基于平衡施肥的紫花苜蓿光合特性及光合因子的产量效应研究

为探明平衡施肥对紫花苜蓿光合特性及产量的影响,并明确光合特性各因子对紫花苜蓿产量形成的贡献,以“甘农3号”紫花苜蓿为材料,采用“3414”试验设计,通过田间试验研究,探讨了平衡施肥对紫花苜蓿产量形成的关键因子—光合特性的影响及其产量效应。结果表明:1)平衡施肥可通过提高紫花苜蓿的叶绿素含量、RuBP羧化酶活性、光合速率、碳水化合物含量、群体叶面积指数以增强光合特性,并且N 103.5 kg·hm^-2、P₂O₅ 105 kg·hm^-2、K₂O 90 kg·hm^-2配施最有利于提高紫花苜蓿的光合特性;2)平衡施肥可显著提高紫花苜蓿干草产量,以N 103.5 kg·hm^-2、P₂O₅ 105 kg·hm^-2、K₂O 90 kg·hm^-2配施对产量的提高最显著,年总干草产量达到25636.26 kg·hm^-2,相比肥料偏施,平衡施肥才能保障紫花苜蓿高效生产;3)通过主成分归一化分析可知,群体叶面积指数、RuBP羧化酶活性、叶绿素是对紫花苜蓿产量形成贡献率最大的光合因子,其产量贡献率依次为22.8%、21.3%、15.9%。综上,平衡施肥是紫花苜蓿获得高产的重要栽培措施之一;通过调控紫花苜蓿群体叶面积指数、RuBP羧化酶活性和叶绿素含量等主要光合因子,可有效提高紫花苜蓿生产性能。     

施用磷肥对紫花苜蓿营养价值和氮磷利用效率的影响

为探究施磷对紫花苜蓿增产效应、营养价值及氮、磷利用率的影响,探明施磷对紫花苜蓿蛋白质合成、积累影响的原因,选用品种甘农3号,在田间小区条件下优化氮肥基础上研究了不同磷素水平(P₀:0 kg·hm^-2;P₁:126 kg·hm^-2;P₂:252 kg·hm^-2)对紫花苜蓿生产性能、营养价值、氮、磷利用率及氮代谢关键酶的影响。结果表明,在适宜的氮肥施用量的基础上,126 kg·hm^-2处理紫花苜蓿年总产量最高,为33312.3 kg·hm^-2,显著高于0和252 kg·hm^-2处理(P<0.05),126和252 kg·hm^-2处理的硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性、粗蛋白含量和总蛋白产出量、氮素吸收效率和氮素生产效率均显著高于0 kg·hm^-2处理(P<0.05),且各指标均在126 kg·hm^-2处理达最大值,252 kg·hm^-2处理反而下降,说明对紫花苜蓿施用磷肥可显著增产,提升品质及提高N、P利用率;磷肥的施用量在紫花苜蓿的产量、品质和利用率的角度均表现为报酬递减规律,说明在紫花苜蓿的生产中磷肥的施用量存在阈值。在施磷水平中表现最优的是126 kg·hm^-2。适宜的磷素主要通过激发 NR和GS活性,加强自身的氮代谢能力促进对氮素的吸收和同化,从而提高紫花苜蓿产量、品质及氮素利用效率。     

海河平原区施氮磷肥对饲用小黑麦生产性能及营养品质的影响

为探讨海河平原区施氮磷肥对饲用小黑麦生产性能及营养品质的影响,确定该地区饲用小黑麦的合理施肥量,于2014-2016年连续两年以饲用小黑麦中饲 1048 为试验材料,设置不同氮、磷肥单因素试验,氮肥(N)试验处理为:0、60、120、180、240、300 kg·hm^-2,磷肥(P₂O₅)试验处理为:0、45、90、135、180、225 kg·hm^-2,测定并分析了不同氮、磷肥处理下饲用小黑麦产草量、农艺性状、营养品质以及土壤养分等相关指标的变化。结果表明,不同氮、磷肥处理下饲用小黑麦两年平均干草产量、ADF和NDF含量和不施肥处理差异不显著,全株粗蛋白含量均显著高于不施肥处理(P<0.05),故施氮磷肥对饲用小黑麦增产效果不明显,但在提高粗蛋白含量方面具有一定促进作用。综合分析得出,在海河平原区肥力较差土壤上种植饲用小黑麦需施肥,建议施氮肥120~180 kg·hm^-2,磷肥90~135 kg·hm^-2。肥力较好的土壤种植饲用小黑麦可以不施肥或隔年施一次,施肥量同土壤肥力较差地块。     

