李天銀,李元昊,侯建榮

(甘肅亞盛田園牧歌牧草科技研究院，甘肅 酒泉 735000)

鋅、錳微肥配施對(duì)紫花苜蓿草產(chǎn)量和質(zhì)量影響

李天銀,李元昊,侯建榮

(甘肅亞盛田園牧歌牧草科技研究院，甘肅 酒泉 735000)

微量元素鋅、錳是維系紫花苜蓿(Medicagosativa)栽培草地高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的必需營(yíng)養(yǎng)元素，本研究通過(guò)葉面噴施的方法，研究了鋅、錳微量元素配施對(duì)紫花苜蓿草產(chǎn)量和質(zhì)量的影響。結(jié)果表明，鋅、錳配施組合Mn1Zn2(低錳高鋅)條件下，紫花苜蓿的產(chǎn)量、植株性狀以及質(zhì)量都達(dá)到各個(gè)處理的最優(yōu)，且與對(duì)照(Mn0Zn0)具有顯著性差異(P<0.05)。其中配施組合Mn1Zn2的產(chǎn)量最高，較對(duì)照增產(chǎn)18.97%，此處理下株高達(dá)到最大，為65.19cm；粗蛋白最高的處理是Mn1Zn2和Mn2Zn2，含量同為18.3%，且Mn1Zn2處理下莖葉比最低為0.97。

紫花苜蓿；產(chǎn)量；質(zhì)量

Abstract：Zinc and manganese are essential nutrient elements to maintain high yield and quality of alfalfa (Medicagosativa) cultivars. In this study, the effects of zinc and manganese trace elements on the yield and quality of alfalfa were studied by using foliar spraying method. The results showed that the yield, plant traits and quality of alfalfa were the best in the treatment of Mn1Zn2(low manganese and high zinc), and there was significant difference at 0.05 level with control (Mn0Zn0). The yield of Mn1Zn2was the highest, which was 18.17% higher than that of the control. The highest plant height was 65.19cm.The crude protein content of Mn1Zn2and Mn2Zn2was the highest and the content is 18.3%. The ratio of stem and leaf under Mn1Zn2was minimum of 0.97.

Keywords:alfalfa; grass yield; quality

紫花苜蓿(Medicagosativa)是一種多年生優(yōu)質(zhì)豆科牧草，適應(yīng)性廣，固氮能力強(qiáng)，草質(zhì)優(yōu)良，產(chǎn)量高，具有良好品質(zhì)和生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益，素有“牧草之王”之美稱(chēng)〔1-3〕。目前，由于國(guó)內(nèi)紫花苜蓿種植分散，管理粗放，其產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量普遍很低，產(chǎn)品的商品率則更差，因而無(wú)法形成足以影響市場(chǎng)供求的商品量，從而嚴(yán)重制約了我國(guó)紫花苜蓿產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。質(zhì)量是紫花苜蓿產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵，是保證紫花苜蓿產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展的根本〔4〕。優(yōu)質(zhì)紫花苜蓿的正常生長(zhǎng)發(fā)育，不僅需要K、N、P、Ca和S等大量元素，還需要Zn、B、Mn、Fe和Cu等多種微量營(yíng)養(yǎng)元素。施肥能夠明顯促進(jìn)苜蓿生長(zhǎng)〔5〕，為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)牧草，在合理施用N、P和K等大量元素肥料的基礎(chǔ)上，應(yīng)配合施用微量元素的肥料。苜蓿草的產(chǎn)量高，長(zhǎng)期種植可從土壤中帶走大量營(yíng)養(yǎng)，尤其是微量元素，造成土壤養(yǎng)分平衡失調(diào)，苜蓿產(chǎn)量、品質(zhì)和可持續(xù)生產(chǎn)能力下降。研究表明，紫花苜蓿生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)許多微量元素比較敏感〔6-7〕。有關(guān)苜蓿施肥，國(guó)內(nèi)外研究人員做了大量工作，但主要集中在氮、磷、鉀肥料的研究上〔8-10〕，對(duì)微量元素施肥效果也有一些研究〔11〕，但在這些研究中，主要都是圍繞其對(duì)氮代謝、產(chǎn)量影響等方面，而且配施較少，多為單獨(dú)施用。王克武等〔12〕在紫花苜蓿上施用硼、鋅、鉬肥的結(jié)果表明，施用鉬肥能提高其株叢數(shù)、改善結(jié)瘤、促進(jìn)分枝、增加株高，適當(dāng)施用鉬肥能夠提高苜蓿粗蛋白質(zhì)含量；在河西走廊玉門(mén)輕黏土地區(qū)，這2種微量元素比較缺乏，但它們不僅是植物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的，同樣也是動(dòng)物所必需的。因此，為提高苜蓿的產(chǎn)量和品質(zhì)，本研究通過(guò)田間試驗(yàn)，采用葉面噴施的方法，研究錳、鋅不同含量單施、配施對(duì)紫花苜蓿產(chǎn)草量、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響，為種植紫花苜蓿施用微量元素肥料提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)區(qū)自然概況

