施肥与刈割对不同紫花苜蓿品种生产性能的影响

刘艳楠等

摘要：在甘肃省兰州市秦王川地区研究了4个施肥处理（ck、N0P、 N1P、N2P）和2个刈割次数处理（3次、4次）对甘农3号和陇东苜蓿株高和产量的影响。结果表明：苜蓿各茬株高和产量随施肥量的增加而增加；同一施肥水平下，甘农3号刈割4次年鲜、干草产量均比刈割3次的高，陇东苜蓿刈割4次年鲜草产量比刈割3次高，但刈割3次年干草产量比刈割4次的高。甘农3号在N2P和刈割4次处理下鲜草和干草产量均达到最高，分别为61 611 kg/hm2和15 117 kg/hm2；陇东苜蓿在N2P和刈割4次处理下鲜草产量达到最高，为39 178 kg/hm2，在N2P和3次刈割处理下干草产量达到最高，为11 217 kg/hm2。在试验地区甘农3号和陇东苜蓿均以N2P处理的株高和干草产量达最高。

关键词：紫花苜蓿；施肥；刈割；产量；株高

紫花苜蓿（Medicago sativa）为豆科苜蓿属多年生草本植物[1]，具有生态适应性广、草产量高、营养品质好等优良特性，是我国北方粮草轮作首选草种[2]。紫花苜蓿在生长发育过程中需要很多营养元素，尤其是肥料三要素氮、磷、钾，植物生长需要量多而土壤中的含量少，仅依靠土壤提供远远不够[3，4]。施肥可有效地提高饲草产量和改善牧草品质[5-8]，是调节和控制草地生态系统营养物质平衡的一项重要措施[9]。刈割是草地利用的主要方式之一，刈割时期要根据产量、茎叶比、总可消化物质含量、对再生草的影响及单位面积获得的总的营养物质产量而定，适度的刈割能促进牧草的分蘖和再生，从而提高地上部分的生物量，但过度刈割反而抑制牧草地上部分生长[10，11]。确定适宜刈割期是调制高产优质干草的重要因素之一，在确定最适宜刈割期时，必须考虑牧草生育期内地上生物量的增长和营养物质动态，以获取单位面积营养物质最大产量[7]。在甘肃省秦王川地区进行甘农3号紫花苜蓿和陇东苜蓿合理的施肥用量及合理的刈割次数试验，为平衡施肥及紫花苜蓿优质高产提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 试验地自然概况

试验于2011年6～9月在甘肃省兰州市秦王川进行。试验地地势平坦，耕层土壤有机质含量10.71%、速效氮35.56 mg/kg、速效钾120.88 mg/kg、速效磷21.54 mg/kg，pH 8.43。试验田水分管理采用灌溉方式。试验地区年平均降水量285 mm，年平均蒸发量1 888 mm，年平均气温5.9 ℃，无霜期121 d。

1.2 试验材料与试验设计

供试紫花苜蓿品种为甘肃农业大学草业学院提供的甘农3号和陇东苜蓿；施用化肥购自兰州化学工业公司生产的尿素CO（NH2）2（N≥46%）和金昌奔马复合肥有限责任公司生产的过磷酸钙Ca（H2PO4）2（P2O5≥12%）。

供试2个品种均于2010年5月4日播种，不施肥，常规田间管理。2011年返青期进行田间试验。试验设4个施肥处理，ck不施肥、N0P单施磷肥，P2O5105 kg/hm2、N1P氮磷配施， N 51.75 kg/hm2、P2O5105 kg/hm2 、N2P氮磷配施，N103.50 kg/hm2、P2O5105 kg/hm2；2个刈割次数处理，3次刈割（分别在6月5日、7月23日和9月29日进行）、4次刈割（分别在6月5日、7月23日、8月25日和9月29日进行）。3次重复，共48个小区，小区面积4 m×4 m。肥料于6月5日苜蓿初花期刈割以后，采取撒播方式施入对应小区，灌水，期间及时防治病虫害，施肥水平和肥料用量见表1。

1.3 测定项目与方法

株高（绝对高度） 每次苜蓿刈割前每小区采用随机取样法选择测定植株，每株自地面量至生长点。每个小区测定30株[12，13]。

产量 各处理每次留茬5 cm刈割后[11]，测小区鲜草产量。同时，分别取样约500 g自然风干至恒重，计算鲜干比，并折算干草产量，年草产量为每次刈割产量之和。

1.4 数据处理与分析

试验数据采用Excel 2003和SPSS 16.0软件进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 产量

2.1.1 第1茬产量

第1茬草未进行施肥处理，甘农3号产量高于陇东苜蓿，二者之间存在极显著差异（sig鲜草=0.000<0.01，sig干草= 0.002<0.01）（表2）。说明在研究地区的环境条件下，甘农3号生长能力比陇东苜蓿强。