水氮互作对河西走廊紫花苜蓿品质的影响

通过研究不同灌溉量(W₁:117 mm;W₂:156 mm;W₃:192 mm)和施氮量(N₁:0 kg·hm^-2;N₂:40 kg·hm^-2;N₃:80 kg·hm^-2;N₄:120 kg·hm^-2)互作条件下河西走廊紫花苜蓿水分利用效率、品质和相对饲用价值的变化特征,旨在确定紫花苜蓿品质最优时的水氮配置模式。结果表明,水氮互作显著影响了紫花苜蓿水分利用效率、粗蛋白质含量、中性洗涤纤维含量和相对饲用价值(P<0.05),但对紫花苜蓿地上生物量、粗脂肪、粗灰分含量和酸性洗涤纤维含量影响不显著。紫花苜蓿水分利用效率、粗蛋白质含量、中性洗涤纤维含量和相对饲用价值随灌溉量和施氮量的增加均呈开口向下的抛物线,最大值出现的组合分别为W₂N₃和W₂N₂,说明只有水氮合理配置才能提高紫花苜蓿品质和相对饲用价值。     

种植密度和施磷肥对黄花草木樨种子产量的影响

适宜的种子生产技术是保证优良品种成功推广的重要基础。2014-2016年,在甘肃河西走廊地区研究了不同株距(30、45、60 cm)以及不同施磷肥量(0、40、80、120 kg·hm^-2 P₂O₅)对黄花草木樨两个品种‘天水’和‘Norgold’种子产量及产量构成因素的影响。结果表明,密度和施肥量以及二者的互作极显著影响黄花草木樨的实际种子产量(P<0.01)。 ‘天水’在60 cm株距和80 kg·hm^-2施磷肥条件下,两年的平均种子产量最高,为1234 kg·hm^-2;而对于‘Norgold’,2015和2016年皆为45 cm株距、80 kg·hm^-2施磷肥条件下的种子产量最高,分别为1613和1428 kg·hm^-2。通径分析表明,对种子产量影响最大的种子产量构成因素为生殖枝数。     

水氮供应对地下滴灌紫花苜蓿生产性能及水氮利用效率的影响

为探讨不同水氮供应对紫花苜蓿生长、产量和水氮利用效率的影响,确定地下滴灌紫花苜蓿栽培草地的合理施氮量和灌溉量,以紫花苜蓿‘巨能7号’为供试品种,采用田间试验,全生长季共设置4个总滴灌量水平:480 mm(W₁)、550 mm(W₂)、620 mm(W₃)和690 mm(W₄);施氮量共设置4个水平:无氮(N₀,0)、低氮(N₁,60 kg·hm^-2)、中氮(N₂,120 kg·hm^-2)和高氮(N₃,180 kg·hm^-2)结合灌溉进行,试验采用田间裂区设计,研究了不同水氮供应对地下滴灌紫花苜蓿全生长季内生长状况、产量和水氮利用效率的影响。试验结果表明:1)水氮供应对紫花苜蓿不同茬次的株高和茎粗均有不同的影响,表现为第1、2茬紫花苜蓿的株高均随施氮量和滴灌量的增加而增高,第1茬紫花苜蓿的茎粗随滴灌量的增加而增粗。2)第1、2茬紫花苜蓿干草产量均随滴灌量的增加而增加,施氮量对第1、4茬和全年的紫花苜蓿干草产量有显著的提高,其中滴灌量、施氮量和水氮互作对紫花苜蓿增产效应极显著(P<0.01)。3)增加滴灌量,降低施氮量,紫花苜蓿的水分利用效率(WUE)和灌溉水利用效率(IWUE)均逐渐下降,WUE和IWUE最小值均出现在W₄N₀处理下,且该处理下的WUE和IWUE均明显小于其他处理。4)紫花苜蓿氮肥农学效率(ANUE)随施氮量增加在不同滴灌量下表现出不同的变化趋势,在W₁、W₂和W₃水平下,ANUE随施氮量的增加表现为先增大后降低趋势,ANUE最大值均出现在N₂水平,在W₄水平下,ANUE随施氮量的增加而降低;氮肥偏生产力(PFPN)则随施氮量的增加而显著降低。ANUE随滴灌量的增加先降低后升高,而PFPN先增加后降低,说明适当增加滴灌量可以提高紫花苜蓿的ANUE和PFPN。综合考虑紫花苜蓿产量效应和资源利用、环境等综合效应,W₃N₂处理下(滴灌量为620 mm,施氮量为120 kg·hm^-2)宁夏引黄灌区地下滴灌紫花苜蓿种植较为适宜。研究结果可为宁夏引黄灌区紫花苜蓿大面积推广节水、高产优质种植提供理论依据。     

