馬祥，賈志鋒，梁國玲

(青海大學(xué)畜牧獸醫(yī)科學(xué)院 青海省青藏高原優(yōu)良牧草種質(zhì)資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,西寧 810016)

燕麥(AvenasativaL.)是一種禾本科燕麥屬一年生草本植物，是優(yōu)良的糧飼兼用作物，主要分布在華北、西北的高寒地區(qū)[1]，其莖、葉可以用來制作青貯飼料[2]。青海是我國畜牧業(yè)生產(chǎn)基地,飼草問題是制約我省畜牧業(yè)持續(xù)發(fā)展的重要“瓶頸”之一，近年來燕麥已在高寒牧區(qū)廣泛種植，得到農(nóng)牧民群眾的認(rèn)可，成為解決飼草短缺的有效途徑，在提高牧區(qū)抗災(zāi)保畜能力以及穩(wěn)定和推進(jìn)畜牧業(yè)發(fā)展方面具有重要意義[3-5]。

飼草生產(chǎn)過程中，影響產(chǎn)量的原因很多，但栽培管理措施是主要因素之一，而栽培管理措施中合理的施肥技術(shù)是影響產(chǎn)量的最重要因素[6-8]。有研究表明，肥料對(duì)提高作物的產(chǎn)量及品質(zhì)作用明顯，對(duì)糧食增產(chǎn)的貢獻(xiàn)超過50%，增施化肥或有機(jī)肥能夠有效提高燕麥的秸稈產(chǎn)量和種子產(chǎn)量[9-12]，馬雪琴等[4]研究表明，氮肥處理對(duì)燕麥的產(chǎn)量及構(gòu)成要素均具有極顯著的影響。

“青燕1號(hào)”(Avenasativacv.Qingyan No.1)是青海省畜牧獸醫(yī)科學(xué)院利用傳統(tǒng)雜交育種方式選育出的根系發(fā)達(dá)，產(chǎn)草量高，適應(yīng)性強(qiáng)的燕麥品種[13]，但有關(guān)該品種在高產(chǎn)栽培方面的研究較少，因此本研究通過氮、磷不同配比施肥，構(gòu)建燕麥飼草高產(chǎn)的栽培模型，探索高寒地區(qū)種植燕麥的肥料需要量和指定栽培技術(shù)施肥方案，為推進(jìn)青海東部農(nóng)區(qū)飼草地發(fā)展和飼草生產(chǎn)提供指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料為“青燕1號(hào)”燕麥品種，由青海畜牧獸醫(yī)科學(xué)院提供。供試肥料為尿素(含N 46%)和過磷酸鈣(含P2O512%)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2018年的4月至9月在青海省湟中縣魯沙爾鎮(zhèn)燕麥試驗(yàn)基地進(jìn)行(101°37′E，36°28′N)。試驗(yàn)田地勢(shì)平坦，海拔2620m，氣候寒冷潮濕，無絕對(duì)無霜期，年均溫3.7 ℃，歷年年降水量480mm(降雨和降雪)，土質(zhì)栗鈣土，前茬蕎麥。試驗(yàn)設(shè)5個(gè)施肥處理(表1)，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)處理3次重復(fù)，小區(qū)面積15m2(3 m × 5 m)，行距25cm，燕麥播量187.5 kg·hm-2，播深3 ～ 4cm。條播，播后耙耱，田間除草2次，花期田間除雜1 次。

表1 氮磷耦合配施試驗(yàn)處理

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

于燕麥抽穗期、開花期和乳熟期測(cè)定燕麥旗葉的凈光合速率(net photosynthetic rate，Pn，μmol·m-2·s-1)。采用美國LI-COR公司生產(chǎn)的LI-6800型便捷式光合測(cè)定儀，測(cè)定時(shí)間為晴天早上9∶00～12∶00，葉片溫度25℃，CO2濃度400μmol·mol-1，葉室面積為6.25m2，氣體流量為0.25L·min-1，每小區(qū)3次重復(fù)。

