您的當前位置:主頁 > 公司動態 > 實驗數據 > 正文

硅肥對紫花苜蓿生長及品質的影響

來源:未知 編輯:omz 時間:2019-06-27
導讀:紫花苜蓿(Medicago sativa)被稱為 牧草皇后 , 是一種具有廣泛適應性、高產并且品質優良的飼料作物。苜蓿在中國已經有2 000多年的栽培歷史, 而且在我國的農業系統中占據著不可替代的地位[1]。中國很早就引進了紫花苜蓿, 并且是最早建成苜蓿栽培草地的國家之一
紫花苜蓿(Medicago sativa)被稱為“ 牧草皇后” , 是一種具有廣泛適應性、高產并且品質優良的飼料作物。苜蓿在中國已經有2 000多年的栽培歷史, 而且在我國的農業系統中占據著不可替代的地位[1]。中國很早就引進了紫花苜蓿, 并且是最早建成苜蓿栽培草地的國家之一[2]。近年來中國苜蓿產業化發展十分迅速, 尤其是在氣候自然條件適宜苜蓿生產的北方和西部干旱半干旱地區。然而, 這一地區發展苜蓿規模化種植的最大制約因素是水資源嚴重短缺和土壤肥力十分低下[3]。目前, 大面積苜蓿種植普遍采用噴灌方法, 在干旱半干旱地區由于噴灌時不可避免地會產生水汽飄散及植物冠層截留蒸發損失[4], 因此, 在苜蓿種植中采用更為節水的滴灌技術, 尤其是地下滴灌(subsurface drip irrigation, SDI)技術成為當前應用和試驗研究的熱點[5]。利用地下滴灌技術可以將作物所需要的肥料或養分隨灌溉水連續少量施入作物根部, 水肥利用效率高[6]。在苜蓿生產中選擇地下滴灌技術不僅節水, 而且可以實現水肥一體化, 更重要的是灌溉系統埋入地下非常適應苜蓿植物多年生的特點[7]。
在地下滴灌水肥一體化技術研究應用中主要以作物所需的大量營養元素(N、P、K)為目標[8], 對微量元素的水肥一體研究報道甚少。硅元素是禾本科作物的必需營養元素, 也是一部分非硅富集植物的有益營養元素, 研究表明, 硅元素能促進小麥(Triticum aestivum)、玉米(Zea mays)、水稻(Oryza sativa)、甘蔗(Saccharum officinarum)等的生長和增產, 并且已廣泛應用于這些作物的生產, 效果明顯[9]。對植物生長作用的研究表明, 硅元素主要集中于細胞的內皮層中[10], 硅元素能增強植物的生物膜保護功能和光合作用效率[11], 促進植物的營養生長, 提高植物的抗病性和抗重金屬離子的毒害; 硅元素還能促進活化土壤中的磷, 增加植物對磷的吸收和利用, 并能增加植物的籽實產量[12]。外源施用硅元素對紫花苜蓿的根系和莖葉生長有顯著影響, 能夠提高紫花苜蓿的發芽率, 縮短種子的萌發時間, 提高苜蓿的抗逆性, 增加土壤水分虧缺時苜蓿的水分利用效率和生物量[13]。目前, 我國干旱半干旱地區紫花苜蓿主產區施用磷肥較多, 磷能夠使紫花苜蓿的耗水系數降低[14], 但大量施用磷肥易引起潛在的面源污染問題[15]。硅元素和磷元素原子結構相似, 而且硅能夠活化土壤中的磷, 施用一定量的硅肥可以避免磷施用過多而造成的污染問題[16]。
有關硅肥對于禾本科作物和果蔬的影響研究較多, 在紫花苜蓿上施用硅肥的研究主要是把硅肥當做基肥, 也就是在播種前一次性施入, 而地下滴灌技術利用地下滴灌施用硅肥可以在苜蓿不同生長階段隨滴灌水多次施入, 灌水量少、灌水延續時間較長, 可以提高苜蓿對硅的吸收利用。本研究建立了一套地下滴灌、硅肥一體化灌溉模擬試驗裝置, 設置4個硅肥施用量來探討紫花苜蓿生長季多次施硅對其生長及品質的影響, 以期確定紫花苜蓿種植中滴灌硅肥的使用量, 為紫花苜蓿生產中水肥一體化滴灌技術的應用提供試驗依據。
1 材料與方法
1.1 試驗地概況
試驗于2014年4―9月在北京克勞沃草業技術開發中心雙橋試驗基地進行。基地位于北京市朝陽區, 116° 28' E、39° 34' N, 年均溫10~12 ℃, 海拔約為50 m, 一年中無霜期190~200 d, ≥ 10 ℃年積溫4 200 ℃• d; 年平均降水量約為600 mm。試驗地土壤肥沃, 為多年耕作土壤, 光照、通風良好, 適合苜蓿生長。
1.2 試驗材料
試驗所用的紫花苜蓿品種為皇冠(Phabulous), 由北京克勞沃草業技術開發中心提供。試驗所用硅肥材料為 NaSiO3• 9H2O(北京化工廠生產, AR), 其中二氧化硅(SiO2)含量為21.1%。
1.3 試驗設計
試驗采用地下滴灌盆栽苜蓿技術, 種植盆采用直徑30 cm、高60 cm的PVC塑料管制作, 管底封堵設有排水孔。種植桶內填入試驗地0-30 cm土層種植土壤, 土壤類型為沙壤土, 容重為1.44 g• cm-3, 田間持水量為13.0%, pH為7.79。土壤中速效氮含量為38.36 mg• kg-1, 速效磷含量為35.36 mg• kg-1, 速效鉀含量為75.33 mg• kg-1, 有效硅含量為102 mg• kg-1, 土壤有機質含量為5.75%。
