宋建超， 魚(yú)小軍*， 魏孔濤， 汪鵬斌， 童永尚， 李 珍， 賀有龍， 汪海波

(1. 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院， 草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心， 甘肅省草業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室， 甘肅 蘭州 730070； 2. 青海省果洛州草原工作站， 青海 大武 814000)

垂穗披堿草(Elymusnutans)為禾本科披堿草屬多年生叢生植物，具有抗性強(qiáng)、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)好、適口性好、耐放牧等特性[1-2]，對(duì)次生環(huán)境存在高度適應(yīng)性，即使在氣候條件嚴(yán)苛的高寒地區(qū)仍具有較好的再生性，是青藏高原優(yōu)良的牧草品種之一[3-4]。垂穗披堿草在高寒區(qū)退化草場(chǎng)的改良和人工草地的建設(shè)中扮演著重要角色，并且垂穗披堿草人工草地田間管理粗放、生產(chǎn)成本低，具有較好的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

在高寒區(qū)，由于過(guò)度放牧引起的草地退化問(wèn)題日益突顯。建植人工草地不僅可以緩解高寒地區(qū)天然草地的放牧壓力，還能改善植被覆蓋度，從而防止草地退化[5]。盡管垂穗披堿草對(duì)次生環(huán)境具有較好的適應(yīng)性，但是土壤貧瘠仍然是限制垂穗披堿草產(chǎn)草量提高的主要因素。通過(guò)合理配套的農(nóng)藝措施，提高其單位面積產(chǎn)草量，能夠進(jìn)一步減緩草畜失衡壓力，是高寒地區(qū)生態(tài)文明建設(shè)和鄉(xiāng)村振興的重要保證[6]。我國(guó)高寒區(qū)土壤氮素含量相對(duì)較低[7]，垂穗披堿草為喜嗜氮素的禾本科植物[8]，及時(shí)補(bǔ)充氮素是提高垂穗披堿草產(chǎn)量的關(guān)鍵農(nóng)藝措施。

近年來(lái)，有關(guān)垂穗披堿草施肥方面的研究主要集中在施肥對(duì)垂穗披堿草種子產(chǎn)量[9-10]、生物量及構(gòu)成因素[11-12]、光合特性[12-13]以及生物量分配和補(bǔ)償生長(zhǎng)[14-17]等方面。文雅等[6]研究得出施氮量為200 mg·kg-1、灌溉量為土壤飽和持水量60%～65%時(shí)，對(duì)垂穗披堿草產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響最佳。武建雙等[17]在藏北高原研究人工垂穗披堿草種群生物量分配對(duì)施氮處理的響應(yīng)，結(jié)果表明采用120 kg N·hm-2左右的施氮處理可促進(jìn)垂穗披堿草生長(zhǎng)，可以提高葉片生物量比重。謝國(guó)平[9]研究認(rèn)為施氮可顯著提高垂穗披堿草的實(shí)際種子產(chǎn)量，并以施氮量 250 kg·hm-2時(shí)產(chǎn)量最高，種子產(chǎn)量為2 016.5 kg·hm-2，同時(shí)施氮還可以增加野生垂穗披堿草的分蘗數(shù)，提高其單位面積生殖枝數(shù)。由此可見(jiàn)，施氮能夠促進(jìn)垂穗披堿草生長(zhǎng)，提高其生物量，并且不同區(qū)域的土壤類型和生境條件不同，適宜的施肥條件也不盡相同。目前，高寒地區(qū)垂穗披堿草栽培草地面積不斷擴(kuò)增，但關(guān)于垂穗披堿草營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)及其刈割型草地施肥量的研究還未見(jiàn)報(bào)道，因此本研究通過(guò)設(shè)置不同水平的氮肥施用量，分析不同施氮量對(duì)垂穗披堿草的生產(chǎn)性能、品質(zhì)，及其與雜草之間的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的影響，確定高寒區(qū)垂穗披堿草的最佳施氮量，提高其產(chǎn)草量和品質(zhì)，以期為垂穗披堿草實(shí)際生產(chǎn)提供技術(shù)指導(dǎo)，并為其高產(chǎn)栽培措施的研究奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

