氮磷鉀配施對北林202紫花苜蓿產量和品質的影響

馬 寧，李亞嬌，蘇 生,2，馬培杰,3，韓永芬,3，孟軍江，付 薇,3，覃濤英

(1．貴州省農業科學院 草業研究所，貴州 貴陽 550006； 2.貴州陽光草業科技有限責任公司，貴州 貴陽 550006； 3．貴州金農富平生態農牧科技有限公司，貴州 松桃 554100)

紫花苜蓿(Medicagosativa)是一種全球性栽培、適應性廣、營養價值高、適口性優良的飼料作物，有“牧草之王”的美譽，已成為我國農業體系中不可缺少的重要元素，決定著我國農業生產和發展動脈，對畜牧業發展起到大力推進作用[1-3]。苜蓿在國內是優質飼草，每年進口的苜蓿干草市場份額占總進口干草總量的90%[4]。我國苜蓿在北方種植利用較多，但近些年隨著對苜蓿研究及其利用的深入及南方畜牧業發展的需要，苜蓿種植區已由原來的北方逐步向南方擴展[5]。目前，貴州省對部分引進紫花苜蓿品種正進行大量的推廣種植[6]。

苜蓿作為優良的綠肥作物，可以借助自身固氮而基本滿足生長發育對氮的需求，但是針對苜蓿是否施氮肥和施多少的問題，一直以來都存在爭議。研究報道苜蓿在幼苗階段或刈割以后，氮元素須從土壤中攝取，隨著生長發育的進行，可施入少量氮肥以促進植株生長[3,7-9]。施肥是紫花苜蓿飼草產量提高的關鍵舉措，氮、磷、鉀單施或相互配比施用能改善紫花苜蓿的生長發育狀況，顯著提高鮮草和干草產量[4,10-11]。吳波等[8]的試驗中以施腐植酸、磷酸二銨和微量元素為主的底肥能顯著增加紫花苜蓿全年干物質產量，增產達39.6%，施肥均能促進紫花苜蓿株高的增長。文雅等[9]報道，水氮互作對紫花苜蓿的水分利用率、粗蛋白質、中性洗滌纖維和相對飼用價值有顯著影響，但對其地上生物量、粗脂肪、粗灰分和酸性洗滌纖維含量無顯著影響。馮玲霞[10]研究顯示，不同氮磷鉀配比施肥后，各茬次紫花苜蓿在整個生長過程中呈S型生長曲線，5年生旱地紫花苜蓿獲得最佳產量栽培的氮磷鉀施肥量配比：純N(54 kg/hm2)+P2O5(135 kg/hm2)+K2O(15 kg/hm2)，產量為466 t/hm2。合理追施氮磷鉀肥能夠促進苜蓿生長，并對產量和品質產生顯著影響，麥麥提敏·乃依木等[15]研究表明，氮磷鉀配施處理下苜蓿的干草產量和粗蛋白含量均高于不施肥，二年生新牧4號紫花苜蓿在天山北坡荒漠綠洲區的最佳施肥配比為：尿素(120 kg/hm2)+過磷酸鈣(90 kg/hm2)+硫酸鉀(60 kg/hm2)[15]。

我國苜蓿的單產水平與加拿大、美國等國家相比相對較低，究其原因施肥技術不成熟。我國苜蓿生產中普遍存在不施肥現象，在苜蓿施肥方面的研究不足，即便施肥，盲目性也很大[5,16]。因此，定期測定土壤肥力以確定苜蓿是否施肥和施用何種肥料必要而科學。近年來，有關苜蓿在肥料配施對其鮮干草產量、農藝性狀、品質和生產性能等方面的影響的研究較多，且這些研究也多見于河北、吉林、新疆、寧夏等地區[5,14-15,17]。

試驗采用三因素隨機區組設計，針對貴州高海拔地區，苜蓿推廣時間短，良種良法不配套等問題，研究氮磷鉀配施對紫花苜蓿生產性能和營養品質的影響，探索貴州高海拔區域紫花苜蓿單播最佳的施肥量和栽培方式，為貴州高海拔地區紫花苜蓿栽培提供一定的理論依據。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗地設在貴州省威寧縣雪山鎮雪山村，地理位置E 104°17′，N 26°52′，海拔1 937 m，年平均氣溫為10.8℃，極端最高氣溫為31.5℃，極端最低氣溫為-7.1℃，最熱月平均氣溫17.1℃，最冷月平均氣溫3.5℃，≥0℃年積溫3 645℃，年降水量859.4 mm，降水多集中在5～9月，占全年降水量的80 %。無霜期202.4 d，年日照時數1 635.2 h，相對濕度79%，供試土壤(0～30 cm)的理化性質為有機質5.71 g/kg，堿解氮36.65 mg/kg，速效磷21.87 mg/kg，速效鉀104.17 mg/kg，pH 7.3。

