引用本文
张丽珍, 陈伟, 史静, 刘建荣, 王德宏, 陈本建. 腐殖酸钠对紫花苜蓿生长及生物量的影响. 草业科学, 2016,33(1):101-109
Zhang Li-zhen, Chen Wei, Shi Jing, Liu Jian-rong, Wang De-hong, Chen Ben-jian. Effects of sodium humate on growth and biomass of alfalfa. Pratacultural Science,2016,33(1): 101-109  
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《草业科学》编辑部
腐殖酸钠对紫花苜蓿生长及生物量的影响
张丽珍1, 陈伟2, 史静3, 刘建荣1, 王德宏4, 陈本建1
1.甘肃农业大学草业学院,甘肃兰州 730070
2.兰州城市学院,甘肃兰州 730070
3.广西畜牧研究所,广西南宁 530001
4.甘肃华瑞农业股份有限公司,甘肃民乐 734502
陈本建(1957-),男,吉林白城人,副教授,硕士,研究方向为牧草栽培及草产品加工。E-mail:bjc5381@gsau.edu.cn

第一作者:张丽珍(1987-),女,甘肃会宁人,在读硕士生,研究方向为牧草栽培及草产品加工。 E-mail:760036031@qq.com

收稿日期: 2015-04-24
基金: 基金项目:细毛羊饲料生产与加工(034-036213)
摘要

采用盆栽试验,研究腐殖酸钠肥(NaHA)单施及其与磷肥(P)配施对紫花苜蓿( Medicagosativa)生长特性及生物量的影响。结果表明,NaHA单施及其与P配施对紫花苜蓿生产指标均有一定的促进作用,且NaHA与P配施的促进作用更明显。NaHA与P配施条件下,当P水平一定时,紫花苜蓿生长速度、株高、节间数、节间距及生物量随NaHA施用量的增加呈现先增后减的趋势;当P从P1(642kg·hm-2)水平增至P2(1286kg·hm-2)水平时,NaHA-P2施肥组合对紫花苜蓿各生产指标的促进作用不及NaHA-P1组合显著。通过灰色关联度分析对供试处理各性状指标进行综合评价,得出NaHA5-P1处理的综合表现最好,而且其获得的总生物量也最高。因此,NaHA5-P1是该试验最佳的施肥组合,即NaHA为2118kg·hm-2,P为642kg·hm-2。

关键词: 紫花苜蓿; 腐殖酸钠; 生长特性; 生物量; 灰色关联分析
中图分类号:S816 文献标志码:A 文章编号:1001-0629(2016)1-0101-09 doi: 10.11829\j.issn.1001-0629.2015-0134
Effects of sodium humate on growth and biomass of alfalfa
Zhang Li-zhen1, Chen Wei2, Shi Jing3, Liu Jian-rong1, Wang De-hong4, Chen Ben-jian1
1.College of Pratacultural Science, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China
2.Lanzhou City University, Lanzhou 730070, China
3.Guangxi Institute of Animal Husbandry, Nanning 530001, China
4.Gansu Huarui Agricultural Co., Ltd., Minle 734502, China
Correspondingauthor: Chen Ben-Jian E-mail:bjc5381@gsau.edu.cn
Abstract

Pot experiment was conducted to study the effects of the separate fertilizer application of Sodium humate (NaHA) and the fertilizer combination of Sodium Humate (NaHA) and Phosphorus (P) on the growth characteristics and the biomass of alfalfa ( Medicagosativa). The results showed that separate application of NaHA and NaHA-P combinationcanimprovealflafaproduction to some extent, while NaHA-P combination could significantly promote it. Whenfertilizer combination of NaHA-P wasappliedand Pmaitain acertain level, the growth rate, plant height, internode number, internode length and biomass of alfalfa increased at first and then decreased as the increase of NaHA dosage. When P increased from P1(642 kg·ha-1) to P2(1 286 kg·ha-1), application of NaHA-P1 significantly promotealfalfa production indexescompared with NaHA-P2. The results of Grey Relational Analysis on all tested traits of different nitrogen treatments indicated that NaHA5-P1 canachievehighest total biomass, and had the best comprehensive performance. Therefore, NaHA5-P1(2 118 kg·ha-1NaHA and 642 kg·ha-1 P)was the optimalfertilizercombination.

