行距和播种量对黄淮海平原紫花苜蓿产草量及品质的影响

张 帆，康俊梅，赵忠祥，杨青川，张铁军

(1.中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,北京 100193; 2.沧州市农林科学院,河北 沧州 061001)

播种密度是影响紫花苜蓿(Medicagosativa)产草量的重要因素之一，研究表明，产量往往随着种植密度的增加出现先上升后下降的现象[1-3]。行间距和播种量与干草产量间相互关系的研究已有报道，随着行间距的增加，干草产量下降。而播种量的增加会使产量呈现先显著增加后趋于平稳的趋势[2,4]。单位面积分枝数和单株分枝数也会受行间距和播种量的影响[5]。季婧等[6]对紫花苜蓿和无芒雀麦(Bromusinermis)的混播研究得出，品种和播种密度都会影响苜蓿品质。多年来，国内外学者从每平米株数[1]、行间距[4,7]、播种量[2,8-9]、行株距[5,10-11]等方面研究产量及其他生物学性状，但从行间距和播种量两个角度上的研究还很少[1]。本研究在以往研究的基础上，针对黄淮海平原盐碱地土壤特性，通过行距和播种量调控植株密度，研究不同密度处理对苜蓿产草量、产量构成、株高、直径等生物学性状的影响，以期为河北省以及黄淮海地区的苜蓿推广种植提供参考依据。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验于2014-2016年在河北省黄骅市羊二庄镇孟二庄村茂盛园牧草种植专业合作社试验田内进行。该地区属暖温带半干旱半湿润的季风气候，年降水量约600 mm，年平均气温13 ℃左右，最冷月份(1月)平均气温为-3.0 ℃，最热月份(7月)平均气温为26.5 ℃。土质为中壤土，有机质含量1.4%，盐含量0.2%，pH 7.6左右，为河北省东部沿海农区的典型代表地域。前茬作物为玉米(Zeamays)。

1.2 试验设计

试验田种植的紫花苜蓿品种为中苜1号。采用双因素随机区组设计，包括播种量和行距二因素。其中，播种量设7.5、15.0、22.5和30.0 kg·hm-24个水平；行间距设20、30和40 cm 3个水平，总计12个处理组合，小区面积5 m×3 m，试验设置3个重复。2014年4月上旬播种，人工开沟，条播，播种深度1-2 cm。整个生育期不浇水、不施肥，每年11月底灌1次冻水。播种当年不测产，只测定2015和2016年产量，初花期进行刈割收获，每年收获4茬。

1.3 测定方法

1.3.1产草量测定 在初花期刈割，留茬高度5 cm，每个小区全部刈割后，测定鲜草产量。每次刈割测产后，从每个小区随机取1 kg的样品，剪成3-4 cm长，置于烘箱中，在105 ℃烘干48 h至恒重，计算干鲜比。综合鲜草产量与干鲜比换算成每公顷干草产量。

1.3.2每平米枝条数生长指标的测定 每次刈割前测定每平米枝条数。每个小区随机取长势均匀的3 m样段，测定枝条数并计算为每平米枝条数。

刈割前测定枝条重，每个小区随机取30个枝条，剪成3～4 cm长，置于烘箱中，在105 ℃烘干48 h至恒重，称重，并计算单株枝条重，比较不同处理间的差异。

每次刈割前测定株高。每个小区随机选30株，测定每个植株绝对高度并计算均值，比较不同处理间的株高差异。

每次刈割前测定枝条直径。每个小区随机取30个枝条，测定枝条基部直径并计算均值，比较处理间的直径差异。

1.3.3干鲜比、茎叶比测定 每次刈割测产后，从每个小区随机取1 kg的样品，剪成3～4 cm长，置于烘箱中，在105 ℃烘干48 h至恒重，计算干鲜比。然后，采用人工方式对干草样品进行茎叶分离，分别称重。

