全 文 ：书半干旱黄土丘陵区施肥对退耕地
紫花苜蓿生物量的影响
蔡国军１，２，张仁陟１，柴春山２
（１．甘肃农业大学资源与环境学院，甘肃 兰州７３００７０；２．甘肃省林业科学研究院，甘肃 兰州７３００２０）
摘要：为了提高退耕地紫花苜蓿的地上生物量并延缓其衰败期，对定西安定区龙滩流域退耕地播种５年后的紫花
苜蓿，于２００７－２００８年连续２年开展氮肥和磷肥混合撒施施肥试验。结果表明，施Ｎ肥对促进苜蓿生长并提高生
物量没有明显的效果，施Ｐ肥效果明显，２年的施肥苜蓿平均生物量分别是对照的１．６２和１．１５倍，可显著促进苜
蓿生长并提高其生物量，其中Ｐ肥最大用量为１２ｋｇ／６６７ｍ２ 时的生物量最高。栽培第７年的苜蓿鲜草产量平均可
达１８２４０ｋｇ／ｈｍ２。研究区阳坡的苜蓿比阴坡的苜蓿生长好、生物量高，其鲜草和干草平均生物量是阴坡的１．４９
和１．４３倍。在年降水量４００ｍｍ 左右的半干旱黄土区，苜蓿产量主要由第１茬苜蓿产生，约占全年总产量的
７５％，第２茬苜蓿产量较小，约占总产量的２５％，所以在该区域苜蓿１年适宜收割２次。
关键词：紫花苜蓿；施肥；生物量
中图分类号：Ｓ８１６；Ｓ５４１＋．１０１；Ｑ９４５．７９　　文献标识码：Ａ　　文章编号：１００４５７５９（２０１２）０５０２０４０９
　　紫花苜蓿（犕犲犱犻犮犪犵狅狊犪狋犻狏犪）是多年生优良豆科牧草，其营养价值高，生产潜力大，在我国西部干旱、半干旱
地区具有十分重要的价值和地位［１，２］。在当前生态环境建设中，苜蓿是发展养畜业的首选饲料作物。提高苜蓿
生产力，对改善环境、培肥地力、发展草畜产业和恢复生态与经济具有重要意义［１，３，４］。影响苜蓿产量的因素包括
品种、环境、立地、水肥条件、种植密度、管理措施、刈割方式等许多种［５，６］，对苜蓿的生长发育及产量的形成发生
着相互影响又错综复杂的关系。近５０年来国内外有关施肥对苜蓿生长发育、产量及品质开展了大量的研究［７］。
黄土高原北部紫花苜蓿草地生产力普遍偏低［８，９］，产量较低，最高鲜草产量达４０００～５０００ｋｇ／ｈｍ２，生长盛期持
续时间一般为６年左右，管理好的地块，６～７年左右产量仍然可达３０００ｋｇ／ｈｍ２，而一般情况下在７年左右产草
量已经低于３０００ｋｇ／ｈｍ２，多数已被废弃。受环境和栽培技术的影响，苜蓿的产草量在不同地区、不同试验及不
同的管理条件下往往存在很大差异［１０］。有研究证明［１，１１，１２］，苜蓿的高产期在２～５年，其中在第５年达到最高，尔
后产草量随着生长年限的延长而逐年下降。孙建华等［１３］在具有灌溉条件的兰州试验田里，通过４年的苜蓿生长
特性研究证明，生长高峰期在第３年，单株干物质产量最大生长速度在第１茬，日均生长速度最快在第２茬，各龄
１茬的单株干物质产量占当年的４１．６９％～６４．９０％，２茬占１９．７６％～３３．５９％，３茬占１２．０３％～１８．３３％。通过
对紫花苜蓿草地加强管理，进行施肥，可以延长紫花苜蓿的生长盛期，提高牧草产量。实行施肥与中耕管理后，苜
蓿的盛产期可延长至１０～１５年［１］。李玉山［１４］用产草量动态指数（Ｙｉ）描述产草量生长年限延长的变化，Ｙｉ为各
年苜蓿产草量和高产期产草量之比值。苜蓿的利用方式有２种［１］，一种是种植一次多年利用；一种是种植３～５
年苜蓿后，再种３～５年粮食作物，然后再进行轮作。在大面积的退耕还林中，比较适宜第１种方式，如果采用第
２种方式，会对林木造成影响。苜蓿的生长与产量除了与肥料有关外，还与土壤水分密切相关［１２，１５］。在半干旱地
区，苜蓿产草量主要取决于水分条件［１］，苜蓿对土壤水分特别是深层土壤水分的强烈消耗是导致其生产力随生长
年限延长而降低的重要原因［１６］。退耕地种草被认为是农牧交错带恢复草地生态、改善环境的主要措施之一，种
草后土壤有机碳含量增加，植被覆盖度提高，在一定程度上取得了较好的效果［１７，１８］。但是，退耕地建植的人工草
地往往因管理技术差、产量不稳定及品种适应性等问题而逐渐退化，农牧民复垦现象普遍［１８］。北方农牧交错带
２０４－２１２
２０１２年１０月
　　　草　业　学　报　　　
　　　ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ　　　
第２１卷　第５期
Ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．５
收稿日期：２０１２０６１１；改回日期：２０１２０９１０
基金项目：国家“十一五”科技支撑计划课题“黄土丘陵沟壑区生态综合整治技术开发”（２００６ＢＡＣ０１Ａ０６）资助。
作者简介：蔡国军（１９６５），男，甘肃临洮人，研究员，在读博士。Ｅｍａｉｌ：ｃｇｊ１６６５＠１６３．ｃｏｍ
