土壤水分和施氮水平对紫花苜蓿苗期生长的互作效应分析

王茜，纪树仁，沈益新

(南京农业大学草业学院，江苏 南京210095)

土壤水分和施氮水平对紫花苜蓿苗期生长的互作效应分析

王茜，纪树仁，沈益新*

(南京农业大学草业学院，江苏 南京210095)

土壤水分含量对作物施肥效应有重要影响。为了研究长江中下游农区土壤条件下施氮对紫花苜蓿生长的影响，探究土壤水分和施氮水平的互作效应，进行了盆栽半控制试验。试验采用两因素随机区组设计，设置了3个土壤水分水平(分别为50%、70%、90%的最大持水量)和4个施氮水平(0、90、180和270 kg/hm2)。结果表明,在施氮量一定的条件下，适当提高土壤水分含量，紫花苜蓿苗期生长、地上部干物质积累及氮素利用率均呈现增加的趋势。在相同土壤水分水平下，适量施氮可以促进紫花苜蓿生长、地上部干物质积累及氮素的利用，但是过多施氮不利于地上部干物质积累及氮素利用率的提高。土壤水分和施氮水平具有显著的互作效应。回归分析结果表明，施氮效应因土壤水分含量升高而显著增大；适宜的施氮量也因土壤水分含量升高而增大。因此，土壤缺水的地区或季节，施肥与灌溉应同步进行；土壤水分含量较高的长江中下游农区，适当增施氮肥有利于紫花苜蓿高产，并提高氮素利用率。

紫花苜蓿；土壤水分；施氮；互作效应；干物质积累；氮素利用率

合理的水肥管理对紫花苜蓿产量及水分和氮素利用率的提高至关重要[1]。土壤水分和氮素水平对紫花苜蓿(Medicagosativa)生长的影响是由两者单因素效应及其互作效应共同决定的[2]。由于单因素实验操作较简单且容易控制，导致在现有成果中进行单因素效应研究的工作较多。大量研究表明，在干旱地区，合理灌溉可以促进紫花苜蓿的生长，显著提高饲草产量并改善饲草品质[3]。合理施氮，尤其在紫花苜蓿苗期和生长旺盛时期施肥，能显著提高饲草产量[4]。然而土壤水肥在紫花苜蓿生长发育过程中，既有其各自特殊的作用，又相互联系，影响彼此间效应的发挥。土壤水分供应不协调不能充分发挥氮肥的肥效，氮素供应不足也不利于充分发挥水分的增产作用。如何实现土壤水分和氮素的高效利用，一直是紫花苜蓿高效栽培技术的研究重点。由于试验材料、生态条件和生育期的差异，至今研究结果未有统一定论[5-8]。

科研工作者在土壤水分和施氮水平对作物生长和产量的影响方面已做了大量工作。丁红等[9]研究表明，在干旱胁迫下，增施氮肥可以改善花生根系的生长，提高花生产量。石珊珊等[10]研究表明，灌水对小麦籽粒产量的影响大于氮肥，增施氮肥可以明显弥补水分亏缺造成的影响。紫花苜蓿与其他作物一样，水氮对其生长具有互补作用。尹辉[11]研究表明，在节水20%灌溉时，适量施氮有利于提高紫花苜蓿干草产量，并提高水分利用率。冯萌等[12]研究表明，适宜的水氮互作可提高河西走廊紫花苜蓿的地上地下生物量比值和水分利用率。但是，我国目前能查询到的有关紫花苜蓿水氮互作的研究报道较少，且主要集中于干旱半干旱地区。近年来，我国南方农区种植紫花苜蓿逐年增多。在南方气候湿润，土壤水分含量高的农田生态条件下，土壤水分和施氮水平互作对紫花苜蓿生长具有怎样的影响？至今尚未见报道。本研究以适合我国南方种植的非秋眠级紫花苜蓿品种为试验材料，盆栽分析了土壤水分和施氮水平对其苗期生长，及对水分和氮素利用率的效应，旨在明确长江中下游农区农田土壤条件下施肥对紫花苜蓿生长的影响，为该地区紫花苜蓿的高产栽培提供理论依据和实验支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验用上口径22 cm、下口径18 cm、高24 cm的聚乙烯花盆进行。每盆装过0.5 cm筛的干土与河沙混合物(2∶1,V∶V)7 kg。供试的混合土壤含有机质17.6 g/kg，全氮1.01 g/kg，速效磷6.68 mg/kg，速效钾78.60 mg/kg；pH值为6.61。供试紫花苜蓿品种为“赛迪7”(Sadie 7)，由百绿国际草业公司提供。该品种秋眠级为7，是长江中下游农区推广种植的主要高产品种之一。施用肥料为尿素(含N 46%)。

