氮肥水平對幾種牧草在冬閑田種植產量的影響

于徐根，徐桂花，李翔宏，戴佂煌，劉水華，黃 棟,甘興華

(江西省畜牧技術推廣站，江西 南昌 330046)

牧草對現代畜牧業的持續發展起著極為重要的作用。土壤氮素的豐缺是決定牧草產量的重要因素。雖然江西等南方省區開發利用冬閑田種植綠肥較早，但作為飼草生產利用的牧草生產性能以及對氮肥的敏感性研究報道較少。目前農戶利用冬閑田種植牧草，大多數采取粗放式管理無標準施肥的方式進行牧草生產，極有可能影響著農田的復種經濟效益。加上我國農作物化肥用量達328.5 kg/hm2，遠高于世界平均水平(120 kg/hm2)，是美國的2.6倍、歐盟的2.5倍，因此，合理的施肥量以及精準施肥方式對冬閑種植牧草在產量經濟效益和農田生態保護以及土壤環境效應評價方面具有重要的意義。本文研究了江西秋冬閑田不同梯度的速效尿素對幾種牧草其產量的影響, 旨在為今后科學合理的冬閑田種草提供技術依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于江西省南昌縣江西現代牧業科技園(江西省蠶桑茶葉研究所)百草園基地。地處亞熱帶季風氣候，南方典型紅壤區水稻田。北緯28°22′22″，東經115°59′08″，海拔32 m。主要的氣候條件：全年降水量 162.11 mm，年均溫17.6 ℃，最熱月均溫29.2 ℃，最冷月均溫5.3 ℃，極端最高溫度40.9 ℃，極端最低溫度-9.9 ℃，無霜期259 d，初霜日11月23日，終霜日3月2日，年積溫(≥0 ℃)6435.9 ℃·d，年有效積溫(≥10 ℃)5395 ℃·d。土壤有機質18.0 g/kg、水解氮77 mg/kg、有效磷9.9 mg/kg、速效鉀640 mg/kg，土壤pH值 4.98。

1.2 試驗設計

采用完全隨機區組試驗設計。參試牧草為多花黑麥草、燕麥、小黑麥、紫云英、箭筈豌豆、毛苕子、飼用豌豆，分別由西南民族大學、鄭州華豐草業公司等單位提供，每個牧草設3個氮肥水平處理，分別為 75 kg/hm2(N75)、150 kg/hm2(N150)、225 kg/hm2(N225)，3次重復，小區面積3 m×3 m。所有氮肥為速效尿素，分2次施入。2016年10月29日播種，條播，行間距30 cm，于2016年12月29日和2017年3月10日各施尿素1次。未進行人工除雜、灌溉等田間管理措施。

1.3 測定項目

1.3.1 株高 在測定產草量前，每個小區測量10株從地面至植株最高部位的絕對高度。

1. 3.2 小區鮮草產量 測完株高，留茬高度2～3 cm進行刈割，每個小區獨立用0.01 g臺稱進行稱重。

1.3.3 干草產量 干草產量=鮮草產量×干鮮比。鮮草稱重后，從每個重復小區取部分草樣混勻后，取約1 kg的草樣稱重，用網袋帶回實驗室置于60～65 ℃烘箱烘干12 h，取出放置室內冷卻回潮24 h后稱重，再放入烘箱在60～65 ℃下烘干8 h，取出放置室內冷卻回潮24 h后稱重，直至兩次稱量之差不超過2.5 g，然后計算該小區的干鮮比。

1.4 數據統計

使用Microsoft Excel 2003對各項測量數據進行描述性統計分析；用SPSS 13.0軟件進行方差分析，以比較不同牧草在不同處理下各性狀指標的差異性和變化。

2 結果與分析

2.1 氮肥對供青時間與株高的影響

從刈割利用來看，多花黑麥草、燕麥和毛苕子刈割3次，供青時間較長，其中以毛苕子供青時間最長，約70 d；小黑麥、紫云英、飼用豌豆刈割2次，其中飼用豌豆第1茬刈割時間最早，比多花黑麥草、燕麥提早28 d供青，比其他牧草提早21 d；箭筈豌豆刈割1次，再生性較弱，供青利用時間最短。施肥處理水平對草牧草供青時間基本無影響(表1)。

