氮肥与有机肥混施对新建植羊草草原生长的影响

才源　李子勇　张春艳　吴海英　成文革

摘 要：以吉林西部新建植的人工草原为研究对象，采用随机区组设计，研究了不同水平的有机肥与氮肥配施对该区域内羊草草产量、品质和土壤理化性质的影响。研究结果表明：氮肥与有机肥混施能有效提高羊草的产量与品质，在考虑经济效益的前提下，本试验确定了最佳的施肥处理，在该施肥处理下，产草量比对照提高92.1%，粗蛋白比对照提高34.2%，粗脂肪比对照提高47.2%，粗纤维降低到21.9%，土壤pH比对照降低0.23。

关键词：吉生羊草;有机肥;氮肥;粗蛋白;粗纤维

中图分类号：S812 文献标识码：A DOI：10.19754/j.nyyjs.20201130039

由于受自然因素和人类活动的共同影响，我国草原生产力水平持续下降，主要表现为草地面积锐减和草地严重退化，同时产草量逐年下降，草质变差[1-3]，严重地区出现土壤盐碱化与沙化的情况[4-6]。以吉林地区为例，根据资料显示从20世纪50年代至2014年，吉林西部地区盐碱地面积增加31万hm2[6]，其中大部分盐碱地是草原退化产生的，并有不断加重的趋势。针对这种情况，国家大力开展草原治理工作，目前在新疆、内蒙古中西部、吉林、黑龙江等地纷纷开始大面积建植人工草地[7，8]。随着羊草草地建植面积的不断扩大，如何提高草产量和质量、促进牧草产业化发展值得深入研究。

根据上述情况，本文以我国吉林、黑龙江、新疆、内蒙古等地区分布广泛的羊草为研究对象，对氮肥与有机肥对新建植的人工羊草草原的影响，进行系统研究。

1 材料与方法

1.1 试验区自然情况

试验地点在乾安县渭字村，地处E124°02′，N45°01′，属于温带大陆性季风气候，年平均气温4.63℃，日照时间2866.8h，无霜期在138～149d，年平均降水量418.8mm。

1.2 试验材料

施用的氮肥选择氮含量为46%的长山牌尿素，有机肥在当地有机肥生产企业购买，所购买的有机肥符合国家对有机肥生产标准的要求，其中有机质含量≥45%，N-P-K总含量不低于5%。试验选用的羊草种子为“吉生1号”羊草品种（Leymus chinensis.Var.‘Jisheng No.1）。供试土壤为中度盐碱化草甸土，施肥前有机质含量为1.42%，速效N含量为48.2mg·kg-1，速效P含量为11.8mg·kg-1，速效K含量为82.5mg·kg-1，pH值为9.03。

1.3 研究方法

1.3.1 试验设计

试验为随机区组试验，设计不施肥、施入有机肥、施入有机肥加无机肥等6个处理（具体内容详见表1），每个处理3次重复，共18个小区，每小区总面积为1667m2（50m×33.3m）。

试验在5月下旬开始实施，先对试验田进行整地作业，进行翻耕与旋耕，并根据试验设计施入有机肥，利用旋耕机对施入有机肥的区域搅拌，使有机肥充分混入土壤中。在5月末利用小麦播种机进行播种，播种量为15kg·hm-2，播种后进行镇压，为保证出苗，利用行走式喷灌设备进行喷灌。

1.3.2 样品采集与分析

在9月初进行取样调查（由于在试验的过程中施入了氮肥，因此新建植的羊草出现贪青，导致取样时间出现延后），每个小区随机取5点，每点取1m2的草样，进行株高、粗蛋白、粗纤维、粗脂肪的测定，每个取样点取土壤200g，进行有机质与pH的测定。

1.3.3 统计分析

采用Excel 2013和SPSS 19.0数据处理系统进行单因素方差分析，对各处理的样本进行了平均数和标准误的计算，并进行了显著性分析，采用SigmaPlot 12.5进行制图。

2 结果与分析

2.1 土壤容重变化情况

從图1中可以看出，不同处理土壤的容重均有所下降，平均比CK下降了8.4%，其中处理4土壤容重下降最多，比CK下降了9.6%。所有处理均与CK相比具有显著性差异（P<0.05），5个处理间的无显著性差异。

2.2 土壤pH值变化情况

从图2中可以看出，该退化草原的土壤pH值很高，平均值为9.0，已经严重影响了植物在该地区的正常生长;5个处理的pH值均降到8.8以下，pH值平均降低了0.3，其中处理1的pH值下降最多，下降了约0.4。

2.3 土壤有机质变化情况

如图3所示，在增施有机肥的情况下，所有处理的有机质含量都有所增加，由于有机肥投入的量相同，因此5个处理间的土壤有机质含量基本相同，但与CK相比，均有显著提高，平均提高18.0%。

2.4 产草量变化情况

如图4所示，施用肥料后各个处理的产草量都有显著提高，处理1的产草量提高最少，比CK提高了47.1%，处理4、处理5的产草量提高最多，分别比CK提高了92.1%和94.2%。从图中可以看出产草量的变化是随着氮肥投入的升高而提高的，这与大多数的研究相一致，而处理4与处理5的产草量都显著高于其它处理，而2个处理之间的产草量无显著性差异。

2.5 羊草粗蛋白含量变化情况

粗蛋白含量是评价牧草品质好坏的重要指标之一，从图5中可以看出5个处理的粗蛋白含量均有显著提高，粗蛋白的平均含量达到15.6%，远远高于CK的12.4%，从数据上看，有机肥加无机肥组合>无机肥>CK，有机肥加无机肥组合的羊草粗蛋白含量与无机肥、CK均达到显著性差异，处理4与处理5的羊草粗蛋白含量最高，达到16.6%与16.7%。

