密度和施氮量对玉草3号产量及品质的影响

丁万红 唐祈林 唐 勇 陈 茹 杨宏伟 贾豫龙 宋 刚

（1新疆农业科学院综合试验场，乌鲁木齐 830026；2四川农业大学玉米研究所，温江 611130）

新疆牧区因长期过度放牧致使草原退化、土壤肥力降低、饲草产量和品质下降严重。近年来，玉草3号作为优质饲草在四川、重庆、内蒙古、西藏等地区种植推广，展现出了广泛的生态适应性。作为新型饲草类型引入本区试种后，生物量表现优异，种植后70d鲜草产量可达97500kg/hm2[1]。与其他类型的玉米相比，玉草3号产量最高达116265kg/hm2[2]。因此，玉草3号是值得在新疆农区推广的饲草品种。

目前，新疆农区玉草3号种植面积逐步扩大，但其配套的科学施肥技术及肥料养分高效利用规律仍不清楚。本试验研究玉草3号在不同密度和施氮量下的饲草产量和品质，以期为本区饲草玉米增产增效提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地概况试验地设在新疆农业科学院综合试验场20号地，海拔590m，年平均气温8℃，年平均日照时数2733.6h，无霜期156d，年降水量332mm，年蒸发量1914mm，试验地肥力中等，土质灰漠土，有机质含量17.5g/kg，全氮0.98mg/kg，全磷0.96mg/kg，速效氮92.67mg/kg，速效磷16.5mg/kg，速效钾248.6mg/kg，前茬作物为玉米。

1.2 材料与方法玉草3号由四川农业大学玉米研究所提供。试验采用完全随机区组设计，两个因素（密度因素3个水平，施氮量因素4个水平）共计12个处理，每个处理3次重复。小区面积为30m2，设置行距为0.5m，株距为0.4m、0.35m和0.3m，对应的理论密度分别为50000株/hm2（D1）、57100株/hm2（D2）和66600株/hm2（D3）。设置4个施氮水平，即0kg/hm2、100kg/hm2、200kg/hm2和300kg/hm2纯氮，分别用N0、N1、N2和N3表示。以尿素为氮源，拔节期施入总氮量的1/2，小喇叭口期和大喇叭口期各施入总氮量的1/4。

1.3 田间管理和性状调查整地时，按每hm2施入45m3腐熟有机肥、300kg磷酸二铵和75kg硫酸钾作底肥。2019年5月6日，按设定密度人工播种，每穴3～4粒种子。根据设定施氮量追施尿素。其他管理同大田生产。8月16日各小区随机取10个单株测定株高、草长（主茎端所有叶沿茎端拉直，茎基部沿茎到最长叶尖的距离）和分蘖数，性状平均后用于后续分析。同时，将各小区边行去除后刈割测产，并折算成单位面积鲜草产量。随机选取1kg左右的鲜草，风干后进行营养成分（粗蛋白、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维）测定。在R 3.4.3（R development core team，2017）中采用方差分析比较密度和施氮量对各测定性状的影响。

