氮磷水肥耦合对无芒雀麦光合特性、生产性能及土壤养分的影响

doi:10.11686/cyxb2025277

摘要/Abstract

摘要：

为明确不同氮磷水肥耦合对无芒雀麦光合特性、饲草生产性能及无芒雀麦田土壤养分含量的影响，本研究以‘乌苏1号’无芒雀麦为试验对象，采用双因素随机区组设计，水分设置3个梯度，分别为灌溉3800 （W₁）、5300 （W₂）和6800 m³·hm^-2（W₃）；施肥设置3个梯度，分别为不施肥（F₀）、施N 120 kg·hm^-2和P₂O₅ 100 kg·hm^-2（F₁）、施N 180 kg·hm^-2和P₂O₅150 kg·hm^-2（F₂）。结果表明：W₃F₁处理较W₁F₀处理的净光合速率提高了21.22%，叶片瞬时水分利用效率提高了31.18%，光能利用效率提高了19.85%；W₃F₁处理较W₁F₀处理无芒雀麦的干草产量提升了28.31%，W₃F₁和W₂F₂处理的粗蛋白含量较W₁F₀处理分别提高了24.32%和29.50%（P<0.05）；W₃F₁处理的土壤速效磷和碱解氮含量较W₁F₀处理分别提高了13.79%和131.27%。水肥调控对无芒雀麦的光合特性、饲草生产性能及土壤养分均有明显的改善效果。以W₃F₁处理综合表现最优，即灌溉量为6800 m³·hm^-2和施N量为120 kg·hm^-2、施P₂O₅量为100 kg·hm^-2时，无芒雀麦具有较高的光合特性及生产性能。

关键词: 无芒雀麦, 水肥调控, 生产性能, 光合特性, 土壤养分

Abstract:

The aim of this work was to determine the effects of different nitrogen-phosphorus and water couplings on soil nutrient contents and the photosynthetic characteristics and forage production performance of Bromus inermis. To this end， a field experiment was conducted using the B. inermis cultivar‘Wusu No. 1’ with a two-factor randomized block design. Irrigation was applied at three levels： W₁ （3800 m³·ha^-1）， W₂ （5300 m³·ha^-1）， and W₃ （6800 m³·ha^-1）； and there were three fertilization treatments： F₀ （no fertilizer）， F₁ （N 120 kg·ha^-1+P₂O₅ 100 kg·ha^-1）， and F₂ （N 180 kg·ha^-1+P₂O₅ 150 kg·ha^-1）. The results show that， compared with the W₁F₀ treatment， the net photosynthetic rate in the W₃F₁ treatment was increased by 21.22%， the leaf instantaneous water use efficiency was increased by 31.18%， and the light use efficiency was improved by 19.85%. The hay yield of B. inermis in the W₃F₁ treatment was increased by 28.31% compared with that in the W₁F₀ treatment. The crude protein content was increased by 24.32% in W₃F₁ and by 29.50% in W₂F₂ compared with that in W₁F₀ （P<0.05）. Furthermore， the soil available phosphorus and alkali-hydrolyzable nitrogen contents in the W₃F₁ treatment were increased by 13.79% and 131.27%， respectively， compared with those in W₁F₀. Thus， the regulation of irrigation and fertilization significantly improved the photosynthetic characteristics and forage production performance of B. inermis， and increased the amounts of soil nutrients. The W₃F₁ treatment demonstrated the best overall performance， indicating that an irrigation amount of 6800 m³·ha^-1 combined with fertilization with N at 120 kg·ha^-1 and P₂O₅ at 100 kg·ha^-1 resulted in superior photosynthetic characteristics and production performance of B. inermis.