Keyword: alfalfa; sodium humate; growth characteristics; biomass; grey correlate degree analysis

腐殖酸类肥料, 简称腐肥, 是一种以富含腐殖酸的泥炭、褐煤、风化煤为原料, 和含有铵、钾、钠、钙、镁等物质化合而成的有机肥料, 也是一种多功能的新型肥料[1, 2, 3]。不仅能促进土壤中团粒结构形成, 提高碱性土壤氮、磷、钾的有效性, 改善土壤的物理化学与生物化学性质, 而且能增强作物抗病、抗旱、抗寒、抗倒伏等抗逆能力, 改善作物品质, 增产增收[4]。

紫花苜蓿(Medicagosativa)是一种深根性多年生豆科牧草植物, 具有抗旱、抗寒、耐贫瘠、耐盐碱, 地面覆盖率大, 生产潜力高、营养丰富、改善和防止土壤沙化, 蓄水和保持生态平衡等优点[5]。多年来, 我国苜蓿种植以培肥地力兼顾饲草生产为目的, 主要种植在没有灌溉条件的贫瘠地或者盐碱地上, 基本不施肥或很少施肥[6], 致使牧草产量不高, 品质下降, 作为饲草的巨大生产潜力未能充分发挥。随着我国畜牧业的迅速发展, 优质牧草的需求量越来越大, 在此形势下, 苜蓿的栽培技术, 尤其是科学施肥的研究正越来越受到重视[7, 8]。目前, 紫花苜蓿施肥研究主要集中在氮、磷、钾、硫大量肥料的研究上[9, 10, 11], 而关于腐殖酸肥在紫花苜蓿施用方面的研究报道甚少。因此, 本试验通过研究腐殖酸钠单施及腐殖酸钠与磷肥配施对紫花苜蓿生长特性及生物量的影响, 探索其施用效果及最佳施肥组合, 旨为紫花苜蓿生产中合理有效地使用腐殖酸肥提供一定的理论指导。

1 材料与方法
1.1 试验地概况

试验于2014年3月-2014年12月在甘肃农业大学温室里进行。试验点地理坐标为37° 30'N、103° 15'E, 海拔1525m, 属温带半干燥大陆性气候, 年均降水量为330mm, 降水集中于7-9月, 年均蒸发量1460mm, 年均日照时间2474.4h, 年平均气温9.1℃, 最低温度-23.6℃(1月), 最高温度39℃(7月), ≥ 0℃年积温3780℃· d, 无霜期196d。

1.2 试验材料

供试紫花苜蓿品种为‘ 甘农3号’ (M.sativacv.GannongNo.3), 由甘肃农业大学草业学院提供; 供试肥料为市售的尿素CO(NH2)2(N≥ 46%)、硫酸钾K2SO4(K2O≥ 50%)、过磷酸钙Ca(H2PO4)2(P2O5≥ 14%)和甘肃华瑞农业股份有限公司生产的腐殖酸钠(SodiumHumate, 腐殖酸≥ 60%, NPK≥ 5%); 试验土壤为沙土, 土壤有机质0.87g· kg-1, 碱解氮3.27mg· kg-1, 有效磷1.76mg· kg-1, 有效钾4.84mg· kg-1, pH值8.06; 供试盆钵口径为30.4cm, 高度为20.0cm。