干鲜比=枝条总干重/1 kg枝条鲜重；

茎叶比=枝条茎干重/(枝条总干重-枝条茎干重)。

1.3.4草品质测定 2016年第1茬测产时，从每个小区随机取1 kg的样品，剪成3～4 cm长，置于烘箱中，在105 ℃下烘干48 h至恒重。将烘干样粉碎，过1 mm筛，在低温、避光、隔热条件下保存。使用FOSS公司的NIR System 5000近红外光谱分析仪扫描分析品质。工作参数：波长范围1 100-2 500 nm，波长间隔2 nm，每个样品重复装样及扫样3次，取平均值，并转化为lg1/R形式记录光谱数据。定标软件为WinISI Ⅲ，工作条件室温25 ℃稳定。

1.4 数据分析

运用SAS 9.2软件的一般线性模型(GLM)和方差分析(ANOVA)对数据进行统计分析，利用EXCEL绘制相关图形。

2 结果与分析

方差分析的结果表明(表1)，不同年份间的产量及产量相关性状具有显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)的差异。播种量对每平米枝条数、单株枝条重、株高、直径有显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)的影响，行距对干草产量、每平米枝条数有显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)的影响，而播种量和年份间的互作效应对每平米枝条数有极显著影响(P<0.01)。年份与行距、播种量和行距的两两互作以及年份和播种量和行距三者的互作对苜蓿产量、产量构成及其他生物学性状无显著影响(P>0.05)。

2.1 行距和播种量对产量的影响

产量分析结果可得，两年结果存在一定的差异性，但是总体趋势一致(表2)。在2015和2016年，干草年产量均随着行距的增加呈下降趋势，2015年行距20m的年产量较40 cm增产23.4%(P<0.05)，2016年行距20 cm的年产量较40 cm增产11.9%(P<0.05)。行距20 cm处理的两年干草总产量最高，为18.32 t·hm-2，较行距40 cm处理(15.60 t·hm-2)提高16.8%。播种量处理对2015产量具有显著影响(P<0.05)，对2016年产量影响不显著，但播种量最大处理30.0 kg·hm-2的产量始终最高。

表1 苜蓿产量、产量构成及其他生物学性状的方差分析Table 1 Statistical probabilities of ANOVA for yield,yield components and other biological traits

NS，*，**分别表示不显著，在0.05水平显著，在0.01水平极显著。

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

表2 不同行距和播种量对干草产量的影响Table 2 ffects of between-row spacing and seeding rate on alfalfa hay yield t·hm-2

同列不同小写字母表示不同处理间差异显著(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个播种量与行距的处理组合中，行距20 cm+播种量30.0 kg·hm-2的两年总产量最高,为20.31 t·hm-2(图1)，较最低处理组合行距30 cm+播种量22.5 kg·hm-2的产量(15.15 t·hm-2)提高了34.1%。

不同小写字母表示不同处理组合间差异显著(P<0.05)。

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

2.2 行距和播种量对产量相关农艺性状的影响

不同行距处理对每平米枝条数有显著影响(P<0.05)(表3)，随着行距的增加，2015和2016年每平米枝条数均呈显著减少的趋势，20 cm行距处理的每平米枝条数始终最高。相反的，单株枝条重随着行距的增加而增加，2016年行距40 cm处理的单株枝条重显著高于行距20和30 cm的(P<0.05)。随着播种量的增加，2015年每平米枝条数呈显著增加的趋势，播种量30.0 kg·hm-2处理的每平米枝条数最高，单株枝条重随着播种量增加总体呈下降趋势；但2016年不同播种量处理间的每平米枝条数差异不显著(P>0.05)。行距处理对株高和直径影响不显著(P>0.05)，播种量处理对株高和直径的影响都达到显著水平(P<0.05)，但未发现明显规律。在品质性状方面，2015年行距30 cm和播种量15.0 kg·hm-2处理的茎叶比最低，2016年行距20 cm和播种量22.5 kg·hm-2处理的茎叶比最低。

2.3 不同生物学性状间相关分析

产量和每平米枝条数呈正相关关系，且2015年和2016年都达到显著水平(P<0.05)(表4)；产量与单株枝条重呈负相关关系，与株高呈正相关关系，但均不显著(P>0.05)。每平米枝条数与单株枝条重两年中均呈显著负相关关系(P<0.05)。2015年，单株枝条重与株高、直径呈正相关关系，且达到极显著水平(P<0.01)；2016年，单株枝条重与干鲜比呈显著负相关关系(P<0.05)，与茎叶比呈极显著正相关关系(P<0.01)。

