磷肥、菌肥及磷肥對(duì)寒旱區(qū)苜蓿生長(zhǎng)及土壤養(yǎng)分的影響

磷肥、菌肥及磷肥對(duì)寒旱區(qū)苜蓿生長(zhǎng)及土壤養(yǎng)分的影響

三葉草在中國(guó)有很大的種植面積，但由于環(huán)境條件的限制，三葉草的產(chǎn)量較低，無(wú)法滿足動(dòng)物對(duì)營(yíng)養(yǎng)需求的需求。如何解決苜蓿高產(chǎn)的問(wèn)題一直以來(lái)是人們研究的焦點(diǎn)。研究證明,施肥是苜蓿獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的一個(gè)重要栽培措施。然而,實(shí)踐已證明,化肥使用不當(dāng),不僅浪費(fèi)肥料、增產(chǎn)效果低(甚至減產(chǎn))、經(jīng)濟(jì)效益下降,而且還可能導(dǎo)致土壤肥力下降、污染環(huán)境等,因而化肥的科學(xué)施用就顯得越來(lái)越重要。生物菌肥能改良土壤,增進(jìn)土壤肥力,促進(jìn)作物生長(zhǎng)發(fā)育,增強(qiáng)植物抗病力,增加作物產(chǎn)量和改善作物品質(zhì),具有低投入、高產(chǎn)出、高效益和無(wú)污染等特點(diǎn)。生物肥料的應(yīng)用在國(guó)內(nèi)外受到越來(lái)越多的關(guān)注,已成為現(xiàn)代生物科學(xué)研究和綜合開(kāi)發(fā)的重要領(lǐng)域。但長(zhǎng)期實(shí)踐證明,單純施用微生物肥料不能滿足植物生長(zhǎng)對(duì)營(yíng)養(yǎng)的需要,尤其在貧瘠土壤,生物肥料的增產(chǎn)效果有限。與其他肥料配合施用效果更好,既能穩(wěn)定作物產(chǎn)量又可逐步提高土壤肥力。甘肅省甘南州夏河縣王格爾塘鎮(zhèn)為半農(nóng)半牧區(qū),土壤貧瘠,飼草料缺乏。為了了解施肥對(duì)當(dāng)?shù)剀俎．a(chǎn)量及土壤肥力影響,通過(guò)化肥與生物菌肥的配施,尋找生物菌肥與化肥之間的最佳配施方式,為高寒干旱氣候條件下肥料的合理使用提供科學(xué)依據(jù)。1材料和方法1.1年生時(shí)氣溫試驗(yàn)地位于甘南州夏河王格爾塘鎮(zhèn),海拔2792m,年均降水量324.2mm,年均氣溫3.9℃,全年無(wú)霜期88d。試驗(yàn)地為種植第2年的金皇后苜蓿(2011年6月底種植,播種量為22.5kg/hm2),種植時(shí)施底肥為農(nóng)家肥、磷酸二銨150kg/hm2。1.2施用及菌肥來(lái)源苜蓿返青前施肥,施肥小區(qū)面積4m×6m,試驗(yàn)為完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)(表1),重復(fù)3次。所有肥料均勻混合開(kāi)溝條施于行間,深度3~5cm。菌肥采用微生物促生混合菌肥(溶磷菌+固氮菌),供試菌肥來(lái)自甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院微生物實(shí)驗(yàn)室,菌株經(jīng)液體擴(kuò)大培養(yǎng),泥炭吸附后菌肥含活性菌≥2×108cfu/g。為了田間撒施均勻,用一定量的土拌勻。1.2植株莖粗、葉莖比、土壤有機(jī)質(zhì)的測(cè)定2012年7月中下旬苜蓿初花期測(cè)定:(1)干鮮比(DFR)初花期每區(qū)每處理刈割鮮樣50g,置于室溫下風(fēng)干,稱樣品干重,計(jì)算干鮮比。干鮮比(%)=風(fēng)干重/鮮重×100%。(2)莖粗(SD)用游標(biāo)卡尺測(cè)定植株刈割處莖粗,每區(qū)每處理隨機(jī)取10株進(jìn)行測(cè)定,計(jì)算平均值。(3)葉莖比(LSR)每區(qū)每處理隨機(jī)刈割3株,將植株葉莖分開(kāi)、清洗,105℃殺青20min。80℃烘干至恒重后于干燥器冷卻,稱重。計(jì)算葉與莖的干物質(zhì)比。(4)土壤有機(jī)質(zhì)按照S形每小區(qū)隨機(jī)取0~20cm土壤樣本3個(gè),經(jīng)風(fēng)干后研磨過(guò)0.25mm篩,測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)、堿解N、全N、速效P和速效K。