苜蓿具有抗旱、耐盐碱的特点[1]。随着我国南疆地区畜牧业的发展，畜禽对饲草的需求日益增多。水肥管理是提高苜蓿产量和品质、减轻干旱、盐碱化对作物生长阻碍的关键因素。在贫瘠土壤中，仅靠苜蓿根瘤固氮无法满足氮素需求，必须施用氮肥补充以提升苜蓿产量和质量。研究发现，不同氮磷肥类型及灌水量能够显著影响盐碱地区苜蓿的株高和产量[2]。我国南疆地区土壤和环境条件恶劣，根瘤固氮作用不稳定，施用氮肥成为提高苜蓿产量和品质的重要手段。因此，需要研究不同形态氮肥的利用效率，以实现在苜蓿生产中减量增效的目标。王洋等[3]研究表明，不同时期与不同施肥量对苜蓿的产量和品质有不同的影响。李丹丹等[4]研究发现，不同的叶面肥可显著提高紫花苜蓿株高、产量和营养品质。氮肥分为液体氮肥和固态氮肥。韩利等[5]研究表明，液体氮肥可以有效提高水稻结实率和穗重。目前，在紫花苜蓿种植中，对于液体氮肥与固态氮肥配比的研究鲜有报道。因此，本试验研究不同氮肥对不同品种的苜蓿生产性能与品质的影响，选择出适宜盐碱地种植的紫花苜蓿品种与氮肥种类，为新疆南疆地区以及其他盐碱地紫花苜蓿种植增产增收提供参考依据。1材料与方法1.1试验地概况本研究于2021年3月，在南疆地区图木舒克市44团14连盐碱地苜蓿试验地进行。试验地位于39°82'92''N，79°08'78''E，属于暖温带大陆性干旱气候，海拔1 079 m，年均天然降水量38.3 mm。试验地土壤深度为0~20 cm，pH值为8.68，电导率为4 091 S，含盐量为0.23%；土壤深度为21~40 cm，pH值为8.65，电导率为2 927 S，含盐量为0.16%；土壤深度为41~60 cm，pH值为8.63，电导率为2 125 S，含盐量为0.12%。整体土壤呈现轻度盐碱化。1.2试验设计试验采用控制变量法，以不施氮肥作为对照组（CK），处理组分别采用尿素（UR）、尿素硝铵溶液（简称UAN液体氮肥，UAN）以及40%多态氮肥（40）施肥。UAN液体氮肥含硝态氮≥7.75%、铵态氮≥7.75%、酰胺态氮≥16.5%；40%多态氮肥含硝态氮7.5%、铵态氮7.5%、酰胺态氮25%。3种肥料均由新疆玉象胡杨化工有限公司提供。选用WL366与佰苜401作为水肥试验品种，由中国农业大学提供，均未接种根瘤菌。试验于2021年5月12日进行人工条播，播种量为22 kg/hm2，播种行距为20 cm，播种深度为2 cm。7月9日紫花苜蓿自然生长至盛花期后刈割一茬，于2021年7月15日开展水肥试验。试验周期为一年半，达到初花期后10~15 d同时刈割，测定相关指标。施肥量以当地普遍尿素用量4.49 g/m2为标准，UAN实际施肥量计算比例为UAN∶UR=0.8∶1，40型氮肥实际施肥量计算比例为40∶UR=0.9∶1，其中UAN液体氮肥质量换算体积比为1.3∶1。单个处理共6小区计算施肥，根据实际情况调整后，尿素实际单次施肥405 g，UAN实际单次施肥250 mL，40实际单次施肥350 g。每个处理重复3次，每个小区面积为15 m2（长5 m×宽3 m），每个试验小区为1个品种和1个施肥处理，共24个试验小区，施肥方式通过喷灌带系统采用“以水引肥”的方式，在苜蓿分枝期及每一茬刈割后3~5 d随水喷施，并在10 d后追施一次。1.3测定指标及方法1.3.1饲草产量在第一茬、第二茬及第三茬饲草收割前，进行株高测量，重复3次。每个小区随机选取15株紫花苜蓿，测量苜蓿自然高度（精确到0.1 cm）。以每个试验小区15 m2测量鲜草产量。鲜草烘干后（含水量12%）称取干草产量，计算鲜干比（FDR）。FDR=FGY/HY(1)式中：FGY为鲜草产量（kg/hm2）；HY为干草产量（kg/hm2）。1.3.2饲草品质选取第一茬样本进行饲草品质测定。粗蛋白（CP）含量采用凯氏定氮法测定。中性洗涤纤维（NDF）与酸性洗涤纤维（ADF）含量采用ANKOM A2000i全自动纤维仪测定。粗灰分（CA）含量采用直接灰化法进行测定，粗脂肪（EE）含量采用索氏抽提法测定。通过测定ADF和NDF数值测算干物质采食量（DMI）、粗饲料干物质的随意采食量与可消化干物质（DDM），计算相对饲喂价值（RFV）。DMI(%BW)=120/NDF(%DM)(2)DDM(%DM)=88.9-0.779×ADF(%DM)(3)RFV=DMI×DDM/1.29(4)1.4数据统计与分析采用隶属函数综合评价各处理对紫花苜蓿的性状的提升效果，使用株高、鲜草产量、干草产量、ADF、NDF、CP等指标进行分析。