增施生物有机肥对燕麦生长及产量的影响

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  摘要 为了促进西藏饲草种植业的持续健康发展,以燕麦为研究对象,开展生物有机肥部分替代化肥,增加有机肥用量对燕麦生长发育和产量的影响研究,探索生物有机肥在燕麦上的应用效果。试验设定不同的生物有机肥施用比例,通过对比不同处理下的株高、分蘖、饲草产量、籽粒产量等差异,确定有机肥的施用量,从而达到土壤环境改善、肥料利用效率提高、优质饲草生产的目的。结果表明,在化肥施用量减少30%的情况下,增施有机肥有利于增加燕麦的株高、分蘖数、成穗数和千粒重,株高的增加量与增施有机肥的量成正比;增施有机肥还可以提高燕麦的籽粒和秸秆产量,且对籽粒产量的增加更为明显。增施50%有机肥处理的籽粒产量最高,为3 513.35 kg/hm2,比常规化肥处理高13.87%,两者差异极显著;而其秸秆产量无显著差异,最高为17 515.95 kg/hm2;燕麦增施有机肥的过程还存在累计效应。
  关键词 有机肥;化肥;燕麦;西藏;绿色生产
  Abstract In order to promote the sustainable and healthy development of the forage grass planting industry in Tibet, oats were choosen to study the effects of increasing application of organic fertilizer and reducing the chemical fertilize on growth and yield of oats.Different amount of organic fertilizer was set to compare the plant height, tiller, forage yield, grain yield etc under different treatments,and the amount of organic fertilizer was determined in order to achieve the purpose of improving the soil environment, increasing the efficiency of fertilizer utilization, and producing high quality forage. The results showed that in the case of 30% reduction in chemical fertilizer application,adding organic fertilizer was beneficial to increase the plant height, tiller number, panicle number and 1 000grain weight of oats, the increase in plant height was proportional to the amount of organic fertilizer added. The grain and straw yield of oats could be increased by increasing the application of organic fertilizer, and the increase of grain yield was more obvious. The grain yield was the highest when 50% organic fertilizer was applied, reached to 3 513.35 kg/hm2, 13.87% higher than that of conventional chemical fertilizer treatment, and the difference between this two treatments was extremely significant. However, there was no significant difference in straw yield between them, the highest was 17 515.95 kg/hm2.There was still a cumulative effect in the process of adding organic fertilizer to oats.