有機(jī)質(zhì)測(cè)定采用重鉻酸鉀-外加熱法;堿解N采用堿解擴(kuò)散法;速效P采用0.5mol/LNaHCO3浸提比色法;速效K采用醋酸銨浸提火焰光度法;全氮測(cè)定采用半微量凱氏法。1.3數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與分析數(shù)據(jù)計(jì)算用Excel,統(tǒng)計(jì)分析用SPSS13統(tǒng)計(jì)軟件完成。1.3.1被評(píng)價(jià)對(duì)象的數(shù)據(jù)表選擇草地n個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)實(shí)測(cè)值的最優(yōu)值組成灰色關(guān)聯(lián)分析的參考數(shù)據(jù)列,記為:被評(píng)價(jià)對(duì)象數(shù)列:xi={xi(1),xi(2),xi(3),……,xi(n),i=1,2,3,…,m}1.3.2因素相關(guān)差異式中:Xi(k)為數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后的結(jié)果,Xi(k)1為原始數(shù)據(jù),Xi為同一因素平均值,Si為同一因素標(biāo)準(zhǔn)差。根據(jù)以下公式計(jì)算各點(diǎn)的絕對(duì)差,第i個(gè)材料在k個(gè)性狀上的絕對(duì)差用△i(k)表示。1.3.3根據(jù)以下公式，確定每個(gè)指數(shù)的最小絕對(duì)差a和最大絕對(duì)差b式中:ρ為分辨率系數(shù),取值為0.5,將關(guān)聯(lián)系數(shù)ξi(k)代入公式:,即得每個(gè)品種的關(guān)聯(lián)度值。2結(jié)果與分析2.1化肥處理施肥降低了苜蓿莖葉比,但處理之間差異不明顯,莖葉比最高的為ck(0.884),最低的為25%磷肥+菌肥處理(0.774),其次為菌肥處理;莖最粗的為ck,其次為50%磷肥+菌肥處理,莖最細(xì)的為75%磷肥+菌肥處理,50%磷肥+菌肥處理、ck與菌肥處理差異顯著(P<0.05),與其他處理之間差異不顯著。2.2基肥處理對(duì)草產(chǎn)量的影響施肥可以提高紫花苜蓿的產(chǎn)草量(表2),全量磷肥處理鮮草產(chǎn)量最高,達(dá)到18169.08kg/hm2,其次為25%磷肥+菌肥處理。全量磷肥處理、25%磷肥+菌肥與ck之間差異顯著(P<0.05),其他處理與ck之間差異不顯著(P>0.05)。干重和鮮重各處理之間變化趨勢(shì)一致。全量磷肥處理干草產(chǎn)量最高,為4002kg/hm2,其次為25%磷肥+菌肥處理,除全量磷肥處理和25%磷肥+菌肥處理外,其他處理與對(duì)照之間差異不顯著。在配合施用菌肥的情況下,隨著磷肥量的逐漸降低,產(chǎn)量呈增加趨勢(shì),當(dāng)磷肥量減少到正常施肥水平的25%時(shí),產(chǎn)量最高。2.3不同的施肥處理對(duì)土壤肥力的影響2.3.1對(duì)試驗(yàn)地土壤有機(jī)質(zhì)的影響除了施用根瘤菌肥土壤有機(jī)質(zhì)含量較對(duì)照低一點(diǎn),其他各施肥處理土壤有機(jī)質(zhì)含量與對(duì)照相比均有所升高,全量磷肥、75%磷肥+菌肥和50%磷肥+菌肥處理土壤有機(jī)質(zhì)較對(duì)照分別提高了1.20%,1.88%和1.20%(圖2),不同處理之間及處理與對(duì)照之間有機(jī)質(zhì)差異不顯著。2.3.2土壤堿解氮含量不同施肥處理下,土壤堿解氮含量與對(duì)照相比均明顯增加(圖3),并且土壤堿解氮的含量表現(xiàn)出差異性,全部施用菌肥和施用50%磷肥+菌肥處理土壤堿解氮含量較對(duì)照差異顯著,分別比對(duì)照增高17.69%和11.22%,其余處理間差異不顯著(P<0.05)。增幅較少的是75%磷肥+菌肥處理,僅較對(duì)照提高了1.21%。2.3.3氮菌肥處理各施肥處理下土壤全氮含量均有不同程度的提高。其中固氮菌肥處理全氮含量較對(duì)照增幅較大(37%),增幅較小的為50%磷肥+菌肥處理,全量磷肥處理、75%菌肥+磷肥、固氮菌肥與其他處理之間差異顯著。