引用本文
王乐, 张玉霞, 于华荣, 郭园, 朱爱民. 氮肥对沙地燕麦生长特性及产量的影响. 草业科学, 2017,34(7):1516-1521
Wang Le, Zhang Yu-xia, Yu Hua-rong, Guo Yuan, Zhu Ai-min. Effect of nitrogen fertilizer application on growth characteristics and yield of oats in sandy soil. Pratacultural Science,2017,34(7): 1516-1521  
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氮肥对沙地燕麦生长特性及产量的影响
王乐, 张玉霞, 于华荣, 郭园, 朱爱民
内蒙古民族大学农学院饲料作物工程中心,内蒙古 通辽 028000
通信作者：张玉霞(1965 -),女,内蒙古赤峰人,教授,博士,研究方向为牧草栽培与抗性生理。E-mail:[email protected]

第一作者:王乐(1990-),女,内蒙古准格尔旗人,在读硕士生,研究方向为牧草种质资源研究与利用。E-mail:[email protected]

收稿日期: 2017-02-20
基金: 基金项目:内蒙古民族大学大学创新基金(NMDSS1624); 内蒙古民族大学饲料作物工程中心开放课题项目(MDK2016019)
摘要

在内蒙古通辽市珠日河沙化草地,研究燕麦( Avena sativa)种植在该地区氮肥的最佳用量,于苗期、分蘖期、拔节期、抽穗期4个时期施肥,分别占总施肥量的15%、40%、25%、20%。对燕麦追施0(CK)、70、140、210、280 kg·hm-2氮素,测定分蘖数、株高、茎粗、叶面积、生物量等生长指标及产量指标的变化。结果表明,追施70~280 kg·hm-2氮肥均促进沙地燕麦地上部分的生长,其中以追施210 kg·hm-2氮肥效果最佳;追施70、140、210、280 kg·hm-2氮肥,沙地燕麦干草产量分别较N0增加56.96%( P>0.05)、74.93%( P<0.05)、121.32%( P<0.05)、99.58%( P<0.05)。因此,在内蒙古通辽市珠日河沙地种植燕麦追施氮肥的适宜用量为210 kg·hm-2。

关键词: 沙化草地; 饲用燕麦; 氮肥; 生长特性; 生物量; 产量
中图分类号:S816 文献标志码:A 文章编号:1001-0629(2017)07-1516-06 doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2016-0490
Effect of nitrogen fertilizer application on growth characteristics and yield of oats in sandy soil
Wang Le, Zhang Yu-xia, Yu Hua-rong, Guo Yuan, Zhu Ai-min
Inner Mongolia University for Nationalities Agriculture College Feed Crop Engineering Center, Tongliao 028000, China
Corresponding author: Zhang Yu-xia E-mail:[email protected]
Abstract

In the present sandy, the optimum amount of nitrogen fertilizer was determined in the grassland of the Pearl River in Tongliao City, Inner Mongolia. The optimum amounts of fertilizer at the seedling, tillering, jointing, and heading stageswere 15%, 40%, 25%, and 20%, respectively, of the total fertilization. The number of tillers, plant height, stem diameter, leaf area, biomass, and other growth and yield indices were measured for 0 (CK), 70, 140, 210, and 280 kg·ha-1 nitrogen in an Avena sativa variety. The results indicated that topdressing 70~280 kg·ha-1 nitrogen fertilizer promoted the growth of aerial partsin sandy soil, with the best effect at 210 kg·ha-1 nitrogen fertilizer. The the yield of hay increased by 56.96%( P>0.05), 74.93% ( P<0.05), 121.32% ( P<0.05), and 99.58% ( P<0.05) at nitrogen fertilization levels of 70, 140, 210, and 280 kg·ha-1, respectively, than that in the CK treatment. Therefore, in Tongliao City, Inner Mongolia, topdressing 210 kg·ha-1 of nitrogen fertilizer is the optimum dosage for the cultivation of oat plants.