  Key words Organic fertilizer;Chemical fertilizer;Oats;Tibet;Green production
  西藏牧區是我国最大的高寒草甸草原畜牧区,平均海拔在4 000 m以上,草场面积约5.33×107 hm2,居全国第三位,草地种类多样,全国18个草地种类中有17个,具有重要的生态和环境效益[1-2]。但因受草原载畜量较高、放牧强度过大、人为活动加剧等的影响,除藏东南峡谷地带的天然草场外,其余高寒牧场均出现了不同程度的退化,这种情况在藏北生态脆弱带更为明显[3]。加上西藏牦牛、山羊等牲畜的存栏数量并未同步减少,草地超载严重,高寒牧区天然饲草产量远不能满足牲畜需求,每年都要从区内其他饲草富裕区域甚至区外调运[4]。随着全区退牧还草、围栏封育、沙化治理等生态环境保护与建设工程的实施,天然草场正在缓慢恢复。人工种草对于恢复天然草场植被的重要性日益凸显。
  燕麦因其适应性强、饲草产量高的特点,目前已发展成为西藏人工饲草种植的主要品种。西藏草业研究者经过多年的反复试验与比较,筛选出了几种适宜不同区域的具有抗寒、抗旱、耐贫瘠、高产特性的燕麦品种,在冬春季牲畜人工补饲中发挥了重要作用[5-7]。研究表明,有机肥与化肥合理配施可改善土壤状况,提升土壤中有机质和养分含量,增加土壤酶活性,还对小麦、水稻、油菜、玉米等有一定的增产效果[8-14]。因此,笔者通过探索不同比例的有机肥与化肥配施对燕麦生长发育和产量的影响,研究有机肥与化肥的合理配施比例,以期充分发挥燕麦的饲草增产潜能,为确保燕麦饲草持续生产和天然草地恢复提供技术依据。   1 材料与方法
  1.1 试验地概况 试验在西藏拉萨市郊区试验地进行,土壤类型为砂壤土,土层深度30~50 cm,前茬为玉米,土壤肥力中等偏低。播种前土壤养分状况:有机质19.99 g/kg,全氮0.12 g/kg,全磷0.09 g/kg,全钾22.71 g/kg,碱解氮82.24 mg/kg,速效磷48.06 mg/kg,速效钾96.26 mg/kg,pH 8.07。
  1.2 试验材料
  供试燕麦品种为青海444,在西藏日喀则、山南等地栽培多年,饲草产量高。有机肥为商品有机肥,总养分(N+P2O5+K2O)(9-3-3)≥15%,有机质≥20%,活菌数≥2 000万/g。化肥种类:N用尿素,N含量46.6%;P用过磷酸钙,P含量57%;K用氯化钾,K含量60%。
  1.3 试验方法 设6个试验处理,4个有机肥梯度,小区面积为长×宽=8 m×5 m=40 m2,各处理的肥料用量:处理①(只施有機肥,100%M);处理②(70%NPK+30%M,用有机肥替代30%的化肥);处理③(70%NPK+40%M,化肥减少30%,有机肥增加40%);处理④(70%NPK+50%M,化肥减少30%,有机肥增加50%);处理⑤(100%NPK,只施常规用量化肥,N 90 kg/hm2,P 45 kg/hm2,K 45 kg/hm2);处理⑥(CK,不施肥)。各处理肥料用量均作基肥一次性施入。每个处理设3次重复,共18个小区,各小区随机排列。播种方式为条播,行距25 cm。播种时间为2018年5月3日,成熟时间为2018年9月12日,生育期共计132 d。具体施肥量见表1。
  1.4 测定项目与方法 出苗后,在两叶一心期随机选取3个1 m2样点,数基本苗;成熟后,每小区随机拔出10株量株高,重复3次;收获时,每个作物品种随机选取3个样点,每个小区取1 m2样品现场称鲜重,待自然风干完全后称干重;脱粒完成后称量籽粒产量,计算秸秆产量,数千粒重。
  1.5 数据分析 统计所有试验数据,用数据分析软件SPSS statistics 19进行方差分析。
  2 结果与分析
  2.1 增施有机肥对燕麦农艺性状的影响 由表2可知,在基施同等量化肥的情况下,增施有机肥有利于增加燕麦的株高,株高与增施有机肥的量成正比。株高表现为处理⑤>处理④>处理③>处理②>处理①>处理⑥,处理⑤(100%NPK)的株高最高,达160.2 cm。处理①的分蘖数和成穗数均最多,分别为352万个/hm2、303万穗/hm2。处理①的千粒重最高,为30.41 g,处理⑥的千粒重最低,为25.42 g,前者较后者多19.63%。