研究區(qū)位于青海省果洛州瑪沁縣大武鎮(zhèn)(34°23′ 36″ N,100°17′ 18″ E,海拔3 790 m)。該區(qū)屬典型的高原大陸型氣候，寒冷、干旱、多風(fēng)，太陽(yáng)輻射強(qiáng)，日照時(shí)間短，晝夜溫差大。年均溫-3.9℃，最冷月平均氣溫為-12.6℃，最熱月平均氣溫為9.7℃，≥5℃積溫850.3℃，年日照時(shí)間 2 576 h，年降水量 542.9 mm,多集中在6—9月,年蒸發(fā)量2 471.6 mm。牧草生長(zhǎng)季約156 d,全年無(wú)絕對(duì)無(wú)霜期。土壤為高寒草甸土，pH值6.89，有機(jī)質(zhì)含量51.62 g·kg-1，全氮含量1.49 g·kg-1，全磷含量0.75 g·kg-1，全鉀含量15.7 g·kg-1，堿解氮含量119.88 mg·kg-1，速效磷含量17.58 mg·kg-1，速效鉀含量36.39 mg·kg-1。

1.2 試驗(yàn)材料

垂穗披堿草由果洛州草原站于2019年5月種植，播量為 30 kg·hm-2，條播，行距 30 cm。于2020年6月進(jìn)行施肥試驗(yàn)，試驗(yàn)地為建植第二年人工草地。

氮肥為三環(huán)牌尿素(生產(chǎn)廠家：云南云天化股份有限公司)，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 2440-2017，顆粒直徑：0.85～2.80 mm，凈含量：50 kg，總氮(N)≥46.0%。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，參照謝國(guó)平[9]、牛建偉等[15]和武建雙等[17]的施肥量，本試驗(yàn)共設(shè)6個(gè)施氮水平，對(duì)應(yīng)施N量(純氮)為：0，100，150，200，250，300 kg·hm-2，分別用N10，N15，N20，N25，N30表示，不施氮(N0)為對(duì)照，共6個(gè)處理(表1)，并設(shè)3次重復(fù)；選用建植第2年的垂穗披堿草人工草地進(jìn)行試驗(yàn)，小區(qū)面積20 m2(4 m×5 m)，各小區(qū)間隔60 cm，小區(qū)四周用PVC管標(biāo)記，并用土堆建成田埂，防止發(fā)生地表徑流。氮肥分施可滿足不同時(shí)期植株對(duì)氮素的需求，從而提高氮肥利用率，參考董世魁[18]的施肥方法，分別于2020年6月中旬(分蘗期)和7月中旬(抽穗期)撒施，各占總施肥量的50%。施肥選擇在雨天進(jìn)行，使得肥料充分溶于土壤。于2020年8月進(jìn)行刈割測(cè)產(chǎn)和雜草株高和密度的測(cè)定，并留取樣品進(jìn)行品質(zhì)分析。

表1 施氮處理及施氮量

1.4 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.4.1農(nóng)藝性狀 單株分蘗數(shù)：將地上部分刈割后，各處理小區(qū)隨機(jī)挖取10株，統(tǒng)計(jì)單株分蘗數(shù)；枝條數(shù)：測(cè)定鮮草產(chǎn)量前，各處理小區(qū)隨機(jī)選取2 m樣段，統(tǒng)計(jì)單位面積枝條數(shù)，重復(fù) 3次；株高：各處理小區(qū)隨機(jī)選取10株，于刈割時(shí)測(cè)量地面至植株頂端的高度，計(jì)算平均值。鮮干比：測(cè)定鮮草產(chǎn)量時(shí)，每小區(qū)分別取鮮草樣500 g，置于65℃烘箱烘干至恒重，計(jì)算鮮干比；莖葉比：測(cè)定鮮草產(chǎn)量時(shí)，每小區(qū)分別取鮮草樣500 g，將莖和葉分離，置于65℃烘箱烘干至恒重，計(jì)算莖葉比(莖干重/葉干重)。

