李天銀,潘玉鑫,馬 艷
(1.甘肅亞盛田園牧歌牧草科技研究院,甘肅 酒泉 735000;2.甘肅省國有八一農(nóng)場,甘肅 金昌737107)
紫花苜蓿(Medicago sativa)是一種全球性栽培、適應(yīng)性廣、品質(zhì)優(yōu)良的豆科飼料作物[1],因其具有高蛋白、高維生素、高礦物質(zhì)、高微量元素被稱為“牧草之王”,在我國已有2 000多年栽培歷史,是全世界及我國栽培面積最大、最主要的優(yōu)質(zhì)豆科牧草之一,具有抗逆性強,適用范圍廣等特點[2]。研究表明,鹽堿地種植紫花苜蓿能夠明顯的降低土壤pH和土壤含鹽量,提高土壤肥力[3]。2016年,金昌市人工種草19 666 hm2,干草總產(chǎn)量3.06×105t。其中紫花苜蓿14 100 hm2,產(chǎn)量178 800 t[4]。金昌地區(qū)紫花苜蓿種植在鹽堿地和風沙地較多,土壤pH較高,土壤瘠薄,缺乏有效的營養(yǎng)物質(zhì)。為了提高產(chǎn)量,管理者施肥盲目性大,大多依據(jù)自己的經(jīng)驗施肥,致使苜蓿作為飼草的巨大潛力未能充分發(fā)揮。紫花苜蓿每茬刈割后,應(yīng)施用一定量的氮、磷、鉀肥,以促進幼苗生長[5-9]。為充分發(fā)揮肥料的增產(chǎn)效應(yīng),我們通過“3414”肥料試驗,對紫花苜蓿施用氮、磷和鉀的肥料效應(yīng)進行了研究,旨在建立甘肅金昌地區(qū)紫花苜蓿的最佳施肥方案,確定土壤養(yǎng)分豐缺指標及對應(yīng)的肥料施用量,為該地區(qū)紫花苜蓿產(chǎn)量的進一步提高和節(jié)本增效提供科學依據(jù)。
試驗地位于甘肅省國營八一農(nóng)場,地處甘肅省金昌市大河沖積扇平原上部。平均海撥1 418 m,年均氣溫7.2~7.5℃,≥10℃的有效積溫3 000~3 147.8℃,無霜期138~156 d,年降水量112~156 mm,年蒸發(fā)量2 350~2 720 mm,年日照時數(shù)2 810~2 933 h。土壤結(jié)構(gòu)以砂壤土和輕壤土為主,鹽化土等為輔。砂壤土分布全場,通水透氣,土質(zhì)疏松,土層厚,土壤適合苜蓿種植。灌溉方式以地下水(井灌)灌溉為主。試驗地土壤的基本理化性質(zhì)見表1。
表1 試驗區(qū)土壤主要理化性質(zhì)
指示紫花苜蓿品種為亮苜2號。供試肥料為磷酸二銨(含N 18%、P2O546%)、硝酸磷(含N 34%、P2O56%)、硫酸鉀(含K2O 51%)、普通過磷酸鈣(含P2O512%)。
“3414”即N、P、K 3個因素、4個水平、14個處理。4個水平分別為:0水平為不施肥,2水平為當?shù)赝扑]施肥量,1水平=2水平×0.5(指施肥不足),3水平=2水平×1.5(為過量施肥)。具體施肥量見表2。
采用“3414”完全試驗設(shè)計方案,小區(qū)長4 m,寬3 m,小區(qū)面積12 m2。共14個處理(小區(qū)),隨機排列,不設(shè)重復(fù)。試驗地四周均設(shè)保護行,試驗區(qū)四周及小區(qū)間均設(shè)寬0.5 m、高0.4 m小埂。區(qū)組內(nèi)土壤肥力條件基本一致。
全生育期灌水5次,4月27日灌頭水;第2次灌水時間5月25日;第3次灌水時間6月25日;第4次灌水時間7月11日;第5次灌水時間8月15日。
一茬取樣調(diào)查時間為6月8日,二茬取樣調(diào)查時間為7月25日,三茬取樣調(diào)查時間為9月10日。每茬每小區(qū)取單株樣5株,1m2測產(chǎn)樣方1個。