1.2 试验设计

试验于2015年和2016年9月在南京农业大学牌楼试验基地温室(不加温)内进行。于9月11日播种，齐苗后每盆定苗20株。试验采用随机区组设计，设土壤水分含量和施氮量2个因素。土壤水分含量设3个水平：W1(保持土壤水分含量为最大持水量的50%)、W2(保持土壤水分含量为最大持水量的70%)、W3(保持土壤水分含量为最大持水量的90%)；施氮量设4个水平(以纯氮计)：N0(CK，不施氮)、N1(90 kg/hm2)、N2(180 kg/hm2)、N3(270 kg/hm2)。每个处理3次重复。待小苗第一片真叶完全展开后进行水分和氮肥处理。采用称重法控制水分。

1.3 测定项目与方法

1.3.1生长性状的测定 取样前每盆取长势一致的10株植株测量分枝数。收割这10株地上部分，分离茎叶。采用图像像素法[13]计算单株叶面积。置105 ℃鼓风干燥箱杀青30 min，再于65 ℃下烘干至恒重，称重。同时在每盆内取5株植株测量株高(拉直植株，测量从根部到最高处的垂直高度)。

1.3.2叶片光合氮素利用率和水分利用率的测定与计算 使用LI-6400便携式光合仪(LI-COR，Lincoln，美国)，在晴朗无云的上午8:30-11:30，测定叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)等光合生理参数。用凯氏定氮法测定叶片N含量。光合氮素利用率(PNUE)为净光合速率与叶片氮素含量的比值，即：PNUE=Pn/N[14]。叶片水分利用率(WUE)用公式：WUE=Pn/Tr计算[15]。

1.4 数据统计

以每盆植株的平均值作为统计分析的观测值，采用IBM 公司(Chicago，美国)的SPSS 22.0版分析软件进行两因素方差分析和相关性分析。

2 结果与分析

2.1 地上部生长

土壤水分和施氮水平对紫花苜蓿的株高、一次分枝数、单株叶面积及地上部干重均有极显著影响(P<0.001)，且土壤水分和施氮水平两因素间存在显著的互作效应(P<0.05)(表1)。两年试验的趋势基本一致。

当施氮量一定时，提高土壤水分含量(不超过土壤最大持水量的90%)可以促进紫花苜蓿苗期地上部生长。W3水平与W1水平相比，施氮水平N0、N1、N2、N3的地上部干重分别增加了73.26%，88.76%，143.75%和171.92%(2015)。表明在相同施氮量下，提高土壤水分含量对紫花苜蓿的地上部生长有促进作用。

施氮对紫花苜蓿苗期地上部生长有明显的促进作用，但不同土壤水分水平下，地上部生长对施氮量的响应有显著差异。在W1水平下，N1的各性状高于其他施氮水平，2016年差异更为显著(P<0.05)。与不施氮的对照相比，2015年N1的株高、一次分枝数、单株叶面积及地上部干重增幅分别为17.84%，5.42%，0.11%和3.89%，2016年N1的增幅分别为16.48%，10.53%，9.05%和30.54%。在W2水平下，N1的株高、一次分枝数、单株叶面积及地上部干重达到所有施氮水平的最大值，与不施氮的对照相比，2015年N1的株高、一次分枝数、单株叶面积及地上部干重增幅分别为5.55%，22.22%，23.83%和16.96%，2016年N1的增幅分别为8.39%，21.66%，26.13%和28.06%。在W3水平下，N2的株高、一次分枝数、单株叶面积及地上部干重达到所有施氮水平的最大值，与不施氮的对照相比，地上部干重增幅为36.25%(2015)和19.39%(2016)。