1.4.2雜草株高和密度 刈割測(cè)產(chǎn)前選取垂穗披堿草草地中數(shù)量較多的8種雜草進(jìn)行株高和密度的比較分析；雜草的鑒定參考《中國(guó)植物志》[19-22]。

株高：各小區(qū)隨機(jī)選取10株，測(cè)量其地面至植株頂端的高度，求其平均值；

密度：采用1 m×2 m的樣方，統(tǒng)計(jì)其他草在各小區(qū)單位面積的株數(shù)。

1.4.3產(chǎn)量 于2020年8月初(盛花期)進(jìn)行測(cè)產(chǎn)，采用1 m×2 m的樣方，將樣方內(nèi)所有植株刈割，留茬高度5 cm，除去雜草稱重得到單位面積鮮草產(chǎn)量，換算成公頃產(chǎn)量。干草產(chǎn)量由鮮草產(chǎn)量和鮮干比計(jì)算得出。第二茬草產(chǎn)量測(cè)定于10月初進(jìn)行(秋季分蘗期)。

1.4.5營(yíng)養(yǎng)品質(zhì) 測(cè)產(chǎn)時(shí)從各小區(qū)隨機(jī)抽取500 g全株鮮草樣帶回實(shí)驗(yàn)室，在105℃烘箱中殺青30 min后，再65℃烘干。將干草樣全株粉碎裝入自封袋中，用于牧草品質(zhì)分析。粗蛋白：采用凱氏定氮法測(cè)定粗蛋白含量；酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維含量：采用聚酯纖維濾網(wǎng)袋法測(cè)定；干物質(zhì)消化率(DMD)=88.9-0.779×ADF(%)；粗脂肪(Ether extract,EE)：采用FOSS全自動(dòng)脂肪測(cè)定儀測(cè)定；粗灰分(Ash)：采用高溫灼燒法測(cè)定粗灰分含量；可溶性糖和淀粉：采用恩酮法進(jìn)行測(cè)定；粗纖維(Crude fiber,CF)：采用聚酯纖維濾網(wǎng)袋法測(cè)定[23-25]。

1.4.5經(jīng)濟(jì)效益 經(jīng)濟(jì)效益(CNY·hm-2)=干草產(chǎn)量/kg·hm-2×干草價(jià)格/CNY·kg-1-種子投入/CNY·hm-2-肥料投入/CNY·hm-2-工費(fèi)/CNY·hm-2；

式中：干草價(jià)格為1.25 CNY·kg-1；種子價(jià)格為43 CNY·kg-1；尿素價(jià)格為1.95 CNY·kg-1。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2019處理數(shù)據(jù)和制圖，用SPSS26.0進(jìn)行不同施氮處理間株高、分蘗數(shù)、產(chǎn)量和品質(zhì)等各指標(biāo)的顯著性分析，并利用Duncan法進(jìn)行多重比較，所有試驗(yàn)數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示。

采用灰色關(guān)聯(lián)度理論，對(duì)不同施肥處理的產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。將不同施氮處理用X表示，各測(cè)定指標(biāo)用k表示，將不同施肥處理(X)下各測(cè)定指標(biāo)(k)的值設(shè)置為Xk，各指標(biāo)最理想值設(shè)置為參考數(shù)列X0。基于灰色系統(tǒng)關(guān)聯(lián)度理論的權(quán)重決策法,并結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)，選取干草產(chǎn)量、粗蛋白、ADF，NDF和DMD進(jìn)行權(quán)重綜合評(píng)價(jià),相關(guān)公式如下:

關(guān)聯(lián)度系數(shù)：

加權(quán)系數(shù)：wi=干草產(chǎn)量∶粗蛋白∶ADF∶NDF∶DMD=0.6∶0.2∶0.1∶0.1，參考王偉強(qiáng)等[26]的方法。