  施用全量化肥处理的燕麦株高最高,而只施用有机肥处理的分蘖数、成穗数和千粒重最高。可见,化肥的施用量是影响株高的主要因素,可能是因为化肥中速效氮养分释放较快,有机肥的施用量与燕麦分蘖数、成穗数、千粒重呈正相关,说明有机肥有利于燕麦分蘖、成穗和籽粒建成。
  2.2 增施有机肥对燕麦产量的影响 由表3可知,燕麦总生物产量以处理④最高,稍高于处理⑤;籽粒产量以处理④最高,高于处理⑤,减少化肥,增施有机肥的处理次之,高于单施有机肥的处理①,单施有机肥高于处理⑥对照。处理④的籽粒产量为3 513.15 kg/hm2,分别比处理⑤、处理①、处理⑥高13.87%、33.16%、56.13%;秸秆产量以单施化肥的处理⑤最高,达17 515.95 kg/hm2,随着有机肥用量的增加,秸秆产量也随之增加,高于处理①,处理⑥最低。
  在化肥用量减少30%的情况下,增施有机肥可以增加燕麦的籽粒和秸秆产量,且对籽粒产量的增加更为明显。化肥用量减少30%,增施有机肥处理的籽粒产量可以超过全量化肥的处理。增施30%有机肥处理的饲草产量远低于施用常规化肥的处理,二者差异极显著,而有机肥用量增加至50%后与常规施用化肥的处理无显著差异。对于燕麦饲草的生产而言,有机肥与化肥配施是实现增产和持续生产的有效途径。
  对各处理的燕麦籽粒产量和秸秆产量进行方差分析,结果表明,处理②与处理③的籽粒产量之间无显著差异,但与其他各处理间差异达显著或极显著水平;处理④与处理⑤的秸秆产量之间无显著差异,与其他各处理间差异显著,处理④与处理②和处理③差异极显著,说明增施有机肥的过程存在累计效应。
  3 讨论
  3.1 人工种草对西藏畜牧业发展的重要性
  西藏畜牧业发展一直以来都受到农作物秸秆和天然草地饲草供给不足的限制。近几年,在西藏自治区政府草原生态保护补助绩效考评奖励机制和出台的《西藏自治区关于加快推进饲草料产业发展的指导意见》等一系列措施的引导下,人工种草面积逐步增加,畜牧业发展有了起色,初步打破了畜牧业发展的瓶颈,人工种草的重要性初显[15]。但人工种草的规模化、产业化、市场化程度还不够高,效益还未充分发挥,畜产品供给不足的难题依然存在,需要在饲草新品种选育、新技术应用、加工和储运水平等能力的不断提升下,优化产业布局,促进饲草产业持续稳定发展。推动形成“种好草,养好畜,护好地”的发展格局。
  3.2 燕麦在西藏饲草生产中的关键性
  燕麦耐寒、耐旱,植株高大,株高普遍在1 m以上,相比在西藏大面积推广种植的其他饲草作物,具有适应性强、稳产高产性好的特点。在西藏水热条件较好的地区,表现好的燕麦品种一年可刈割3~4次,年产饲草干草15 000~30 000 kg/hm2;相比饲草玉米,燕麦种植简单,管理粗放,耐瘠薄;相比披碱草、早熟禾等其他禾本科牧草,其叶量大,茎秆肉质好,营养物质丰富,产草量是它们的10倍以上[16]。多吉顿珠[17]研究表明,燕麦是西藏高寒半干旱地区人工草地中普遍种植的牧草作物,是优质的饲料。但因西藏各地自然条件差异较大,不同地域应选择适宜的品种。   3.3 人工草地增施有机肥的必要性
  本着遵循“不与粮争地,突出生态环境保护和治理”的原则,西藏人工草地所选择的一般都是弃耕地、荒地、退化草地甚至沙地等自然条件、基础条件较差的地块,本身生产能力低下[18]。有机肥可以通过降低土壤养分释放速率,增加土壤有机质,从而改良土壤[19]。有机肥还具有维持地力、提高土壤微生物活性的作用。因此,通过增施有机肥改良土壤,对人工草地生产条件的改善是极为必要的。
  4 结论
  在基施同等量化肥的情况下,增施有机肥有利于增加燕麦的株高,株高的增加量与增施有机肥的量成正比。减少化肥,增施有机肥可以提高燕麦的分蘖数、成穗数和千粒重,增施50%有机肥的千粒重最高,为30.41 g,比施用常规化肥的千粒重26.79 g高13.51 %。
  增施有机肥对燕麦总生物产量的影响较小;在化肥用量减少30%的情况下,增施有机肥可以增加燕麦籽粒和秸秆产量,且对籽粒产量的增加更为明显。增施50%有机肥处理的籽粒产量最高,为3 513.15 kg/hm2,而常规化肥的处理的秸秆产量(干草)最高,为17 515.95 kg/hm2。
  对于燕麦而言,增施有机肥的过程存在累计效应,这种现象可能在其他作物中同样存在,其影响机理需进一步深入研究。
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