段媛媛,王淳憶,張曹莉,郭富康,郭正剛

蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院, 草業(yè)科學(xué)國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心,蘭州 730020

垂穗披堿草(Elymusnutans)是一種優(yōu)質(zhì)多年生禾本科牧草,因其具有耐寒性[1]已成為我國(guó)高寒地區(qū)建植栽培草地的首選草種之一[2- 3]。隨著高寒地區(qū)退化草地改良和舍飼畜牧業(yè)發(fā)展,垂穗披堿草栽培草地面積未來將會(huì)持續(xù)增加[4],因此,維持垂穗披堿草栽培草地穩(wěn)產(chǎn),已成為目前高寒地區(qū)草牧業(yè)持續(xù)發(fā)展亟待解決的重大科學(xué)問題。

植株密度和土壤養(yǎng)分因影響植株間的競(jìng)爭(zhēng)而成為栽培草地穩(wěn)產(chǎn)的兩個(gè)重要因素[1,3,5- 6]。植株密度是植物種群內(nèi)部個(gè)體特征的主要約束因素之一[7],植株密度過低會(huì)降低栽培草地產(chǎn)量和品質(zhì)[8],植株密度過大則會(huì)引起植株內(nèi)對(duì)光和養(yǎng)分資源的競(jìng)爭(zhēng)激烈[9- 10],不僅不會(huì)增加產(chǎn)量[1],反而會(huì)增加建植成本。氮是高寒地區(qū)植物生長(zhǎng)的限制性元素[3,11- 12],因此,添加氮素成為維持栽培草地穩(wěn)產(chǎn)的主要管理策略[2- 3,13]。然而氮素添加量過小并不能實(shí)現(xiàn)促進(jìn)植物生長(zhǎng)的功效[14],氮素添加過量會(huì)通過影響植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝而降低光合速率[1,9,15],而且會(huì)增加土壤非點(diǎn)源污染的風(fēng)險(xiǎn)[9,13,16- 19]。

垂穗披堿草產(chǎn)量與植株密度和氮素添加間的關(guān)系雖然已有大量研究,但尚未形成共識(shí)。關(guān)于植株密度與垂穗披堿草生物量的關(guān)系,有研究認(rèn)為呈單峰關(guān)系,當(dāng)播種密度為237 粒/m2時(shí)其產(chǎn)量最大[6],然而有研究則認(rèn)為垂穗披堿草產(chǎn)量與播種密度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,表現(xiàn)為植株密度從55 粒/m2增加到167粒/m2時(shí),產(chǎn)量逐漸降低[7],這說明植株密度與垂穗披堿草生物量關(guān)系的分異主要來自于植株密度范圍的設(shè)置。而垂穗披堿草產(chǎn)量與氮素添加量的關(guān)系亦出現(xiàn)分異,有研究認(rèn)為是正相關(guān)關(guān)系[3],即當(dāng)施氮量從 0 增加到 50 g/m2時(shí)垂穗披堿草產(chǎn)量逐漸增加,也有研究表明是單峰關(guān)系[7],當(dāng)?shù)靥砑恿繛?150 kg/hm2時(shí)垂穗披堿草產(chǎn)量最高。研究表明,栽培草地內(nèi)植株密度與土壤氮素之間存在著密切關(guān)聯(lián)[7],這種關(guān)聯(lián)有時(shí)表現(xiàn)為協(xié)同,有時(shí)則表現(xiàn)為拮抗[20]。管理栽培草地的核心目標(biāo)就是將植株密度與氮素添加量調(diào)整至協(xié)同狀態(tài),實(shí)現(xiàn)兩者之間的耦合[9],最終維持草地穩(wěn)產(chǎn)和氮的最優(yōu)化利用。雖然播種密度和氮素添加互作能夠顯著影響垂穗披堿草的生長(zhǎng)及生殖性能[7],但兩個(gè)因素互作是否存在有助于生物量穩(wěn)定的最佳理論組合,尚需科學(xué)試驗(yàn)提供證據(jù)因此,繼續(xù)深入研究植株密度和氮素添加互作對(duì)垂穗披堿草產(chǎn)量及其地上地下生物量分配的影響,確證植株密度和氮素添加量互作時(shí)是否存在理論的最佳組合,是垂穗披堿草栽培草地管理時(shí)保留合理植株密度和添加適宜氮素的基礎(chǔ)性問題,具有重要的現(xiàn)實(shí)和理論意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用雙因素設(shè)計(jì),兩個(gè)因素為植株密度和氮素添加量。植株密度和氮素添加量參照已有研究,植物密度設(shè)置為 20、35、50 株/盆[21],即 58、102、146 株/m2分別用D1、D2、D3表示,氮素添加量設(shè)置為 0 mg/kg、200 mg/kg、400 mg/kg[4],分別用 N1、N2、N3表示。氮素添加量以純氮含量為準(zhǔn),氮源為含氮量為 46% 的尿素。試驗(yàn)共 9 個(gè)處理(D1N1、D1N2、D1N3、D2N1、D2N2、D2N3、D3N1、D3N2、D3N3),每個(gè)處理設(shè)置 3 個(gè)重復(fù)。試驗(yàn)以盆栽方式在蘭州大學(xué)榆中校區(qū)智能溫室進(jìn)行,溫室溫度維持在 15—25 ℃,光照強(qiáng)度 300 lx?；ㄅ柽x用聚乙烯仿瓷塑料花盆,高 28.5 cm,口徑 33 cm,底徑 20 cm，試驗(yàn)時(shí)每個(gè)花盆裝土10kg。本研究采用的土壤為黑壚土,采集于甘肅榆中縣夏官營(yíng)地區(qū)的耕地耕作層,其土壤 pH 值為 7.4,有機(jī)質(zhì)含量 0.66%,全氮含量 0.11%,速效磷 57.66 mg/kg,速效鉀 240 mg/kg。

