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本研究主要分一年生饲料作物燕麦施肥、多年生老龄人工草地施肥增产效应和高寒地区天然草地施肥改良3部分内容。着重研究了在不同类型草地上施N、P、K对牧草生长发育、产量及营养成分含量的影响。主要研究结果如下:
1、施肥对牧草生长发育的影响
(1)燕麦施肥
在氮(N)磷(P)配施试验中,施N和P对裸燕麦和皮燕麦的有效分蘖数、叶面积、千粒重、穗粒重、穗数、穗粒数均有显著影响(P<0.05)。在N90P90(每公顷施用N90公斤和P2O590公斤,下同)水平下,裸燕麦有效分蘖数、穗数、种子千粒重、粒重和穗粒数均较高,分别为5.867蘖/株,506万个/hm2,19.75g/1000粒,1.63g/穗和57.33粒/穗;而在N135P90水平下,总分蘖数和叶面积最高,为6.68蘖/株和59.37cm2。在N75P105水平下,皮燕麦叶面积、茎粗、穗长、种子千粒重均最高,分别为34.09cm2,0.413cm,25.2cm和29.27g/1000粒;而在N75P138水平下,穗粒重最高,为1.76g/穗。
氮钾(K)配施试验中,施N和K对燕麦有效分蘖数、叶面积、茎粗、穗长、穗数、穗粒数、穗粒重、千粒重均有显著影响(P<0.05)。在N75K105水平下,皮燕麦的有效分蘖数、叶面积、茎粗、穗长、穗数、穗粒数、穗粒重、千粒重均达到最大分别是3.27蘖/株,31.03cm2,0.362cm,25.30cm,591万个/hm2,36.33粒/穗,1.79g/穗,28.57g/1000粒。
磷钾配施试验中,施P和K对燕麦有效分蘖数、叶面积、茎粗、穗长、穗粒数、千粒重均有显著影响(P<0.05)。在P105K105水平下,皮燕麦的有效分蘖数、叶面积、茎粗、穗长、穗粒数、千粒重均达到最大分别是3.17蘖/株,32.27c㎡,0.417cm,26.41cm,37.94粒/穗和29.63g/1000粒。在P138K105水平下,穗粒重和穗数达到最高值分别是1.79g/穗和603万个/hm2。
(2)多年生老龄人工草地施肥
施磷肥和钾肥都能增加老龄多叶老芒麦株高,不同施磷水平下,老芒麦在施肥量为112.5kg/h㎡时,乳熟期株高达到最高为62.49cm;不同施钾水平下,施肥量为112.5kg/hm2时老芒麦乳熟期株高最高为69.40cm。
(3)高寒牧区天然草地施肥
干草原类草场施氮时,在不同施氮量情况下,牧草的高度、覆盖度发生了显著变化,植被群落发生明显改观,施肥后草群盖度和频度分别比对照区增加10.6%~174.0%和6.4%~208.2%:草群高度和密度分别比对照区依次增加15.4%~83.1%和1.7%~235.0%。
2、施肥增产效应
(1)燕麦施肥的增产效应
氮磷配施试验中,施N和P对裸燕麦和皮燕麦的种子产量、秸秆产量均有显著影响(P<0.05)。在N90P90水平下,裸燕麦的种子产量最高为3400kg/hm2,而在N135P90水平下,其秸秆产量最高,为2.07万kg/hm2。在N75P105水平下,皮燕麦种子产量最高为5190kg/hm2;而在N75P135水平下,秸秆产量最高为1.03万kg/hm2。
(2)多年生人工草地施肥的增产效应
施磷肥和钾肥都能增加老龄多叶老芒麦鲜草、干草产量和种子产量,不同施磷水平下,老芒麦在施磷肥量为86.25kg/hm2时抽穗期获得最高鲜草产量和种子产量,分别为8450kg/hm2和1352.5kg/hm2,施磷肥量为51.75kg/hm2时抽穗期获得最高干草产量为1317kg/hm2。不同施钾水平下,施钾肥量为45kg/hm2时,在开花期后鲜草、干草产量和种子产量均为最大,分别为6400kg/hm2,2285.8kg/hm2,1400kg/hm2。
(3)高寒牧区天然草地施肥的增产效应
干草原类草场施氮肥时,在不同施N量情况下,施N当年、第二年和两年合计牧草单位面积产量与对照相比均有所提高。增产量和增产率随着施N量的增加而递增。施肥当年各处理分别比对照增产23.8%、59.9%、96.7%、248.6%:施肥第二年各处理分别比对照增产12.6%、43.7%、149.9%、141.8%:施肥两年各处理合计分别比对照增产16.42%、49.24%、131.69%、178.28%。