于燕麥抽穗期、開花期和乳熟期每小區(qū)隨機(jī)取3株帶回實(shí)驗(yàn)室，烘干稱其莖葉穗干重，計(jì)算莖、葉、穗構(gòu)成比例及莖葉比，每小區(qū)4次重復(fù)。

于燕麥抽穗期、開花期和乳熟期每小區(qū)隨機(jī)選取1m2(1m×1m)樣點(diǎn)，齊地刈割，測(cè)定燕麥鮮草產(chǎn)量。帶回實(shí)驗(yàn)室后105℃殺青30min后70℃烘干至恒重，測(cè)定干草產(chǎn)量。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2010 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，應(yīng)用SPSS 19對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)及方差分析，采用 Duncan 法對(duì)處理間差異顯著性進(jìn)行分析比較，應(yīng)用Origin2018軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)燕麥光合特性的影響

由圖1可以看出，開花期和乳熟期均表現(xiàn)為S3處理下燕麥旗葉的Pn最高，與其他處理差異均顯著(P<0.05)。此外，抽穗期S2處理的Pn值最高，與其他處理差異均顯著(P<0.05)。抽穗期、開花期和乳熟期均表現(xiàn)為S4處理的Pn值最低，僅為9.3036μmol·m-2·s-1，抽穗期Pn值最高的是S1處理，較S4高出28.2%，差異顯著(P<0.05)，開花期和乳熟期Pn值最高的是S3處理，與S4處理相比高出113.15%、138.45%，與其他處理差異顯著(P<0.05)。

圖1 不同施肥處理下燕麥旗葉Pn的變化

2.2 不同處理對(duì)不同生育期燕麥莖葉穗比例構(gòu)成的影響

由表2可知，不同處理下的燕麥莖葉穗比例構(gòu)成各有差異，抽穗期莖在全株占比最高的是S4處理，但與S1、S2和S5 處理均差異不顯著(P>0.05)，占比最低的為S3處理，與S4處理差異顯著(P<0.05)。葉片占比最高的處理為S1，達(dá)17.03%，與其他處理差異均不顯著，較低的處理為S2，約為15.1%。穗占比最高的處理為S2，與其他處理差異均不顯著(P<0.05)，S4處理的穗占比最低。各處理下的莖葉比均在3.6以上，其中莖葉比最小的為S1處理，最大的為S5處理，二者差異不顯著(P>0.05)。

表2 不同處理下不同生育期燕麥莖、葉、穗比例構(gòu)成

開花期各處理下的莖占比最高的為S4，高達(dá)66.71%，占比最小的為S5，約59.3%，葉片占比最高的S4，除與S1和S3處理差異不顯著(P>0.05)以外，與其他處理差異均顯著(P<0.05)。S2處理下的葉片在全株占比最小，僅11.64%左右。穗占比較高的處理分別為S3，約占全株的四分之一，S4 處理的穗占比最低，為17.54%。開花期莖葉比相比抽穗期有所升高，最低的是S3處理，最高的為S2處理，二者處理間差異顯著(P<0.05)。

乳熟期S1處理的莖占比最高，為61.73%，最低的為S3處理，為48.63%，低于其他時(shí)期的所有處理，葉片占比最高的處理為S5，但僅與S3處理差異顯著(P<0.05)，但與其他處理差異不顯著(P>0.05)。S3處理的穗占比最高，與他處理差異均顯著(P<0.05)，占比最低的為S1，僅26.82%。乳熟期莖葉比的范圍為4.40～7.29，最低的為S5處理，最高的為S2處理。