2018 年 10 月 20 日,首先測(cè)定試驗(yàn)用土的飽和含水量[22]；其次,按照處理設(shè)計(jì)核算每個(gè)花盆需要添加的尿素量,將尿素和 10 kg 土壤充分?jǐn)嚢杌旌?一起裝入該花盆,不再添加其他任何營(yíng)養(yǎng)元素,共計(jì)裝盆 27 個(gè),滿足每個(gè)處理 3 個(gè)重復(fù)的設(shè)計(jì)需求；第三,所有花盆裝土和尿素后,緩慢澆水,將土壤含水量調(diào)至飽和含水量的 60%左右；第四,挑選飽滿均一的垂穗披堿草種子,于 10 月 21 日播種于花盆,每盆播種 100 粒；第五,為避免土壤水分含量變化對(duì)種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響,采用稱重法每 3 天澆一次水,讓花盆內(nèi)土壤含水量始終維持于 60% 左右,此含水量是垂穗披堿草適宜生長(zhǎng)的水分含量[4, 21]。2018 年 11 月 20 日,垂穗披堿草完整出苗時(shí),采用人工間苗法將植株密度調(diào)至試驗(yàn)設(shè)計(jì)水平,間苗時(shí)每個(gè)盆內(nèi)盡可能的保留長(zhǎng)勢(shì)均勻的植株。此后每周隨機(jī)移動(dòng)花盆位置,保證各盆植株受光均勻,每個(gè)盆的管理措施一致。

1.2 取樣與指標(biāo)測(cè)定

2019 年 9 月 10日取樣。首先,每個(gè)花盆中隨機(jī)選取 5 株,采用直尺(mm)測(cè)定其自然株高,在根頸處查數(shù)單株分蘗數(shù),5 株的平均值視為該盆植株的株高和分蘗數(shù)。再將每盆中全部植株齊土壤表面刈割,獲取地上生物量鮮樣。之后將花盆打碎,用自來水洗出植物根系后用蒸餾水沖洗干凈并剔除雜物,最后用干凈濾紙吸干根系表面水分后,將根系放入盛有一定水量的量筒內(nèi),用玻璃棒輕輕攪動(dòng)排出空氣,當(dāng)根系完全浸泡在水中時(shí),獲取量筒內(nèi)水增加的體積數(shù),即為根系體積。最后,將植物地上部分鮮樣和根系,均放置于 65 ℃ 的烘箱,烘 48 h 至恒重,冷卻至室溫后用精確度為 0.001 g 的電子天平稱量,獲得地上生物量和地下生物量。生物量分配采用地上生物量和地下生物量比值評(píng)價(jià)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