为了分析增施氮肥对不同土壤水分水平下紫花苜蓿地上部生长的影响，我们对W1、W2、W3水平下植株地上部干重测定值进行了数学模拟，建立了不同土壤水分水平下地上部干重(y)和施氮量(x)之间的回归模型y=ax3+bx2+cx+d，并利用回归模型计算了各土壤水分水平下获得最高地上部干重所需的最优施氮量(图1)。从拟合曲线可以看出，在不同土壤水分水平下，紫花苜蓿的生长对施氮量的响应有显著差异。两年试验结果显示，随着土壤水分含量的提高，地上部干重最大值对应的施氮量逐渐增大。在W1、W2、W3水平下，地上部最大干重对应的施氮量分别为90.70，113.79，188.07 kg/hm2(2015)及81.26，106.35，179.24 kg/hm2(2016)。试验结果和拟合结果均表明，随着土壤水分含量提高，氮肥效应增大。

2.2 水分和氮素利用率

两年试验中，土壤水分和施氮水平对苗期叶片的水分利用率(WUE)均有极显著影响(P<0.001)，且土壤水分和施氮水平两因素间存在显著的互作效应(P<0.05)(表2)。在施氮水平一定时，W2水平的WUE均高于W1、W3水平。在不施氮水平N0下，W1、W3水平的WUE比W2水平分别降低了2.86%和21.62%(2015)，2016年分别降低了3.77%和7.55%。在N1水平下，W1、W3水平的WUE比W2水平分别降低了5.13%和22.09%(2015)，2016年分别降低了2.39%和7.69%。说明在不施氮或者施氮量一定的条件下，土壤水分含量的适当提高(不超过土壤最大持水量的70%)有利于水分的高效利用；土壤水分含量过高，WUE降低。

适当施氮可促进WUE的提高，但不同土壤水分水平下水分利用对施氮的响应规律不同。在W1水平下，N1的WUE高于N0，增幅为1.05%(2015)和3.08%(2016)，但继续增施氮肥则WUE降低；在W2水平下，N1的WUE高于其他施氮水平，与不施氮的对照相比，增幅为3.47%(2015)和1.62%(2016)；在W3水平下，N2的WUE达到所有施氮水平的最大值，与不施氮的对照相比，增幅为3.13%(2015)和2.33%(2016)。两年WUE均以W2N1处理最高。说明土壤水分含量较低时，适量施氮提高WUE；过量施氮和提高土壤水分含量(超过土壤最大持水量的70%)并不利于水分的高效利用。

表1 土壤水分和施氮水平对苗期地上部生长的影响Table 1 Effects of soil moisture and nitrogen levels on shoot growth of alfalfa seedlings

W：水分处理；N：施氮处理；W×N：水氮互作。NS表示无显著性差异，*显著水平为P<0.05，**显著水平为P<0.01，***显著水平为P<0.001。同列不同字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)。下同。

W: Water treatment; N: Nitrogen treatment; W×N: Water-nitrogen interaction. NS: Non-significant; *significant at the 0.05 level of probability; ** significant at the 0.01 level of probability; *** significant at the 0.001 level of probability. Different letters in the same column indicate a significant difference among treatments(P<0.05). The same below.

图1 紫花苜蓿苗期地上部干重对施氮量及土壤水分含量的反应曲线Fig.1 Response curve of shoot dry weight of alfalfa seedlings under different nitrogen and soil moisture levels ↓指示施氮的最大效应值。↓indicates the maximum nitrogen fertilizer effects.