氮肥對牧草生長具有一定的積極作用，在第1茬中表現較為明顯。N225、N150處理的多花黑麥草、小黑麥、箭筈豌豆、飼用豌豆植株高度顯著大于N75處理(P<0.05)，N225處理的紫云英和毛苕子株高顯著高于N150、N75處理(P<0.05)，燕麥的3個處理間存在顯著差異(P<0.05)。

在第2茬中，株高表現有所變化，多花黑麥草、小黑麥、燕麥、紫云英均以N150處理表現較優，其中N225處理的多花黑麥草和小黑麥株高顯著低于N150處理(P<0.05)；N150和N225處理的燕麥、紫云英株高無顯著差異，但均顯著高于N75處理(P<0.05)；毛苕子、飼用豌豆卻相反，N150處理的株高最低，且顯著低于N75和N225處理(P<0.05)。

在第3茬中，多花黑麥草株高表現為N150>N75>N225，處理間無差異(P>0.05)；而燕麥和毛苕子表現為N225> N150>N75。

2.2 氮肥對牧草產量的影響

氮肥對牧草產量的影響呈現3個明顯的規律(圖1～圖7)。一是多花黑麥草、毛苕子、紫云英、飼用豌豆和箭筈豌豆5個牧草隨施肥量增加干草總產量逐步提高。二是燕麥和小黑麥2個牧草，干草總產量變化隨施肥量增加呈現先高后低的態勢。三是干草總產量變化規律與第1茬草產量的變化規律完全一致，表明了第1茬草對牧草生產起主導作用。

由圖1可知，N220和N150的多花黑麥草第1茬干草產量顯著高于N75處理(P<0.05)；第2茬、第3茬3個處理的干草產量無顯著差異(P>0.05)。可能與刈割后未追肥，隨刈割茬次的增加，早期施肥對多花黑麥草后期產量的影響較弱有關。

燕麥和小黑麥干草產量對施肥處理反應較一致(圖2和圖3)，表現為N150>N225>N75。燕麥第1茬產量和干草總產量3個處理間存在顯著差異(P<0.05)；N220與N150的第2茬、第3茬產量和干草總產量均顯著高于N75處理(P<0.05)。雖然刈割后未追肥，早期施肥對燕麥第2茬干草產量有一定的影響。N220處理與N150處理的小黑麥干草產量無顯著差異(P>0.05)，顯著高于N75處理(P<0.05)。

從圖4、圖5、圖6和圖7來看，豆科牧草紫云英、毛苕子、箭筈豌豆和飼用豌豆對氮肥反應基本一致。豆科牧草第1茬干草產量和干草總量表現為N225>N150>N75，N225與N150無顯著性差異，N220 和N150處理的箭筈豌豆和飼用豌豆干草產量和干草總量均顯著高于N75處理(P<0.05)；雖然第1茬刈割后追施氮肥，因再生能力較差，豆科牧草的第2茬或第3茬產量無差異(P>0.05)。

圖1 多花黑麥的干草產量

2.3 氮肥對牧草供青分配的影響

除箭筈豌豆僅刈割1茬外，氮肥對牧草供青分配影響存在差異(表2)。多花黑麥草、小黑麥、毛苕子隨著施肥量的增加，第1茬草占總產量的比重增加，第2茬草或第3茬草占總產量的比重下降；燕麥、紫云英、飼用豌豆處理間變化規律不明顯。從整個供青比重分析來看，6個牧草第1茬草刈割時間、產量對牧草供青分配具有重要影響。

圖2 燕麥的干草產量

因受生長時間限制的影響，多花黑麥草、燕麥以及毛苕子在“稻-稻-草”模式下只能刈割利用2茬，各處理干草產量較“稻-草”模式下降低了7.83%～9.24%。受物種特性影響，不同牧草在2個模式下表現出一定的差異，在“稻-稻-草”模式下，燕麥表現了早期生長快的特點，干草產量的排位與多花黑麥草互為轉變，燕麥N150>多花黑麥草N225、燕麥N225>多花黑麥草N150，排位從第2、4變為第1、3；紫云英N225、N150和 N75的干草產量排位從第10、11、18上升為第8、9、14，而毛苕子N225、N150和N75的干草產量排位第8、9、14下降為第11、12、18；其他處理的變化不大或不明顯。

