氮、磷不同配比施肥对燕麦产量的影响

马祥，贾志锋，梁国玲

(青海大学畜牧兽医科学院 青海省青藏高原优良牧草种质资源利用重点实验室,西宁 810016)

燕麦(AvenasativaL.)是一种禾本科燕麦属一年生草本植物，是优良的粮饲兼用作物，主要分布在华北、西北的高寒地区[1]，其茎、叶可以用来制作青贮饲料[2]。青海是我国畜牧业生产基地,饲草问题是制约我省畜牧业持续发展的重要“瓶颈”之一，近年来燕麦已在高寒牧区广泛种植，得到农牧民群众的认可，成为解决饲草短缺的有效途径，在提高牧区抗灾保畜能力以及稳定和推进畜牧业发展方面具有重要意义[3-5]。

饲草生产过程中，影响产量的原因很多，但栽培管理措施是主要因素之一，而栽培管理措施中合理的施肥技术是影响产量的最重要因素[6-8]。有研究表明，肥料对提高作物的产量及品质作用明显，对粮食增产的贡献超过50%，增施化肥或有机肥能够有效提高燕麦的秸秆产量和种子产量[9-12]，马雪琴等[4]研究表明，氮肥处理对燕麦的产量及构成要素均具有极显著的影响。

“青燕1号”(Avenasativacv.Qingyan No.1)是青海省畜牧兽医科学院利用传统杂交育种方式选育出的根系发达，产草量高，适应性强的燕麦品种[13]，但有关该品种在高产栽培方面的研究较少，因此本研究通过氮、磷不同配比施肥，构建燕麦饲草高产的栽培模型，探索高寒地区种植燕麦的肥料需要量和指定栽培技术施肥方案，为推进青海东部农区饲草地发展和饲草生产提供指导。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为“青燕1号”燕麦品种，由青海畜牧兽医科学院提供。供试肥料为尿素(含N 46%)和过磷酸钙(含P2O512%)。

1.2 试验设计

试验于2018年的4月至9月在青海省湟中县鲁沙尔镇燕麦试验基地进行(101°37′E，36°28′N)。试验田地势平坦，海拔2620m，气候寒冷潮湿，无绝对无霜期，年均温3.7 ℃，历年年降水量480mm(降雨和降雪)，土质栗钙土，前茬荞麦。试验设5个施肥处理(表1)，随机区组设计，每个处理3次重复，小区面积15m2(3 m × 5 m)，行距25cm，燕麦播量187.5 kg·hm-2，播深3 ～ 4cm。条播，播后耙耱，田间除草2次，花期田间除杂1 次。

表1 氮磷耦合配施试验处理

1.3 测定项目与方法

于燕麦抽穗期、开花期和乳熟期测定燕麦旗叶的净光合速率(net photosynthetic rate，Pn，μmol·m-2·s-1)。采用美国LI-COR公司生产的LI-6800型便捷式光合测定仪，测定时间为晴天早上9∶00～12∶00，叶片温度25℃，CO2浓度400μmol·mol-1，叶室面积为6.25m2，气体流量为0.25L·min-1，每小区3次重复。

于燕麦抽穗期、开花期和乳熟期每小区随机取3株带回实验室，烘干称其茎叶穗干重，计算茎、叶、穗构成比例及茎叶比，每小区4次重复。

于燕麦抽穗期、开花期和乳熟期每小区随机选取1m2(1m×1m)样点，齐地刈割，测定燕麦鲜草产量。带回实验室后105℃杀青30min后70℃烘干至恒重，测定干草产量。

1.4 统计分析

采用Excel 2010 软件进行数据处理，应用SPSS 19对数据进行显著性检验及方差分析，采用 Duncan 法对处理间差异显著性进行分析比较，应用Origin2018软件绘图。

