施氮對高寒區(qū)垂穗披堿草飼草生產(chǎn)性能及營養(yǎng)品質(zhì)的影響

宋建超， 魚小軍*， 魏孔濤， 汪鵬斌， 童永尚， 李 珍， 賀有龍， 汪海波

(1. 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院， 草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點實驗室， 中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心， 甘肅省草業(yè)工程實驗室， 甘肅 蘭州 730070； 2. 青海省果洛州草原工作站， 青海 大武 814000)

垂穗披堿草(Elymusnutans)為禾本科披堿草屬多年生叢生植物，具有抗性強(qiáng)、營養(yǎng)品質(zhì)好、適口性好、耐放牧等特性[1-2]，對次生環(huán)境存在高度適應(yīng)性，即使在氣候條件嚴(yán)苛的高寒地區(qū)仍具有較好的再生性，是青藏高原優(yōu)良的牧草品種之一[3-4]。垂穗披堿草在高寒區(qū)退化草場的改良和人工草地的建設(shè)中扮演著重要角色，并且垂穗披堿草人工草地田間管理粗放、生產(chǎn)成本低，具有較好的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)價值。

在高寒區(qū)，由于過度放牧引起的草地退化問題日益突顯。建植人工草地不僅可以緩解高寒地區(qū)天然草地的放牧壓力，還能改善植被覆蓋度，從而防止草地退化[5]。盡管垂穗披堿草對次生環(huán)境具有較好的適應(yīng)性，但是土壤貧瘠仍然是限制垂穗披堿草產(chǎn)草量提高的主要因素。通過合理配套的農(nóng)藝措施，提高其單位面積產(chǎn)草量，能夠進(jìn)一步減緩草畜失衡壓力，是高寒地區(qū)生態(tài)文明建設(shè)和鄉(xiāng)村振興的重要保證[6]。我國高寒區(qū)土壤氮素含量相對較低[7]，垂穗披堿草為喜嗜氮素的禾本科植物[8]，及時補(bǔ)充氮素是提高垂穗披堿草產(chǎn)量的關(guān)鍵農(nóng)藝措施。

近年來，有關(guān)垂穗披堿草施肥方面的研究主要集中在施肥對垂穗披堿草種子產(chǎn)量[9-10]、生物量及構(gòu)成因素[11-12]、光合特性[12-13]以及生物量分配和補(bǔ)償生長[14-17]等方面。文雅等[6]研究得出施氮量為200 mg·kg-1、灌溉量為土壤飽和持水量60%～65%時，對垂穗披堿草產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響最佳。武建雙等[17]在藏北高原研究人工垂穗披堿草種群生物量分配對施氮處理的響應(yīng)，結(jié)果表明采用120 kg N·hm-2左右的施氮處理可促進(jìn)垂穗披堿草生長，可以提高葉片生物量比重。謝國平[9]研究認(rèn)為施氮可顯著提高垂穗披堿草的實際種子產(chǎn)量，并以施氮量 250 kg·hm-2時產(chǎn)量最高，種子產(chǎn)量為2 016.5 kg·hm-2，同時施氮還可以增加野生垂穗披堿草的分蘗數(shù)，提高其單位面積生殖枝數(shù)。由此可見，施氮能夠促進(jìn)垂穗披堿草生長，提高其生物量，并且不同區(qū)域的土壤類型和生境條件不同，適宜的施肥條件也不盡相同。目前，高寒地區(qū)垂穗披堿草栽培草地面積不斷擴(kuò)增，但關(guān)于垂穗披堿草營養(yǎng)品質(zhì)及其刈割型草地施肥量的研究還未見報道，因此本研究通過設(shè)置不同水平的氮肥施用量，分析不同施氮量對垂穗披堿草的生產(chǎn)性能、品質(zhì)，及其與雜草之間的競爭關(guān)系的影響，確定高寒區(qū)垂穗披堿草的最佳施氮量，提高其產(chǎn)草量和品質(zhì)，以期為垂穗披堿草實際生產(chǎn)提供技術(shù)指導(dǎo)，并為其高產(chǎn)栽培措施的研究奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