求出加權(quán)關(guān)聯(lián)度后,按照加權(quán)關(guān)聯(lián)度由大到小以1，2，3，…，m進(jìn)行排序，關(guān)聯(lián)度越大則相似程度越高，比較數(shù)列越接近參考數(shù)列則牧草綜合營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)越優(yōu)，反之則越差。

2 結(jié)果與分析

2.1 施氮對(duì)垂穗披堿草農(nóng)藝性狀的影響

施氮處理顯著影響垂穗披堿草農(nóng)藝性狀(表2)。隨著施氮量的增加，垂穗披堿草單株分蘗數(shù)和單位面積枝條數(shù)出現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，各施氮處理下單株分蘗數(shù)和單位面積枝條數(shù)均顯著高于N0處理(P<0.05)；供試處理中，在N25處理下單株分蘗數(shù)(15.83)高于其他處理，比N0顯著提高了171.5%(P<0.05)；單位面積枝條數(shù)在N20處理下高于其他處理，與N0相比，提高了62.45%，各處理間差異顯著(P<0.05)；施氮量在N15和N20處理下垂穗披堿草莖葉比均低于其他處理，且與N0處理間差異顯著(P<0.05)；垂穗披堿草第一茬株高隨施氮量增加呈現(xiàn)先增大后減小趨勢(shì)，各施氮處理下株高均顯著高于N0處理(P<0.05)；第二茬株高隨施氮量增加逐漸增大，且在N25和N30處理下顯著高于其他處理，并且與N0處理間差異顯著(P<0.05)。

表2 不同施氮處理對(duì)垂穗披堿草農(nóng)藝性狀的影響

2.2 施氮對(duì)垂穗披堿草干草產(chǎn)量的影響

如圖一所示，各施氮處理下垂穗披堿草第一茬和第二茬干草產(chǎn)量均顯著高于N0處理(P<0.05)。各施氮處理與N0相比，第一茬干草產(chǎn)量分別提高了24.9%，57.5%，60.9%，71.9%和31.0%。除N10處理外，各施氮處理第二茬干草產(chǎn)量均顯著高于N0處理(P<0.05)，第二茬干草產(chǎn)量分別提高了13.5%，30.6%，66.6%，63.1%和31.5%。垂穗披堿草總干草產(chǎn)量隨施氮量的增加呈現(xiàn)先增大后減小趨勢(shì)，其中N25處理均高于其他處理，較N0提高了70.9%，且各施氮處理與N0處理間差異顯著(P<0.05)。

2.3 施氮對(duì)第一茬垂穗披堿草營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響

由表3可知，垂穗披堿草粗蛋白含量在各施氮處理下均顯著高于N0處理(P<0.05)，各施氮處理間差異不顯著；施氮處理顯著(P<0.05)影響了垂穗披堿草粗脂肪含量，且隨著施氮量的增加粗脂肪含量呈現(xiàn)先增加后減小趨勢(shì)，其中N20處理(3.4%)高于其他處理，較N0處理提高了29.3%；施氮處理對(duì)垂穗披堿草粗灰分含量沒(méi)有顯著影響；氮肥處理對(duì)垂穗披堿草NDF含量影響不顯著，但隨著施氮量的增加，NDF有增加的趨勢(shì)。ADF含量隨施氮量的增加呈先減小后增大趨勢(shì)，但各處理之間差異不顯著；DMD在N15處理下均高于其他處理，各處理間差異不顯著。

表3 不同施氮處理對(duì)垂穗披堿草營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響

由圖2可知，可溶性糖含量隨施氮量的增加呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)，其中N15處理(88.29 g·kg-1)高于其他處理，N25和N30與其他處理間差異顯著(P<0.05)；與N0相比，N25處理顯著增加了垂穗披堿草淀粉含量(P<0.05)；粗纖維含量隨施氮量的增加呈現(xiàn)先減小后增大趨勢(shì)。