試驗(yàn)地在甘肅河西走廊玉門(mén)市境內(nèi)國(guó)營(yíng)黃花農(nóng)場(chǎng)，地理坐標(biāo)E97°05′，N40°21′，平均海拔1 245-1 395m。光熱資源豐富，年日照總時(shí)數(shù)3 025.5h左右，平均日照數(shù)8.4h，太陽(yáng)總輻射為年153.8千卡/cm2，大于0 ℃的積溫3 157 ℃，大于10℃的積溫2 800℃。多年平均降雨量28.5-56.1mm，蒸發(fā)量2 478-3 033mm，屬?lài)?yán)重干旱區(qū)〔13〕。無(wú)霜期140d左右，土壤以輕鹽堿輕粘土為主。試驗(yàn)地土壤脫鹽良好、平整度良好，肥力中等，灌溉管理方便，其基礎(chǔ)理化性狀見(jiàn)表1。

表1 土壤基礎(chǔ)理化性狀

1.2供試材料

供試紫花苜蓿為亮苜2號(hào)，所用肥料為尿素〔CO(NH2)2，含N46%〕；硫酸鉀(K2MO4，含K2O50%)；過(guò)磷酸鈣〔Ca(H2PO4)2·H2O，含P2O512%〕；鋅肥為七水硫酸鋅〔ZnMO4·7H2O，AR級(jí)〕，含鋅量為22.6%；錳肥為硫酸錳〔MnMO4·H2O，AR級(jí)〕，含錳量為31.5%。

1.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1 本試驗(yàn)采用大田小區(qū)試驗(yàn)，為2因子3水平的雙因子隨機(jī)設(shè)計(jì)試驗(yàn)。錳肥用Mn表示，鋅肥用Zn表示。施肥量見(jiàn)表2，設(shè)對(duì)照(Mn0Zn0)、低錳(Mn1Zn0)、高錳(Mn2Zn0)、低鋅(Mn0Zn1)、高鋅(Mn0Zn2)、低錳低鋅(Mn1Zn1)、低錳高鋅(Mn1Zn2)、高錳低鋅(Mn2Zn1)、高錳高鋅(Mn2Zn2)等9個(gè)處理。供試錳肥為硫酸錳(MnMO4·H2O，AR級(jí))，用量為Mn1∶4.5kg/hm2，Mn2∶7.5 kg/hm2；供試鋅肥為七水硫酸鋅(ZnMO4·7H2O，AR級(jí))，用量為Zn1∶15kg/hm2，Zn2∶30 kg/hm2。小區(qū)隨機(jī)排列，3次重復(fù)，共27個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積為5m×4m，小區(qū)間距離為1m。2016年開(kāi)始試驗(yàn)，每茬在苜蓿株高15cm時(shí)開(kāi)始噴施，每茬一次，噴灑時(shí)，為增加液肥的粘附性，加入適量的中性洗衣粉。

1.3.2 各小區(qū)大田肥施用量一致，各項(xiàng)田間管理統(tǒng)一，收獲時(shí)間統(tǒng)一，觀察記錄標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一。其它管理同大田一致，于2016年5月4日灌溉頭水；7月1日灌溉二水；7月28日灌溉三水；8月8日灌溉四水。

