草原学

小麦/玉米/大豆套作的产量、氮营养表现及其种间竞争力的评定

雍太文，杨文钰，向达兵，等

摘要：目的：小麦/玉米/大豆套作模式是中国南方近几年发展的一种旱地新型多熟套作模式。虽然有关该模式的地上部群体配置技术和氮素运筹技术等已有研究，但是其地下部养分竞争关系与增产的关系尚不明确。通过评定“麦/玉/豆”和“麦/玉/薯”两种套作体系的作物生物量和氮素吸收特性及种间竞争力，以探明小麦/玉米/大豆套作体系下3季作物的种间地下作用关系和系统的增产机理。方法：通过大田单因素试验，设置5种种植模式：冬小麦—夏大豆轮作（A1）、冬小麦—夏甘薯轮作（A2）、春玉米单作（A3）、冬小麦/春玉米/夏大豆套作（A4）和冬小麦/春玉米/夏甘薯（A5）。于小麦拔节期、开花期和成熟期，玉米拔节期、吐丝期、成熟期，大豆（甘薯）分枝期、盛花期、成熟期采集植株样品。样品按照地上部秸秆和籽粒分开，在105℃杀青后75℃持续烘干至恒重，测定干物质重。随后将样品粉碎，通过凯氏定氮法测定作物氮素积累量。此外，计算该套作系统的土地当量比（LER）、种间相对竞争能力和氮素竞争比率，以评价套作系统的产量优势和种间竞争力。结果：研究表明，“麦/玉/豆”套作（LER＞1、Awc＜0、Acs＞0、NCRwc＜1、NCRcs＞1）相对于“麦/玉/薯”套作系统（LER＞1、Awc＜0、Acs＞0、NCRwc＞1、NCRcs＜1）具有明显的套作养分利用优势。在“麦/玉/豆”套作系统内玉米始终占据套作系统的优势生态位，小麦、大豆处于竞争劣势。与A1相比，A4提高了小麦开花期生物量与成熟期籽粒产量和收获期地上部总吸氮量与籽粒吸氮量；提高了大豆盛花期生物量与籽粒产量和地上部植株总吸氮量和籽粒吸氮量。与A2相比，A5显著提高了冬小麦开花期生物量与成熟期的籽粒产量和地上部植株的总吸氮量与籽粒吸氮量；提高了夏甘薯成熟期地上部总生物量与产量和地上部植株总吸氮量和块茎吸氮量。与A3相比，A4和A5提高了玉米成熟期地上部总生物量与籽粒产量和成熟期地上部总吸氮量与籽粒吸氮量。与A5相比，A4提高了冬小麦开花期地上部生物量与成熟期籽粒产量和地上部植株的总吸氮量与籽粒吸氮量；显著提高了春玉米吐丝期地上部总生物量与成熟期籽粒产量和成熟期地上部总吸氮量和籽粒吸氮量。各作物的生物量和吸氮量在处理间的变化规律为套作＞单作、大豆茬口＞甘薯茬口，且以A4处理最高。麦/玉/豆套作的全年总经济产出比麦/玉/薯套作平均高28.02%。结论：“麦/玉/豆”套作体系的养分利用表现为种间竞争和互补作用并存，通过大豆对玉米的促进作用来弥补小麦对玉米的氮素竞争作用，最终实现系统高产；“麦/玉/薯”套作体系则更多的表现为种间竞争，玉米无法从甘薯竞争吸收较多的氮素以弥补小麦对玉米氮素的竞争吸收，从而变现出产量劣势。