圖1 不同施氮處理對(duì)垂穗披堿干草產(chǎn)量的影響

圖2 不同施氮處理對(duì)垂穗披堿草可溶性糖、淀粉和粗纖維含量的影響

2.4 施氮對(duì)垂穗披堿草與雜草競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的影響

隨施氮量的增加，雜草株高和密度基本呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì)(表4)。冷地早熟禾(Poacrymophila)的株高和密度在N25處理下顯著低于其他處理，在N30處理下最高，但與N0相比差異不顯著；施氮處理對(duì)小花剪股穎(Agrostismyriantha)的株高沒(méi)有顯著影響，其密度呈現(xiàn)先減小后增大趨勢(shì)，且N25處理分別于與N30和N0處理間差異顯著(P<0.05)。施氮對(duì)委陵菜(PotentillachinensisSer.)株高和密度的影響不顯著，但隨施氮量的增加其株高和密度隨之增大。施氮處理對(duì)蕓香葉唐松草(Thalictrumrutifolium)的株高沒(méi)有顯著影響，其密度在N30處理下顯著低于其他處理(P<0.05)，且隨著施肥量的增加其密度呈下降趨勢(shì)。沼生水馬齒(CallitrichepalustrisL.)的株高在施肥各間處理差異不顯著，其密度在N25處理下顯著低于其他處理(P<0.05)，并且隨施氮量的增大呈現(xiàn)先減小后增大趨勢(shì)。伏毛鐵棒錘(AconitumflavumHand.-Mazz.)的株高在各施肥處理間差異不顯著，其密度在N25處理下顯著低于N0和N30處理；施肥處理對(duì)黃帚橐吾(Ligulariavirgaurea)的株高沒(méi)有顯著影響，其密度在N25處理下顯著低于N0和N30處理，并且呈現(xiàn)先減小后增大趨勢(shì)。施氮處理對(duì)葵花大薊(Cirsiumsouliei)的株高影響不顯著，其密度顯著低于不施肥處理(P<0.05)。

表4 不同施氮處理對(duì)垂穗披堿草地其他草株高和密度的影響

2.5 施氮對(duì)第一茬垂穗披堿草牧草經(jīng)濟(jì)效益的影響

隨著施氮量的增加，第一茬垂穗披堿草經(jīng)濟(jì)效益呈現(xiàn)先增大后減小趨勢(shì)，各施氮處理相比N0處理分別提高了21.8%，57.0%，58.9%，69.4%和21.0%，且在N25處理下第一茬垂穗披堿草經(jīng)濟(jì)效益最好(18 526.08元·hm-2)，除N10和N30處理外，其他各施肥處理與不施肥處理N0差異顯著(P<0.05)。

表5 不同施氮處理對(duì)第一茬垂穗披堿草牧草經(jīng)濟(jì)收益的影響

2.6 綜合評(píng)價(jià)

在灰色關(guān)聯(lián)度分析中，加權(quán)關(guān)聯(lián)度越大則相似程度越高,比較數(shù)列越接近參考數(shù)列則植株綜合指標(biāo)越優(yōu)。根據(jù)加權(quán)關(guān)聯(lián)值的大小，為施肥處理后對(duì)垂穗披堿草產(chǎn)量與品質(zhì)影響進(jìn)行排序(表6)。供試處理中，N25處理效果明顯，且各指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)最優(yōu)(關(guān)聯(lián)值=0.2248)；其次是N20處理，且除總干草產(chǎn)量外，其他營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)關(guān)聯(lián)系數(shù)均高于N25處理。各處理綜合評(píng)價(jià)結(jié)果為：N25>N20>N15>N30>N10>N0。

表6 不同施氮處理下各測(cè)定指標(biāo)的加權(quán)關(guān)聯(lián)系數(shù)、加權(quán)關(guān)聯(lián)值及綜合評(píng)價(jià)