模擬地下滴灌裝置采用距地面2.1 m的高位水罐靠重力加壓進行滴灌。高位水罐用兩個1.5 L倒置的塑料桶制成, 桶底開口以便注水和添加硅肥, 桶蓋上安裝一直徑為4 mm的PE軟管, 管長1.5 m, 管的一端連接4個滴頭, 每個種植桶設一組高位水罐。種植桶內距表層土壤20 cm處將連接在PE軟管上的4個滴頭水平繞桶圓心均勻排布埋設, 采用的滴頭流量為1.0 L• h-1。初始時每個試驗處理的土壤含水量保持為田間持水量。
試驗施硅量(按每千克土壤中施入的SiO2量計)設為4個水平, 分別為0(CK)、0.01、0.02、0.03 g• kg-1。施硅處理分為3次, 將硅酸鈉溶于滴灌水中, 通過供水罐以地下滴灌的方式水與硅肥一起滴入土壤中, 每處理9次重復。
為避免降水的影響, 本試驗在防水透光的陽光棚下進行。陽光棚為6 m× 6 m, 棚西高東低, 四周有下沿, 方便雨水盡快流走并且最大限度地防止雨水進入試驗區域。播種所用的種子事先進行了消毒、拌根瘤菌處理。2014年4月14日播種, 播種量為1.5 g• m-2, 播種深度為1.5 cm。播種后精細管理, 試驗前用噴壺澆水確保每盆苜蓿整齊出苗。出苗后, 每盆苜蓿定植15株。初花期刈割, 留茬高度為5 cm。本試驗采集了兩茬苜蓿數據進行分析, 兩茬生長日期分別為2015年6月17日-7月17日和7月17日-8月17日。
1.4 測定指標與方法
測定指標包括:1)株高的測定。莖的最低部到最頂端葉尖的絕對距離為植株高度。每10 d在每盆中任選3株苜蓿進行株高測定, 取平均值作為一個樣本的植株高度, 試驗中, 在一茬完整的生長期中共測得4次株高。每10 d為一個生長小期, 劃分為生長前期、生長中期和生長后期。2)節間數與節間距的測定。現蕾期隨機選取10個一級分枝, 數取節間數, 并測量節間距。3)葉面積的測定。取苜蓿枝條頂部第1個展開葉的中間小葉, 每個小區取10片小葉, 利用數碼相機和Photoshop軟件計算葉面積。4)產量的測定。初花期將試驗裝置中的紫花苜蓿距地表5 cm以上部分全部刈割, 立即稱取每個試驗裝置中的地上生物量, 計算其與種植盆面積的比值, 換算成為鮮草產量。5)鮮干比的測定。將各處理鮮樣, 在105 ℃的烘箱中殺青1 h后置于70 ℃, 恒溫下烘48 h, 冷卻后取出稱干重。干鮮比=樣品干重/鮮重。6)粗蛋白(CP)含量測定。樣品烘干后采用半微量凱氏定氮法, 利用FOSS 2300凱氏定氮儀測定樣品中粗蛋白含量。7)中性洗滌纖維(NDF, %)和酸性洗滌纖維(ADF, %)的測定。樣品烘干后采用范氏(van Soest)洗滌纖維分析法[17], 利用FOSS FT350纖維測定儀測定樣品中中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維的含量。8)相對飼喂價值(RFV)的計算公式:
RFV=DDM× DMI/1.29 (1)
DDM=88.9-0.779× ADF(2)
DMI=120/NDF(3)
式中:DDM是指飼草可消化的干物質, 其單位為占干物質的百分比; DMI是指飼草干物質的隨意采食量, 其單位為占體重的百分比。通過上述公式, DMI和DDM可分別由NDF與ADF計算得到。RFV計算公式中的1.29是以大量動物試驗數據為基礎預測的盛花期苜蓿可消化干物質的采食量。RFV計算公式中之所以除以1.29是為了使苜蓿盛花期的RFV值為100。當某種牧草的RFV值大于100時, 說明其整體質量較好。
1.5 數據處理
數據錄入通過Microsoft Excel 2010軟件進行, 圖表采用Microsoft Excel 2010進行繪制, 試驗測定的生長及品質指標數據顯著性分析采用SPSS 20.0處理, 葉面積測定通過Adobe Photoshop CS6軟件中的像素計算程序進行。
2 結果與分析
2.1 不同硅處理對葉面積的影響
對于第1茬來說, 隨著施硅量的增加, 葉面積呈現出先增大后變小的趨勢(表1)。其中0.02 g• kg-1施硅處理增量最多, 較對照的植株增加了65.15%。對于第2茬來說葉面積呈現出先增大后變小又增大的趨勢(表2)。第2茬中施硅量為0.01 g• kg-1的處理較對照增量最多, 為30.30%。盡管施硅量0.02 g• kg-1的處理與對照無顯著差異(P> 0.05), 但也比對照增加了19.12%。除第2茬施硅量為0.01 g• kg-1的處理外, 兩茬中其它施硅處理的葉面積均顯著大于對照(P< 0.05)。