施肥与混播比例对豆禾混播牧草产量及氮磷钾利用效率的影响

氮磷钾施量、豆禾混播比例是影响混播草地产量和肥料利用效率的关键因素,分析不同氮磷钾组合与混播比例下牧草产量和氮磷钾利用效率,为豆禾混播草地高产栽培管理提供科学依据。以紫花苜蓿+无芒雀麦混播草地为对象,采用2个间行混播比例(豆禾比2:2和1:2)和7个氮磷钾组合[N₂₈₀P₁₅₀K₀(A₁),N₃₅₀P₁₀₀K₃₆₀(A₂),N₁₄₀P₃₀₀K₃₀₀(A₃),N₄₂₀P₂₅₀K₁₂₀(A₄),N₇₀P₅₀K₆₀(A₅),N₂₁₀P₀K₂₄₀(A₆)和N₀P₂₀₀K₁₈₀(A₇)]进行田间试验。结果表明,全年豆禾总产量以A₂处理最高(11.68 t·hm^-2),极显著(P<0.01)高于其他处理;A₁处理禾草产量(3.80 t·hm^-2)极显著(P<0.01)高于其他处理;A₂处理苜蓿产量(8.60 t·hm^-2)极显著(P<0.01)高于A₁,A₅,A₆,A₇处理;缺氮(A₇)处理全年禾草及豆禾总产量最低。氮肥及氮钾互作与豆禾产量、氮钾互作与苜蓿产量显著相关(P<0.05)。禾草、苜蓿及豆禾NPK偏生产力和吸收率随着NPK施量增加而逐渐下降,A₅处理极显著(P<0.01)高于其他处理。缺钾(A₁)和低钾(A₅)处理苜蓿N利用率明显降低,缺磷(A₆)和高磷(A₃)处理禾草、苜蓿及豆禾K利用率明显下降。豆禾2:2混播全年苜蓿产量及豆禾总产量极显著(P<0.01)高于1:2混播。豆禾2:2混播苜蓿NPK偏生产力、吸收量和吸收率、豆禾NPK偏生产力、N吸收量和吸收率极显著高于1:2混播,禾草NPK偏生产力、吸收量和吸收率极显著(P<0.01)低于1:2混播。综合考虑牧草产量及养分利用效率,豆禾2:2间行混播,氮磷钾施量以N 140 kg·hm^-2,P₂O₅ 100 kg·hm^-2,K₂O 120 kg·hm^-2较适宜。     

