氮磷鉀配施對榆林片沙覆蓋區紫花苜蓿產量與品質的影響

常瑜池， 徐偉洲*， 申宏林， 史 雷， 卜耀軍， 崔亦沐， 耿金才

（1.榆林學院生命科學學院，陜西榆林 719000；2.陜西省林業科學院治沙所，陜西榆林 719000；3.陜西省畜牧技術推廣總站，陜西西安 710014）

紫花苜蓿（Medicagosativa.L.）是我國種植面積最大、范圍最廣的多年生豆科牧草，在我國已有兩千多年的栽培歷史（呂會剛等，2018），其適口性好，營養價值高，富含豐富的蛋白質和微量元素（李玉珠等，2019），且環境適應能力強，生產潛能大（王洋等，2019）。榆林市地處陜西省北部，與內蒙古相鄰，是毛烏素風沙草灘區的接攘地帶。農牧交錯區土壤貧瘠，嚴重限制了紫花苜蓿的生長潛能（高永強等，2018），而恰當的肥料配施可有效增加土壤肥力，提高紫花苜蓿的產量與品質（徐博等，2015）。氮是葉綠素的重要組成成分，可有效增強莖葉生長和根系發育，促進干物質的積累，在植物幼苗期發揮著重要作用（張鐵軍等，2019）。磷是各類化合物形成的重要原料，能增產量促生長，在加速分蘗、提高結籽率等改善品質方面起著關鍵作用（段兵紅等，2016）。施用鉀肥能有效促進細胞生長和組織分化，增加植物抗逆性，是必不可少的營養物質（朱建強等，2020）。何飛等（2019）研究表明，不同的氮磷鉀施肥量對紫花苜蓿的產量和品質均有顯著影響，且磷肥在紫花苜蓿干草產量中影響更大。雷莉等（2021）研究發現，多肥的組合配施較單肥能更有效提高紫花苜蓿的產量與品質。目前，已有大量學者研究氮磷鉀的不同組合配施對紫花苜蓿產生的影響，并取得顯著成果，但在片沙覆蓋區的肥料配施卻研究甚少。本試驗針對此問題，以中苜3號為試驗品種，采用三因素二次回歸正交設計方法，設置15組不同氮磷鉀肥料配施組合，探究榆林片沙覆蓋區的最優施肥量，進一步提高產量與品質，為紫花苜蓿在該區的施肥量提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況 試驗區位于榆林市橫山區黑龍灣鎮周界村旱地（37°99'N，109°16'E），屬溫帶大陸性季風半干旱草原氣候，年平均降雨390 mm，極端最低溫-29℃。無霜期146 d左右，土壤類型為沙壤土，土壤耕層的主要理化性質為：有機質含量為1.63 g/kg，全氮含量為0.28 g/kg，有效磷含量為15.35 mg/kg，速效鉀含量為77.21 mg/kg，pH為7.9。

1.2 試驗材料與設計 本試驗采用三因素二次回歸正交設計方法，選取中苜3號為試驗品種，以純N量x1、P2O5量x2、K2O量x3為試驗因素，確定3因素15水平，各小區隨機分布。本試驗因素和水平設計見表1。

表1 試驗因素和水平設計kg/667 m2

試驗地隨機設計試驗小區，每個小區起壟高0.1 m，各試驗區面積為6 m×5.7 m，為防灌水側滲影響，試驗小區四周邊用農膜埋深0.3 m。試驗于2019年5月2號播種，采用穴播法，播種量為1.5 kg/667 m2，穴間距為0.4 m，每2行間安裝1條滴灌帶，定期定額灌溉。氮肥為尿素（含氮量46%）、磷肥為過磷酸鈣（含P2O518%）、鉀肥為硫酸鉀（含K2O 52%），磷肥和鉀肥作為基肥在播種前一次施入，氮肥分2次施入（第1次為一次刈割后立即施60%，第2次為第二茬現蕾期施40%）。