3 討論

3.1 施氮對(duì)垂穗披堿草生產(chǎn)性能的影響

垂穗披堿草的生產(chǎn)性能是由其自身遺傳特性決定的[27]，其生長(zhǎng)發(fā)育的表現(xiàn)是自身遺傳特性和外界環(huán)境條件綜合作用的結(jié)果[28]。在生長(zhǎng)條件更加復(fù)雜的高寒地區(qū)，垂穗披堿草盡管依靠自身對(duì)次生環(huán)境較好的適應(yīng)性，但土壤肥力低仍然限制其生長(zhǎng)發(fā)育。通過(guò)施氮可以增加牧草的分蘗數(shù)、枝條數(shù)和株高等產(chǎn)量構(gòu)成要素來(lái)提高牧草產(chǎn)量[6,9-10]。本研究結(jié)果表明，施氮對(duì)垂穗披堿草分蘗數(shù)、枝條數(shù)和株高影響最顯著，且隨施氮量的增加，垂穗披堿草單株分蘗數(shù)和單位面積枝條數(shù)表現(xiàn)為先增加后降低趨勢(shì)。這與羅文蓉等[29]在西藏那曲的研究和謝國(guó)平等[30]在西藏拉薩的研究結(jié)果趨同。充足氮素養(yǎng)分可使垂穗披堿草產(chǎn)生更多的分蘗和枝條，繼續(xù)施氮其分蘗數(shù)和枝條數(shù)反而會(huì)降低，主要是因?yàn)榈蔬^(guò)量對(duì)植物的毒害作用，使得分蘗數(shù)和枝條數(shù)減少[29]。牛建偉等[15]在海北進(jìn)行盆栽試驗(yàn)研究施氮水平對(duì)垂穗披堿草生物量分配影響的結(jié)果顯示，分蘗數(shù)隨氮肥的增加先減小后增加，與本研究結(jié)果不同，可能是因?yàn)橥寥篮看嬖诓町?，高寒區(qū)土壤含氮量較低，補(bǔ)充氮素對(duì)垂穗披堿草分蘗數(shù)影響較大[7]。隨施氮量的增加，垂穗披堿草株高呈現(xiàn)的趨勢(shì)為先增加后趨于平穩(wěn)，其株高不會(huì)隨著施氮量的增加而增加，該結(jié)果與文雅等[6]對(duì)施氮和灌溉互作對(duì)垂穗披堿草生物量及構(gòu)成要素影響的研究結(jié)果一致。

莖葉比是牧草品質(zhì)評(píng)定的重要指標(biāo)之一，其比值越小，牧草葉的比率愈高，品質(zhì)愈好。垂穗披堿草莖葉干重比隨施肥量增加呈先減小后增大趨勢(shì),本研究結(jié)果與馬興赟[31]在氮素添加對(duì)老齡中華羊茅(Festucasinensis)人工草地草產(chǎn)量影響的研究結(jié)果類同。主要原因是施氮可促進(jìn)垂穗披堿草葉片生長(zhǎng)，葉面積增大，葉片生物量增大，但隨著施氮量的增大垂穗披堿草營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)過(guò)盛，使得莖的生物量占比增大，從而導(dǎo)致其莖葉比增大[15,17]。