通讯作者。Ｅｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｒｚ＠ｇｓａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
土壤速效磷含量普遍在５ｍｇ／ｋｇ以下，而土壤碱解氮、速效钾达丰富水平［１８，１９］。紫花苜蓿的种植可以提高土壤
氮的含量，而磷在土壤中的溶解性较差，难以移动，加上植物不断消耗，已成为该区域植物生长的限制因子。贾宇
等［１９］也认为提高紫花苜蓿人工草地产量或延长草地高产年限，必须寻找增加土壤有机磷的途径和方法。刘晓宏
和郝明德［２０］通过１３年长期施肥和轮作，连续种植苜蓿对Ｎ肥、Ｐ肥、有机肥的配合使用（ＮＰＭ）较单施磷肥对提
高土壤硝态氮含量水平有较好效果。李积智等［２１］对青海循化县苜蓿施肥研究认为施肥对其产量影响的大小顺
序为磷肥＞氮肥＞钾肥，因此施肥以氮肥、磷肥为主，施肥量以氮磷比为１∶２比较合适。汪诗平和陈默君［２２］研
究认为在低磷地区磷肥不仅能提高产量而且能改善品质，但在高磷地区效果不明显。尽管如此，仍有不少人认为
不施磷肥是不明智之举，建议施用维持量为宜。为此，本研究选择 Ｎ肥和Ｐ肥开展施肥试验，以期为降水量为
４００ｍｍ左右的半干旱黄土区苜蓿施肥与管理提供依据。
１　材料与方法
１．１　试验地概况
试验地位于定西市砏口镇龙滩流域，属于半干旱黄土高原丘陵沟壑区，流域面积１５ｋｍ２，地理坐标为Ｅ
１０４°２７′～１０４°３２′，Ｎ３５°４３′～３５°４６′，年平均气温６．８℃，１月平均气温－７．９℃，极端最高温３８．５℃，气温日较差
在１４～１９℃，平均无霜期１５２ｄ，≥１０℃的年活动积温２１２４℃，年均降水量３８６．３ｍｍ，降水主要集中在７、８、９三
个月，年平均相对湿度７２％，干燥度为１．９。土壤以灰钙土类的淡灰钙土为主，有机质含量很少，土壤贫瘠，ｐＨ
值在７．５～８．５，呈现弱碱性。
紫花苜蓿施肥试验地为退耕还林还草坡地，２００２年建植。２００７年开展施肥试验，共选取４个样地，其中阳坡
２个样地，为观景台和塘窑，阴坡２个样地，为剪子岔和李家湾。２００８年只选取１个样地，为阴坡的李家湾。观景
台试验地的退耕还林模式为侧柏－山毛桃－紫花苜蓿配置，林木和紫花苜蓿生长良好；塘窑试验地的退耕还林模
式为山毛桃－甘蒙柽柳－紫花苜蓿配置，其中紫花苜蓿生长良好，而山毛桃和甘蒙柽柳植株小，长势差；李家湾试
验地管理精细，林木和紫花苜蓿生长良好，退耕还林模式为山杏－甘蒙柽柳－紫花苜蓿配置；剪子岔试验地的退
耕还林模式为侧柏－山杏－紫花苜蓿，试验地管理差，杂草多，苜蓿稀疏，侧柏和山杏长势差，试验地具体情况见
表１。
表１　２００７和２００８年紫花苜蓿施肥试验地概况
犜犪犫犾犲１　犜犺犲犮狅狀犱犻狋犻狅狀狅犳犪犾犳犪犾犳犪犳犲狉狋犻犾犻狕犪狋犻狅狀狊犻狋犲犻狀２００７犪狀犱２００８
试验地名称
Ｓｉｔｅｎａｍｅ
坡向
Ｓｌｏｐｅａｓｐｅｃｔ
坡度
Ｓｌｏｐｅｇｒａｄｉｅｎｔ
（°）
海拔
Ａｌｔｉｔｕｄｅ
（ｍ）
退耕还林模式
Ｍｏｄｅｌｏｆｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ
ｃｒｏｐｌａｎｄｔｏｆｏｒｅｓｔ
管理状况
Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ
ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ
苜蓿长势
Ｇｒｏｗｔｈｖｉｇｏｒ
ｏｆａｌｆａｌｆａ
林木长势
Ｇｒｏｗｔｈｖｉｇｏｒ
ｏｆｔｒｅｅｓ
观景台
Ｇｕａｎｊｉｎｇｔａｉ
半阳
Ｈａｌｆｓｕｎｎｙ
ｓｌｏｐｅ
１６ ２１２７～
２１３４
侧柏－山毛桃－苜蓿
犘犾犪狋狔犮犾犪犱狌狊狅狉犻犲狀狋犪犾犻狊－犘狉狌狀狌狊
犱犪狏犻犱犻犪狀犪－犕．狊犪狋犻狏犪
良好
Ｇｏｏｄ
良好
Ｇｏｏｄ
良好
Ｇｏｏｄ
塘窑
Ｔａｎｇｙａｏ
阳坡
Ｓｕｎｎｙｓｌｏｐｅ
１０ ２１２３～
２１３２
山毛桃－柽柳－苜蓿
犘．犱犪狏犻犱犻犪狀犪－犜犪犿犪狉犻狓犪狌狊狋狉
犿狅狀犵狅犾犻犮犪－犕．狊犪狋犻狏犪
良好
Ｇｏｏｄ
良好
Ｇｏｏｄ
长势差、小、稀疏
Ｗｏｒｓｅｇｒｏｗｔｈ，ｓｍａｌ
ａｎｄｓｐａｒｓｅ
李家湾
Ｌｉｊｉａｗａｎ
阴坡
Ｓｈａｄｙｓｌｏｐｅ
１３ ２１０５ 山杏－柽柳－苜蓿
犃狉犿犲狀犻犪犮犪狏狌犾犵犪狉犻狊ｖａｒ．犪狀狊狌－
犜．犪狌狊狋狉犿狅狀犵狅犾犻犮犪－犕．狊犪狋犻狏犪
良好
Ｇｏｏｄ
良好
Ｇｏｏｄ
良好，树体大
Ｇｏｏｄｇｒｏｗｔｈａｎｄ
ｔｒｅｅｓａｒｅｂｉｇ
剪子岔
Ｊｉａｎｚｉｃｈａ
半阴
Ｈａｌｆｓｈａｄｙ
ｓｌｏｐｅ
１５ ２０８７ 侧柏－山杏－苜蓿
犘．狅狉犻犲狀狋犪犾犻狊－犃．狏狌犾犵犪狉犻狊ｖａｒ．