表2 各處理錳肥和鋅肥用量

1.4指標(biāo)測(cè)定

1.4.1 植株性狀測(cè)定

在第一茬紫花苜蓿蕾期(6月4日)各個(gè)小區(qū)隨機(jī)選擇一個(gè)面積為1m2的樣方取樣，測(cè)定紫花苜蓿的株高、莖粗和莖葉比。株高：樣方內(nèi)隨機(jī)選擇10株植株，用卷尺齊地面測(cè)量植株的高度，取其平均值作為株高；莖粗：測(cè)完株高后，用小鐵鍬慢慢挖出10株植株的整株(保證植株的完整性)，然后用電子游標(biāo)卡尺測(cè)定其根莖上10cm處植株的直徑，取其10株的平均值作為植株的莖粗；莖葉比：測(cè)定完莖粗后，將10株植株的地上部分全部帶回化驗(yàn)室烘干稱(chēng)重，然后計(jì)算莖生物量與葉生物量的比值作為莖葉比〔14〕。

1.4.2 產(chǎn)量測(cè)定

測(cè)定紫花苜蓿第一茬(6月4日)、第二茬(7月19日)和第三茬(9月11日)的干草產(chǎn)量。將樣方內(nèi)植株進(jìn)行人工刈割取樣，刈割時(shí)留茬高度5～6cm，刈割后將所有地上生物量(包括測(cè)定植株性狀的10株植株)全部帶回化驗(yàn)室，沖洗干凈，并擦干，于105℃殺青15min后，在70℃烘箱內(nèi)烘干至恒重，稱(chēng)其重量作為紫花苜蓿的干重。

1.4.3 營(yíng)養(yǎng)成分的測(cè)定

將測(cè)完干重的樣品取150g粉碎，并過(guò)40目篩，然后測(cè)定其營(yíng)養(yǎng)成分。通過(guò)FI-NIR光譜法測(cè)定紫花苜蓿青干草的粗蛋白(CP)、中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)〔15〕，然后用公式計(jì)算相對(duì)飼用價(jià)值(RFV)〔16〕。

1.5 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)通過(guò)Excel進(jìn)行整理，運(yùn)用SPSS 19.0軟件中的ANOVA對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1產(chǎn)量

由表3可知，與對(duì)照相比，除Mn2Zn0外其它處理三茬產(chǎn)量均有不同程度的增產(chǎn)，增產(chǎn)幅度為3.45%～18.97%，其中產(chǎn)量表現(xiàn)最佳的是Mn1Zn2(18 400.95kg/hm2)，較對(duì)照增產(chǎn)18.97%，并與除Mn1Zn1之外的其它處理間都存在顯著性差異(P<0.05)；其次為Mn1Zn1(17 600.85kg/hm2)，增產(chǎn)13.79%，并與Mn0Zn0、Mn2Zn0、Mn0Zn1、Mn1Zn0存在顯著性差異(P<0.05)。

表3 錳鋅微肥對(duì)產(chǎn)量的影響

注：同列不同小寫(xiě)字母表示差異顯著(P<0.05)，下同。

2.2植株性狀分析

不同施肥處理對(duì)株高、根粗、分枝數(shù)以及莖葉比等生長(zhǎng)指標(biāo)都有不同程度的影響〔17〕。由表4可知，株高M(jìn)n0Zn0與Mn2Zn1、Mn1Zn1、Mn1Zn0、Mn2Zn2、Mn2Zn0均存在顯著性差異(P<0.05)，Mn1Zn2(65.19cm)、Mn0Zn1(64.81cm)表現(xiàn)較好，但是與對(duì)照均無(wú)顯著性差異(P>0.05)。莖葉比個(gè)處理間存在一定的差異，最低的為Mn1Zn2(0.97)，其次為Mn1Zn0(0.98)。莖粗較粗的是Mn2Zn1(2.13mm)與Mn0Zn1、Mn1Zn0、Mn2Zn2、Mn2Zn0、Mn1Zn2均存在顯著性差異(P<0.05)，其次為Mn1Zn1(2.0 mm)與Mn0Zn1存在顯著性差異(P<0.05)。