Key words: Bromus inermis, water and fertilizer integration, productivity performance, photosynthetic characteristics, soil nutrients

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图/表 10

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处理 Treatment	净光合速率 Net photosynthetic rate （P_n， μmol CO₂·m^-2·s^-1）	蒸腾速率 Transpiration rate （T_r， mmol H₂O·m^-2·s^-1）	光能利用效率 Light use efficiency （LUE， mmol·mol^-1）	叶片瞬时水分利用效率 Leaf instantaneous water use efficiency （WUE_i， μmol·mmol^-1）
W₁F₀	17.06±0.51Bb	6.50±0.44Aa	0.0131±0.0005Bb	2.63±0.11Aa
W₂F₀	18.68±0.37Ba	6.42±0.75Aa	0.0144±0.0005Ba	2.93±0.28Aa
W₃F₀	19.30±0.32Ba	6.42±0.95Aa	0.0149±0.0002Ba	3.06±0.52Aa
W₁F₁	18.28±0.42Ab	6.26±0.57Aa	0.0141±0.0005Ab	2.93±0.21Aa
W₂F₁	20.36±0.41Aa	6.30±0.39Aa	0.0156±0.0004Aa	3.24±0.21Aa
W₃F₁	20.68±0.09Aa	6.07±0.81Aa	0.0157±0.0001Aa	3.45±0.42Aa
W₁F₂	18.03±0.50Ab	6.65±0.73Aa	0.0140±0.0005Ab	2.74±0.37Ab
W₂F₂	20.21±0.43Aa	5.94±0.61Aa	0.0155±0.0003Aa	3.43±0.34Aa
W₃F₂	20.44±0.18Aa	6.03±0.23Aa	0.0157±0.0002Aa	3.39±0.10Aa
W	<0.001	0.563	<0.001	0.005
F	<0.001	0.638	<0.001	0.063
W×F	0.726	0.839	0.946	0.807

处理 Treatment	净光合速率 Net photosynthetic rate （P_n， μmol CO₂·m^-2·s^-1）	蒸腾速率 Transpiration rate （T_r， mmol H₂O·m^-2·s^-1）	光能利用效率 Light use efficiency （LUE， mmol·mol^-1）	叶片瞬时水分利用效率 Leaf instantaneous water use efficiency （WUE_i， μmol·mmol^-1）
W₁F₀	17.06±0.51Bb	6.50±0.44Aa	0.0131±0.0005Bb	2.63±0.11Aa
W₂F₀	18.68±0.37Ba	6.42±0.75Aa	0.0144±0.0005Ba	2.93±0.28Aa
W₃F₀	19.30±0.32Ba	6.42±0.95Aa	0.0149±0.0002Ba	3.06±0.52Aa
W₁F₁	18.28±0.42Ab	6.26±0.57Aa	0.0141±0.0005Ab	2.93±0.21Aa
W₂F₁	20.36±0.41Aa	6.30±0.39Aa	0.0156±0.0004Aa	3.24±0.21Aa
W₃F₁	20.68±0.09Aa	6.07±0.81Aa	0.0157±0.0001Aa	3.45±0.42Aa
W₁F₂	18.03±0.50Ab	6.65±0.73Aa	0.0140±0.0005Ab	2.74±0.37Ab
W₂F₂	20.21±0.43Aa	5.94±0.61Aa	0.0155±0.0003Aa	3.43±0.34Aa
W₃F₂	20.44±0.18Aa	6.03±0.23Aa	0.0157±0.0002Aa	3.39±0.10Aa
W	<0.001	0.563	<0.001	0.005
F	<0.001	0.638	<0.001	0.063
W×F	0.726	0.839	0.946	0.807