犪狀狊狌－犕．狊犪狋犻狏犪
较差
Ｗｏｒｓｅ
较差
Ｗｏｒｓｅ
长势差，枯黄严重
Ｗｏｒｓｅｇｒｏｗｔｈ，ｓｅｒｉ
ｏｕｓｙｅｌｏｗ
５０２第２１卷第５期 草业学报２０１２年
１．２　试验材料
试验所施肥料为无机化肥，包括氮肥（尿素）和磷肥（过磷酸钙），其中尿素中 Ｎ含量为４６％；过磷酸钙中
Ｐ２Ｏ５ 含量为１２％。
１．３　试验时间
２００７年施肥试验于７月２９日至３０日进行，２００７年９月１７日、２００８年９月１８日连续２年取样测定生物量；
２００８年施肥试验于４月１７日进行，于同年６月２５日和９月１８日先后２次取样测定生物量。２００７年施肥时，观
景台紫花苜蓿已属第２茬，高度约２０ｃｍ，生长发育已进入现蕾期，长势较好；塘窑紫花苜蓿为第２茬，高度约２０
ｃｍ，生长期为现蕾期，长势较好；剪子岔紫花苜蓿第１茬刚割完，第２茬正在萌芽中；李家湾紫花苜蓿为第２茬，
高度约１０ｃｍ，正处于生长期，长势较好。２００８年施肥时，李家湾紫花苜蓿为第１茬，正处于生长初期，高度约８
ｃｍ，长势良好。
１．４　试验方法
试验采用随机裂区设计，２００７年纯Ｎ设３个水平（０，６，１２ｋｇ／６６７ｍ２），Ｐ２Ｏ５ 设４个水平（３，６，９，１２ｋｇ／６６７
ｍ２），共１２种处理（表２）；２００８年共设纯Ｎ和Ｐ２Ｏ５ 为（０＋１２）ｋｇ／６６７ｍ２，（６＋６）ｋｇ／６６７ｍ２，（６＋９）ｋｇ／６６７
ｍ２ 和（１２＋６）ｋｇ／６６７ｍ２４种处理（表３），以不施肥为对照，每个处理３次重复，施肥小区规格２ｍ×５ｍ，间距１
ｍ，氮肥和磷肥混合撒施。
取样方法为每小区随机选１ｍ×１ｍ的样方１个，取样后及时称鲜重，称完后样品在室内阴干再称干重。
表２　２００７年紫花苜蓿施肥试验设计表
犜犪犫犾犲２　犜犺犲狋犪犫犾犲狅犳犪犾犳犪犾犳犪犳犲狉狋犻犾犻狕犪狋犻狅狀犱犲狊犻犵狀犻狀２００７
科目
Ｓｕｂｊｅｃｔ
施肥配比Ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ（Ｎ∶Ｐ２Ｏ５）／（ｋｇ／６６７ｍ２）
（０∶３） （０∶６） （０∶９） （０∶１２） （６∶３） （６∶６） （６∶９） （６∶１２）（１２∶３）（１２∶６）（１２∶９）（１２∶１２）
对照
Ｃｏｎｔｒｏｌ
配比代码Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｃｏｄｅ Ａ Ｂ Ｃ Ｄ Ｅ Ｆ Ｇ Ｈ Ｉ Ｊ Ｋ Ｌ ＣＫ
表３　２００８年紫花苜蓿施肥试验设计表
犜犪犫犾犲３　犜犺犲狋犪犫犾犲狅犳犪犾犳犪犾犳犪犳犲狉狋犻犾犻狕犪狋犻狅狀犱犲狊犻犵狀犻狀２００８
科目
Ｓｕｂｊｅｃｔ
施肥配比Ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ（Ｎ∶Ｐ２Ｏ５）／（ｋｇ／６６７ｍ２）
（０∶１２） （６∶６） （９∶９） （１２∶６）
对照
Ｃｏｎｔｒｏｌ
配比代码Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｃｏｄｅ Ｍ Ｒ Ｓ Ｔ ＣＫ
１．５　数据分析方法
数据用Ｅｘｃｅｌ２００３整理，由ＳＡＳ９．０进行统计分析。
２　结果与分析
２．１　２００７年不同施肥配比效果分析
从２００７年的苜蓿施肥试验结果看（表４），２００７年施肥当年和２００８年施肥第２年的第２茬（９月份）生物量鲜
重分别为２９０．１２～３９５．６１和５６１．８０～８９８．１７ｇ／ｍ２，干重分别为９４．４９～１３４．１０和１７７．１４～２４７．３５ｇ／ｍ２，均高
于２年的对照鲜重（２４１．２３，３７５．４３ｇ／ｍ２）和干重（８２．４５，１２４．５９ｇ／ｍ２），鲜重生物量分别是对照的１．４１和１．９６
倍，干重生物量分别是对照的１．４０和１．７２倍，施肥后苜蓿的平均生物量约是对照的１．６２倍。经方差分析表明
（表４），２００７年各种施肥配比间，生物量不论鲜重还是干重差异几乎都不显著，但均与对照间差异显著；２００８年
生物量无论鲜重还是干重，只有个别施肥配比间差异显著，其他配比间差异不显著，但所有配比与对照间差异都
显著。可见，施肥对促进苜蓿生长和提高生物量具有重要作用。Ｎ肥和Ｐ肥配比为０∶１２、６∶１２、１２∶１２的苜
蓿生物量最高，其次是施肥配比０∶９、６∶９、１２∶９，而配比为０∶３、６∶３、６∶６、１２∶３的苜蓿生物量较低；在３个
Ｎ水平与３个Ｐ水平的不同配比中，不管是否配以Ｎ肥，苜蓿生物量总的变化趋势是均以Ｐ肥施肥量少的苜蓿
６０２ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１２） Ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．５
