氮肥对两个品种多花黑麦草生长和生理的影响*

张晓佩，高承芳，刘 远，李文杨，董晓宁

(福建省农业科学院 畜牧兽医研究所，福建 福州 350013)

多花黑麦草即一年生黑麦草(loliummultiflormlam.)属越年生禾本科牧草，是一种喜温、喜湿牧草，具有抗逆性强、分蘖力高、生长快、产量高、品质好的饲草，由于其营养丰富、适口性好，为各种草食动物所喜食，也是猪、鱼的优质青饲料[1-3]。

氮素是植物体内许多重要有机化合物的组分，也是遗传物质的基础，对植物生命活动以及作物产量和品质均有极其重要的作用[4-7]。合理施用氮肥是获得作物高产的有效措施[8-9]。叶绿素作为吸收光能的主要物质，直接影响植被光合作用的能力，估测叶绿素含量已经成为评价植物长势、产量和确定最佳施肥量的一种有效手段[10-12]。丙二醛(MDA)是膜脂过氧化的最终分解产物，其含量可以反映植物遭受逆境伤害的程度[13-15]。

本研究在大田试验条件下，通过测定多花黑麦草的生长指标(分蘖数、株高和鲜干草产量)和生理指标(叶绿素和丙二醛)，初步探讨了氮素水平对不同多花黑麦草品种营养生长期的生理效应及产量的影响，以期为多花黑麦草栽培管理科学适量施肥提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于福建省福州市晋安区北郊省农科院泉头试验场，N26°07′58″，E119°20′17″，海拔40～45 m。属中亚热带气候，年均温19.7 ℃，最高月均温28.8 ℃，最低月均温9.0 ℃，极端低温-1.1 ℃，活动积温6 530 ℃，年均降水量1 300 mm。耕作土壤为红壤旱地，肥力中等，排水良好，前茬作物为牧草。

1.2 试验材料与试验设计

试验选用的美克斯(Maximus)和海克里斯(Hercules)2个多花黑麦草品种均由北京百绿公司提供。

试验采用随机区组设计，3次重复，小区面积为10 m2，小区间距为0.5 m，区组间距0.8 m。2011年9月18日条播，播种量22.5 kg/hm2，同时施入底肥(钙镁磷肥675 kg/hm2)。设计5个氮肥水平处理，氮素量0 kg/hm2，100 kg/hm2，200 kg/hm2，300 kg/hm2和400 kg/hm2，在牧草出苗期、分蘖期、刈割前均匀施入各小区。

1.3 生长指标测定

每次刈割之前记录每个小区随机10株多花黑麦草的分蘖数，测量每个小区随机10株多花黑麦草的垂直高度。产草量按每个小区每次刈割鲜草量的总和，另测出干草量(取500 g鲜草烘干后按比例计算)。本试验整个生长期共刈割6次。

1.4 叶绿素含量测定

选取整体植株3～5株，装入密闭自封袋，带回室内。将全部冠层叶片采下，分段从叶上部、叶中部、叶基部各剪取约1/3，剪碎成1～2 mm见方的碎片并混匀(去除叶脉)。

取0.2 g叶片，用95%丙酮一乙醇混合液(体积比为2∶1的丙酮和无水乙醇混合液配成95%的水溶液)浸提至叶片发白，以浸提液作空白，用722型分光光度计测定叶绿素提取液吸光度，利用Amon公式计算提取液叶绿素浓度，换算叶绿素含量(mg/g)[16-17]。Amon计算公式如下:

叶绿素a浓度(mg/L)：Ca=12.7 A663～2.69 A645；

叶绿素b浓度(mg/L)：Cb=22.9 A645～4.68 A663；

叶绿素总浓度(mg/L)：C = Ca+ Cb

式中：Ca为叶绿素a的含量；Cb为叶绿素b的含量；C为总叶绿素的含量；A645为波长645时的吸光度；A663为波长663时的吸光度。

1.5 MDA含量测定

参考王学奎[16]介绍的方法测定MDA含量。取0.5克样品，加5%三氯乙酸(TCA)5 mL，研磨后所得匀浆在3000 r/min离心10 min；取上清液2 mL，加0.67%(w/v)硫化巴比妥酸(TBA)(用10%的TCA配制)2 mL，混合后在100度水浴上煮沸30 min，冷却后再离心一次。分别测定上清液在450、532、600 nm处的吸光度值。并按公式计算MDA含量：

C(微摩尔/L)=6.45(A532-A600)-0.56A450

式中:C为MDA含量； A532为波长532时的吸光度；A600为波长600时的吸光度；A450为波长450时的吸光度。

1.6 数据分析

将生长指标、叶绿素含量和MDA含量等数据用DPS软件分析。

2 结果与分析

2.1 氮肥水平对2个牧草品种生长性能的影响

由表1可知，两个品种的分蘖数随着施氮量0 kg/hm2到300 kg/hm2的增加而增多，但施氮量为400 kg/hm2的分蘖数反而比300 kg/hm2时略少但差异不显著。两个品种的株高随着施氮量0 kg/hm2到300 kg/hm2的增加而增长，施氮量为400 kg/hm2时美克斯的株高反而略低，海克里斯的仍然继续增长，但是与施氮量为300 kg/hm2时的株高差异都不显著。两个品种的鲜草产量和干草产量在施氮量为300 kg/hm2时达到最大值，美克斯在施氮量200 kg/hm2～400 kg/hm2之间的产量差异不显著，海克里斯在施氮量200、300 kg/hm2之间的产量差异不显著。

