氮肥與有機肥混施對新建植羊草草原生長的影響

才源　李子勇　張春艷　吳海英　成文革

摘 要：以吉林西部新建植的人工草原為研究對象，采用隨機區(qū)組設計，研究了不同水平的有機肥與氮肥配施對該區(qū)域內(nèi)羊草草產(chǎn)量、品質(zhì)和土壤理化性質(zhì)的影響。研究結果表明：氮肥與有機肥混施能有效提高羊草的產(chǎn)量與品質(zhì)，在考慮經(jīng)濟效益的前提下，本試驗確定了最佳的施肥處理，在該施肥處理下，產(chǎn)草量比對照提高92.1%，粗蛋白比對照提高34.2%，粗脂肪比對照提高47.2%，粗纖維降低到21.9%，土壤pH比對照降低0.23。

關鍵詞：吉生羊草;有機肥;氮肥;粗蛋白;粗纖維

中圖分類號：S812 文獻標識碼：A DOI：10.19754/j.nyyjs.20201130039

由于受自然因素和人類活動的共同影響，我國草原生產(chǎn)力水平持續(xù)下降，主要表現(xiàn)為草地面積銳減和草地嚴重退化，同時產(chǎn)草量逐年下降，草質(zhì)變差[1-3]，嚴重地區(qū)出現(xiàn)土壤鹽堿化與沙化的情況[4-6]。以吉林地區(qū)為例，根據(jù)資料顯示從20世紀50年代至2014年，吉林西部地區(qū)鹽堿地面積增加31萬hm2[6]，其中大部分鹽堿地是草原退化產(chǎn)生的，并有不斷加重的趨勢。針對這種情況，國家大力開展草原治理工作，目前在新疆、內(nèi)蒙古中西部、吉林、黑龍江等地紛紛開始大面積建植人工草地[7，8]。隨著羊草草地建植面積的不斷擴大，如何提高草產(chǎn)量和質(zhì)量、促進牧草產(chǎn)業(yè)化發(fā)展值得深入研究。

根據(jù)上述情況，本文以我國吉林、黑龍江、新疆、內(nèi)蒙古等地區(qū)分布廣泛的羊草為研究對象，對氮肥與有機肥對新建植的人工羊草草原的影響，進行系統(tǒng)研究。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)自然情況

試驗地點在乾安縣渭字村，地處E124°02′，N45°01′，屬于溫帶大陸性季風氣候，年平均氣溫4.63℃，日照時間2866.8h，無霜期在138～149d，年平均降水量418.8mm。

1.2 試驗材料

施用的氮肥選擇氮含量為46%的長山牌尿素，有機肥在當?shù)赜袡C肥生產(chǎn)企業(yè)購買，所購買的有機肥符合國家對有機肥生產(chǎn)標準的要求，其中有機質(zhì)含量≥45%，N-P-K總含量不低于5%。試驗選用的羊草種子為“吉生1號”羊草品種（Leymus chinensis.Var.‘Jisheng No.1）。供試土壤為中度鹽堿化草甸土，施肥前有機質(zhì)含量為1.42%，速效N含量為48.2mg·kg-1，速效P含量為11.8mg·kg-1，速效K含量為82.5mg·kg-1，pH值為9.03。

1.3 研究方法

1.3.1 試驗設計

試驗為隨機區(qū)組試驗，設計不施肥、施入有機肥、施入有機肥加無機肥等6個處理（具體內(nèi)容詳見表1），每個處理3次重復，共18個小區(qū)，每小區(qū)總面積為1667m2（50m×33.3m）。

試驗在5月下旬開始實施，先對試驗田進行整地作業(yè)，進行翻耕與旋耕，并根據(jù)試驗設計施入有機肥，利用旋耕機對施入有機肥的區(qū)域攪拌，使有機肥充分混入土壤中。在5月末利用小麥播種機進行播種，播種量為15kg·hm-2，播種后進行鎮(zhèn)壓，為保證出苗，利用行走式噴灌設備進行噴灌。

1.3.2 樣品采集與分析

在9月初進行取樣調(diào)查（由于在試驗的過程中施入了氮肥，因此新建植的羊草出現(xiàn)貪青，導致取樣時間出現(xiàn)延后），每個小區(qū)隨機取5點，每點取1m2的草樣，進行株高、粗蛋白、粗纖維、粗脂肪的測定，每個取樣點取土壤200g，進行有機質(zhì)與pH的測定。