Keyword: grassland desertification; oat feed; nitrogen fertilizer; growth characteristics; biomass; yield

燕麦(Avena sativa)为禾本科一年生植物, 是仅次于小麦(Triticum aestivum)、玉米(Zea mays)、水稻(Oryza sativa)、马铃薯(Solanum tuberosum)、大麦(Hordeum vulgave)以及高粱(Sorghum bicolor)的世界第七大栽培作物[1, 2]。燕麦具有耐瘠薄、耐盐碱、抗旱、耐寒等优良特性, 是一种传统粮食和优质饲料[3]。

近年来, 已有不少关于燕麦高产栽培技术研究[4]的报道, 其中施氮是增加燕麦产量的重要技术之一, 有研究表明在青海地区施氮量0~135 kg· hm-2, 随施肥量增加, 燕麦干草产量均明显提高, 在氮肥和磷肥用量分别为90 kg· hm-2时, 产量最高[5]。同时在青海地区保水剂用量60 kg· hm-2, 氮肥用量为60 kg· hm-2, 可增加燕麦干草产量、产量构成相关性状指标[6]。在成都平原地区施肥量为600 kg· hm-2时燕麦产量最佳[7]。在青藏高原地区研究表明在氮肥和磷肥分别用量为75和105 kg· hm-2水平下, 燕麦种子产量最高, 在氮肥和磷肥分别用量为75和138 kg· hm-2水平下, 燕麦秸秆产量最高[8]。在江西地区有研究表明白燕8号和坝莜6号在播种量75 kg· hm-2、基肥施复合肥 525 kg· hm-2、追肥施尿素和氯化钾各60 kg· hm-2的条件下可以获得最高产量[9]。燕麦已是科尔沁沙地迅速发展种植的饲草[10], 但有关科尔沁沙地燕麦高产施肥技术的研究报道却很少。燕麦的生长发育及产量特性因施肥管理措施及地域等不同而变化趋势不同[11, 12, 13], 追施氮肥是燕麦生长发育的重要影响因子[14, 15], 为此, 本研究以燕麦为材料, 在科尔沁沙地进行不同施氮处理, 旨在通过测定不同氮肥施用量对沙地燕麦生长特性及产量的影响, 探求沙地燕麦生产的最佳氮肥施用量, 为沙地燕麦施肥提供理论依据。

1 材料与方法
1.1 试验地概况

试验于2016年3月-7月在内蒙古自治区通辽市珠日河沙化草地进行, 地理位置43° 36' N, 122° 22' E。海拔250~300 m, 年平均气温6.2 ℃, ≥ 10 ℃年活动积温3 184 ℃· d, 年平均日照时数3 000 h左右, 全年无霜期150 d, 年均降水量350~400 mm, 蒸发量是降水量的5倍左右, 年平均风速3~4 m· s-1, 为典型的温带大陆性季风气候。该地区土壤以沙土为主, 新开垦草地。土壤0-20 cm, pH 8.3, 土壤有机质0.64%, 全氮0.036%, 碱解氮35.37 mg· kg-1, 速效钾77.51 mg· kg-1, 速效磷3.71 mg· kg-1。

1.2 供试材料

供试燕麦品种为梦龙(A. sativa cv. Magnum)。2016年3月25日采用机械条播方式种植, 播种量为105 kg· hm-2, 行距15 cm, 播种深度5 cm, 种肥为375 kg· hm-2复合肥, N∶ P∶ K=10∶ 16∶ 15。

1.3 试验设计方案

试验采用单因素随机区组设计, 设置了0(CK)、70、140、210、280 kg· hm-2氮素水平, 分别用N0、N70、N140、N210、N280表示, 供试氮肥为尿素(含氮量46%)。小区面积为15 m2, 4次重复, 共20个小区。于苗期、分蘖期、拔节期、抽穗期施肥, 分4次施用, 分别占总施肥量15%、40%、25%、20%。以表面撒施的方式施入土壤, 每次施肥后立即灌水(喷灌)。

