行距和播種量對(duì)黃淮海平原紫花苜蓿產(chǎn)草量及品質(zhì)的影響

張 帆，康俊梅，趙忠祥，楊青川，張鐵軍

(1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所,北京 100193; 2.滄州市農(nóng)林科學(xué)院,河北 滄州 061001)

播種密度是影響紫花苜蓿(Medicagosativa)產(chǎn)草量的重要因素之一，研究表明，產(chǎn)量往往隨著種植密度的增加出現(xiàn)先上升后下降的現(xiàn)象[1-3]。行間距和播種量與干草產(chǎn)量間相互關(guān)系的研究已有報(bào)道，隨著行間距的增加，干草產(chǎn)量下降。而播種量的增加會(huì)使產(chǎn)量呈現(xiàn)先顯著增加后趨于平穩(wěn)的趨勢(shì)[2,4]。單位面積分枝數(shù)和單株分枝數(shù)也會(huì)受行間距和播種量的影響[5]。季婧等[6]對(duì)紫花苜蓿和無芒雀麥(Bromusinermis)的混播研究得出，品種和播種密度都會(huì)影響苜蓿品質(zhì)。多年來，國(guó)內(nèi)外學(xué)者從每平米株數(shù)[1]、行間距[4,7]、播種量[2,8-9]、行株距[5,10-11]等方面研究產(chǎn)量及其他生物學(xué)性狀，但從行間距和播種量?jī)蓚€(gè)角度上的研究還很少[1]。本研究在以往研究的基礎(chǔ)上，針對(duì)黃淮海平原鹽堿地土壤特性，通過行距和播種量調(diào)控植株密度，研究不同密度處理對(duì)苜蓿產(chǎn)草量、產(chǎn)量構(gòu)成、株高、直徑等生物學(xué)性狀的影響，以期為河北省以及黃淮海地區(qū)的苜蓿推廣種植提供參考依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2014-2016年在河北省黃驊市羊二莊鎮(zhèn)孟二莊村茂盛園牧草種植專業(yè)合作社試驗(yàn)田內(nèi)進(jìn)行。該地區(qū)屬暖溫帶半干旱半濕潤(rùn)的季風(fēng)氣候，年降水量約600 mm，年平均氣溫13 ℃左右，最冷月份(1月)平均氣溫為-3.0 ℃，最熱月份(7月)平均氣溫為26.5 ℃。土質(zhì)為中壤土，有機(jī)質(zhì)含量1.4%，鹽含量0.2%，pH 7.6左右，為河北省東部沿海農(nóng)區(qū)的典型代表地域。前茬作物為玉米(Zeamays)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)田種植的紫花苜蓿品種為中苜1號(hào)。采用雙因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，包括播種量和行距二因素。其中，播種量設(shè)7.5、15.0、22.5和30.0 kg·hm-24個(gè)水平；行間距設(shè)20、30和40 cm 3個(gè)水平，總計(jì)12個(gè)處理組合，小區(qū)面積5 m×3 m，試驗(yàn)設(shè)置3個(gè)重復(fù)。2014年4月上旬播種，人工開溝，條播，播種深度1-2 cm。整個(gè)生育期不澆水、不施肥，每年11月底灌1次凍水。播種當(dāng)年不測(cè)產(chǎn)，只測(cè)定2015和2016年產(chǎn)量，初花期進(jìn)行刈割收獲，每年收獲4茬。

1.3 測(cè)定方法

1.3.1產(chǎn)草量測(cè)定 在初花期刈割，留茬高度5 cm，每個(gè)小區(qū)全部刈割后，測(cè)定鮮草產(chǎn)量。每次刈割測(cè)產(chǎn)后，從每個(gè)小區(qū)隨機(jī)取1 kg的樣品，剪成3-4 cm長(zhǎng)，置于烘箱中，在105 ℃烘干48 h至恒重，計(jì)算干鮮比。綜合鮮草產(chǎn)量與干鮮比換算成每公頃干草產(chǎn)量。

1.3.2每平米枝條數(shù)生長(zhǎng)指標(biāo)的測(cè)定 每次刈割前測(cè)定每平米枝條數(shù)。每個(gè)小區(qū)隨機(jī)取長(zhǎng)勢(shì)均勻的3 m樣段，測(cè)定枝條數(shù)并計(jì)算為每平米枝條數(shù)。