1.3.3 統(tǒng)計分析

采用Excel 2013和SPSS 19.0數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行單因素方差分析，對各處理的樣本進行了平均數(shù)和標準誤的計算，并進行了顯著性分析，采用SigmaPlot 12.5進行制圖。

2 結果與分析

2.1 土壤容重變化情況

從圖1中可以看出，不同處理土壤的容重均有所下降，平均比CK下降了8.4%，其中處理4土壤容重下降最多，比CK下降了9.6%。所有處理均與CK相比具有顯著性差異（P<0.05），5個處理間的無顯著性差異。

2.2 土壤pH值變化情況

從圖2中可以看出，該退化草原的土壤pH值很高，平均值為9.0，已經(jīng)嚴重影響了植物在該地區(qū)的正常生長;5個處理的pH值均降到8.8以下，pH值平均降低了0.3，其中處理1的pH值下降最多，下降了約0.4。

2.3 土壤有機質(zhì)變化情況

如圖3所示，在增施有機肥的情況下，所有處理的有機質(zhì)含量都有所增加，由于有機肥投入的量相同，因此5個處理間的土壤有機質(zhì)含量基本相同，但與CK相比，均有顯著提高，平均提高18.0%。

2.4 產(chǎn)草量變化情況

如圖4所示，施用肥料后各個處理的產(chǎn)草量都有顯著提高，處理1的產(chǎn)草量提高最少，比CK提高了47.1%，處理4、處理5的產(chǎn)草量提高最多，分別比CK提高了92.1%和94.2%。從圖中可以看出產(chǎn)草量的變化是隨著氮肥投入的升高而提高的，這與大多數(shù)的研究相一致，而處理4與處理5的產(chǎn)草量都顯著高于其它處理，而2個處理之間的產(chǎn)草量無顯著性差異。

2.5 羊草粗蛋白含量變化情況

粗蛋白含量是評價牧草品質(zhì)好壞的重要指標之一，從圖5中可以看出5個處理的粗蛋白含量均有顯著提高，粗蛋白的平均含量達到15.6%，遠遠高于CK的12.4%，從數(shù)據(jù)上看，有機肥加無機肥組合>無機肥>CK，有機肥加無機肥組合的羊草粗蛋白含量與無機肥、CK均達到顯著性差異，處理4與處理5的羊草粗蛋白含量最高，達到16.6%與16.7%。

2.6 羊草粗脂肪含量變化情況

從圖6中可以看出5個處理的粗脂肪含量均有顯著提高，粗脂肪的平均含量達到3.1%，遠遠高于CK的2.2%，從數(shù)據(jù)上看，有機肥加無機肥組合>無機肥>CK，有機肥加無機肥組合的粗脂肪含量與無機肥、CK的粗脂肪含量相比，都有顯著性差異（P<0.05），但是在有機肥加無機肥的4個處理間的粗脂肪含量無顯著性差異。

2.7 羊草粗纖維含量變化情況

粗纖維含量也是評價牧草品質(zhì)好壞的重要指標之一，從圖7中可以看出5個處理中羊草粗纖維的含量均有所下降，粗纖維含量均在25%以下，其中處理3的粗纖維含量最低為20.8%。

2.8 羊草株高變化情況

從圖8中可以看出5個處理的株高均高于CK，5個處理的整體株高的平均值為51.5cm，平均比對照高出16.6cm。處理4與處理5的株高平均值最高分別為53.5cm和54.8cm，但通過分析，兩個處理間不存在顯著性差異。

2.9 覆蓋度變化情況

從圖9中可以看出，5個處理的覆蓋度都明顯高于CK，5個處理的草原覆蓋度都達到80%以上，比CK高出10%以上。

3 討論

3.1 土壤理化性質(zhì)的變化

從數(shù)據(jù)上來看，土壤有機質(zhì)含量的變化是隨著有機肥投入而產(chǎn)生的，5個處理間土壤有機質(zhì)含量基本相同;根據(jù)前人的研究，快速恢復土壤有機質(zhì)含量，動物糞便及人工生產(chǎn)的有機肥的投入是快速便捷的一種方法[9-11]。有機質(zhì)也是使土壤肥力有效增強的物質(zhì)之一，有機質(zhì)含量的變化對土壤理化性質(zhì)、植物的生長發(fā)育都有著直接影響。