高寒草甸草场施氮肥时,通过对施氮后高寒草甸各经济植物类群地上生物量的统计分析,认为高寒草甸最佳施N量为63kg/hm2,可使2年累积地上总生物量和禾草生物量比对比照分别增加鲜草2883kg/hm2和1770kg/hm2。
3、经济效益分析
(1)燕麦施肥
通过对试验中投入与产出的测算,确定了最佳经济施肥量和最大利润率施肥量,施肥水平为N90P90时,种植裸燕麦经济效益最好,纯收入为7274元/hm2;N75P108、N75K100和K105P105下种植皮燕麦经济效益最好,纯收入分别是9125.4元/hm2、8701元/hm2和9592元/hm2。综上述因素,在青海省东部农区裸燕麦种植较适宜的纯N用量为90kg/hm2,纯P用量90kg/hm2;种植皮燕麦较适宜的纯N用量75kg/hm2,纯P用量105kg/hm2,纯K用量105kg/hm2。
(2)多年生人工草地施肥
施磷肥和钾肥都能提高老龄多叶老芒麦人工草地的经济效益,不同施磷和施钾水平下老芒麦种子产量经济效益分析表明,不同施磷水平下,施磷肥量为86.25kg/hm2时所获纯收入最高为6763元/hm2;不同施钾水平下,施钾肥量为90kg/hm2时所获纯收入最高为7198.8元/hm2。
(3)高寒牧区天然草地施肥
干草原类草场施氮肥时,随着施肥量的增加,投入产出比逐步减小,施氮肥量为55.2kg/hm2时所获纯收入最高为931.8元/hm2,投产比为0.252,说明此项试验中施N量55.2kg/hm2时投入产出比最适宜,较符合生产实际,为较理想的施N水平。
4、施肥对牧草营养成分、种子营养成分和土壤养分的影响
(1)燕麦施肥
氮磷配施试验中,在施肥量为N135P0水平下,裸燕麦籽粒粗蛋白含量最高为19.39%,在施肥量为N0P60水平下,粗脂肪含量最高为7.92%;在施肥量为N75P65水平下,皮燕麦籽粒的粗蛋白达到最高值为14.26%,在施肥量为N100P138水平下,粗纤维达到最高值为7.07%;氮钾配施试验中,在施肥量为N100K135水平下,燕麦籽粒的粗蛋白达到最高值13.26%;在N75K135水平下燕麦籽粒的粗纤维达到最高6.87%。磷钾配施试验中,在K105P105水平下,燕麦籽粒的粗蛋白达到最高12.63%;K135P65水平下粗纤维最高6.73%。
(2)多年生人工草地施肥
不同施磷水平下,老芒麦乳熟期牧草粗脂肪产量及ADF产量在施肥量为86.25kg/hm2时达到最高;不同施钾水平下,施肥量为11.25kg/hm2时,乳熟期粗脂肪产量达到最高:施肥量为90kg/hm2时,牧草ADF产量达最高值;施肥量为45kg/hm2时,粗蛋白产量最高。施磷及钾肥还显著提高了老芒麦种子和牧草中粗蛋白(CP)和租脂肪(EE)的含量。两种配施方案,均使土地有机质含量有所下降,土壤盐分含量有所升高。配施磷肥以后,老龄多叶老芒麦种子中中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)的含量有所升高,茎叶中的酸性洗涤纤维(ADF)有所下降,而中性洗涤纤维(NDF)有所升高,种子内的含量不受影响,牧草中磷含量有所降低,而钙的含量明显升高。配施钾肥增加了老龄多叶老兰麦利种子中中性洗涤纤维(NDF)的含量,而酸性洗涤纤维(ADF)变化很小,配施钾肥后老芒麦种子中磷的含量有所升高,但牧草中磷的含量有所减少。
(3)高寒牧区天然草地施肥
干草原类草场施氮肥时,牧草中粗蛋白质含量随着施氮水平的提高而增加。当施N27.6~36.8kg/hm2时,增加幅度较大,随着施肥量的进一步提高,牧草中粗蛋白质含量增加的幅度变小。牧草中的无氮浸出物含量因施氮水平而变,但变化规律正好与粗蛋白质含量相反,即随施氮水平的提高而降低。牧草中粗纤维、粗脂肪、粗灰分以及钙和磷的含量较稳定,且无明显的变化规律,表明施氮水平对它们的含量影响不大。