由表3可見,14個肥料處理中的一茬收獲期,即從返青期到孕蕾期基本相同。
由表4可知,株高最高的處理為N2P3K2,達到81 cm;其次是處理N2P2K1、N2P2K0,株高分別為75.0、74.3 cm。一次分枝最多的處理是N2P2K3,為4.0個;最少的是處理N0P0K0,分枝數(shù)為2.0個。含葉率最多的處理是N2P3K2,為11.0%;最少的處理是N2P0K2、N2P2K1,均為8.6%;單株鮮草最重的處理是N2P3K2,為29.6 g;最輕的處理是N0P0K0,為14.7 g。單株干草最重的是N2P3K2,為12.3 g;最輕的是N0P0K0,為6.1 g。
表2 處理及小區(qū)施肥量
表3 一茬田間生育時期調(diào)查記載結(jié)果
表4 不同施肥水平對紫花苜蓿植株性狀的影響
各處理折合產(chǎn)量見表5。
2.3.1 三元二次肥料效應(yīng)回歸方程的建立 對“3414”試驗數(shù)據(jù)進行分析,建立三元二次肥料效應(yīng)方程,回歸系數(shù)見表6。
以Y表示產(chǎn)量,那么N、P、K的肥料效應(yīng)三元二次回歸方程為:
Y=1 042.11-62.87N-24.56P+19.55K-11.67N2+3.51P2-0.06K2+16.89NP+0.79NK-2.77PK
2.3.2 缺素相對產(chǎn)量 根據(jù)對試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計,缺N的相對產(chǎn)量為72%,缺P的相對產(chǎn)量為99%,缺K的相對產(chǎn)量為98.8%。說明氮素是金昌地區(qū)紫花苜蓿產(chǎn)量的最大限制因子。
2.3.3 最大施肥量和最佳施肥量 經(jīng)過分析,最大施肥量為N 46.5 kg/hm2、P2O5101.1 kg/hm2、K2O 407.4 kg/hm2,此時紫花苜蓿產(chǎn)量達16 909.95 kg/hm2。最佳施肥量為N 25.95 kg/hm2、P2O583.55 kg/hm2、K2O 218.55 kg/hm2,該施肥水平下,紫花苜蓿產(chǎn)量達15 091.65 kg/hm2(表7)。可見,雖然紫花苜蓿可以與根瘤菌有效共生進行生物固氮,從而為植株提供氮素,但根瘤的形成受生態(tài)環(huán)境與土壤肥力的影響較大[8],自然條件惡劣或維持高的水平生產(chǎn)時,僅靠生物固氮遠不能滿足其氮素需求,還必須施用氮肥[9]。
表7 最大施肥量和最佳施肥量
試驗結(jié)果表明,甘肅金昌地區(qū)最佳施肥量為 N 25.95 kg/hm2、 P2O583.55 kg/hm2、 K2O 218.55 kg/hm2,紫花苜蓿產(chǎn)量達15 091.65 kg/hm2。
“3414”田間試驗是測土配方施肥的基礎(chǔ),通過“3414”田間試驗數(shù)據(jù)回歸的三元二次方程和土壤分析化驗結(jié)果,可以指導(dǎo)當?shù)啬敛莘N植者針對紫花苜蓿目標產(chǎn)量提出相應(yīng)的施肥配方,從而避免盲目施肥現(xiàn)象,保護農(nóng)業(yè)環(huán)境,在促使牧草品質(zhì)提高的同時,獲得更大的效益。
表5 不同施肥水平的紫花苜蓿產(chǎn)量
表6 紫花苜蓿“3414”試驗回歸系數(shù)
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