在pH的變化上，處理1的pH值最低，明顯低于有機肥加無機肥4組數(shù)據(jù)的平均值，因此土壤pH值的變化規(guī)律是CK>有機肥加無機肥>有機肥;根據(jù)一些試驗表明，過量施入氮肥會使土壤出現(xiàn)板結，pH升高，因此對草原進行施肥過程中，一定注意氮肥與有機肥的配比，不能只是單一的施入氮肥。

土壤容重的變化與有機肥的投入相關聯(lián)，有機肥的投入使土壤的容重明顯降低，這有利于植物根系的發(fā)育和植物的生長。在有機肥與有機肥加無機肥的處理之間，土壤容重無顯著性差異，但是從數(shù)值上看，有機肥加無機肥的4個處理的土壤容重微微低于單純施入有機肥的處理。槐圣昌等通過不同方式增施有機肥，在0～40cm不同深度的土壤中，土壤容重均有所降低，也促使根長密度顯著增加，增強了植物根系對水分與營養(yǎng)的吸收，打破因土壤板結而阻礙植物生長的現(xiàn)象。

因此在草原治理過程中，有機肥的作用變得十分重要，對提高土壤有機質(zhì)，降低土壤pH與容重均有顯著的作用。

3.2 羊草產(chǎn)量的變化

羊草的產(chǎn)草量隨著肥料投入的增高而增高，尤其是氮肥的投入，對羊草產(chǎn)量有明顯的促進作用，這與大多數(shù)研究結果相一致[12-14]，處理4和處理5羊草產(chǎn)量提高最多，分別達到2.40t·hm-2和2.42t·hm-2，雖然處理5的產(chǎn)草量最高，但是與處理4的產(chǎn)草量不存在顯著差異（P>0.05），因此在實際生產(chǎn)中氮肥的投入不是越高越好，要適量，過量的投入氮肥不但造成了肥料的浪費，也會產(chǎn)生負面影響。

3.3 羊草品質(zhì)的變化

提高牧草粗蛋白與粗脂肪含量和降低纖維素含量是提高牧草營養(yǎng)價值、改善牧草品質(zhì)的重要內(nèi)容。已有的研究證實，適量的施用氮肥能夠改善禾本科牧草的品質(zhì)，使牧草的粗蛋白與粗脂肪含量均有顯著提高;由于氮肥的施入，牧草生長過程中獲得充分的營養(yǎng)供應，植株葉莖比增加，粗纖維含量降低，從而使牧草的適口性和消化率有顯著提高。有研究表明，不同的施氮水平都能夠增加飼草粗蛋白的含量，且有效降低飼草中ADF和DNF的含量[14-18]。

從本試驗結果看，粗蛋白與粗脂肪含量隨著肥料投入的提高而升高，從效果看，有機肥加無機肥>有機肥>CK，在有機肥加無機肥的4個處理間，粗蛋白的含量隨著氮肥投入的增加而增加，表現(xiàn)出正相關，而在這4個處理之間粗脂肪的含量無顯著性差異（P>0.05），也就是在氮肥投入達到一定量后，氮肥對粗脂肪含量的影響效果減弱。

粗纖維的含量表現(xiàn)為有機肥加無機肥<有機肥

3.4 最優(yōu)實施方案

如表2所示，處理4與處理5的7個理化指標中的數(shù)值均很接近，并不存在顯著差異，在考慮經(jīng)濟效益的前提下，處理4（有機肥加N3）是最優(yōu)的試驗組合，在該施肥處理下，產(chǎn)草量比對照提高92.1%，粗蛋白比對照提高34.2%，粗脂肪比對照提高47.2%，粗纖維降低到21.9%，土壤pH比對照降低0.23。

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（責任編輯 李媛媛）

收稿日期：2020-10-14

基金項目：吉林省財政廳基本科研經(jīng)費項目“吉林西部地區(qū)退化草原建植與羊草種子產(chǎn)能調(diào)控的綜合性研究”（項目編號：swscz20190302）

作者簡介：才源（1986-），碩士，研究實習員。研究方向：牧草營養(yǎng)與草原改良;通訊作者成文革（1967-），本科，研究員。研究方向：植物營養(yǎng)與牧草新品種培育。