计算公式如下：Ux=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)(5)Ua=∑inUx (6)式中：Ux为隶属度；Xi为各指标实际测定值；Xmin为各指标实际测定最小值；Xmax为各指标实际测定最大值；Ua为总隶属度；i表示某一处理；n为指标数。采用SPSS 27.0软件进行单因素方差分析和多重比较，采用GraphPad Prism 8软件作图，采用R 4.1.3进行多因素分析作图。结果以“平均值±标准差”表示，P0.05表示差异显著。2结果与分析2.1不同氮肥对紫花苜蓿株高的影响（见表1）由表1可知，在第一茬时，UR、UAN和40氮肥处理WL366紫花苜蓿株高均显著高于CK处理（P0.05）；UR和40氮肥处理佰苜401的株高均显著高于CK处理（P0.05）。在第二茬时，UR、UAN和40氮肥处理WL366紫花苜蓿的株高均显著高于CK处理（P0.05）；40氮肥处理佰苜401的株高显著高于CK处理（P0.05）。在第三茬时，UR、UAN和40氮肥处理WL366紫花苜蓿株高均显著高于CK处理（P0.05）；UR和40氮肥处理佰苜401的株高均显著高于CK处理（P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2024.05.017.T001表1不同氮肥对紫花苜蓿株高的影响处理WL366佰苜401第一茬第二茬第三茬第一茬第二茬第三茬CK57.71±2.33d59.73±2.87c58.72±1.82d64.71±3.03c65.16±7.31b64.93±3.82cUR68.11±4.19b63.82±4.08b65.97±2.78b68.56±5.35b67.29±7.25b67.92±3.55bUAN63.76±2.45c64.29±5.17b64.02±2.86c63.07±3.72c65.98±3.96b64.52±2.92c4071.53±3.63a67.62±4.61a69.58±3.16a71.58±6.68a72.13±3.93a71.86±3.85acm2.2不同氮肥对紫花苜蓿产量及干鲜比的影响（见表2）由表2可知，UR和40氮肥处理WL366品种的鲜草产量和干草产量均显著高于CK处理（P0.05），40型氮肥处理佰苜401的鲜草产量和干草产量均显著高于CK处理（P0.05）。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2024.05.017.T002表2不同氮肥对紫花苜蓿产量及干鲜比的影响处理WL366佰苜401鲜草产量/(kg/hm2)干草产量/(kg/hm2)鲜干比鲜草产量/(kg/hm2)干草产量/(kg/hm2)鲜干比CK11 796.48±713.70b3 674.19±1 014.94b3.46±0.92 a11 450.29±803.61b3 410.72±649.57b3.50±1.07 aUR17 512.57±3 216.20a5 212.32±684.05a3.43±0.81 a13 694.79±1 536.74b4 313.54±1 248.05ab3.54±1.20 aUAN13 311.38±2 666.13b3 476.92±532.63b3.83±0.76 a13 263.64±1 992.61b4 074.32±988.34b3.48±1.14 a4016 461.45±3 775.14a5 213.07±1245.34a3.45±1.03 a18 594.78±5 208.99a5 348.96±1 070.46a3.66±1.35 a当进行不同氮肥种类施肥处理后，紫花苜蓿WL366和佰苜401品种的鲜干比值均较为稳定，约为3.4，WL366品种在UAN处理的鲜干比最高达到3.83，WL366品种在UR处理的鲜干比最低为3.43。2.3不同氮肥对紫花苜蓿饲草品质的影响（见表3）由表3可知，UR、UAN和40氮肥处理WL366的粗蛋白含量均显著高于CK处理（P0.05），UAN氮肥处理WL366、佰苜401的CP含量最高，分别为21.10%和20.22%。