2 结果与分析

2.1 不同处理对燕麦光合特性的影响

由图1可以看出，开花期和乳熟期均表现为S3处理下燕麦旗叶的Pn最高，与其他处理差异均显著(P<0.05)。此外，抽穗期S2处理的Pn值最高，与其他处理差异均显著(P<0.05)。抽穗期、开花期和乳熟期均表现为S4处理的Pn值最低，仅为9.3036μmol·m-2·s-1，抽穗期Pn值最高的是S1处理，较S4高出28.2%，差异显著(P<0.05)，开花期和乳熟期Pn值最高的是S3处理，与S4处理相比高出113.15%、138.45%，与其他处理差异显著(P<0.05)。

图1 不同施肥处理下燕麦旗叶Pn的变化

2.2 不同处理对不同生育期燕麦茎叶穗比例构成的影响

由表2可知，不同处理下的燕麦茎叶穗比例构成各有差异，抽穗期茎在全株占比最高的是S4处理，但与S1、S2和S5 处理均差异不显著(P>0.05)，占比最低的为S3处理，与S4处理差异显著(P<0.05)。叶片占比最高的处理为S1，达17.03%，与其他处理差异均不显著，较低的处理为S2，约为15.1%。穗占比最高的处理为S2，与其他处理差异均不显著(P<0.05)，S4处理的穗占比最低。各处理下的茎叶比均在3.6以上，其中茎叶比最小的为S1处理，最大的为S5处理，二者差异不显著(P>0.05)。

表2 不同处理下不同生育期燕麦茎、叶、穗比例构成

开花期各处理下的茎占比最高的为S4，高达66.71%，占比最小的为S5，约59.3%，叶片占比最高的S4，除与S1和S3处理差异不显著(P>0.05)以外，与其他处理差异均显著(P<0.05)。S2处理下的叶片在全株占比最小，仅11.64%左右。穗占比较高的处理分别为S3，约占全株的四分之一，S4 处理的穗占比最低，为17.54%。开花期茎叶比相比抽穗期有所升高，最低的是S3处理，最高的为S2处理，二者处理间差异显著(P<0.05)。

乳熟期S1处理的茎占比最高，为61.73%，最低的为S3处理，为48.63%，低于其他时期的所有处理，叶片占比最高的处理为S5，但仅与S3处理差异显著(P<0.05)，但与其他处理差异不显著(P>0.05)。S3处理的穗占比最高，与他处理差异均显著(P<0.05)，占比最低的为S1，仅26.82%。乳熟期茎叶比的范围为4.40～7.29，最低的为S5处理，最高的为S2处理。

2.3 不同处理对不同生育期燕麦鲜草产量的影响

通过对不同处理下的燕麦鲜草产量的测定，发现抽穗期在S1处理时的鲜草产量最高，与其他处理差异显著(P<0.05)，其次是S3、S5处理，二者差异不显著(P>0.05)，鲜草产量最低的为S4处理，相比S1处理低40.8%，差异显著(P<0.05)。开花期S5处理显著高于其他处理，与其他处理差异均显著(P<0.05)，产量最低的仍然是S4处理，S5处理高出S4处理 30.9%。乳熟期鲜草产量最高的为S5处理，高达57705.87kg·hm-2，与其他处理差异均显著(P<0.05)，S4处理的鲜草产量依然显著低于其他处理(P<0.05)。

2.4 不同处理对不同生育期燕麦干草产量的影响

图3显示了不同处理下的燕麦干草产量，抽穗期处理S1显著高于其他处理(P<0.05)，S5仅次于S1处理，位于第二，二者差异不显著(P>0.05)，S2处理的干草产量最低，与其他处理差异均显著(P<0.05)，相比S1处理低29.5%。开花期S5处理干草产量最高，与S1处理差异不显著(P>0.05)，S4处理的干草产量最低，与其他处理差异均显著(P<0.05)。乳熟期干草产量S3最高，与其他处理差异显著， S1，S2和S5处理相互之间差异不显著(P>0.05)，但他们均显著高于S4处理(P<0.05)。

