6种中微量元素肥料对紫花苜蓿主要生物学性状的影响

2017-03-20秦文利刘忠宽智健飞

河北农业科学 2017年5期

秦文利，刘忠宽，智健飞

（河北省农林科学院农业资源环境研究所，河北石家庄 050051）

紫花苜蓿是一种优良牧草，因高产、优质、营养全面、适应性强而被称为“牧草之王”，在世界各地广泛种植[1]。河北省是畜牧大省，优质饲草料短缺是限制河北现代畜牧业发展的主要瓶颈。为提高畜牧业发展水平，加强优质饲草料的供应，在国家牧草现代产业技术体系建设过程中，河北省紫花苜蓿的种植面积不断扩大[2]。紫花苜蓿在生长发育过程中需要吸收不同的营养元素[1]，但是，目前的实际生产中农民普遍注重氮（N）、磷（P）、钾（K）等大量元素的施用[3]，而对中微量元素关注较少。中微量元素对保证植物新陈代谢中的物质转运和能量交换具有重要作用[4]。研究表明，中微量元素能促进紫花苜蓿生长，提高品质[5]；而苜蓿中的微量元素还能保证牲畜肌体健康，提高畜产品品质[6，7]。硒（Se）能够促进苜蓿种子发芽[6]，增强根瘤固氮酶活性和叶绿素光合作用[8]，提高苜蓿粗蛋白含量[9]，与钴（Co）配施还可增强苜蓿抗叶斑病和锈病的能力[10]；日粮中添加富Se苜蓿草粉，能增加牲畜的采食量，促进饲料转化[6，7，11]。随着牧草耕种年限的延长，土壤中的中微量元素缺乏日益显现。河北省第2次土壤普查数据显示，河北省耕地土壤缺锌（Zn）、锰（Mn）、硼（B）、钼（Mo）和铜（Cu）的面积分别为74.8%、57.6%、58.8%、61.6%和0.16%[12]，中微量元素缺乏已逐渐成为限制紫花苜蓿产量与品质进一步提升的主要因素[1]。根据土壤养分状况合理施肥是提高紫花苜蓿产量和品质的重要方式[13]，因此，针对当前农业生产现状，增加中微量元素肥料的应用是保证河北省紫花苜蓿高产优质的重要途径。研究中微量元素肥料对紫花苜蓿主要生物学性状的影响，可为中微量元素肥料在河北省紫花苜蓿上的合理应用提供科学依据，对促进河北省饲草产业与畜牧业的可持续发展具有重要意义。

1 材料与方法

试验于2010年在河北省农林科学院大河试验站进行。土壤类型为粘壤质洪冲积石灰性褐土，0～20 cm耕层土壤基础养分含量为有机质17.40 g/kg、全氮1.14 g/kg（其中碱解氮103.78 mg/kg、）、全磷2.16 g/kg（其中有效磷44.88 mg/kg）、全钾25.82 g/kg（其中速效钾132.60 mg/kg），pH值7.68。

苜蓿试材为2a生的中苜1号；中微量元素肥料有Cu、Se、B、Mo、Zn和Ca肥，分别利用试剂（分析纯）CuSO4·5H2O、Na2SeO3·5H2O、H3BO3、（NH4）2MoO4·10H2O、ZnSO4·7H2O 和 CaCl2·6H2O 配制而成。

苜蓿1 a刈割3茬，在每茬草的分枝期进行喷施肥料处理，每隔7 d喷施1次，每茬喷施2次。试验设Cu、Se、B、Mo、Zn和Ca肥6个肥料处理，溶液浓度均为0.01%，每次溶液施用量均为100 mL/m2；以清水处理为对照（CK）。小区面积36 m2（6 m×6 m），田间随机区组排列，3次重复。为了增加肥液的叶面吸附性，在配制肥液时每小区加入中性洗衣粉1.5 g。在每年苜蓿返青期，每小区随水追施磷酸二铵（N含量18%，P2O5含量46%） 0.25 kg。

苜蓿刈割前，每小区随机选取10株，将主茎拉直后测定株高，并用游标卡尺测定茎粗（离地面2 cm处的主茎直径）。

在每茬苜蓿的初花期，用1 m2取样框在每小区随机选取2个样方刈割，测定鲜草产量（刈割时苜蓿留茬高度为5 cm）；然后，从每小区鲜草中随机取样500 g，先105℃杀青，而后65℃烘干至恒重，称量干重。计算干鲜比（苜蓿干重与鲜重的比值）。并将茎、叶分离，计算叶茎比。

利用Excel 2003软件进行数据处理，采用SAS 8.1软件进行方差分析，采用LSD法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 Cu、Se、B、Mo、Zn和Ca肥对紫花苜蓿株高和茎粗的影响

株高和茎粗反映了苜蓿的生长发育状况，是衡量苜蓿生产性能的重要指标[14]。3个茬次的苜蓿中，所有施肥处理的株高和茎粗均＞CK（表1）。表明喷施Cu、Se、B、Mo、Zn和Ca肥均能促进不同茬次的苜蓿生长。但是，不同中微量元素肥料对各茬次苜蓿株高和茎粗生长的影响不同。

