加 ,苜蓿产量
呈递增趋势 ,除头茬草高磷(P3)处理区苜蓿产量较低
外 ,在第 2茬草和第 3茬草中高磷处理区苜蓿产量最
高 ,分别比 P0处理区增产 95.51%和 53.49%,产量差
异显著。磷肥对无芒雀麦产量的效应不象二年龄草地
那样有规律 ,受种间竞争影响较大 。
试验结果表明 ,对于苜蓿+无芒雀麦混播草地 ,在
有氮钾肥配施的条件下 ,施适量的磷肥有利于苜蓿和
无芒雀麦的生长 。在二年龄和三年龄草地中 ,由于施
8 Grassland and Turf (Bimonthly) 2008 No.5 (Sum No.130)
磷肥促进了苜蓿的旺盛生长 ,提高了苜蓿的种群竞争
力 ,抑制了无芒雀麦的生长 ,使无芒雀麦产量随磷肥施
量增加呈下降趋势。然而 ,从全年总产量分析来看 ,P 2
和 P3处理总产量较高 ,二者产量相近 ,与其他处理间
产量差异较为明显。
2.3 钾肥对组分种产量及总产量的影响
表 4数据表明 ,在相同氮磷水平下(N 2 、P2),随钾
肥水平的增加 ,无芒雀麦产量呈上升趋势 。在一年龄
和二年龄草地中 ,高钾区(K 3)无芒雀麦头茬草产量显
著高于其他处理区(P<0.05)。钾肥对 2茬草和 3茬
草的效应与头茬草相似 ,只是在高钾处理区产量开始
下降 。在三年龄草地的头茬和 2茬草中 ,钾肥对无芒
雀麦产量效应不明显 ,在第 3茬草中效应较明显 ,随钾
肥水平的增加产量呈递增趋势 。适量的钾肥也有利于
苜蓿生长 , K 2处理区苜蓿产量较高 ,高钾(K 3)处理显
著降低了苜蓿产量。如在二年龄草地中 , K 3处理区苜
蓿头茬草产量比 K 2处理区低 1.49 倍 , 第 3 茬草低
2.04倍。只施氮磷肥而不施钾肥(K 0)严重影响无芒
雀麦和苜蓿生长 ,产草量下降 。
钾肥对苜蓿和无芒雀麦产量的影响不仅仅是钾肥
效应的结果 ,同时也有杂花苜蓿与无芒雀麦种间竞争
的作用。苜蓿生长较弱时 ,无芒雀麦生长旺盛 ,苜蓿生
长将受抑制 ,如 K 3处理区 。反之 ,在无芒雀麦生长较
弱的处理中 ,苜蓿生长较好 ,产量较高 ,如 K 0处理区。
从全年总产量来分析 , K2处理全年总产量显著高
于 K 0和 K 3处理。高钾(K 3)处理虽然可增加无芒雀麦
产量 ,但因降低了苜蓿产量 ,使总产量下降 。在不同 K
肥处理中 , K2处理全年总产量最高。试验结果表明 ,
施适量的钾肥均有利于杂花苜蓿和无芒雀麦的生长 ,
尤其可提高混播草地中无芒雀麦的竞争力 ,增加无芒
雀麦比例 。
3年的试验结果表明 ,基肥中氮 ,磷和钾肥配施对
混播草地当年产量影响较大 ,处理间无芒雀麦产量 、杂
花苜蓿产量以及总产量差异明显 。适量的氮 ,磷和钾
肥配施可提高无芒雀麦和苜蓿的产量。在相同磷肥水
平(P2)下 ,混播草地中无芒雀麦产量随氮肥和钾肥施
表 4 不同钾肥处理产量
Table 4 The yield of individual specie and total yield under different K fertilizer treatment g/m2 DW
草地
年龄
处理
水平
头茬草产量
无芒雀麦 杂花苜蓿 总产量
2 茬草产量
无芒雀麦 杂花苜蓿 总产量
3 茬草产量
无芒雀麦 杂花苜蓿 总产量
全年总
产量
一年龄草地 0 80.5c 131.4a 211.9b 249.6c 323.0b 572.6b -- -- -- 784.5
1 112.0b 93.5b 205.5b 346.1b 257.6b 603.7b -- -- -- 809.2
2 116.2b 149.3a 265.5a 325.3b 420.8a 746.1a -- -- -- 1011.6
3 158.2a 78.5b 236.7ab 596.3a 134.9c 731.2a -- -- -- 967.9
二年龄草地 0 349.6b 735.8b 1085.4b 353.8b 311.7b 665.5b 41.7 b 149.9b 191.6b 1942.5
1 415.3b 907.7ab 1323.0a 434.8a 456.2a 891.0 a 86.5ab 165.3ab 251.8a 2465.8
2 414.8b 960.6a 1375.4a 442.0a 452.2a 894.2a 89.1ab 181.8a 270.9a 2540.5
3 945.6a 386.5c 1332.1a 339.0b 209.1c 548.1b 113.5a 59.8c 173.3b 2053.5
三年龄草地 0 244.1b 494.4bc 738.5ab 35.7b 417.7b 453.4b 31.1b 302.4a 333.5a 1525.4
1 297.1a 520.2b 817.3a 76.2ab 452.7b 528.9b 29.7b 331.2a 360.9a 1707.1
2 212.5b 612.1a 824.6a 83.9a 611.6a 695.5a 36.5b 338.4a 374.9a 1895.0
3 224.6b 446.5c 671.1b 57.3ab 387.7b 445.0b 70.3a 260.6a 330.9a 1447.0