1.3 測定指標與方法

1.3.1 株高與莖葉比 每小區在現蕾期（7月25日、9月15日）隨機選取5株紫花苜蓿，使用剪刀齊地刈割，選取時注意避開小區邊行與長勢差距明顯的植株，用米尺測量其株高并記錄。用塑封袋封裝帶回實驗室，將其莖葉分離并裝入信封內，使用烘箱烘至恒定。烘干后使用電子天平稱重并記錄莖、葉數據，計算得出莖葉比。

1.3.2 干草產量 選擇各小區長勢居中，密度均勻的區域位置，采用1 m×1 m樣方調查法，在現蕾期對小區整塊刈割，留茬3 cm。對所采樣本進行烘干稱重，所得即為干重。

1.3.3 營養品質指標 將干草樣本用粉草機粉碎，裝入塑封袋內，采用近紅外光譜儀Spectrastar 1400XT-3進行掃描，使用UScan掃描軟件對樣本進行掃描和數據信息的采集工作。測定并計算各項牧草營養品質指標含量，即水分（AW）、粗蛋白質（CP）、粗脂肪（EE）、中性洗滌纖維（NDF）、酸性洗滌纖維（ADF）、粗灰分（ASH）、木質素（ADL）。計算公式如下：

消化性干物質=88.9-0.779×ADF；

相 對 飼 用 價 值=[120/NDF×（88.9-0.779×ADF）]/1.29。

1.4 數據分析與處理 采用WPS Office進行數據的基本整理歸納，使用SPSS 22.0分析軟件進行統計分析，最終數據結果表現為“平均值±標準誤”，并運用灰色關聯度對各項數據測定結果進行綜合性分析（史雷等，2021；趙嬌陽等，2021）。

2 結果與分析

2.1 不同肥料配比對紫花苜蓿生物學特性的影響 由表2可知，不同肥料配比處理下，紫花苜蓿第一茬的株高為40.7～59.9 cm，以N7P8K10組的株高最高；第二茬的株高為51.1～86.8 cm，以N7P14K6組的株高最高；紫花苜蓿株高第二茬均顯著高于第一茬，且較第一茬顯著提高26%～45%（P＜0.05）。紫花苜蓿第一茬的莖葉比為0.63～1.36，以N11P12K9組的莖葉比最低；第二茬的莖葉比為1.26～4.12，以N12P8K6組的莖葉比最低；第二茬莖葉比顯著高于第一茬，且較第一茬顯著提高1～2.03倍（P＜0.05）。第一茬的干重為56.7～230.3 kg，以N7P14K6組的干重最高；第二茬的干重為111.1～274.3 kg，以N7P14K6組和N2P12K2組的干重最高，為274.3 kg和260.4 kg，第二茬均顯著高于第一茬，較第一茬顯著提高19%～96%（P＜0.05）。就兩茬的總干重而言，紫花苜蓿以N7P14K6組的總干重最高，以N11P3K2組的總干重最低。

表2 不同肥料配比處理下紫花苜蓿株高、莖葉比和干草產量的比較

2.2 不同肥料配比處理下紫花苜蓿營養品質指標的比較 由表3、表4可知，紫花苜蓿在不同肥料配比處理下，第一茬的AW含量為8.97%～10.89%，以N7P8K10組和N2P12K2組的含量最高；第二茬的AW含量為9.01%～10.02%，以N7P2K6組的含量最高；第二茬較第一茬的AW含量無顯著變化（P＞0.05）。第一茬CP含量為21.8%～25%，以N7P8K10組的含量最高；第二茬CP含量為18.6%～21.8%，以N7P14K6組的含量最高；第二茬顯著低于第一茬，較第一茬顯著降低15%～17%（P＜0.05）。第一茬NDF含量為32%～41%，第二茬NDF含量為37.5%～44.2%，均以N2P12K2組的含量最低，且第二茬較第一茬顯著增加0.08%～17%（P＜0.05）。第一茬ADF含量為25.5%～30.1%，以N7P8K6組的含量最低；第二茬ADF含量為28.7%～33.6%，以N2P12K2組的含量最低；第二茬較第一茬顯著提高12%～13%（P＜0.05）。