2.4 行距和播种量对干草品质的影响

不同行距处理对3龄苜蓿第1茬苜蓿干草粗蛋白有显著影响(P<0.05)(表5)，随着行距的增加而显著下降，行距20 cm处理的粗蛋白含量最高。随着播种量的增加中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量呈上升趋势，但随着行距的增加中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量呈增加趋势。行距处理对相对饲用价值(RFV)有显著影响，RFV随行距的增加呈下降趋势，行距20 cm的RFV和体外干物质消化率均最高。播种量处理对相对饲用价值和体外干物质消化率的影响都达到显著水平(P<0.05)，RFV随播种量的增加总体呈增加趋势，播种量30 kg·hm-2的RFV值最高，播种量15.0 kg·hm-2处理的体外干物质消化率最高。

表3 不同行距和播种量对干草产量构成的影响Table 3 Effect of between-row spacing and seeding rate on hay yield components

3 讨论

本研究从播种量和行距两个方面研究紫花苜蓿的产量相关性状。产量是最主要的研究指标之一，结果表明两年产量具有一定的差异，这说明年份差异会对产量造成一定的影响[12]。但是不同行距和播种量造成的产量变化规律一致，这说明播种量和行间距的确会造成产量的变化[13]。行距对产量的影响达到显著水平，随着行间距的变大，产量出现下降的趋势。20 cm的行间距具有最大产量。而播种量造成的产量差异仅在2015年达到显著水平，2016年总产量间的差异并没有达到显著水平，可能是水肥等因素造成的影响[14-16]。但是30.0 kg·hm-2的播种量具有最高产量。这与刘东霞等[4]的研究结论一致。具有最高产量的行距和播种量组合是行距20 cm+播种量30.0 kg·hm-2。

品质相关指标仅分析第2年第1茬，这主要是由于不同年龄间的品质差别不大[17]。本研究结果表明随着播种行距减小和播种量增大，中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维下降 。随着行距减小，粗蛋白增加。因此随着播种量增大、行距减小，品质在提升，这和张大龙等[18]的研究结果相一致。品质随播种量增加而提高的原因可能是叶的比例增加，而茎的比例降低[19-20]。同时木质素会随着播种密度增加而降低，消化率会随着播种密度的增加而增加[21]。另外行距和播种量的改变对相对饲用价值具有一定影响，相对饲用价值会随着播种密度的增加而增加，这可能是由于品质改善的原因[22]。根据前人研究结果及本研究结论，增加播种量和减小行距会增加饲草品质。

本研究结果证明播种量和行距对每平米枝条数有显著影响，播种量越大枝条数越多，行距越窄枝条数越多。王钊[23]的研究认为播种量增大会造成基本苗数变多，本研究同样符合这个规律。单株枝条重在不同播种量间具有显著差异，在不同行距间无显著差异，该结果应该是播种量造成的差异，并且播种量为7.5 kg·hm-2时单株枝条重显著高于其他播种条件。株高在不同播种量间具有显著差异，不同行距对株高的影响并不显著，可以推断造成株高差异的主要因素为播种量。但是随着播种量增加，株高表现出先下降后上升的现象，表明播种量与株高间不具有线性变化关系。播种密度对直径、干鲜比和茎叶比的影响和株高具有相似的结果，播种量间具有显著差异，而行距间的影响并不显著。可见造成这些指标差异的主要因素是播种量。

表4 不同生物学性状间的相关分析Table 4 Correlation coefficients among different biological traits

表5 不同行距和播种量对苜蓿干草品质的影响Table 5 Effect of between-row spacing and seeding rate on alfalfa hay quality

4 结论

行距对产量的影响达到显著水平，随着行距的变大，产量开始下降。20 cm行距具有最大产量(18.32 t·hm-2)。播种量对产量的影响并未达到显著水平。行距和播种量的组合“行距20 cm+播种量30.0 kg·hm-2”具有最高产量(20.31 t·hm-2)。随着播种行距减小和播种量增大，中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维下降 。随着行距减小，粗蛋白增加。播种量越大、行距越窄，每平米枝条数越多。单株枝条重在不同播种量方面具有显著差异，行距间无显著差异。株高、直径、干鲜比和茎叶比等指标在播种量间具有显著差异，在行距间的差异并不显著。