1.2 試驗材料

試驗材料為北林202紫花苜蓿(Medicagosativacv.Beilin 202)，由北京林業大學提供。供試肥料氮肥品種為尿素[ω(N)=46%]，磷肥品種為過磷酸鈣[ω(P2O5)=12%]，鉀肥品種為硫酸鉀[ω(K2O)=33%]。

2015年9月20日播種，小區面積4 m×5 m，條播，行距30 cm，播種量1.1 kg/hm2。2016年返青期進行田間試驗。采用完全隨機區組設計，氮肥設2個處理，分別記為N0(不施氮)和N30(30 kg/hm2)；磷肥設4個處理，分別記為P0(不施磷)，P60(60 kg/hm2)，P120(120 kg/hm2)，P180(180 kg/hm2)；鉀肥設置4個水平，分別記為K0(不施鉀)，K50(50 kg/hm2)，K100(100 kg/hm2)，K150(150 kg/hm2)，共32個處理組合，重復2次。施肥次數及每次用量以磷肥于播種時1次性施入，氮肥和鉀肥分2次施用，每次各占設計用量的50%，第1次施肥時間為苗期，第2次為首次刈割后(表1)。

表1 紫花苜蓿不同施肥處理Table 1 Different fertilization treatments of alfalfa

1.3 項目測定及方法

株高：初花期刈割前每小區采用隨機區組取樣法測定絕對高度，每個小區測定30株；

生長速度：從第2次刈割時起，每次刈割前隨機測定20株植株的高度，對其平均后除以上次刈割到本次刈割的時間，即為這段時間的生長速度；

產量：2016年6月21日苜蓿初花期時首次測定其產草量，各小區每次刈割的產量累加即為鮮草產量。同時，每次測產時分別取樣約500 g自然風干至恒重，測定干草產量。全部數據折算成每公頃產量；

營養品質：2016年6月21日刈割后，自然風干恒重的草樣用不銹鋼粉碎機粉碎，過1 mm篩，從粉碎后混合均勻的植株樣中取3個樣品，平行測定各項指標。苜蓿中粗蛋白采用半微量凱氏法，粗脂肪采用抽提殘余法，粗灰分采用直接干灰化法，酸性洗滌纖維采用范式酸-洗滌劑法[18]，中性洗滌纖維采用范式中性-洗滌劑法[19]。

1.4 數據處理

利用Excel 2003和SPSS 19.0軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 施肥對北林202苜蓿產量的影響

單施氮、磷、鉀肥與不施肥處理相比，N30P0K0施肥處理下鮮草產量顯著高于對照N0P0K0(P<0.05)，其他各單施處理北林202苜蓿的鮮草產量與對照N0P0K0無顯著差異(P>0.05)，鮮草產量增幅為0.05%～5.29 %；氮、磷、鉀肥單施，N0P0K50、N0P0K100、 N0P60K0的干草產量顯著高于N0P0K0，其他肥料單施處理的干草產量與N0P0K0無顯著差異，干草產量增幅為5.7%～21.6 %。

氮肥、磷肥、鉀肥交互配施與不施肥處理相比，N0P120K100、N0P120K150和N0P180K150的鮮草產量與N0P0K0無顯著差異，其他氮磷鉀配施處理的鮮草產量均顯著高于N0P0K0，鮮草產量增幅為1.23%～18.4 %；N30P0K150、N0P180K150的干草產量與N0P0K0無顯著差異，其他處理的干草產量均顯著高于N0P0K0，干草產量增幅為2.50%～35.81 %；隨著施肥量的增加，鮮草和干草產量整體呈上升趨勢，其中N30P120K100的鮮草和干草產量最高，分別達69 862.9和13 510.5 kg/hm2。氮磷鉀配施處理的鮮草和干草產量增加幅度大于單施氮肥、磷肥、鉀肥(表2)。

表2 不同施肥處理下苜蓿的產量Table 2 Yield of alfalfa under different fertilization treatments

注：同列不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，下同

2.2 施肥對北林202苜蓿株高和生長速度的影響

2.2.1 施肥對北林202苜蓿株高的影響 單施氮肥、磷肥、鉀肥與不施肥處理相比，N0P0K50、N0P0K150與對照N0P0K0無顯著差異，其他5個氮、磷、鉀肥單施處理株高均顯著高于對照，株高增幅達2.38%～23.00%，其中N0P180K0的株高最高，達72.2 cm。氮肥、磷肥、鉀肥交互配施與不施肥處理相比，除N0P180K150與對照N0P0K0株高無顯著差異，其他氮磷鉀交互配施處理的株高都顯著高于對照，株高增幅達1.53%～40.88%。株高隨著施肥量的增加呈逐步上升趨勢，其中N30P180K50的株高最高，達82.7 cm。氮磷鉀配施處理的株高增加幅度大于單施氮肥、磷肥、鉀肥(表3)。