  表1 不同施硅量對第1茬紫花苜蓿葉面積、鮮干比、株高增長量、節間數、節間距和產量的影響Table 1 Leaf area, the radio of fresh to hay, the increase ment of plant height, the number of internodes, intermodal distance and yield under different silicon concentrations in first stubble
  表2 不同施硅量對第2茬紫花苜蓿葉面積、鮮干比、株高增長量、節間數、節間距和產量的影響Table 2 Leaf area, the radio of fresh to hay, the increase ment of plant height, the number of internodes, intermodal distance and yield under different silicon concentrations in second stubble
2.2 不同硅處理對產量的影響
所有施硅的苜蓿植株鮮草產量均顯著大于對照的植株(P< 0.05)。對于第1茬而言, 隨著施硅量的增大, 施硅植株比對照產量分別增加了44.12%、34.56%和47.06%。對于第2茬而言, 隨著施硅量的增大, 施硅植株比對照產量分別增加了25.68%、30.74%和27.16%(表1、2)。
2.3 不同硅處理對鮮干比的影響
除第1茬施硅量為0.02 g• kg-1的處理外, 其它所有的施硅處理鮮干比均顯著大于對照(P< 0.05)。對于第1茬來說, 隨著施硅量的增加, 施硅植株鮮干比較對照分別增加了37.25%、16.18%和30.88%。對于第2茬來說, 隨著施硅量的增加, 施硅植株鮮干比較對照分別增加了25.83%、22.76%和17.65%(表1、2)。
2.4 不同硅處理對株高生長量的影響
除第1茬0.02 g• kg-1施硅量處理外, 其它施硅處理植株生長前期的株高增長量均顯著高于對照(P< 0.05)。第1茬中, 隨著施硅量的增大, 施硅植株生長前期的株高增長量分別比對照高71.83%、59.15%和101.41%。第2茬中, 隨著施硅量的增大, 生長前期施硅植株的株高增量分別比對照高32.99%、25.99%和34.74%。所有施硅植株生長中期的株高增長量顯著高于對照。第1茬中, 隨著施硅量的增大, 施硅植株生長中期的株高增長量分別比對照高43.04%、59.49%和82.28%。第2茬中, 隨著施硅量的增大, 施硅植株生長中期的株高增長量分別比對照高19.97%、14.72%和12.22%。所有施硅植株生長后期的株高與對照組均無顯著差異(P> 0.05)。對比第1茬與第2茬不同生長時期的株高增量, 發現第2茬增量要高于第1茬(表1、2)。
2.5 不同硅處理對節間數、節間距的影響
施硅的植株節間數要顯著高于對照(表1、2)。第1茬中, 隨著施硅量的增大, 施硅植株節間數比對照分別高了12.89%、11.46%和13.48%。第2茬中, 隨著施硅量的增大, 施硅植株節間數比對照組分別高了10.53%、9.77%和8.81%。除第1茬0.01 g• kg-1施硅量的處理外, 其它施硅植株的節間距均顯著高于對照的(P< 0.05)。第1茬中, 隨著施硅量的增大, 施硅植株節間距比對照分別高了17.43%、27.80%和26.14%。第2茬中, 隨著施硅量的增大, 施硅植株節間距比對照分別高了12.86%、22.14%和20.00%。
2.6 不同施硅量對粗蛋白、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維和相對飼喂價值的影響
第1茬中, 不同的施硅量對苜蓿粗蛋白、中性洗滌纖維含量和相對飼喂價值沒有顯著的影響(P> 0.05)(表3)。施硅量為0.02 g• kg-1的處理, 其酸性洗滌纖維顯著小于0.01 g• kg-1的處理(P< 0.05), 其它處理間差異不顯著(P> 0.05)。施硅量為0.02 g• kg-1的植株其相對于對照的粗蛋白增長率為9.0%, 高于0.01 g• kg-1處理(3.0%)和0.03 g• kg-1處理(1.3%), 而且0.02 g• kg-1處理植株其相比對照, NDF增長率為0.3%, ADF為-10.4%, 均低于0.01 g• kg-1處理(2.2%, 8.5%)和0.03 g• kg-1處理(2.5%, 2.8%)。并且, 0.02 g• kg-1處理的植株具有更高的相對飼喂價值。