中国不同区域常见绿肥产量和养分含量特征及替代氮肥潜力评估

绿肥作为清洁的有机肥源,在培肥地力和替代化肥方面具有重要作用,明确中国不同区域绿肥产量及养分含量特征,旨在为绿肥种植和绿肥替代化肥提供理论依据和数据支撑。本研究通过检索中国知网数据库和相关书籍的绿肥产量及养分含量,收集整理了包含17种我国常见绿肥的3431个数据变量,整合分析了我国常见绿肥的产量和氮磷钾养分含量特征,比较了几种主要绿肥在我国不同区域的产量及养分含量差异,评估了不同区域种植绿肥替代化学氮肥的潜力。结果表明,我国绿肥鲜草产量平均为38.0 t·hm^-2(含水量平均81.0%)、变幅大(0.7~186.7 t·hm^-2),其中黑麦草、沙打旺、柱花草和红三叶平均产量>42.5 t·hm^-2,均显著高于其他绿肥种类。17种常见绿肥的平均含氮量为28.0 g·kg^-1(干基计),箭筈豌豆、苕子、苜蓿、金花菜和白三叶等豆科绿肥含氮量均在30.0 g·kg^-1以上;常见绿肥的平均含磷量为7.0 g·kg^-1,苕子和二月兰含磷量最高,均在8.0 g·kg^-1以上;常见绿肥的平均含钾量为25.3 g·kg^-1,二月兰和紫云英含钾量最高,均在32.0 g·kg^-1以上。常见绿肥氮磷钾养分累积量平均为214.4 kg·hm^-2、48.4 kg·hm^-2和165.1 kg·hm^-2,不同种类之间存在显著差异,其中以沙打旺、黑麦草、红三叶草、苜蓿和柱花草氮(N)、磷(P₂O₅)和钾(K₂O)累积量最高,分别在250.0 kg·hm^-2、50.0 kg·hm^-2和191.7 kg·hm^-2以上。分析不同气候区域绿肥养分累积状况发现,紫云英最适宜种植于南方丘陵谷地稻肥复种及茶果肥(草)间套种区;箭筈豌豆适宜种植于东北粮草(肥)轮作区和长江流域稻麦棉肥(草)复套间种区;苕子最适宜种植于长江流域稻麦棉肥(草)复套间种区;苜蓿最适宜种植于滨海稻肥(草)复种区;白/红三叶最适宜种植于西南山地丘陵粮肥(草)复间套种区;而黑麦草更适宜种植于滨海稻肥(草)复种区和南方丘陵谷地稻肥复种及茶果肥(草)间套种区。根据不同区域主要豆科绿肥产量、固氮量及种植面积进行固氮潜力评估表明,当前中国绿肥种植面积约448.6 万 hm²,相当于生产39.5~80.8 万t氮肥;如果按照中国可种植绿肥的潜在面积4600.0万hm²估算,相当于生产405.3~828.1万t的氮肥,豆科绿肥具有较高的化肥替代潜力。在绿肥生产过程中,应针对本区域适应性强的绿肥进行重点推广应用。     

施磷对滴灌苜蓿干草产量及磷素含量的影响

为探讨不同施磷量对滴灌苜蓿干草产量、吸磷量及苜蓿磷素利用效率的影响,明确不同磷素水平下土壤全磷和速效磷的含量分布特征。试验设4种施磷梯度,分别为施P₂O₅ 0 kg·hm^-2(CK)、50 kg·hm^-2(P₁)、100 kg·hm^-2(P₂)、150 kg·hm^-2(P₃),采用滴灌水肥一体化施肥方式,平均分4次分别在返青后的分枝期、第1茬、第2茬、第3茬刈割后3~5 d施入。结果表明,各茬次苜蓿植株叶片、茎秆磷含量在P₂处理下达到最大值,其中叶片磷含量数值分别为0.223%,0.275%,0.292%和0.218%;茎秆磷含量数值分别为0.202%,0.223%,0.201%和0.146%。苜蓿叶片磷含量大于茎秆磷含量。滴灌苜蓿植株的干草产量、吸磷量随着施磷量的增加呈先增加后降低的趋势,在第1茬P₂处理达到最大值,数值分别为6.54 t·hm^-2和13.78 kg·hm^-2。土壤全磷含量、速效磷含量随着施磷量的增加呈逐渐增大的趋势,且各施磷处理显著大于未施磷处理(P<0.05),滴灌苜蓿总干草产量在P₂处理条件下达到最大,达21.24 t·hm^-2。苜蓿的磷素利用效率为随施磷量的增加呈逐渐降低的趋势,P₁处理苜蓿的磷素利用效率在第1茬达到最大值为28.37%。滴灌苜蓿植株吸磷量与干草产量呈极显著正相关(P<0.01)。当施P₂O₅为100 kg·hm^-2(P₂)时,能够有效促进苜蓿根系对土壤速效磷的吸收,提高苜蓿磷素利用效率,进而提高滴灌苜蓿干草产量。     

