何玉龍,周青平,紀(jì)亞君,顏紅波,雷生春,賈志鋒,劉文輝,梁國玲
(1.青海大學(xué)畜牧獸醫(yī)科學(xué)院,青海 西寧810013;2.青海省畜牧獸醫(yī)科學(xué)院,青海 西寧810016)
燕麥(Avena sativa)為禾本科燕麥屬一年生草本植物,是一種特殊的糧、飼兼用作物[1]。目前,全世界燕麥種植面積1 300萬hm2左右,主要分布在世界五大洲42個國家,主產(chǎn)區(qū)為北半球的溫帶地區(qū),主要集中種植在40°N以北的歐洲、北美洲和亞洲。中國的燕麥種植面積在70萬hm2左右,主要集中在內(nèi)蒙古陰山南北,河北省的壩上、燕山地區(qū),山西省的太行、呂梁地區(qū),甘肅、青海、云南、四川的高山地帶也有種植。我國種植的燕麥以裸燕麥為主。燕麥喜冷涼、耐貧瘠、耐鹽堿、抗旱、耐寒,在青藏高原有獨特的適應(yīng)性[2-3],其莖葉嫩而多汁,適口性好、消化率高,可調(diào)制青干草,用于冬春季節(jié)牛羊補飼。燕麥的籽粒富含β-葡聚糖和大量可溶性膳食纖維,具有降血糖、降血脂等生理功能。燕麥富含亞油酸(占燕麥全部不飽和脂肪酸的35%~52%)、氨基酸、多種維生素(Vb1,Vb2,Ve等)以及Se、Ca、P、Fe等營養(yǎng)元素,對預(yù)防和治療動脈硬化、高血壓、糖尿病、脂肪肝以及防治心腦血管系統(tǒng)疾病都有良效[4-5]。
長期以來,燕麥產(chǎn)量較低是制約其規(guī)?;?、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的瓶頸。燕麥產(chǎn)量和品質(zhì)除了受本身遺傳特性的影響,水分、土壤、氣候和肥料也是重要的影響因子[6-7],通過合理施肥提高燕麥產(chǎn)量的空間很大。雖然目前單施氮肥、氮磷配比施肥和氮鉀配比施肥對燕麥產(chǎn)量和品質(zhì)的影響研究報道較多,但地區(qū)不同、供試燕麥品種不同,試驗結(jié)果也不同[8-13]。本研究就氮磷鉀平衡施肥對燕麥產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀影響進行分析,以期找出提高燕麥鮮草、秸稈和種子產(chǎn)量的養(yǎng)分限制因子,旨為青海省東部農(nóng)業(yè)區(qū)燕麥種子田和飼草田高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)提供理論依據(jù)。
1.1 試驗地概況 試驗地位于青海省湟中縣上新莊鎮(zhèn),地理坐標(biāo)36°21′N,101°47′E,海拔2 700m,年平均氣溫3.7℃,年降水量553mm,多在7-9月,年蒸發(fā)量1 830mm,≥10 ℃年積溫1 630.4℃·d,≥0℃年積溫2 773.7℃·d,土壤屬栗鈣土壤土。施肥前土壤有機質(zhì)含量2.06%,銨態(tài)氮含量1.0 mg·L-1,硝態(tài)氮含量24.2mg·L-1,速效磷含量24.1mg·L-1,速效鉀含量118.2mg·L-1,pH 值8.59。前茬作物為馬鈴薯(Solanum tuberosum)。
1.2 試驗材料及來源 試驗材料為青引1號燕麥(A.sativa cv.Qingyin No.1,2004 年 12 月 登記),由青海省畜牧獸醫(yī)科學(xué)院提供,為2009年收獲的種子。所用肥料為尿素(含氮46%,青海產(chǎn))、過磷酸鈣(含P2O512%,寧夏產(chǎn)),鉀肥為紅鉀(含K2O 60%,青海產(chǎn))。
1.3 小區(qū)設(shè)計及田間管理 試驗設(shè)11個處理(表1),3次重復(fù),隨機區(qū)組設(shè)計,小區(qū)面積為3m×5m。OPT是中國農(nóng)科院國際植物營養(yǎng)研究所中國站通過測試試驗地土壤養(yǎng)分情況而提供的推薦用量。3種肥料的施量在OPT基礎(chǔ)上確定,氮磷鉀各設(shè)4個水平梯度。在播種時(2010年4月14日)按照處理用量將鉀肥和磷肥均勻施入小區(qū)中,深翻,耙平,開溝條播。播量為180kg·hm-2,播深3~4 cm,行距30cm,每小區(qū)邊留15cm,種10行,于分蘗期(2010年5月25日)施氮肥。田間管理同大田,無灌溉,苗期及拔節(jié)期人工除草兩次。所有觀測項目在同一工作日完成。
