施氮对多花黑麦草叶片叶绿素和鲜草产量的影响

吕玉兰,王跃全,杨 蓓,杨 旸,张晓芳

(云南省农业科学院热带亚热带经济作物研究所,云南 保山 678000)

特高多花黑麦草(Loliummultiflorumcv.Tetragold)是中早熟型四倍体品种，该品种适应性强、生长迅速、再生性强、产草量高、营养价值高且适口性好，各种畜、禽和鱼均喜食，是我国南方大力推广种植的牧草品种[1-3]。特高多花黑麦草是一种喜水肥的牧草，追肥数量和搭配影响其产量和品质，生产上一般在每次刈割后追施氮肥，能显著提高鲜草产量[4]。氮肥是影响禾本科牧草产量的关键因素[5]。氮充足条件下，黑麦草叶色浓绿、长势强且鲜草产量高；缺氮环境下，黑麦草叶色黄化、长势差且鲜草产量低。因此，增施氮肥已成为提高黑麦草产量的关键措施之一。为了及时掌握作物的生长情况，需要对其营养状况进行诊断，传统的叶色诊断是进行叶绿素含量检测，准确度高，但工作量大、耗费时间长[6]。谢华等[7]在冬小麦(Triticumaestivum)和夏玉米(Zeamays)的研究中发现，叶绿素含量与氮含量有相互响应关系。张明生等[8]研究表明，叶绿素含量的多少决定了光合作用的强弱，进而影响其产量。叶绿素和氮素是表征作物光合生产能力、作物长势和营养状况的重要参数，是适时诊断作物氮需求的指示器，氮素状况可以通过叶绿素含量及其组分间接地反映出来[9]。近年来，叶绿素仪广泛应用于水稻(Oryzasativa)、小麦、棉花(Gossypiumspp.)等作物，相对叶绿素含量(SPAD值)可以间接地反映作物叶片叶绿素含量及含氮量[10]。艾天成等[11]对水稻、棉花、玉米、高粱(Sorghumbicolor)、大豆(Glycinemax)等作物的研究表明，叶片叶绿素含量与SPAD值有良好的相关性。本研究在大田条件下研究施氮水平对特高多花黑麦草叶片SPAD值、叶绿素含量和鲜草产量的影响以及三者之间的相关关系，以确定最佳施氮量以及叶片SPAD值作为衡量特高多花黑麦草叶绿素含量指标和氮素营养状况的准确度和可行性，以期为特高多花黑麦草的合理施肥提供参考依据。

1 材料与方法

1.1试验地概况 试验于2010年10月至2011年5月在云南省保山市潞江坝云南省农业科学院热带亚热带经济作物研究所科技示范园进行。试验地海拔750 m，年均温21.5 ℃，年降水量755 mm，年蒸发量2 111.5 mm，绝对最高温40.4 ℃，最低温0.2 ℃，≥10 ℃活动积温7 800.0 ℃·d，年日照时数2 325.75 h，相对湿度70%。试验地土壤为老冲积母质发育的红褐土，其基本理化性状为pH值6.85，有机质14.6 g·kg-1，全氮0.8 g·kg-1，全磷(P2O5)1.4 g·kg-1，碱解氮63.6 mg·kg-1，速效磷20.0 mg·kg-1，速效钾176 mg·kg-1。

1.2参试材料与试验设计 参试的特高多花黑麦草于2010年5月由云南省草山工作站引进。

氮肥(N)用量设0(CK)、34.5、69.0、103.5和138.0 kg·hm-25个处理，每处理3次重复，随机区组设计，每小区面积3 m×6 m，区间距1 m，重复间距离2 m。播种方式为条播，行距25～30 cm，播种后覆土2～3 cm。每小区播种量70 g。播种日期：2010年10月15日。每次刈割2～3 d后进行施肥和灌水。整个生长周期共施肥3次，每次的施肥量均相同，施肥日期为2010年12月25日、2011年1月28日和2011年3月18日。

1.3测定项目和分析方法 叶片叶绿素相对含量(SPAD值)测定：第2次刈割前一天，即2011年1月24日，每小区随机取10片叶子，用SPAD-502叶绿素仪进行检测。检测部位分别为叶下部、叶中部和中尖，取3个测试值的平均值作为整个叶片的SPAD值。叶片鲜样取回实验室待测定叶绿素含量。

叶片叶绿素含量测定：将已检测过SPAD值的叶片鲜样剪碎混匀，称取0.50 g(精确到0.01 g)，用1∶1乙醇-丙酮混合液浸提，比色测定[12]。

黑麦草鲜草产量测定：分别于2010年12月22日、2011年1月25日、3月15日和4月21日刈割4次，每次刈割后进行产量测定。

1.4数据处理及分析软件 所有数据采用Excel 2003处理，在Excel中对叶片SPAD值、叶绿素含量和鲜草产量3个指标之间作相关性分析，计算回归方程，运用DPS 6.55软件进行差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1施氮对特高多花黑麦草叶片SPAD值、叶绿素含量和鲜草产量的影响 4个施氮处理与对照之间的叶片SPAD值、叶片叶绿素含量和鲜草产量差异均显著(P<0.05)(表1)。处理2、处理3、处理4与处理1之间叶片SPAD值差异不显著，而鲜草产量差异极显著(P<0.01)，处理3、处理4与处理1之间的叶绿素含量差异极显著(P<0.01)，处理2与处理1之间叶绿素含量差异不显著，处理2、处理3和处理4之间叶片SPAD值和鲜草产量差异均不显著，处理3与处理4之间、处理2与处理4之间叶片叶绿素含量差异不显著。由此可见，施氮肥能显著提高特高多花黑麦草叶片SPAD值、叶片叶绿素含量和鲜草产量。

