麥麥提敏·乃依木,王玉祥,張 博
(新疆農業(yè)大學西部干旱荒漠區(qū)草地資源與生態(tài)實驗室,烏魯木齊 830052)
紫花苜蓿 (Medicago sativa L.)是一種的優(yōu)良豆科牧草,因其產量高、品質好、適應性強、耐刈割、蛋白質含量較高等特點,被稱為“牧草之王”,備受奶牛的青睞,是主要的蛋白質飼料來源[1,2]。我國苜蓿種植歷史悠久,種植面積也是逐年擴大,但其產量和品質遠遠滿足不了市場需求。隨著畜牧養(yǎng)殖業(yè)的結構調整,市場對苜蓿干草的需求量逐年增加[3]。因此,如何提高我國苜蓿的產量和品質,滿足國內市場需求,是目前苜蓿飼草生產中亟待解決的重要問題。紫花苜蓿的產量受品種遺傳特性和環(huán)境條件的綜合影響,在諸多的環(huán)境因子中,肥料是關鍵的影響因素之一,合理的施肥是提高紫花苜蓿產量、改善營養(yǎng)品質的重要手段[4-6]。苜蓿是通過多次刈割達到高產優(yōu)質,不施或少施肥料,其產量和品質會下降?;诖耍囼炓孕履?號紫花苜蓿為材料,研究施肥對苜蓿產量、品質的影響,篩選出適宜本區(qū)域高產優(yōu)質的施肥方案,為新疆荒漠綠洲區(qū)苜蓿飼草生產科學施肥提供基礎數據。
試驗地設在新疆農業(yè)大學三坪農場牧草與草坪試驗站(43°56'N,87°35'E,海拔580 m),該站地處天山山脈北麓、準噶爾盆地南緣,地勢平坦開闊,由西南向東北傾斜,平均坡降在1.3%;晝夜溫差大,冬季寒冷漫長,夏季炎熱干燥;全年平均氣溫7.2℃,極端高溫42℃,極端低溫-38℃;年均降水量228.8 mm,年均蒸發(fā)量2 647 mm。土壤有機質含量1.3%,堿解氮含量19.69 mg/kg,速效磷含量1.95 mg/kg,速效鉀含量249.91 mg/kg,PH為7.10試驗材料為新牧4號紫花苜蓿(Medicago sativa L.cv.XinMu No.4),2014年播種,行距15 cm,播量30 kg/hm2,灌溉方式為地下滲灌,每次灌水量為900 m3/hm2,采用滲灌進行追施肥料。施肥試驗設計如表1。試驗小區(qū)布置采用完全隨機區(qū)組的排列方法,小區(qū)面積20 m2(4 m×5 m),3次重復[6]。
表1 苜蓿施肥試驗方案
2016年在苜蓿盛花期進行刈割,實測小區(qū)產量,通過測量干鮮比折算干草產量;每次刈割后每個處理取混合鮮樣2 000 g烘干至恒重、粉碎,測量粗蛋白質、粗脂肪、粗纖維、粗灰分等指標,分別采用消煮蒸餾法、索氏脂肪提取器殘余法、煮沸消化法、干灰分法進行測量[7]。
數據采用SPSS 19.0及Excel 2010進行制圖、方差分析等。
產量是衡量牧草生產性能的重要指標之一。不同施肥處理對苜蓿干草產量的影響如圖1所示,2016年苜蓿收獲三茬,年干草產量較高的是N2P1K1處理,為24.00 t/hm2,N3P1K1次之,最低的是N0P1K1處理;不施肥處理的產量低于N1P1K1、N2P1K1和N3P1K1的產量,且與其差異顯著,這說明施肥能夠顯著提高苜蓿產量。在P1K1水平上,隨著追施氮肥量的增加,苜蓿產量呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢,這說明施氮肥能夠提高苜蓿產量,當施肥量達到一個閾值,產量達到最高;如果繼續(xù)增加施肥量,產量就會降低,造成肥料浪費,同時增加生產成本,因而合理施肥很重要。