来源出版物：草业学报, 2012, 21(1): 50-58

入选年份：2016

冬闲田种植2种燕麦的营养价值及土壤肥力研究

谢昭良，张腾飞，陈鑫珠，等

摘要：目的：近年来，随着我国经济快速发展，农业结构调整和农村劳动力的转移，冬季农业生产呈现下降趋势，导致冬闲田面积不断扩大，造成土地资源和热量的极大浪费。燕麦生长迅速，鲜草产量高且青绿期长，易于机械化收割，可作为华南地区冬闲田种植的牧草品种。通过利用我国南方冬闲田种植燕麦，研究其干草产量、营养价值、青贮发酵品质及对土壤肥力的影响，研究探索燕麦的青贮加工方式及冬闲田的进一步开发利用模式。方法：选用2种燕麦，分别为锋利燕麦（Avena sativacv.Enterprise，俗称黑燕麦）和初岛燕麦（A.sativacv.Chudao，俗称黄燕麦），设对照组A（休闲区，不施肥）、对照组B（休闲区，施肥）、黑燕麦组和黄燕麦组4个处理，采用随机区组设计，3次重复。利用SPSS17.0软件对数据进行统计及相关数据分析。利用T检验法对2种燕麦农艺性状和营养化学成分进行分析，采用双因素方差分析（P＝0.05）对燕麦青贮指标（pH值、有机酸等）进行检验，利用单因素方差分析（P＝0.05）对土壤肥力（土壤养分与酶活性）进行检验，用Duncan法对平均值进行多重比较。结果：1.2个燕麦品种间干草产量、粗蛋白产量、相对饲料价值、粗脂肪、粗纤维、酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量均没有显著差异（P＞0.05）。黑燕麦可溶性碳水化合物含量和本身附着的乳酸菌数量显著高于黄燕麦（P＜0.05）；2种燕麦本身所附着乳酸菌数量均高于105cfu/g鲜样，但所含好气性细菌、酵母等有害微生物也较多，可能影响其青贮发酵品质。（2）在自然条件下，燕麦青贮料pH值较高（＞4.20），同时产生较多丁酸和氨态氮，青贮发酵品质不佳；添加乳酸菌能够显著增加乳酸含量，降低pH值、丁酸和氨态氮含量（P＜0.05），显著提高燕麦青贮料发酵品质。（3）冬闲田种植燕麦，能显著提高土壤中有机质、全氮和全钾的含量，种植黄燕麦还能显著提高土壤中速效磷含量（P＜0.05），比对照组A、对照组B和黑燕麦组分别提高了36.66%、31.75%和18.03%；种植黑燕麦可以显著提高土壤中蔗糖酶和过氧化氢酶的活性（P＜0.05），相对于对照组A分别提高了15.56%和26.21%，相对于对照组B分别提高了11.83%和14.71%。结论：（1）利用冬闲田种植燕麦生产潜力巨大，但应尽量选用一些早熟品种，从而能够在刈割时期获得较高的干草产量和营养价值，而且不影响早稻种植。（2）利用燕麦作为青贮原料要选择适当刈割时期，过早刈割会影响其营养价值和青贮发酵品质。通过添加乳酸菌能显著增加乳酸含量，降低青贮料pH值、丁酸和氨态氮含量，显著提高燕麦发酵品质。（3）种植燕麦能在一定程度上促使冬闲田土壤常规养分和酶活性的提高，其改善土壤肥力的效果并不亚于多花黑麦草，对裸露闲田的土壤生态环境具有重要作用。