1.3 试验设计

采用盆栽试验, 设氮肥、钾肥两个因素, 每盆统一施尿素1.04g(N, 90kg· hm-2), 硫酸钾1.59g(K2O, 150kg· hm-2), 在此基础上, 设3组施肥处理(表1)。1)单施腐殖酸钠:设6个施肥水平, 分别记为NaHA1、NaHA2、NaHA3、NaHA4、NaHA5、NaHA6; 2)腐殖酸钠配施磷肥:腐肥设6个水平, 磷肥设两个水平(P2O5分别为90kg· hm-2, 180kg· hm-2), 分别记为NaHA1-P1、NaHA2-P1、NaHA3-P1、NaHA4-P1、NaHA5-P1、NaHA6-P1、NaHA1-P2、NaHA2-P2、NaHA3-P2、NaHA4-P2、NaHA5-P2、NaHA6-P2; 3)不施腐殖酸钠, 不施磷肥, 即CK。试验共19个处理, 每个处理重复3次, 共57盆, 试验盆钵随机排列。

表1 盆栽试验方案 Table1 Test project for potted plant

2014年3月1日在甘肃农业大学试验专用温室处理土样, 使其自然风干; 3月5日称土、拌肥、装盆、灌水, 每盆装7.50kg干土, 每盆灌水1.2L; 3月6日播种、覆土、覆膜, 每盆播种消毒处理的紫花苜蓿种子60粒(22.5kg· hm-2); 3月10日―3月13日出苗, 3月15日去膜, 每天定时观察, 根据盆内土壤墒情进行合理浇水; 3月23日定苗, 每盆定苗30株, 并适时除草, 其它按苜蓿田间试验常规管理; 均在初花期刈割, 分别于7月2日(第1茬)和10月5日(第2茬)刈割。

1.4 测定指标及方法

1.4.1 生长速度 从分枝期开始, 每盆随机标定10个苜蓿单株, 每隔10d测定一次绝对生长高度, 直到初花期。

生长速度=生长高度/生长天数。

1.4.2 株高 刈割前每盆随机选择10株, 测定其伸直高度, 取平均值。

1.4.3 节间数、节间长 刈割前每盆随机选择10株, 逐株查一级分枝的节间数[12], 并测定各植株主枝最长一节的长度[13], 取平均值。

1.4.4 生物量 在初花期刈割, 留茬高度1~2cm。以盆为单位, 全部收割称鲜重; 杀青后置于65℃恒温箱烘干称重, 计算鲜干比并折算干重。

1.4.5 灰色关联度分析 灰色系统理论[14]是将供试处理或性状看作一个灰色系统, 每一处理或性状为系统中的一个因素, 分析系统中各因素的关联度, 关联度越大, 因素的相似程度就越高, 从而说明该处理或性状与标准处理或性状的相似度越高。

依据灰色关联理论对供试处理的生长速度、株高、节间数、节间距和苜蓿干重5个性状指标进行综合评价。供试处理以X表示, 性状以K表示, 各供试处理X在性状K处的值构成比较数列Xi, X0为构建的理想参考值, 本试验中选择各性状指标的最高值作为理想值。关联系数按式(1)计算, 采用加权关联度, 按式(5)计算, ρ (分辨系数)取值0.5。

关联系数:

ξ k=

(1)

式中, │X0(k)-Xi(k)│为绝对差值, 记作Δ i(k)。

Δ i(k)=│X0(k)-Xi(k)│(2)

关联度:

(3)

式中, n为样本数。

权重系数:wi=

(4)

加权关联度:=

(5)

1.5 数据处理

利用MicrosoftExcel2003和SPSS16.0软件进行试验数据的处理统计及图表绘制, 采用新复极差法(Duncan法)对数据进行差异显著性分析。

2 结果与分析
2.1 不同施肥处理对紫花苜蓿农艺性状的影响

2.1.1 对生长速度的影响 单施NaHA、NaHA与P配施均能不同程度得增加紫花苜蓿的生长速度, 但随着施肥量的提高, 生长速度的增加幅度呈现先增加后减少的趋势(表2)。第1茬中, 各施肥处理生长速度在0.392~0.827cm· d-1之间, 与CK间差异显著(P< 0.05), 其中以NaHA4-P1处理生长速度最高, 达0.827cm· d-1, NaHA5-P1处理次之, 为0.805cm· d-1; 第2茬中, 各处理生长速度均高于第1茬的, 除NaHA1处理外, 其余施肥处理与CK间差异显著(P< 0.05), 生长速度最高的是NaHA5-P1处理, 达到1.097cm· d-1, 其次是NaHA4-P1处理, 为1.048cm· d-1。综合两茬生长速度平均值来看, 各施肥处理中以NaHA5-P1处理生长速度最快, NaHA4-P1处理次之, 分别为0.951和0.938cm· d-1。