研究區(qū)位于青海省果洛州瑪沁縣大武鎮(zhèn)(34°23′ 36″ N,100°17′ 18″ E,海拔3 790 m)。該區(qū)屬典型的高原大陸型氣候，寒冷、干旱、多風(fēng)，太陽輻射強(qiáng)，日照時間短，晝夜溫差大。年均溫-3.9℃，最冷月平均氣溫為-12.6℃，最熱月平均氣溫為9.7℃，≥5℃積溫850.3℃，年日照時間 2 576 h，年降水量 542.9 mm,多集中在6—9月,年蒸發(fā)量2 471.6 mm。牧草生長季約156 d,全年無絕對無霜期。土壤為高寒草甸土，pH值6.89，有機(jī)質(zhì)含量51.62 g·kg-1，全氮含量1.49 g·kg-1，全磷含量0.75 g·kg-1，全鉀含量15.7 g·kg-1，堿解氮含量119.88 mg·kg-1，速效磷含量17.58 mg·kg-1，速效鉀含量36.39 mg·kg-1。

1.2 試驗材料

垂穗披堿草由果洛州草原站于2019年5月種植，播量為 30 kg·hm-2，條播，行距 30 cm。于2020年6月進(jìn)行施肥試驗，試驗地為建植第二年人工草地。

氮肥為三環(huán)牌尿素(生產(chǎn)廠家：云南云天化股份有限公司)，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 2440-2017，顆粒直徑：0.85～2.80 mm，凈含量：50 kg，總氮(N)≥46.0%。

1.3 試驗設(shè)計

試驗采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，參照謝國平[9]、牛建偉等[15]和武建雙等[17]的施肥量，本試驗共設(shè)6個施氮水平，對應(yīng)施N量(純氮)為：0，100，150，200，250，300 kg·hm-2，分別用N10，N15，N20，N25，N30表示，不施氮(N0)為對照，共6個處理(表1)，并設(shè)3次重復(fù)；選用建植第2年的垂穗披堿草人工草地進(jìn)行試驗，小區(qū)面積20 m2(4 m×5 m)，各小區(qū)間隔60 cm，小區(qū)四周用PVC管標(biāo)記，并用土堆建成田埂，防止發(fā)生地表徑流。氮肥分施可滿足不同時期植株對氮素的需求，從而提高氮肥利用率，參考董世魁[18]的施肥方法，分別于2020年6月中旬(分蘗期)和7月中旬(抽穗期)撒施，各占總施肥量的50%。施肥選擇在雨天進(jìn)行，使得肥料充分溶于土壤。于2020年8月進(jìn)行刈割測產(chǎn)和雜草株高和密度的測定，并留取樣品進(jìn)行品質(zhì)分析。

表1 施氮處理及施氮量

1.4 測定指標(biāo)與方法

1.4.1農(nóng)藝性狀 單株分蘗數(shù)：將地上部分刈割后，各處理小區(qū)隨機(jī)挖取10株，統(tǒng)計單株分蘗數(shù)；枝條數(shù)：測定鮮草產(chǎn)量前，各處理小區(qū)隨機(jī)選取2 m樣段，統(tǒng)計單位面積枝條數(shù)，重復(fù) 3次；株高：各處理小區(qū)隨機(jī)選取10株，于刈割時測量地面至植株頂端的高度，計算平均值。鮮干比：測定鮮草產(chǎn)量時，每小區(qū)分別取鮮草樣500 g，置于65℃烘箱烘干至恒重，計算鮮干比；莖葉比：測定鮮草產(chǎn)量時，每小區(qū)分別取鮮草樣500 g，將莖和葉分離，置于65℃烘箱烘干至恒重，計算莖葉比(莖干重/葉干重)。

1.4.2雜草株高和密度 刈割測產(chǎn)前選取垂穗披堿草草地中數(shù)量較多的8種雜草進(jìn)行株高和密度的比較分析；雜草的鑒定參考《中國植物志》[19-22]。

株高：各小區(qū)隨機(jī)選取10株，測量其地面至植株頂端的高度，求其平均值；

密度：采用1 m×2 m的樣方，統(tǒng)計其他草在各小區(qū)單位面積的株數(shù)。

1.4.3產(chǎn)量 于2020年8月初(盛花期)進(jìn)行測產(chǎn)，采用1 m×2 m的樣方，將樣方內(nèi)所有植株刈割，留茬高度5 cm，除去雜草稱重得到單位面積鮮草產(chǎn)量，換算成公頃產(chǎn)量。干草產(chǎn)量由鮮草產(chǎn)量和鮮干比計算得出。第二茬草產(chǎn)量測定于10月初進(jìn)行(秋季分蘗期)。