先采用 One-Way ANOVA 檢驗(yàn)各個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù)的方差齊性,若不一致,則采用 Log 轉(zhuǎn)置數(shù)據(jù),再采用 Two-Way ANOVA 分析植株密度和氮素添加量對(duì)各個(gè)指標(biāo)的影響。若植物密度和氮素添加量互作不顯著,則不做進(jìn)一步分析；若植株密度和氮素添加量互作對(duì)某一個(gè)指標(biāo)的影響顯著,繼續(xù)采用 Tukey 比較法進(jìn)行多重比較分析,最后采用 MATLAB 擬合該指標(biāo)與植株密度和氮素添加量間的關(guān)系,建立模型。

2 結(jié)果

2.1 植株密度和氮素添加量互作對(duì)垂穗披堿草地上生物量及構(gòu)成要素的影響

植株密度顯著影響了垂穗披堿草的株高、單株分蘗數(shù)和地上生物量(表 1)。氮素添加量顯著影響了垂穗披堿草的單株分蘗數(shù)和地上生物量(P<0.01),但沒有顯著影響株高。植株密度和氮素添加量互作顯著影響了株高和地上生物量,對(duì)單株分蘗數(shù)沒有顯著影響。

隨植株密度增加,垂穗披堿草株高和地上生物量先增加后降低,植物密度為 102 株/m2時(shí)最大,其中株高較 58 株/m2和 146株/m2時(shí)分別增加了6%和16%,地上生物量增加了 48%和46%,而單株分蘗數(shù)隨植株密度增加逐漸減小,降幅介于 61% 到 45%。隨氮素添加量增加,垂穗披堿草單株分蘗數(shù)和地上生物量均表現(xiàn)為先增加后降低,氮素添加量為 200 mg/kg 時(shí)最大,單株分蘗數(shù)較 0 mg/kg 和 400 mg/kg 時(shí)增加 28% 和 8%,地上生物量較 0 mg/kg 和 400 mg/kg 時(shí)增加81%和79%。

表1 植株密度和氮素添加量互作對(duì)垂穗披堿草株高、單株分蘗數(shù)及地上生物量的影響(平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差)

圖1 植株密度和氮素添加量互作下垂穗披堿草株高曲面圖 Fig.1 3D response surface of plant height of Elymus nutans between plant density and nitrogen application rate

圖2 植株密度和氮素添加量互作下垂穗披堿草地上生物量曲面圖 Fig.2 3D response surface of aboveground biomass of Elymus nutans between plant density and nitrogen application rate

2.2 植株密度和氮素添加量互作對(duì)垂穗披堿草根系生物量及體積的影響

表2 植株密度和氮素添加量對(duì)垂穗披堿草根系體積和地下生物量的影響

Table 2 Effects of plant density and nitrogen application rate on root volume and underground biomass of Elymus nutans

植株密度極顯著影響了垂穗披堿草的根系體積和地下生物量(表2),而氮素添加量、植株密度和氮素添加量互作僅顯著影響了地下生物量(P<0.01),對(duì)根系體積沒有顯著影響。隨植株密度從 58 株/m2增加到 102 株/m2時(shí),垂穗披堿草根系體積和地下生物量顯著增加,分別增加 13% 和 26%,而當(dāng)植株密度超過 102 株/m2后,根系體積和地下生物量基本保持相對(duì)穩(wěn)定。隨氮素添加量增加,垂穗披堿草地下生物量逐漸降低,降幅介于 6% 到 25%。

圖3 植株密度和氮素添加量互作下垂穗披堿草地下生物量曲面圖Fig.3 3D response surface of underground biomass of Elymus nutans between plant density and nitrogen application rate

2.3 植株密度和氮素添加量互作對(duì)垂穗披堿草地上地下生物量比值的影響

植株密度、氮素添加量,以及植株密度和氮素添加互作均極顯著影響了垂穗披堿草地上地下生物量比(P<0.01)。隨植株密度增加,垂穗披堿草的地上地下生物量比值均先增加后降低,在 102 株/m2時(shí)達(dá)到最大比值 4.89,較 58 株/m2和 146 株/m2的增幅為 13% 和 27%；隨氮素添加量增加,垂穗披堿草的地上地下生物量比值也呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì),在 200mg/kg時(shí)有最大值 4.97,較 0 mg/kg 和 400 mg/kg 高 9% 和 42%(表 3)。

表3 植株密度和氮素添加互作對(duì)垂穗披堿草地上地下生物量比值的影響

圖4 植株密度和氮素添加互作下垂穗披堿草地上地下生物量比值曲面圖Fig.4 3D response surface of the aboveground to underground biomass ratio of Elymus nutans between plant density and nitrogen application rate

