施氮對紫花苜蓿生長特性的影響

張進霞，李文卿，劉曉靜，葉 芳

(甘肅農業大學 草業學院/草業生態系統教育部重點實驗室/甘肅省草業工程實驗室/中-美草地畜牧業可持續發展研究中心，甘肅 蘭州 730070)

紫花苜蓿(Medicagosativa)是優質的多年生豆科牧草，在我國栽培歷史悠久，分布范圍廣泛[1-4]。同時也是一種優良的改土培肥植物，在干旱半干旱地區具有廣泛的適應性。目前，苜蓿的種植多沿用傳統方式，主要種植在沒有灌溉條件的瘠薄地、鹽堿地，基本不施肥或很少施肥[5，6]，管理粗放，致使苜蓿產量不高，品種退化，品質降低，作為飼草的巨大生產潛力未能充分發揮[7]。有關施氮肥對不同生長年份紫花苜蓿生長特性的影響鮮有報道，為此，通過前期大田試驗的研究結果[9]，針對“甘農3號”紫花苜蓿不同生長年份(種植當年和第2年)在不同施氮水平下生長規律的觀察與研究，分析了不同施氮水平下紫花苜蓿2個生長年(種植當年和第2年)干草產量、再生速度和株高的差異，探討了氮肥施用對紫花苜蓿再生性能的影響，提出了苜蓿高產高效生產的較優施氮肥方案，為干旱地區紫花苜蓿合理施用氮肥，提高苜蓿產量和效益提供科學依據，為干旱地區苜蓿草產業開發和農業經濟的發展奠定基礎。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗地設在蘭州市安寧區甘肅農業大學校園內，海拔1 525 m，屬溫帶半干旱大陸性氣候，四季分明，氣候溫和干旱，光照充足，年均降水量330 mm，年均日照時數2 474.4 h，年均蒸發量1 650 mm，無霜期196 d，年均溫8.9 ℃，最熱月平均最高氣溫29.1 ℃，最冷月平均最低氣溫為-14.9 ℃。試驗區內地勢平坦，肥力均勻。土壤質地為砂壤，pH 8.33，速效氮為26.08 mg/kg，速效磷為3.75 mg/kg。

1.2 試驗材料

供試紫花苜蓿品種為“甘農3號”，供試氮肥為尿素(含N 46%)，磷肥為過磷酸鈣(含P2O512%)。

1.3 試驗設計

試驗采用完全隨機區組設計，共3個處理，3次重復，小區面積為2 m×2 m，各小區間墊襯聚乙烯膜做防測滲處理。播量為30 kg/hm2，播種深度2～4 cm，條播，行距20 cm，2012年4月18日人工播種。試驗中氮肥用量與前期大田試驗和實驗室砂培氮素水平相同[9,15]。播種前按試驗設計的不同處理施肥，撒播。2013年3月下旬澆返青水，進行一般田間管理。紫花苜蓿生長兩年中尿素均分3次施入，于苗期和返青期、第1次及第2次刈割后補施，施用量設不施肥(N0)，112.5 kg/hm2(N1)，225 kg/hm2(N2)(表1)。2012年和2013年分別刈割4次，其他管理同大田。

表1 施肥水平及肥料用量

1.4 測定指標及方法

產量在紫花苜蓿初花期刈割測產，面積2 m2，留茬3～5 cm。2012年于6月15日，7月20日、8月25日和9月27日刈割，2013年于6月2日、7月10日、8月12日和9月27日刈割。刈割后立即稱鮮重，每個處理取500 g在105 ℃烘箱中殺青15 min，65 ℃烘干至恒重，計算干草產量。

株高(絕對高度) 在紫花苜蓿每次刈割前進行測定，每個小區隨機取30株，用卷尺自地面測至其生長點植株末端，3次重復，取平均值。

再生速度 苜蓿刈割后,每7 d測定再生枝條離地面的絕對高度,直至后一茬刈割，再生速度為刈割后14 d內的平均增長高度[8]。

1.5 數據處理與分析

試驗數據采用Excel 2003和SPSS 16.0軟件進行數據統計分析。

2 結果與分析

2.1 施氮水平對紫花苜蓿不同生長年份產量的影響

試驗期間，苜蓿兩年均收獲4茬，不同施氮水平下“甘農3號”紫花苜蓿的產量第1年呈先增后減的趨勢，各處理在第3次刈割時有最高產量(表2)，處理 N2(N103.5 kg/hm2)產量最高，比平均值高1 921 kg/hm2，且極顯著高于其余2個處理(P<0.01)。第2年“甘農3號”紫花苜蓿干草產量隨刈割次數的增加逐漸減小，各處理第1茬產量最高，占全年干草總量的39.54%，其中，處理N2產量最高，為27 873 kg/hm2，比全年總產平均值高5 490 kg/hm2。可以看出，第2年“甘農3號”紫花苜蓿產量極顯著高于種植當年(P<0.01)，且各處理全年總產量為第1年的2倍。說明“甘農3號”紫花苜蓿生長第1年分次施氮肥能顯著促進各茬的生長，增加葉面積，提高光合作用[9]，進而提高總產量，第2年施氮肥對提高紫花苜蓿的產量仍有益。因而在苜蓿的栽培管理中，做好第1年的田間管理尤為重要，第1年的生長狀況直接影響苜蓿的越冬性能和根系的健壯程度，對來年第1茬苜蓿生長有直接的影響，第1年施肥尤為重要。

