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种植密度与施氮对河西灌区青贮玉米产量与品质及水分利用效率的影响

2021-02-06贾倩民常生华ShahzadAli刘永杰侯扶江

西北农业学报 2021年1期
关键词:收获期粗脂肪施氮

王 佳,李 阳,贾倩民, 常生华,Shahzad Ali,张 程,刘永杰,侯扶江

(兰州大学 草地农业生态系统国家重点实验室,农业农村部草牧业创新重点实验室,草地农业教育部工程研究中心, 草地农业科技学院;兰州 730020 )

河西灌区位于甘肃省西北部,面积约 27万hm2,该区地势平坦,降水稀少,蒸发量大,光照充足,属典型干旱半干旱大陆性季风气候[1-2]。近些年由于气候变化和人类活动导致众多生产和生态问题。一方面,大量农田的高水肥投入,造成水资源浪费、土壤养分淋失、水肥利用效率低下等问题[3-4]。另一方面,该地区可利用地表水资源减少,造成地下水位下降、天然草地退化和土壤次生盐碱化,严重制约农业生产力的提高和生态环境的健康发展[5-6]。因此,研究适宜河西地区的农业管理措施对保障西北地区粮食安全和生态安全具有重要战略意义。

青贮玉米作为优质饲草,既是牧区饲料供给的重要来源,更是农牧交错带冬春饲料的保障[7-8]。推广青贮玉米种植是响应国家“粮改饲”战略、促进种植业结构调整的重要措施之一。种植密度是影响玉米生长发育、产量形成和营养品质的重要因素[9]。有研究认为,随种植密度的增加,玉米植株明显增高[10]。然而,窦超银等[11]认为,增加种植密度,玉米株高降低,但叶面积指数和生物量增加。董飞等[12]报道,玉米叶片的相对叶绿素含量随种植密度的增加逐渐下降。但是,屈绳娟[13]认为,增加种植密度,玉米生育前期的叶绿素含量增加,但在生育中后期减少。有研究表明,提高种植密度,玉米生物产量显著增高,而粗蛋白、粗脂肪等营养成分含量下降[14]。但是,胡文河等[15]认为,增大密度利于提高青贮玉米的品质。胡春花等[16]发现,高密度种植下青贮玉米的干物质量和粗脂肪含量较高,但粗蛋白含量降低,中性和酸性洗涤纤维含量升高,导致品质下降。然而,有研究发现,粗蛋白含量与植株密度之间无显著相关关系,种植密度对青饲玉米的中性洗涤纤维含量也无显著影响[17]。可见,玉米的植株性状、产量和营养品质与种植密度的关系存在争议,且作用机理尚不明确,该方面的研究需进一步深化。

随施氮量的增加,玉米株高和叶面积指数明显增加,叶片功能期延长,叶绿素含量和籽粒产量显著提高[13,18]。Chen 等[19]认为,施氮可以显著增加玉米吐丝期和成熟期的干物质量,而吐丝前营养器官的干物质转运量随施氮量的增加而降低。但是有研究表明,过量施氮无益于干物质积累,还会降低氮肥利用效率,导致减产[20-21]。王爽等[22]发现,随施氮量的增加,饲用玉米的粗蛋白含量升高,而中性和酸性洗涤纤维含量下降。然而,屈绳娟[13]认为,青贮玉米的粗蛋白和中性洗涤纤维含量随施氮量增加而提高,但酸性洗涤纤维含量变化不明显[13]。还有研究认为,追施氮肥提高了玉米粗蛋白和粗脂肪含量,同时也提高了粗纤维和粗灰分含量[23]。多数研究表明,在一定范围内增加施氮量利于植株的氮素吸收,进而提高产量并改善品质,但过量施氮并不能提高籽粒淀粉含量及饲草产量[24-25]。国内外学者对施氮条件下玉米水分利用的研究结论有所不同,有研究认为施氮减小了作物耗水量[26],也有研究表明施氮对作物耗水量无显著影响[27]。宋尚有等[28]在黄土高原的研究表明,水分利用效率(WUE)随施氮量的增加呈先升高后降低的趋势,在施氮 180 kg/hm2时最高。然而,徐振峰等[29]发现,全膜双垄沟播玉米的WUE随施肥量的增加而增高。但是有研究指出,在干旱胁迫下WUE并不随施氮量的增加而提高[27,30]。目前,中国的氮肥消费量已远超作物最高产量的需求量,农业系统中的氮肥盈余量高达175 kg/hm2[31]。因此,优化氮肥管理是实现河西地区农业可持续发展的 关键。