表1 試驗處理及肥料用量Table 1 Fertilizer rate for each treatment in this study kg·hm-2
1.4 觀測項目 在燕麥完熟期(2010年8月27日),各小區(qū)隨機選取6個單株,測其株高、總分蘗數(shù)、有效分蘗數(shù)、小穗數(shù)(每個花序所含小穗數(shù))、單序穗粒數(shù)(每個花序所有籽粒數(shù))和單株穗粒質(zhì)量(每個單株所有籽粒的質(zhì)量)。在開花期(2010年7月15日)和種子成熟期(2010年8月27日)每小區(qū)刈割3個0.25m2樣方測定牧草和種子產(chǎn)量。
1.5 數(shù)據(jù)處理 試驗數(shù)據(jù)采用Excel軟件整理,SPSS 17.0統(tǒng)計分析軟件進行單因素方差分析,Duncan法進行處理間的多重比較。
2.1 施肥對株高的影響 成熟期燕麥株高除N225P105K0外,其他處理均顯著低于N225P105K60(P<0.05),表明氮肥和磷肥對燕麥株高有影響(表2)。相同磷水平(105kg·hm-2)和鉀水平(60 kg·hm-2)下,燕麥成熟期株高隨施氮量的增加而增雖,施氮量超過225kg·hm-2時株高反而下降。相同 氮 水 平 (225kg·hm-2)和 鉀 水 平 (60 kg·hm-2)下,燕麥成熟期株高隨施磷量的增加而增加,施磷量超過105kg·hm-2時株高反而下降。N225P105K60處理燕麥完熟期株高最大,為167.6cm。
2.2 施肥對燕麥鮮草和種子產(chǎn)量的影響 施肥處理與N0P0K0相比,鮮草產(chǎn)量和種子產(chǎn)量差異顯著(P<0.05),表明氮肥、磷肥和鉀肥對燕麥鮮草產(chǎn)量和種子產(chǎn)量均有影響(表2)。鮮草產(chǎn)量N337.5P105K60處理最高,達66 194kg·hm-2,其次是N225P105K60處 理 (65 187kg·hm-2),分 別 比N0P0K0增產(chǎn)44.9%和42.7%,但 N337.5P105K60和N225P105K60處理之間差異不顯著(P>0.05)。燕麥種子產(chǎn)量 N225P157.5K60處理最高,為6 678kg·hm-2,比N0P0K0增產(chǎn)40.2%。
2.3 施肥處理對燕麥產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響施肥處理有效分蘗數(shù)、小穗數(shù)、單序籽粒數(shù)和單株籽粒質(zhì)量與 N0P0K0相比(表3),差異顯著(P<0.05),相同氮水平(225kg·hm-2)和鉀水平(60 kg·hm-2),燕麥有效分蘗數(shù)、小穗數(shù)、單序籽粒數(shù)和單株籽粒質(zhì)量隨著施磷量的增加而增加,施磷量為157.5kg·hm-2時各指標(biāo)達到最大,分別為2.77個、44.24個、76.22個和4.14g。
2.4 不同施肥處理的經(jīng)濟效益分析 作為飼草田,N337.5P105K60處 理 總 收 入 最 高,為23 168.0元·hm-2,除去肥料成本和其他成本,N225P105K60處理總收益最高,為18 435.4元·hm-2,比N0P0K0增收4 501.0元·hm-2;作為種子田,N225P157.5K60處理總收入最高,為27 724.9元·hm-2,N225P105K60處理總收益最高,為22 877.5元·hm-2,比 N0P0K0增收4 597.5元·hm-2。從投入和產(chǎn)出的角度分析,無論是飼草田還是種子田,N225P105K60處理所得收益最高。