2 结果与分析

2.1 密度和施氮量对生育期的影响不同处理各生育期变化不大（表1），基本差1～2d，说明玉草3号生育期不受密度和施氮量的影响。

表1 密度和施氮量对生育期的影响 （日/月）

2.2 密度和施氮量对农艺性状的影响密度对株高的影响不显著（P=0.4830），D1的株高为3.44m，与D2相等，高于D3的3.36m；施氮量对株高的影响也不显著（P=0.0912），N1株高最高为3.50m，其后依次为N3（3.46m）、N2（3.39m）和N0（3.30m）（表2）。密度对草长的影响不显著（P=0.0746），D1的草长最高为4.48m，其次为D2（4.45m）和D3（4.18m）；施氮量对草长的影响也不显著（P=0.0824），N1最高为4.54m，其后依次为N2（4.44m）、N3（4.37m）和N0（4.12m）（表2）。两因素方差分析表明，密度（P=0.0163）和施氮量（P=0.0162）对草长有显著影响，且二者存在显著（P=0.0124）的交互作用。在各处理组合中（表3），N1D2草长最高，为4.61m，N0D3最低，为3.64m。密度（P=0.1430）和施氮量（P=0.930）对分蘖的影响不显著。分蘖最高的组合为N0D1、N2D1和N3D1，分蘖数均等于4；最低的组合为N3D2等5个组合，分蘖数等于3.33。虽然密度对分蘖数无显著影响，但低密度下分蘖数（3.83）高于高密度（3.42），表明降低密度有利于植株分蘖（表2）。密度对叶片数无显著影响（P=0.798）；施肥量对叶片数有极显著影响（P=0.0013），N3下叶片数最高，为20.78，其次为N2（18.67）、N0（17.78）和N1（17.56）（表2），增加施氮量有利于叶片数的增加。密度对茎节数无显著影响（P=0.485）。

表2 密度或施氮量单因素对农艺性状和产量性状的影响

2.3 密度和施氮量对产量性状的影响密度对鲜草产量有显著（P=0.0356）影响，D1鲜草产量最高，为108446kg/hm2，显著高于D3（99484kg/hm2），D2鲜草产量为104438kg/hm2，与D1和D3无显著差异（表2）。结果表明，随着密度的增加，玉草3号鲜草产量降低。施氮量对鲜草产量有极显著（P=0.0004）影响。N1的鲜草产量最高为110170kg/hm2，其次为N0（108970 kg/hm2），N1和N0鲜草产量差异不显著，但二者的鲜草产量显著高于N2（100520kg/hm2）和N3（96830 kg/hm2）。结果表明，玉草3号在试验点不施氮的情况下，即可获得高产，少量施氮后产量进一步提升，而施氮量进一步增加，鲜草产量不再增加，且有减少的趋势。两因素方差分析表明，密度、施氮量对产量有极显著（P＜0.0001）影响，且二者存在极显著（P＜0.0001）的交互作用。在各处理组合中（表3），N1D1鲜草产量最高，为112320kg/hm2，N2D3最低，为84675kg/hm2。因此，从鲜草产量上来看，玉草3号在试验点的最佳密度和施氮量组合为N1D1。

表3 密度和施氮量对农艺性状和产量性状的影响

2.4 密度和施氮量对品质性状的影响施氮量对粗蛋白含量无显著（P=0.7040）影响。但随着施氮量的增加，粗蛋白含量总体呈略微增加的趋势，N0为10.90%DM，N1、N2和N3分别为11.53%DM、11.36%DM和11.59%DM。施氮量对酸性洗涤纤维（P=0.885）和中性洗涤纤维（P=0.884）含量无显著影响。密度对粗蛋白含量无显著影响（P=0.428）。密度对酸性洗涤纤维（P=0.536）和中性洗涤纤维（P=0.446）含量也无显著影响。结果说明，玉草3号饲草营养质量不受密度和施氮量的影响，饲草质量稳定。

3 讨论

本试验立足新疆当地的自然资源，如光热资源和水土资源，对玉草3号进行种植观察，从田间长势、病虫害发病情况、氮肥需求量、营养成分等几个方面研究表明，栽培密度和施氮量对玉草3号的产量有极显著影响，但是对于营养品质的影响不显著。

有报道显示，热带玉米（Sierra Mixe）可以通过气生根固定空气中的氮[3]。玉草3号父本来自热带地区的繁茂类玉米（Zea luxurians），可能含有固氮基因，使得其在低氮条件下就可以获得高产。所以，在栽培过程中，要兼顾饲草玉米产量和营养品质，还要考虑对土地资源的保护，在大田中适量施肥，切莫过于增加生产成本，造成环境污染。本试验表明，在低密度50000株/hm2和追施100kg/hm2纯氮条件下，在乌鲁木齐区域进行玉草3号生产是最佳选择。