蘇丹草—黑麥草輪作中氮磷鉀配施對(duì)飼草產(chǎn)量與養(yǎng)分積累的影響

李文西 魯劍巍 魯君明等

摘要：在大田試驗(yàn)條件下采用“鹽池”蘇丹草(Sorghum sudanense cv.Yanchi)與“邦德”一年生黑麥草(Lolium multiflorum cv.Abundant)輪作研究氮磷鉀肥配合施用對(duì)飼草產(chǎn)量及養(yǎng)分積累的影響。結(jié)果表明：氮磷鉀配施處理中(NPK N 450kg／hm²、P₂O₅180kg／hm²、K₂O 300kg／hm²)的飼草鮮草產(chǎn)量在各處理中最高，兩季合計(jì)達(dá)162.7t／hm²。；其中蘇丹草鮮草產(chǎn)量為102.3t／hm²，分別比不施肥(CK)、不施氮(PK)、不施磷(NK)和不施鉀(NP)處理增產(chǎn)352.7％、356.7％、28.2％和13.9％；黑麥草鮮草產(chǎn)量為60，4t／hm²，分別比CK、PK、NK和NP處理增產(chǎn)344.1％、255.3％、24.8％和25.3％。配施NPK處理，全生育期飼草干物質(zhì)日均積累量為65.2 kg／hm²，分別比CK、PK、NK和NP處理高215.O％、197.5％、22.0％和9.6％，蘇丹草與黑麥草的干物質(zhì)日均積累量分別為104.5kg／hm²和36.9kg／hm²。氮磷鉀配施顯著促進(jìn)飼草的養(yǎng)分積累，全生育期的飼草N、P₂O₅和K₂O積累量分別為500kg／hm²、210 kg／hm²和1196 kg／hm²，同時(shí)，N、P₂O₅和K₂O日均積累量分別為1.37kg／hm²、0.58kg／hm²和3.29 kg／hm²；其中蘇丹草的日均積累量分別為2.12kg／hm²、0.79 kg／hm²和4.16kg／hm²；黑麥草的日均積累量分別為0.84kg／hm²，0.43 kg／hm²和2.66 kg／hm²。

關(guān)鍵詞：蘇丹草—黑麥草輪作；氮磷鉀配施；養(yǎng)分積累；日均積累量；江漢平原

中圖分類號(hào)：S544.062

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-5500(2009)06-0005-06

江漢平原位于我國(guó)亞熱帶中部，是南方最為廣闊的平原，水熱資源豐富，雨熱同期，非常利于營(yíng)養(yǎng)體農(nóng)業(yè)的發(fā)展。蘇丹草與黑麥草是江漢平原地區(qū)常見的魚草種類，且種植面積不斷擴(kuò)大，蘇丹草一黑麥草輪作已成為該地區(qū)一種新型的種植制度。這兩種飼草每年多次收獲，收獲頻度與強(qiáng)度較大，養(yǎng)分吸收量遠(yuǎn)高于一般的農(nóng)田作物，如果沒有合理的養(yǎng)分投入，容易引起土壤養(yǎng)分的耗竭，長(zhǎng)期下去將引起土地生產(chǎn)力下降，不利于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

江漢平原地區(qū)，生產(chǎn)中缺乏正確的飼草養(yǎng)分管理措施，種植過程中偏重于氮肥施用，肥料利用偏低，造成魚草產(chǎn)量較低。同時(shí)，飼草生長(zhǎng)過程中受水分、光熱等氣候因素的影響，及不同生長(zhǎng)時(shí)期的產(chǎn)量及養(yǎng)分需求存在差異，實(shí)際生產(chǎn)中如未能把握正確的施肥時(shí)間與施肥量，而盲目施用化肥將不僅不利于飼草產(chǎn)量的提高，且會(huì)造成肥料的浪費(fèi)，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響。因此，在江漢平原大同湖農(nóng)場(chǎng)開展了蘇丹草一黑麥草輪作條件下氮磷鉀肥配施效應(yīng)以及飼草養(yǎng)分積累的研究，掌握氮磷鉀配合施用對(duì)飼草產(chǎn)量的影響以及不同生長(zhǎng)時(shí)期的飼草養(yǎng)分積累特性，以期為科學(xué)施肥及草業(yè)的健康發(fā)展提供依據(jù)。

1材料和方法

1.1試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)區(qū)位于江漢平原洪湖市大同湖農(nóng)場(chǎng)，地處長(zhǎng)江中游北岸，E113°45，N30°3，屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，光照充足，年輻射總量4366～4576MJ／m²，年均氣溫16.2～16.6℃，無(wú)霜期250～267d，年降水量1100～1300mm。土壤為長(zhǎng)江沖積物發(fā)育潮土，土壤的理化性狀為：pH6.9，有機(jī)質(zhì)18.5g／kg，全氮1.1g／kg，速效磷12.0mg／kg，速效鉀121.7mg／kg。