生物量较低，随其施肥量的增加而增加，以Ｐ肥用量为１２ｋｇ／６６７ｍ２ 时的生物量最高。由此可见，在研究区的土
壤条件下，苜蓿生物量的提高主要由Ｐ肥起作用，Ｎ肥对其的影响不明显，这也与郭彦军等［１８］的研究结果相似。
比较２年的生物量，不管是鲜重还是干重，均是２００８年施肥第２年的生物量高于２００７年施肥当年的生物
量，施肥与对照间的差值也较大。其原因是２００７年施肥时间晚，肥效尚没有充分发挥，至２００８年肥效发挥充分，
苜蓿生长旺盛，生物量高。
表４　２００７年施肥紫花苜蓿生物量特征
犜犪犫犾犲４　犜犺犲犳犲犪狋狌狉犲狅犳犫犻狅犿犪狊狊狅犳犪犾犳犪犾犳犪犪犳狋犲狉犳犲狉狋犻犾犻狕犪狋犻狅狀
取样时间
Ｓａｍｐｌｉｎｇ
ｔｉｍｅ
施肥配比
Ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ
ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ（Ｎ∶Ｐ）
鲜重Ｆｒｅｓｈｂｉｏｍａｓｓ（ｇ／ｍ２）
均值
Ｍｅａｎ
标准差
ＳＤ
最大值
Ｍａｘｉｍｕｍ
最小值
　Ｍｉｎｉｍｕｍ
极差
Ｒａｎｇｅ
变异系数
ＣＶ（％）
干重Ｄｒｙｂｉｏｍａｓｓ（ｇ／ｍ２）
均值
Ｍｅａｎ
标准差
ＳＤ
最大值
Ｍａｘｉｍｕｍ
最小值
　Ｍｉｎｉｍｕｍ
极差
Ｒａｎｇｅ
变异系数
ＣＶ（％）
Ａ（０∶３） ２９８．１３ａｂｃ ９３．７２ ５２０．４３ ２１２．９７ ３０７．４６ ３１．４４ １０３．１３ａｂｃ ３２．３９ １７８．７８ ７３．３６ １０５．４２ ３１．４１
Ｂ（０∶６） ２９０．１２ｂｃ ７４．４８ ３９９．４５ １８２．４３ ２１７．０２ ２５．６７ ９４．４９ｂｃ ２４．４４ １２７．０４ ５３．４４ ７３．６０ ２５．８６
Ｃ（０∶９） ３８０．１７ａｂ １１９．３７ ５８１．９８ ２０５．６０ ３７６．３８ ３１．４０ １１２．６０ａｂｃ ２５．１１ １４２．７８ ７２．７８ ７０．００ ２２．３０
Ｄ（０∶１２） ３９５．６１ａ １７７．６９ ７４３．９０ ２０６．９５ ５３６．９５ ４４．９２ １３４．１０ａ ５９．４７ ２５６．９２ ６９．７４ １８７．１８ ４４．３５
Ｅ（６∶３） ３１３．９９ａｂｃ１００．２８ ４９９．１２ １９１．２２ ３０７．９０ ３１．９４ １０４．９０ａｂｃ ３５．９９ １７０．７１ ６３．６０ １０７．１１ ３４．３１
Ｆ（６∶６） ３６４．４３ａｂ １５６．８７ ６１１．４１ １８６．１６ ４２５．２５ ４３．０５ １２３．５４ａｂ ６０．４４ ２１４．０９ ５１．１５ １６２．９４ ４８．９２
２００７０９ Ｇ（６∶９） ３５１．５９ａｂ １０１．８９ ５７５．６０ ２５２．４３ ３２３．１７ ２８．９８ １２８．１３ａｂ ５５．６６ ２０９．１３ ５１．８９ １５７．２４ ４３．４４
Ｈ（６∶１２） ３６４．３２ａｂ ６０．３６ ４３７．４７ ２５９．２３ １７８．２４ １６．５７ １２４．１６ａｂ ２５．８０ １５６．７０ ８５．１３ ７１．５７ ２０．７８
Ｉ（１２∶３） ３１５．０７ａｂｃ ８６．９５ ４９２．９１ ２２６．４２ ２６６．４９ ２７．６０ １０９．９３ａｂｃ ３０．０８ １７５．２９ ８２．８３ ９２．４６ ２７．３７
Ｊ（１２∶６） ３０７．５６ａｂｃ ６５．６３ ４４６．４６ ２２５．６３ ２２０．８３ ２１．３４ １０３．５３ａｂｃ ２７．５１ １６２．１０ ７３．９３ ８８．１７ ２６．５７
Ｋ（１２∶９） ３２１．３９ａｂｃ１４７．９７ ５８３．３０ １５９．３９ ４２３．９１ ４６．０４ １２６．９９ａｂ ７２．１２ ２７５．０７ ６１．４５ ２１３．６２ ５６．７９
Ｌ（１２∶１２） ３６６．４９ａｂ １１２．７９ ５６５．８６ ２５４．０７ ３１１．７９ ３０．７７ １２０．７８ａｂ ４２．１７ １８９．８６ ８２．８１ １０７．０５ ３４．９２
ＣＫ ２４１．２３ｃ ５９．１４ ３３９．１０ １６４．２３ １７４．８７ ２４．５２ ８２．４５ｃ ２１．６４ １２０．５５ ５４．０９ ６６．４６ ２６．２４
Ａ（０∶３） ５６１．８０ｄ ４４．４９ ６０８．２４ ５１９．５７ ８８．６７ ７．９２ １７７．１４ｄ １１．０５ １８７．５２ １６５．５３ ２１．９９ ６．２４
Ｂ（０∶６） ６８０．０１ｂｃｄ ９５．２１ ７６６．６９ ５７８．１０ １８８．５９ １４．００ ２０１．９３ｂｃｄ ２０．１２ ２１９．７６ １８０．１２ ３９．６４ ９．９６
Ｃ（０∶９） ７８２．６５ａｂ ２５．６７ ８００．８７ ７５３．２９ ４７．５８ ３．２８ ２２３．５ａｂｃ ７．４８ ２２９．７９ ２１５．２３ １４．５６ ３．３５