2.3 不同處理對(duì)不同生育期燕麥鮮草產(chǎn)量的影響

通過對(duì)不同處理下的燕麥鮮草產(chǎn)量的測(cè)定，發(fā)現(xiàn)抽穗期在S1處理時(shí)的鮮草產(chǎn)量最高，與其他處理差異顯著(P<0.05)，其次是S3、S5處理，二者差異不顯著(P>0.05)，鮮草產(chǎn)量最低的為S4處理，相比S1處理低40.8%，差異顯著(P<0.05)。開花期S5處理顯著高于其他處理，與其他處理差異均顯著(P<0.05)，產(chǎn)量最低的仍然是S4處理，S5處理高出S4處理 30.9%。乳熟期鮮草產(chǎn)量最高的為S5處理，高達(dá)57705.87kg·hm-2，與其他處理差異均顯著(P<0.05)，S4處理的鮮草產(chǎn)量依然顯著低于其他處理(P<0.05)。

2.4 不同處理對(duì)不同生育期燕麥干草產(chǎn)量的影響

圖3顯示了不同處理下的燕麥干草產(chǎn)量，抽穗期處理S1顯著高于其他處理(P<0.05)，S5僅次于S1處理，位于第二，二者差異不顯著(P>0.05)，S2處理的干草產(chǎn)量最低，與其他處理差異均顯著(P<0.05)，相比S1處理低29.5%。開花期S5處理干草產(chǎn)量最高，與S1處理差異不顯著(P>0.05)，S4處理的干草產(chǎn)量最低，與其他處理差異均顯著(P<0.05)。乳熟期干草產(chǎn)量S3最高，與其他處理差異顯著， S1，S2和S5處理相互之間差異不顯著(P>0.05)，但他們均顯著高于S4處理(P<0.05)。

圖2 不同處理對(duì)不同生育期燕麥鮮草產(chǎn)量的影響

圖3 不同處理對(duì)不同生育期燕麥干草產(chǎn)量的影響

2.5 不同施肥處理對(duì)燕麥農(nóng)藝性狀的影響

不同施肥處理下“青燕1號(hào)”燕麥的株高S2處理最高，S4處理最低，這兩個(gè)處理差異顯著(P<0.05)。不同施肥處理下穗長(zhǎng)之間差異不顯著，均在15.9～18.8cm之間，小穗數(shù)之間差異顯著(P<0.05)，均在29.1～53.4個(gè)左右，小穗數(shù)S1，S2和S5處理相互之間差異不顯著，其中S4處理小穗數(shù)最少，與其他處理差異顯著(P<0.05)。不同施肥處理下穗粒重和千粒重的變化趨勢(shì)大致相同，穗粒重、千粒重S3處理最高，較最低的S4處理高出7.83 g和41.66g二者差異顯著(P<0.05)，處理S2和S5差異不顯著(P>0.05)。

表3 不同施肥處理對(duì)“青燕1號(hào)”農(nóng)藝性狀的影響

2.6 不同施肥處理對(duì)成熟期燕麥種子產(chǎn)量的影響

如圖3所示，與干草產(chǎn)量結(jié)果不同，不同的施肥處理間種子產(chǎn)量差異顯著，S5處理最高，較最低處理S4高出32%，高達(dá)4409.1 kg·hm-2，其次為S1和S3處理，與S5處理差異不顯著(P>0.05)，顯著高于其他處理(P<0.05)，S4處理種子產(chǎn)量最低，僅3400.17 kg·hm-2，相比其他處理低23.12%～32.00%，與其他處理均差異顯著(P<0.05)。

圖4 不同施肥處理對(duì)燕麥種子產(chǎn)量的影響

2.7 效益分析

以飼草收獲為種植用途，不同氮磷配比施肥處理下經(jīng)濟(jì)效益不同(見表4)。施肥量不同，燕麥開花期干草產(chǎn)量不同，草產(chǎn)量收益不同，但施肥越多成本越高，經(jīng)濟(jì)效益反而下降。分析結(jié)果顯示S5處理組合的凈收益最好，凈收益高達(dá)11453.55元/hm2。