2.2.2 施肥對北林202苜蓿生長速度的影響 單施氮肥、磷肥、鉀肥與不施肥處理相比，N0P0K50、N0P0K150、N30P0K0與對照N0P0K0生長速度無顯著差異，其他5個氮、磷、鉀肥單施處理生長速度顯著快于對照，生長速度增加幅達1.23%～9.20 %，其中N0P60K0的生長速度最快，達1.78 cm/d。氮肥、磷肥、鉀肥交互配施與不施肥處理相比，除N0P180K150、N30P00K150與對照N0P0K0生長速度無顯著差異，其他氮磷鉀交互配施處理的生長速度都顯著高于對照，生長速度增加幅度達0.06%～25.77 %。生長速度同樣隨著施肥量的增加整體呈上升趨勢，其中N30P120K100的生長速度最快，達2.05 cm/d。氮磷鉀配施處理的生長速度增加幅度大于單施氮肥、磷肥、鉀肥。

表3 不同施肥處理下苜蓿株高和生長速度Table 3 Plant height and growth rate of alfalfa under different fertilization treatments

2.3 施肥對北林202苜蓿營養品質的影響

2.3.1 對粗蛋白含量的影響 在氮、磷、鉀肥單施處理下，N0P0K150和N30P0K0處理顯著提高了北林202粗蛋白含量，分別達20.07 %、20.77 %，其他肥料單施處理粗蛋白含量增加不顯著。施入氮肥(N30)和不施氮肥(N0)相比較，施入氮肥(N30)能顯著提高北林202紫花苜蓿粗蛋白的含量，粗蛋白含量增幅達4.16%～15.46%。一定施氮水平范圍內，粗蛋白含量隨著磷、鉀肥施肥量的增加整體呈上升趨勢，其中N30P120K100粗蛋白含量最高達25.18 %，該處理下牧草鮮草和干草產量也最高(表4)。

2.3.2 對粗脂肪含量的影響 在氮、磷、鉀肥單施處理下，與對照相比較，北林202粗脂肪含量增加不顯著，粗脂肪含量最高時，僅為2.53 %。氮、磷、鉀交互配施，不含氮處理(N0)，在高磷、高鉀配施處理下，N0P60K100，N0P60K150，N0P180K50和N0P180K100粗脂肪含量顯著高于其他處理；含氮處理(N30)，各氮、磷、鉀交互配施的處理粗脂肪含量均顯著高于對照N0P0K0，粗脂肪增幅8.44%～31.65%，其中N30P180K50粗脂肪含量最高，達3.12%(表4)。

2.3.3 對粗灰分含量的影響 氮、磷、鉀肥單施處理，粗灰分含量增加不顯著。氮、磷、鉀交互配施，不含氮(N0)處理增長為1.62%～15.17%，其中N0P180K50粗灰分含量最高，達10.78%；含氮(N30)處理增長為8.76%～26.82%，其中N30P60K50粗灰分含量最高，達11.87%，氮、磷、鉀配施，各含氮處理(N30)粗灰分含量增加幅度大于不含氮處理(N0)。

2.3.4 對酸性洗滌纖維含量的影響 氮、磷、鉀肥單施和配施處理均顯著降低了北林202紫花苜蓿的酸性洗滌纖維含量。氮、磷、鉀肥單施處理，酸性洗滌纖維下降為3.41%～14.35%，N0P0K100的酸性洗滌纖維下降幅度最大，含量下降至26.56%；氮、磷、鉀交互配施，酸性洗滌纖維下降為6.45%～21.12%，其中N30P180K50的酸性洗滌纖維下降幅度最大，含量下降至24.46%。氮磷鉀配施處理的酸性洗滌纖維下降幅度大于氮肥、磷肥、鉀肥單施處理。

2.3.5 對中性洗滌纖維含量的影響 氮、磷、鉀肥單施處理，N0P0K150和N0P60K0處理與對照N0P0K0相比無顯著差異，其他單施處理均顯著降低了中性洗滌纖維含量，下降為0.74%～7.95%，其中N30P0K0的中性洗滌纖維下降幅度最大，含量下降至36.01%；氮、磷、鉀交互配施，中性洗滌纖維含量均顯著低于對照N0P0K0，下降為3.86%～13.55%，其中N30P180K50的中性洗滌纖維下降幅度最大，含量下降至33.91%。氮磷鉀配施處理的酸性洗滌纖維下降幅度大于氮肥、磷肥、鉀肥單施處理。