Ｄ（０∶１２） ８９８．１７ａ １０７．６５ １０１８．７３ ８１１．６５ ２０７．０８ １１．９９ ２４７．３５ａ ２１．６７ ２７２．０６ ２３１．６０ ４０．４６ ８．７６
Ｅ（６∶３） ７５５．０１ａｂｃ１３８．０７ ９１４．４４ ６７５．０２ ２３９．４２ １８．２９ ２２６．６７ａｂ ４０．０１ ２７２．２４ １９７．３０ ７４．９４ １７．６５
Ｆ（６∶６） ６４５．２８ｂｃｄ ４３．１０ ６８７．０７ ６００．９８ ８６．０９ ６．６８ １９２．１３ｂｃｄ ７．８４ １９８．４４ １８３．３６ １５．０８ ４．０８
２００８０９ Ｇ（６∶９） ７３４．０４ｂｃ ２９．８０ ７５７．５７ ７００．５３ ５７．０４ ４．０６ ２１３．０４ａｂｃ １１．００ ２２３．３０ ２０１．４２ ２１．８８ ５．１６
Ｈ（６∶１２） ８８３．８７ａ ５６．００ ９４２．８２ ８３１．３７ １１１．４５ ６．３４ ２４４．９５ａ １１．５８ ２５２．９２ ２３１．６７ ２１．２５ ４．７３
Ｉ（１２∶３） ６１９．４７ｃｄ ６８．６０ ６８１．３７ ５４５．７１ １３５．６６ １１．０７ １８９．９６ｃｄ １９．９９ ２０５．９７ １６７．５５ ３８．４２ １０．５２
Ｊ（１２∶６） ７０２．５７ｂｃｄ１２３．６７ ７８６．６０ ５６０．５６ ２２６．０４ １７．６０ ２１５．４２ａｂｃ ３０．７３ ２３７．４２ １８０．３１ ５７．１１ １４．２６
Ｋ（１２∶９） ７７０．６６ａｂ １３．２８ ７８５．９９ ７６２．９９ ２３．００ １．７２ ２２３．２４ａｂｃ ８．７９ ２３２．４５ ２１４．９５ １７．５０ ３．９４
Ｌ（１２∶１２） ７７９．０１ａｂ ５９．６２ ８４１．０４ ７２２．１４ １１８．９０ ７．６５ ２１９．７５ａｂｃ ３．２４ ２２２．４０ ２１６．１４ ６．２６ １．４７
ＣＫ ３７５．４３ｅ １１．４２ ３８４．１８ ３６２．５１ ２１．６７ ３．０４ １２４．５９ｅ ６．１７ １２９．０２ １１７．５４ １１．４８ ４．９５
　注：不同字母表示在０．０５的水平上差异显著。下同。
　Ｎｏｔｅ：Ｍｅａｎｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｅｔｔｅｒｓａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｔ０．０５ｌｅｖｅｌ．Ｔｈｅｓａｍｅｂｅｌｏｗ．
２．２　２００７年不同施肥样地效果分析
不同施肥样地间，生物量不管是鲜重还是干重差异都较明显（表５）。其中，半阳坡的观景台样地生物量最
高，其次是阳坡的塘窑，而阴坡的李家湾和半阴坡的剪子岔２个样地生物量较小。经方差分析表明（表５），不同
施肥样地间苜蓿生物量差异均显著，阳坡、半阳坡与阴坡、半阴坡样地间差异显著；阳坡与半阳坡的样地间差异显
７０２第２１卷第５期 草业学报２０１２年
著，而阴坡与半阴坡的小区间差异不显著。说明阳坡的苜蓿比阴坡的苜蓿长势好、生物量高，其鲜草和干草平均
生物量是阴坡的１．４９和１．４３倍。
２．３　２００８年不同施肥配比效果分析
２００８年施肥苜蓿６月份（第１茬）生物量测定结果显示（表６），４种施肥配比的平均生物量鲜重为１２３７．９２
～１６０６．２５ｇ／ｍ２，平均干重为４０７．０７～５１４．８０ｇ／ｍ２，鲜重略高于对照而干重等同于对照，鲜重和干重生物量分
别是对照的１．０６和１．１９倍。从不同施肥配比的生物量看，不论是鲜重还是干重，４种施肥配比中，Ｎ肥和Ｐ肥
配比为０∶１２的苜蓿生物量最高，其次是配比１２∶６，６∶６和６∶９的生物量较低。而且，４种施肥配比中，只有
０∶１２配比的生物量明显高于对照，其他配比的生物量接近甚至低于对照，鲜重和干重与对照间差异均不明显。
经方差分析表明（表６），４种施肥配比间生物量差异不显著，与对照间差异也不显著。说明２００８年施肥在第１茬
苜蓿生物量上的效果不明显。
表５　２００７年施肥紫花苜蓿不同施肥小区生物量特征
犜犪犫犾犲５　犜犺犲犳犲犪狋狌狉犲狅犳犫犻狅犿犪狊狊狅犳犪犾犳犪犾犳犪犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋犳犲狉狋犻犾犻狕犪狋犻狅狀狆犾狅狋
小区名称
Ｐｌｏｔｎａｍｅ
鲜重Ｆｒｅｓｈｂｉｏｍａｓｓ（ｇ／ｍ２）
均值
Ｍｅａｎ
标准差
ＳＤ
最大值
Ｍａｘｉｍｕｍ
最小值
Ｍｉｎｉｍｕｍ
极差
Ｒａｎｇｅ
变异系数
ＣＶ（％）
干重Ｄｒｙｂｉｏｍａｓｓ（ｇ／ｍ２）
均值
Ｍｅａｎ
标准差
ＳＤ
最大值
Ｍａｘｉｍｕｍ
最小值
Ｍｉｎｉｍｕｍ
极差
