喀斯特地區不同施肥模式對黑麥草生長的影響

黃興順，黃啟艷，文柳茜，田燕玲，黃明芝, 藍家程

(1. 貴州師范大學 地理與環境科學學院, 貴州 貴陽 550025； 2.貴州師范大學 喀斯特研究院/國家喀斯特石漠化防治工程技術研究中心, 貴州 貴陽 550001)

0 引言

【研究意義】發展草食畜牧業是兼顧生態治理、農村扶貧和調整農業產業結構，促進農業產業化發展的重要舉措，既有保持水土、涵養水源、增加碳匯等生態效益，同時能夠增加農民收入、解決農村剩余勞動力就業等良好社會經濟效益[1]。因此，大力發展飼草生產是順應經濟發展的大趨勢[2]?！厩叭搜芯窟M展】西南喀斯特石漠化地區得天獨厚的氣候條件雖然有利于發展優良高產人工草地[3]，但草食畜牧業的發展卻存在草畜失衡，草地生產力低[1]等問題。黑麥草是我國西南地區種植的主要牧草品種，因其再生性強、產量高、適口性好、營養豐富且易加工儲藏，為許多草食動物喜食[4-5]。合理施肥是增加黑麥草產量、改善牧草品質的重要方法[6]?！狙芯壳腥朦c】目前喀斯特石漠化地區的種草實踐中，存在施肥結構不合理、施用化肥為主、有機肥施用率低等問題, 不僅影響黑麥草的產量和品質，也影響土壤肥力的提升，并且長期施用化肥導致的土壤重金屬積累及其對牧草品質和土壤污染的影響越來越受到人們的關注[7]?！緮M解決的關鍵問題】研究不同施肥處理對黑麥草發芽及生長的影響，以期探求喀斯特地區黑麥草合理施肥模式，為提高石漠化種草養畜效益提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

黑麥草種子為江蘇綠森林綠化工程有限公司提供，氮肥為硫酸鉀復合肥(N∶P∶K=14∶16∶15)，有機肥總養分(N+P2O5+K2O)≥5%，有機質≥70%。

供試土壤取自貴州省畢節市撒拉溪石漠化治理示范區喀斯特洼地荒地，取0～20 cm表層土樣，挑去石子、根系等雜質，于實驗室內自然風干后，研磨過4 mm孔徑待用。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計 采用盆栽試驗方法，按150 kg/hm2的施氮水平施肥，2倍有機肥為300 kg/hm2，共設5個處理，分別為不施肥、施無機肥396 kg/667m2(硫酸鉀復合肥)、無機(50%復合肥198 kg/667m2)+ 有機肥(50%有機肥1 487 kg/667m2)、施有機肥2 974 kg/667m2和施2倍有機肥(5 948 kg/667m2)，每處理6盆，共30盆,每盆裝土3 kg,土面距盆底10 cm。將土樣和肥料充分混合后裝盆，調節土壤含水量并保持在田間持水量的60%，靜置平衡24 h后，每個盆缽播種50粒大小均勻的黑麥草種子，播種10 d后測出苗率，剔除異常植株后每盆留20株，其中2倍有機肥處理由于發芽率較低，每盆留10株。培養期間不添加肥料，保持無雜草生長，定期補充去離子水至田間持水量的60%。

1.2.2 測定項目及方法 株高于播種后32 d和45 d各測1次；葉長、葉寬于播種后45 d和80 d時各測1次，并計算表觀葉面積；播種后80 d時測量黑麥草的根長、總分蘗數、干重和鮮重。株高為土表至黑麥草最新展開葉的距離，葉長為每株最長的葉尖至莖的距離，葉寬為葉片的最寬距離，表觀葉面積為葉長和葉寬的乘積[5]，總分蘗數為所有分蘗的總和，根長為最長根尖到地上部分的距離，鮮重為用去離子水洗凈濾干后用電子天平稱重的重量，干重分為地上部分和地下部分，置于105℃烘箱中殺青30 min，再于80℃條件下烘干24 h取出稱重后再烘1 h至恒重后的重量。

1.3 數據處理

采用Excel 2016和SPSS 17.0進行數據處理與方差分析。

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理黑麥草的出苗率

從圖1看出,有機肥處理黑麥草種子的出苗率顯著高于不施肥、施無機肥和2倍有機肥處理，有機肥處理與有機+無機肥處理間差異不顯著。2倍有機肥處理種子出苗率顯著低于其他處理。無機+有機肥處理種子的出苗率分別比不施肥和施無機肥高8.3%和10%,但差異不顯著。說明,適量施用有機肥可以促進黑麥草種子出苗，但過量施用會起抑制作用。

