苏丹草—黑麦草轮作中氮磷钾配施对饲草产量与养分积累的影响

李文西 鲁剑巍 鲁君明等

摘要：在大田试验条件下采用“盐池”苏丹草(Sorghum sudanense cv.Yanchi)與“邦德”一年生黑麦草(Lolium multiflorum cv.Abundant)轮作研究氮磷钾肥配合施用对饲草产量及养分积累的影响。结果表明：氮磷钾配施处理中(NPK N 450kg／hm²、P₂O₅180kg／hm²、K₂O 300kg／hm²)的饲草鲜草产量在各处理中最高，两季合计达162.7t／hm²。；其中苏丹草鲜草产量为102.3t／hm²，分别比不施肥(CK)、不施氮(PK)、不施磷(NK)和不施钾(NP)处理增产352.7％、356.7％、28.2％和13.9％；黑麦草鲜草产量为60，4t／hm²，分别比CK、PK、NK和NP处理增产344.1％、255.3％、24.8％和25.3％。配施NPK处理，全生育期饲草干物质日均积累量为65.2 kg／hm²，分别比CK、PK、NK和NP处理高215.O％、197.5％、22.0％和9.6％，苏丹草与黑麦草的干物质日均积累量分别为104.5kg／hm²和36.9kg／hm²。氮磷钾配施显著促进饲草的养分积累，全生育期的饲草N、P₂O₅和K₂O积累量分别为500kg／hm²、210 kg／hm²和1196 kg／hm²，同时，N、P₂O₅和K₂O日均积累量分别为1.37kg／hm²、0.58kg／hm²和3.29 kg／hm²；其中苏丹草的日均积累量分别为2.12kg／hm²、0.79 kg／hm²和4.16kg／hm²；黑麦草的日均积累量分别为0.84kg／hm²，0.43 kg／hm²和2.66 kg／hm²。

关键词：苏丹草—黑麦草轮作；氮磷钾配施；养分积累；日均积累量；江汉平原

中图分类号：S544.062

文献标识码：A

文章编号：1009-5500(2009)06-0005-06

江汉平原位于我国亚热带中部，是南方最为广阔的平原，水热资源丰富，雨热同期，非常利于营养体农业的发展。苏丹草与黑麦草是江汉平原地区常见的鱼草种类，且种植面积不断扩大，苏丹草一黑麦草轮作已成为该地区一种新型的种植制度。这两种饲草每年多次收获，收获频度与强度较大，养分吸收量远高于一般的农田作物，如果没有合理的养分投入，容易引起土壤养分的耗竭，长期下去将引起土地生产力下降，不利于农业的可持续发展。

江汉平原地区，生产中缺乏正确的饲草养分管理措施，种植过程中偏重于氮肥施用，肥料利用偏低，造成鱼草产量较低。同时，饲草生长过程中受水分、光热等气候因素的影响，及不同生长时期的产量及养分需求存在差异，实际生产中如未能把握正确的施肥时间与施肥量，而盲目施用化肥将不仅不利于饲草产量的提高，且会造成肥料的浪费，对环境产生负面影响。因此，在江汉平原大同湖农场开展了苏丹草一黑麦草轮作条件下氮磷钾肥配施效应以及饲草养分积累的研究，掌握氮磷钾配合施用对饲草产量的影响以及不同生长时期的饲草养分积累特性，以期为科学施肥及草业的健康发展提供依据。

1材料和方法

1.1试验地概况

试验区位于江汉平原洪湖市大同湖农场，地处长江中游北岸，E113°45，N30°3，属亚热带湿润季风气候，光照充足，年辐射总量4366～4576MJ／m²，年均气温16.2～16.6℃，无霜期250～267d，年降水量1100～1300mm。土壤为长江冲积物发育潮土，土壤的理化性状为：pH6.9，有机质18.5g／kg，全氮1.1g／kg，速效磷12.0mg／kg，速效钾121.7mg／kg。

1.2试验材料和设计

苏丹草于2005年4月24日播种(撒播)，播种量为112.5 kg／hm²。苏丹草分别为6月4日、6月30日、7月31日、8月31日和10月1日共刈割5次。黑麦草于2005年10月3日播种(撒播)，播种量为37，5kg／hm²。黑麦草分别为次年3月6日，4月16日和5月6日共刈割3次。

试验设CK(不施肥)、NP(不施钾)、NK(不施磷)、PK(不施氮)和NPK(氮磷钾配施)5个处理。小区面积7.5mX2.Om，随机区组排列，4次重复。

在本试验室前期工作的基础上，设计了苏丹草与黑麦草轮作试验期的施肥量，苏丹草各处理养分用量分别为N450 kg／hm²、P₂O₅180kg／hm²、K₂O300kg／hm²，氮、磷和钾肥分别采用尿素、过磷酸钙、氯化钾。氮肥总用量的1／2和钾肥总用量的1／3作基肥，余下氮、钾肥均分3次在每次刈割后追施，磷肥全部作基肥。