表4 不同施肥處理的效益分析

3 結(jié)果與討論

燕麥作為優(yōu)質(zhì)牧草，以其較好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值、營養(yǎng)價(jià)值和飼用價(jià)值被廣泛種植于我國的西北部半干旱農(nóng)牧區(qū)和西南部的高海拔地區(qū)[13]。為達(dá)到燕麥高產(chǎn)的目標(biāo)，除了要關(guān)注燕麥本身的遺傳因子的影響，生態(tài)環(huán)境和栽培管理措施也相當(dāng)重要[14-16]。光合作用是作物獲得產(chǎn)量的源泉[16]，凈光合速率是反映植物光合生產(chǎn)能力的重要指標(biāo)之一，且栽培措施的差異也會(huì)對(duì)植物的光合作用產(chǎn)生較大的影響。丁小濤等[17]研究了不同的施肥方式對(duì)黃瓜整個(gè)生育期的光合特性的影響發(fā)現(xiàn)，隨著生育期的延長(zhǎng)，黃瓜的光合作用逐漸降低，凈光合速率可以作為植物施肥效果的探針。杜研等[18]研究發(fā)現(xiàn)，不同施肥處理對(duì)核桃葉片的光合作用具有重要影響。在本研究中，處于不同施肥處理在燕麥的不同生育期的凈光合速率表現(xiàn)出差異，抽穗期S2處理的凈光合速率最高，開花期和乳熟期S3處理最高，S4處理的凈光合速率均最低，可以發(fā)現(xiàn)氮肥對(duì)燕麥的光合作用具有非常重要的影響，增施氮肥能夠顯著增加植物的光合作用。與王建林等[19]對(duì)冬小麥旗葉光合作用在不同氮肥水平下的影響結(jié)果相一致。

燕麥作為飼草作物，地上植株不同部位的干物質(zhì)積累量以及莖葉比大小對(duì)其適口性及飼草品質(zhì)的影響較大，研究表明，莖含量低，葉片含量高的燕麥飼草的適口性更好，營養(yǎng)價(jià)值更豐富[20-23]。王鑫等[24]的研究表明，燕麥全株的總營養(yǎng)價(jià)值與莖葉穗干重占全株的比例有很大關(guān)系。此外，高欣梅等[25]研究了播種期和施肥處理對(duì)燕麥干物質(zhì)積累的影響發(fā)現(xiàn)，在拔節(jié)期后到灌漿期前，這一時(shí)期的干物質(zhì)積累快速增長(zhǎng)，且處理間差異明顯。本研究結(jié)果測(cè)定了不同處理下的莖葉穗在全株的占比發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)材料“青燕1號(hào)”均表現(xiàn)為莖占比最大，這可能是由于材料自身的性質(zhì)決定的，但可以發(fā)現(xiàn)，不同處理的莖葉穗所占全株的比例有所不同，抽穗期，開花期和乳熟期的莖占比最小的為S3處理，所占比例并沒有與生育期的延長(zhǎng)呈現(xiàn)明顯的變化趨勢(shì)；而葉占比在抽穗期，開花期和乳熟期最高的處理是S1，S4和S5處理，同時(shí)可以看到隨著生育期的延長(zhǎng)，葉占比出現(xiàn)非常明顯的下降趨勢(shì)；穗占比在抽穗和開花時(shí)期基本維持在17.54%～44.63%之間，乳熟期出現(xiàn)增長(zhǎng)，占比增加，顯然，這是隨著燕麥植株的生長(zhǎng)所出現(xiàn)的必然結(jié)果，植物將大量的營養(yǎng)物質(zhì)輸入籽粒中，促進(jìn)其生殖生長(zhǎng)，葉片占比下降以及莖葉比值的增加也說明在這一時(shí)期不再是營養(yǎng)生長(zhǎng)占據(jù)主導(dǎo)地位。