2.6 羊草粗脂肪含量变化情况

从图6中可以看出5个处理的粗脂肪含量均有显著提高，粗脂肪的平均含量达到3.1%，远远高于CK的2.2%，从数据上看，有机肥加无机肥组合>无机肥>CK，有机肥加无机肥组合的粗脂肪含量与无机肥、CK的粗脂肪含量相比，都有显著性差异（P<0.05），但是在有机肥加无机肥的4个处理间的粗脂肪含量无显著性差异。

2.7 羊草粗纤维含量变化情况

粗纤维含量也是评价牧草品质好坏的重要指标之一，从图7中可以看出5个处理中羊草粗纤维的含量均有所下降，粗纤维含量均在25%以下，其中处理3的粗纤维含量最低为20.8%。

2.8 羊草株高变化情况

从图8中可以看出5个处理的株高均高于CK，5个处理的整体株高的平均值为51.5cm，平均比对照高出16.6cm。处理4与处理5的株高平均值最高分别为53.5cm和54.8cm，但通过分析，两个处理间不存在显著性差异。

2.9 覆盖度变化情况

从图9中可以看出，5个处理的覆盖度都明显高于CK，5个处理的草原覆盖度都达到80%以上，比CK高出10%以上。

3 讨论

3.1 土壤理化性质的变化

从数据上来看，土壤有机质含量的变化是随着有机肥投入而产生的，5个处理间土壤有机质含量基本相同;根据前人的研究，快速恢复土壤有机质含量，动物粪便及人工生产的有机肥的投入是快速便捷的一种方法[9-11]。有机质也是使土壤肥力有效增强的物质之一，有机质含量的变化对土壤理化性质、植物的生长发育都有着直接影响。

在pH的变化上，处理1的pH值最低，明显低于有机肥加无机肥4组数据的平均值，因此土壤pH值的变化规律是CK>有机肥加无机肥>有机肥;根据一些试验表明，过量施入氮肥会使土壤出现板结，pH升高，因此对草原进行施肥过程中，一定注意氮肥与有机肥的配比，不能只是单一的施入氮肥。

土壤容重的变化与有机肥的投入相关联，有机肥的投入使土壤的容重明显降低，这有利于植物根系的发育和植物的生长。在有机肥与有机肥加无机肥的处理之间，土壤容重无显著性差异，但是从数值上看，有机肥加无机肥的4个处理的土壤容重微微低于单纯施入有机肥的处理。槐圣昌等通过不同方式增施有机肥，在0～40cm不同深度的土壤中，土壤容重均有所降低，也促使根长密度显著增加，增强了植物根系对水分与营养的吸收，打破因土壤板结而阻碍植物生长的现象。

因此在草原治理过程中，有机肥的作用变得十分重要，对提高土壤有机质，降低土壤pH与容重均有显著的作用。

3.2 羊草产量的变化

羊草的产草量随着肥料投入的增高而增高，尤其是氮肥的投入，对羊草产量有明显的促进作用，这与大多数研究结果相一致[12-14]，处理4和处理5羊草产量提高最多，分别达到2.40t·hm-2和2.42t·hm-2，虽然处理5的产草量最高，但是与处理4的产草量不存在显著差异（P>0.05），因此在实际生产中氮肥的投入不是越高越好，要适量，过量的投入氮肥不但造成了肥料的浪费，也会产生负面影响。

3.3 羊草品质的变化

提高牧草粗蛋白与粗脂肪含量和降低纤维素含量是提高牧草营养价值、改善牧草品质的重要内容。已有的研究证实，适量的施用氮肥能够改善禾本科牧草的品质，使牧草的粗蛋白与粗脂肪含量均有显著提高;由于氮肥的施入，牧草生长过程中获得充分的营养供应，植株叶茎比增加，粗纤维含量降低，从而使牧草的适口性和消化率有显著提高。有研究表明，不同的施氮水平都能够增加饲草粗蛋白的含量，且有效降低饲草中ADF和DNF的含量[14-18]。

从本试验结果看，粗蛋白与粗脂肪含量随着肥料投入的提高而升高，从效果看，有机肥加无机肥>有机肥>CK，在有机肥加无机肥的4个处理间，粗蛋白的含量随着氮肥投入的增加而增加，表现出正相关，而在这4个处理之间粗脂肪的含量无显著性差异（P>0.05），也就是在氮肥投入达到一定量后，氮肥对粗脂肪含量的影响效果减弱。

粗纤维的含量表现为有机肥加无机肥<有机肥

3.4 最优实施方案

如表2所示，处理4与处理5的7个理化指标中的数值均很接近，并不存在显著差异，在考虑经济效益的前提下，处理4（有机肥加N3）是最优的试验组合，在该施肥处理下，产草量比对照提高92.1%，粗蛋白比对照提高34.2%，粗脂肪比对照提高47.2%，粗纤维降低到21.9%，土壤pH比对照降低0.23。

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（责任编辑 李媛媛）

收稿日期：2020-10-14

基金项目：吉林省财政厅基本科研经费项目“吉林西部地区退化草原建植与羊草种子产能调控的综合性研究”（项目编号：swscz20190302）

作者简介：才源（1986-），硕士，研究实习员。研究方向：牧草营养与草原改良;通讯作者成文革（1967-），本科，研究员。研究方向：植物营养与牧草新品种培育。