圖3 小黑麥的干草產量

圖4 紫云英的干草產量

圖5 箭筈豌豆的干草產量

圖6 毛苕子的干草產量

表2 氮肥對禾本科供青分配情況的影響%

圖7 飼用豌豆的干草產量

2.4 在“稻草輪作模式”下氮肥對牧草產量的影響

7個牧草3個氮肥水平處理在“稻-草”和“稻-稻-草”2種輪作模式下的干草產量比較情況見表3。

在2個模式下，除小黑麥N75和燕麥N75處理外，其他禾本科牧草處理的總產量在前7位，顯著高于豆科牧草(除“稻-草”模式中小黑麥N225與毛苕子N225外，P<0.05)；箭筈豌豆N75、飼用豌豆N75和小黑麥N75處理產量排最后19、20、21位，其他處理排位居中。

因受生長時間限制的影響，多花黑麥草、燕麥以及毛苕子在“稻-稻-草”模式下只能刈割利用2茬，各處理干草產量較“稻-草”模式下降低了7.83%～9.24%。受物種特性影響，不同牧草在2個模式下表現出一定的差異，在“稻-稻-草”模式下，燕麥表現了早期生長快的特點，干草產量的排位與多花黑麥草互為轉變，燕麥N150>多花黑麥草N225、燕麥N225>多花黑麥草N150，排位從第2、4變為第1、3；紫云英N225、N150和 N75的干草產量排位從第10、11、18上升為第8、9、14，而毛苕子N225、N150和N75的干草產量排位第8、9、14下降為第11、12、18；其他處理的變化不大或不明顯。

表3 草稻輪作模式下牧草及處理間產量的比較

3 討論與結論

禾本科牧草不具備固氮功能，其所需的氮肥以及各種養分必須從土壤中吸取。本試驗研究發現，多花黑麥草、燕麥以及小黑麥對氮肥(尿素)敏感，在苗期和拔節期施肥對第1茬的影響較大。多花黑麥草、燕麥刈割后無追肥，施肥對再生性牧草的影響有待進一步研究。但從供青比重分析來看，多花黑麥草和燕麥第2茬的干草比重較大，需注重第1茬刈割后施肥管理。雖然豆科牧草具有固氮功能，但在幼苗階段，由于還不具備固氮功能，對氮肥也較敏感。本試驗表明，4個豆科牧草在苗期追施尿素，第1茬產量因施肥不同存在差異，但在刈割后追施速效氮肥對第2茬產量影響不大。因此，在豆科和禾本科牧草在施肥管理上應區別對待。

氮素在作物產量和品質形成中起著關鍵作用。合理施用氮肥是當今世界作物生產中獲得較高目標產量的關鍵措施[1]。絕大多數試驗證實，氮肥施入土壤后，由于“正激發效應(ANI)”的存在，施氮處理的作物會較對照處理的作物吸收更多的土壤氮[2-5]。從本研究結果得到，隨著氮肥施用量的增加，干物質產量也增加，這與前人報道一致。而徐明崗等[3]對南方紅壤丘陵區牧草的肥料效應與施肥研究確定了氮肥效應曲線為拋物線型，表明在其他養分供應一定時，氮肥并非施得越多越好，而是在一定量時為最佳，且氮素需要每年持續施用才能高產。從本試驗干草產量增幅情況來看，并不是氮肥用量越大越好。本試驗的3個施肥水平處理中，燕麥和小黑麥以N150處理的干草產量較高，其他牧草N150處理的干草總產量略低于N225處理，但無差異顯著。綜合考慮氮肥利用率、投入經濟成本以及農田生態安全，認為以施尿素150 kg/hm2為宜。

“稻-草”輪作模式因水稻種植時間差異性，導致牧草在種植節點和生產時間長度有差異，從而影響牧草產量潛力的發揮。因此，宜結合耕作模式合理選擇適宜牧草。本試驗研究表明：“稻-草”模式下，生長利用期長的多花黑麥草干草產量優于燕麥，毛苕子優于紫云英；“稻-稻-草”模式下，前期生長快的燕麥優于多花黑麥草、紫云英優于毛苕子。