氮磷肥对歪头菜产量和品质的影响

毛祝新，傅 华，聂 斌

（草地农业生态系统国家重点实验室 兰州大学草地农业科技学院，甘肃 兰州730020）

青藏高原高寒草地是我国最重要的畜牧业生产基地之一，该区草地以嵩草和禾草为建群种［1］，缺乏高蛋白质的豆科牧草。并且，长期以来草地的超载过牧，导致草地生产力严重下降，毒杂草比例上升，生物多样性降低，近90%的天然草地出现不同程度的退化和沙化。草畜不平衡、饲草供应不足及高蛋白牧草的缺乏已成为该区草地畜牧业发展的主要限制因素之一［1－3］。因此，在该区建植栽培草地，进行豆科牧草高效栽培，不仅是解决高山草原饲草供应不足、草畜不平衡的重要途径，而且对青藏高原区草地畜牧业的可持续发展和退化草地的治理具有重要意义［3－4］。

氮、磷是植物生长所必需的大量元素，是植物体内许多重要化合物的组分，它们以多种途径参与植物体内的各种代谢过程，影响着植物的生长发育，是限制植物生长的主要因子之一［5－6］。虽然豆科牧草有根瘤，能自行固氮，生长期可少施或不施氮肥，但高山草原地区气温寒冷，多年生豆科牧草生长缓慢、越冬率低，如增施氮肥，不仅能促进豆科牧草生长，还能有效提高其越冬率［7］。同时，磷元素在植物体内参与能量物质代谢和组成缓冲体系，而高山草原区土壤磷素普遍缺乏，如适当增施磷素则能促进牧草生长、提高牧草耐寒抗旱能力［5－6］。

歪头菜（Vicia unijuga）是豆科野豌豆属多年生牧草，具有抗寒、耐旱、耐贫瘠等特点，在甘肃省甘南高寒草甸草地分布广泛。丁培俊于20世纪90年代在甘南地区对歪头菜进行研究，表明栽培条件下其鲜草产量约10 194kg·hm－2，草质柔嫩，适口性较好，家畜喜采食［8］。为了深入挖掘这一优质种质资源的高效生产潜力，本研究于2008年在甘肃夏河县开展歪头菜田间肥效试验，以期为歪头菜在青藏高原高寒地区的大面积栽培和示范推广提供技术参数。

1 材料与方法

1．1 试验地概况 试验设在青藏高原东北边缘的甘肃省甘南藏族自治州夏河县桑科乡，地理坐标为35°06′084″N，102°25′020″E，海拔3 050m。属高寒湿润型气候区，年均温4．2℃，年降水量440～800mm，年蒸发量1 232mm，无霜期56～105d，日照时间2 296h，辐射量82×105kJ·m－2。＞0℃和＞10℃的年积温分别为2 800～3 600和860～1 200℃·d。试验地土壤为山地黑钙土，0～20cm土层土壤有机质含量42．21g·kg－1、全氮含量2．15g·kg－1、全磷含量0．92g·kg－1、全钾含量17．35g·kg－1、速效氮含量23．21mg·kg－1、速效磷含 量 7．58mg·kg－1、速 效 钾 含 量 175．22 mg·kg－1。试验期间逐月均温和降水量见图1。

图1 试验区2008年3－8月月均温和月降水量Fig．1 Monthly mean temperature and precipitation of experiment field from March to August，2008

1．2 试验设计 试验设4个氮水平（0、50、75、100 kg·hm－2，分别记作 N0、N50、N75、N100）和4个磷水平（0、70、140、210kg·hm－2，分别记作 P0、P70、P140、P210）。其中，氮以纯N计，磷以P2O5计。每处理3个重复，小区面积为5m×8m，随机排列。

于2008年4月20日播种歪头菜种子，条播，行距30cm，播深3cm，播量50kg·hm－2。供试氮肥为尿素（N 46%），磷肥为过磷酸钙（P2O512%）。各小区播种时按施肥量50%施入基肥，在苗期（5月20日）和分枝期（6月15日）采用人工开沟分别追肥施入总量的25%，沟深5cm，施后覆土。试验期间及时除草，防止病虫害。

1．3 测定指标及方法 各小区于2008年7月25日在歪头菜初花期（20%开花）时刈割，留茬高度约3cm，刈割后立即称鲜质量。随机称取1 000g鲜草，在105℃杀青15min，于65℃烘干24h，称量，换算干草产量。将烘干后样品粉碎，过0．2mm筛。棕色玻璃瓶贮存，供营养成分含量测定。

可溶性糖（WSC）采用蒽酮比色法测定；粗蛋白（CP）采用浓硫酸－双氧水消化－半微量凯氏定氮法测定；灰分（Ash）采用干灰化法测定；磷（P）、钾（K）、钠（Na）、钙（Ca）、镁（Mg）、铜（Cu）、锰（Mn）和锌（Zn）均采用硫酸－过氧化氢消煮，磷采用钒钼黄比色法测定，钾和钠采用火焰光度法测定，钙、镁、铜、锰和锌采用火焰原子吸收法测定［9］。

1．4 数据处理 采用SPSS 13．0对试验数据进行单因素方差分析（ANOVA）和差异显著性检验（P＜0．05），Excel 2003进行制图。

2 结果

2．1 氮磷肥对歪头菜干草产量的影响 氮肥或磷肥对歪头菜产量有显著性影响。随氮肥或磷肥施用量的增加，歪头菜干草产量呈先增加后减少趋势（图2）。其中，处理N75、N100和P140、P210的干草产量分别为2 955、3 048kg·hm－2和2 675、2 752 kg·hm－2，较N0和P0（对照）显著增加45%～50%和32%～35%（P＜0．05）。低施肥处理（N50和P70）与对照差异不显著（P＞0．05）。从施肥效果看，氮肥的增产效果优于磷肥。

