水氮耦合对无芒雀麦产量及氮磷钾化学计量特征的影响

作者：唐仲霞; 银敏华; 齐广平^*; 康燕霞; 马彦麟; 汪精海; 贾琼; 汪爱霞; 姜渊博

来源：植物营养与肥料学报, 2022, 28(03): 532-545.

• 无芒雀麦
• 水分补偿
• 氮素添加
• 产量
• 化学计量特征

【目的】合理的水分和养分供给是保障人工草地高效可持续生产的有效措施。探究不同灌溉量和施氮量及其交互作用对牧草产量及养分含量的影响，有助于深入了解牧草生长对草地生态系统的响应。【方法】以人工种植无芒雀麦 (Bromus inermis) 为研究对象进行田间试验。采用喷灌方法，在无芒雀麦拔节期按照田间持水量 (θ f) 范围设置 4 个灌溉水平：75%～85% θ f (W0)、45%～85% θ f (W1)、55%～85% θ f (W2)、65%～85%θf(W3)；每个灌溉水平下分别设置 0、60、120 和 180 kg/hm2 4 个施氮水平，依次记为 N0、N1、N2和 N3，共 16 个水氮组合。作物共刈割 3 次，调查每次刈割的干物质量和氮 (N)、磷 (P)、钾 (K) 含量及其化学计量特征。【结果】水分补偿和施用氮肥分别提高了无芒雀麦总产量 22.0%～58.1% 和 31.1%～88.9%，两者对无芒雀麦总产量的交互作用也达到极显著水平 (P<0.01)。16 个水氮组合中，N1W2、N2W3和 N3W0较 N0W1组合的产量分别提高 66.6%、158.0% 和 144.7%，以 N2W3的产量最高 (12260 kg/hm2)，其余的组合处理产量显著低于 N2W3。回归分析表明，施氮和灌水分别为 152.3 kg/hm2 和 552.1 mm 时，产量达到峰值 13308 kg/hm2。水分补偿显著提高无芒雀麦 N、P、K 含量，施用氮肥显著增加无芒雀麦 N、K 含量，却降低 P 含量 (P<0.01)。无芒雀麦 N/P、K/P 总体表现为随灌水量的增加先增加后减少 (W0水平最低)、随施氮量的增加而显著增加 (N3 水平最高) 的趋势 (P<0.01)，水分补偿和施用氮肥对 N/K 均无显著影响。水氮互作对无芒雀麦 N、P、K 含量、N/P、K/P 及N/K 等指标均无显著效应；回归分析发现，无芒雀麦 N 和 K 含量在施氮、灌水分别为 136.8 kg/hm2、546.3mm 和 139.3 kg/hm2、552.5 mm 时达到最高，分别为 23.6 和 23.1 mg/g；对于 P 含量，在现有试验范围内，无法寻求其阈值。【结论】水分补偿和施用氮肥对无芒雀麦提产增养效果明显，且后者较前者增产幅度大；水氮交互在短期内对无芒雀麦产量有显著耦合效应，而对氮磷钾化学计量特征无显著影响；水氮耦合效应可能与土壤干旱程度、施氮量及牧草生长时期有关；通过回归预测得出，河西走廊地区无芒雀麦适宜的水氮范围为灌水546.3～552.5 mm、施氮 136.8～152.3 kg/hm2。

• 单位
  甘肃农业大学