刈割前測(cè)定枝條重，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)取30個(gè)枝條，剪成3～4 cm長(zhǎng)，置于烘箱中，在105 ℃烘干48 h至恒重，稱重，并計(jì)算單株枝條重，比較不同處理間的差異。

每次刈割前測(cè)定株高。每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選30株，測(cè)定每個(gè)植株絕對(duì)高度并計(jì)算均值，比較不同處理間的株高差異。

每次刈割前測(cè)定枝條直徑。每個(gè)小區(qū)隨機(jī)取30個(gè)枝條，測(cè)定枝條基部直徑并計(jì)算均值，比較處理間的直徑差異。

1.3.3干鮮比、莖葉比測(cè)定 每次刈割測(cè)產(chǎn)后，從每個(gè)小區(qū)隨機(jī)取1 kg的樣品，剪成3～4 cm長(zhǎng)，置于烘箱中，在105 ℃烘干48 h至恒重，計(jì)算干鮮比。然后，采用人工方式對(duì)干草樣品進(jìn)行莖葉分離，分別稱重。

干鮮比=枝條總干重/1 kg枝條鮮重；

莖葉比=枝條莖干重/(枝條總干重-枝條莖干重)。

1.3.4草品質(zhì)測(cè)定 2016年第1茬測(cè)產(chǎn)時(shí)，從每個(gè)小區(qū)隨機(jī)取1 kg的樣品，剪成3～4 cm長(zhǎng)，置于烘箱中，在105 ℃下烘干48 h至恒重。將烘干樣粉碎，過1 mm篩，在低溫、避光、隔熱條件下保存。使用FOSS公司的NIR System 5000近紅外光譜分析儀掃描分析品質(zhì)。工作參數(shù)：波長(zhǎng)范圍1 100-2 500 nm，波長(zhǎng)間隔2 nm，每個(gè)樣品重復(fù)裝樣及掃樣3次，取平均值，并轉(zhuǎn)化為lg1/R形式記錄光譜數(shù)據(jù)。定標(biāo)軟件為WinISI Ⅲ，工作條件室溫25 ℃穩(wěn)定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

運(yùn)用SAS 9.2軟件的一般線性模型(GLM)和方差分析(ANOVA)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，利用EXCEL繪制相關(guān)圖形。

2 結(jié)果與分析

方差分析的結(jié)果表明(表1)，不同年份間的產(chǎn)量及產(chǎn)量相關(guān)性狀具有顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)的差異。播種量對(duì)每平米枝條數(shù)、單株枝條重、株高、直徑有顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)的影響，行距對(duì)干草產(chǎn)量、每平米枝條數(shù)有顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)的影響，而播種量和年份間的互作效應(yīng)對(duì)每平米枝條數(shù)有極顯著影響(P<0.01)。年份與行距、播種量和行距的兩兩互作以及年份和播種量和行距三者的互作對(duì)苜蓿產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成及其他生物學(xué)性狀無顯著影響(P>0.05)。

2.1 行距和播種量對(duì)產(chǎn)量的影響

產(chǎn)量分析結(jié)果可得，兩年結(jié)果存在一定的差異性，但是總體趨勢(shì)一致(表2)。在2015和2016年，干草年產(chǎn)量均隨著行距的增加呈下降趨勢(shì)，2015年行距20m的年產(chǎn)量較40 cm增產(chǎn)23.4%(P<0.05)，2016年行距20 cm的年產(chǎn)量較40 cm增產(chǎn)11.9%(P<0.05)。行距20 cm處理的兩年干草總產(chǎn)量最高，為18.32 t·hm-2，較行距40 cm處理(15.60 t·hm-2)提高16.8%。播種量處理對(duì)2015產(chǎn)量具有顯著影響(P<0.05)，對(duì)2016年產(chǎn)量影響不顯著，但播種量最大處理30.0 kg·hm-2的產(chǎn)量始終最高。

表1 苜蓿產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成及其他生物學(xué)性狀的方差分析Table 1 Statistical probabilities of ANOVA for yield,yield components and other biological traits

NS，*，**分別表示不顯著，在0.05水平顯著，在0.01水平極顯著。

*,** indicate significant difference at 0.05 and 0.01 levels, respectively. NS, no significant.