本试验在河西灌区研究种植密度和施氮水平对青贮玉米生长、产量、营养品质和水分利用的影响,分析田间土壤贮水量和耗水特征,揭示密度和氮肥调控水分利用效率的机制,明确提高青贮玉米产量、品质及水分利用效率的适宜密度和施氮量,旨在为河西灌区青贮玉米的高产栽培与水分高效利用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概括

本试验于2019年在甘肃省张掖市临泽县新华镇兰州大学临泽草地农业试验站(39°15′N,100°02′E)进行,海拔1 390 m,年平均气温 7.16 ℃,年平均降水量 121.5 mm,年降雨分配不均匀,主要集中在7至9月份,占全年总降水的 60%以上。年均潜在蒸发量为2 337.6 mm,属于温带大陆性干旱气候,年日照时数 3 042 h, ≥ 0 ℃年积温 3 548 ℃,≥10 ℃年积温 3 026 ℃。农业灌溉主要依靠祁连山雪水和地下水,是典型的内陆干旱灌区。

1.2 试验设计和田间管理

本研究采用两因素随机区组试验设计,设置3个种植密度,分别为6 7500 株/hm2(L)、82 500 株/hm2(M)和97 500 株/hm2(H)。每个密度设置4个施氮水平,分别为不施氮(N0)、施氮120 kg/hm2(N1)、施氮240 kg/hm2(N2)、施氮360 kg/hm2(N3)。播种前,N0处理只施138 kg/hm2过磷酸钙,N1、N2、N3处理施300 kg/hm2磷酸二铵和75 kg/hm2尿素作为基肥 。N2处理在拔节期追施261 kg/hm2尿素,N3处理在6叶期、12叶期均追施261 kg/hm2尿素。试验共12个处理,各处理重复3次,随机区组排列,共36个小区,小区面积为38.5 m2(长×宽=7.7 m×5 m),各小区之间设置1.5 m宽的隔离带,防止小区间的水分渗漏。采用宽窄行种植方式,宽行间距 60 cm,窄行间距40 cm, L、M、H处理的株距分别为28 cm、23 cm、19 cm。各处理灌溉量均为200 mm,在拔节期和吐丝期各灌50%。除杂和病虫害防治措施均一致。

1.3 测定指标及方法

1.3.1 玉米生长特征 在玉米6叶期(V6)、12叶期(V12)、散粉期(PS)、灌浆期(BL)和收获期(HA),各小区随机选取5株玉米,测量植株高度、茎粗(除6叶期)、相对叶绿素含量和叶面积。在各时期采用卷尺测量植株基部至最高叶尖的绝对株高(cm),在抽雄期后测量植株基部到玉米雄穗顶端之间的距离作为株高。用游标卡尺测定基部第一节中部宽、窄处横位直径的平均值作为茎粗(mm)。用叶绿素仪(SPAD-502,美能达,日本)测定玉米穗位叶的相对叶绿素含量(SPAD),每个叶片读数4次,取平均值作为该植株叶片的SPAD。用手持叶面积仪(YMJ-D,浙江托普云农,中国)测定叶面积,单位土地面积上植株的总叶面积作为叶面积指数(LAI)。各时期随机选取3株玉米立即称量地上部鲜质量,于室外风干2周,之后放置于65 ℃烘箱烘干至恒量,称量后根据种植密度计算单位面积上地上干物质量。

1.3.2 地上鲜草和干草产量 在收获期,各小区随机选取5.5 m2土地上的青贮玉米,立即称量鲜质量,计算鲜草产量。之后将植株晾晒2周,于65 ℃烘箱内烘干48 h至恒量,称量干质量,计算干草产量。