產(chǎn)草量是衡量草地生產(chǎn)力的重要指標(biāo)之一[32]，產(chǎn)草量高低是反映牧草生產(chǎn)性能的重要測(cè)度值，產(chǎn)草量愈高說(shuō)明其生產(chǎn)性能愈好。本研究結(jié)果表明，垂穗披堿草產(chǎn)草量隨施氮量的增大表現(xiàn)為先增加后降低趨勢(shì)，N30處理垂穗披堿草產(chǎn)草量會(huì)顯著下降，這與文雅等[6]和羅文蓉等[29]的研究結(jié)果趨同，并與高寒牧區(qū)施氮量與禾本科牧草生物量為單峰關(guān)系的報(bào)道一致[33]，即施氮水平達(dá)到最大生物量時(shí)，繼續(xù)增加施氮量牧草生物量反而會(huì)降低。適宜的施加氮肥能夠增加葉片中的葉綠素含量[34]，以提高植物的光合速率[35]，使得植物固定的光合產(chǎn)物增多，從而增加垂穗披堿草生物量。但是土壤中氮素過(guò)量不僅會(huì)降低植物對(duì)其他養(yǎng)分的吸收，而且會(huì)破壞根系的滲透平衡[36-37]，產(chǎn)生毒害作用，植物吸收土壤養(yǎng)分的能力會(huì)有一定程度的降低[38]，最終會(huì)抑制垂穗披堿草生物量的增加。本試驗(yàn)采取氮肥分施的施肥方法，很大程度上避免了一次性施肥對(duì)植物的負(fù)面影響。氮肥的施用應(yīng)與其大量吸收的時(shí)期相吻合以確保盡可能多的氮素被固定在植物組織中[39]。這樣既可以保證垂穗披堿草高效生長(zhǎng)，也可以提高氮肥利用率，避免造成環(huán)境污染[40-41]。因此，應(yīng)根據(jù)不同地區(qū)土壤的含氮量來(lái)確定適宜的施氮量，從而提高垂穗披堿草產(chǎn)草量。在適宜施氮量處理下，垂穗披堿草第一茬株高和產(chǎn)量均達(dá)到最大值，且能夠完成從返青期到盛花期的生長(zhǎng)，可以進(jìn)行割草用于補(bǔ)飼，然而第二茬垂穗披堿草雖能繼續(xù)生長(zhǎng)，但其株高和產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于第一茬，營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)受限，說(shuō)明第二茬不宜割草只適于放牧，為不影響垂穗披堿草來(lái)年生長(zhǎng)，最好選擇在冷季進(jìn)行放牧。

3.2 施氮對(duì)垂穗披堿草營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響

氮素是植物機(jī)體各項(xiàng)生命活動(dòng)所需的大量元素之一，也是牧草粗蛋白的重要組成成分。牧草的粗蛋白含量是評(píng)價(jià)飼草質(zhì)量的重要指標(biāo)，含量越高表明牧草品質(zhì)越好。本研究結(jié)果顯示，施氮處理顯著增加了垂穗披堿草的粗蛋白含量。這與張嬌嬌[42]等研究施肥可以提高高寒天然草地牧草粗蛋白含量，和任昱鑫等[43]研究施氮能夠顯著提高小黑麥(×TriticaleWittmack)的粗蛋白含量的結(jié)果一致。因此施用氮肥可提高粗蛋白含量從而改善牧草營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。ADF和NDF含量是反映飼草纖維質(zhì)量?jī)?yōu)劣的有效指標(biāo)，ADF和NDF含量越低，牧草品質(zhì)越好，反之消化率低，適口性差[44]。本研究中，施氮對(duì)ADF和NDF含量影響顯著，隨著施氮量的增加ADF和NDF基本呈現(xiàn)先減小后增大趨勢(shì)，這與符佩斌等[45]的研究結(jié)果一致。然而胡冬雪等[46]和李小梅等[47]研究發(fā)現(xiàn)，施氮分別降低了羊草(Leymuschinensis)和多花黑麥草(Loliummultiflorum)的ADF和NDF含量，與本研究結(jié)果不同，主要原因可能是垂穗披堿草植株倒伏會(huì)影響其ADF和NDF含量。本試驗(yàn)不同施氮處理下垂穗披堿草粗脂肪均顯著高于不施肥處理(P<0.05)，并且降低了粗纖維含量，這與董曉兵等[48]研究施肥能夠顯著增加羊草粗脂肪含量，降低粗纖維，改善羊草品質(zhì)的結(jié)果一致。說(shuō)明施氮改善了垂穗披堿草的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。但不同施氮處理下對(duì)垂穗披堿草Ash含量無(wú)顯著影響。

牧草的可溶性糖和淀粉等碳水化合物含量也是評(píng)價(jià)牧草品質(zhì)優(yōu)劣的參考指標(biāo)，其含量越高品質(zhì)越好。本研究結(jié)果表明，施氮可提高垂穗披堿草可溶性糖和淀粉含量，但可溶性糖含量增幅較小并且在N25和N30處理下可溶性糖含量顯著降低，這與游永亮等[49]在飼用小黑麥上的研究結(jié)果一致。說(shuō)明施加氮肥可提高垂穗披堿草可溶性糖和淀粉含量，從而提高其營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。