表2 不同行距和播種量對(duì)干草產(chǎn)量的影響Table 2 ffects of between-row spacing and seeding rate on alfalfa hay yield t·hm-2

同列不同小寫字母表示不同處理間差異顯著(P<0.05)。下同。

Different lowercase letters within the same column show significant differences between different treatments at the 0.05 level; similarly for the following tables.

c

12個(gè)播種量與行距的處理組合中，行距20 cm+播種量30.0 kg·hm-2的兩年總產(chǎn)量最高,為20.31 t·hm-2(圖1)，較最低處理組合行距30 cm+播種量22.5 kg·hm-2的產(chǎn)量(15.15 t·hm-2)提高了34.1%。

不同小寫字母表示不同處理組合間差異顯著(P<0.05)。

Different lowercase letters indicat significant difference between treatments at the 0.05 level.

2.2 行距和播種量對(duì)產(chǎn)量相關(guān)農(nóng)藝性狀的影響

不同行距處理對(duì)每平米枝條數(shù)有顯著影響(P<0.05)(表3)，隨著行距的增加，2015和2016年每平米枝條數(shù)均呈顯著減少的趨勢(shì)，20 cm行距處理的每平米枝條數(shù)始終最高。相反的，單株枝條重隨著行距的增加而增加，2016年行距40 cm處理的單株枝條重顯著高于行距20和30 cm的(P<0.05)。隨著播種量的增加，2015年每平米枝條數(shù)呈顯著增加的趨勢(shì)，播種量30.0 kg·hm-2處理的每平米枝條數(shù)最高，單株枝條重隨著播種量增加總體呈下降趨勢(shì)；但2016年不同播種量處理間的每平米枝條數(shù)差異不顯著(P>0.05)。行距處理對(duì)株高和直徑影響不顯著(P>0.05)，播種量處理對(duì)株高和直徑的影響都達(dá)到顯著水平(P<0.05)，但未發(fā)現(xiàn)明顯規(guī)律。在品質(zhì)性狀方面，2015年行距30 cm和播種量15.0 kg·hm-2處理的莖葉比最低，2016年行距20 cm和播種量22.5 kg·hm-2處理的莖葉比最低。

2.3 不同生物學(xué)性狀間相關(guān)分析

產(chǎn)量和每平米枝條數(shù)呈正相關(guān)關(guān)系，且2015年和2016年都達(dá)到顯著水平(P<0.05)(表4)；產(chǎn)量與單株枝條重呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，與株高呈正相關(guān)關(guān)系，但均不顯著(P>0.05)。每平米枝條數(shù)與單株枝條重兩年中均呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.05)。2015年，單株枝條重與株高、直徑呈正相關(guān)關(guān)系，且達(dá)到極顯著水平(P<0.01)；2016年，單株枝條重與干鮮比呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.05)，與莖葉比呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.01)。

2.4 行距和播種量對(duì)干草品質(zhì)的影響

不同行距處理對(duì)3齡苜蓿第1茬苜蓿干草粗蛋白有顯著影響(P<0.05)(表5)，隨著行距的增加而顯著下降，行距20 cm處理的粗蛋白含量最高。隨著播種量的增加中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量呈上升趨勢(shì)，但隨著行距的增加中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量呈增加趨勢(shì)。行距處理對(duì)相對(duì)飼用價(jià)值(RFV)有顯著影響，RFV隨行距的增加呈下降趨勢(shì)，行距20 cm的RFV和體外干物質(zhì)消化率均最高。播種量處理對(duì)相對(duì)飼用價(jià)值和體外干物質(zhì)消化率的影響都達(dá)到顯著水平(P<0.05)，RFV隨播種量的增加總體呈增加趨勢(shì)，播種量30 kg·hm-2的RFV值最高，播種量15.0 kg·hm-2處理的體外干物質(zhì)消化率最高。

表3 不同行距和播種量對(duì)干草產(chǎn)量構(gòu)成的影響Table 3 Effect of between-row spacing and seeding rate on hay yield components

