氮磷钾配施对榆林片沙覆盖区紫花苜蓿产量与品质的影响

常瑜池， 徐伟洲*， 申宏林， 史 雷， 卜耀军， 崔亦沐， 耿金才

（1.榆林学院生命科学学院，陕西榆林 719000；2.陕西省林业科学院治沙所，陕西榆林 719000；3.陕西省畜牧技术推广总站，陕西西安 710014）

紫花苜蓿（Medicagosativa.L.）是我国种植面积最大、范围最广的多年生豆科牧草，在我国已有两千多年的栽培历史（吕会刚等，2018），其适口性好，营养价值高，富含丰富的蛋白质和微量元素（李玉珠等，2019），且环境适应能力强，生产潜能大（王洋等，2019）。榆林市地处陕西省北部，与内蒙古相邻，是毛乌素风沙草滩区的接攘地带。农牧交错区土壤贫瘠，严重限制了紫花苜蓿的生长潜能（高永强等，2018），而恰当的肥料配施可有效增加土壤肥力，提高紫花苜蓿的产量与品质（徐博等，2015）。氮是叶绿素的重要组成成分，可有效增强茎叶生长和根系发育，促进干物质的积累，在植物幼苗期发挥着重要作用（张铁军等，2019）。磷是各类化合物形成的重要原料，能增产量促生长，在加速分蘖、提高结籽率等改善品质方面起着关键作用（段兵红等，2016）。施用钾肥能有效促进细胞生长和组织分化，增加植物抗逆性，是必不可少的营养物质（朱建强等，2020）。何飞等（2019）研究表明，不同的氮磷钾施肥量对紫花苜蓿的产量和品质均有显著影响，且磷肥在紫花苜蓿干草产量中影响更大。雷莉等（2021）研究发现，多肥的组合配施较单肥能更有效提高紫花苜蓿的产量与品质。目前，已有大量学者研究氮磷钾的不同组合配施对紫花苜蓿产生的影响，并取得显著成果，但在片沙覆盖区的肥料配施却研究甚少。本试验针对此问题，以中苜3号为试验品种，采用三因素二次回归正交设计方法，设置15组不同氮磷钾肥料配施组合，探究榆林片沙覆盖区的最优施肥量，进一步提高产量与品质，为紫花苜蓿在该区的施肥量提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况 试验区位于榆林市横山区黑龙湾镇周界村旱地（37°99'N，109°16'E），属温带大陆性季风半干旱草原气候，年平均降雨390 mm，极端最低温-29℃。无霜期146 d左右，土壤类型为沙壤土，土壤耕层的主要理化性质为：有机质含量为1.63 g/kg，全氮含量为0.28 g/kg，有效磷含量为15.35 mg/kg，速效钾含量为77.21 mg/kg，pH为7.9。

1.2 试验材料与设计 本试验采用三因素二次回归正交设计方法，选取中苜3号为试验品种，以纯N量x1、P2O5量x2、K2O量x3为试验因素，确定3因素15水平，各小区随机分布。本试验因素和水平设计见表1。

表1 试验因素和水平设计kg/667 m2

试验地随机设计试验小区，每个小区起垄高0.1 m，各试验区面积为6 m×5.7 m，为防灌水侧渗影响，试验小区四周边用农膜埋深0.3 m。试验于2019年5月2号播种，采用穴播法，播种量为1.5 kg/667 m2，穴间距为0.4 m，每2行间安装1条滴灌带，定期定额灌溉。氮肥为尿素（含氮量46%）、磷肥为过磷酸钙（含P2O518%）、钾肥为硫酸钾（含K2O 52%），磷肥和钾肥作为基肥在播种前一次施入，氮肥分2次施入（第1次为一次刈割后立即施60%，第2次为第二茬现蕾期施40%）。

1.3 测定指标与方法

1.3.1 株高与茎叶比 每小区在现蕾期（7月25日、9月15日）随机选取5株紫花苜蓿，使用剪刀齐地刈割，选取时注意避开小区边行与长势差距明显的植株，用米尺测量其株高并记录。用塑封袋封装带回实验室，将其茎叶分离并装入信封内，使用烘箱烘至恒定。烘干后使用电子天平称重并记录茎、叶数据，计算得出茎叶比。