Ｒａｎｇｅ
变异系数
ＣＶ（％）
观景台Ｇｕａｎｊｉｎｇｔａｉ４５５．９５ａ １２３．８０ ７４３．９０ ２５８．６９ ４８５．２１ ２７．１５ １６２．４７ａ ４７．４９ ２７５．０７ １０１．２５ １７３．８２ ２９．２３
塘窑Ｔａｎｇｙａｏ ３５５．０９ｂ ７１．２９ ４９１．９８ ２４４．１３ ２４７．８５ ２０．０８ １０９．７０ｂ ３３．５６ ２０９．１３ ６１．４５ １４７．６８ ３０．５９
剪子岔Ｊｉａｎｚｉｃｈａ ２５４．５９ｃ ６５．７６ ４５９．３７ １５９．３９ ２９９．９８ ２５．８３ ９０．４６ｂ ２３．８３ １４５．６２ ５１．１５ ９４．４７ ２６．３４
李家湾Ｌｉｊｉａｗａｎ ２９０．６５ｃ ５３．６０ ３８８．０３ １７９．６０ ２０８．４３ １８．４４ ９９．４６ｂ ２０．７４ １３６．７４ ５１．８９ ８４．８５ ２０．８５
表６　２００８年施肥紫花苜蓿生物量特征
犜犪犫犾犲６　犜犺犲犳犲犪狋狌狉犲狅犳犫犻狅犿犪狊狊狅犳犪犾犳犪犾犳犪犪犳狋犲狉犳犲狉狋犻犾犻狕犪狋犻狅狀
取样时间
Ｓａｍｐｌｉｎｇ
ｔｉｍｅ
施肥配比
Ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ
ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ（Ｎ∶Ｐ）
鲜重Ｆｒｅｓｈｂｉｏｍａｓｓ（ｇ／ｍ２）
均值
Ｍｅａｎ
标准差
ＳＤ
最大值
Ｍａｘｉｍｕｍ
最小值
　Ｍｉｎｉｍｕｍ
极差
Ｒａｎｇｅ
变异系数
ＣＶ（％）
干重Ｄｒｙｂｉｏｍａｓｓ（ｇ／ｍ２）
均值
Ｍｅａｎ
标准差
ＳＤ
最大值
Ｍａｘｉｍｕｍ
最小值
　Ｍｉｎｉｍｕｍ
极差
Ｒａｎｇｅ
变异系数
ＣＶ（％）
Ｍ（０∶１２） １６０６．２５ａ１５９．８９６８１７８３．２５１４７２．２５ ３１１．００ ９．９５ ５１４．８０ａ ６８．０５ ６０２．１５ ４６９．４３ １３２．７２ １２．９１
Ｒ（６∶６） １２５８．５８ａ１７１．１８５１１４１４．２５１０７５．２５ ３３９．００ １３．６０ ４４３．３７ａ ４９．８０ ４６７．０１ ３７３．８６ ９３．１５ １１．５７
２００８０６ Ｓ（６∶９） １２３７．９２ａ１９５．４１３２１３９８．２５１０２０．２５ ３７８．００ １５．７９ ４０７．０７ａ ８０．６８ ５１６．２０ ３５４．８５ １６１．３５ １８．５３
Ｔ（１２∶６） １３４０．５８ａ２０５．２４２１１４９７．２５１１０８．２５ ３８９．００ １５．３１ ４２２．６６ａ ５８．８３ ５１６．８７ ３９９．５５ １１７．３２ １２．７７
ＣＫ １２７９．２５ａ２５９．１９６８１５７８．２５１１１８．２５ ４６０．００ ２０．２６ ３７５．４３ａ ８３．３３ ５５５．０８ ３９０．３３ １６４．７５ １７．９０
Ｍ（０∶１２） ５２７．０８ａ ７２．３６４７ ５９７．６９ ４６４．２３ １３３．４６ １４．０６ １６６．６５ａ ２０．１１ １８９．７３ １５２．８５ ３６．８８ １２．０７
Ｒ（６∶６） ４３０．６２ａｂ６８．０９１６ ５０９．１０ ３７３．１４ １３５．９６ １５．３６ １３４．０２ｂ １３．４９ １４９．４３ １２４．３５ ２５．０８ １０．０７
２００８０９ Ｓ（６∶９） ４３５．３３ｂ ２２．８９０９ ４３３．４３ ３９２．２０ ４１．２３ ５．６２ １３９．６８ｂ １３．２４ １５４．２１ １２８．３１ ２５．９０ ９．４８
Ｔ（１２∶６） ４６０．７６ａｂ３３．６６４１ ４５０．４９ ３８５．２４ ６５．２５ ７．９６ １４４．６４ａｂ ２．５１ １４７．４８ １４２．７０ ４．７８ １．７４
ＣＫ ４６５．４５ｂ １１．４２１０ ３８４．１８ ３６２．５１ ２１．６７ ３．０４ １２４．５９ｂ ６．１７ １２９．０２ １１７．５４ １１．４８ ４．９５
　　２００８年施肥苜蓿９月份（第２茬）生物量测定结果显示（表６），４种施肥配比的平均生物量鲜重为４３０．６２～
５２７．０８ｇ／ｍ２，平均干重为１３４．０２～１６６．６５ｇ／ｍ２，高于对照鲜重和干重生物量（４６５．４５和１２４．５９ｇ／ｍ２），鲜重和
干重生物量分别是对照生物量的１．１９和１．１７倍。４种施肥配比中，不论是鲜重还是干重，依然是Ｎ肥和Ｐ肥配
比为０∶１２的生物量较高，其次是１２∶６，６∶６和６∶９配比的较低，但４种施肥配比生物量均高于对照。说明
２００８年施肥效果在第２茬苜蓿生物量上有所体现。经方差分析表明（表６），只有施肥配比０∶１２与其他施肥配
比和对照间差异显著。同时，２００８年施肥苜蓿不同配比内苜蓿生物量大小变异系数明显小于２００７年的，原因是
