坡縷石對甘南高原紫花苜蓿生物學特性的影響

嚴光婭，何淑玲

(1. 黔西南民族職業技術學院，貴州興義562400;2. 甘肅民族師范學院高寒生態研究所，甘肅合作747000)

紫花苜蓿(Medicago sativa L. )是具有世界栽培意義的優良豆科牧草，被譽為牧草之王，具抗逆性強、分布廣、產量高、品質好、經濟價值高等優點。苜蓿的壽命一般是5 a～10 a，在年降雨量250 mm～800 mm，無霜期100 d 以上的地區均可種植。喜中性土壤。PH 值6～7.5 為宜，6.7～7.0 最好。成株高達1 m～1.5 m。目前，對紫花苜蓿的品質、育種技術、栽培技術［1－5］的研究已經較多，但對坡縷石在其豐產栽培技術方面的應用研究很少。因此在豐產栽培研究中，通過坡縷石和N、P 和K 肥料的配施是否會影響紫花苜蓿的產量和品質國內外未見相關報道。

坡縷石又名凹凸棒石、坡縷縞石，是一種層鏈狀鎂質硅酸鹽，具有獨特的吸水性、可塑性、粘結性，較強的離子交換性能和吸附性能［6－8］，能有效地吸附水體和土壤中的各種有利于農作物生長的營養元素，調節pH 值，保持并調節土壤肥力，促進植物生長［9］。在農作物上試驗初步表明，坡縷石可降低農藥和重金屬殘留，具有節水、改良土壤和緩釋肥料的作用，可提高肥料利用率和作物產量［10－11］。已有試驗結果表明小紅芪、匙葉翼首草藥用植物［12－13］以及小麥、玉米、馬鈴薯等農作物［14］施用坡縷石后產量有明顯的提高。但至今尚無作為基肥施用于牧草飼料作物的研究報道，為了探求提高紫花苜蓿在甘南高原栽培的產量和品質，更好地保護甘南草原的草地生態環境，在紫花苜蓿栽培中研究施用坡縷石非常有必要。因此本試驗通過在紫花苜蓿栽培中加施坡縷石的研究，為提高紫花苜蓿的產量、品質提供理論依據和技術依托。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

田間試驗于2010 年4 月－2011 年11 月在甘南州草原站進行。試驗地位于東經102°54'，北緯39°59'，平均海拔3 000 m 以上，年均氣溫1.7 ℃，高原氣候，晝夜溫差大，年均降水量547 mm。地處甘肅南部高寒陰濕區。該試驗地前茬作物為禾本科植物青稞，土壤為亞高山草甸土。

1.2 供試材料

紫花苜蓿種子選自甘農3 號紫花苜蓿，坡縷石(PAL)由甘肅凱迪生態農業科技有限公司提供，規格為120 目，其原料來自甘肅臨澤的坡縷石粘土礦。紫花苜蓿為深根系植物，于2010 年4 月26 日此將NP－K 肥和坡縷石混勻后開15 cm 溝均勻撒于溝內，覆12 cm 土后將紫花苜蓿種子播種，覆土3 cm 后黑地膜覆蓋即可。

1.3 取樣、測定方法和數據處理

2011 年返青后從6 月15 日開始每隔10 d 取一次樣，測量株高和進行品質的測定，8 月10 日第一茬刈割后按小區計產，每小區隨機抽取10 株，進行品質指標的測定。

數據計算結果用均數±標準差(X±S)表示，采用DPS 7.05 統計學軟件進行繪圖和方差分析，采用新復極差(Duncan)法進行多重比較。

1.4 試驗設計

試驗采用隨機區組設計，不同坡縷石用量設5 個處理，分別為0 (CK)、750 kg·hm－2(PAL1)、1 500 kg·hm－2(PAL2)、2 250 kg·hm－2(PAL3)、3 000 kg·hm－2(PAL4)，該用量參照藺海明等的坡縷石對紅芪生長動態及產量的影響［12］。N、P、K 配比各處理均為300 kg·hm－2～200 kg·hm－2～100 kg·hm－2。

每處理重復3 次，共15 個小區，小區面積12 m2(3 m×4 m)，每小區按行距25 cm 播種，播種量為15 kg·hm－2。

2 結果與分析

2.1 坡縷石對紫花苜蓿株高的影響

結果顯示，見表1。加施坡縷石對甘南高原地區栽培紫花苜蓿株高的影響極顯著，且施用量從PAL1增加到PAL4，紫花苜蓿的株高也逐漸增加。6 月15 日－7 月25 日的測定結果顯示各處理間的差異極顯著(p ＜0.01)。

表1 坡縷石對紫花苜蓿株高的影響單位:cmTab.1 Effect on the palygorskite to the plant height of the Medicago sativa L.

2.2 坡縷石對二年生第一茬紫花苜蓿產草量的影響

8 月10 日刈割后按小區計產結果表明，見表2。施用坡縷石能提高紫花苜蓿的產草量，坡縷石從PAL1增加到PAL4 時紫花苜蓿產草量也隨著增加，加施坡縷石處理中除PAL1 與CK 不顯著外，其他三個處理與CK 差異極顯著，且PAL4 較CK 顯著增產41.72%。

表2 施坡縷石對紫花苜蓿鮮草產量的影響Tab.2 Effect on the palygorskite to fresh grass output of the Medicago sativa L.