1.2試驗(yàn)材料和設(shè)計(jì)

蘇丹草于2005年4月24日播種(撒播)，播種量為112.5 kg／hm²。蘇丹草分別為6月4日、6月30日、7月31日、8月31日和10月1日共刈割5次。黑麥草于2005年10月3日播種(撒播)，播種量為37，5kg／hm²。黑麥草分別為次年3月6日，4月16日和5月6日共刈割3次。

試驗(yàn)設(shè)CK(不施肥)、NP(不施鉀)、NK(不施磷)、PK(不施氮)和NPK(氮磷鉀配施)5個(gè)處理。小區(qū)面積7.5mX2.Om，隨機(jī)區(qū)組排列，4次重復(fù)。

在本試驗(yàn)室前期工作的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了蘇丹草與黑麥草輪作試驗(yàn)期的施肥量，蘇丹草各處理養(yǎng)分用量分別為N450 kg／hm²、P₂O₅180kg／hm²、K₂O300kg／hm²，氮、磷和鉀肥分別采用尿素、過磷酸鈣、氯化鉀。氮肥總用量的1／2和鉀肥總用量的1／3作基肥，余下氮、鉀肥均分3次在每次刈割后追施，磷肥全部作基肥。

黑麥草各處理養(yǎng)分用量分別為N225kg／hm²、R₂O₅135kg／hm²、K₂O150kg／hm²，肥料種類同蘇丹草試驗(yàn)。氮、鉀肥總用量的1／2作基肥，余下氮、鉀肥均分2次在刈割后追施，磷肥全部作基肥。

1.3測(cè)定項(xiàng)目與計(jì)算方法

各小區(qū)飼草的實(shí)收產(chǎn)量為鮮草產(chǎn)量。刈割前在各小區(qū)隨機(jī)取20cmX20cm樣方地上部鮮樣，稱重。將草樣于105℃烘箱中殺青30min后，置于60℃條件下烘48h，稱干重。飼草樣的干、鮮重之比乘以100％即為干物質(zhì)含量。

飼草N、P、K含量：將烘干的飼草粉碎，用濃H2S04一HCl04消化，流動(dòng)注射分析測(cè)定氮和磷，火焰光度法測(cè)定鉀。

干物質(zhì)(kg／hm²)一鮮草產(chǎn)量(kg／hm²)×干物質(zhì)含量(％)÷100

養(yǎng)分積累量(kg／hm²)=干物質(zhì)(kg／hm²)×養(yǎng)分含量(％)÷100

于物質(zhì)或養(yǎng)分的日均積累量(kg／hm²)=干物質(zhì)或養(yǎng)分的積累量(kg／hm²)÷飼草生長(zhǎng)期(d)

1.4數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)結(jié)果均用LSD法檢驗(yàn)P<0.05水平上的差異顯著性。

2結(jié)果與分析

2.1施肥對(duì)飼草產(chǎn)量的影響

2.1.1

鮮草產(chǎn)量鮮草產(chǎn)量結(jié)果表明(表1)，施氮處理(NP，NK和NPK)的飼草鮮草總產(chǎn)量明顯比不施氮處理(CK和PK)高，CK和PK處理的鮮草總產(chǎn)量基本相同，分別只有NPK處理的22.2％和24.2％，說(shuō)明氮素是該供試土壤的養(yǎng)分障礙因子，施氮可以提高飼草鮮草產(chǎn)量。在蘇丹草一黑麥草輪作中，NPK處理的飼草鮮草產(chǎn)量在各個(gè)處理中最高，其中蘇丹草鮮草產(chǎn)量達(dá)102.3t／hm²，分別比CK、PK、NK和NP處理增產(chǎn)352.7％、356.7％、28.2％和13.9％；黑麥草鮮草產(chǎn)量達(dá)60.4t／hm²，分別比CK、PK、NK和NP處理增產(chǎn)344.1％、255.3％、24.8％和25.3％，說(shuō)明氮磷鉀配施顯著提高蘇丹草與黑麥草鮮草產(chǎn)量，也可以看出蘇丹草一黑麥草輪作中氮、磷、鉀肥對(duì)兩種飼草的增產(chǎn)率存在差異，氮肥的增產(chǎn)作用最大，磷肥次之，鉀肥的增產(chǎn)作用最小。