表2 不同施肥处理对紫花苜蓿生长速度和株高的影响 Table2 Effects of different fertilization treatments on growth rate and height of alfalfa

2.1.2 对植株高度的影响 与CK相比, 两茬紫花苜蓿各施肥处理植株高度显著高于CK(P< 0.05), 且各处理间也存在明显差异(表2)。与第1茬相比, 第2茬各处理株高均有提高, 第1茬株高以NaHA4-P1处理最高, 达45.93cm, 其次是NaHA5-P1处理, 为44.98cm; 第2茬株高以NaHA5-P1处理最高, 达52.69cm, 其次是NaHA4-P1处理, 为51.58cm。从平均值来看, 株高以NaHA5-P1处理最高, NaHA4-P1处理次之, 分别为48.84和48.76cm, 较CK分别增加了73.01%和72.72%; 且NaHA5-P1处理与NaHA4-P1、NaHA4-P2处理间差异不显著(P> 0.05), 而与其它施肥处理间差异显著(P< 0.05)。

2.1.3 对节间数的影响 两茬苜蓿各施肥处理节间数与CK差异显著(P< 0.05), 且各处理节间数以第2茬最高(表3)。从各茬看, 第1茬以NaHA4-P1处理节间数最高, 其次是NaHA4-P2处理, 分别较CK提高了49.61%和45.53%; 第2茬以NaHA5-P1处理节间数最高, 其次是NaHA4-P1处理, 分别较CK提高了43.16%和42.15%。各处理的两茬平均值均高于CK, 以NaHA4-P1处理最高, NaHA4-P2处理次之, 分别为13.80和13.57个, 较CK均分别提高了45.72%和43.29%。

表3 不同施肥处理对紫花苜蓿节间数和节间距的影响 Table3 Effects of different fertilization treatments on node number and internode length of alfalfa

2.1.4 对节间距的影响 两茬紫花苜蓿, 各茬处理均显著高于CK(P< 0.05)(表3)。第1茬以NaHA5-P1处理的节间距最大, 除NaHA4-P1处理外, 与其余处理差异显著(P< 0.05); 第2茬中NaHA4-P1处理的节间距最大, 但与NaHA5-P1、NaHA4-P2处理差异不显著(P> 0.05), 但与其余处理及CK间差异显著(P< 0.05)。从两茬平均值来看, 各处理节间距均高于CK, 以NaHA5-P1处理最高, 其次是NaHA4-P1处理, 分别较CK提高了52.14%和51.67%。

2.2 不同施肥处理对紫花苜蓿生物量的影响

两茬紫花苜蓿中NaHA、NaHA-P1、NaHA-P2施肥处理组合较CK生物量显著增加(P< 0.05), 且各供试处理第2茬生物量较第1茬均有不同程度的提高(表4)。第1茬生物量以NaHA4-P1处理最高, 其次是NaHA5-P1处理, 分别为4.18和4.08t· hm-2; 第2茬生物量最高的是NaHA5-P1处理, NaHA4-P1处理次之, 分别为7.40和7.19t· hm-2。从两茬苜蓿的总生物量来看, 以NaHA5-P1处理生物量最高, 其次是NaHA4-P1处理, 分别达到11.48和11.37t· hm-2, 且NaHA5-P1处理与除NaHA4-P1外的其他处理间差异显著(P< 0.05)。

表4 不同施肥处理对紫花苜蓿生物量(t· hm-2)的影响 Table4 Effects of different fertilization treatments on biomass(t· hm-2)of alfalfa
2.3 不同施肥处理各性状的综合评价