  表3 不同施硅量對兩茬植株粗蛋白、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維含量和相對飼喂價值的影響Table 3 Crude protein, neutral detergent fiber, acid detergent fiber and RFV under different silicon concentrations
第2茬中, 不同施硅量對苜蓿粗蛋白、纖維素含量和相對飼喂價值均無顯著影響(P> 0.05)(表3)。與第1茬相似, 施硅量為0.02 g• kg-1的處理植株相對于對照組的粗蛋白含量增長率和相對飼喂價值增長率高于0.01和0.03 g• kg-1處理的植株, 并且纖維素含量增長率低于0.01和0.03 g• kg-1的處理植株。因此, 可以認為0.02 g• kg-1處理植株相對于0.01 g• kg-1處理植株和0.03 g• kg-1處理植株有更好的品質。
3 討論
部分農作物施用硅肥可以增加產量[18, 19, 20, 21]。紫花苜蓿以硅鈣鉀復合肥作為基肥可以增加干草產量[9]。本研究中, 單施硅肥并結合地下滴灌隨水連續施用硅肥, 證明施硅的苜蓿植株比不施硅植株第1茬干重平均增加了41.6%, 第2茬平均增加了27.9%。施硅處理與不施硅處理相比, 葉面積、節間距、節間數和株高也有相應的增大。施硅苜蓿植株第1茬葉面積比不施硅的植株平均增加53.5%, 第2茬平均增加26.7%; 施硅苜蓿植株的節間數第1茬和第2茬分別比不施硅植株增加了12.6%和9.7%, 節間距分別增加了23.8%和18.3%; 第1茬和第2茬生長前期株高增長量比不施硅的植株分別增加了77.6%和58.9%, 第1茬和第2茬生長中期株高增長量比不施硅的植株分別增加了23.8%和18.3%。前人研究也證明, 外施硅肥作為基肥能夠增加紫花苜蓿的葉面積[13], 施硅能夠促進植株莖葉生長[22], 這些結果與本研究的結果基本類似。但是, 紫花苜蓿施硅以后硅對植株莖葉生長的促進機理尚不明確。
施硅對于紫花苜蓿不同生長階段的促進作用是不同的。本研究中, 施硅的紫花苜蓿植株第1茬產量、葉面積、節間距、節間數和鮮干比的增長量均大于第2茬植株, 表明硅元素對于紫花苜蓿生長初期的促進作用大于中后期。而田福平等[23]研究也表明, 硅元素對于紫花苜蓿早期生長發育和產量有積極影響, 隨著紫花苜蓿的生長, 施硅對于紫花苜蓿的生長促進作用呈下降趨勢, 由此說明施硅對于紫花苜蓿早期生長的促進作用大于中后期。與此相對應的是, 不同生長階段是否采用不同的施硅量, 作為基肥一次性施入與在生育期多次連續隨水施入對苜蓿植株莖葉生長的影響還需進一步試驗研究。
本研究表明, 施硅植株的鮮干比顯著高于不施硅植株, 第1茬和第2茬施硅植株鮮干比分別比不施硅的植株高28.1%和22.1%, 這說明施硅能夠提高苜蓿植株的含水量。前人的研究表明, 施硅可以使植物外表皮的硅質層增厚, 從而阻止水分散失[24]。施硅可以提高草地早熟禾(Poa pratensis)等植物的抗旱能力[25, 26]。另一方面, 施硅以后是否改善了土壤水化學及水勢狀態, 從而使苜蓿植株從土壤中更容易吸收到更多的水分, 從而證明外施硅肥可以達到節水的作用。這些更深入的方面本研究未有涉及。
施硅對于苜蓿草品質的影響, 劉慧霞等[27]研究認為, 硅元素對于莖葉粗蛋白、纖維含量的影響不及對生長的影響, 本研究也證實了這一結論。施硅植株的粗蛋白含量與纖維素含量與不施硅植株沒有顯著差異。
4 結論
1)地下滴灌條件下外施硅肥能夠顯著促進紫花苜蓿產量增加, 同時也顯著促進葉面積、生長前中期株高增長量、節間距、節間數和鮮干比的增大。施用硅肥的苜蓿植株相比對照處理, 第1茬和第2茬產量分別增大41.6%和27.9%, 葉面積分別增大53.5%和26.7%, 生長前期株高增長量分別增大77.6%和58.9%, 生長中期株高增長量分別增大31.3%和15.7%, 節間數分別增大12.6%和9.7%, 節間距分別增大23.8%和18.3%, 鮮干比分別增大28.1%和22.1%。
2)硅元素對于紫花苜蓿早期生長的促進作用大于生長中后期, 并且施硅對于第1茬次的生長促進作用也好于第2茬次。
3)紫花苜蓿外施硅肥可以促進鮮干比的顯著提高, 施硅植株的含水量高于不施硅植株, 施硅對于紫花苜蓿地有一定的節水作用。
4)施硅對于紫花苜蓿的營養指標沒有顯著影響。但是施硅量為0.02 g• kg-1的植株相對于0.01和0.03 g• kg-1的植株有更好的品質。
責任編輯:omz