来源出版物：草业学报, 2013, 22(2): 47-53

入选年份：2016

长期不同施肥模式下稻田土壤磷吸附与解吸的动态研究

赵庆雷，吴修，袁守江，等

摘要：目的：由于土壤对磷素具有强烈的吸附固定作用，施入土壤中的磷肥大量转化为缓效或无效形态。土壤与磷素间的相互作用是一个长期的过程，已有的研究培养时间短，难以全面揭示土壤与磷素间的固定与释放过程。采用连续振荡培养法，旨在模拟磷肥施入稻田后土壤对磷素的固定与释放过程，探讨长期添加有机物料对土壤中磷素的活化机理，为优化红壤稻田施肥模式，提高磷肥利用率提供参考。方法：依托长期定位施肥试验，选取其中的四个处理开展研究，分别为无肥对照（CK），无肥基础上的有机物循环利用（C），氮、磷、钾化肥配施（NPK）和氮、磷、钾化肥基础上的有机物循环利用（NPK+C）。试验中的“有机物循环利用”是指早、晚稻秸秆全量还田，收获稻谷的80%（1995年后为50%）过腹还田，冬种紫云英还田，无“循环”处理板田越冬。采集0～20 cm（耕层）和20～40 cm（亚耕层）土样，自然风干后碾粹过2 mm筛。各处理分别称取质量为2.5 g的7份土样，放入100 mL离心管中，分别加入50 mL含磷量为0，5，10，20，40，60和100 mg/L的0.01 mol/L的CaCl2背景溶液，加入3滴甲苯充分混合后置于（25±1）℃恒温摇床中振荡培养。到设定的反应时间（1，2，8，15 d）时取出离心管，离心后吸取上清液测定磷含量。充分混合后放入摇床继续培养，直至培养结束。选取起始培养液磷浓度分别为40，60，100 mg/L的处理，吸附试验结束后倾出上清液，向残渣土壤中加入0.01 mol/L的CaCl2背景溶液50 mL，充分混合后振荡培养。每隔24 h取出离心管，测定浸提液中磷含量，方法同吸附试验。然后再倒掉上清液，重新加入50 mL背景溶液，连续浸提测定16次，计算土壤磷的解吸量和累积解吸率。所有数据经Excel2003软件处理后，用SPSS11.5进行统计分析。结果：各处理土壤磷吸附量及解吸量随培养时间的变化动态如下：（1）耕层各处理土壤对磷的吸附量在前2 d增长较快，培养2 d后增长速度放缓，最终趋于稳定。各处理土壤磷吸附量随起始培养液磷浓度的增大而增大。在起始培养液磷浓度为20，40，60和100 mg/L时，处理C土壤磷吸附量培养至15 d比CK分别减小6.1%，11.1%，13.9%和19.7%。在各起始培养液磷浓度下，处理NPK+C土壤磷吸附量培养至15 d与NPK相比分别减小4.7%，9.5%，11.9%，14.4%，13.5%和20.1%。处理NPK在起始培养液磷浓度为40，60和100 mg/L时，土壤磷吸附量分别比CK减小7.7%，8.8%和11.0%。（2）亚耕层土壤对磷的吸附量在前2 d增长较快，随后增长速度放缓，在起始培养液磷浓度小于10 mg/L时趋于稳定。土壤磷吸附量随起始培养液磷浓度的提高而增大。处理C与CK对土壤磷的吸附量在各起始培养液磷浓度下差异均不显著。处理NPK+C与NPK仅在起始培养液磷浓度为60和100 mg/L、培养至一定时间段时才呈显著差异。（3）耕层土壤对磷的解吸量随浸提次数的增多先快速减小后缓慢减小。起始培养液磷浓度越大，土壤对磷的解吸量越大。3个起始培养液磷浓度均表现为：前3次浸提，解吸量较大的是处理NPK+C和处理C，其次为处理CK，处理NPK解吸量最小。首次浸提后，起始培养液磷浓度为40，60，100 mg/L时，处理C土壤磷解吸量分别比处理CK提高38.4%，98.2%和25.6%，处理NPK+C土壤磷解吸量分别比处理NPK提高79.3%，99.9%和74.4%。从第4次浸提开始，各处理土壤对磷的解吸量差异不明显，且随浸提次数的增多而逐渐减小，但第6次浸提时，土壤对磷解吸量较前1次浸提明显增加。（4）亚耕层土壤磷解吸量随浸提次数的增多先快速减小后缓慢减小。各施肥模式只有处理NPK在首次浸提时与其余处理有一定差异，其余3个处理间无明显差异。同一处理，亚耕层土壤对磷的解吸量均高于耕层土壤。（5）耕层土壤对磷的累积解吸率随浸提次数的增多而逐渐增大，最终趋于稳定。各施肥处理累积解吸率在3个起始培养液磷浓度下均呈明显差异：处理NPK+C最大，其次为处理C，处理CK和NPK累积解吸率较小。起始培养液磷浓度为40，60，100 mg/L时，处理C累积解吸率在培养结束时分别比处理CK提高10.0%，49.3%和22.0%，处理NPK+C分别比处理NPK提高72.2%，57.1%和50.6%。6随着浸提次数的增多，亚耕层土壤磷累积解吸率逐渐增大，最终趋于稳定。随浸提次数的增多，各施肥处理土壤磷累积解吸率仅处理NPK+C与其他处理存在一定差异。同一处理，亚耕层土壤对磷的累积解吸率均高于耕层土壤。结论：长期不同施肥模式下，耕层和亚耕层土壤对磷的吸附量均呈现出培养前期快速增长的态势；培养后期，前者对磷的吸附量逐渐趋于平稳，后者对磷的吸附量在培养液中磷浓度足够高时呈缓慢增长态势。化肥基础上的有机物循环利用明显降低了耕层土壤对磷的吸附特性，其对耕层土壤磷吸附量降低幅度达20.1%；长期有机物循环利用对亚耕层土壤磷的吸附特性影响较小。耕层和亚耕层土壤对磷素呈现出相同的解吸动态：解吸量主要集中在前几次浸提，且随浸提次数的增多逐渐减小，累积解吸率随浸提次数的增多逐渐增大，最终趋于稳定。化肥基础上的有机物循环利用明显提高了耕层土壤磷的解吸特性，其对耕层土壤磷的累积解吸率提高幅度达72.2%；长期有机物循环利用对亚耕层土壤磷的解吸特性影响较小。耕层土壤对磷的解吸量和累积解吸率均低于亚耕层土壤。化肥基础上的有机物循环利用的施肥模式，促进了耕层土壤中磷素的活化，改善了土壤磷库的供磷能力。