不施氮肥的处理(CK)，特高多花黑麦草鲜草产量为31 981.73 kg·hm-2；氮水平为34.5 kg·hm-2时，鲜草产量提高到47 954.09 kg·hm-2,增幅达49.94%；氮水平为69.0 kg·hm-2时，鲜草产量提高到72 880.22 kg·hm-2,增幅达127.88%。若在此基础上再增加氮肥用量，黑麦草鲜草产量不但不增加，反而下降。可见，本试验中，特高多花黑麦草每次刈割后的最适宜施氮量为69.0 kg·hm-2。

最适宜施氮水平处理叶片SPAD值(47.13)与不施氮肥的对照叶片SPAD值(39.00)比较，相差8.13个SPAD单位；而与最高施氮水平处理(138.0 kg·hm-2)的叶片SPAD值比较，相差1.07个SPAD单位。最适宜施氮水平处理叶片叶绿素含量(1.70 mg·g-1)与不施氮肥的叶片叶绿素含量(1.31 mg·g-1)比较，相差0.39 mg·g-1；而与最高施氮水平处理叶片叶绿素含量(1.82 mg·g-1)比较，相差0.12 mg·g-1。由此可见，在最适宜施氮水平下，特高多花黑麦草叶片SPAD值和叶绿素含量均处于较高水平，因此，均可作为衡量氮素营养状况的参考指标。

表1 不同施氮水平对特高多花黑麦草叶片SPAD值、叶绿素含量和鲜草产量的影响Table 1 Effects of different nitrogen fertilizing levels on the SPAD value, chlorophyll content of leaves and fresh forage yield of lolium multiflorum cv.Tetragold

2.2不同施氮水平下黑麦草叶片叶绿素含量与SPAD值及鲜草产量的相关分析 不同施氮水平下，特高多花黑麦草叶片叶绿素含量与SPAD值之间及其与鲜草产量之间以及叶片SPAD值与鲜草产量之间的相关系数(r)分别为0.954 9、0.911 4和0.923 8(图1、2和3)。r0.05=0.878 3，r0.01=0.958 7，r0.05<|r|

3 讨论与结论

罗富成等[13]研究表明，氮、磷、钾肥单施或不同配比混施均能提高特高多花黑麦草的鲜草产量，但混施的增产效果比单施更好，施尿素400 kg·hm-2、过磷酸钙500 kg·hm-2、硫酸钾200 kg·hm-2，产量最高，播种后8周，产量达到11 723.3 kg·hm-2。本试验条件下，特高多花黑麦草每次刈割后单施氮肥，最适施氮量为69.0 kg· hm-2，在这一施氮水平，鲜草产量最高，4次刈割鲜草累积产量达到72 880.22 kg· hm-2。在分蘖期和拔节期施用300 kg·hm-2氮肥(尿素)时，能够显著提高多花黑麦草叶片叶绿素含量[14]；氮、磷肥施用均可显著提高多花黑麦草叶片叶绿素含量，施氮可提高光合速率，其效果明显高于施磷钾肥[15]。氮肥能显著改善黑麦草的生长状况[16]，而且施氮对于叶绿素含量的提高有显著作用[17]。本试验中，每次刈割后及时追施氮肥，能显著提高黑麦草叶片叶绿素含量，施肥处理与对照之间叶绿素含量差异极显著(P<0.01)。研究结果与上述研究结果一致。李杰勤等[18]研究表明，黑麦草品种蓝天堂和长江2号叶片SPAD值与叶绿素含量均呈显著正相关关系。本试验中，不同施氮水平，特高多花黑麦草叶片叶绿素含量与SPAD值之间同样呈显著正相关关系。杨亦扬等[19]利用叶绿素仪(SPAD-502)进行茶树(Camelliasinensis)氮素营养快速诊断的适用性研究，结果表明，茶树成熟叶的SPAD值与其全氮含量呈显著线性正相关，初步说明SPAD值可以较好地表征茶树的氮素营养状况。蔡红光等[20]研究表明，叶片SPAD值与产量及其吸氮量及生物量之间均呈显著相关关系。本试验中，不同施氮水平，特高多花黑麦草叶片叶绿素含量与SPAD值之间及其与鲜草产量之间以及叶片SPAD值与鲜草产量之间均呈显著正相关关系。由此可见，以特高多花黑麦草叶片SPAD值作为衡量叶片叶绿素含量和氮素营养状况以及初步估算黑麦草鲜草产量的诊断指标是可行的。实际应用中，应根据气候和土壤条件差异对回归方程作相应调整。

图1 不同施氮水平下特高多花黑麦草叶片SPAD值与叶绿素含量的关系Fig.1 Correlationship between the leaf chlorophyll content and SPAD value of Lolium multiflorum cv. Tetragold under different nitrogen fertilizing levels

图2 不同施氮水平下特高多花黑麦草叶片叶绿素含量与鲜草产量的关系Fig.2 Correlationship between the leaf chlorophyll content and fresh forage yield of Lolium multiflorum cv. Tetragold under different nitrogen fertilizing levels

图3 不同施氮水平下特高多花黑麦草叶片SPAD值与鲜草产量的关系Fig.3 Correlationship between the leaf SPAD value and fresh forage yield of Lolium multiflorum cv. Tetragold under different nitrogen fertilizing levels

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