UR、UAN和40氮肥处理WL366和佰苜401的酸性洗涤纤维含量均显著低于CK处理（P0.05），CK处理WL366的酸性洗涤纤维含量最高为31.49%，UAN处理WL366的酸性洗涤纤维含量最低为19.99%。UAN处理WL366中性洗涤纤维含量最低，为32.31%。WL366、佰苜401品种CK处理的相对饲喂价值分别为146.58和138.03，均低于其他施肥处理，经过UAN处理WL366、佰苜401品种的RFV最高，分别为211.11和183.55，表明施肥可以提高饲草品质。UR、UAN和40氮肥处理WL366、佰苜401的粗灰分含量均显著高于CK处理（P0.05）。UAN处理的佰苜401粗脂肪含量显著高于CK处理（P0.05），UR、UAN和40氮肥处理WL366粗脂肪含量均显著高于CK处理（P0.05），其中UAN氮肥处理后粗脂肪含量最高。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2024.05.017.T003表3不同氮肥对紫花苜蓿饲草品质的影响项目粗蛋白/%中性洗涤纤维/%酸性洗涤纤维/%相对饲喂价值粗灰分/%粗脂肪/%WL366CK13.23±0.34c41.53±5.31a31.49±1.41a146.58±18.71b8.28±0.20b3.46±0.01cUR18.57±0.27b37.53±2.54ab23.96±0.72b175.02±13.79b9.82±0.15a3.57±0.04bUAN21.10±0.21a32.31±1.15b19.99±1.72c211.11±10.09a9.46±0.32a3.72±0.04a4018.89±0.37b37.23±2.79ab23.93±1.28b176.69±15.26ab9.77±0.10a3.54±0.01b佰苜401CK18.23±3.23a44.81±2.92a29.21±0.23a138.03±6.69b8.37±0.15b3.16±0.40bUR19.51±0.73a37.14±2.12b24.84±0.77b174.69±9.14a9.83±0.13a3.60±0.06abUAN20.22±0.03a36.09±1.46b22.84±0.47c183.55±7.64a9.47±0.26a4.09±0.49a4020.04±0.26a36.73±2.34b24.29±0.75b178.00±12.59a9.79±0.14a3.58±0.05ab2.4不同氮肥种类施肥与紫花苜蓿各品质特征之间的PCA分析（见图1）施用UR、UAN以及40氮肥处理WL366和佰苜401后，对株高、鲜草产量、干草产量、鲜干比、CP、NDF、ADF以及RFV等指标均产生影响，依据试验结果可作进一步主成分分析（PCA），通过对各指标进行降维，观察所测指标之间的差异性。由图1可知，第一维度（Dim 1）贡献率为34.9%，第二维度（Dim 2）贡献率为24.3%，2个维度结果共同解释了紫花苜蓿不同施肥处理状况下的59.2%的相关指标变化。沿着Dim 1方向紫花苜蓿各指标有明显差异，紫花苜蓿对不同氮肥种类施肥处理的吸收利用产生不同效果，CK处理和施肥处理明显分离，说明施肥与不施肥之间有着明显差异。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2024.05.017.F001图1不同氮肥种类与紫花苜蓿各品质特征之间的PCA分析2.5不同氮肥种类与紫花苜蓿各品质的隶属度函数分析（见表4）通过比较3种氮肥的总隶属度筛选优质氮肥，通过降维分析，将分析指标数缩小至两位，分别为U1、U2。由表4可知，40处理总隶属度值最大，其次是UR处理。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2024.05.017.T004表4不同氮肥种类与紫花苜蓿各品质的隶属度函数分析处理U1U2总隶属度UAN0.000.560.56UR0.930.000.93401.001.002.003讨论3.1不同氮肥对紫花苜蓿株高、产量的影响本研究针对两种紫花苜蓿品种施用不同种类氮肥后的3茬饲草品质进行了分析，发现饲草的株高与产量呈正相关，与贾彦博等[6]的研究一致。本试验发现，UAN处理对紫花苜蓿株高的促进作用不显著，而40氮肥处理的苜蓿株高最高。