紫花苜蓿不同生育期叶片C、N、P 生态化学计量特征对P 添加的响应
2021-11-09王祥龙
王祥龙
(浙江广厦建设职业技术大学,浙江东阳 322100)
紫花苜蓿(Medicago sativa L.)作为世界上面积分布最大的良种牧草之一,具有栽培最早、适应性强等多种良好的生物学特性,因此,在草业中广受欢迎。苜蓿属于多年生豆科草本植物,磷肥成为制约其生长的重要因素。相较于其他营养元素,紫花苜蓿体内氮元素和钾元素含量远远高于磷元素,但磷元素依旧是决定其产量高低的决定性元素。通过大量研究发现,在众多营养元素中,磷元素是苜蓿生产的主要元素,通过施加一定量的磷,可以提高种子产量1 倍以上。
1 材料与方法
1.1 试验设计
以紫花苜蓿甘农3 号为材料,按照随机区组试验设计,依据“荒漠区苜蓿栽培与收获技术规程”,设置4个水平过磷酸钙处理,即0、500、750、1000kg/hm2,分别记为CK、P1、P2、P3,每个水平3 次重复,共设置12 个小区。参阅有关苜蓿在甘肃省的施肥情况,施纯磷的量应在最佳施肥的基础上加减1/3,定为4 个梯度,即0、80、120、160kg/hm2,纯钾的量定为37.5kg/hm2,纯氮的量定为69kg/hm2。
1.2 测定指标与方法
1.2.1 样品的采取与处理。在每个小区随机割取3 次样段,每段长1m、留茬5cm,装入塑料袋中带回试验室。将每株苜蓿剪成3 段(从下到上第3 节及3 节以下为下层,第4~6 节为中层,第7 节及7 节以上为上层),茎叶分离后在室内自然风干3d,然后将其装入信封中放在70℃的烘箱中烘干至恒重,并用粉碎机粉碎后,装入牛皮纸信封袋中编号保存备用。
1.2.2 草样中有机碳的含量的测定。采用湿烧法,用K2Cr2O7—H2SO4氧化法测定。
1.2.3 草样全氮含量的测定。采用半微量凯氏定氮法。
1.2.4 草样全磷含量的测定。全磷采用钼锑抗比色法测定。
1.3 数据处理
利用WPS 进行数据整理和绘制图表,利用SPASS19.0 进行显著性检验及相关统计分析(显著性水平设置为0.05)。
2 结果与分析
2.1 不同生育期叶片C、N、P 含量对P 添加的响应
2.1.1 不同生育期叶片C 含量对P 添加响应。从图1、2、3 可以看出,随着P 含量的增加,不同生育期,上、中、下3 层叶片C 含量均呈现先增加、后减小的趋势,在P2处理下达到最大值。在施磷量一定的情况下,可以明显看出,不同生育期C 含量的变化情况为:现蕾期>分枝期>初花期。
图1 P 添加对苜蓿上层叶片C 含量的影响
图2 P 添加对苜蓿中层叶片C 含量的影响
图3 P 添加对苜蓿下层叶片C 含量的影响
2.1.2 不同生育期叶片N 含量对P 添加响应。从图4、5、6 可以看出,随着P 含量的增加,不同生育期,上、中、下3 层叶片N 含量均呈现先减小、后增加、再减小的趋势,在P2处理下达到最大值。并且在施磷量一定的情况下可以明显看出,不同生育期N 含量的变化情况为:现蕾期>分枝期>初花期。
图4 P 添加对苜蓿上层叶片N 含量的影响
图5 P 添加对苜蓿中层叶片N 含量的影响
图6 P 添加对苜蓿下层叶片N 含量的影响
图7 P 添加对苜蓿上层叶片P 含量的影响
图8 P 添加对苜蓿中层叶片P 含量的影响
2.1.3 不同生育期叶片P 含量对P 添加响应。从图7、8、9 可以看出,随着P 含量的增加,不同生育期,上、中、下3 层叶片P 含量均呈现先增加、后减小的趋势,在P2处理下达到最大值。在施磷量一定的情况下,可以明显的看出,不同生育期P 含量的变化情况为:现蕾期>分枝期>初花期。