3 討論

本研究從播種量和行距兩個(gè)方面研究紫花苜蓿的產(chǎn)量相關(guān)性狀。產(chǎn)量是最主要的研究指標(biāo)之一，結(jié)果表明兩年產(chǎn)量具有一定的差異，這說明年份差異會(huì)對(duì)產(chǎn)量造成一定的影響[12]。但是不同行距和播種量造成的產(chǎn)量變化規(guī)律一致，這說明播種量和行間距的確會(huì)造成產(chǎn)量的變化[13]。行距對(duì)產(chǎn)量的影響達(dá)到顯著水平，隨著行間距的變大，產(chǎn)量出現(xiàn)下降的趨勢(shì)。20 cm的行間距具有最大產(chǎn)量。而播種量造成的產(chǎn)量差異僅在2015年達(dá)到顯著水平，2016年總產(chǎn)量間的差異并沒有達(dá)到顯著水平，可能是水肥等因素造成的影響[14-16]。但是30.0 kg·hm-2的播種量具有最高產(chǎn)量。這與劉東霞等[4]的研究結(jié)論一致。具有最高產(chǎn)量的行距和播種量組合是行距20 cm+播種量30.0 kg·hm-2。

品質(zhì)相關(guān)指標(biāo)僅分析第2年第1茬，這主要是由于不同年齡間的品質(zhì)差別不大[17]。本研究結(jié)果表明隨著播種行距減小和播種量增大，中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維下降 。隨著行距減小，粗蛋白增加。因此隨著播種量增大、行距減小，品質(zhì)在提升，這和張大龍等[18]的研究結(jié)果相一致。品質(zhì)隨播種量增加而提高的原因可能是葉的比例增加，而莖的比例降低[19-20]。同時(shí)木質(zhì)素會(huì)隨著播種密度增加而降低，消化率會(huì)隨著播種密度的增加而增加[21]。另外行距和播種量的改變對(duì)相對(duì)飼用價(jià)值具有一定影響，相對(duì)飼用價(jià)值會(huì)隨著播種密度的增加而增加，這可能是由于品質(zhì)改善的原因[22]。根據(jù)前人研究結(jié)果及本研究結(jié)論，增加播種量和減小行距會(huì)增加飼草品質(zhì)。

本研究結(jié)果證明播種量和行距對(duì)每平米枝條數(shù)有顯著影響，播種量越大枝條數(shù)越多，行距越窄枝條數(shù)越多。王釗[23]的研究認(rèn)為播種量增大會(huì)造成基本苗數(shù)變多，本研究同樣符合這個(gè)規(guī)律。單株枝條重在不同播種量間具有顯著差異，在不同行距間無顯著差異，該結(jié)果應(yīng)該是播種量造成的差異，并且播種量為7.5 kg·hm-2時(shí)單株枝條重顯著高于其他播種條件。株高在不同播種量間具有顯著差異，不同行距對(duì)株高的影響并不顯著，可以推斷造成株高差異的主要因素為播種量。但是隨著播種量增加，株高表現(xiàn)出先下降后上升的現(xiàn)象，表明播種量與株高間不具有線性變化關(guān)系。播種密度對(duì)直徑、干鮮比和莖葉比的影響和株高具有相似的結(jié)果，播種量間具有顯著差異，而行距間的影響并不顯著?？梢娫斐蛇@些指標(biāo)差異的主要因素是播種量。

表4 不同生物學(xué)性狀間的相關(guān)分析Table 4 Correlation coefficients among different biological traits

表5 不同行距和播種量對(duì)苜蓿干草品質(zhì)的影響Table 5 Effect of between-row spacing and seeding rate on alfalfa hay quality

4 結(jié)論

行距對(duì)產(chǎn)量的影響達(dá)到顯著水平，隨著行距的變大，產(chǎn)量開始下降。20 cm行距具有最大產(chǎn)量(18.32 t·hm-2)。播種量對(duì)產(chǎn)量的影響并未達(dá)到顯著水平。行距和播種量的組合“行距20 cm+播種量30.0 kg·hm-2”具有最高產(chǎn)量(20.31 t·hm-2)。隨著播種行距減小和播種量增大，中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維下降 。隨著行距減小，粗蛋白增加。播種量越大、行距越窄，每平米枝條數(shù)越多。單株枝條重在不同播種量方面具有顯著差異，行距間無顯著差異。株高、直徑、干鮮比和莖葉比等指標(biāo)在播種量間具有顯著差異，在行距間的差異并不顯著。