3 討論

栽培草地產(chǎn)量和物質(zhì)分配不僅受植株密度和氮素添加單個(gè)因素的影響,而且受兩個(gè)因素互作效應(yīng)的影響,而植物密度和氮素添加單因素的效應(yīng)是分析互作效應(yīng)的基礎(chǔ)。

植株密度與垂穗披堿草地上生物量關(guān)系密切,主要是植株密度變化時(shí)改變了植株個(gè)體獲取光照資源的能力和植株個(gè)體葉面積指數(shù)[10],這導(dǎo)致植株個(gè)體間的合作和競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系不斷調(diào)整[6],從而影響地上和地下生物量及分配。當(dāng)植株密度較低時(shí),植株個(gè)體間間隙較大,單位面積的葉面積指數(shù)較低,光能利用率低[23],地上生物量維持在較低水平；當(dāng)植株密度增加時(shí),垂穗披堿草植株個(gè)體間的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系逐漸增加[6],植株個(gè)體間的空隙被逐漸占據(jù),單位面積葉面積指數(shù)逐漸增加[5,23- 25],光合作用增強(qiáng),光合產(chǎn)物增多[1,14],此時(shí)植株間合作關(guān)系占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位,而這種合作關(guān)系增加了土壤溫度、水分和氮素的有效性[6,25],從而促進(jìn)垂穗披堿草的地上生物量逐漸增加；當(dāng)植株密度過高時(shí),雖然植物群體的葉面積指數(shù)較大,但植株個(gè)體間互相遮蔭,透光效果差[25- 26],下層葉片接收不到光照,整體光合作用下降[23],導(dǎo)致垂穗披堿草個(gè)體間對(duì)有限資源的高度競(jìng)爭(zhēng)、抵消并最終壓倒了促進(jìn)作用[6],從而導(dǎo)致垂穗披堿草的地上生物量下降,因此垂穗披堿草只有維持在合理植株密度范圍內(nèi)時(shí)[5],其地上生物量才會(huì)最優(yōu)。株高和分蘗數(shù)是垂穗披堿草地上產(chǎn)量的主要構(gòu)成要素,兩者共同決定地上生物量的高低[1]。垂穗披堿草株高隨植株密度增加先增加后降低,主要與植株個(gè)體間競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的變化有關(guān)[2,6]。當(dāng)植株密度從低到高增加時(shí),植株個(gè)體為獲取光資源維持光合作用[1],對(duì)光資源競(jìng)爭(zhēng)加劇[10,27],每個(gè)植株個(gè)體均會(huì)努力向上競(jìng)爭(zhēng)生長(zhǎng)[26],以獲取更多光照資源[5,21],客觀上形成植株高度逐漸增加的局面[16,28]。當(dāng)植株密度過大后,植株個(gè)體之間競(jìng)爭(zhēng)極強(qiáng)烈,資源的有限性導(dǎo)致植株個(gè)體能夠獲取的資源量減少[6,24- 25],從而抑制植株生長(zhǎng)[27],此時(shí)則會(huì)形成植株株高反而有所降低的現(xiàn)象,這與植株密度與植株高度關(guān)系的研究結(jié)果一致[10]。垂穗披堿草單株分蘗數(shù)隨植物密度增加表現(xiàn)為逐漸降低,這與已有垂穗披堿草密度與分蘗數(shù)的研究結(jié)果趨同[2,7],主要原因是隨植株密度增大,植株個(gè)體占據(jù)的資源量減少,光截獲量下降[25- 27],一方面減弱了光照對(duì)單株分蘗數(shù)的正向增加作用,另一方面資源對(duì)營(yíng)養(yǎng)繁殖的投入下降所致[2,21,27],這與個(gè)體間種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)不利于單株分蘗數(shù)增加的觀點(diǎn)一致[2]。研究結(jié)果表明,垂穗披堿草根系體積和地下生物量隨植株密度增加表現(xiàn)為先增加后保持相對(duì)穩(wěn)定的過程,是由于植株密度增大時(shí),植株獲取資源時(shí)受到鄰株在物理和幾何上的擁擠效應(yīng)[24,26],促使植物主動(dòng)調(diào)整狀態(tài)[1],此時(shí)植物個(gè)體需要獲取并利用更多地下資源,植物根系的覓食行為會(huì)促使根系伸長(zhǎng)生長(zhǎng)加強(qiáng),并構(gòu)建“擴(kuò)散型”根系系統(tǒng),降低內(nèi)部根系擁擠程度以充分利用資源,提高自身生境適應(yīng)度[1],因此垂穗披堿草的根系體積和生物量逐漸增加。但隨植株密度持續(xù)增大,垂穗披堿草個(gè)體間競(jìng)爭(zhēng)加劇[2,6],個(gè)體根系生長(zhǎng)減弱,但群體根系優(yōu)勢(shì)依然不斷增大[1]。高植株密度時(shí),植物根系依然存在覓食效應(yīng),但由于花盆空間限制,植株的根系密度和根系深度達(dá)到飽和狀態(tài)[19],此時(shí)根系體積和生物量會(huì)維持在相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài),不再增加。研究表明,垂穗披堿草地上地下生物量比隨植株密度增加先增加后降低,這與植物獲取資源的能力和根系生物量分配的權(quán)衡有關(guān)[1,28]。植株密度開始增加時(shí),由于植物的權(quán)衡特性會(huì)將有限的資源進(jìn)行分配以維持各個(gè)器官的生理機(jī)能[2,7]。垂穗披堿草為獲取更多光資源生產(chǎn)更多有機(jī)物質(zhì),一般優(yōu)先將光合產(chǎn)物分配于地上生長(zhǎng)[1,26],此時(shí)垂穗披堿草地上地下生物量比值增大；而當(dāng)植株密度超過一定閾值后,植物個(gè)體間地上部分相互遮蔭,整體光合產(chǎn)物有所減少[26],但地下生物量卻一直維持在較高水平(表 2),此時(shí)表現(xiàn)為地上地下生物量比值降低。