注：不同小寫字母表示差異達顯著水平(P<0.05)，下同。Note:Different lowercase letters indicate significance of difference at P<0.05 level. The same below.圖 1 不同施肥處理黑麥草種子的出苗率Fig.1 Germination rate of ryegrass seeds under different fertilization treatments

2.2 不同施肥處理黑麥草的株高

從圖2看出，盆栽32 d后，黑麥草株高有機肥處理顯著高于不施肥、施無機肥和2倍有機肥處理；有機肥+無機肥處理與有機肥處理和無機肥處理差異均不顯著；2倍有機肥處理顯著低于其他處理。盆栽45 d后，黑麥草株高有機+無機肥配施處理顯著高于其他處理，2倍有機肥處理顯著低于其他處理，有機肥處理、無機肥處理和不施肥處理間差異均不顯著。說明適當施用有機肥可以促進黑麥草生長，施用過量會抑制其生長；無機肥和有機肥配施為較合理的施肥方式。

圖2 不同施肥處理黑麥草的株高 Fig.2 Ryegrass height under different fertilization treatments

2.3 不同施肥處理黑麥草的葉片指標

由表1看出，盆栽培養45 d后，與不施肥相比，施有機肥、有機肥+無機肥和施無機肥處理黑麥草的葉寬和表觀葉面積均顯著增加，以施用有機肥的增加效果最明顯；有機肥+無機肥與施無機肥處理間差異不顯著，效果相當；有機肥和無機肥處理對黑麥草葉長增加效果不明顯，無機+有機肥處理則顯著增加；施2倍有機肥處理的葉長顯著低于其他處理，說明過量施用有機肥會抑制黑麥草葉長和葉寬的生長。80 d盆栽培養后，與不施肥相比，施有機肥處理和有機肥+無機肥處理黑麥草的葉寬和表觀葉面積顯著增加；無機肥處理、不施肥處理、2倍有機肥處理間差異不顯著，說明無機肥處理后期肥效不明顯；葉長2倍有機肥處理顯著低于其余處理，有機肥處理與無機肥+有機肥處理間差異不顯著，均顯著高于無機肥處理和2倍有機肥處理，說明過量施用有機肥會抑制黑麥草葉長的生長。

表1 不同施肥處理黑麥草栽培后45 d和80 d時的葉片指標Table 1 Leaf index of ryegrass cultivated for 45 and 80 days after different fertilization treatments

2.4 不同施肥處理黑麥草的莖寬

由表2可知，45 d盆栽培養后，與不施肥相比，施有機肥和施無機肥處理黑麥草的莖寬均顯著增加；有機肥+無機肥與不施肥處理差異不顯著。80 d盆栽培養后，有機肥處理顯著高于其余處理，不施肥、施無機肥、有機肥+無機肥處理差異不顯著，施2倍有機肥處理顯著低于其余處理。

表2 不同施肥處理黑麥草栽培45 d和80 d時的莖寬Table 2 Stem width of ryegrass cultivated for 45 and 80 days after different fertilization treatments cm

2.5 不同施肥處理黑麥草的根長和分蘗數

由圖3看出，80 d盆栽培養后，黑麥草根長不施肥、施有機肥和施無機肥處理間差異不顯著，均顯著長于2倍有機肥處理和有機肥+無機肥處理，2倍有機肥處理顯著低于其余處理。黑麥草總分蘗數不同施肥處理均顯著高于不施肥處理，說明施肥對增加黑麥草的總分蘗數效果明顯；各施肥處理中，無機肥和有機肥+無機肥處理無顯著差異，效果相當。

圖3 不同施肥處理黑麥草根長和總分蘗數(80 d)Table 3 Root length and total tillers of ryegrass under different fertilization treatments (80 d)

2.6 干重、鮮重與干根重

從表5可知，栽培養80 d后，各施肥處理黑麥草的干重、鮮重與干根重均高于對照，其中有機肥+無機肥處理的干重、鮮重較對照增加最多。

表3 不同施肥處理黑麥草栽培后 80 d 時的干重、鮮重與干根重 Table 3 Dry weight, fresh weight and dry root weight of ryegrass cultivated for 80 days after different fertilization treatments g

