施肥对紫花苜蓿产量的影响

吴春会，蒙 洋,2，夏克扎·吐尔逊，王明亚，敖特根白音，李运起*(.河北农业大学 动物科技学院，河北 保定 07000；2.内蒙古伊禾绿锦农业发展有限公司，内蒙古 赤峰025550； .霍城县大西沟乡草原站，新疆 伊犁 85200)

紫花苜蓿(MedicagosativaL.)是世界上广泛种植的优质豆科牧草，因其营养价值高、适口性好、消化率高等特点[1]，具有“牧草之王”的美誉[2]。随着我国“粮改饲”政策的提出和试点示范，紫花苜蓿种植面积进一步扩大[3]，“奶业振兴计划”的实施对苜蓿草产品的产量和质量提出了更高的要求。但由于种植者缺乏相应的科学管理技术，导致苜蓿产量和品质较低，与养殖业对苜蓿草产品需求存在较大差距。施肥是紫花苜蓿栽培管理的关键技术之一。许多研究表明，施肥可增加紫花苜蓿产量、改善其营养品质[4-6]，但因不同地域土壤类型及营养元素含量不尽相同，施肥策略亦有很大差异[7-11]，结果经常差强人意。在河北省紫花苜蓿主产区-滨海低平原区，紫花苜蓿施肥主要集中在氮磷钾配施上[12-14]，大量元素与中量元素配施研究较少[15]，而大量元素与中量元素和微量元素配施的研究尚未见报道。因而，本试验通过研究尿素、磷酸一铵、硫酸钾、硫酸铵、钼酸铵五种肥料配施对紫花苜蓿产量的影响，确定最优施肥方案，以期为本地区及同类型地区紫花苜蓿的高产栽培提供科学依据和技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于河北省黄骅市羊二庄乡董庄子村。该地平均年降水量为570 mm左右，年平均气温为12.5 ℃，年平均日照时数2 700 h[16]。土壤pH为7.9，全氮含量0.91 g·kg-1，速效氮含量27.82 mg·kg-1，速效磷含量3.25 mg·kg-1，速效钾含量86.33 mg·kg-1。

1.2 试验材料

供试紫花苜蓿品种为中苜一号，由中国农业科学院畜牧兽医研究所提供，于2014年9月播种(撒播)，播种量为15 kg·hm-2，试验于2016年5月第一次刈割后开始至2017年第一次刈割后结束。试验用肥料：尿素(N：46%)、磷酸一铵(P2O5：61%)、硫酸钾(K2O：52%)、分析纯硫酸铵(S：24.24%)、分析纯四水钼酸铵(Mo：54.91%)。

1.3 试验设计

试验采用5因素4水平正交试验设计L16(45)。各因素和水平的分配见表1，L16(45)正交表见表2，处理1即为对照组。试验有16个处理，共划分为16个小区，每个小区面积为96 m2(8 m×12 m)，用田埂隔开，各小区随机排列。每个小区中，距边界2.5 m的部分视为边际效应带，不作为采样区。将各个小区的采样区域分别划出三个4 m2(2 m×2 m)的微小区，作为三个重复。

表1 试验设计中各因素和水平分配表Table 1 The factors and levels in experiment design kg·hm-2

表2 分配有因素和水平的L16(45)正交表Table 2 L16(45) orthogonal Table with factors and levels kg·hm-2

施肥方法：尿素、磷酸一铵和硫酸钾三种肥料均分三次撒施，其中尿素在第一次和第二次刈割后(一周)以及来年返青时各施入1/3，磷酸一铵和硫酸钾分别在第一次和第三次刈割后(一周)以及来年返青时各施入1/3；硫酸铵分两次撒施，分别在第二次刈割后(一周)以及来年返青时各施入1/2；施肥后立即进行耙地。钼酸铵分四次施入，每次施用1/4，在各茬苜蓿生长到20 cm高时，进行叶面喷施。

1.4 测定指标及方法

1.4.1 株高 刈割前，每小区在采样区域随机选择10株测定其自然高度。

1.4.2 产量 于初花期进行刈割，留茬5 cm。各微小区刈割测量鲜重后，分别取样1 kg，在105 ℃下杀青15 min，65 ℃下烘干至恒重，计算干草产量。

1.5 数据处理

采用SAS(V8.2)软件对数据进行统计分析，测定结果用平均值±标准误表示，分别对紫花苜蓿株高和产量进行方差分析，用Duncan法进行多重比较，并对产量进行相关分析和逐步回归分析。