图9 P 添加对苜蓿下层叶片P 含量的影响
2.2 不同生育期叶片C、N、P 生态化学计量比对P 添加的响应
2.2.1 不同生育期叶片C/N 的变化。从图10、11、12 可以看出,不同生育期,上层叶片C/N 随着P 含量增加呈先增大、后减小、再增大的趋势,在P1处达到最大值。在施磷量一定的情况下,可以明显的看出,不同生育期P含量的变化情况为:初花期>分枝期>现蕾期。
图10 不同生育期上层叶片C/N
图11 不同生育期中层叶片C/N
图12 不同生育期下层叶片C/N
2.2.2 不同生育期叶片C/P 的变化。从图13 可以看出,不同生育期上层叶片C/P 随着P 含量增加的变化呈先减小、后增大的趋势,在P3处达到最大值。在施磷量一定的情况下,可以明显看出,不同生育期P 含量的变化情况为:初花期>分枝期>现蕾期。从图14 可以看出,不同生育期,中层叶片C/P 随着P 含量添加的变化也呈现先减小、后增大的趋势,在CK 处达到最大值。在施磷量一定的情况下,可以明显看出,不同生育期P含量的变化情况为:初花期>分枝期>现蕾期。从图15可以看出,不同生育期,下层叶片C/P 随着P 含量添加的变化也呈现先减小、后增大的趋势,在P3处达到最大值。在施磷量一定的情况下,可以明显看出,不同生育期P 含量的变化情况为:初花期>分枝期>现蕾期。
图13 不同生育期上层叶片C/P
图14 不同生育期中层叶片C/P
图15 不同生育期下层叶片C/P
2.2.3 不同生育期叶片N/P 的变化。从图16、17、18 可以看出,不同生育期,上层叶片N/P 随着P 含量增加的变化呈现先减小、后增大、再减小的趋势,在CK 处达到最大值。在施磷量一定的情况下,可以明显看出,不同生育期P 含量的变化情况为:初花期>分枝期>现蕾期。
图16 不同生育期上层叶片N/P
图17 不同生育期中层叶片N/P
图18 不同生育期下层叶片N/P
2.3 紫花苜蓿初花期不同生育期叶片生态化学计量的相关性分析
磷肥使用量与紫花苜蓿叶片生态化学计量比有一定的相关性。由表1 可以看出,在上层叶片中,磷肥的施用量与C 含量呈极显著正相关(p<0.01),与叶片C∶N 呈显著正相关(p<0.05)。在中层叶片中,磷肥的施用量与C 及P 含量均呈极显著正相关(p<0.01)。在下层叶片中,磷肥的施用量与C 含量呈极显著正相关(p<0.01),与N 含量呈显著负相关(p<0.05),与C∶P呈显著负相关(p<0.05)。
表1 磷肥施用量与叶片生态化学计量的相关性分析
3 结论
(1)P 添加量与紫花苜蓿不同生育期叶片中有机碳含量呈现正相关,且上、中、下3 层叶片的有机碳含量对于P 添加的敏感性不同,由上到下依次递减。
(2)P 添加量对于紫花苜蓿不同生育期叶片全氮含量具有一定的影响。在过磷酸钙添加量为750kg/hm2时,叶片中的氮含量增幅最大,且下层叶片氮含量对于P 添加的变化最为敏感。
(3)P 添加量与紫花苜蓿不同生育期叶片中磷含量呈现出正相关,中下层叶片较为敏感,增幅较大,达到13.39%和13.46%,而上层叶片增幅较小。
(4)紫花苜蓿不同生育期叶片C/P、C/N 随着P 添加量的增加,普遍呈现先下降、后增长的趋势。但P1和P2处理下的比值均小于CK 处理下的比值。可以得出,P 的添加使C/N、C/P 略有降低,而N∶P 呈现出现先增长、后下降的趋势,但变化幅度较小。