表4 錳鋅微肥對(duì)植株性狀的影響

2.3質(zhì)量檢測(cè)

由表5可知，粗蛋白最好的為Mn1Zn2，其次為Mn2Zn2，為18.3%均達(dá)到一級(jí)草的標(biāo)準(zhǔn)，從方差分析得知，Mn0Zn0與Mn2Zn2和Mn1Zn2存在顯著性差異(P<0.05)，其它處理間無(wú)顯著性差異(P<0.05)；相對(duì)飼用價(jià)值(RFV)最高的是Mn2Zn1，其次為Mn1Zn2，分別為138.17、138.15。從方差分析得知，處理Mn0Zn2、Mn0Zn0和Mn2Zn0之間無(wú)極顯著差異但與Mn2Zn1、Mn1Zn1、Mn1Zn0和Mn1Zn2之間有極顯著差異，而Mn0Zn1和Mn2Zn2之間無(wú)極顯著性差異(P<0.01)。

表5 錳鋅微肥對(duì)品質(zhì)的影響

注：同列不同大寫(xiě)字母表示差異顯著(P<0.01)。

3 討論

鋅、錳兩種微量元素作為植物體內(nèi)必需的營(yíng)養(yǎng)元素，其分別在植物以?xún)?nèi)發(fā)揮著極其重要的作用〔18〕。鋅在植物體內(nèi)通過(guò)改善呼吸和光合等生理生化過(guò)程影響作物的正常生長(zhǎng)發(fā)育；更為關(guān)鍵的是鋅還參與植物體內(nèi)生長(zhǎng)素的合成過(guò)程〔19〕，這直接制約著作物產(chǎn)量的高低；錳則是通過(guò)控制植物體內(nèi)一系列氧化還原反應(yīng)和酶促反應(yīng)，并直接參加光合作用中水的光解等過(guò)程影響作物的生長(zhǎng)〔20〕。本研究結(jié)果顯示在紫花苜蓿上噴施鋅錳兩種微量元素，除Mn2Zn0處理外，無(wú)論是鋅、錳單施還是配施都可以顯著增加紫花苜蓿干草產(chǎn)量，其中Mn1Zn2配施組合下產(chǎn)量增加最大，較對(duì)照增產(chǎn)18.97%。杜新民等的研究結(jié)果表明土施鋅肥和錳肥顯著提高了小白菜的產(chǎn)量〔21〕，不僅如此，還有研究表明土施鋅肥和錳肥顯著提高了紫花苜蓿的干草產(chǎn)量〔12，22〕。這些研究結(jié)果都與本試驗(yàn)的研究結(jié)果趨同。說(shuō)明鋅錳不僅可以通過(guò)根施來(lái)增加作物產(chǎn)量，亦可以通過(guò)葉面噴施使紫花苜蓿達(dá)到增產(chǎn)的效果。之所以Mn2Zn0處理對(duì)紫花苜蓿的增產(chǎn)效果不明顯，是因?yàn)橹参矬w內(nèi)錳含量受到外源錳計(jì)量效應(yīng)的影響，適量錳可以促進(jìn)植株生長(zhǎng)，增加產(chǎn)量，但植物體內(nèi)錳含量過(guò)高會(huì)產(chǎn)生錳毒，使作物輸導(dǎo)組織受阻，體內(nèi)激素平衡遭到破壞，阻礙作物生長(zhǎng)，導(dǎo)致產(chǎn)量增加下降〔18〕。

株高作為紫花苜蓿產(chǎn)量構(gòu)成要素之一，常被用來(lái)評(píng)價(jià)紫花苜蓿栽培草地生長(zhǎng)狀況和產(chǎn)量高低的重要指標(biāo)〔23〕。本研究結(jié)果表明鋅、錳單施或配施時(shí)紫花苜蓿的株高都顯著增加，其中Mn1Zn2處理最高，這與郭孝等在微量元素的研究中紫花苜蓿株高對(duì)鋅錳的響應(yīng)結(jié)果一致〔24〕。說(shuō)明低錳高鋅處理可以通過(guò)增加紫花苜蓿的株高，從而提高其產(chǎn)量。莖粗不僅可以響應(yīng)紫花苜蓿的產(chǎn)量，而且是反映植株抗倒伏能力強(qiáng)弱的重要參考〔25〕，本研究結(jié)果表明Mn2Zn1處理下紫花苜蓿的莖粗最大，其次為Mn1Zn1處理。說(shuō)明低鋅低錳和低鋅高錳可以通過(guò)增加紫花苜蓿的莖粗來(lái)增強(qiáng)植株的抗倒伏能力，這有利于紫花苜蓿的健康生長(zhǎng)，從而提高紫花苜蓿的產(chǎn)量。