坝上地区紫花苜蓿氮、磷、钾肥料效应与推荐施肥量

采用"3414"试验设计,进行田间试验,研究了坝上地区紫花苜蓿氮、磷、钾肥料效应及推荐施肥量。结果表明:在偏干旱条件下,施氮提高紫花苜蓿产量8%～25%,施磷增产率在122%～172%之间,施钾降低紫花苜蓿产量0～12%;与无肥处理相比,缺磷处理减产38.24%,其余处理增产26%～68%,高磷处理增产率最高(67.94%);氮钾互作效应降低紫花苜蓿产草量,而磷钾和磷氮互作效应为提高;缺氮、缺磷和缺钾处理的相对产量分别为75.02%、36.78%和91.60%,土壤速效氮、速效磷和速效钾的丰缺状况依次为中等、极缺和丰富。结合肥料效应函数法和养分丰缺指标法,得出坝上地区旱作条件下紫花苜蓿推荐年施氮(N)、磷(P2O5)和钾(K2O)量分别为80、50和60kg/hm2。     

西北干旱灌区紫花苜蓿高产田施肥效应及推荐施肥量研究

为揭示紫花苜蓿氮、磷、钾肥效应,采用“3414”不完全正交回归设计,对紫花苜蓿氮、磷、钾肥合理配比施肥效应进行研究,同时对紫花苜蓿产量及蛋白总量进行肥效模型拟合。结果表明,氮、磷、钾对建植2年苜蓿产量的贡献为钾>磷>氮,对建植3年苜蓿产量的贡献为磷>钾>氮,建植2与3年苜蓿交互效应均表现为氮磷>氮钾>磷钾。氮、磷、钾对建植2年苜蓿蛋白总量的贡献为氮>钾>磷,对建植3年苜蓿蛋白总量的贡献为氮>磷>钾。建植2年苜蓿氮磷肥互作效应明显优于氮钾、磷钾互作;建植3年苜蓿氮磷、氮钾交互对苜蓿蛋白总量的增产效果明显大于磷钾交互。采用频度分析法,通过模拟寻优,得出建植2年紫花苜蓿目标产量大于平均产量17522kg·hm^-2时,优化施肥量为氮56.27~67.51kg·hm^-2、磷77.69~90.48kg·hm^-2、钾76.43~87.18kg·hm^-2;建植3年紫花苜蓿目标产量大于平均产量19234.1kg·hm^-2时,优化施肥量为氮46.75~57.66kg·hm^-2、磷80.15~92.28kg·hm^-2、钾57.79~69.74kg·hm^-2;建植2年紫花苜蓿目标蛋白总量大于平均2115kg·hm^-2时,优化施肥量为氮66.35~77.48kg·hm^-2、磷79.34~92.87kg·hm^-2、钾73.68~85.38kg·hm^-2;建植3年紫花苜蓿目标蛋白总量大于平均2656kg·hm^-2时,优化施肥量为氮68.44~79.50kg·hm^-2、磷72.74~85.96kg·hm^-2、钾50.68~61.61kg·hm^-2。     

甘肃荒漠灌区播量和行距对紫花苜蓿营养价值的影响

播量和行距是实现紫花苜蓿高产和优质的重要栽培技术措施。为此,采用裂区设计,以播量(12.0、16.0、20.0、24.0 kg·hm^-2)为主处理,3个等行距(10、15、20 cm)和2个不等行距(60 cm+40 cm间距、60 cm+30 cm间距,60 cm即种植6行,行距10 cm)为副处理,连续3年在甘肃荒漠灌区研究播量和行距对紫花苜蓿叶茎比和营养价值的影响。结果表明,播量和行距对叶茎比无显著影响,对营养价值有一定影响。其中粗蛋白、粗脂肪、钙和磷含量随播量、行距的增加呈先增加后降低趋势,3年平均粗蛋白含量在播量为16.0 kg·hm^-2,行距为20 cm时最高(20.06%),粗脂肪含量在播量为16.0 kg·hm^-2,行距为15 cm时最大(3.42%),钙含量在播量为20.0 kg·hm^-2,行距为20 cm时达到峰值(1.65%),磷含量在播量分别为12.0、16.0和20.0 kg·hm^-2,行距均为20 cm时最高(0.19%);中性、酸性洗涤纤维含量随播量增加呈降低趋势,随行距增加呈增加趋势,且中性洗涤纤维含量在播量为24.0 kg·hm^-2,行距为10 cm时最低(31.74%),酸性洗涤纤维含量在播量为24.0 kg·hm^-2,行距为15 cm时最小(25.64%);相对饲喂价值随播量的增加呈增大趋势,随行距的增加呈先升高后降低趋势,其值在播量为16.0 kg·hm^-2,行距为20 cm时最高(208.64%)。相同播量和行距下,紫花苜蓿营养价值受生长年限的影响。综合分析结果显示,播量为20.0 kg·hm^-2、行距为20 cm是该地区的最佳播量和行距,有利于提高紫花苜蓿的营养价值。     