打賞

取消

感謝您的支持,我會繼續努力的!

掃碼支持
掃碼打賞,你說多少就多少

打開支付寶掃一掃,即可進行掃碼打賞哦

相關推薦:

網友評論:

在“\templets\default\comments.htm”插入第三方評論代碼!
推薦使用友言、多說、暢言(需備案后使用)等社會化評論插件

內蒙古歐茗卓農林科技有限責任公司 版權所有
官方網站
Top 青青青视频在线观看 超 科三科二哪个难| 中组部指导组要进行| 南宁民族构成| 青海有哪一些大学| 在线干洗店加盟| 高级法院有几个| 改革开放是民营企业发展的| 饮酒驾驶会不会吊销驾驶证| 中国易建联| 新的国家男篮| 银行助力小微| 老婆结婚之前生过孩子| 利润最高的中国公司| 北京地铁二维码能多人乘车| 赵丽颖电视剧大全| 袁弘为何喜欢张歆艺| 云顶之弈什么阵容可以赢| 中国足球赛事| 中国哪个省药企最多| 苹果发售会在什么时候| 二里头遗址博物馆| 如何成为大学英语老师| 华为鲲鹏产业生态创新中心| 大阪新大阪地产酒店| 量子特工为什么进不去| 两个妹子和一个男孩儿| 鲍师傅糕点哪个好吃| 2020年会计什么时候开始| 不忘初心 牢记使命专项整治| 胶水多少钱| 2019国考职位表中公| 关于水的诗句古诗大全| 垃圾再生能源| 美债收益率曲线倒挂| 夫妻公积金贷款额度| 北京亿英联能源怎么样| 和平精英精英手册买哪个好| 女司机| 5g技术哪家有| 寻找心中另一个自己| 迪士尼翻包合法吗| <文本链> <文本链> <文本链> <文本链> <文本链> <文本链>