1.4 测定指标及方法

于拔节期测定分蘖数, 每个小区随机取50 cm样段, 数取植株数及相应的分蘖数量。于拔节期、孕穗期、抽穗期、灌浆期在每个小区随机选取10株测定株高、茎粗。每小区选取10株长势均匀的样株, 测量每个样株所有叶片的长度与宽度, 乘以燕麦叶面积矫正系数, 计算不同部位叶片的叶面积, 同时随机选取10株测定植株鲜重, 105 ℃杀青15 min后, 75 ℃烘干至恒重, 于拔节期、孕穗期、抽穗期、灌浆期测定干物质含量。于灌浆期取样测定产量, 每个小区随机选取1 m2样方测定鲜草产量, 取200 g材料烘干后折算干草产量。

1.5 数据分析

不同氮肥处理下的燕麦分蘖率、干草产量、株高、茎粗、功能叶叶面积、干物质积累数据采用Microsoft Excel 2010软件进行绘图和表格制作, 方差分析使用 DPS 2010软件进行处理。

2 结果与分析
2.1 氮肥对沙地燕麦分蘖的影响

随着氮素水平的增加, 燕麦分蘖数呈先增加后降低的变化趋势(图1)。其中N210, N140和N280处理的燕麦分蘖数较高, 较N0显著增加(P< 0.05), N70较N0分蘖数增加32.26%, 但增加不显著(P> 0.05)。因此追施氮肥促进沙地燕麦分蘖, 以追施210 kg· hm-2最有利于沙地燕麦分蘖。

图1 不同氮肥处理下的燕麦分蘖数
注:不同小写字母表示不同氮素水平处理间差异显著(P< 0.05)。下同。Fig. 1 Number of tillers of oat plants under different nitrogen treatments
Note: Different lowcase letters indicate significant difference among different nitrogen treatments at the 0.05 level; similarly for the following tables and figures.

2.2 氮肥对沙地燕麦株高的影响

追施氮肥促进沙地燕麦的生长(表1)。孕穗期, 所有施氮处理株高均显著高于N0(P< 0.05); 其它生育时期N140株高显著高于N0; 在不同生育时期N210株高最高, 均显著高于N0; 在拔节期、孕穗期、抽穗期、灌浆期N280较N210的株高分别降低了8.32%、1.80%、1.91%、2.33%, 但差异均不显著(P> 0.05)但均显著高于N0。因此, 追施氮肥有利于沙地燕麦生长, 其中210 kg· hm-2氮肥量最有利于沙地燕麦生长。

表1 不同氮肥处理下燕麦株高(cm)的影响 Table 1 Effect of different nitrogen treatments on plant height (cm) of oat plants
2.3 氮肥对沙地燕麦茎粗的影响

追施氮肥促进沙地燕麦茎的增粗生长, 其中N210拔节期、孕穗期和抽穗期茎粗较N0显著增加(P< 0.05)(表2), 拔节期N70燕麦茎粗显著高于N0; 孕穗期N280茎粗显著高于N0。由此说明, 氮肥能促进沙地燕麦茎的增粗, N210氮肥处理对燕麦茎的增粗作用最大, 但追施过多则不利于茎增粗。

表2 不同氮肥处理对燕麦茎粗(mm)影响 Table 2 Effect of different nitrogen treatments on stem diameter (mm) of oat plants
2.4 氮肥对沙地燕麦功能叶叶片面积的影响

不同氮素水平均促进沙地燕麦功能叶叶片面积的增加(表3)。N210处理的燕麦旗叶、倒二叶、倒三叶、倒四叶叶片面积均较N0显著增加(P< 0.05), 另外, N140的旗叶、N280的倒二叶和倒四叶也均较N0增加显著, 其余处理均与N0无显著差异(P> 0.05)。由此说明, 氮肥有利于沙地燕麦功能叶叶片生长, 以N210和N280促进效果较好。