两年试验中，土壤水分和施氮水平对苗期叶片光合氮素利用率(PNUE)均有极显著影响(P<0.001)，且土壤水分和施氮水平两因素间存在显著的互作效应(P<0.05)(表2)。在施氮水平一定时，W3水平的PNUE均显著高于W1水平(P<0.05)。说明提高土壤水分含量(不超过土壤最大持水量的90%)可以促进氮素的高效利用。在W1、W2水平下，施氮90 kg/hm2(N1)时PNUE达到所有施氮水平的最大值，在此基础上，继续施氮反而会导致PNUE降低；在W3水平下，N1、N2的PNUE高于N0，增幅分别为4.04%和5.26%(2015)，2016年增幅分别为1.64%和2.13%。两年试验中，均在W3N2处理获得最大的PNUE。

2.3 地上部干重、水分和氮素利用率的回归分析

经多元线性回归分析可知(表3)，2015年土壤水分水平对地上部干重、WUE和PNUE的贡献率分别为93.6%，76.1%，89.5%；施氮水平对地上部干重、WUE和PNUE的贡献率分别为10.5%，4.1%，27.9%；2016年土壤水分水平对地上部干重、WUE和PNUE的贡献率分别为91.9%，54.4%，64.4%；施氮水平对地上部干重、WUE和PNUE的贡献率分别为19.5%，30.6%，20.3%。两年试验均表明，土壤水分和施氮水平对地上部干重、WUE和PNUE呈正向互作效应。决定紫花苜蓿地上部干重、WUE和PNUE的因子主要为土壤水分水平。

表2 土壤水分和施氮水平对紫花苜蓿苗期水分和氮素利用率的影响Table 2 Effects of soil moisture and nitrogen levels on water and nitrogen use efficiency of alfalfa seedlings

WUE： Water use efficiency； PNUE： Photosynthesis nitrogen use efficiency. 下同The same below.

3 讨论

大量研究表明，灌水和施氮都能显著增加紫花苜蓿产量[16-17]。本试验结果表明，在施氮量一定的条件下，适当提高土壤水分含量(土壤最大持水量的70%～90%)， 紫花苜蓿苗期生长及地上部干物质积累增加， 并可提高紫花苜蓿的水分利用率。地上部干重与土壤水分含量及施氮量的回归分析结果(表3)表明，决定紫花苜蓿地上部干物质积累的因子主要为土壤水分水平。紫花苜蓿是一种耗水极强的作物，合成干物质需要蒸腾消耗相当多的土壤水分[18]。在不施氮水平或施氮水平较低的条件下，适当提高土壤水分含量，可以促进紫花苜蓿苗期的生长及地上部干物质积累。因此，土壤水分含量较低时，适当灌溉是促进紫花苜蓿生长及干物质积累的首要措施。

表3 土壤水分和施氮水平对紫花苜蓿苗期地上部干重、水分和氮素利用率的影响Table 3 Effects of soil moisture and nitrogen levels on shoot dry weight, water and nitrogen use efficiency of alfalfa seedlings

在相同土壤水分水平下，适量施氮也可以促进紫花苜蓿生长及地上部干物质积累，但是过多施氮则肥效反而降低。在一定的土壤水分条件下，适量施氮可以增加气孔导度，增大单株叶面积，提高光合速率[19]，积累更多的光合产物；但施氮过多，土壤溶质势有所提升，从而降低作物的蒸腾量及气孔导度[20]，降低光合速率[21]。所以，适量施氮是紫花苜蓿高产栽培的重要措施。