2.3 施坡縷石對紫花苜蓿品質的影響

粗蛋白質含量和賴氨酸含量是衡量紫花苜蓿飼用品質的主要指標，含量越高牧草品質越優。表3結果表明，加施坡縷石對紫花苜蓿的品質的影響顯著。在本試驗設計的坡縷石用量均能顯著提高粗蛋白質含量和賴氨酸含量，各處理兩種活性成分的含量的順序為:CK ＜PAL1 ＜PAL2 ＜PAL3 ＜PAL4，且PAL4 的粗蛋白質和賴氨酸含量分別比提高了40.39%和24.43%。各處理間粗蛋白質、賴氨酸的含量差異均達5%的顯著水平。

表3 坡縷石對紫花苜蓿品質的影響Tab.3 Effect on the palygorskite to quality of the Medicago sativa L.

3 討論與結論

研究結果表明，在甘南高原，施用坡縷能極顯著提高紫花苜蓿的株高、產量和品質。一方面是因為坡縷石能協調土壤的水、肥、氣、熱，改良土壤的理化性狀，進而提高了紫花苜蓿的產量和品質。另外坡縷石有良好的吸附性，可將N、P、K 等養分吸附在坡縷石粉上面，當混合施入土壤以后，由于坡縷石獨特的晶體結構和微孔隙的吸附性，一方面將養分吸附到晶體內部，緩慢釋放出來，減少了養分的流失，增強肥效。另一方面，因為坡縷石強大的離子交換能力，大量的離子在坡縷石內外進行離子交換，這一過程不僅釋放了多種微量元素，還刺激植物對養分的吸收，從而極大地發揮肥效，此外坡縷石不但能增強礦質養分的有效化，還能對肥料起到緩釋的效果。研究結果還表明隨著坡縷石從750 kg·hm－2增加至3 000 kg·hm－2，株高、產量和品質也隨著增加，且施用3 000 kg·hm－2時產量比CK 顯著提高41.72%，粗蛋白質含量和賴氨酸含量也分別比CK 提高了40.39%和24.43%。藺海明等［13］的坡縷石在藥用植物紅芪上的研究結果表明，坡縷石能提高紅芪生長期的生態指標以及產量，最佳施用量為2 250 kg·hm－2。出現這一差別的主要原因可能是因為不同的植物對坡縷石的利用效率不同所致。至于坡縷石用量3 000 kg·hm－2是否為紫花苜蓿栽培中的最佳、最大施用量還有有待于進一步的研究。

從本試驗坡縷石對紫花苜蓿生長、產量和品質的影響來看，施用坡縷石能增加其株高、產量和改善品質的作用，因此可利用坡縷石能夠緩釋肥料的作用來調控植物生長從而達到紫花苜蓿增產和改善品質的目的。這一研究結論對紫花苜蓿的豐產栽培技術提供了重要的理論依據和指導意義。

［1］韓瑞宏，盧欣石，高桂娟，等. 紫花苜蓿抗旱性主成分及隸屬函數分析［J］. 草地學報，2006，14 (2):142－146.

［2］Epstein E. Sea water based crop production:a feasibility study ［J］. Science，1977，197:249－251.

［3］楊青川，孫 彥，蘇加楷，等. 紫花苜蓿耐鹽育種及耐鹽遺傳基礎的研究進展［J］. 中國草地，2001，23 (1):59－62.

［4］孫啟忠，桂 榮. 影響苜蓿草產量和品質諸因素研究進展［J］. 中國草地，2000 (1):57－63.

［5］孫仕仙，毛華明，畢玉芬. 苜蓿栽培試驗研究［J］. 現代農業科技，2009 (11):210－211.

［6］Bradley W F. The structure scheme of attapulgite ［J］. American Mineralogist，1940，25:405－410.

［7］Khorami J，Lemieux A.Comparison of attapulgite form different sources using TG/DTG and FTIR ［J］.Thermochimica Acta，1989，138:97－105.

［8］周 杰，劉 寧，李 云，等. 凹凸棒石粘土的顯微結構特征［J］. 硅酸鹽通報，1999，18 (6):50－55.

［9］羅有文，周巖民，王 恬. 凹凸棒石粘土的生物學功能及其在動物生產上的應用［J］. 硅酸鹽通報，2006，25 (6):159－164.

［10］趙美芝，邵宗臣，鄧友軍，等. 有機粘土的特性及其對肥料養分的緩釋作用［J］. 礦物學報，2001，21 (2):189－195.

［11］羅春燕，藺海明，劉偉生，等. 坡縷石包衣肥緩釋效應及其機理［J］. 科技導報，2009，27 (3):56－60.

［12］藺海明，何淑玲，馬令法. 坡縷石對紅芪生長動態及產量的影響［J］. 科技導報，2010，28 (8):72－76.

［13］楊敬軍，何淑玲，常毓巍，等. 坡縷石對匙葉翼首草生長、產量和品質的影響［J］. 土壤通報，2012，43 (2):461－465.

［14］劉左軍，陳正宏，袁慧君，等. 凹凸棒石粘土對土壤團粒結構及小麥生長的影響［J］. 土壤通報，2010，41 (1):142－144.