来源出版物：草业学报, 2014, 23(1): 113-122

入选年份：2016

不同促生菌株组合对紫花苜蓿产量和品质的影响

韩华雯，孙丽娜，姚拓，等

摘要：目的：我国绝大部分土壤有效磷匮乏严重制约了紫花苜蓿产量，而不合理或过多使用化肥及复种指数高进一步加剧土壤肥力退化。利用不同功能PGPR研制复合微生物菌肥部分替代化肥是维持和提高土壤肥力的有效手段，也为苜蓿无公害生产及微生物资源定向利用奠定基础。方法：利用前期分离自苜蓿和小麦根际分离的3株溶磷菌（Bacillussp.Jm120、Pseudomonassp.Jm92和Azotobactersp.Lx191）和1株根瘤菌（Sinorhizobium melilotiS7）研制不同组合苜蓿根际专用菌肥，并进行田间随机区组实验，小区面积为2 m×5 m，菌肥用量为0.5 kg/667 m2。全量磷肥（过磷酸钙）用量为80 kg/667 m2；半量磷肥（过磷酸钙）用量为40 kg/667 m2。通过测定不同处理紫花苜蓿干草产量（两茬草产量的测定均在初花期进行，每区每处理随机刈割1 m样段，留茬高度5 cm）、CP（半微量凯氏定氮法）、Ca（EDTA-Na2络合滴定法）、P（H2SO4-H2O2消煮-钼锑抗比色法）、EE（采用索氏浸提法）、ADF（VanSoest法）和NDF（Roberston法），探讨施用菌肥替代半量化肥对苜蓿产量和品质的影响。结果：不同菌肥处理替代半量磷肥对紫花苜蓿产量及品质的影响如下：单一菌株制作的菌肥（单一菌肥）处理不及全量磷肥（CK）及菌株组合制作的菌肥（复合菌肥）处理。复合菌肥Jm170+Jm92+Lx191+S7显著提高苜蓿总干草产量，最大增幅可达到15.77%；施用不同复合菌肥显著处理改善苜蓿Ca、P含量而单一菌肥Lx191处理效果较佳；单一菌肥替代半量磷肥降低了苜蓿的蛋白含量，而复合菌肥处理苜蓿蛋白质含量较CK分别增加8.32%～24.35%（第1茬）和8.52%～15.52%（第2茬）。施肥处理对两茬苜蓿蛋白质含量变化影响不大，这与苜蓿特有的共生固氮体系密切相关；单一菌肥施用导致苜蓿粗脂肪含量出现不同程度下降，而复合菌肥显著提高苜蓿EE含量，第一茬和第二茬平均增幅分别为4.98%和8.90%；单一菌肥处理后苜蓿酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维略微上升，而复合菌肥下降显著，其中复合菌肥Jm170+Jm92+Lx191+S7处理后NDF和ADF分别为34.92%和27.29%。结论：施用单一菌肥或复合菌肥替代半量磷肥对苜蓿干草产量和品质影响明显。单一菌肥S7和复合菌肥Jm170+Jm92+Lx191+S7施用效果最佳。“单一菌肥+半量磷肥”与全量磷肥有相似效果，而“复合菌肥+半量磷肥”优于全量磷肥，显著提高苜蓿干草产量，改善苜蓿品质，说明不同PGPR菌株在功能上呈现协同作用。 因此， 以“复合菌肥+半量磷肥”方式施用于苜蓿不仅降低化肥用量，也有利于苜蓿无公害生产。

来源出版物：草业学报, 2013, 22(5): 104-112

入选年份：2016