2 结果与分析

2.1 施肥对紫花苜蓿株高的影响

不同施肥处理对紫花苜蓿株高的影响如表3所示。由表3可以看出，第一茬仅有第3和16处理组的株高显著高于对照(即第1组；P<0.05)，且最高组(16组)较对照提高了21.86%；第二茬的第3、7和11处理组株高显著高于对照(P<0.05)，且株高最高组(7组)较对照提高了13.48%；而施用五种肥料对第三茬和第四茬紫花苜蓿株高均无显著影响(P>0.05)。由于所测株高为自然高度，第三茬紫花苜蓿有倒伏现象，因而与其他三茬相比，第三茬的株高较低。

表3 施肥对紫花苜蓿株高的影响Table 3 The effect of five fertilizers on alfalfa height cm

2.2 施肥对紫花苜蓿干草产量的影响

由表4可见，第2、3、8、9、10、14和16处理组的第一茬干草产量与对照相比均有显著提高(P<0.05)；其中，第8处理组干草产量最高，达4.54 t·hm-2，较对照提高了59.30%。第5、8、10和14处理组显著提高了第二茬干草产量(P<0.05)；其中，第14处理组可提高干草产量73.39%。除3、6、12、13和14处理组外，其余处理组均显著提高了第三茬干草产量(P<0.05)。除第11和16组外，其余处理组的第四茬干草产量均与对照组无显著性差异(P>0.05)。对于干草总产量而言，第13处理组与对照组无显著差异，其余处理组均显著提高了干草总产量(P<0.05)；其中，第8处理组干草产量最高，为14.15 t·hm-2，较对照提高了45.88%。

表4 施肥对紫花苜蓿干草产量的影响Table 4 The effect of fertilization on dry yield of alfalfa t·hm-2

由表5可见，5种肥料对干草总产量均有显著影响(P<0.05)。施用尿素和磷酸一铵显著提高了干草总产量(P<0.05)；同样地，施用230.76 kg·hm-2硫酸钾和61.89 kg·hm-2硫酸铵增产效果均达到了显著水平(P<0.05)，而施用6.63 kg·hm-2钼酸铵则显著降低了干草总产量(P<0.05)。

表5 紫花苜蓿干草总产量的单因素分析Table 5 Univariate analysis of total yield of alfalfa hay t·hm-2

相关分析(表6)表明，尿素、磷酸一铵、硫酸钾和硫酸铵施用量与干草总产量呈正相关，其中，磷酸一铵施用量与干草总产量的相关性达到极显著水平(P<0.001)；而钼酸铵施用量与干草总产量呈负相关关系，但未达到显著水平(P>0.05)。多元线性回归分析，在比较各因素(自变量)对因变量相对贡献大小时，用标准化偏回归系数来做比较。由于A～E各因素间无相关性，各因素与干草总产量之间的相关系数与标准化偏回归系数相等，因此五种因素对紫花苜蓿干草总产量的相对贡献大小排序为：B>A>C>D>E，即磷酸一铵>尿素>硫酸钾>硫酸铵>钼酸铵。结合单因素分析结果，提高紫花苜蓿干草产量的最优组合为B2A2C3D3E1，即磷酸一铵98.36 kg·hm-2、尿素87.00 kg·hm-2、硫酸钾230.76 kg·hm-2、硫酸铵61.89 kg·hm-2、钼酸铵0 kg·hm-2。

表6 施肥量与干草总产量的相关分析Table 6 Pearson correlation coefficients of fertilization quantities and total yield of alfalfa hay

采用SAS(V8.2)进行逐步回归分析，仅Xb(磷酸一铵施用量)被引入模型，如表7，得回归模型为Y=0.0049Xb+11.3461(P<0.001)。逐步回归模型表明，在0～295.08 kg·hm-2范围内，磷酸一铵施用量每增加1个单位，干草总产量提高0.0049 t·hm-2(即4.9 kg·hm-2)。结合各因素对紫花苜蓿总产量的相对贡献大小以及单因素分析结果可知，低成本投入时的最佳施肥方案为单施磷酸一铵98.36 kg·hm-2。

表7 逐步回归分析Table 7 Stepwise selection of Xa, Xb, Xc, Xd and Xe

3 讨 论

氮、磷、钾、硫和钼是紫花苜蓿生长所必须的营养元素，适量施用可提高紫花苜蓿植株高度，本试验中第3组显著提高了第一茬和第二茬株高(P<0.05)，但对第三茬和第四茬株高无显著效果(P>0.05)。吴波等[17]在盐碱土壤上的研究表明，施入腐殖酸、磷酸二铵和微量元素(硫酸锌、硼砂、钼酸铵、硫酸锰)作为底肥以及以尿素、磷酸二铵和硫酸钾作为返青追肥均能增加紫花苜蓿株高，且第一、二茬株高均较第三茬高。本试验中，第三茬株高较其他三茬低，可能因为测定的株高为自然高度，第三茬紫花苜蓿受到降雨和风的影响而倒伏所致。