图2 氮和磷肥施用量对歪头菜干草产量的影响Fig．2 Effects of nitrogen and phosphorous fertilizing rate on hay yields of Vicia unijuga

图3 氮磷肥施用量对歪头菜可溶性糖含量的影响Fig．3 Effects of nitrogen and phosphorous fertilizing rate on soluble sugar content of Vicia unijuga

图4 氮和磷肥施用量对歪头菜粗蛋白含量的影响Fig．4 Effects of nitrogen and phosphorous fertilizing rate on crude protein content of Vicia unijuga

2．2 氮磷肥对歪头菜可溶性糖和粗蛋白含量的影响 在不同氮磷处理下，歪头菜可溶性糖和粗蛋白含量变化趋势一致（图3、图4），均呈先上升后降低趋势。在低施肥水平（N50和P70）下，氮磷肥对可溶性糖和粗蛋白含量的影响较为明显。在N50水平下，歪头菜可溶性糖和粗蛋白含量分别较对照显著增加25．61%和24．03% （P＜0．05）。在P70水平下，歪头菜可溶性糖和粗蛋白含量分别较对照增加3%和7%，但差异不显著（P＞0．05）。当进一步增施氮磷肥时，可溶性糖和粗蛋白含量降低。但与磷肥相比，歪头菜可溶性糖和粗蛋白含量对氮肥的响应较强。

2．3 氮磷肥对歪头菜灰分和矿质元素含量的影响 随氮磷肥施用量的增加，歪头菜灰分含量也呈先升高后降低的趋势（表1）。在N75处理下歪头菜灰分含量最高（87．30g·kg－1），比对照高12．20%（P＜0．05）；在P140处理下歪头菜灰分含量较高（81．69g·kg－1），较对照增加4．95%，但差异不显著（P＞0．05）。进一步增施氮磷肥时，歪头菜灰分含量降低，在氮肥处理N100灰分含量低于对照3．80%。

歪头菜钾含量随氮磷施用量增加呈逐渐升高趋势，钾含量分别在N100和P210水平最高，分别较对照增加22．98%和20．38%（P＜0．05）。磷含量以 N75和P210水平最高，分别比对照高13．62%和44．13%。钠、钙、镁、铜、锰和锌含量随氮磷施用量增加呈先升高后降低趋势（表1）。增施氮肥时，N75水平下钠、镁含量分别比对照高4．90%和7．16%，但是差异不显著（P＞0．05）；铜、锰和锌含量显著增加，分别较对照增加15．81%、17．04%和32．50%。在 N50水平下钙含量较对照有所升高，但是没有显著差异。增施磷肥时，P140水平下钠、钙和镁含量最高，分别较对照增加7．69%、1．75%和6．06%，但是差异不显著；铜、锰和锌含量显著增加，分别较对照增加20．94%、12．31%和41．01%。

3 讨论

牧草产量的高低和品质优劣是评价牧草利用价值的重要指标，施肥是提高牧草产量和品质的有效途径之一［10－11］。高寒草地土壤普遍“少氮缺磷”，在该地区合理施氮磷肥能增加牧草产量，提高牧草品质［5，12－13］。

本研究表明，歪头菜干草产量在低氮或低磷水平有较大幅度的增加，而在高氮或高磷水平下产量呈下降趋势。这与前人的研究结果相似，Kunelius［14］发现，对紫花苜蓿（Medicago sativa）施氮180 kg·hm－2时，其根瘤数减少45%，干草产量降低36%；温洋［5］在青海地区开展的施肥试验表明，对紫花苜蓿施磷120kg·hm－2时，干草产量下降8%。可见，高施肥量处理抑制了豆科牧草根瘤发展［14－18］，使其生长受到限制，产量下降。

歪头菜可溶性糖和粗蛋白含量亦随施氮肥和磷肥增加呈先上升后下降趋势。其中，可溶性糖和粗蛋白质的含量在高施肥处理（N75和P140）下低于中施肥处理（N50和P70），这可能与草产量增加引起的养分稀释效应有关［19］，也可能是磷肥施用量过高，使牧草呼吸作用过于旺盛，能量物质消耗和代谢多，进而导致牧草可溶性糖和粗蛋白含量下降［5］。歪头菜可溶性糖和粗蛋白含量对氮肥的响应优于磷肥，这可能与氮肥吸收迅速，磷肥属缓效型肥而吸收慢有关。

适量施肥能促进歪头菜中部分矿质元素的吸收，这与田霄鸿等［20］和韦东普等［21］的研究结果一致，表明在该地区适量施用氮磷肥能够促进歪头菜对矿质元素的高效吸收，有利于提高牧草品质。

综合考虑产量和品质，建议在高山地区种植歪头菜时，单施氮肥40～75kg·hm－2或磷肥70～140kg·hm－2较适宜。需要指出的是，本研究仅开展了单施氮或磷对歪头菜产量和品质的影响，要达到更为理想的施肥效果，应考虑在高山地区进行氮磷肥配施［22］。此外，由于歪头菜是多年生牧草，且磷肥是缓效肥，因此，在高寒地区，为全面客观了解施肥对牧草生长的影响，应对牧草施氮磷肥效果进行长期深入观察。

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