2.2 施氮水平對紫花苜蓿不同生長年份株高的影響

第1年施肥處理下“甘農3號”紫花苜蓿各茬株高極顯著(P<0.01)高于不施肥處理，其中，以N2處理株高均最大，且第2茬株高最高，全年呈先增大后減小的變化趨勢。第2年也表現為施肥處理N2>N1>N0，其中，第1茬株高有最大值，全年呈逐漸減小的趨勢，且第2年各茬株高均極顯著(P<0.01)高于第1年(表3)。說明在“甘農3號”紫花苜蓿生長第1年分次施用氮肥能促其根系生長，進而增強第2年苜蓿對養分的吸收能力，促進其地上部的再生，增加苜蓿的株高。

表2 紫花苜蓿產量

注：同列不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，不同大寫字母表示差異極顯著(P<0.01)，下同

表3 施氮水平下紫花苜蓿的株高

2.3 施氮水平對紫花苜蓿再生速度的影響

“甘農3號”紫花苜蓿再生速度與株高的變化規律相一致，兩年均表現為施肥處理顯著(P<0.05)高于不施肥處理，呈N2>N1>N0的變化趨勢(表4)。第1年各茬均以N2生長最快，且第2茬再生速度最快，整體呈現逐漸減小的趨勢。苜蓿第2年再生速度與第1年變化相一致，各茬均以 N2生長最快。兩年數據對比可知，紫花苜蓿生長第2年第2茬和第3茬再生速度均顯著(P<0.05)高于第1年，這與產量、株高的變化規律相一致，說明在“甘農3號”紫花苜蓿生長期施氮肥能增強其再生速度，進而增加產量。

表4 施氮水平下紫花苜蓿的再生速度

3 討論與結論

產量是衡量草地生產性能的主要指標，也是衡量苜蓿經濟價值的最重要指標。試驗中，從“甘農3號”紫花苜蓿兩年的生長情況分析，施氮肥均能大幅度提高種植當年和第2年產量，兩年均以施氮量103.5 kg/hm2處理產量最高。第1年增幅較第2年明顯，說明在紫花苜蓿生長第1年根瘤不成熟時增施外源氮肥很有必要，增產效果更明顯，其他研究者[9-13]對紫花苜蓿施氮后第1年產量的研究也得出了相似的結論。另外，紫花苜蓿生長第1年施氮肥提高了苜蓿根系性能[14]，增強其養分吸收能力[15]，提高了紫花苜蓿干物質積累和營養成分[16]，促進其來年生長，對第2年產量的增加有促進作用。從第2年產量來看，施氮處理較不施氮處理產量增加顯著，說明第2年施氮仍有益于紫花苜蓿的生長。

紫花苜蓿株高變化規律與產量基本一致，第1年施肥較第2年效果明顯，與第1年相比，第2年株高顯著增加，說明施氮能促進紫花苜蓿植株生長，增強光合作用，促進其株高的增加[17-19]，顯著增加苜蓿產量[20-23]。

再生性強弱是紫花苜蓿能夠多茬刈割的重要基礎，也是衡量其經濟性能的指標。試驗中，施氮能顯著提高“甘農3號”紫花苜蓿的再生速度，兩年均以施氮量103.5 kg/hm2最好，并且與施氮水平正相關。從“甘農3號”紫花苜蓿不同生長年份再生速度來看，第1年施氮能提高紫花苜蓿的再生速度，說明在紫花苜蓿種植當年施氮很有必要。試驗中，第2年再生速度較種植當年更快，說明第2年施肥對紫花苜蓿的再生仍有促進作用。從再生次數來看，“甘農3號”紫花苜蓿兩年均可刈割4次，且第2年苜蓿各茬產草量均為種植當年的2倍，這是因為氮肥于返青期及第1次、第2次刈割后分次施用，不僅顯著提高了“甘農3號”紫花苜蓿的產草量，而且提高了再生速度，從而保證了紫花苜蓿的刈割次數，提高了苜蓿產量。

綜上可知，“甘農3號”紫花苜蓿種植當年及生長第2年施氮均能提高產量，第1年施氮增產效果更明顯，兩年均以施氮103.5 kg/hm2處理效果最好，且施氮顯著提高了紫花苜蓿的再生速度，增加了刈割次數，使兩年均可實現4次刈割。綜合前期試驗和本試驗結果，當氮素水平>103.5 kg/hm2時紫花苜蓿生長減弱，因此，建議在紫花苜蓿生產通過施氮肥來提高產量，最佳較優施氮量為103.5 kg/hm2。

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