图2 不同处理对不同生育期燕麦鲜草产量的影响

图3 不同处理对不同生育期燕麦干草产量的影响

2.5 不同施肥处理对燕麦农艺性状的影响

不同施肥处理下“青燕1号”燕麦的株高S2处理最高，S4处理最低，这两个处理差异显著(P<0.05)。不同施肥处理下穗长之间差异不显著，均在15.9～18.8cm之间，小穗数之间差异显著(P<0.05)，均在29.1～53.4个左右，小穗数S1，S2和S5处理相互之间差异不显著，其中S4处理小穗数最少，与其他处理差异显著(P<0.05)。不同施肥处理下穗粒重和千粒重的变化趋势大致相同，穗粒重、千粒重S3处理最高，较最低的S4处理高出7.83 g和41.66g二者差异显著(P<0.05)，处理S2和S5差异不显著(P>0.05)。

表3 不同施肥处理对“青燕1号”农艺性状的影响

2.6 不同施肥处理对成熟期燕麦种子产量的影响

如图3所示，与干草产量结果不同，不同的施肥处理间种子产量差异显著，S5处理最高，较最低处理S4高出32%，高达4409.1 kg·hm-2，其次为S1和S3处理，与S5处理差异不显著(P>0.05)，显著高于其他处理(P<0.05)，S4处理种子产量最低，仅3400.17 kg·hm-2，相比其他处理低23.12%～32.00%，与其他处理均差异显著(P<0.05)。

图4 不同施肥处理对燕麦种子产量的影响

2.7 效益分析

以饲草收获为种植用途，不同氮磷配比施肥处理下经济效益不同(见表4)。施肥量不同，燕麦开花期干草产量不同，草产量收益不同，但施肥越多成本越高，经济效益反而下降。分析结果显示S5处理组合的净收益最好，净收益高达11453.55元/hm2。

表4 不同施肥处理的效益分析

3 结果与讨论

燕麦作为优质牧草，以其较好的经济价值、营养价值和饲用价值被广泛种植于我国的西北部半干旱农牧区和西南部的高海拔地区[13]。为达到燕麦高产的目标，除了要关注燕麦本身的遗传因子的影响，生态环境和栽培管理措施也相当重要[14-16]。光合作用是作物获得产量的源泉[16]，净光合速率是反映植物光合生产能力的重要指标之一，且栽培措施的差异也会对植物的光合作用产生较大的影响。丁小涛等[17]研究了不同的施肥方式对黄瓜整个生育期的光合特性的影响发现，随着生育期的延长，黄瓜的光合作用逐渐降低，净光合速率可以作为植物施肥效果的探针。杜研等[18]研究发现，不同施肥处理对核桃叶片的光合作用具有重要影响。在本研究中，处于不同施肥处理在燕麦的不同生育期的净光合速率表现出差异，抽穗期S2处理的净光合速率最高，开花期和乳熟期S3处理最高，S4处理的净光合速率均最低，可以发现氮肥对燕麦的光合作用具有非常重要的影响，增施氮肥能够显著增加植物的光合作用。与王建林等[19]对冬小麦旗叶光合作用在不同氮肥水平下的影响结果相一致。