圖1 施肥對苜蓿草產量的影響
施肥的各個處理的年平均粗蛋白含量均高于不施肥的處理(圖2),這說明施肥能夠提高苜蓿蛋白含量。各處理中,粗蛋白含量較高的是N1P1K1處理,為17.69%,與其他處理差異顯著。在P1K1水平上,隨著施氮肥量的增加,粗蛋白含量呈現(xiàn)“升-降-升”的趨勢,這說明追施一定量的氮肥能夠提高苜蓿粗蛋白含量。
圖2 施肥對苜蓿粗蛋白的影響
施肥對苜蓿粗脂肪的影響如圖3所示,粗脂肪含量最高的是N3P1K1處理,大于不施肥處理,為3.49%,最低是N1P1K1處理,為2.84%,兩者差異顯著。隨著施氮肥量的增加,粗脂肪表現(xiàn)為先降低后升高的趨勢,這說明追施少量氮肥不僅不能夠增加粗脂肪含量,反而降低了其含量;要獲得較高的粗脂肪,需追施較多的氮肥。即少量氮肥對苜蓿粗脂肪影響較小。
圖3 施肥對苜蓿粗脂肪的影響
施肥對中性洗滌纖維的含量如圖4所示,含量最高的是N3P1K1,為42.80%,與其他處理差異顯著;最低的是N0P1K1,為38.10%。試驗數據說明,施肥量與施肥組合對中性洗滌纖維的影響較大,這可能是肥料間的耦合效應所致。
圖4 施肥對苜蓿中性洗滌纖維的影響
各個處理中,酸性洗滌纖維較高的是N3P1K1,為35.73%,N0P0K0次之,N2P1K1處理最少,且與其他處理差異顯著,見圖5。隨著施氮肥量的增加,酸性洗滌纖維表現(xiàn)為“升-降-升”的趨勢,在N2時達到最低,在N3時達到最高,超過不施肥處理,這說明追施一定量的氮肥能夠降低酸性洗滌纖維的含量,當施肥量過大時,反而增加其含量。
圖5 施肥對苜蓿酸性洗滌纖維的影響
各個處理中,N1P1K1、N2P1K1、N3P1K1的粗灰分含量均大于不施肥(N0P0K0),見圖 6。其中,粗灰分含量較高的是N2P1K1,為8.43%,最低的是N0P1K1。在P1K1水平上,隨著氮肥量的增加,粗灰分先增加后降低,這說明施一定量的氮肥能夠增加粗灰分含量,但粗灰分增加量與施肥量不成正比。
圖6 施肥對苜蓿粗灰分的影響
苜蓿的產量不僅與其品種特性有關,還與土壤中營養(yǎng)成分密不可分。合理的施肥能夠促進產量構成因子生長,從而提高產量。彭文棟[8]等認為氮、磷肥配施對苜蓿增產效果不明顯,但單施磷肥的效果極顯著;而張積祥等認為苜蓿單施氮肥和氮、磷肥配施均無效果,而單施磷肥效果顯著[9,10]。馮玲霞、趙云等認為施肥對苜蓿產量的提高有直接的促進作用,合理的施肥能夠顯著提高苜蓿產量和品質[3,11],這與本研究的結果相同。本試驗的施肥處理干草產量和粗蛋白含量均高于不施肥(N0P0K0),即合理追施氮、磷、鉀肥能夠促進苜蓿生長,并對產量和品質產生顯著影響。粗脂肪、粗纖維的變化與施肥量及施肥配比有關,試驗數據表明,施肥能夠改變粗脂肪、粗纖維的含量,但組合不同,變化量和變化趨勢不同,這可能是肥料間的耦合效應所致,有待進一步探究。
合理的施肥量和施肥組合能夠提高苜蓿產量,改善牧草品質。通過對試驗數據進行對比分析認為,試驗區(qū)二年生新牧4號紫花苜蓿在天山北坡荒漠綠洲區(qū)的最佳施肥配比是N2P1K1組合,即120 kg/hm2尿素+90 kg/hm2過磷酸鈣+60 kg/hm2硫酸鉀。