1.3.3 营养品质 用 FOSS-InfratecTM1241型(丹麦)近红外仪测定粉碎样品的粗蛋白、粗脂肪、酸性洗涤纤维(ADF)、中性洗涤纤维(NDF)、淀粉和粗灰分等营养成分含量,并根据青贮玉米的干草产量计算各营养成分产量。使用以下公式计算相对饲用价值(RFV):

RFV=(DDM×DMI)/1.29

DDM=88.9-0.799×ADF

DMI=120/NDF

式中,ADF为酸性洗涤纤维含量(%);NDF为中性洗涤纤维含量(%);DDM为可消化干物质(%);DMI为粗饲料干物质随意采食量(%)。

1.3.4 土壤水分利用特征 在播种前和收获后采用烘干法对0~100 cm 土层土壤水分含量进行测定。使用土钻每隔20 cm取一个土样,装入铝盒,置于105 ℃烘箱烘24 h至恒量后称量,计算土壤贮水量(SWS),公式如下:

式中,hi为第i个土层深度(cm);ρ为第i个土层的土壤体积质量(g/cm3);bi为第i个土层的土壤质量含水率(%);n为土层个数。

田间耗水量(ET)计算公式如下:

ET=P+I+W1-W2-D

式中,P为降水量(mm);I为灌溉水量(mm);W1为播前土壤贮水量 (mm);W2为收获期土壤贮水量(mm);D为地表径流量(mm)。

水分利用效率(WUE)计算公式如下:

WUE=Y/ET

式中,Y为干草产量(kg/hm2),ET为田间耗水量(mm)。

1.4 数据统计与分析

采用Excel 2010进行数据统计,SigmaPlot 13.0 进行绘图,使用SPSS 18.0 软件进行方差分析,不同处理之间的多重比较采用图基法(Tukey’s Method),显著性水平设为P<0.05。

2 结果与分析

2.1 不同处理对青贮玉米株高和茎粗的影响

如图1所示, 6叶期和12叶期,相同种植密度下各施氮处理的株高无显著差异,相同施氮水平下H密度的株高显著大于L,与M差异不显著。散粉期、灌浆期和收获期,M和H密度下N2和N3处理的株高显著大于N0,相同施氮水平下各密度的株高无显著差异。因素水平的平均值显示,收获期N1、N2和N3处理的株高较N0增加6.5%、10.5%和9.0%。散粉期、灌浆期和收获期,L、M和H密度下N2和N3处理的茎粗显著大于N0。平均值显示,收获期N1、N2和N3处理的茎粗较N0提高7.43%、15.56%和 16.25%。收获期,N0水平下M和H的茎粗较L分别降低9.9%和19.2%;N1、N2和N3水平下M较L分别降低8.2%、9.4%和7.1%,H较L分别降低15.1%、17.6%和15.0%。

如图2所示,灌浆期,M 和H密度及收获期3个密度下,N2、N3处理的叶片相对叶绿素含量(SPAD)显著高于N0,N2与N3无显著差异。收获期,L密度下N1、N2和N3的SPAD较N0分别提高7.2%、26.3%和21.8%,M密度下分别提高13.2%、35.1%和31.1%,H密度下分别提高13.1%、33.3%和37.8%。收获期,N0水平下M 和H的SPAD较L降低7.5%和19.8%,N1水平下降低2.3%和15.4%,N2水平下降低 1.0%和15.3%,N3水平下降低0.5%和9.4%。收获期,L密度下N1、N2和N3处理的叶面积指数(LAI)较N0分别提高10.2%、38.9%和 40.0%,M密度下分别提高24.1%、47.9%和47.7%,H密度下分别提高27.6%、50.6%和 47.0%,差异显著。各时期相同施氮水平下,LAI随种植密度的增大而增加。平均值显示, M和H的LAI显著高于L, 6叶期较L提高46.7%和50.2%,12叶期提高19.2%和20.0%,散粉期提高23.9%和28.1%,灌浆期提高21.6%和 28.6%,收获期提高21.9%和28.2%。

2.2 不同处理对青贮玉米地上干物质的影响

如图3所示,灌浆期和收获期,相同种植密度下N2和N3处理的地上干物质量显著高于N0,其他时期各施氮处理间无显著差异。收获期,L密度下N2和N3处理的地上干物质量较N0提高6.1%和52.3%,M密度下提高61.6%和 51.8%,H密度下提高53.9%和50.0%。相同施氮水平下,各时期的地上干物质量随种植密度的增大而增加。收获期,N0水平下M和H的地上干物质量较L提高21.6%和38.7%,N1水平下提高31.3%和41.9%,N2水平下提高30.5%和 36.8%,N3水平下提高25.7%和36.6%,差异显著。