2.1.2干物質(zhì)積累

蘇丹草一黑麥草輪作，NPK處理的飼草干物質(zhì)積累量最高，達(dá)23718kg／hm²(圖1)。與其他處理相比，NPK處理的飼草干物質(zhì)日均積累量也較高為65，2kg／hm²，分別比CK、PK、NK和NP處理增加215.0％、197.5％、22.0％和9.6％，說(shuō)明氮磷鉀配施顯著增加飼草干物質(zhì)，提高干物質(zhì)的積累速率。

蘇丹草生長(zhǎng)期，NPK處理的干物質(zhì)日均積累量為104.5 kg／hm²，與CK、PK、NK和NP處理相比，分別高213.4％、216.9％、24.9％和5.3％(圖1)。各個(gè)處理蘇丹草不同的刈割期以及同一刈割期的不同處理間干物質(zhì)積累速率均存在差異。NPK處理，蘇丹草5次收獲期的干物質(zhì)日均積累量分別為120.7kg／hm²、158.3kg／hm²、113.2kg／hm²、121.9kg／hm²和15.2kg／hm²，可以看出第2次刈割期的積累速率最大，隨后幾次的積累速率呈降低趨勢(shì)。與NPK處理一樣，NP、NK處理中第2次刈割期的干物質(zhì)積累速率最大，而CK、PK處理中蘇丹草第1刈割期干物質(zhì)積累速率最大，隨后幾次呈降低趨勢(shì)，說(shuō)明不施氮肥情況下土壤因養(yǎng)分的耗竭而不能滿足飼草的生長(zhǎng)需求，因此，干物質(zhì)積累受到限制，積累速率呈降低趨勢(shì)。

黑麥草生長(zhǎng)期，NPK處理的干物質(zhì)日均積累量為36.9kg／hm²，與CK、PK、NK和NP處理相比，分別高218.3％、164.7％、16.6％和19.9％。NPK處理，黑麥草3次刈割期的干物質(zhì)日均積累量分別為27.4kg／hm²、56.9kg／hm²和68.0kg／hm²，干物質(zhì)積累速率呈升高趨勢(shì)，第3次刈割期的積累速率最大。其他處理中干物質(zhì)積累速率均在第2次刈割期最大。

2.2施肥對(duì)飼草養(yǎng)分積累的影響

2.2.1氮素積累

蘇丹草一黑麥草輪作，NPK處理的飼草N素積累量在各處理最大，達(dá)500kg／hm²。飼草的N日均積累量也較高，為1.37kg／hm²，分別比CK、PK、NK和NP處理高382.1％、424.3％、30.6％和17.3％。

在整個(gè)輪作期中，飼草的N積累趨勢(shì)與干物質(zhì)的積累趨勢(shì)基本一致(圖1、圖2)。NPK處理，蘇丹草的N日均積累量為2.12kg／hm²，分別比CK、PK、NK和NP處理增加363.O％、438.9％、31.2％和8.7％；黑麥草的N日均積累量為0.84 kg／hm²，分別比CK、PK、NK和NP處理增加421.3％、399.7％、29.7％和37.3％，可以看出蘇丹草與黑麥草的氮素積累速率存在差異。

圖2還可以看出，NP處理的N積累量高于NK處理的積累量，說(shuō)明氮肥基礎(chǔ)上增施磷肥的效果好于鉀肥。而PK處理的積累量低于CK處理的積累量，說(shuō)明磷鉀肥施用加劇了土壤氮素的缺乏，限制了飼草的N素積累，這也是最小養(yǎng)分因子律的體現(xiàn)。

2.2.2磷索積累

蘇丹草一黑麥草輪作期中，NPK處理的P₂O₅積累量在各處理中最高，為210kg／hm²，飼草P₂O₅日均積累量為0.58kg／hm²，分別比CK、PK、NK和NP處理增加197.8％、168.9％、50.8％和7.9％。

與N素積累一樣，飼草的P₂O₅積累趨勢(shì)也與干物質(zhì)的積累趨勢(shì)基本一致。NPK處理中，蘇丹草的P₂O₅日均積累量為0.79kg／hm²，與CK、PK、NK和NP處理相比，分別增加143.1％、137.1％、41.3％和1.7％；黑麥草P205日均積累量為0.43 kg／hm²，與CK、PK、NK和NP處理相比，分別增加324.1％、227.1％、65.7％和17.4％(圖3)。

圖3還可看出，NP、NK和NPK處理的磷素積累量明顯高于CK和PK處理的積累量，說(shuō)明氮肥在飼草磷素積累中起著重要的作用。在NP、NK和NPK處理中，不施磷處理的磷索積累量低于其他2個(gè)施磷處理的積累量，說(shuō)明土壤磷素不能滿足飼草正常的積累，增施磷肥是該地區(qū)蘇丹草一黑麥草輪作制中獲得高產(chǎn)的重要措施。