1.4.5營養(yǎng)品質(zhì) 測產(chǎn)時從各小區(qū)隨機(jī)抽取500 g全株鮮草樣帶回實驗室，在105℃烘箱中殺青30 min后，再65℃烘干。將干草樣全株粉碎裝入自封袋中，用于牧草品質(zhì)分析。粗蛋白：采用凱氏定氮法測定粗蛋白含量；酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維含量：采用聚酯纖維濾網(wǎng)袋法測定；干物質(zhì)消化率(DMD)=88.9-0.779×ADF(%)；粗脂肪(Ether extract,EE)：采用FOSS全自動脂肪測定儀測定；粗灰分(Ash)：采用高溫灼燒法測定粗灰分含量；可溶性糖和淀粉：采用恩酮法進(jìn)行測定；粗纖維(Crude fiber,CF)：采用聚酯纖維濾網(wǎng)袋法測定[23-25]。

1.4.5經(jīng)濟(jì)效益 經(jīng)濟(jì)效益(CNY·hm-2)=干草產(chǎn)量/kg·hm-2×干草價格/CNY·kg-1-種子投入/CNY·hm-2-肥料投入/CNY·hm-2-工費(fèi)/CNY·hm-2；

式中：干草價格為1.25 CNY·kg-1；種子價格為43 CNY·kg-1；尿素價格為1.95 CNY·kg-1。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2019處理數(shù)據(jù)和制圖，用SPSS26.0進(jìn)行不同施氮處理間株高、分蘗數(shù)、產(chǎn)量和品質(zhì)等各指標(biāo)的顯著性分析，并利用Duncan法進(jìn)行多重比較，所有試驗數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示。

采用灰色關(guān)聯(lián)度理論，對不同施肥處理的產(chǎn)量和營養(yǎng)品質(zhì)進(jìn)行綜合評價。將不同施氮處理用X表示，各測定指標(biāo)用k表示，將不同施肥處理(X)下各測定指標(biāo)(k)的值設(shè)置為Xk，各指標(biāo)最理想值設(shè)置為參考數(shù)列X0?；诨疑到y(tǒng)關(guān)聯(lián)度理論的權(quán)重決策法,并結(jié)合實際生產(chǎn)，選取干草產(chǎn)量、粗蛋白、ADF，NDF和DMD進(jìn)行權(quán)重綜合評價,相關(guān)公式如下:

關(guān)聯(lián)度系數(shù)：

加權(quán)系數(shù)：wi=干草產(chǎn)量∶粗蛋白∶ADF∶NDF∶DMD=0.6∶0.2∶0.1∶0.1，參考王偉強(qiáng)等[26]的方法。

求出加權(quán)關(guān)聯(lián)度后,按照加權(quán)關(guān)聯(lián)度由大到小以1，2，3，…，m進(jìn)行排序，關(guān)聯(lián)度越大則相似程度越高，比較數(shù)列越接近參考數(shù)列則牧草綜合營養(yǎng)指標(biāo)越優(yōu)，反之則越差。

2 結(jié)果與分析

2.1 施氮對垂穗披堿草農(nóng)藝性狀的影響

施氮處理顯著影響垂穗披堿草農(nóng)藝性狀(表2)。隨著施氮量的增加，垂穗披堿草單株分蘗數(shù)和單位面積枝條數(shù)出現(xiàn)先增大后減小的趨勢，各施氮處理下單株分蘗數(shù)和單位面積枝條數(shù)均顯著高于N0處理(P<0.05)；供試處理中，在N25處理下單株分蘗數(shù)(15.83)高于其他處理，比N0顯著提高了171.5%(P<0.05)；單位面積枝條數(shù)在N20處理下高于其他處理，與N0相比，提高了62.45%，各處理間差異顯著(P<0.05)；施氮量在N15和N20處理下垂穗披堿草莖葉比均低于其他處理，且與N0處理間差異顯著(P<0.05)；垂穗披堿草第一茬株高隨施氮量增加呈現(xiàn)先增大后減小趨勢，各施氮處理下株高均顯著高于N0處理(P<0.05)；第二茬株高隨施氮量增加逐漸增大，且在N25和N30處理下顯著高于其他處理，并且與N0處理間差異顯著(P<0.05)。