８０２ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１２） Ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．５
２００７年在观景台、塘窑、剪子岔和李家湾４个样地施肥，而２００８年只在李家湾１个样地施肥，不同样地间苜蓿生
长量有差异造成的。
２００８年施肥苜蓿的２次（第１茬和第２茬）生物量测定结果显示（表６），施肥处理的苜蓿生物量总体高于对
照，其平均生物量是对照的１．１５倍，且４种施肥配比中均是配比０∶１２的生物量最高，其次是１２∶６，配比６∶６
和６∶９的生物量最低，也就是说无Ｎ肥而Ｐ肥量最大的施肥设计苜蓿生物量最大，说明施Ｎ肥效果不明显，该
区域苜蓿产量的提高主要是Ｐ肥起作用的，这与２００７年的施肥试验结果是一致的。从整个试验结果可以得出，
对于苜蓿，施Ｐ肥可提高其产量并延缓衰败期，而无需施Ｎ肥，因为属于豆科植物的苜蓿本身就有固氮作用，不
缺乏Ｎ肥。
２．４　２００８年施肥苜蓿不同测定季节生物量差异分析
２００８年施肥苜蓿的２次测定结果对比分析显示（表７），６月份苜蓿（第１茬）生物量１３６０．８３ｇ／ｍ２ 显著高于
９月份生物量４４６．９７ｇ／ｍ２（第２茬），第１茬约是第２茬苜蓿生物量的３倍多。可见，试验地第１茬苜蓿产量显
著高于第２茬产量。尽管２００７年施肥苜蓿的第１茬产量没有取样测定，但经２年的苜蓿生长观察，２００７和２００８
年的第１茬苜蓿产量也是显著高于第２茬产量。说明，在试验区，苜蓿产量主要由第１茬苜蓿产生，约占全年总
产量的７５％，第２茬苜蓿产量较小，约占总产量的２５％。所以，在研究区这样一个比较干旱和无水肥管理的条件
下，苜蓿一年适宜收割２次，收割１次达不到苜蓿充分利用，造成资源浪费，从生长期和生物量分析，第２次刈割
时期适宜在９月下旬，因为此后苜蓿因气候转凉而不但停止生长，而且逐渐枯黄。因此只能收割２茬。
表７　２００８年施肥紫花苜蓿６和９月生物量对比分析
犜犪犫犾犲７　犜犺犲犮狅狀狋狉犪狊狋狅犳犫犻狅犿犪狊狊犻狀犑狌狀犲犪狀犱犛犲狆狋犲犿犫犲狉狅犳犪犾犳犪犾犳犪犳犲狉狋犻犾犻狕犲犱犻狀２００８
生物量类型Ｂｉｏｍａｓｓｔｙｐｅ 施肥配比Ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ（Ｎ∶Ｐ） ６月Ｊｕｎｅ ９月Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ 倍数 Ｍｕｌｔｉｐｌｅｓ（６月Ｊｕｎ．／９月Ｓｅｐ．）
鲜重Ｆｒｅｓｈｂｉｏｍａｓｓ
（ｇ／ｍ２）
Ｍ （０∶１２） １６０６．２５ ５１４．８０ ３．１２
Ｒ（６∶６） １２５８．５８ ４４３．３７ ２．８４
Ｓ（６∶９） １２３７．９２ ４０７．０７ ３．０４
Ｔ（１２∶６） １３４０．５８ ４２２．６６ ３．１７
均值 Ｍｅａｎ １３６０．８３ ４４６．９７ ３．０４
干重Ｄｒｙｂｉｏｍａｓｓ
（ｇ／ｍ２）
Ｍ （０∶１２） ５２７．０８ １６６．６５ ３．１６
Ｒ（６∶６） ４３０．６２ １３４．０２ ３．２１
Ｓ（６∶９） ４３５．３３ １３９．６８ ３．１２
Ｔ（１２∶６） ４６０．７６ １４４．６４ ３．１９
均值 Ｍｅａｎ ４６３．４５ １４６．２５ ３．１７
３　结论与讨论
苜蓿素有“牧草之王”的美称，也是我国人工种植面积最大的草种［７］。苜蓿草产业的发展对我国畜牧业的发
展具有极其重要的意义。多年来，我国苜蓿种植以培肥地力兼顾饲草生产为目的，主要种植在没有灌溉条件的瘠
薄地、盐碱地上，基本不施肥或很少施肥，作为饲草的巨大生产潜力未能充分发挥。在当前实施“粮－经－饲”三
元种植结构和立草为业的新形势下，苜蓿的栽培技术，尤其是科学施肥的研究越来越受到重视［７］。
施肥对苜蓿的生长发育、产量的形成及品质的优劣具有重要的作用。众多研究表明，施肥可以显著提高苜蓿
的产草量［２３２５］。苜蓿在生长过程中会不断地消耗土壤中的营养元素。因此在生长过程中不仅需要补充Ｎ、Ｐ、Ｋ
等大量元素，还需要Ｆｅ、Ｍｏ、Ｚｎ等微量元素，微量元素与大量元素是不能相互代替的［２６］。Ｎ、Ｐ、Ｋ单因素效应分
析的线性项对产量影响的大小顺序为施磷量＞施氮量＞施钾量［２７］。但在实践中，氮、磷、钾的综合效应比单一元
素的影响更为重要，氮、磷、钾合理搭配施用，不但可以提高效益，而且可以降低牧草的病虫害［２８］。
氮是植物生长发育不可缺少的营养元素，是植物体内许多重要有机化合物的组成成分［２９］。适时适量地施氮
９０２第２１卷第５期 草业学报２０１２年
肥可提高苜蓿的干物质产量［７］。据车敦仁［３０］在青海玉树高寒地区的研究报道，氮肥还可以提高苜蓿的越冬率，