燕麦作为饲草作物，地上植株不同部位的干物质积累量以及茎叶比大小对其适口性及饲草品质的影响较大，研究表明，茎含量低，叶片含量高的燕麦饲草的适口性更好，营养价值更丰富[20-23]。王鑫等[24]的研究表明，燕麦全株的总营养价值与茎叶穗干重占全株的比例有很大关系。此外，高欣梅等[25]研究了播种期和施肥处理对燕麦干物质积累的影响发现，在拔节期后到灌浆期前，这一时期的干物质积累快速增长，且处理间差异明显。本研究结果测定了不同处理下的茎叶穗在全株的占比发现，试验材料“青燕1号”均表现为茎占比最大，这可能是由于材料自身的性质决定的，但可以发现，不同处理的茎叶穗所占全株的比例有所不同，抽穗期，开花期和乳熟期的茎占比最小的为S3处理，所占比例并没有与生育期的延长呈现明显的变化趋势；而叶占比在抽穗期，开花期和乳熟期最高的处理是S1，S4和S5处理，同时可以看到随着生育期的延长，叶占比出现非常明显的下降趋势；穗占比在抽穗和开花时期基本维持在17.54%～44.63%之间，乳熟期出现增长，占比增加，显然，这是随着燕麦植株的生长所出现的必然结果，植物将大量的营养物质输入籽粒中，促进其生殖生长，叶片占比下降以及茎叶比值的增加也说明在这一时期不再是营养生长占据主导地位。

产草量的高低可以直接反映牧草的生产性能，产量的高低受到多种因素的调控，充分利用种植地区的环境条件及配以合适的栽培管理措施有助于促进作物生长，达到提高产量的目的。目前通过优化栽培条件来提高燕麦产量研究也较多，如通过施加生物有机肥[26，27]或不同肥料配施[28，29]，播种方式[30]、播种密度[31]、行距[32]以及播期[33，34]的选择等，许国芬等[35]研究发现，在施氮量为75kg·hm-2时，“青引1号”燕麦品种的草产量及种子产量相比其他施氮处理效果最佳。在对磷肥的研究中发现，饲草产量随着施磷量的增加呈现先增加后降低的趋势，适宜的磷肥能够增加植物的光合作用，但若过量施肥，则会导致植株吸收同化的磷元素在营养器官中过度的集中，不利于植物干物质的积累，从而影响饲草产量[36，37]。在本研究中随着氮肥的增加，乳熟期鲜干草产量逐渐升高，不施氮处理的鲜干草产量最低。开花期鲜草产量不施磷处理S2与施磷S1和S3处理差异不显著，乳熟期鲜草产量在S5处理时显著高于其他处理，干草产量不施磷S2处理与施磷S1处理差异不显著，说明氮磷肥对饲草的生长具有重要作用，相比磷肥，施加氮肥的效应更为明显。

种子产量的高低受到多种因素的调控，充分利用种植地区的环境条件及配以合适的栽培管理措施有助于促进作物生长，达到提高产量的目的。株高作为衡量牧草生长状况和反映草产量高低最理想的特征指标。本研究结果发现，燕麦株高在S5处理时高于其他处理。此外，穗长、小穗数和千粒重作为种子产量重要的构成要素，同样受到外界环境的影响。研究表明，不同施肥处理会造成燕麦生长进程和籽粒灌浆环境条件的差异，从而影响产量，选择适宜的施肥量能够使燕麦有效利用光温资源，提高有效分蘖和成穗率[38]。在本研究中，不同氮磷配比施肥种子产量不同，S1和S5处理种子产量为最高，这一变化趋势与株高及产量构成要素的变化趋势较为一致，说明适当施肥更有利于燕麦进行光合作用，提高干物质的积累量；氮磷配比施肥处理不同，会影响燕麦的生育进程，造成生育期的缩短，灌浆期也随之缩短，影响籽粒的正常发育和成熟，易产生瘪粒，从而容易导致千粒重及小穗数的降低，最终导致种子产量下降，与本文的研究结果一致。

4 结论

不同施肥处理对燕麦饲草的生长及产量影响较大，在干草高产和农艺性状的最优组合为氮肥(纯N)120kg·hm-2，磷肥(P2O5)70 kg·hm-2；其次为氮肥(纯N)60 kg·hm-2，磷肥(P2O5)70 kg·hm-2处理组合。在鲜草产量、种子产量和经济效益最佳的组合为氮肥(纯N)60 kg·hm-2，磷肥(P2O5)70 kg·hm-2。