处理 Treatment	叶绿素a Chlorophyll a （Chla）	叶绿素b Chlorophyll b （Chlb）	类胡萝卜素 Carotenoids （Car）	总叶绿素 Total chlorophyll （TChl）
W₁F₀	0.931±0.059Aa	0.827±0.072Aa	0.503±0.042Aa	1.758±0.108Aa
W₂F₀	0.955±0.099Ba	0.833±0.083Ba	0.540±0.047Aa	1.788±0.166Ca
W₃F₀	1.026±0.030Ba	0.856±0.041Ba	0.491±0.091Aa	1.882±0.071Ba
W₁F₁	0.947±0.004Ab	0.811±0.070Ab	0.508±0.068Aa	1.758±0.071Ab
W₂F₁	1.142±0.053Aa	1.034±0.056Aa	0.507±0.076Aa	2.176±0.108Aa
W₃F₁	1.088±0.079ABa	0.940±0.023Ba	0.536±0.060Aa	2.029±0.080Ba
W₁F₂	0.947±0.025Ab	0.852±0.062Ab	0.444±0.046Aa	1.798±0.059Ac
W₂F₂	1.088±0.030Aa	0.911±0.059Bb	0.528±0.029Aa	1.999±0.084Bb
W₃F₂	1.173±0.029Aa	1.090±0.060Aa	0.500±0.094Aa	2.263±0.075Aa
W	0.002	0.001	0.460	<0.001
F	<0.001	0.004	0.692	<0.001
W×F	0.043	0.006	0.731	0.005

处理 Treatment	叶绿素a Chlorophyll a （Chla）	叶绿素b Chlorophyll b （Chlb）	类胡萝卜素 Carotenoids （Car）	总叶绿素 Total chlorophyll （TChl）
W₁F₀	0.931±0.059Aa	0.827±0.072Aa	0.503±0.042Aa	1.758±0.108Aa
W₂F₀	0.955±0.099Ba	0.833±0.083Ba	0.540±0.047Aa	1.788±0.166Ca
W₃F₀	1.026±0.030Ba	0.856±0.041Ba	0.491±0.091Aa	1.882±0.071Ba
W₁F₁	0.947±0.004Ab	0.811±0.070Ab	0.508±0.068Aa	1.758±0.071Ab
W₂F₁	1.142±0.053Aa	1.034±0.056Aa	0.507±0.076Aa	2.176±0.108Aa
W₃F₁	1.088±0.079ABa	0.940±0.023Ba	0.536±0.060Aa	2.029±0.080Ba
W₁F₂	0.947±0.025Ab	0.852±0.062Ab	0.444±0.046Aa	1.798±0.059Ac
W₂F₂	1.088±0.030Aa	0.911±0.059Bb	0.528±0.029Aa	1.999±0.084Bb
W₃F₂	1.173±0.029Aa	1.090±0.060Aa	0.500±0.094Aa	2.263±0.075Aa
W	0.002	0.001	0.460	<0.001
F	<0.001	0.004	0.692	<0.001
W×F	0.043	0.006	0.731	0.005

处理 Treatment	粗蛋白 Crude protein （CP）	酸性洗涤纤维 Acid detergent fiber （ADF）	中性洗涤纤维 Neutral detergent fiber （NDF）	相对饲喂价值 Relative feeding value （RFV）
W₁F₀	11.39±0.09Bc	32.15±1.91Aa	51.14±1.22Aa	131.04±1.93Aa
W₂F₀	12.09±0.38Cb	30.87±0.64Aa	51.49±0.71Aa	113.26±2.83Bb
W₃F₀	13.32±0.19Ba	27.67±0.33Bb	50.38±0.29Aa	120.42±2.89Bb
W₁F₁	12.64±0.09Ab	31.27±0.13Aa	51.18±1.38Aa	115.82±1.71Bab
W₂F₁	13.96±0.42Ba	27.86±0.26Bc	48.60±0.50Bb	110.63±7.64Bb
W₃F₁	14.16±0.04Aa	29.54±0.40Ab	49.56±1.22Aab	120.84±5.98Ba
W₁F₂	12.99±0.33Ac	30.60±1.00Aa	51.50±0.89Aa	83.49±0.50Cc
W₂F₂	14.75±0.28Ab	26.72±0.83Bb	50.59±0.09Aa	129.17±2.45Ab
W₃F₂	13.80±0.63ABa	27.50±0.76Bb	50.68±1.22Aa	143.93±6.11Aa
W	<0.001	<0.001	0.021	0.045
F	<0.001	<0.001	0.032	<0.001
W×F	<0.001	0.002	0.327	<0.001