2.1.2 第2茬产量

各施肥处理2个紫花苜蓿品种第2茬的鲜草产量与对照相比，差异极显著（P<0.01），甘农3号和陇东苜蓿增幅分别为16.66%～39.31%和39.77%～72.95%；各施肥处理极显著（P<0.01）增加了陇东苜蓿的干草产量，增幅36.53%～65.91%，甘农3号干草产量在N1P和N2P处理下极显著（P<0.01）增加，增幅分别达到37.37%和50.41%，在N0P处理下显著（P<0.05）增加，增幅为17.63%。

2.1.3 第3茬及第4茬产量

不同施肥处理对2个紫花苜蓿品种第3茬产量影响明显（表2）。对于甘农3号，施肥极显著（P<0.01）增加了3次刈割处理下第3茬鲜、干草产量，各施肥处理间差异显著（P<0.05）；在4次刈割处理下第3茬鲜草产量N2P处理下极显著（P<0.01）增加，N1P处理下显著（P<0.05）增加而N0P处理下增加不显著，干草产量N1P和N2P处理下极显著（P<0.01）增加而N0P仅显著（P<0.05）增加。对于陇东苜蓿，在3次刈割处理下第3茬鲜、干草产量N1P和N2P处理下极显著（P<0.01）增加，N0P处理下显著（P<0.05）增加；4次刈割处理下第3茬鲜、干草产量N2P处理下极显著（P<0.01）增加，N1P处理下显著（P<0.05）增加，N0P处理下增加不显著，但由于气候、温度等当地条件影响，陇东苜蓿到生长后期过早停止生长，产量明显低于甘农3号。

刈割时期对产量的影响很大。同一苜蓿品种同一施肥水平3次和4次刈割处理下第3茬产量不同。对于甘农3号，ck处理下鲜草产量差异极显著，干草产量差异不显著（sigck鲜草=0.008<0.01，sigck干草=0.231>0.05）；N0P处理下鲜、干草产量差异均显著（sigN0P鲜草=0.011<0.05，sigN0P干草= 0.032<0.05）；N1P处理下鲜、干草产量差异均显著（sigN1P鲜草=0.013<0.05，sigN1P干草= 0.030<0.05）；N2P处理下鲜草产量差异显著，干草产量差异不显著（sigN2P鲜草= 0.044<0.05，sigN2P干草= 0.124>0.05）。陇东苜蓿，各施肥处理3次和4次刈割第3茬鲜草产量均差异显著（sigck鲜草=0.049<0.05，sigN0P鲜草=0.026<0.05，sigN1P鲜草=0.020<0.05，sigN2P鲜草= 0.036<0.05）；干草产量差异均不显著（sigck干草=0.470>0.05，sigN0P干草= 0.084>0.05，sigN1P干草= 0.060>0.05，sigN2P干草= 0.066>0.05）。鲜草产量差异显著而干草产量差异不显著可能是由于4次刈割处理下第3茬鲜草刈割时研究地区下雨，导致鲜草含水量太高的缘故（表2）。

由于受研究地区气候、温度等条件影响，2个紫花苜蓿品种到生长后期无法正常生长，甘农3号第4茬产量很低，各处理鲜、干草产量差异不显著；陇东苜蓿株高大约10 cm，无法进行第4次刈割，产量忽略不计。

2.1.4 年总产量

甘农3号和陇东苜蓿在3次和4次刈割处理下，年草产量随施肥水平的增加而增加，产量大小顺序为N2P>N1P>N0P>ck。

与对照相比较，在3次刈割处理下，施肥极显著（P<0.01）增加了甘农3号的年鲜、干草产量，各处理增幅分别为10.79%～27.87%和11.71%～30.06%，N2P处理下达到最大，分别为51 005 kg/hm2和14 856 kg/hm2，且各处理间差异极显著（P<0.01）。4次刈割处理下，N1P和N2P处理下鲜草产量与对照相比极显著（P<0.01）增加，增幅为16.10%和25.65%，N0P处理下显著（P<0.05）增加，增幅为9.57%；各施肥处理干草产量与对照相比极显著（P<0.01）增加，且各处理间差异极显著（P<0.01），各处理增幅分别为9.71%～25.94%，N2P处理下最大干草为15 117 kg/hm2。虽然甘农3号刈割4次处理下第4茬长势不好，但刈割4次处理比刈割3次处理在各个施肥处理下产量仍然增加，鲜、干草产量增幅分别为18.88%～22.92%和1.75%～5.08%。

与对照相比，3次刈割处理下，陇东苜蓿年鲜、干草产量极显著（P<0.01）增加，且随着施肥量的增加而增加，各处理增幅分别为23.08%～43.95%和19.51%～40.07%，N2P处理下鲜、干草产量达到最大，为35 486 kg/hm2和11 217 kg/hm2；4次刈割处理下，年鲜草产量各施肥处理极显著增加（P<0.01），年干草产量在N1P和N2P处理下极显著（P<0.01）增加，在N0P处理下显著（P<0.05）增加，各处理增幅分别为19.87%～46.46%和17.33%～36.51%，N2P处理下鲜、干草产量达到最大量，为39 178 kg/hm2和10 733 kg/hm2。