2.2.3鉀素積累蘇丹草一黑麥草輪作，NPK處理的K₂O積累量在各個(gè)處理中最高，達(dá)1196kg／hm²，飼草K₂O日均積累量為3，29 kg／hm2，分別比CK、PK、NK和NP處理高277.9％、214.5％、23.0％和30.1％(圖4)。

蘇丹草生長(zhǎng)期，NPK處理的鉀素積累速率在第1次刈割期最高，NP和NK處理的積累速率分別在第4和2刈割期最高，這與干物質(zhì)積累趨勢(shì)不同，而CK和PK處理的積累趨勢(shì)與干物質(zhì)積累趨勢(shì)一致。黑麥草生長(zhǎng)期鉀索積累趨勢(shì)與干物質(zhì)積累趨勢(shì)基本一致。NPK處理，蘇丹草K₂O日均積累量為4.16kg／hm²，分別比CK、PK、NK和NP處理增加262.1％、218.3％、32.3％和33.9％；黑麥草K₂O日均積累量為

2.66kg／hm²，分別比CK、PK、NK和NP處理高297.4％、210.3％、14.1％和26.2％。

圖4還可以看出，NP、NK和NPK處理的鉀素積累量明顯高于CK和PK處理的積累量，說(shuō)明氮肥對(duì)飼草鉀素積累也起著重要作用。整個(gè)輪作期，NP處理的鉀素積累量略低于NK處理的積累量，說(shuō)明氮肥基礎(chǔ)上磷肥與鉀肥對(duì)飼草鉀素積累的作用相當(dāng)。

3討論

蘇丹草是G₄作物，地上部生物量較大，每次隨著刈割物帶走大量的養(yǎng)分，因此，為了保證整個(gè)生育期的持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)和豐產(chǎn)，每次刈割后為了下次的豐產(chǎn)均要追施一定的養(yǎng)分。蘇丹草試驗(yàn)期共追肥3次，結(jié)果表明前4次刈割的產(chǎn)量均較高。9月后，因溫度等氣候因素的影響，蘇丹草的生長(zhǎng)進(jìn)入衰敗期，為了提高整個(gè)生育期的養(yǎng)分利用效率，第4刈割獲后不再追肥，結(jié)果也表明蘇丹草第5刈割期的干物質(zhì)積累相當(dāng)少。

自古以來(lái)，江漢平原土地肥沃，隨著人們不斷開發(fā)和利用，以及長(zhǎng)期生產(chǎn)過程中不合理的養(yǎng)分管理措施，很大程度上造成土壤部分養(yǎng)分處于耗竭狀態(tài)，進(jìn)而影響到作物的產(chǎn)量和土地生產(chǎn)的持續(xù)性。同時(shí)，不合理的管理措施也會(huì)影響作物周圍的生態(tài)環(huán)境，制約草業(yè)的健康發(fā)展。研究表明，蘇丹草與黑麥草輪作種植中，NPK處理的養(yǎng)分積累量在各個(gè)處理中最大，一個(gè)輪作期飼草N、P20s和K20積累量分別可達(dá)到500kg／hm²、210kg／hm²和1196kg／hm²，氮磷鉀配施促進(jìn)了飼草的養(yǎng)分吸收。

試驗(yàn)也表明，飼草養(yǎng)分的積累趨勢(shì)與干物質(zhì)積累趨勢(shì)基本一致，這與前人的研究報(bào)道相一致。需要指出的是，蘇丹草的鉀素積累趨勢(shì)與干物質(zhì)的積累趨勢(shì)存在一定差異，施氮處理的K₂O最高積累速率出現(xiàn)的時(shí)期與干物質(zhì)的并不同步，可能是蘇丹草生長(zhǎng)較緩慢時(shí)期鉀素存在奢侈吸收的結(jié)果。試驗(yàn)NPK處理的飼草積累N：P₂O₅：K₂O比例為1：0.42：2.39，而肥料N：P₂O₅：K₂O的施用比例為1：0.46：0.67，可以看出飼草對(duì)鉀素的需求比例較高。在江漢平原飼草種植以及其他農(nóng)田作物種植中，由于當(dāng)?shù)厣a(chǎn)者的施肥習(xí)慣不施或較少施用鉀肥普遍存在，長(zhǎng)期下去將會(huì)加劇土壤鉀素耗竭，不利于產(chǎn)量提高和農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，因此，農(nóng)田施肥要注意鉀素的投入及科學(xué)施用鉀肥。