第1茬苜蓿中，所有施肥处理的株高均显著＞CK，其中，Mo肥处理的株高最大，显著＞Se肥处理，但与其他施肥处理差异均不显著。第2茬苜蓿中，除Cu和Se肥处理外，其他施肥处理的株高均显著＞CK，其中，Mo肥处理的株高最大，其次是B和Zn肥处理，三者差异不显著，但均显著＞Ca肥除外的其他施肥处理。第3茬苜蓿中，Mo肥处理的株高最大，B肥处理次之，二者差异不显著但均显著＞CK，而不同施肥处理之间差异均不显著。可以看出，Mo肥对促进不同茬次苜蓿的株高生长影响最大，其3个茬次的苜蓿株高均为最大，分别达到了109.52、97.62和67.36 cm，依次较CK增加了18.53%、21.34%和15.82%。

第1茬苜蓿中，所有施肥处理的茎粗均显著＞CK，但不同施肥处理之间差异均不显著，其中，Ca肥处理的茎粗最大。第2茬苜蓿中，仅Ca肥处理的茎粗显著＞CK，但与Se肥除外的其他施肥处理差异均不显著。第3茬苜蓿中，Ca、B和Mo肥处理的茎粗显著＞CK，其中，Ca肥处理的茎粗最大。可以看出，Ca肥对促进不同茬次苜蓿的茎粗生长影响最大，其3个茬次的苜蓿茎粗均为最大，分别较CK增加了0.76、0.28和0.32 mm。

综上分析可以看出，B和Mo肥能显著促进不同茬次苜蓿的株高生长，以及第1茬和第3茬苜蓿的茎粗生长；Zn和Ca肥能显著促进第1茬和第2茬苜蓿的株高生长，其中，Ca肥还可显著促进不同茬次苜蓿的茎粗生长；Cu和Se肥仅显著促进第1茬苜蓿的株高和茎粗生长，而对其他茬次指标均影响不大。

表1 Cu、Se、B、Mo、Zn和Ca肥对紫花苜蓿株高与茎粗的影响（cm）Table 1 Effects of Cu，Se，B，Mo，Zn and Ca fertilizers on the plant height and stem diameter of alfalfa

2.2 Cu、Se、B、Mo、Zn和Ca肥对紫花苜蓿干鲜比的影响

干鲜比反映了苜蓿干物质积累的情况，对苜蓿的利用具有重要价值[15]。3个茬次的苜蓿中，所有施肥处理的干鲜比均＞CK（表2）。表明喷施Cu、Se、B、Mo、Zn和Ca肥均能促进紫花苜蓿干物质的积累。但是，不同中微量元素肥料对各茬次苜蓿干鲜比的影响不同。

表2Cu、Se、B、Mo、Zn和Ca肥对紫花苜蓿干鲜比的影响（%）Table 2 Effects of Cu，Se，B，Mo，Zn and Ca fertilizers on the dry-fresh ratio of alfalfa

第1茬苜蓿中，仅B和Mo肥处理的干鲜比显著＞CK，但二者与其他施肥处理差异均不显著。第2和第3茬苜蓿中，仅B肥处理的干鲜比显著＞CK，但与其他施肥处理差异均不显著。可以看出，B肥对提高不同茬次苜蓿的干物质积累影响最大，能显著提高不同茬次苜蓿的干鲜比；而Mo肥仅显著促进第1茬苜蓿的干物质积累。

2.3 Cu、Se、B、Mo、Zn和Ca肥对苜蓿叶茎比的影响

紫花苜蓿叶粗蛋白含量高、粗纤维含量低，因此，叶茎比常常作为衡量其干草营养品质和适口性的重要指标[16]。施肥处理的苜蓿叶茎比，除第1茬Cu和Se肥处理略低外，其他处理均＞CK（表3）。表明喷施Cu、Se、B、Mo、Zn和Ca肥均可以提高干草的营养品质和适口性。但是，不同中微量元素肥料对各茬次苜蓿叶茎比的影响不同。

第1茬苜蓿中，仅Mo肥处理的叶茎比显著＞CK，且也显著＞其他施肥处理。第2茬苜蓿中，B、Mo和Zn肥处理的叶茎比显著＞CK，其中，Mo肥处理的指标值最大，且显著＞B肥除外的其他处理，表明喷施B、Mo和Zn肥均能显著提高第2茬苜蓿的叶茎比，其中，Mo肥效果明显优于Zn肥。第3茬苜蓿中，除Cu和Se肥处理外，其他施肥处理的叶茎比均显著＞CK，其中，Mo肥处理的叶茎比最大，表明喷施B、Mo、Zn、Ca肥均能明显提高第3茬苜蓿的叶茎比，其中，Mo肥处理指标值最大。可以看出，Mo肥对提高不同茬次苜蓿干草的营养品质和适口性影响最大，能显著提高不同茬次苜蓿的叶茎比，其3个茬次的苜蓿叶茎比均为最大；B和Zn肥能显著提高第2茬和第3茬苜蓿的叶茎比；而Ca肥仅显著提高第3茬苜蓿的叶茎比。