由于受研究地区环境影响，刈割3、4次处理第3茬产量偏低，刈割4次处理第4茬产量极低，导致陇东苜蓿年产量整体偏低。

2.2 株高

2.2.1 第1茬株高

植株高度是反映苜蓿生长状况和决定产量的重要指标之一[14]，第1茬草未进行施肥处理，甘农3号株高高于陇东苜蓿（表3），二者之间差异极显著（sig=0.000<0.01），说明在此次试验条件下，甘农3号生长能力较强，具有一定的产量潜力，而陇东苜蓿生长能力较弱，产量潜力较差。

2.2.2 第2茬株高 施肥后极显著（P<0.01）的增加了2个紫花苜蓿品种的植株高度，各施肥处理间株高差异极显著（P<0.01），2个紫花苜蓿品种各处理株高为N2P>N1P>N0P>ck，这与产量变化趋势一致。

2.2.3 第3茬及第4茬株高

施肥极显著（P<0.01）增加了甘农3号3次和4次刈割处理下第3茬植株的生长高度，不同施肥处理下高度为N2P>N1P>N0P>ck，但N1P与N2P间差异不显著，各施肥处理下刈割3次处理株高均比刈割4次处理略高（表3）；甘农3号第4茬株高很低，各处理均在18 cm，且处理间差异不显著。对于陇东苜蓿，N1P和N2P处理下株高极显著（P<0.01）高于对照，N2P处理下株高极显著（P<0.01）高于其他处理。陇东苜蓿第4茬株高极低，均在10 cm，无法进行第4次刈割。

3 讨论与结论

施氮磷肥可以显著增加苜蓿产量[15-18]，Jenkins等[19]认为，在土壤氮素含量较低或苜蓿返青期和刈割期根瘤菌固氮作用较弱时，需要施入一定量的氮来满足紫花苜蓿的需求。此次试验自然条件土壤含氮量和有机质含量较低，从紫花苜蓿全生育期分析，施肥大幅度提高了2个紫花苜蓿品种的产量，且随施肥量的增加苜蓿产量增加，这与马孝慧等[20]、刘贵河等[21]、胡华锋等[22]、刘高军等[23]的试验结论一致。在施肥N2P和刈割4次处理下甘农3号鲜、干草产量达最高，分别为61 611 kg/hm2和15 117 kg/hm2；在施肥N2P和刈割4次处理下陇东苜蓿鲜草产量达最高为39 178 kg/hm2，在施肥N2P和刈割3次处理下陇东苜蓿达最高干草产量11 217 kg/hm2，这可能是由于刈割4次处理的第3茬含水量较高的缘故。在研究地区，以年鲜、干草绝对产量来看，不论刈割3次还是4次，各处理下甘农3号均高于陇东苜蓿；以年鲜、干草产量增幅分析，不论刈割3次还是4次，各处理下陇东苜蓿增幅均高于甘农3号，所以甘农3号更适宜种植于该地区，陇东苜蓿在该地区对肥料更敏感。

株高既是衡量苜蓿生长发育状况的重要标准，也是产量潜力的重要体现[24]。从不同施肥处理对2个紫花苜蓿品种各茬株高来看，以N2P处理株高最高，并且随施肥水平的增加株高增加，株高与产量变化趋势一致，都为N2P>N1P>N0P>ck，说明施肥能显著增加甘农3号和陇东苜蓿的植株高度，从而增加苜蓿产量，这与刘贵河等[21]的结论一致。从不同刈割处理对2个紫花苜蓿品种各茬株高来看，甘农3号刈割3次处理第3茬株高比刈割4次处理略高，刈割4次处理第4茬株高很低；陇东苜蓿刈割3次处理第3茬株高比刈割4次处理略高，刈割4次处理第4茬株高极低，2个紫花苜蓿品种第4茬产量很低，对年产量影响很小。本试验甘农3号相对陇东苜蓿植株高度要高，说明在研究地区的环境条件下，甘农3号生长发育良好，产量潜力明显强于陇东苜蓿。

试验中甘农3号刈割4次年产量略高于3次刈割，但第4茬株高和产量很低，对年产量影响很小，所以在研究地区建议刈割3次；陇东苜蓿第4茬株高和产量极低，第4次刈割没有生产意义，反而会伤及根，减少分蘖，并且此为越冬前最后一次刈割，刈割过低不能保持根部营养，在冬季寒冷地区对苜蓿越冬有害[11]。由此可见在该地区种植紫花苜蓿刈割次数以3次为宜。

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