播种当年的紫花苜蓿按１５０ｋｇ／ｈｍ２ 施尿素，不仅促进了生长，而且还使越冬率提高到７７．６％，较单施磷和钾磷
混施处理的小区平均提高１１％以上。苜蓿可以借助根瘤中的共生固氮菌直接吸收空气中的分子态氮，其固氮量
基本可以满足生长发育对氮的需求［７］。但苜蓿幼苗阶段或刈割以后，根瘤菌的固氮作用还较微弱，苜蓿需从土壤
中吸收大量的矿质氮以满足其生理上对氮的需求［７，３１］。说明尽管苜蓿具有固氮能力，但在幼苗阶段和刈割后还
是需适当追施氮肥，以提高其产量和品质。但也有研究认为２年以上的紫花苜蓿对氮肥不敏感［２８，３２］。从经济上
考虑，对２年以上的苜蓿草地可以不施氮肥［７］。
磷肥对苜蓿产量的提高和品质的改善均有积极的意义［７］。施磷能有效提高苜蓿鲜干草产量［２２］。彭文栋
等［３３］对五年生水地紫花苜蓿的施肥试验指出，单施磷效果极显著，并确立了施磷量（ｘ）与苜蓿风干草产量（ｙ）的
回归方程：狔＝４２２６．３２＋５３．２８狓－０．１７３７狓２（犚２＝０．９９８）。张积祥和李松［３４］在陇东黄绵土区对苜蓿氮、磷肥
配施研究也发现施磷增产效果明显，并得到了施Ｐ２Ｏ５１０３．５ｋｇ／ｈｍ２ 为最高产量，施Ｐ２Ｏ５５５．６５ｋｇ／ｈｍ２ 为最佳
经济产量。单施磷肥还可以改善苜蓿品质，二年生苜蓿施肥后鲜干草产量显著增加，施１８０ｋｇ／ｈｍ２Ｐ２Ｏ５ 处理增
产效果最明显，施肥后粗纤维和粗蛋白均有增加［３５］。
本研究施肥试验表明，施肥可以明显促进苜蓿生长和提高其生物量，延缓衰败。这与前人的研究结论［２３２８］一
致。同时，施Ｎ肥对促进苜蓿生长和提高生物量没有明显的效果，但施Ｐ肥效果显著，以Ｐ２Ｏ５ 用量为１２ｋｇ／６６７
ｍ２ 时的生物量最高。这与他人的研究结果也一致［２８，３２３４］，但本试验中苜蓿生物量最高时的Ｐ２Ｏ５ 施肥量（１８０
ｋｇ／ｈｍ２）远高于张积祥和李松［３４］研究苜蓿达到最高产量的施肥量（１０３．５ｋｇ／ｈｍ２），且本试验中的Ｐ２Ｏ５ 最大施
肥量（１８０ｋｇ／ｈｍ２）也不是使该区域苜蓿产量达到最高时的最大施肥量，其施肥量还有增加的余地。说明研究区
苜蓿草地不缺氮肥，但严重缺磷肥。在今后的施肥管理中需加强磷肥管理，并根据苜蓿长势和刈割频率适当配以
氮肥。
在本研究区，苜蓿产量主要由第１茬苜蓿产生，约占全年总产量的７５％，第２茬苜蓿产量较小，约占总产量
的２５％，第３茬基本没什么产量，所以在该区域苜蓿一年适宜收割２次。这与孙建华等［１３］和王莹［３６］的研究结果
不太一致，这可能与两者的研究地条件不同所致。其中，孙建华等［１３］和王莹［３６］研究的苜蓿草地为具有灌溉条件
的试验田，而本研究的苜蓿草地为无灌溉条件的退耕地，所以他们研究的苜蓿一年可收割３次，而本研究区域的
苜蓿只能收割２次。掌握好收割时期保证营养和产量非常重要，第１茬保证在初花期收割，不要超过盛花期。据
研究，此期采收的苜蓿草营养价值最高。否则，不但会影响到苜蓿草的营养价值，而且还缩短了第２茬的生长时
间，影响第２茬的生长及产量，进而影响全年的产量，第２荐收割的时间以９月下旬为宜。
甘肃是苜蓿种植大省，目前全省苜蓿种植面积达５１．９万ｈｍ２，占全国种植面积的３８％，始终位居全国之
首［３７］。目前，在退耕还林工程中建植了大规模的苜蓿人工草地，在立地条件相对较好或经营管理比较好的区域，
紫花苜蓿具有较好的生产力；但在立地条件较差或管理粗放的地块，苜蓿的生产量就比较低，且相对杂草较多。
试验草地于２００２年建植，至第７年经施肥后，其鲜草产量最高为２１２２０ｋｇ／ｈｍ２，平均１８２４０ｋｇ／ｈｍ２，尚保持在
相当高的生产水平。因此，研究施肥对半干旱黄土丘陵区退耕地苜蓿生物量的影响对于甘肃草畜产业的发展和
生态环境建设具有十分重要的现实意义。
施肥是紫花苜蓿栽培中的重要技术环节，但涉及施肥及苜蓿生长的因素很多，肥料肥效的发挥受环境条件的
影响很大，对于肥料如何影响生长及牧草品质的内在机理尚待进一步研究。
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１１２第２１卷第５期 草业学报２０１２年
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２．ＧａｎｓｕＡｃａｄｅｍｙｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ７３００２０，Ｃｈｉｎａ）
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２１２ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１２） Ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．５