蘇丹草—黑麥草輪作中氮磷鉀配施對飼草產量與養分積累的影響

李文西 魯劍巍 魯君明等

摘要：在大田試驗條件下采用“鹽池”蘇丹草(Sorghum sudanense cv.Yanchi)與“邦德”一年生黑麥草(Lolium multiflorum cv.Abundant)輪作研究氮磷鉀肥配合施用對飼草產量及養分積累的影響。結果表明：氮磷鉀配施處理中(NPK N 450kg／hm²、P₂O₅180kg／hm²、K₂O 300kg／hm²)的飼草鮮草產量在各處理中最高，兩季合計達162.7t／hm²。；其中蘇丹草鮮草產量為102.3t／hm²，分別比不施肥(CK)、不施氮(PK)、不施磷(NK)和不施鉀(NP)處理增產352.7％、356.7％、28.2％和13.9％；黑麥草鮮草產量為60，4t／hm²，分別比CK、PK、NK和NP處理增產344.1％、255.3％、24.8％和25.3％。配施NPK處理，全生育期飼草干物質日均積累量為65.2 kg／hm²，分別比CK、PK、NK和NP處理高215.O％、197.5％、22.0％和9.6％，蘇丹草與黑麥草的干物質日均積累量分別為104.5kg／hm²和36.9kg／hm²。氮磷鉀配施顯著促進飼草的養分積累，全生育期的飼草N、P₂O₅和K₂O積累量分別為500kg／hm²、210 kg／hm²和1196 kg／hm²，同時，N、P₂O₅和K₂O日均積累量分別為1.37kg／hm²、0.58kg／hm²和3.29 kg／hm²；其中蘇丹草的日均積累量分別為2.12kg／hm²、0.79 kg／hm²和4.16kg／hm²；黑麥草的日均積累量分別為0.84kg／hm²，0.43 kg／hm²和2.66 kg／hm²。

關鍵詞：蘇丹草—黑麥草輪作；氮磷鉀配施；養分積累；日均積累量；江漢平原

中圖分類號：S544.062

文獻標識碼：A

文章編號：1009-5500(2009)06-0005-06

江漢平原位于我國亞熱帶中部，是南方最為廣闊的平原，水熱資源豐富，雨熱同期，非常利于營養體農業的發展。蘇丹草與黑麥草是江漢平原地區常見的魚草種類，且種植面積不斷擴大，蘇丹草一黑麥草輪作已成為該地區一種新型的種植制度。這兩種飼草每年多次收獲，收獲頻度與強度較大，養分吸收量遠高于一般的農田作物，如果沒有合理的養分投入，容易引起土壤養分的耗竭，長期下去將引起土地生產力下降，不利于農業的可持續發展。

江漢平原地區，生產中缺乏正確的飼草養分管理措施，種植過程中偏重于氮肥施用，肥料利用偏低，造成魚草產量較低。同時，飼草生長過程中受水分、光熱等氣候因素的影響，及不同生長時期的產量及養分需求存在差異，實際生產中如未能把握正確的施肥時間與施肥量，而盲目施用化肥將不僅不利于飼草產量的提高，且會造成肥料的浪費，對環境產生負面影響。因此，在江漢平原大同湖農場開展了蘇丹草一黑麥草輪作條件下氮磷鉀肥配施效應以及飼草養分積累的研究，掌握氮磷鉀配合施用對飼草產量的影響以及不同生長時期的飼草養分積累特性，以期為科學施肥及草業的健康發展提供依據。

1材料和方法

1.1試驗地概況

試驗區位于江漢平原洪湖市大同湖農場，地處長江中游北岸，E113°45，N30°3，屬亞熱帶濕潤季風氣候，光照充足，年輻射總量4366～4576MJ／m²，年均氣溫16.2～16.6℃，無霜期250～267d，年降水量1100～1300mm。土壤為長江沖積物發育潮土，土壤的理化性狀為：pH6.9，有機質18.5g／kg，全氮1.1g／kg，速效磷12.0mg／kg，速效鉀121.7mg／kg。

1.2試驗材料和設計

蘇丹草于2005年4月24日播種(撒播)，播種量為112.5 kg／hm²。蘇丹草分別為6月4日、6月30日、7月31日、8月31日和10月1日共刈割5次。黑麥草于2005年10月3日播種(撒播)，播種量為37，5kg／hm²。黑麥草分別為次年3月6日，4月16日和5月6日共刈割3次。

試驗設CK(不施肥)、NP(不施鉀)、NK(不施磷)、PK(不施氮)和NPK(氮磷鉀配施)5個處理。小區面積7.5mX2.Om，隨機區組排列，4次重復。

在本試驗室前期工作的基礎上，設計了蘇丹草與黑麥草輪作試驗期的施肥量，蘇丹草各處理養分用量分別為N450 kg／hm²、P₂O₅180kg／hm²、K₂O300kg／hm²，氮、磷和鉀肥分別采用尿素、過磷酸鈣、氯化鉀。氮肥總用量的1／2和鉀肥總用量的1／3作基肥，余下氮、鉀肥均分3次在每次刈割后追施，磷肥全部作基肥。