表3Cu、Se、B、Mo、Zn和Ca肥对紫花苜蓿叶茎比的影响（%）Table 3 Effects of Cu，Se，B，Mo，Zn and Ca fertilizers on the leaf-stem ratio of alfalfa

2.4 Cu、Se、B、Mo、Zn和Ca肥对紫花苜蓿干草产量的影响

3个茬次的苜蓿中，施肥处理的苜蓿干草产量均＞CK（表4）。表明喷施Cu、Se、B、Mo、Zn和Ca肥均能提高苜蓿的干草产量。但是，不同中微量元素肥料对苜蓿干草产量的影响不同。

3个茬次的苜蓿干草产量，均以Mo肥处理最高，B肥处理次之，二者差异均不显著，但均显著＞CK；而其他处理与CK差异均不显著。Mo肥处理的第1～3茬苜蓿干草增产率依次为48.40%、14.06%、21.02%，表明施用Mo肥对第1茬苜蓿增产作用最明显，增产量为4.99 t/hm2。Zn肥仅对提高第1茬苜蓿的干草产量效果显著；Cu、Se和Ca肥处理的干草产量虽较CK有所增加，但效果不明显。

表4Cu、Se、B、Mo、Zn和Ca肥对紫花苜蓿干草产量的影响（t/hm2）Table 4 Effects of Cu，Se，B，Mo，Zn and Ca fertilizers on the hay yield of alfalfa

3 结论与讨论

随着牧草耕种年限的延长，河北省土壤中的中微量元素缺乏日益显现，逐渐成为限制紫花苜蓿产量和品质进一步提升的主要因素。以2 a生的中苜1号为试材，苜蓿1 a刈割3茬，在每茬草的分枝期叶面喷施2次（施肥间隔期7 d） 0.01%的肥料溶液，试验肥料种类有Cu、Se、B、Mo、Zn、Ca计6种，每次溶液施用量均为100 mL/m2，以清水处理为对照，研究了不同中微量元素肥料对各茬次紫花苜蓿主要生物学性状的影响。结果表明，喷施Cu、Se、B、Mo、Zn、Ca肥能增加不同茬次紫花苜蓿的株高、茎粗、干鲜比和干草产量，但是，不同中微量元素肥料对各茬次苜蓿指标的影响不同。

中微量元素肥料种类不同，对苜蓿株高和茎粗的影响也不一样。本研究结果显示，Cu、Se、B、Mo、Zn和Ca肥对不同茬次紫花苜蓿株高和茎粗的生长均有促进作用。其中，B和Mo肥可显著提高3个茬次紫花苜蓿的株高，这与刘贵河等[17]和沈丽娜等[18]的研究结果一致；Zn和Ca肥可明显提高第1茬和第2茬苜蓿的株高，其中，Zn肥效果支持了王琴等[19]“Zn肥能提高第1茬苜蓿株高”的观点；而Cu和Se肥仅对提高第1茬苜蓿株高效果显著。本研究中，Ca肥能显著增加3个茬次苜蓿的茎粗，促进苜蓿茎秆发育，这与Ca肥能提高苋菜茎粗[20]和促进马铃薯茎发育[21]的研究结果相符合。

Cu、Se、B、Mo、Zn和Ca肥均能提高不同茬次紫花苜蓿的干鲜比，促进其干物质积累。其中，B肥能显著提高不同茬次紫花苜蓿的干鲜比，而Mo肥仅对第1茬的干鲜比有显著影响。王琴等[19]研究表明喷施0.2%的B肥和0.06%的Mo肥均能显著提高2茬苜蓿的干鲜比[14]，这与本研究结果不完全一致，可能与肥料的施用浓度不同有关。B和Mo肥能明显提高苜蓿的干鲜比，今后应对其适宜的施用浓度做进一步研究。

苜蓿粗蛋白主要分布在叶中，增加叶茎比可提高苜蓿的粗蛋白含量[22]。本研究结果显示，Mo肥能显著提高不同茬次紫花苜蓿的叶茎比，B和Zn肥能显著提高第2和第3茬紫花苜蓿的叶茎比，表明B、Mo和Zn肥均能明显促进紫花苜蓿叶的生长，提高苜蓿的粗蛋白含量，这与王琴等[19]的研究结果相符合。董晓兵等[23]研究表明Zn肥能提高羊草干草的粗蛋白含量，而刘贵河等[17]认为Zn肥降低了苜蓿的粗蛋白含量，二者关于Zn肥对牧草粗蛋白含量影响的研究结果不一致，可能与试验地土壤的Zn背景值不同有关。

Cu、Se、B、Mo、Zn和Ca肥均能提高不同茬次紫花苜蓿的干草产量。可能与中微量元素参与了苜蓿的新陈代谢过程，提高了其光合效率，进而促进了干物质的形成[24]有关。

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