3 結論與討論

研究結果表明，有機肥處理黑麥草種子發芽率達80%以上，顯著高于不施肥、無機肥、2倍有機肥處理，有機肥+無機與有機肥處理無顯著差異，說明施用適量有機肥可促進黑麥草種子的發芽；有機肥+無機處理與有機肥處理效果相當，但施用2倍有機肥處理種子發芽率顯著低于其他處理，表明過量施用有機肥會抑制種子發芽。這與孫櫻萁等[8]的多花黑麥草施用生物質炭基肥料與不施肥的出苗率差異不顯著結論不同。潘丹丹等[9]研究發現，餅肥處理黑麥草種子發芽指數顯著低于不施肥處理，認為餅肥較高的有機質和氮含量可能是抑制種子發芽的主要原因，種子的萌發期主要靠自身的胚乳供養，外源養分過多可能導致有害微生物的滋生。因此，2倍有機肥可能是因為有機質和氮含量較高，抑制了黑麥草種子的發芽。另外，研究發現，2倍有機肥土壤表面有白色菌落出現，說明可能滋生了有害微生物。有研究表明，黑麥草生長的最佳pH為6～7[10]，而研究中2倍有機肥土壤pH為5.7，也可能是抑制種子發芽的原因之一。

合理施肥能夠促進黑麥草生長。黃榮[11]研究發現，施用豬糞和牛糞可增加黑麥草的株高，并且NPK配合施肥和施機肥能夠明顯提高黑麥草葉片的葉綠素含量和鮮草產量。有機肥比NPK配合施肥處理的表觀葉面積增加12.8%，NPK配合施肥處理比其他處理的表觀葉面積均有增加，N肥增加會顯著增加表觀葉面積，P的缺乏則顯著抑制表觀葉面積，K肥對黑麥草表觀葉面積沒有顯著影響[12]。孫櫻萁等[8]研究發現，施用生物質炭及生物質炭基肥黑麥草的株高和地上部分鮮質量顯著增加。牧草株高能夠直接影響牧草的產草量，是反映牧草產量潛力高低的重要指標之一[13]。無論單施化肥還是有機無機配施都可以增加土壤養分容量及其供應強度，其中以高量有機肥配施效果最好[14]。本研究結果與上述研究相似，盆栽試驗處理下，培養32 d時，施用有機肥處理和有機肥+無機肥處理黑麥草的株高顯著增加。培養45 d時，有機肥+無機肥與不施肥處理黑麥草株高差異顯著；各施肥處理黑麥草的表觀葉面積均顯著增加，以有機肥效果最明顯，無機肥和有機肥+無機肥效果相當。

方華舟[15]研究表明，施用無機肥第1茬黑麥草產量品質高于施用有機肥，但第2茬及以后施用有機肥時黑麥草的產量及粗蛋白、粗脂肪、鈣等則高于施無機肥，尤其是施用有機肥的黑麥草粗脂肪等的積累明顯高于施用無機肥的黑麥草。向敬業[16]研究表明，有機肥相對無機肥營養成分更全面，并且有較強的后效，可持續供給黑麥草養分。隨著培養時間的延長，有機肥對黑麥草的增長作用越來越明顯，盆栽培養至80 d時，施有機肥和有機肥+無機肥顯著增加了黑麥草的葉寬和表觀葉面積，而施無機肥的效果不明顯，并且施用有機肥對黑麥草的莖寬增加最顯著。黑麥草具有較強的分蘗能力，分蘗數越大說明植株生長力越旺盛[17]。施有機肥、無機肥、有機肥+無機肥顯著增加了黑麥草的分蘗數，其中有機肥3次分蘗以上最多，表明施用有機肥的黑麥草生長力更加旺盛。NPK配合施肥處理與有機肥處理的鮮草產量無顯著差異，施用有機肥表現出和NPK配合施肥相當的增產效果[6]，此與研究結果相似，施肥增加了黑麥草的干重與鮮重，其中有機肥+無機肥效果最好。在黑麥草整個生長期間，2倍有機肥處理黑麥草株高、葉寬、葉長、表觀葉面積、莖寬、總分蘗數、干重和鮮重均顯著低于其他處理，說明過量施有機肥不利于黑麥草的生長。

致謝：貴州師范大學地理與環境科學學院姜勇祥、龍家輝、任義輝對試驗給予了極大的幫助，特此致謝。