產(chǎn)草量的高低可以直接反映牧草的生產(chǎn)性能，產(chǎn)量的高低受到多種因素的調(diào)控，充分利用種植地區(qū)的環(huán)境條件及配以合適的栽培管理措施有助于促進(jìn)作物生長(zhǎng)，達(dá)到提高產(chǎn)量的目的。目前通過優(yōu)化栽培條件來提高燕麥產(chǎn)量研究也較多，如通過施加生物有機(jī)肥[26，27]或不同肥料配施[28，29]，播種方式[30]、播種密度[31]、行距[32]以及播期[33，34]的選擇等，許國芬等[35]研究發(fā)現(xiàn)，在施氮量為75kg·hm-2時(shí)，“青引1號(hào)”燕麥品種的草產(chǎn)量及種子產(chǎn)量相比其他施氮處理效果最佳。在對(duì)磷肥的研究中發(fā)現(xiàn)，飼草產(chǎn)量隨著施磷量的增加呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，適宜的磷肥能夠增加植物的光合作用，但若過量施肥，則會(huì)導(dǎo)致植株吸收同化的磷元素在營養(yǎng)器官中過度的集中，不利于植物干物質(zhì)的積累，從而影響飼草產(chǎn)量[36，37]。在本研究中隨著氮肥的增加，乳熟期鮮干草產(chǎn)量逐漸升高，不施氮處理的鮮干草產(chǎn)量最低。開花期鮮草產(chǎn)量不施磷處理S2與施磷S1和S3處理差異不顯著，乳熟期鮮草產(chǎn)量在S5處理時(shí)顯著高于其他處理，干草產(chǎn)量不施磷S2處理與施磷S1處理差異不顯著，說明氮磷肥對(duì)飼草的生長(zhǎng)具有重要作用，相比磷肥，施加氮肥的效應(yīng)更為明顯。

種子產(chǎn)量的高低受到多種因素的調(diào)控，充分利用種植地區(qū)的環(huán)境條件及配以合適的栽培管理措施有助于促進(jìn)作物生長(zhǎng)，達(dá)到提高產(chǎn)量的目的。株高作為衡量牧草生長(zhǎng)狀況和反映草產(chǎn)量高低最理想的特征指標(biāo)。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，燕麥株高在S5處理時(shí)高于其他處理。此外，穗長(zhǎng)、小穗數(shù)和千粒重作為種子產(chǎn)量重要的構(gòu)成要素，同樣受到外界環(huán)境的影響。研究表明，不同施肥處理會(huì)造成燕麥生長(zhǎng)進(jìn)程和籽粒灌漿環(huán)境條件的差異，從而影響產(chǎn)量，選擇適宜的施肥量能夠使燕麥有效利用光溫資源，提高有效分蘗和成穗率[38]。在本研究中，不同氮磷配比施肥種子產(chǎn)量不同，S1和S5處理種子產(chǎn)量為最高，這一變化趨勢(shì)與株高及產(chǎn)量構(gòu)成要素的變化趨勢(shì)較為一致，說明適當(dāng)施肥更有利于燕麥進(jìn)行光合作用，提高干物質(zhì)的積累量；氮磷配比施肥處理不同，會(huì)影響燕麥的生育進(jìn)程，造成生育期的縮短，灌漿期也隨之縮短，影響籽粒的正常發(fā)育和成熟，易產(chǎn)生癟粒，從而容易導(dǎo)致千粒重及小穗數(shù)的降低，最終導(dǎo)致種子產(chǎn)量下降，與本文的研究結(jié)果一致。

4 結(jié)論

不同施肥處理對(duì)燕麥飼草的生長(zhǎng)及產(chǎn)量影響較大，在干草高產(chǎn)和農(nóng)藝性狀的最優(yōu)組合為氮肥(純N)120kg·hm-2，磷肥(P2O5)70 kg·hm-2；其次為氮肥(純N)60 kg·hm-2，磷肥(P2O5)70 kg·hm-2處理組合。在鮮草產(chǎn)量、種子產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益最佳的組合為氮肥(純N)60 kg·hm-2，磷肥(P2O5)70 kg·hm-2。