量增加呈递增趋势 ,苜蓿产量呈下降趋势 ,高氮和高钾
处理苜蓿产量明显下降。在相同氮肥和钾肥水平
(N 2 、K 2)下 ,无芒雀麦产量随磷肥施量增加呈递减趋
势 ,苜蓿产量呈上升趋势。施肥是牧草正常生长的保
证 ,合理施用基肥对提高草地总产量和保持群落稳定
性具有重要作用 。苜蓿+无芒雀麦群落组分稳定性相
对较差 ,属于不稳定群落 ,在适宜的人工调控下 ,可维
持组分相对稳定 ,否则将向单一群落演替。
3 结论
(1)草原 2 号苜蓿与磷肥效应最显著 ,无芒雀麦
与氮肥和钾肥效应最显著。高钾与高氮组合显著降低
了草原 2 号苜蓿产量(P <0.05)。随着磷肥水平增
加 ,苜蓿产量呈递增趋势 ,无芒雀麦产量呈下降趋势 。
随着氮肥和钾肥水平增加 ,无芒雀麦的产量上升 ,苜蓿
的产量下降。基肥对一年龄草地产量影响更加明显。
(2) 对于杂花苜蓿+无芒雀麦混播草地 ,为了保
9草原与草坪 2008年 第 5期 总第 130期
持混播群落的稳定性 ,较适宜的施肥不平是 N 2 、P1 、K 2
组合(基肥:尿素 20 g/m2 、过磷酸钙 30 g/m 2 、氯化钾
20 g/m2 ;追肥:尿素 30 g/m2 、过磷酸钙 50 g/m 2 、氯化
钾 30 g/m 2)。一年龄草地中无芒雀麦产量占混播草
地总产量的 63.62%。在二年龄草地各茬草中无芒雀
麦产量组分比分别为 39.23%, 59.73%和 37.76%,占
全年总产量的 46.64%。
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Effect of fertilization on the yield of mixed grassland
(Medicago+Bromus inermis)
ZHANG Yong-liang ,LUO Xiu-mei ,GAO Kai
(Mongolia University For Nat ional it ies , Tongliao 028042 ,China)
Abstract:The ef fects o f N ,P and K ferti li zers on the yield of Medicago+B romus inermis mixed g rassland
under dif ferent application rates we re studied in Inner Mongolia.T he results indicated that the proper fe rtiliza-
tion could improve the g row th of Bromus inerm is and Medicago varia cv.Caoyuan No.2.P fertilizer showed the
best effect on Medicago and meanwhile N fert ili zer on B romus inermis.High level of K and N application signif-
icant ly reduced the f irst clipping yield o f Medicago(P<0.05).The appropriate fert ilizer application combina-
tion fo r stable community w as N 2 ,P 1 ,K 2 Fo rmula(basic fe rtilizer:carbamide 20 g/m2 , ordinary superphosphate
30 g/m2 and po tassium chloride 20 g /m2 ;supplemental fertilize r:carbamide 30 g/m2 , ordinary superphosphate
50 g/m2 and po tassium chloride 30 g/m2).In the first year , the g rass yields of Bromus inermis f rom f irst clip-
ping and second clipping accounted fo r 44.47% and 71.1% of the community , and which w as 63.62% of to tal
y ield.In the second year , the g rass yield of Bromus inermis f rom three clippings accounted for 39.23%,59.73%
and 37.76% of the community , and which w as 46.64% of to tal y ield.
Key words:fe rtilizat ion;Medicago varia ;Bromus inermis;yield
10 Grassland and Turf (Bimonthly) 2008 No.5 (Sum No.130)