表4 不同施肥處理下苜蓿的營養物質含量Table 4 Nutrient contents of alfalfa under different fertilization treatments

3 討論

3.1 施肥對北林202苜蓿產量的影響

姜慧新等[4]研究表明，單施氮肥和鉀肥對紫花苜蓿飼草產量影響不顯著，而磷肥能顯著提高紫花苜蓿飼草產量，氮肥和磷肥的互作對總產草量的影響顯著，與低水平的氮肥配施，磷肥增產效果明顯。飼草產量最高的N，P和K施用組合分別為60，90和100 kg/hm2。范富等[10]研究表明，氮、磷、鉀單施或相互配比施用能顯著提高鮮草和干草產量。合理追施氮磷鉀肥能夠促進苜蓿生長，并對產量產生顯著影響[15]。試驗中土壤含氮量和有機質含量較低，所以施肥能大幅度提高紫花苜蓿產量。施氮肥與不施氮肥處理組的苜蓿產量都與磷鉀肥施入量之間存在明顯的相關性，隨著磷鉀肥施入量的增長，氮磷鉀交互配施處理苜蓿產量整體上都得到了明顯的提升。 試驗分析，氮磷鉀肥配施苜蓿鮮草和干草產量增加幅度大于氮磷鉀肥單施。在一定氮肥基礎上，苜蓿產量隨著磷鉀肥施用的增加而增加。在氮磷肥相同施肥水平下，苜蓿鮮草和干草產量較高的組合，鉀肥施用量100 kg/hm2，當鉀肥施用量提高150 kg/hm2時，產量顯著下降，這一研究結果同魯晉秀[16]、劉貴河[17]的結論一致。全部施肥處理中，N30P120K100的鮮草和干草產量最高，分別達69 862.9 kg/hm2和13 510.5 kg/hm2。

3.2 施肥對北林202苜蓿株高和生長速度的影響

株高是反映苜蓿生長狀況和決定產量的重要指標之一。吳波等[8]的研究表明，施肥均能促進紫花苜蓿株高的增長，并且第1、2茬株高均大于第3茬。種子建植的苜蓿在苗期施氮磷鉀肥可以顯著提高苜蓿植株高度，且苜蓿干草產量和植株高度存在顯著的正相關[21-22]。試驗中，株高和生長速度與產量的變化趨勢較為一致，同樣隨著施肥量的增加整體呈上升趨勢，氮磷鉀配施處理的株高和生長速度增加幅度均大于單施氮肥、磷肥、鉀肥，其中N30P120K100的生長速度最快，達2.05 cm/d，N30P180K50的株高最高，達82.7 cm。

3.3 施肥對北林202苜蓿營養品質的影響

飼草粗蛋白、中性洗滌纖維等含量和產量的高低直接關系到飼草品質的優劣。研究表明，不同水肥處理對紫花苜蓿的N，P和K含量有顯著影響，紫花苜蓿的N，P和K粗蛋白、粗脂肪含量都隨著施肥量的增大而增加，而酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維含量則下降。施肥量增加250 kg/hm2與85%～90%的田間持水量，可以提高苜蓿的品質[23]。蒙洋等[24]研究表明，施用295.08 kg/hm2的磷酸一銨可極顯著提高紫花苜蓿粗蛋白含量，磷酸一銨對紫花苜蓿粗蛋白含量的提高具有正效應，且不同肥料及其組合均對苜蓿中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量存在顯著影響。試驗表明，在一定施氮基礎上配施磷鉀肥對紫花苜蓿各營養成分含量和單位面積產量影響明顯，施肥能顯著的提高北林202紫花苜蓿的粗蛋白和粗脂肪含量，顯著降低酸性、中性洗滌纖維含量。在N30P120K100處理下，粗蛋白含量最高，達22.18 %，在N30P180K50處理下，粗脂肪含量最高，達3.12 %，中性洗滌纖維最低，為33.91%。

4 結論

研究區氮磷鉀配合施用，北林202紫花苜蓿株高、產量及營養品質增加幅度均大于氮磷鉀單施，綜合分析，北林202紫花苜蓿最佳施肥組合為N30P120K100(N 30 kg/hm2+P2O5120 kg/hm2+K2O 100 kg/hm2)，可以推廣為大田施肥使用。