3.3 施氮對(duì)雜草的影響

在垂穗披堿草草地，垂穗披堿草與雜草形成了種間競(jìng)爭(zhēng)。植物種間競(jìng)爭(zhēng)的實(shí)質(zhì)是一個(gè)種的個(gè)體由于另一個(gè)種的個(gè)體對(duì)共生資源的利用和干擾，最終引起在生殖、存活和生長(zhǎng)等方面能力的上升或下降，種間競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系與其固有的形態(tài)和生理特征密切相關(guān)[50-51]，如植株葉面積的大小、葉片空間位置及土壤養(yǎng)分均影響植物的種間競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系[52-54]。本研究表明，施氮使得垂穗披堿草植株高大，單位面積枝條數(shù)增多，能夠優(yōu)先捕獲光資源，顯著影響了冷地早熟禾、小花剪股穎、委陵菜、沼生水馬齒、伏毛鐵棒錘和黃帚橐吾等雜草的株高和密度，從而影響了雜草對(duì)光資源的利用，使得雜草的生長(zhǎng)受到抑制。這與顧夢(mèng)鶴等[50]和王寧等[53]的研究結(jié)論相符。說(shuō)明垂穗披堿草與這些雜草在形態(tài)特征上存在較大差異，抑制了雜草對(duì)光源的捕獲，施氮處理使得這種優(yōu)勢(shì)更加突出，在一定程度上抑制了雜草的生長(zhǎng)，減小了與垂穗披堿草對(duì)資源的的競(jìng)爭(zhēng)。但是在N30處理下，雜草的株高和密度出現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)。說(shuō)明過(guò)量施氮，垂穗披堿草的生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)達(dá)到極限，其他草獲得了多余養(yǎng)分，增加了其株高和密度，從而與垂穗披堿草競(jìng)爭(zhēng)光和養(yǎng)分等資源，使得垂穗披堿草與雜草的競(jìng)爭(zhēng)力增強(qiáng)。另外，垂穗披堿草與冷地早熟禾和小花剪股穎競(jìng)爭(zhēng)力關(guān)系變化，除形態(tài)特征略有差異外，可能與其具有較高氮肥利用率有關(guān)。

本試驗(yàn)研究了在高寒區(qū)氮肥對(duì)垂穗披堿草生產(chǎn)性能和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響，試驗(yàn)中只對(duì)第一茬草進(jìn)行了產(chǎn)量和品質(zhì)的測(cè)定，考慮到在高寒區(qū)第二茬草生長(zhǎng)周期較短，只測(cè)定了株高和產(chǎn)量。為緩解天然草地放牧壓力，第二茬草可用于冬季放牧。并且本試驗(yàn)只考慮了氮肥單施的增產(chǎn)效果，并未考慮氮磷肥配施的交互作用，有研究表明肥料配施的增產(chǎn)效果顯著高于單施[48]。因此，在高寒區(qū)氮磷配施情況下對(duì)垂穗披堿草生產(chǎn)性能和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響還需進(jìn)一步探討。

4 結(jié)論

施氮處理能夠提高垂穗披堿草干草產(chǎn)量及營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。綜合評(píng)價(jià)認(rèn)為，在果洛高寒區(qū)，施氮 250 kg·hm-2(尿素：543.5 kg·hm-2)時(shí)垂穗披堿草干草產(chǎn)量高、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)最優(yōu)、經(jīng)濟(jì)效益最好。且能夠顯著的抑制雜草株高和密度，減小其與垂穗披堿草競(jìng)爭(zhēng)養(yǎng)分和空間的能力。施氮過(guò)量不僅抑制垂穗披堿草的干草產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，降低經(jīng)濟(jì)效益，而且還促使雜草生長(zhǎng)，減小垂穗披堿草的競(jìng)爭(zhēng)力。