播量和行距对荒漠灌区紫花苜蓿生产性能的影响

汪堃，郝明明，南丽丽，温素军

(甘肃农业大学草业学院，草业生态系统教育部重点实验室，甘肃省草业工程实验室，中美草地畜牧业可持续发展研究中心，甘肃 兰州 730070)

紫花苜蓿(Medicagosativa)因高产和优质被誉为牧草之王，在世界和中国广泛栽培.甘肃省紫花苜蓿种植面积约占全国种植面积的1/3，位居全国之首，在酒泉、张掖、金昌、白银等地形成了较为明显的紫花苜蓿优势产业区[1].随着我国农业结构的调整，紫花苜蓿的种植面积越来越大，推广高产优质苜蓿种植是提高生产力的一个重要举措.适宜的播量和合理的行距是苜蓿高产稳产的关键.

大量研究表明，紫花苜蓿干草产量在一定限度内随播量的增加而提高[2-5]；国内有相似的研究结果，如余有成等[6]研究表明，紫花苜蓿播量为10.0～35.0 kg/hm2，其越年生草产量随播量的增加而提高，播量超过35.0 kg/hm2，其越年生草产量不再随播量的增加而提高；王延秋认为，紫花苜蓿播量为22.5 kg/hm2，当年草产量最高，播量继续增加产量则下降[7]；陈泳和等[8]研究表明，紫花苜蓿适宜播量为15.0～22.5 kg/hm2，该播量有利于提高紫花苜蓿越夏存活率、鲜干比、茎叶比和产量；欧阳延生等[9]研究表明，紫花苜蓿第1年产草量主要受播量的影响，播量大的产草量极显著高于播量较小者，但对第2年产草量影响不大.

许多学者研究了种植行距对苜蓿产草量的影响，其研究结果不尽相同.刘东霞等[10]研究表明，在20、30、40、50 cm的行距处理中，苜蓿产量以20 cm 行距最高；孙仕仙等[11]发现，在20、28、36、40 cm的行距处理中，以行距36 cm草产量最优；柴凤久等[12]研究表明播种行距60 cm比行距30 cm的干草产量高；在甘肃河西走廊地区播量30.0 kg/hm2和行距30 cm未能获得较高干草产量[13]；魏永鹏等[14]对越年生紫花苜蓿测产表明，在甘肃荒漠灌区播量16.0 kg/hm2和行距20 cm可获得较高的产量.因紫花苜蓿高产期在第2～4年，因此，本试验在前期研究的基础上，连续4年对不同播量和行距配置下紫花苜蓿的生产性能进行了详细研究，旨在为苜蓿生产确定最佳播量和行距，为苜蓿产业发展和更好的发挥紫花苜蓿的生产、生态功能提供科学依据.

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在甘肃农业大学武威黄羊镇牧草试验站进行(N 37°55′，E 102°40′)，地处河西走廊东端，属大陆性气候，农业区划为中温带荒漠灌区.冬春干旱，夏季酷热，日照长，降水少，蒸发量大.年平均温度7.2 ℃，年降水量150 mm，分布不均匀，生长季节的前期降水一般偏少；年蒸发量2 019.9 mm，约为降水量的14倍；海拔1 530.88 m，无霜期154 d，土壤类型为沙壤土.

1.2 试验设计

供试苜蓿为甘农3号紫花苜蓿(M.sativaL.cv.Gannong No.3)，发芽率为98.0%，试验采用裂区设计，主区设4个播量，分别为12.0、16.0、20.0、24.0 kg/hm2；副区为行距，分别为10、15、20 cm，共12个处理，重复3次，小区面积20 m2(4 m×5 m).2014年7月15日人工开沟条播，播深2 cm.播前浇1次底墒水，施磷酸二胺500 kg/hm2作为基肥.生长期间，每茬草刈割后进行灌水(透灌)；春季返青时施100 kg/hm2尿素作为追肥[15].