土壤氮素變化對(duì)垂穗披堿草產(chǎn)量具有明顯影響,主要原因是垂穗披堿草喜嗜氮,因此其生物量對(duì)土壤氮素變化反應(yīng)敏感[1]。垂穗披堿草單株分蘗數(shù)和地上生物量隨氮素添加量增加而先增加后降低,這與玉米(Zeamays)和狼尾草(Pennisetumalopecuroides)地上生物量響應(yīng)氮素變化的結(jié)果一致[18,26]。氮素添加量較低時(shí),一定程度上改善了土壤整體營(yíng)養(yǎng)狀況,植物所需養(yǎng)分得到及時(shí)補(bǔ)充[4,13,20,24,27]；同時(shí)氮素刺激了植物生長(zhǎng)和分蘗發(fā)生[1,5,7,15],有利于植物葉面積增加[1,24,27],延緩葉片衰老[14,27],延長(zhǎng)葉片光合作用時(shí)間增加光合產(chǎn)物[9- 10,24,27],地上生物量隨之增加,這一過程在玉米和棉花(Gossypiumspp)上也到了驗(yàn)證[15,18]。隨氮素添加量增加,垂穗披堿草分蘗能力繼續(xù)增加,但增加速率有所降低,此時(shí)單株分蘗數(shù)和地上生物量依然處于緩慢增加狀態(tài)。當(dāng)?shù)靥砑舆^量時(shí),垂穗披堿草生長(zhǎng)旺盛,植物個(gè)體捕獲的光資源減少且葉片光合速率在高氮下會(huì)顯著降低[1,9,25,27]；在擁擠脅迫下,葉片作為吸收氮素的主要貯藏器官,葉片氮濃度會(huì)有所下降[25],影響植物氮素吸收利用[13- 14,16,18,29],植物分蘗受到約束[5],導(dǎo)致單株分蘗數(shù)降低；同時(shí)土壤高氮能夠刺激植物體內(nèi)硝酸鹽富集,抑制植物生長(zhǎng)減緩葉片中光合產(chǎn)物的有效運(yùn)輸[1],最終表現(xiàn)為地上生物量降低,這一現(xiàn)象與狼尾草對(duì)過量氮素的響應(yīng)趨同[29]。然而,垂穗披堿地下生物量隨氮素添加量增加卻逐漸降低,一方面是由于土壤氮素添加量的升高,影響了植株光合產(chǎn)物的分配,根系的分配量降低[17]；一方面是高氮素使分配到植株根系的碳素主要用于轉(zhuǎn)運(yùn)氮素,便于植物吸收利用,從而導(dǎo)致植株根系生長(zhǎng)受阻[30]。垂穗披堿草地上地下生物量比隨氮素添加量增加表現(xiàn)為逐漸增加,是由于隨氮素添加量增加,植物群體生長(zhǎng)的限制因素從土壤礦物質(zhì)資源變?yōu)楣赓Y源[30],依據(jù)最優(yōu)分配原理和植物的生活史策略[31],植物有獲得最大適合度的適應(yīng)性行為[2,7,30],此時(shí)植物會(huì)將更多光合產(chǎn)物優(yōu)先分配于獲取限制性資源的地上器官[1,7,27],最大限度地獲取光資源,保證群體健康生長(zhǎng),客觀上形成了地下生物量維持在較低水平,表現(xiàn)為地上生物量降低。