通过对不同施肥处理各性状指标的灰色关联度分析可知(表5), NaHA5-P1处理的加权关联度最大, 即综合性状最好, 说明NaHA5-P1处理对紫花苜蓿生长发育和生物量累积的促进效果最好; 其次是NaHA4-P1处理, 故综合性状较好; 各供试处理中, 以CK的加权关联度最小, 其综合性状最差。

表5 各性状指标的关联系数值关联度及排序 Table5 Grey relevant coefficient values of different traits and correlation modulus and sequence
3 讨论与结论

本试验条件下, 腐殖酸钠(NaHA)单施及其与磷肥(P)配施对紫花苜蓿的生长速度、株高、节间数、节间距及生物量与不施肥对照相比均显著增加, 这是由于腐殖酸肥含有多种活性官能团, 对植株体内各种生理代谢活动有良好的促进作用[2, 15]; 同时, 与NaHA单施相比, NaHA与P配施对紫花苜蓿生产性状的促进效果更明显, 这是由于NaHA与P会形成腐殖酸-磷酸盐复合物, 从而可防止土壤对磷肥的固定, 提高了磷肥的肥效。此试验结果与前人的研究结论具有一定的相似性。如彭正萍等[16]的研究指出, 腐殖酸肥能够明显提高植物原生质及细胞膜的渗透性, 从而使得植株快速有效地吸收营养物质; 张冬梅等[17]的研究表明, 施用腐殖酸肥料可以有效促进紫花苜蓿的生长及生物量的提高; 李丽等[18]通过试验证实, 腐殖酸钾与速效磷结合形态能够提高磷的有效性, 从而可以有效促进植物的生长。

从两茬紫花苜蓿生长速度、株高、节间数、节间数等指标的均值及总生物量来看, 不同施肥处理表现各异。生长速度表示单位时间内植株高度变化的快慢, 在一定程度上反映苜蓿生长能力的强弱, 各施肥处理中NaHA5-P1处理生长速度最高, NaHA4-P1处理次之, 分别为0.951和0.938cm· d-1。植株高度是反映苜蓿生长状况和决定生物量的重要指标之一[19, 20, 21, 22], 植株高度最高的是NaHA5-P1处理, 达到48.84cm; 其总生物量也相较最高, 达到11.48t· hm-2, 说明高植株通常具有相应的高生物量, 这与彭宏春等[23]和孙建华和王彦荣[24]的结论一致。节间数是表现茎生长水平的特征之一, 所以节间数能间接反映苜蓿的生长状况, 是表现苜蓿生长性能的直观数据[25], 节间数以NaHA4-P1处理最高, NaHA4-P2处理次之, 分别为13.80个和13.57个。节间距在一定程度上是植株生长高度的量度, NaHA5-P1处理节间距最高, 其次是NaHA4-P1处理, 分别为6.39和6.37cm。本试验通过灰色关联度分析对紫花苜蓿生长速度、株高、节间数、节间距、生物量5个指标进行综合评价, 得出NaHA5-P1处理的综合性状最好, 说明NaHA5-P1处理对紫花苜蓿生长发育和生物量累积的促进效果最好。

试验结果表明, 不同施肥处理对紫花苜蓿生长发育及生物量的促进作用各异, 促进程度表现为NaHA-P1> NaHA-P2> NaHA。单施NaHA时, 农艺性状指标及生物量随施肥量的增加而增加, 当增至一定程度(NaHA6)时, 其呈现下降趋势。NaHA与P配施条件下, 当P水平一定时, 各生产指标随NaHA施用量的增加呈现先增加后减少的趋势; 当P在P1(642kg· hm-2)水平上再增加其施用量至P2(1286kg· hm-2)水平时, 其对紫花苜蓿各生产指标的促进作用不及P1水平显著。综合分析可得, NaHA单施的最佳施用量是NaHA5(2118kg· hm-2); NaHA与P配施时, NaHA5-P1处理的综合表现最好, 而且其获得的总生物量也最高。因此, NaHA5-P1是该试验最佳的施肥组合, 即NaHA5为2118kg· hm-2, P1为642kg· hm-2, 在大田苜蓿生产中值得推荐。

(责任编辑 王芳)

The authors have declared that no competing interests exist.

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