施氮必须与灌水相匹配，才能使肥效最大化[22]。本试验结果表明，土壤水分和施氮水平对紫花苜蓿生长及地上部干物质积累有显著的互作效应。土壤水分含量较低时，施氮效应较小；随着土壤水分含量的提高，相同施氮量的肥料效应显著放大。这可能与土壤水分含量高促进作物的根系发育，增加养分吸收量和加快养分运输[23-24]，促进氮素的吸收及PNUE升高(表2)有关。本试验结果还表明，当土壤水分含量逐渐提高时，地上部干物质积累量最大值对应的施氮量逐渐增大(图1)。这一结果在番茄、燕麦、大豆等作物上也有类似的结论[25-27]。可见，充足的土壤水分有利于肥效的充分发挥，适宜的施肥量因土壤水分含量而有差异。土壤缺水的地区或季节，施肥与灌溉应同步进行；土壤水分含量较高的长江中下游农区，适当增施氮肥有利于紫花苜蓿高产，并提高氮素利用率。

4 结论

适当提高土壤水分含量(不超过土壤最大持水量的90%)和适量施氮都能促进紫花苜蓿生长及地上部干物质积累，且土壤水分和施氮水平具有显著的互作效应。施氮效应因土壤水分含量升高而显著增大；适宜的施氮量也因土壤水分含量升高而增大。因此，土壤缺水的地区或季节，施肥与灌溉应同步进行；土壤水分含量较高的长江中下游农区，适当增施氮肥有利于紫花苜蓿高产，并提高氮素利用率。

References：

[1] Hebbar S S, Ramachandrappa B K, Nanjappa H V,etal. Studies on NPK drip fertigation in field grown tomato (LycopersiconesculentumMill.). European Journal of Agronomy, 2004, 21(1): 117-127.

[2] Cabrera-Bosquet L, Molero G, Bort J,etal. The combined effect of constant water deficit and nitrogen supply on WUE, NUE and Δ13C in durum wheat potted plants. Annals of Applied Biology, 2007, 151(3): 277-289.

[3] Kandelous M M, Kamai T, Vrugt J A,etal. Evaluation of subsurface drip irrigation design and management parameters for alfalfa. Agricultural Water Management, 2012, 109(9): 81-93.

[4] Arshad I, Ali W, Khan Z A,etal. Effect of nitrogen and phosphorus on the growth and yield of alfalfa (MedicagosativaL.) under agroclimatic conditions of Tando Adam. PSM Biological Research, 2016, 1(2): 58-61.

[5] Yang Y, Guo J, Wang G,etal. Effects of drought and nitrogen addition on photosynthetic characteristics and resource allocation ofAbiesfabriseedlings in eastern Tibetan Plateau. New Forests, 2012, 43(4): 505-518.

[6] Nikiema P, Nzokou P, Rothstein D. Effects of groundcover management on soil properties, tree physiology, foliar chemistry and growth in a newly established Fraser fir (Abiesfraseri[Pursh]Poir) plantation in Michigan, United States of America. New Forests, 2012, 43(2): 213-230.

[7] Wu F Z, Bao W K, Li F L,etal. Effects of water stress and nitrogen supply on leaf gas exchange and fluorescence parameters ofSophoradavidiiseedlings. Photosynthetica, 2008, 46(1): 40-48.

[8] Ashraf M, Foolad M R. Roles of glycine betaine and proline in improving plant abiotic stress resistance. Environmental and Experimental Botany, 2007, 59(2): 206-216.

[9] Ding H, Zhang Z M, Dai L X,etal. Effects of water and nitrogen interaction on peanut root growth and yield. Scientia Agricultura Sinica, 2015, 48(5): 872-881.

丁红, 张智猛, 戴良香, 等. 水氮互作对花生根系生长及产量的影响. 中国农业科学, 2015, 48(5): 872-881.

[10] Shi S S, Zhou S M, Yin J,etal. Effects of water and fertilizer coupling on photosynthetic characteristics in flag leaves and yield of winter wheat under high yield condition. Journal of Triticeae Crops, 2013, 33(3): 549-554.

石珊珊, 周苏玫, 尹钧, 等. 高产水平下水肥耦合对小麦旗叶光合特性及产量的影响. 麦类作物学报, 2013, 33(3): 549-554.

[11] Yin H. Effects of Irrigation and Nitrogen Application Rates on Hay Yield, Water Use Efficiency of Alfalfa and Fertilizer Nitrogen Loss. Lanzhou: Gansu Agricultural University, 2012.