1.3.2 干草产量 选择各小区长势居中，密度均匀的区域位置，采用1 m×1 m样方调查法，在现蕾期对小区整块刈割，留茬3 cm。对所采样本进行烘干称重，所得即为干重。

1.3.3 营养品质指标 将干草样本用粉草机粉碎，装入塑封袋内，采用近红外光谱仪Spectrastar 1400XT-3进行扫描，使用UScan扫描软件对样本进行扫描和数据信息的采集工作。测定并计算各项牧草营养品质指标含量，即水分（AW）、粗蛋白质（CP）、粗脂肪（EE）、中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）、粗灰分（ASH）、木质素（ADL）。计算公式如下：

消化性干物质=88.9-0.779×ADF；

相 对 饲 用 价 值=[120/NDF×（88.9-0.779×ADF）]/1.29。

1.4 数据分析与处理 采用WPS Office进行数据的基本整理归纳，使用SPSS 22.0分析软件进行统计分析，最终数据结果表现为“平均值±标准误”，并运用灰色关联度对各项数据测定结果进行综合性分析（史雷等，2021；赵娇阳等，2021）。

2 结果与分析

2.1 不同肥料配比对紫花苜蓿生物学特性的影响 由表2可知，不同肥料配比处理下，紫花苜蓿第一茬的株高为40.7～59.9 cm，以N7P8K10组的株高最高；第二茬的株高为51.1～86.8 cm，以N7P14K6组的株高最高；紫花苜蓿株高第二茬均显著高于第一茬，且较第一茬显著提高26%～45%（P＜0.05）。紫花苜蓿第一茬的茎叶比为0.63～1.36，以N11P12K9组的茎叶比最低；第二茬的茎叶比为1.26～4.12，以N12P8K6组的茎叶比最低；第二茬茎叶比显著高于第一茬，且较第一茬显著提高1～2.03倍（P＜0.05）。第一茬的干重为56.7～230.3 kg，以N7P14K6组的干重最高；第二茬的干重为111.1～274.3 kg，以N7P14K6组和N2P12K2组的干重最高，为274.3 kg和260.4 kg，第二茬均显著高于第一茬，较第一茬显著提高19%～96%（P＜0.05）。就两茬的总干重而言，紫花苜蓿以N7P14K6组的总干重最高，以N11P3K2组的总干重最低。

表2 不同肥料配比处理下紫花苜蓿株高、茎叶比和干草产量的比较

2.2 不同肥料配比处理下紫花苜蓿营养品质指标的比较 由表3、表4可知，紫花苜蓿在不同肥料配比处理下，第一茬的AW含量为8.97%～10.89%，以N7P8K10组和N2P12K2组的含量最高；第二茬的AW含量为9.01%～10.02%，以N7P2K6组的含量最高；第二茬较第一茬的AW含量无显著变化（P＞0.05）。第一茬CP含量为21.8%～25%，以N7P8K10组的含量最高；第二茬CP含量为18.6%～21.8%，以N7P14K6组的含量最高；第二茬显著低于第一茬，较第一茬显著降低15%～17%（P＜0.05）。第一茬NDF含量为32%～41%，第二茬NDF含量为37.5%～44.2%，均以N2P12K2组的含量最低，且第二茬较第一茬显著增加0.08%～17%（P＜0.05）。第一茬ADF含量为25.5%～30.1%，以N7P8K6组的含量最低；第二茬ADF含量为28.7%～33.6%，以N2P12K2组的含量最低；第二茬较第一茬显著提高12%～13%（P＜0.05）。