表2 不同施氮處理對垂穗披堿草農(nóng)藝性狀的影響

2.2 施氮對垂穗披堿草干草產(chǎn)量的影響

如圖一所示，各施氮處理下垂穗披堿草第一茬和第二茬干草產(chǎn)量均顯著高于N0處理(P<0.05)。各施氮處理與N0相比，第一茬干草產(chǎn)量分別提高了24.9%，57.5%，60.9%，71.9%和31.0%。除N10處理外，各施氮處理第二茬干草產(chǎn)量均顯著高于N0處理(P<0.05)，第二茬干草產(chǎn)量分別提高了13.5%，30.6%，66.6%，63.1%和31.5%。垂穗披堿草總干草產(chǎn)量隨施氮量的增加呈現(xiàn)先增大后減小趨勢，其中N25處理均高于其他處理，較N0提高了70.9%，且各施氮處理與N0處理間差異顯著(P<0.05)。

2.3 施氮對第一茬垂穗披堿草營養(yǎng)品質(zhì)的影響

由表3可知，垂穗披堿草粗蛋白含量在各施氮處理下均顯著高于N0處理(P<0.05)，各施氮處理間差異不顯著；施氮處理顯著(P<0.05)影響了垂穗披堿草粗脂肪含量，且隨著施氮量的增加粗脂肪含量呈現(xiàn)先增加后減小趨勢，其中N20處理(3.4%)高于其他處理，較N0處理提高了29.3%；施氮處理對垂穗披堿草粗灰分含量沒有顯著影響；氮肥處理對垂穗披堿草NDF含量影響不顯著，但隨著施氮量的增加，NDF有增加的趨勢。ADF含量隨施氮量的增加呈先減小后增大趨勢，但各處理之間差異不顯著；DMD在N15處理下均高于其他處理，各處理間差異不顯著。

表3 不同施氮處理對垂穗披堿草營養(yǎng)品質(zhì)的影響

由圖2可知，可溶性糖含量隨施氮量的增加呈現(xiàn)減小的趨勢，其中N15處理(88.29 g·kg-1)高于其他處理，N25和N30與其他處理間差異顯著(P<0.05)；與N0相比，N25處理顯著增加了垂穗披堿草淀粉含量(P<0.05)；粗纖維含量隨施氮量的增加呈現(xiàn)先減小后增大趨勢。

圖1 不同施氮處理對垂穗披堿干草產(chǎn)量的影響

圖2 不同施氮處理對垂穗披堿草可溶性糖、淀粉和粗纖維含量的影響

2.4 施氮對垂穗披堿草與雜草競爭關(guān)系的影響

隨施氮量的增加，雜草株高和密度基本呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢(表4)。冷地早熟禾(Poacrymophila)的株高和密度在N25處理下顯著低于其他處理，在N30處理下最高，但與N0相比差異不顯著；施氮處理對小花剪股穎(Agrostismyriantha)的株高沒有顯著影響，其密度呈現(xiàn)先減小后增大趨勢，且N25處理分別于與N30和N0處理間差異顯著(P<0.05)。施氮對委陵菜(PotentillachinensisSer.)株高和密度的影響不顯著，但隨施氮量的增加其株高和密度隨之增大。施氮處理對蕓香葉唐松草(Thalictrumrutifolium)的株高沒有顯著影響，其密度在N30處理下顯著低于其他處理(P<0.05)，且隨著施肥量的增加其密度呈下降趨勢。沼生水馬齒(CallitrichepalustrisL.)的株高在施肥各間處理差異不顯著，其密度在N25處理下顯著低于其他處理(P<0.05)，并且隨施氮量的增大呈現(xiàn)先減小后增大趨勢。伏毛鐵棒錘(AconitumflavumHand.-Mazz.)的株高在各施肥處理間差異不顯著，其密度在N25處理下顯著低于N0和N30處理；施肥處理對黃帚橐吾(Ligulariavirgaurea)的株高沒有顯著影響，其密度在N25處理下顯著低于N0和N30處理，并且呈現(xiàn)先減小后增大趨勢。施氮處理對葵花大薊(Cirsiumsouliei)的株高影響不顯著，其密度顯著低于不施肥處理(P<0.05)。