尹辉. 灌溉与施氮对紫花苜蓿草产量、水分利用效率和氮肥损失的影响. 兰州: 甘肃农业大学, 2012.

[12] Feng M, Yu C, Lin L G,etal. Effects of water and nitrogen fertilizer on biomass distribution and water use efficiency of alfalfa(Medicagosativa) in Hexi Corridor. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2016, 24(12): 1623-1632.

冯萌, 于成, 林丽果, 等. 灌溉和施氮对河西走廊紫花苜蓿生物量分配与水分利用效率的影响. 中国生态农业学报, 2016, 24(12): 1623-1632.

[13] Li Z Z, Xie F, Liu X M,etal. A comparative study on the accuracy of two commonly used methods of leaf area measurement. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2013, 29(19): 193-197.

李治中, 谢菲, 刘小梅, 等. 2种常用叶面积测量方法准确性的比较研究. 中国农学通报, 2013, 29(19): 193-197.

[14] Li Y. Studies on Mechanisms of The Effects of Different Nitrogen Supplies on Photosynthesis and Photosynthetic Nitrogen Use Efficiency of Rice Plants. Nanjing: Nanjing Agricultural University, 2011.

李勇. 氮素营养对水稻光合作用与光合氮素利用率的影响机制研究. 南京: 南京农业大学, 2011.

[15] Zhang X F, Wang Y J, Wang Y Q,etal. Characteristics of photosynthesis and water utilization efficiency ofPleioblastusamarus. Bulletin of Soil and Water Conservation, 2012, 32(1): 122-126.

张向峰, 王玉杰, 王云琦, 等. 苦竹叶片光合及水分利用率特性. 水土保持通报, 2012, 32(1): 122-126.

[16] Godoy A C, Pérez G A, Torres E C A,etal. Water use, forage production and water relations in alfalfa with subsurface drip irrigation. Agrociencia, 2003, 37(2): 107-115.

[17] Ghanizadeh N, Moghaddam A, Khodabandeh N. Comparing the yield of alfalfa cultivars in different harvests under limited irrigation condition. International Journal of Biosciences, 2014, 4(1): 131-138.

[18] Jia Z K. The Study on Physiological Ecology of Alfalfa. Beijing: Science Press, 2010.

贾志宽. 苜蓿生理生态研究. 北京: 科学出版社, 2010.

[19] Sun X S, Lin Q, Liu Y G,etal. Effects of nitrogen application on photosynthetic functions of flag leaves of superhigh-yield winter wheat at the flowering stage. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2009, 15(4): 771-777.

孙旭生, 林琪, 刘义国, 等. 施氮量对超高产小麦开花期旗叶光合功能的影响. 植物营养与肥料学报, 2009, 15(4): 771-777.

[20] Guérin V, Huché-Thélier L, Charpentier S. Mobilisation of nutrients and transport via the xylem sap in a shrub (Ligustrumovalifolium) during spring growth: N and C compounds and interactions. Journal of Plant Physiology, 2007, 164(5): 562-573.

[21] Shangguan Z P, Shao M A, Dyckmans J. Nitrogen nutrition and water stress effects on leaf photosynthetic gas exchange and water use efficiency in winter wheat. Environmental and Experimental Botany, 2000, 44(2): 141-149.

[22] Pandey P K, Maranville J W, Admou A. Tropical wheat response to irrigation and nitrogen in a Sahelian environment Ⅰ. Grain yield, yield components and water use efficiency. European Journal of Agronomy, 2001, 15(2): 93-105.

[23] Li X, Zhang Y Q, Wang D Y,etal. Effects of coupling water and nitrogen on root physio-ecological indices and yield of adzuki bean. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2015, 23(12): 1511-1519.

李鑫, 张永清, 王大勇, 等. 水氮耦合对红小豆根系生理生态及产量的影响. 中国生态农业学报, 2015, 23(12): 1511-1519.