原因可能是40氮肥作为优质硝态氮肥，可直接被吸收[7-8]，速效且持久，可达100%水溶性，契合“以水引肥”施肥方式[9]。王子杰等[10]研究发现，硝态氮能够明显提升紫花苜地上部分的生长量，这可能与硝态氮始终处于氧化态有密切关系，氧化态更有利于苜蓿的主动吸收，而铵态的UR更易被土壤胶粒吸附，从而降低了利用率。施加氮肥有利于提高苜蓿的产量。在本次试验中，40氮肥对苜蓿产量的提升尤为显著，其次是UR，UAN氮肥效果较差。这可能是由于3种氮肥配比不同导致。有研究表明，在土壤pH值分别为6.17、8.76和9.20时，能够促进已发芽苜蓿的生长[11]。另外，由于本试验样本区块较小，对苜蓿产量的测定也有一定的局限性。李英男等[12]研究发现，铵态氮（NH3-N）和硝态氮（NO3-N）是植物吸收的主要形态的氮素，施含有NH3-N和NO3-N的氮肥更有利于植物的生长。本试验使用的40氮肥中水溶多态氮含硝态氮7.5%、铵态氮7.5%，对紫花苜蓿生长促进效果最大[13-14]。本试验发现，施用尿素时，WL366的干草产量最高，可能是由于WL366在适应多种土壤环境方面具有优势特性。饲草的鲜干比是检验干草产量的重要指标[15-16]，鲜干比代表植物鲜活物水分与有机物的含量，鲜干比越高有机物含量越低，水分含量越高，但鲜干比过高会引起饲草霉变和虫蛀[17]。本试验中，3种氮肥施肥处理紫花苜蓿的鲜干比与CK之间没有显著差异，这可能与阴干使苜蓿水分和有机物含量均匀流失有关。3.2不同氮肥对紫花苜蓿饲草品质的影响饲草的粗蛋白（CP）含量与饲草品质密切相关，粗蛋白含量是衡量苜蓿相对饲用价值的重要指标，饲草的CP含量越高品质越好[18]。在本研究中，WL366苜蓿CK处理粗蛋白含量过低，可能是由于采样、样品处理过程中叶片损失过多；UAN氮肥处理的WL366粗蛋白有明显提升，其次是40氮肥，影响最小的是UR处理。这是由于UAN氮肥和40氮肥均是硝态氮和铵态氮的混合氮肥，对苜蓿的影响效果相似。吴召林等[19]研究表明，硝态氮和铵态氮的联合可以有效提高植物体内的硝酸还原酶活性。康爱民等[20]研究表明，酶活性的提高更有利于植物对氮的吸收。杜书增[21]研究发现，苜蓿营养期至初花期粗蛋白含量依次降低，UAN氮肥处理的苜蓿粗蛋白含量明显高于本时期粗蛋白含量，这可能是UAN影响了苜蓿生育期，目前尚未有关于氮肥喷施对苜蓿生育期的影响的报道，还有待进一步研究。本研究结果表明，施氮肥明显降低了紫花苜蓿中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量，与何飞等[22]研究一致，其中UAN氮肥施用对中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的降低效果最为明显。中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维与家畜的消化率成反比[23-24]。在与同类饲草相比较时，相对饲喂价值越高表明饲草品质越好[25-27]。本试验发现，经过UAN氮肥施肥处理的紫花苜蓿相对饲喂价值最高，中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量最低，粗蛋白含量最高，品质最佳。粗灰分和粗脂肪是饲料中重要的营养物质[28]。本研究结果表明，施氮肥提高了紫花苜蓿粗灰分和粗脂肪含量，与王丹[29]的研究结果一致。本试验对比两个品种的适应性，发现WL366相对饲用价值高于佰苜401，这可能与WL366品种特性和土壤环境有关。本试验结果表明，施用固态氮肥（如40、尿素等）对紫花苜蓿产量的促进效果优于UAN液体氮肥，但UAN液体氮肥对紫花苜蓿饲草品质的提高优于固态氮肥。从节能的角度分析，与尿素相比，UAN液体氮肥和40氮肥分别减少了74.32%和21.84%的纯氮施用量[30]，实现了化肥的减量。从经济效益角度分析，40氮肥与UAN液体氮肥施肥量仅为尿素的80%~90%。因此，综合考虑40氮肥适宜在我国南疆地区种植紫花苜蓿时使用。4结论本研究结果表明，40氮肥对紫花苜蓿的株高具有明显的促进效果。综合考虑，3种氮肥对紫花苜蓿的干草产量影响顺序为：40＞UR＞UAN＞CK，40氮肥处理总隶属度最大。因此，在我国南疆地区种植紫花苜蓿时，宜选用40型氮肥以提升苜蓿的产量与品质。