表4 不同施氮處理對垂穗披堿草地其他草株高和密度的影響

2.5 施氮對第一茬垂穗披堿草牧草經(jīng)濟(jì)效益的影響

隨著施氮量的增加，第一茬垂穗披堿草經(jīng)濟(jì)效益呈現(xiàn)先增大后減小趨勢，各施氮處理相比N0處理分別提高了21.8%，57.0%，58.9%，69.4%和21.0%，且在N25處理下第一茬垂穗披堿草經(jīng)濟(jì)效益最好(18 526.08元·hm-2)，除N10和N30處理外，其他各施肥處理與不施肥處理N0差異顯著(P<0.05)。

表5 不同施氮處理對第一茬垂穗披堿草牧草經(jīng)濟(jì)收益的影響

2.6 綜合評價

在灰色關(guān)聯(lián)度分析中，加權(quán)關(guān)聯(lián)度越大則相似程度越高,比較數(shù)列越接近參考數(shù)列則植株綜合指標(biāo)越優(yōu)。根據(jù)加權(quán)關(guān)聯(lián)值的大小，為施肥處理后對垂穗披堿草產(chǎn)量與品質(zhì)影響進(jìn)行排序(表6)。供試處理中，N25處理效果明顯，且各指標(biāo)綜合評價最優(yōu)(關(guān)聯(lián)值=0.2248)；其次是N20處理，且除總干草產(chǎn)量外，其他營養(yǎng)指標(biāo)關(guān)聯(lián)系數(shù)均高于N25處理。各處理綜合評價結(jié)果為：N25>N20>N15>N30>N10>N0。

表6 不同施氮處理下各測定指標(biāo)的加權(quán)關(guān)聯(lián)系數(shù)、加權(quán)關(guān)聯(lián)值及綜合評價

3 討論

3.1 施氮對垂穗披堿草生產(chǎn)性能的影響

垂穗披堿草的生產(chǎn)性能是由其自身遺傳特性決定的[27]，其生長發(fā)育的表現(xiàn)是自身遺傳特性和外界環(huán)境條件綜合作用的結(jié)果[28]。在生長條件更加復(fù)雜的高寒地區(qū)，垂穗披堿草盡管依靠自身對次生環(huán)境較好的適應(yīng)性，但土壤肥力低仍然限制其生長發(fā)育。通過施氮可以增加牧草的分蘗數(shù)、枝條數(shù)和株高等產(chǎn)量構(gòu)成要素來提高牧草產(chǎn)量[6,9-10]。本研究結(jié)果表明，施氮對垂穗披堿草分蘗數(shù)、枝條數(shù)和株高影響最顯著，且隨施氮量的增加，垂穗披堿草單株分蘗數(shù)和單位面積枝條數(shù)表現(xiàn)為先增加后降低趨勢。這與羅文蓉等[29]在西藏那曲的研究和謝國平等[30]在西藏拉薩的研究結(jié)果趨同。充足氮素養(yǎng)分可使垂穗披堿草產(chǎn)生更多的分蘗和枝條，繼續(xù)施氮其分蘗數(shù)和枝條數(shù)反而會降低，主要是因為氮肥過量對植物的毒害作用，使得分蘗數(shù)和枝條數(shù)減少[29]。牛建偉等[15]在海北進(jìn)行盆栽試驗研究施氮水平對垂穗披堿草生物量分配影響的結(jié)果顯示，分蘗數(shù)隨氮肥的增加先減小后增加，與本研究結(jié)果不同，可能是因為土壤含氮量存在差異，高寒區(qū)土壤含氮量較低，補(bǔ)充氮素對垂穗披堿草分蘗數(shù)影響較大[7]。隨施氮量的增加，垂穗披堿草株高呈現(xiàn)的趨勢為先增加后趨于平穩(wěn)，其株高不會隨著施氮量的增加而增加，該結(jié)果與文雅等[6]對施氮和灌溉互作對垂穗披堿草生物量及構(gòu)成要素影響的研究結(jié)果一致。

莖葉比是牧草品質(zhì)評定的重要指標(biāo)之一，其比值越小，牧草葉的比率愈高，品質(zhì)愈好。垂穗披堿草莖葉干重比隨施肥量增加呈先減小后增大趨勢,本研究結(jié)果與馬興赟[31]在氮素添加對老齡中華羊茅(Festucasinensis)人工草地草產(chǎn)量影響的研究結(jié)果類同。主要原因是施氮可促進(jìn)垂穗披堿草葉片生長，葉面積增大，葉片生物量增大，但隨著施氮量的增大垂穗披堿草營養(yǎng)生長過盛，使得莖的生物量占比增大，從而導(dǎo)致其莖葉比增大[15,17]。