表2 施肥對燕麥株高及產(chǎn)量的影響Tabel 2 Effects of fertilizing rate on plant height and seed yield of oat
表3 施肥對產(chǎn)量及其構(gòu)成性狀的影響Table 3 Effects of fertilizing rate on seed yield and its components of oat
燕麥產(chǎn)量不高是制約燕麥產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸,除選育高產(chǎn)品種外,合理施肥是提高燕麥產(chǎn)量的主要可行措施。諸多研究表明,施肥能有效提高燕麥產(chǎn)量和品質(zhì)[6,13]。目前,大力提倡高效精準(zhǔn)農(nóng)業(yè),倡導(dǎo)4R養(yǎng)分平衡管理體系,即使用正確的肥料產(chǎn)品(Right Nutrient Source)和 正 確 的 用 量 (Right Rate)在恰當(dāng)?shù)臅r間 (Right Time)施入恰當(dāng)?shù)奈恢茫≧ight Place)。OPT的配方施肥正是基于這種理論,要在獲得最大的經(jīng)濟利益的同時降低施肥對環(huán)境的危害[14-16]。不同的土壤質(zhì)地施不同量的肥料,種子田和飼草田施不同量的肥料。相同土壤質(zhì)地目標(biāo)作物不同,施肥量不同。
本研究中,通過 N0P105K60、N225P0K60、N225P105K0與N225P105K60處理比較可以得出,氮素是限制燕麥鮮草產(chǎn)量提高的主要養(yǎng)分因子,磷素是限制燕麥種子產(chǎn)量提高的主要養(yǎng)分因子。本研究表明,實現(xiàn)燕麥鮮草產(chǎn)量最高和種子產(chǎn)量最高的施肥配比分別是N337.5P105K60和 N225P157.5K60處理。在磷肥和鉀肥施
表4 各施肥處理下的經(jīng)濟效益分析Table 4 Economic profit of oat production under different fertilizing rate
用量一定時,鮮草產(chǎn)量隨著施氮量的增加而增大。在氮肥和鉀肥施用量一定時,燕麥種子產(chǎn)量隨施磷
量的增加而增大[7]。在磷肥和鉀肥施用量一定時,燕麥籽粒產(chǎn)量隨施氮量增加呈先增后降的趨勢[12-13]。在一定限度內(nèi)增施氮肥,可以促進植株氮素的積累,從而增強植株的光合能力,進而促進種子的灌漿和質(zhì)量增加。當(dāng)供氮水平超過限值,植株吸收同化的氮素在營養(yǎng)器官中過度集中,不利于同化產(chǎn)物向種子轉(zhuǎn)移,從而使種子產(chǎn)量下降[8]。
單株生殖枝數(shù)、小穗數(shù)、單株穗粒數(shù)等種子的產(chǎn)量組分直接影響禾本科植物種子產(chǎn)量[7]。在氮肥和鉀肥施用量一定時,單株有效分蘗數(shù)、單株小穗數(shù)、穗粒數(shù)和單株籽粒質(zhì)量隨施磷量的增加而增大[6]。增施磷肥能提高燕麥單株有效分蘗、單株小穗數(shù)、穗粒數(shù)和單株籽粒質(zhì)量等種子產(chǎn)量構(gòu)成因子,間接提高種子產(chǎn)量[14-19]。
缺鉀對燕麥株高、鮮草產(chǎn)量和種子產(chǎn)量均有影響,但施鉀肥卻不能明顯提高燕麥產(chǎn)量。因為青海土壤本身富鉀,試驗地土壤速效鉀含量達118.2 mg·L-1,屬于中等偏高水平,施少量鉀肥即可達到增產(chǎn)效果,鉀肥施用量過高,燕麥產(chǎn)量反而下降。
最后通過經(jīng)濟效益分析,飼草田N337.5P105K60獲得總收入最高,種子田N225P157.5K60處理獲得總收入最高,除去肥料成本和其他成本后,飼草田和種子田均為N225P105K60處理獲得收益最高。
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