黑麥草各處理養分用量分別為N225kg／hm²、R₂O₅135kg／hm²、K₂O150kg／hm²，肥料種類同蘇丹草試驗。氮、鉀肥總用量的1／2作基肥，余下氮、鉀肥均分2次在刈割后追施，磷肥全部作基肥。

1.3測定項目與計算方法

各小區飼草的實收產量為鮮草產量。刈割前在各小區隨機取20cmX20cm樣方地上部鮮樣，稱重。將草樣于105℃烘箱中殺青30min后，置于60℃條件下烘48h，稱干重。飼草樣的干、鮮重之比乘以100％即為干物質含量。

飼草N、P、K含量：將烘干的飼草粉碎，用濃H2S04一HCl04消化，流動注射分析測定氮和磷，火焰光度法測定鉀。

干物質(kg／hm²)一鮮草產量(kg／hm²)×干物質含量(％)÷100

養分積累量(kg／hm²)=干物質(kg／hm²)×養分含量(％)÷100

于物質或養分的日均積累量(kg／hm²)=干物質或養分的積累量(kg／hm²)÷飼草生長期(d)

1.4數據處理

試驗結果均用LSD法檢驗P<0.05水平上的差異顯著性。

2結果與分析

2.1施肥對飼草產量的影響

2.1.1

鮮草產量鮮草產量結果表明(表1)，施氮處理(NP，NK和NPK)的飼草鮮草總產量明顯比不施氮處理(CK和PK)高，CK和PK處理的鮮草總產量基本相同，分別只有NPK處理的22.2％和24.2％，說明氮素是該供試土壤的養分障礙因子，施氮可以提高飼草鮮草產量。在蘇丹草一黑麥草輪作中，NPK處理的飼草鮮草產量在各個處理中最高，其中蘇丹草鮮草產量達102.3t／hm²，分別比CK、PK、NK和NP處理增產352.7％、356.7％、28.2％和13.9％；黑麥草鮮草產量達60.4t／hm²，分別比CK、PK、NK和NP處理增產344.1％、255.3％、24.8％和25.3％，說明氮磷鉀配施顯著提高蘇丹草與黑麥草鮮草產量，也可以看出蘇丹草一黑麥草輪作中氮、磷、鉀肥對兩種飼草的增產率存在差異，氮肥的增產作用最大，磷肥次之，鉀肥的增產作用最小。

2.1.2干物質積累

蘇丹草一黑麥草輪作，NPK處理的飼草干物質積累量最高，達23718kg／hm²(圖1)。與其他處理相比，NPK處理的飼草干物質日均積累量也較高為65，2kg／hm²，分別比CK、PK、NK和NP處理增加215.0％、197.5％、22.0％和9.6％，說明氮磷鉀配施顯著增加飼草干物質，提高干物質的積累速率。

蘇丹草生長期，NPK處理的干物質日均積累量為104.5 kg／hm²，與CK、PK、NK和NP處理相比，分別高213.4％、216.9％、24.9％和5.3％(圖1)。各個處理蘇丹草不同的刈割期以及同一刈割期的不同處理間干物質積累速率均存在差異。NPK處理，蘇丹草5次收獲期的干物質日均積累量分別為120.7kg／hm²、158.3kg／hm²、113.2kg／hm²、121.9kg／hm²和15.2kg／hm²，可以看出第2次刈割期的積累速率最大，隨后幾次的積累速率呈降低趨勢。與NPK處理一樣，NP、NK處理中第2次刈割期的干物質積累速率最大，而CK、PK處理中蘇丹草第1刈割期干物質積累速率最大，隨后幾次呈降低趨勢，說明不施氮肥情況下土壤因養分的耗竭而不能滿足飼草的生長需求，因此，干物質積累受到限制，積累速率呈降低趨勢。

黑麥草生長期，NPK處理的干物質日均積累量為36.9kg／hm²，與CK、PK、NK和NP處理相比，分別高218.3％、164.7％、16.6％和19.9％。NPK處理，黑麥草3次刈割期的干物質日均積累量分別為27.4kg／hm²、56.9kg／hm²和68.0kg／hm²，干物質積累速率呈升高趨勢，第3次刈割期的積累速率最大。其他處理中干物質積累速率均在第2次刈割期最大。

2.2施肥對飼草養分積累的影響

2.2.1氮素積累

蘇丹草一黑麥草輪作，NPK處理的飼草N素積累量在各處理最大，達500kg／hm²。飼草的N日均積累量也較高，為1.37kg／hm²，分別比CK、PK、NK和NP處理高382.1％、424.3％、30.6％和17.3％。

在整個輪作期中，飼草的N積累趨勢與干物質的積累趨勢基本一致(圖1、圖2)。NPK處理，蘇丹草的N日均積累量為2.12kg／hm²，分別比CK、PK、NK和NP處理增加363.O％、438.9％、31.2％和8.7％；黑麥草的N日均積累量為0.84 kg／hm²，分別比CK、PK、NK和NP處理增加421.3％、399.7％、29.7％和37.3％，可以看出蘇丹草與黑麥草的氮素積累速率存在差異。