1.3 测定指标及方法

2015年6月12日、7月31日、9月12日，2016年6月10日、7月25日、9月13日，2017年6月10日、7月26日、9月16日，2018年6月5日、7月24日、9月8日，于初花期刈割，留茬高度5 cm，在各小区中部长势较均匀部位框出2.0 m×2.0 m 样方，刈割样方内苜蓿并称重，折算每公顷鲜草产量，根据水分含量，折算每公顷干草产量.合并每年各茬干草产量为该生长年的产量，再取4个生长年的平均产量.每次测产后取500 g鲜草，在105 ℃杀青15 min后置于60 ℃的烘箱中烘48 h至恒质量，用鲜质量除以干质量得鲜干比，重复4次，并将每年第1茬草粉碎过0.45 mm筛后测定粗蛋白质含量(crude protein，CP)[16].每次刈割前，选各小区中部有代表性的植株20株，测量其高度并取均值.

1.4 数据处理

用Excel 2007进行试验数据处理后，采用SPSS 16.0统计软件进行方差分析和Duncan新复极差检验.

2 结果与分析

2.1 播量和行距对粗蛋白含量的影响

由图1可知，2015～2018各年CP含量分别为

15.98%～21.89%、14.95%～17.85%、15.96%～22.35%、15.47%～18.58%.在播量12.0、16.0、20.0、24.0 kg/hm2下，4年平均粗蛋白含量均以行距20 cm最高，分别为19.47%、19.69%、18.10%、17.64%.同一行距下，4年平均粗蛋白含量在播量16.0 kg/hm2下最高，平均为18.66%.相同播量和行距下，2017年CP含量(均值为19.70%)普遍高于2015(均值为18.05%)、2016(均值为16.53%)和2018(均值为17.17%)年.双因素方差分析表明，播量、行距、播量和行距互作均对每一茬紫花苜蓿CP含量有显著影响(P<0.05).总体看，CP含量随播量、行距的增加均呈先增加后降低趋势.

图1 不同播量、不同行距对粗蛋白含量的影响Figure 1 Effects of crude protein content of alfalfa under different seeding rates and different row spacings

2.2 播量和行距对株高的影响

由表1可知，播量、行距及二者互作对2015～2017各年每茬紫花苜蓿的株高均有显著影响(P<0.05)，播量和行距对2018年的株高无显著影响，但二者互作对株高有显著影响(P<0.05).总体看，株高随播量增加呈先增大后减小趋势，随行距的增加呈增大趋势.2015年第1、2、3茬紫花苜蓿株高分别在86.7～97.5、104.8～124.6、82.4～90.4 cm；2016年第1、2、3茬紫花苜蓿株高分别在86.5～122.2、79.8～99.5、75.3～95.9 cm；2017年第1、2、3茬紫花苜蓿株高分别在115.1～127.5、103.1～116.6、72.1～95.1 cm；2018年第1、2、3茬紫花苜蓿株高分别在88.8～100.6、94.0～113.8、65.4～91.0 cm范围内.一年中紫花苜蓿株高在不同刈割茬次间有较大差异，2015和2018年表现为第2茬>第1茬>第3茬，2016和2017年均表现为第1茬>第2茬>第3茬.不同年限间，平均株高2017>2015>2016>2018.在播量12.0、16.0、20.0、24.0 kg/hm2下，4年平均株高均以行距20 cm最高，分别为99.6、104.4、97.9、100.1 cm.同一行距下，4年平均株高在播量16.0 kg/hm2下最高，为104.4 cm.

2.3 播量和行距对鲜干比的影响

由表2可知，2015～2017年播量、行距对每年每茬紫花苜蓿的鲜干比有显著影响(P<0.05)，但播量和行距互作对每茬紫花苜蓿的鲜干比均无显著影响，2018年播量、行距及二者互作对每茬苜蓿的鲜干比均无明显影响.总体看，鲜干比随播量和行距的增加呈降低趋势.2015年第1～3茬紫花苜蓿的鲜干比分别在3.33～4.00、3.33～4.73、2.86～4.12；2016年第1～3茬紫花苜蓿的鲜干比分别在2.88～4.15、2.94～4.17、2.90～3.85；2017年第1～3茬紫花苜蓿的鲜干比分别在3.44～4.46、4.29～4.85、3.19～3.66；2018年第1～3茬紫花苜蓿的鲜干比分别在4.03～5.02、3.85～4.32、4.15～4.92范围内，一年中苜蓿鲜干比在不同刈割茬次间亦有差异，2015～2017年大多表现为第2茬>第1茬>第3茬，而2018年大多表现为第3茬>第1茬>第2茬.从年际变化看，平均鲜干比2018(4.42)>2017(3.98)>2015(3.79)>2016年(3.37).在播量12.0、16.0、20.0、24.0 kg/hm2下，4年平均鲜干比以行距10 cm最高，分别为4.10、4.11、4.06、4.10.同一行距下，4年平均鲜干比在播量16.0 kg/hm2下最大，为4.11.