适量施肥也可显著提高紫花苜蓿产量。本试验研究结果表明，五种肥料配施对紫花苜蓿干草产量有显著提高效果(P<0.05)。其中，第一、二和三茬干草产量分别较对照提高了59.30%、45.06%和55.04%；干草总产量增产幅度达到45.88%(表4)。樊萍等[18]在青海大通县长宁地区的试验也表明，氮、磷、钾、硫肥配施可增加紫花苜蓿产量，其最优组合为尿素225 kg·hm-2、过磷酸钙675 kg·hm-2、加拿大钾肥225 kg·hm-2、硫磺粉15 kg·hm-2。本试验中，施肥最优组合为磷酸一铵98.36 kg·hm-2、尿素87.00 kg·hm-2、硫酸钾230.76 kg·hm-2、硫酸铵61.89 kg·hm-2。而山东青岛地区建议施肥量为磷肥100～150 kg·hm-2、钾肥100 kg·hm-2、可不施用氮肥[19]。因此，紫花苜蓿施肥应因地制宜，与当地的土壤和气候条件，以及生产季节的降水分布有关[20]。

相关分析及标准化偏回归系数比较结果可知，五种肥料对紫花苜蓿干草总产量贡献相对大小依次为：磷酸一铵>尿素>硫酸钾>硫酸铵>钼酸铵(表6)。同时，逐步回归分析表明，在0～295.08 kg·hm-2范围内，磷酸一铵施用量每增加1个单位，干草总产量提高4.9 kg·hm-2(表7)，由此说明，黄骅地区土壤速效磷含量(3.25 mg·kg-1)并不能满足紫花苜蓿生长所需。张杰[21]在杨凌已建植两年的紫花苜蓿地进行施肥试验表明，单施磷肥对紫花苜蓿干草总产量增产效果显著(P<0.05)。但在曾庆飞[22]的研究中，单施磷肥使得当年建植的紫花苜蓿产量降低5.55～20.55%，这可能与紫花苜蓿种植年限以及土壤中速效磷含量(10.76 mg·kg-1)较高有关。

钼在植物氮代谢以及豆科植物固氮方面起着重要作用[23]，与此同时，钼可提高植物光合作用，促进糖的形成与转化[24]，因而钼对紫花苜蓿干草产量具有一定影响。苗晓茸等[25]对新疆绿洲区滴灌紫花苜蓿喷施钼酸铵0.45 kg·hm-2(即钼0.247 kg·hm-2)，显著提高了一至四茬苜蓿干草产量。Mao等[23]对中国北方半干旱地区紫花苜蓿喷施钼肥0.3 kg·hm-2可显著提高干草总产量。伊霞等[26]对河北滨海低平原区(沧州献县)紫花苜蓿喷施钼肥对干草产量影响显著，在0.075～0.55 kg·hm-2范围内，干草产量随钼肥施入量的增加呈先减少后增加趋势。但张曙光等[27]对河套地区盐碱地苜蓿喷施钼肥2.25～6.75 kg·hm-2，对一至三茬苜蓿干草产量均未有显著提高作用(P>0.05)。本试验中，对河北滨海低平原区(沧州黄骅)紫花苜蓿喷施钼酸铵2.21～11.05 kg·hm-2(即钼1.21～6.07 kg·hm-2)对紫花苜蓿干草总产量亦无显著提高作用，且喷施量为6.63 kg·hm-2钼酸铵(即钼3.64 kg·hm-2)时干草总产量显著降低(P<0.05)。因而，喷施钼肥对紫花苜蓿干草产量的作用受钼肥施用量的影响较大，同时也可能存在地域差异的影响。但钼肥施用量对紫花苜蓿干草产量的影响仍需从低施入量到高施入量乃至极高施入量的范围做整体研究。

4 结 论

本研究结果表明，河北省滨海低平原区紫花苜蓿施肥量为磷酸一铵98.36 kg·hm-2、尿素87.00 kg·hm-2、硫酸钾230.76 kg·hm-2、硫酸铵61.89 kg·hm-2；低成本投入时的最佳施肥方案为单施磷酸一铵98.36 kg·hm-2。