2.3.4化肥處理與菌肥處理磷肥是苜蓿生長(zhǎng)所必需的重要元素之一。各處理土壤速效磷含量最高的為50%磷肥+菌肥處理,較對(duì)照增高了2.05%,與其他處理之間差異顯著(P<0.05)。單施混合菌肥或固氮菌肥處理速效磷較對(duì)照低,但差異不顯著,除50%磷肥+菌肥處理外,其他各處理之間差異也不顯著(圖5)。2.3.5對(duì)加快復(fù)配的試驗(yàn)處理與注意事項(xiàng)不同處理對(duì)加快各地區(qū)各保肥菌肥處理對(duì)加快運(yùn)行的試驗(yàn)結(jié)果不同處理下,土壤速效鉀含量均有所增加(圖6),增加幅度較大的是50%磷肥+菌肥處理,速效鉀含量325.493mg/kg,比對(duì)照高18.22%(266.177mg/kg),較低的為25%磷肥+菌肥處理,較對(duì)照增高了3.57%,除了50%磷肥+菌肥處理外,其余處理之間速效鉀差異不顯著。2.4對(duì)配方指標(biāo)的測(cè)定根據(jù)灰色建模理論和程序,選取苜蓿生長(zhǎng)特性及土壤養(yǎng)分9個(gè)指標(biāo)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)作為樣本,其中X1-莖葉比,X2-莖粗,X3-鮮重,X4-干重,X5-有機(jī)質(zhì),X6-堿解氮,X7-全氮,X8-速效磷,X9-速效鉀,對(duì)不同施肥處理下所有指標(biāo)進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度分析得到計(jì)算結(jié)果(表3)。關(guān)聯(lián)度值序位大小為單施磷肥>50%磷肥+菌肥>25%磷肥+菌肥>固氮菌>混合菌肥>75%菌肥+磷肥>ck。3不同施肥處理對(duì)苜蓿產(chǎn)量和品質(zhì)的影響苜蓿產(chǎn)量與生長(zhǎng)特性密切相關(guān),莖粗和單株分枝數(shù)起決定作用,莖葉比是衡量牧草品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo),因此,研究施肥對(duì)苜蓿生長(zhǎng)特性的影響具有重要價(jià)值。大量研究表明不同肥料配施對(duì)植物的生長(zhǎng)特性有明顯的影響。研究發(fā)現(xiàn),單施磷肥、菌肥或磷肥與菌肥配施對(duì)苜蓿莖葉比影響不顯著,而且施肥并沒(méi)有提高苜蓿莖粗,這與大部分研究結(jié)果不一致。單施磷肥、菌肥或磷肥與菌肥配施對(duì)苜蓿產(chǎn)量都有一定影響,這與生物菌肥在其他經(jīng)濟(jì)林上的應(yīng)用結(jié)果一致。但不同處理對(duì)產(chǎn)量影響不同,單施磷肥或磷肥減少75%與菌肥配施對(duì)苜蓿產(chǎn)量影響明顯,這與黃鵬等在配施生物菌肥及化肥減量對(duì)玉米水肥及光能利用效率的影響研究略有不同。雖然各菌肥及菌肥與磷肥配施對(duì)地上植物量均有促進(jìn)作用,但除全部磷肥處理及25%磷肥+菌肥處理外,其他處理與對(duì)照差異不顯著。這可能是由于在田間施肥后,長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有雨水,土壤比較干旱影響肥效的發(fā)揮,而且菌肥屬于緩效肥,它們需要一定時(shí)間適應(yīng)后才能發(fā)揮作用。關(guān)于磷肥與菌肥配施效果研究還在進(jìn)行,長(zhǎng)期的監(jiān)測(cè)將會(huì)驗(yàn)證其效果。微生物菌肥由于含有益微生物菌群、活性酶、有機(jī)質(zhì)及多種微量元素,因此,能改良土壤、增加產(chǎn)量、提高品質(zhì)。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)各施肥處理對(duì)土壤肥力特性的影響不盡相同,每一處理,各指標(biāo)表現(xiàn)各不相同。通過(guò)灰色關(guān)聯(lián)度及聚類(lèi)分析表明,全量磷肥及菌肥代替50%磷肥效果較明顯,75%磷肥+菌肥、全部固氮菌處理對(duì)土壤肥力效果不明顯,全部磷肥、50%磷肥+菌肥和25%磷肥+菌肥處理效果相似,這與筆者在進(jìn)