综合分析认为，适量的氮素对黑麦草的生长起到较大的促进作用，在施氮量为300 kg/hm2时，两个品种的产量都可以达到高峰，继续增加施氮量并不继续促进黑麦草的生长和产量。

表1 不同施氮量对2个牧草品种生长性能的影响Table 1 Effect of different nitrogen levels on growth indexof 2 varieties

注：同列肩标大写字母表示差异极显著(P<0.01),小写字母为显著差异(P<0.05)。下同。

Note：Values with capital superscripts show extreme difference(P<0.01), those with lowercase superscripts were significantly different(P<0.05). The same below.

2.2 氮肥水平对2个牧草品种叶绿素含量的影响

由表2可知，美克斯的叶绿素含量随氮素水平的升高逐渐升高，在氮素水平达到300 kg/hm2时叶绿素a含量达到最高，但叶绿素b和总叶绿素含量则是一直升高，但从施氮量200 kg/hm2开始差异并不显著(P<0.05)。海克里斯的叶绿素含量随氮素水平的升高逐渐升高，在氮素水平达到300 kg/hm2时叶绿素a、b和总含量都达到最高。这个结果说明在氮素水平为300 kg/hm2时，多花黑麦草的叶绿素含量达到一个比较高的水平，这个氮素水平对多花黑麦草是适宜的。

表2 不同施氮量对2个牧草品种叶绿素的影响Table 2 Effect of different nitrogen levels on chlorophyll content variance of 2 varieties

2.3 MDA含量差异分析

由表3可知，MDA的含量随施氮量的提高而升高，不同品种升高趋势不同，美克斯在施氮量100 kg/hm2和200 kg/hm2时MDA含量是一个水平与其他处理差异极显著(P<0.01)，在施氮量300 kg/hm2和400 kg/hm2时MDA含量是一个水平与其他处理差异极显著(P<0.01)；海克里斯在100 kg/hm2到300 kg/hm2间MDA含量是同一个水平差异极不显著(P<0.01)，在400 kg/hm2时MDA含量上升一个水平与其他处理差异极显著。

这个结果说明了氮素水平的升高使多花黑麦草的细胞膜过氧化程度逐步增加，而且对不同品种的影响并不相同，从上表数据中可以看出，美克斯比海克里斯的膜脂过氧化程度更大，这说明了美克斯细胞膜受到的损伤更大，抗逆性更强一些。

表3 不同施氮量2个品种MDA含量方差分析Table 3 Analysis of MDA content variance of 2 varieties with different nitrogen levels

3 讨 论

氮肥对其他多花黑麦草品种的生长和产量影响已经有过研究[18-20]，本研究中两个品种随着氮肥的适量增加，分蘖数和株高都有所提升，因此草产量相应提高，但氮素利用率下降。分蘖数和株高达到高峰期后，不会无限制的增长，这说明除了肥料营养以外，分蘖数和株高还会受到温度、光照和生长调节剂等多种因素的影响。从而相应的草产量不会无限制的增加。单从产量上来说，美克斯和海克里斯的适宜施氮量为300 kg/hm2。

叶绿素是植物进行光合作用，储存能量和营养物质的主要元素，其含量可以评价牧草群体长势、估测产量[6]。本研究中不同多花黑麦草品种随着氮肥的增加叶绿素含量变化趋势不同。而且在不施加氮肥时其含量并不比几个施氮水平的低，可能是因为在不施加氮肥时牧草分蘖数少，各个植株生长空间更大，叶片伸展空间更大。单从叶绿素含量上来说，美克斯的适宜施氮量为200 kg/hm2到400 kg/hm2之间，海克里斯的为300 kg/hm2。

MDA从膜上产生的位置释放出后，可以与蛋白质、核酸反应，从而丧失功能，还可使纤维素分子间的桥键松驰，或抑制蛋白质的合成。因此，MDA的积累可能对植物的膜和细胞造成一定的伤害。本研究证明：氮肥的施加使多花黑麦草启动了抗逆防御系统，并且不同品种对氮肥水平的耐受性不同，美克斯为200 kg/hm2，海克里斯为300 kg/hm2。

综上所述，适量的施氮肥能增加多花黑麦草的产量，研究的2个品种最高产施氮肥量相同；不同多花黑麦草品种随着氮肥的增加叶绿素含量变化趋势不同；氮肥的施加同时会启动多花黑麦草抗逆防御系统，并且不同品种对氮肥的耐受性不同。

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