產(chǎn)草量是衡量草地生產(chǎn)力的重要指標(biāo)之一[32]，產(chǎn)草量高低是反映牧草生產(chǎn)性能的重要測度值，產(chǎn)草量愈高說明其生產(chǎn)性能愈好。本研究結(jié)果表明，垂穗披堿草產(chǎn)草量隨施氮量的增大表現(xiàn)為先增加后降低趨勢，N30處理垂穗披堿草產(chǎn)草量會顯著下降，這與文雅等[6]和羅文蓉等[29]的研究結(jié)果趨同，并與高寒牧區(qū)施氮量與禾本科牧草生物量為單峰關(guān)系的報道一致[33]，即施氮水平達(dá)到最大生物量時，繼續(xù)增加施氮量牧草生物量反而會降低。適宜的施加氮肥能夠增加葉片中的葉綠素含量[34]，以提高植物的光合速率[35]，使得植物固定的光合產(chǎn)物增多，從而增加垂穗披堿草生物量。但是土壤中氮素過量不僅會降低植物對其他養(yǎng)分的吸收，而且會破壞根系的滲透平衡[36-37]，產(chǎn)生毒害作用，植物吸收土壤養(yǎng)分的能力會有一定程度的降低[38]，最終會抑制垂穗披堿草生物量的增加。本試驗采取氮肥分施的施肥方法，很大程度上避免了一次性施肥對植物的負(fù)面影響。氮肥的施用應(yīng)與其大量吸收的時期相吻合以確保盡可能多的氮素被固定在植物組織中[39]。這樣既可以保證垂穗披堿草高效生長，也可以提高氮肥利用率，避免造成環(huán)境污染[40-41]。因此，應(yīng)根據(jù)不同地區(qū)土壤的含氮量來確定適宜的施氮量，從而提高垂穗披堿草產(chǎn)草量。在適宜施氮量處理下，垂穗披堿草第一茬株高和產(chǎn)量均達(dá)到最大值，且能夠完成從返青期到盛花期的生長，可以進(jìn)行割草用于補(bǔ)飼，然而第二茬垂穗披堿草雖能繼續(xù)生長，但其株高和產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于第一茬，營養(yǎng)生長受限，說明第二茬不宜割草只適于放牧，為不影響垂穗披堿草來年生長，最好選擇在冷季進(jìn)行放牧。

3.2 施氮對垂穗披堿草營養(yǎng)品質(zhì)的影響

氮素是植物機(jī)體各項生命活動所需的大量元素之一，也是牧草粗蛋白的重要組成成分。牧草的粗蛋白含量是評價飼草質(zhì)量的重要指標(biāo)，含量越高表明牧草品質(zhì)越好。本研究結(jié)果顯示，施氮處理顯著增加了垂穗披堿草的粗蛋白含量。這與張嬌嬌[42]等研究施肥可以提高高寒天然草地牧草粗蛋白含量，和任昱鑫等[43]研究施氮能夠顯著提高小黑麥(×TriticaleWittmack)的粗蛋白含量的結(jié)果一致。因此施用氮肥可提高粗蛋白含量從而改善牧草營養(yǎng)品質(zhì)。ADF和NDF含量是反映飼草纖維質(zhì)量優(yōu)劣的有效指標(biāo)，ADF和NDF含量越低，牧草品質(zhì)越好，反之消化率低，適口性差[44]。本研究中，施氮對ADF和NDF含量影響顯著，隨著施氮量的增加ADF和NDF基本呈現(xiàn)先減小后增大趨勢，這與符佩斌等[45]的研究結(jié)果一致。然而胡冬雪等[46]和李小梅等[47]研究發(fā)現(xiàn)，施氮分別降低了羊草(Leymuschinensis)和多花黑麥草(Loliummultiflorum)的ADF和NDF含量，與本研究結(jié)果不同，主要原因可能是垂穗披堿草植株倒伏會影響其ADF和NDF含量。本試驗不同施氮處理下垂穗披堿草粗脂肪均顯著高于不施肥處理(P<0.05)，并且降低了粗纖維含量，這與董曉兵等[48]研究施肥能夠顯著增加羊草粗脂肪含量，降低粗纖維，改善羊草品質(zhì)的結(jié)果一致。說明施氮改善了垂穗披堿草的營養(yǎng)品質(zhì)。但不同施氮處理下對垂穗披堿草Ash含量無顯著影響。