圖2還可以看出，NP處理的N積累量高于NK處理的積累量，說明氮肥基礎上增施磷肥的效果好于鉀肥。而PK處理的積累量低于CK處理的積累量，說明磷鉀肥施用加劇了土壤氮素的缺乏，限制了飼草的N素積累，這也是最小養分因子律的體現。

2.2.2磷索積累

蘇丹草一黑麥草輪作期中，NPK處理的P₂O₅積累量在各處理中最高，為210kg／hm²，飼草P₂O₅日均積累量為0.58kg／hm²，分別比CK、PK、NK和NP處理增加197.8％、168.9％、50.8％和7.9％。

與N素積累一樣，飼草的P₂O₅積累趨勢也與干物質的積累趨勢基本一致。NPK處理中，蘇丹草的P₂O₅日均積累量為0.79kg／hm²，與CK、PK、NK和NP處理相比，分別增加143.1％、137.1％、41.3％和1.7％；黑麥草P205日均積累量為0.43 kg／hm²，與CK、PK、NK和NP處理相比，分別增加324.1％、227.1％、65.7％和17.4％(圖3)。

圖3還可看出，NP、NK和NPK處理的磷素積累量明顯高于CK和PK處理的積累量，說明氮肥在飼草磷素積累中起著重要的作用。在NP、NK和NPK處理中，不施磷處理的磷索積累量低于其他2個施磷處理的積累量，說明土壤磷素不能滿足飼草正常的積累，增施磷肥是該地區蘇丹草一黑麥草輪作制中獲得高產的重要措施。

2.2.3鉀素積累蘇丹草一黑麥草輪作，NPK處理的K₂O積累量在各個處理中最高，達1196kg／hm²，飼草K₂O日均積累量為3，29 kg／hm2，分別比CK、PK、NK和NP處理高277.9％、214.5％、23.0％和30.1％(圖4)。

蘇丹草生長期，NPK處理的鉀素積累速率在第1次刈割期最高，NP和NK處理的積累速率分別在第4和2刈割期最高，這與干物質積累趨勢不同，而CK和PK處理的積累趨勢與干物質積累趨勢一致。黑麥草生長期鉀索積累趨勢與干物質積累趨勢基本一致。NPK處理，蘇丹草K₂O日均積累量為4.16kg／hm²，分別比CK、PK、NK和NP處理增加262.1％、218.3％、32.3％和33.9％；黑麥草K₂O日均積累量為

2.66kg／hm²，分別比CK、PK、NK和NP處理高297.4％、210.3％、14.1％和26.2％。

圖4還可以看出，NP、NK和NPK處理的鉀素積累量明顯高于CK和PK處理的積累量，說明氮肥對飼草鉀素積累也起著重要作用。整個輪作期，NP處理的鉀素積累量略低于NK處理的積累量，說明氮肥基礎上磷肥與鉀肥對飼草鉀素積累的作用相當。

3討論

蘇丹草是G₄作物，地上部生物量較大，每次隨著刈割物帶走大量的養分，因此，為了保證整個生育期的持續穩產和豐產，每次刈割后為了下次的豐產均要追施一定的養分。蘇丹草試驗期共追肥3次，結果表明前4次刈割的產量均較高。9月后，因溫度等氣候因素的影響，蘇丹草的生長進入衰敗期，為了提高整個生育期的養分利用效率，第4刈割獲后不再追肥，結果也表明蘇丹草第5刈割期的干物質積累相當少。

自古以來，江漢平原土地肥沃，隨著人們不斷開發和利用，以及長期生產過程中不合理的養分管理措施，很大程度上造成土壤部分養分處于耗竭狀態，進而影響到作物的產量和土地生產的持續性。同時，不合理的管理措施也會影響作物周圍的生態環境，制約草業的健康發展。研究表明，蘇丹草與黑麥草輪作種植中，NPK處理的養分積累量在各個處理中最大，一個輪作期飼草N、P20s和K20積累量分別可達到500kg／hm²、210kg／hm²和1196kg／hm²，氮磷鉀配施促進了飼草的養分吸收。

試驗也表明，飼草養分的積累趨勢與干物質積累趨勢基本一致，這與前人的研究報道相一致。需要指出的是，蘇丹草的鉀素積累趨勢與干物質的積累趨勢存在一定差異，施氮處理的K₂O最高積累速率出現的時期與干物質的并不同步，可能是蘇丹草生長較緩慢時期鉀素存在奢侈吸收的結果。試驗NPK處理的飼草積累N：P₂O₅：K₂O比例為1：0.42：2.39，而肥料N：P₂O₅：K₂O的施用比例為1：0.46：0.67，可以看出飼草對鉀素的需求比例較高。在江漢平原飼草種植以及其他農田作物種植中，由于當地生產者的施肥習慣不施或較少施用鉀肥普遍存在，長期下去將會加劇土壤鉀素耗竭，不利于產量提高和農業的可持續發展，因此，農田施肥要注意鉀素的投入及科學施用鉀肥。