植株密度和氮素變化不僅明顯影響垂穗披堿草的產(chǎn)量和物質(zhì)分配,兩者的互作更會(huì)影響垂穗披堿草的產(chǎn)量和物質(zhì)分配。研究結(jié)果表明,植株密度和氮素添加量互作對(duì)垂穗披堿草不同指標(biāo)的影響存在分異特征,雖然植株密度與氮素添加互作對(duì)單株分蘗數(shù)和根系體積沒有顯著影響,但兩者互作卻顯著影響了垂穗披堿草株高、地上生物量、地下生物量、地上地下生物量比。不論是株高和地上生物量,還是地下生物量和地上地下生物量比,與植株密度和氮素添加量的關(guān)系均表現(xiàn)為一個(gè)開口向下的拋物面,說明垂穗披堿草株高、地上生物量、地下生物量、地上地下生物量比響應(yīng)植株密度和氮素添加量互作時(shí),理論上存在最佳組合,并不是植株密度越大越好,也不是氮素添加量越大越好。只有當(dāng)植株密度和氮素添加量處于合適狀態(tài)時(shí),兩者間關(guān)系則會(huì)表現(xiàn)為耦合狀態(tài),此時(shí)垂穗披堿草產(chǎn)量和地上地下生物量分配最佳,既能實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)目標(biāo),又能節(jié)約氮素、降低建植成本,而且適量施氮會(huì)使收獲期土壤硝態(tài)氮與銨態(tài)氮含量相對(duì)較低,減少環(huán)境污染[18],過度施氮?jiǎng)t會(huì)導(dǎo)致養(yǎng)分過度代謝、光合速率降低、同化物積累,降低氮肥的生理和農(nóng)藝效率[9]。本研究設(shè)計(jì)的 9 個(gè)組合處理中,植株密度為 102 株/m2和氮素添加量為 200 mg/kg時(shí),垂穗披堿草的地上和地下生物量最大,且最有利于生物量向地上配置,此組合下垂穗披堿草的株高較氮素添加量為 0 mg/kg和 400 mg/kg 時(shí)分別增加了 13% 和 12%,地上生物量增加 116% 和 65%,地下生物量增加 5% 和 28%,地上地下生物量比增加 49% 和 60%。同時(shí)最佳組合時(shí)株高(102 株/m2和氮素添加量為 200 mg/kg)較 20 株/盆和 50 株/盆時(shí)的株高,分別增加了 10% 和 38%,地上生物量分別增加了 104% 和 123%,地下生物量分別增加 37% 和 18%,地上地下生物量比分別增加 41% 和 0。雖然本研究證實(shí)了植株密度和氮素添加量互作理論上存在最佳組合,此組合會(huì)維持垂穗披堿草的高產(chǎn),而且會(huì)優(yōu)化生物量的配置,然而結(jié)果僅為一年盆栽試驗(yàn)所得,田間試驗(yàn)條件下植物密度和氮素添加量的互作可能受多種因素綜合作用,因此未來需要采用田間試驗(yàn)繼續(xù)驗(yàn)證植株密度和氮素添加量互作存在最佳組合的可靠性。同時(shí),不同地區(qū)土壤基礎(chǔ)氮素含量存在差異,且適宜的植株密度可能不同,生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)該根據(jù)區(qū)域環(huán)境和氣候特征,確定適宜的植株密度和氮素添加量,從而實(shí)現(xiàn)兩者的互作協(xié)同,以適宜的植株密度和氮素添加量作為當(dāng)?shù)卮顾肱麎A草管理的基準(zhǔn),提高栽培草地的管理水平,維持垂穗披堿草栽培草地的高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)。

致謝：感謝文雅、馮甘霖等同學(xué)幫助取樣,感謝龐曉攀、張靜和王倩博士幫助數(shù)據(jù)分析。