宁夏引黄灌区羊草水肥耦合效应研究

为了研究宁夏引黄灌区水肥耦合对羊草产量、品质及种子产量的影响,以中科2号羊草为研究材料,采用双因素裂区试验设计,主区为水分处理,副区为肥料处理,运用二次多项式逐步回归及归一化方法,寻求满足多目标综合效益最大化的灌水施肥制度。结果表明,灌水对种子和干草的产量、肥料偏生产力(PFP)、灌溉水分利用率(iWUE)和品质均有显著影响(P<0.05);施肥对种子和干草的产量、PFP、品质和干草iWUE有显著影响(P<0.05);水肥交互对千粒重、抽穗率、品质、干草PFP和iWUE均有显著影响(P<0.05)。灌水量为360 mm、施肥量为132 kg·hm^-2时种子产量最高,灌水量为360 mm、施肥量为540 kg·hm^-2时干草产量和相对饲喂价值(RFV)最高。综合分析得出,水肥耦合效应根据羊草生产目的而定。羊草种植以收获干草和饲草品质为目的,可将灌水量定为288~360 mm、施肥量为324~540 kg·hm^-2;羊草种植以收获种子和肥料高效利用为目的,可将灌水量定为288~360 mm、施肥量为108~216 kg·hm^-2。     

氮磷互作对不同茬次滴灌苜蓿生产性能及营养品质的影响

为探讨滴灌条件下不同氮磷互作模式对绿洲区滴灌苜蓿生产性能及营养品质的影响,本试验设置施N 105 (N₁)和210 kg·hm^-2(N₂)2种梯度,施P₂O₅ 0 (CK)、50 (P₁)、100 (P₂)和150 kg·hm^-2(P₃)4种施磷梯度,交互配施共8个处理(N₁P₀、N₁P₁、N₁P₂、N₁P₃、N₂P₀、N₂P₁、N₂P₂、N₂P₃),采用随机区组设计,对滴灌苜蓿各生长性状、干草产量及营养品质进行测定。结果表明:N₁条件下,前3茬中,苜蓿的株高、茎粗、生长速度、干草产量和粗蛋白质含量均表现为P₂处理大于其他处理;N₂条件下,苜蓿的株高、茎粗、生长速度、干草产量和粗蛋白质含量均表现为P₁处理大于其他处理;N₁、N₂条件下,各茬次苜蓿叶片、茎秆的酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维含量均表现为P₂处理小于其他处理。P₀、P₂和P₃条件下,前3茬中,苜蓿的株高、茎粗、生长速度、干草产量和粗蛋白质含量均表现为N₁处理大于N₂处理;相同施磷条件下,苜蓿叶片、茎秆的酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维含量均表现为N₁处理小于N₂处理。通过对苜蓿各生长性状指标与干草产量灰色关联度分析表明,生长速度和茎粗对苜蓿干草产量的贡献率较大,株高和茎叶比对苜蓿干草产量的贡献率较小。通过模糊相似优先比评价表明,不同氮磷处理下滴灌苜蓿各茬次的较优施肥模式为N₁P₂处理,此处理下,苜蓿能够获得较高干草产量(25103.19 kg·hm^-2)、高蛋白含量(叶:23.60%~26.47%、茎:10.57%~11.76%)、低酸性洗涤纤维含量(叶:13.28%~17.41%、茎:38.63%~47.21%)和低中性洗涤纤维含量(叶:18.18%~22.93%、茎:49.53%~59.83%)。在新疆绿洲区,施氮(N)105 kg·hm^-2、磷(P₂O₅)100 kg·hm^-2有利于促进滴灌苜蓿干草产量的形成及营养品质的提高。