黑麦草各处理养分用量分别为N225kg／hm²、R₂O₅135kg／hm²、K₂O150kg／hm²，肥料种类同苏丹草试验。氮、钾肥总用量的1／2作基肥，余下氮、钾肥均分2次在刈割后追施，磷肥全部作基肥。

1.3测定项目与计算方法

各小区饲草的实收产量为鲜草产量。刈割前在各小区随机取20cmX20cm样方地上部鲜样，称重。将草样于105℃烘箱中杀青30min后，置于60℃条件下烘48h，称干重。饲草样的干、鲜重之比乘以100％即为干物质含量。

饲草N、P、K含量：将烘干的饲草粉碎，用浓H2S04一HCl04消化，流动注射分析测定氮和磷，火焰光度法测定钾。

干物质(kg／hm²)一鲜草产量(kg／hm²)×干物质含量(％)÷100

养分积累量(kg／hm²)=干物质(kg／hm²)×养分含量(％)÷100

于物质或养分的日均积累量(kg／hm²)=干物质或养分的积累量(kg／hm²)÷饲草生长期(d)

1.4数据处理

试验结果均用LSD法檢验P<0.05水平上的差异显著性。

2结果与分析

2.1施肥对饲草产量的影响

2.1.1

鲜草产量鲜草产量结果表明(表1)，施氮处理(NP，NK和NPK)的饲草鲜草总产量明显比不施氮处理(CK和PK)高，CK和PK处理的鲜草总产量基本相同，分别只有NPK处理的22.2％和24.2％，说明氮素是该供试土壤的养分障碍因子，施氮可以提高饲草鲜草产量。在苏丹草一黑麦草轮作中，NPK处理的饲草鲜草产量在各个处理中最高，其中苏丹草鲜草产量达102.3t／hm²，分别比CK、PK、NK和NP处理增产352.7％、356.7％、28.2％和13.9％；黑麦草鲜草产量达60.4t／hm²，分别比CK、PK、NK和NP处理增产344.1％、255.3％、24.8％和25.3％，说明氮磷钾配施显著提高苏丹草与黑麦草鲜草产量，也可以看出苏丹草一黑麦草轮作中氮、磷、钾肥对两种饲草的增产率存在差异，氮肥的增产作用最大，磷肥次之，钾肥的增产作用最小。

2.1.2干物质积累

苏丹草一黑麦草轮作，NPK处理的饲草干物质积累量最高，达23718kg／hm²(图1)。与其他处理相比，NPK处理的饲草干物质日均积累量也较高为65，2kg／hm²，分别比CK、PK、NK和NP处理增加215.0％、197.5％、22.0％和9.6％，说明氮磷钾配施显著增加饲草干物质，提高干物质的积累速率。

苏丹草生长期，NPK处理的干物质日均积累量为104.5 kg／hm²，与CK、PK、NK和NP处理相比，分别高213.4％、216.9％、24.9％和5.3％(图1)。各个处理苏丹草不同的刈割期以及同一刈割期的不同处理间干物质积累速率均存在差异。NPK处理，苏丹草5次收获期的干物质日均积累量分别为120.7kg／hm²、158.3kg／hm²、113.2kg／hm²、121.9kg／hm²和15.2kg／hm²，可以看出第2次刈割期的积累速率最大，随后几次的积累速率呈降低趋势。与NPK处理一样，NP、NK处理中第2次刈割期的干物质积累速率最大，而CK、PK处理中苏丹草第1刈割期干物质积累速率最大，随后几次呈降低趋势，说明不施氮肥情况下土壤因养分的耗竭而不能满足饲草的生长需求，因此，干物质积累受到限制，积累速率呈降低趋势。

黑麦草生长期，NPK处理的干物质日均积累量为36.9kg／hm²，与CK、PK、NK和NP处理相比，分别高218.3％、164.7％、16.6％和19.9％。NPK处理，黑麦草3次刈割期的干物质日均积累量分别为27.4kg／hm²、56.9kg／hm²和68.0kg／hm²，干物质积累速率呈升高趋势，第3次刈割期的积累速率最大。其他处理中干物质积累速率均在第2次刈割期最大。

2.2施肥对饲草养分积累的影响

2.2.1氮素积累

苏丹草一黑麦草轮作，NPK处理的饲草N素积累量在各处理最大，达500kg／hm²。饲草的N日均积累量也较高，为1.37kg／hm²，分别比CK、PK、NK和NP处理高382.1％、424.3％、30.6％和17.3％。

在整个轮作期中，饲草的N积累趋势与干物质的积累趋势基本一致(图1、图2)。NPK处理，苏丹草的N日均积累量为2.12kg／hm²，分别比CK、PK、NK和NP处理增加363.O％、438.9％、31.2％和8.7％；黑麦草的N日均积累量为0.84 kg／hm²，分别比CK、PK、NK和NP处理增加421.3％、399.7％、29.7％和37.3％，可以看出苏丹草与黑麦草的氮素积累速率存在差异。

