论文部分内容阅读
全球范围内的农田氮利用效率仅为30-50%,氮肥的不合理施用是导致农田产出与氮肥投入之间不对称的主要原因。从2000年至今,西藏地区单位耕地面积化肥施用量增长126%,急剧增加的氮肥投入增加了农田氮损失风险。西藏主栽饲草品种为饲用燕麦(Avena sativa L.)、青稞(Hordeum vulgare L.)、紫花苜蓿(Medicago sativa L.)和箭筈豌豆(Vicia sativa L.),其中青稞是粮饲兼用作物。为提高西藏农田氮利用效率和饲草单位面积产出,本文开展施氮对西藏农田主栽饲草产量、营养成分、发酵品质、氮利用效率和氮吸收偏好影响的研究,以期推进西藏农区肥料节施增效与农牧业可持续发展。不同施氮量对西藏农田燕麦、青稞生长和产量的影响的研究表明,在一定范围内,随着施氮量的增加,燕麦、青稞的单叶面积、叶面积指数、叶数、株高、主穗长度、小穗数、穗粒数呈线性或二次曲线性增长;燕麦、青稞的籽粒、叶部、茎部产量随施氮量增加呈二次曲线性增长,拟合得到施氮量和产量的函数,经函数预测,在438 kg/ha和385 kg/ha的施氮水平下,燕麦秸秆和籽粒分别达到最大理论产量,在385 kg/ha和428 kg/ha的施氮水平下,青稞秸秆和籽粒分别达到最大理论产量。燕麦的氮肥表观利用率为47-76%,超过363 kg/ha施氮水平氮肥表观利用率下降;青稞的氮肥表观利用率为40-67%,超过258 kg/ha施氮水平氮肥表观利用率下降。在研究期内,施用无机氮肥(尿素、磷酸氢二铵)比有机氮肥(羊粪)更能促进燕麦增产和氮利用效率提高,而施用单质无机氮肥(尿素)比复合无机氮肥(磷酸氢二铵)更能促进燕麦增产和氮利用效率提高;在有机无机氮肥配施比例研究中,随着有机氮肥(羊粪)比例的增加,燕麦产量线性下降,氮肥表观利用率呈先上升后下降趋势,表明无机氮肥在短期内更有利于产量提高;有机无机氮肥配施能有效防止土壤硝态氮盈余,但减少土壤铵态氮和硝态氮的供给。施氮显著提高燕麦、青稞秸秆中粗蛋白、中性洗涤纤维纤维、酸性洗涤纤维和纤维素等成分含量,但燕麦、青稞秸秆发酵后瘤胃液中NH4+和微生物蛋白浓度并未提高,表明秸秆粗蛋白不能被瘤胃微生物有效降解;施氮还显著降低燕麦、青稞秸秆的消化率、累积产气量和微生物挥发性脂肪酸产量,表明施氮对秸秆的碳水化合物代谢有不利影响;燕麦、青稞秸秆营养利用和发酵性能的降低与干物质消化率的降低有关。豆科饲草紫花苜蓿和箭筈豌豆在整个生育期偏好吸收NO3-,而禾本科饲草燕麦和青稞在生育早期偏好吸收NH4+,在生育晚期偏好吸收NO3-,说明4种饲草的氮吸收偏好取决于植物类型。紫花苜蓿和箭筈豌豆的RAM:NT uptake(吸收NH4+和NO3-量的比值)与它们的氮吸收效率呈负相关性,而燕麦、青稞的RAM:NT uptake与它们的氮吸收效率呈正相关性,4种饲草的Rsoil AM:NT(土壤NH4+和NO3-含量的比值)与R-AM:NT uptake呈正相关性,说明4种饲草的氮吸收偏好也取决于环境中的优势氮形态。通过以上试验结果,本研究认为充足的单质无机氮肥(尿素)投入有利于快速提高饲草产量,燕麦和青稞理想施氮水平为385-438 kg/ha;考虑到养分累积、消化性能、氮肥表观利用率和产量之间的平衡,燕麦和青稞的施氮范围258-363 kg/ha为宜;若采用羊粪尿素配施方式,羊粪的配施比例范围为25-50%时,氮肥表观利用率和产量较高;鉴于饲草对NH4+和NO3-的吸收偏好,为提高氮吸收效率,燕麦和青稞宜施用铵态氮肥,紫花苜蓿和箭筈豌豆适宜施用硝态氮肥。这些结论将对西藏饲草生产管理及相关政府决策提供科学依据。