表3 不同肥料配比處理下紫花苜蓿第一茬營養品質指標的比較%

表4 不同肥料配比處理下紫花苜蓿第二茬營養品質指標的比較%

第一茬ASH含量為10.8%～12.5%，第二茬ASH含量為10.4%～12.1%，均以N2P3K2組的含量最低，且第二茬較第一茬顯著降低0.04%（P＜0.05）。第一茬EE含量為2.5%～2.7%，第二茬EE含量為2.6%～2.8%，第二茬較第一茬顯著降低0.04%（P＜0.05）。第一茬RFV為148.6%～199.7%，第二茬RFV為133.4%～165.3%，均以N2P12K2組最高；且第二茬較第一茬顯著降低11%～21%（P＜0.05）。第一茬DDM含量為89.1%～91%，以N2P3K2組的含量最高；第二茬DDM含量為90%～91%，以N7P14K6組的含量最高；第二茬較第一茬無顯著變化（P＞0.05）。第一茬ADL含量為3.9%～7.8%，以N2P12K9組的含量最高；第二茬ADL含量為6.3%～9.1%，以N11P3K2組的含量最高；第二茬顯著高于第一茬，較第一茬顯著提高17%～62%（P＜0.05）。

2.3 灰色關聯度分析 由表5可知，通過對不同肥料配比處理下紫花苜蓿生物學特性和營養品質的灰色關聯度綜合分析，肥料配比組合排序前三為N7P14K6、N2P12K9、N2P12K2。

表5 不同肥料配比處理下紫花苜蓿營養品質和綜合性狀的灰色關聯度分析

3 討論

干重是衡量植物生產性能的重要指標，能客觀反映植物的生長趨勢（王斌等，2022）。植物的莖葉比影響牧草適口性，莖葉比越高，適口性能越差（吳春會等，2021）。經本試驗研究發現，紫花苜蓿在15種不同肥料處理下，第一茬與第二茬干重均以N7P14K6組最高，較第一茬顯著提高19%～96%（P＜0.05）。且在同一肥料配比條件下，莖葉比較第一茬顯著提高1～2.03倍（P＜0.05）。結果表明，隨著種植茬數的增加，牧草的生產性不斷提高，但適口性不斷減弱。

CP的主要成分包括純蛋白質和非蛋白質含氮物，是牧草營養的價值體現，CP與牧草價值成正比（胡安等，2017）。試驗數據表明，第二茬的牧草營養價值有所下降。NDF是牧草中不溶于中性洗滌劑的細胞壁組分，影響家畜采食率，NDF越低，則粗飼料品質越好（李丹丹等，2019）。結果顯示，兩茬的NDF均以N2P12K2組最低，且第二茬NDF含量顯著高于第一茬，則代表頭茬的相對品質更高。ADF主要包括纖維素、木質素和硅酸鹽等物質，牧草中ADF越高，家畜的消化率越低（李莎莎等，2021）。試驗發現第二茬中ADF含量高于第一茬，表明牧草的消化率降低。兩茬ASH均以N2P3K2組最低，表明該組合品質更優。RFV是牧草品質評定的重要方法，當RFV＞100時，說明干草品質較高（韓顏隆等，2022）。兩茬的RFV均以N2P12K2組的含量最高。雖第二茬有所下降，但兩茬牧草的RFV均大于100，可評判為優質牧草。試驗表明，隨著種植茬數的增加，飼料品質和家畜消化率逐漸降低，粗蛋白質含量和相對飼用價值顯著下降，頭茬牧草的相對品質較高。

試驗通過采用灰色關聯度分析法，結合農業農村部制定的苜蓿干草分級標準，對15種不同肥料配比處理下紫花苜蓿的生物學特性和營養品質指標進行綜合分析，篩選出在榆林風沙草灘區最優的3個肥料配比組合為N7P14K6、N2P12K9和N2P12K2。

4 結論

通過對15種不同肥料配比的紫花苜蓿進行綜合分析，結果表明榆林風沙草灘區紫花苜蓿的氮、磷、鉀最優配施量分別為7、14、6 kg/667 m2。此外，研究發現隨著種植茬數的增加，不同肥料配比處理下紫花苜蓿的生產性能呈現升高趨勢，但其粗蛋白質含量和相對飼用價值顯著下降，且適口性能會變差，表明頭茬苜蓿的營養品質相對較高。