2.4 播量和行距对干草产量的影响

由表3可知，播量、行距、播量和行距互作对2015～2017年每茬紫花苜蓿的干草产量均有显著影响(P<0.05)，而播量、行距对2018年每茬紫花苜蓿的干草产量无显著影响，二者互作对干草产量有显著影响(P<0.05).总体看，干草产量随播量增加呈先增加后降低趋势，随行距的增加呈增大趋势.2015年第1～3茬干草产量分别在7.64～10.31、8.83～13.82、6.06～8.80 t/hm2；2016年第1～3茬干草产量分别在8.16～12.35、3.07～7.15、1.95～3.08 t/hm2；2017年第1～3茬干草产量分别在8.35～12.10、5.79～8.06、2.58～4.21 t/hm2；2018年第1～3茬干草产量分别在5.69～9.36、3.87～6.16、2.68～3.44 t/hm2范围内，除2015年大多第2茬草产量最高外，其余年份产量都出现第1茬最高，第2茬次之，第3茬最低的明显趋势.各组合前2茬产量稳定地占全年产量70%左右.不同年限间，年干物质产量大多呈现为2015年>2017年>2016年>2018年.在不同播量下，4年平均总干草产量均以行距20 cm最大，分别为21.68、22.01、21.62、20.32 t/hm2.同一行距下，4年平均干草产量在播量16.0 kg/hm2下最高，为22.01 t/hm2.

3 讨论

在苜蓿条播的播种量及行距选择研究上，不同研究者结论不尽相同.Elfatih等[17]认为播种量25 kg/hm2时苜蓿产量最高；Suttie[18]报道，播种量为22.5～30.0 kg/hm2时，苜蓿产量比较高；Jefferson等[19]认为，苜蓿播种量在6～18 kg/hm2时，产量随播种量的增加而增加，播种量增加到24 kg/hm2时，产量开始下降.Bellettini等[20]研究得出，行距和种植密度对苜蓿株高和干草产量无显著影响；李源等[21]报道，在海河平原区采用10～30 cm的等行距条播，以及20～40 cm宽窄行条播的种植方式均可；南丽丽等[22]研究表明，播种量16.0 kg/hm2、行距20 cm处理下的粗蛋白含量最高；吕会刚等[23]认为苜蓿播种量22.5 kg/hm2、行距15 cm处理下，草产量和营养价值最高.本试验条件下，2015～2018年总干草产量及粗蛋白含量最优播量和行距组合为16.0 kg/hm2和20 cm，表明中等播量16.0 kg/hm2和行距20 cm是苜蓿草田种植的最佳处理，高播量(20.0，24.0 kg/hm2)因分枝的增多，株间竞争增强[24]，个体发育受限，其干草产量呈下降趋势，这与王彦华等[25]、刘东霞等[10]的研究结论一致.

鲜干比既可以反映牧草干物质的积累程度和利用价值，是评价苜蓿适口性的1个重要指标，鲜干比越高适口性越好[26]，又可反映青干草出草率，鲜干比越大青干草出草率越低.本试验中不同生长年限间，鲜干比2018>2017>2015>2016，这可能与不同年份的降水有关，2016年降水量较少影响了苜蓿的生长发育，导致鲜干比较低；2015～2017年不同茬次苜蓿鲜干比为第2茬>第1茬>第3茬，2018年为第3茬>第1茬>第2茬，这与当地降水集中于7～9月份有关，也与2018年该地区的降水量创60年之高有关，尤其是采样前1周有降雨，使鲜样中水分含量较高，造成一定影响.

4 结论

本研究立足甘肃荒漠灌区，连续4年分析了不同播量和行距配置下苜蓿的粗蛋白含量、株高、干草产量、鲜干比等指标的变化规律.结果表明，甘肃荒漠灌区在播量为16.0 kg/hm2，行距为20 cm时，最有利于提高紫花苜蓿的干草产量和粗蛋白，相比当地传统种植(播量30.0 kg/hm2和行距30 cm)，既节省单位面积种子成本，又可提高紫花苜蓿草产量，其研究结果对发展精准紫花苜蓿产业有一定的指导意义.