图2还可以看出，NP处理的N积累量高于NK处理的积累量，说明氮肥基础上增施磷肥的效果好于钾肥。而PK处理的积累量低于CK处理的积累量，说明磷钾肥施用加剧了土壤氮素的缺乏，限制了饲草的N素积累，这也是最小养分因子律的体现。

2.2.2磷索积累

苏丹草一黑麦草轮作期中，NPK处理的P₂O₅积累量在各处理中最高，为210kg／hm²，饲草P₂O₅日均积累量为0.58kg／hm²，分别比CK、PK、NK和NP处理增加197.8％、168.9％、50.8％和7.9％。

与N素积累一样，饲草的P₂O₅积累趋势也与干物质的积累趋势基本一致。NPK处理中，苏丹草的P₂O₅日均积累量为0.79kg／hm²，与CK、PK、NK和NP处理相比，分别增加143.1％、137.1％、41.3％和1.7％；黑麦草P205日均积累量为0.43 kg／hm²，与CK、PK、NK和NP处理相比，分别增加324.1％、227.1％、65.7％和17.4％(图3)。

图3还可看出，NP、NK和NPK处理的磷素积累量明显高于CK和PK处理的积累量，说明氮肥在饲草磷素积累中起着重要的作用。在NP、NK和NPK处理中，不施磷处理的磷索积累量低于其他2个施磷处理的积累量，说明土壤磷素不能满足饲草正常的积累，增施磷肥是该地区苏丹草一黑麦草轮作制中获得高产的重要措施。

2.2.3钾素积累苏丹草一黑麦草轮作，NPK处理的K₂O积累量在各个处理中最高，达1196kg／hm²，饲草K₂O日均积累量为3，29 kg／hm2，分别比CK、PK、NK和NP处理高277.9％、214.5％、23.0％和30.1％(图4)。

苏丹草生长期，NPK处理的钾素积累速率在第1次刈割期最高，NP和NK处理的积累速率分别在第4和2刈割期最高，这与干物质积累趋势不同，而CK和PK处理的积累趋势与干物质积累趋势一致。黑麦草生长期钾索积累趋势与干物质积累趋势基本一致。NPK处理，苏丹草K₂O日均积累量为4.16kg／hm²，分别比CK、PK、NK和NP处理增加262.1％、218.3％、32.3％和33.9％；黑麦草K₂O日均积累量为

2.66kg／hm²，分别比CK、PK、NK和NP处理高297.4％、210.3％、14.1％和26.2％。

图4还可以看出，NP、NK和NPK处理的钾素积累量明显高于CK和PK处理的积累量，说明氮肥对饲草钾素积累也起着重要作用。整个轮作期，NP处理的钾素积累量略低于NK处理的积累量，说明氮肥基础上磷肥与钾肥对饲草钾素积累的作用相当。

3讨论

苏丹草是G₄作物，地上部生物量较大，每次随着刈割物带走大量的养分，因此，为了保证整个生育期的持续稳产和丰产，每次刈割后为了下次的丰产均要追施一定的养分。苏丹草试验期共追肥3次，结果表明前4次刈割的产量均较高。9月后，因温度等气候因素的影响，苏丹草的生长进入衰败期，为了提高整个生育期的养分利用效率，第4刈割获后不再追肥，结果也表明苏丹草第5刈割期的干物质积累相当少。

自古以来，江汉平原土地肥沃，随着人们不断开发和利用，以及长期生产过程中不合理的养分管理措施，很大程度上造成土壤部分养分处于耗竭状态，进而影响到作物的产量和土地生产的持续性。同时，不合理的管理措施也会影响作物周围的生态环境，制约草业的健康发展。研究表明，苏丹草与黑麦草轮作种植中，NPK处理的养分积累量在各个处理中最大，一个轮作期饲草N、P20s和K20积累量分别可达到500kg／hm²、210kg／hm²和1196kg／hm²，氮磷钾配施促进了饲草的养分吸收。

试验也表明，饲草养分的积累趋势与干物质积累趋势基本一致，这与前人的研究报道相一致。需要指出的是，苏丹草的钾素积累趋势与干物质的积累趋势存在一定差异，施氮处理的K₂O最高积累速率出现的时期与干物质的并不同步，可能是苏丹草生长较缓慢时期钾素存在奢侈吸收的结果。试验NPK处理的饲草积累N：P₂O₅：K₂O比例為1：0.42：2.39，而肥料N：P₂O₅：K₂O的施用比例为1：0.46：0.67，可以看出饲草对钾素的需求比例较高。在江汉平原饲草种植以及其他农田作物种植中，由于当地生产者的施肥习惯不施或较少施用钾肥普遍存在，长期下去将会加剧土壤钾素耗竭，不利于产量提高和农业的可持续发展，因此，农田施肥要注意钾素的投入及科学施用钾肥。