表3 不同肥料配比处理下紫花苜蓿第一茬营养品质指标的比较%

表4 不同肥料配比处理下紫花苜蓿第二茬营养品质指标的比较%

第一茬ASH含量为10.8%～12.5%，第二茬ASH含量为10.4%～12.1%，均以N2P3K2组的含量最低，且第二茬较第一茬显著降低0.04%（P＜0.05）。第一茬EE含量为2.5%～2.7%，第二茬EE含量为2.6%～2.8%，第二茬较第一茬显著降低0.04%（P＜0.05）。第一茬RFV为148.6%～199.7%，第二茬RFV为133.4%～165.3%，均以N2P12K2组最高；且第二茬较第一茬显著降低11%～21%（P＜0.05）。第一茬DDM含量为89.1%～91%，以N2P3K2组的含量最高；第二茬DDM含量为90%～91%，以N7P14K6组的含量最高；第二茬较第一茬无显著变化（P＞0.05）。第一茬ADL含量为3.9%～7.8%，以N2P12K9组的含量最高；第二茬ADL含量为6.3%～9.1%，以N11P3K2组的含量最高；第二茬显著高于第一茬，较第一茬显著提高17%～62%（P＜0.05）。

2.3 灰色关联度分析 由表5可知，通过对不同肥料配比处理下紫花苜蓿生物学特性和营养品质的灰色关联度综合分析，肥料配比组合排序前三为N7P14K6、N2P12K9、N2P12K2。

表5 不同肥料配比处理下紫花苜蓿营养品质和综合性状的灰色关联度分析

3 讨论

干重是衡量植物生产性能的重要指标，能客观反映植物的生长趋势（王斌等，2022）。植物的茎叶比影响牧草适口性，茎叶比越高，适口性能越差（吴春会等，2021）。经本试验研究发现，紫花苜蓿在15种不同肥料处理下，第一茬与第二茬干重均以N7P14K6组最高，较第一茬显著提高19%～96%（P＜0.05）。且在同一肥料配比条件下，茎叶比较第一茬显著提高1～2.03倍（P＜0.05）。结果表明，随着种植茬数的增加，牧草的生产性不断提高，但适口性不断减弱。

CP的主要成分包括纯蛋白质和非蛋白质含氮物，是牧草营养的价值体现，CP与牧草价值成正比（胡安等，2017）。试验数据表明，第二茬的牧草营养价值有所下降。NDF是牧草中不溶于中性洗涤剂的细胞壁组分，影响家畜采食率，NDF越低，则粗饲料品质越好（李丹丹等，2019）。结果显示，两茬的NDF均以N2P12K2组最低，且第二茬NDF含量显著高于第一茬，则代表头茬的相对品质更高。ADF主要包括纤维素、木质素和硅酸盐等物质，牧草中ADF越高，家畜的消化率越低（李莎莎等，2021）。试验发现第二茬中ADF含量高于第一茬，表明牧草的消化率降低。两茬ASH均以N2P3K2组最低，表明该组合品质更优。RFV是牧草品质评定的重要方法，当RFV＞100时，说明干草品质较高（韩颜隆等，2022）。两茬的RFV均以N2P12K2组的含量最高。虽第二茬有所下降，但两茬牧草的RFV均大于100，可评判为优质牧草。试验表明，随着种植茬数的增加，饲料品质和家畜消化率逐渐降低，粗蛋白质含量和相对饲用价值显著下降，头茬牧草的相对品质较高。

试验通过采用灰色关联度分析法，结合农业农村部制定的苜蓿干草分级标准，对15种不同肥料配比处理下紫花苜蓿的生物学特性和营养品质指标进行综合分析，筛选出在榆林风沙草滩区最优的3个肥料配比组合为N7P14K6、N2P12K9和N2P12K2。

4 结论

通过对15种不同肥料配比的紫花苜蓿进行综合分析，结果表明榆林风沙草滩区紫花苜蓿的氮、磷、钾最优配施量分别为7、14、6 kg/667 m2。此外，研究发现随着种植茬数的增加，不同肥料配比处理下紫花苜蓿的生产性能呈现升高趋势，但其粗蛋白质含量和相对饲用价值显著下降，且适口性能会变差，表明头茬苜蓿的营养品质相对较高。