品質(zhì)的高低是紫花苜蓿栽培草地追求的重要目標(biāo)之一，而莖葉比則是草品質(zhì)好壞的直接性狀表現(xiàn)。本研究結(jié)果表明，莖葉比最低的處理為Mn1Zn2，說(shuō)明低錳高鋅處理能夠增加單位面積內(nèi)紫花苜蓿葉片生物量比例，改善紫花苜蓿品質(zhì)。郭孝等在河南研究的結(jié)果表明鋅錳配施對(duì)紫花苜蓿莖葉比沒(méi)有顯著性影響〔24〕，這可能是由于河南和甘肅河西的土質(zhì)不同所引起的差異性。因此，施用微肥時(shí)也應(yīng)考慮到土壤狀況對(duì)其的干擾作用。飼草營(yíng)養(yǎng)成分組成比例是決定其品質(zhì)優(yōu)劣的重要衡量指標(biāo)〔26〕，其中粗蛋白含量的高低是直接反映紫花苜蓿質(zhì)量好壞的標(biāo)準(zhǔn)之一，紫花苜蓿粗蛋白含量高，則家畜對(duì)其的喜食程度好。胡華鋒等〔27〕通過(guò)研究根施微量元素對(duì)紫花苜蓿品質(zhì)的影響，結(jié)果顯示適當(dāng)配施微肥可以提高紫花苜蓿粗蛋白含量，本研究結(jié)果則證實(shí)噴施鋅、錳微肥對(duì)提高紫花苜蓿粗蛋白含量效果亦十分明顯，且粗蛋白最高的處理是Mn1Zn2和Mn2Zn2，含量都同為18.3%，均達(dá)到一級(jí)草的標(biāo)準(zhǔn)，說(shuō)明合適的微肥配施有利于紫花苜蓿粗蛋白含量的提高，與其施用方式?jīng)]有本質(zhì)的區(qū)別。相對(duì)飼用價(jià)值是直接反映紫花苜蓿品質(zhì)好壞的標(biāo)準(zhǔn)，本研究中相對(duì)飼用價(jià)值最高的是Mn2Zn1處理，其次為Mn1Zn2處理，分別為138.17%、138.15%。

4 結(jié)論

鋅、錳配施組合Mn1Zn2條件下，紫花苜蓿的產(chǎn)量、植株性狀以及質(zhì)量都達(dá)到各個(gè)處理的最優(yōu)。說(shuō)明單施和配施微量元素對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育所起的作用不盡相同，不同元素配施對(duì)作物體內(nèi)生理作用有可能起到相互促進(jìn)作用，也有可能起到相互抑制的作用。因此，不同元素配方施用，對(duì)于提高作物的某個(gè)單項(xiàng)品質(zhì)來(lái)說(shuō)不一定最好。其原因可能是在元素吸收或體內(nèi)生理生化轉(zhuǎn)化過(guò)程中起著不同的作用所引起的。對(duì)作物體內(nèi)各元素之間具體的互作機(jī)理尚需進(jìn)一步的科學(xué)研究加以證明。

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EffectsofZnandMntracefertilizeronyieldandqualityofalfalfa

LiTianyin,LiYuanhao,HouJianrong

(GansuYashengTianyuanmugeGrassInstituteofScienceandTechnology,Jiuquan735000,China)

S541

A

2095—5952(2017)03—0030—07

2017-07-16

李天銀(1963- )男，甘肅臨澤人，高級(jí)農(nóng)藝師，主要從事牧草科技研究及技術(shù)推廣工作。E-mail:tymg_ty@163.com。