[24] Alqudah A M, Samarah N H, Mullen R E. Drought stress effect on crop pollination, seed set, yield and quality//Lichtfouse E. Alternative Farming Systems, Biotechnology, Drought Stress and Ecological Fertilisation. Dordrecht: Springer Netherlands, 2011: 193-213.

[25] Wang P B, Li J M, Ding J J,etal. Effect of water and fertilizer coupling on quality, yield and water use efficiency of tomato cultivated by organic substrate in bag. Scientia Agricultura Sinica, 2015, 48(2): 314-323.

王鹏勃, 李建明, 丁娟娟, 等. 水肥耦合对温室袋培番茄品质、产量及水分利用效率的影响. 中国农业科学, 2015, 48(2): 314-323.

[26] Liu S Y, Chen L Q, Hu T H,etal. Effects of water-nitrogen coupling on photosynthetic characteristics of oat. Acta Agriculturae Boreali-Occidentalis Sinica, 2013, 22(1): 60-67.

刘锁云, 陈磊庆, 胡廷会, 等. 水氮耦合对燕麦光合特性的影响. 西北农业学报, 2013, 22(1): 60-67.

[27] Li Y J, Xu W X, Zhang N,etal. Effects of different water nitrogen couplings on dry matter accumulation, nitrogen uptake and yield of summer soybean. Agricultural Research in the Arid Areas, 2016, 34(5): 79-84, 90.

李亚杰, 徐文修, 张娜, 等. 水氮耦合对滴灌复播大豆干物质积累、氮素吸收及产量的影响. 干旱地区农业研究, 2016, 34(5): 79-84, 90.

Interactiveeffectsofsoilmoistureandnitrogenapplicationrateonseedlinggrowthofalfalfa

WANG Qian, JI Shu-Ren, SHEN Yi-Xin*

CollegeofPratacultureScience,NanjingAgriculturalUniversity,Nanjing210095,China

Soil moisture significantly affects crop response to fertilizer application. This study investigated the effect of nitrogen application on the growth of alfalfa (Medicagosativa) in the middle and lower reaches of the Yangtze River and evaluated the interaction between soil moisture and nitrogen application rate effects with a semi-controlled pot experiment conducted in Nanjing. The experiment included three soil moisture levels (50%, 70% and 90% of maximum water holding capacity) and four nitrogen application rates (0, 90, 180, 270 kg/ha). Dry matter accumulation and nitrogen use efficiency increased with increasing soil moisture level. Under the same soil moisture level, dry matter accumulation and nitrogen use efficiency increased with appropriate N application rates, but decreased with excess nitrogen application. The interaction effect between soil moisture and nitrogen application rate was statistically significant. The effect of fertilizer nitrogen was significantly enhanced at higher soil moisture levels. With increased soil moisture, the effect of nitrogen application at moderate rates was also enhanced. Therefore, when soil moisture level is lower, nitrogen application should be carried out with irrigation. In the middle and lower reaches of the Yangtze River where there is high soil moisture, more nitrogen application could increase forage yield and nitrogen use efficiency of alfalfa.

alfalfa; soil moisture; nitrogen application; interaction effects; dry matter accumulation; nitrogen use efficiency

10.11686/cyxb2017079http//cyxb.lzu.edu.cn

王茜, 纪树仁, 沈益新. 土壤水分和施氮水平对紫花苜蓿苗期生长的互作效应分析. 草业学报, 2017, 26(12): 48-55.

WANG Qian, JI Shu-Ren, SHEN Yi-Xin. Interactive effects of soil moisture and nitrogen application rate on seedling growth of alfalfa. Acta Prataculturae Sinica, 2017, 26(12): 48-55.

2017-03-02；改回日期：2017-04-10

公益性行业(农业)科研专项(201403048)资助。

王茜(1992-)，女，山西忻州人，在读硕士。E-mail：15996275501@163.com*通信作者Corresponding author. E-mail：yxshen@njau.edu.cn