牧草的可溶性糖和淀粉等碳水化合物含量也是評價牧草品質(zhì)優(yōu)劣的參考指標(biāo)，其含量越高品質(zhì)越好。本研究結(jié)果表明，施氮可提高垂穗披堿草可溶性糖和淀粉含量，但可溶性糖含量增幅較小并且在N25和N30處理下可溶性糖含量顯著降低，這與游永亮等[49]在飼用小黑麥上的研究結(jié)果一致。說明施加氮肥可提高垂穗披堿草可溶性糖和淀粉含量，從而提高其營養(yǎng)品質(zhì)。

3.3 施氮對雜草的影響

在垂穗披堿草草地，垂穗披堿草與雜草形成了種間競爭。植物種間競爭的實質(zhì)是一個種的個體由于另一個種的個體對共生資源的利用和干擾，最終引起在生殖、存活和生長等方面能力的上升或下降，種間競爭關(guān)系與其固有的形態(tài)和生理特征密切相關(guān)[50-51]，如植株葉面積的大小、葉片空間位置及土壤養(yǎng)分均影響植物的種間競爭關(guān)系[52-54]。本研究表明，施氮使得垂穗披堿草植株高大，單位面積枝條數(shù)增多，能夠優(yōu)先捕獲光資源，顯著影響了冷地早熟禾、小花剪股穎、委陵菜、沼生水馬齒、伏毛鐵棒錘和黃帚橐吾等雜草的株高和密度，從而影響了雜草對光資源的利用，使得雜草的生長受到抑制。這與顧夢鶴等[50]和王寧等[53]的研究結(jié)論相符。說明垂穗披堿草與這些雜草在形態(tài)特征上存在較大差異，抑制了雜草對光源的捕獲，施氮處理使得這種優(yōu)勢更加突出，在一定程度上抑制了雜草的生長，減小了與垂穗披堿草對資源的的競爭。但是在N30處理下，雜草的株高和密度出現(xiàn)增長趨勢。說明過量施氮，垂穗披堿草的生長優(yōu)勢達(dá)到極限，其他草獲得了多余養(yǎng)分，增加了其株高和密度，從而與垂穗披堿草競爭光和養(yǎng)分等資源，使得垂穗披堿草與雜草的競爭力增強(qiáng)。另外，垂穗披堿草與冷地早熟禾和小花剪股穎競爭力關(guān)系變化，除形態(tài)特征略有差異外，可能與其具有較高氮肥利用率有關(guān)。

本試驗研究了在高寒區(qū)氮肥對垂穗披堿草生產(chǎn)性能和營養(yǎng)品質(zhì)的影響，試驗中只對第一茬草進(jìn)行了產(chǎn)量和品質(zhì)的測定，考慮到在高寒區(qū)第二茬草生長周期較短，只測定了株高和產(chǎn)量。為緩解天然草地放牧壓力，第二茬草可用于冬季放牧。并且本試驗只考慮了氮肥單施的增產(chǎn)效果，并未考慮氮磷肥配施的交互作用，有研究表明肥料配施的增產(chǎn)效果顯著高于單施[48]。因此，在高寒區(qū)氮磷配施情況下對垂穗披堿草生產(chǎn)性能和營養(yǎng)品質(zhì)的影響還需進(jìn)一步探討。

4 結(jié)論

施氮處理能夠提高垂穗披堿草干草產(chǎn)量及營養(yǎng)品質(zhì)。綜合評價認(rèn)為，在果洛高寒區(qū)，施氮 250 kg·hm-2(尿素：543.5 kg·hm-2)時垂穗披堿草干草產(chǎn)量高、營養(yǎng)品質(zhì)最優(yōu)、經(jīng)濟(jì)效益最好。且能夠顯著的抑制雜草株高和密度，減小其與垂穗披堿草競爭養(yǎng)分和空間的能力。施氮過量不僅抑制垂穗披堿草的干草產(chǎn)量和營養(yǎng)品質(zhì)，降低經(jīng)濟(jì)效益，而且還促使雜草生長，減小垂穗披堿草的競爭力。