表3 不同氮肥处理对叶面积(cm2)的影响 Table 3 Effect of different nitrogen treatments on oat leaf area (cm2)
2.5 氮肥对沙地燕麦单株干物质积累的影响

随着氮素施用水平的增加, 沙地燕麦干物质积累量均提高, 其中N210拔节期、孕穗期、抽穗期、灌浆期燕麦单株干物质积累量均显著高于N0(P< 0.05), 拔节

期N280较N210燕麦单株干物质积累量减少, 差异显著, 其它时期差异均不显著(P> 0.05)。孕穗期、抽穗期和灌浆期N280燕麦单株干物质积累量显著高于N0, 在抽穗期N70和N140的干物质积累量均显著高于N0。因此, 追施氮肥可以促进沙地燕麦物质积累, 且在追施210 kg· hm-2氮肥时最有利于燕麦物质积累。

表4 追施氮肥对沙地燕麦单株干物质积累的影响 Table 4 Effect of nitrogen fertilizer application on the accumulation of dry matter of oat per plant (g)
2.6 氮肥对沙地燕麦干草产量的影响

追施氮肥提高了沙地燕麦干草产量(图2), 施N140、N210、N280 3个水平氮肥, 沙地燕麦干草产量均较N0显著增加(P< 0.05), 分别增加了74.93%、121.32%、99.58%。N210处理的干草产量最高, 显著高于施氮肥水平低的N70处理。因此, 追施210 kg· hm-2氮肥对燕麦干草产量效果最佳。

图2 氮肥对沙地燕麦干草产量的影响Fig. 2 Effect of nitrogen fertilizer application on hay yield in sandy soil

3 讨论与结论

氮是植物需求较大的营养元素, 其供应量会限制植物生长和生物量[16, 17], 不同氮肥量对燕麦生长有一定的促进作用[18]。合理施氮是促进燕麦生长及增加产量的主要措施之一, 有研究表明, 适量的氮肥有利于燕麦生物量及产量的增加[19]。在武威天祝县华臧养

鹿场地区研究表明, 在0~100 kg· hm-2氮肥施用量范围, 随着施氮量的增加, 白燕 2 号和丹麦 444 的鲜、干草产量呈显著增加的趋势[20]。有专家指出, 植物地上生物量随施肥量的增加而增加, 但存在一个阈值[21, 22, 23]。本研究结果与其一致, 随着施氮量增加, 燕麦干草产量逐渐增加, 施肥量达到210 kg· hm-2时, 干草产量达到最大值, 氮肥施用量继续增加时, 干草产量逐渐减少。有研究显示在青海地区氮肥的最佳施用水平为75 kg· h m-224, 在内蒙古农牧交错地区的燕麦氮肥研究结果表明“ 蒙燕1号” 施用150 kg· hm-2氮肥获得较高的产量[25], 而本研究沙地的最佳施肥水平为210 kg· hm-2, 可能与本研究地的沙地条件有关。不同施氮量对西藏农田燕麦、青稞(Hordeum vulgare)生长和产量影响的研究表明, 在一定范围内, 随着施氮量的增加, 燕麦、青稞的单叶面积、株高呈线性或二次曲线性増长[26], 本研究结果与其研究结果相同, 在一定范围内, 随着施氮量增加, 燕麦叶面积, 株高均呈现先增加后降低的变化趋势。大量研究表明, 增施氮肥显著增加了作物的产量, 使作物的经济效益有很大的提升[27, 28]。高寒地区生长的燕麦在同等密度条件下, 施氮量增加, 燕麦分蘖数、株高、叶长及各器官生物量也显著增加, 适当的氮肥施用量可提高高寒地区燕麦的产量[29]。本研究表明, 追施氮肥促进了沙地燕麦分蘖、株高、茎粗及叶面积的生长, 促进了物质积累, 增产幅度较大, 且施肥处理达到210 kg· hm-2效果最佳。

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