2.3 不同处理对青贮玉米的鲜草和干草产量的影响

由图4可知,种植密度与施氮对青贮玉米的鲜草及干草产量影响极显著(P< 0.01),两因素的交互作用影响不显著。L密度下 N2和N3的鲜草产量较N0显著提高 56.6%和49.5%,干草产量显著提高56.8%和 50.1%,N2与N3间无显著差异。M密度下N1、N2和N3的鲜草产量较N0提高28.7%、59.4%和 58.5%,干草产量提高31.3%、60.4%和 58.5%,H密度下鲜草产量提高29.7%、51.5%和 55.2%,干草产量提高29.5%、51.1%和 55.1%,差异显著。平均值显示,N1、N2和N3处理的鲜草产量较N0显著提高28.7%、55.7%和 54.7%。N0水平下各密度的鲜草和干草产量无显著差异。N1水平下H密度的鲜草和干草产量显著高于L,与M差异不显著。N2水平下M和H的鲜草产量较L显著提高23.5%和26.0%,干草产量显著提高24.6%和26.5%。N3水平下M和H的鲜草产量较L显著提高28.6%和 35.2%,干草产量显著提高28.6%和35.5%。平均值显示,M和H密度的鲜草产量较L显著提高24.2%和30.9%,干草产量显著提高25.2%和31.3%。所有处理中HN3处理的干草产量(35.9 t/hm2)最高,与M-N2差异不显著。

2.4 不同处理对青贮玉米营养品质的影响

如表1,种植密度和施氮对青贮玉米粗蛋白、淀粉、粗脂肪和ADF含量有极显著影响(P< 0.01);种植密度对粗灰分含量影响不显著,施氮对其影响极显著(P<0.01);种植密度对NDF含量影响极显著(P<0.01),施氮对其影响显著 (P<0.05)。相同种植密度下N2和N3处理的粗蛋白含量显著高于N0,N2与N3无显著差异。相同施氮水平下各密度的粗蛋白含量无显著差异。

表1 不同处理青贮玉米的营养成分含量Table 1 Nutrient content of silage maize under different treatments

平均值显示,N1、N2和N3处理的粗蛋白含量较N0显著提高9.7%、39.8%和53.2%。相同种植密度下各施氮处理的淀粉含量无显著差异。N3水平下H密度的淀粉含量较L显著降低 13.8%,其他施氮水平下各密度差异不显著。平均值显示,N1、N2和N3处理的淀粉含量较N0显著降低7.2%、6.0%和7.1%;M和H密度的淀粉含量较L显著降低6.1%和11.2%。

同一密度下N2和N3的粗脂肪含量显著高于N0和N1。同一施氮水平下H的粗脂肪含量显著低于L。平均值显示,N1、N2和N3处理的粗脂肪含量较N0显著提高9.7%、39.8%和 53.2%;M和H的粗脂肪含量较L显著降低 7.8%和20.2%。M密度下N3处理的粗灰分含量显著高于N0,L和H密度下各施氮处理无显著差异。相同施氮水平下各密度的粗灰分含量无显著差异。平均值显示,N1、N2和N3的粗灰分含量较N0显著提高8.7%、16.9%和18.3%。所有处理中MN3处理的粗灰分含量最高,与MN2无显著差异。同一密度下各施氮处理的NDF含量无显著差异。N3水平下H密度的NDF含量显著高于L,与M无显著差异。平均值显示,N3处理的NDF含量显著低于N1;M和H密度的NDF含量较L显著提高7.3%和 13.5%。L和H密度下N3处理的ADF含量显著低于N1,与N2差异不显著。相同施氮水平下各密度的ADF含量均无显著差异。平均值显示,与N0相比,N1的ADF含量提高3.8%,N2和N3显著降低 8.6%和14.8%。M和H密度的ADF含量较L提高5.3%(P>0.05)和9.9%(P<0.05)。所有处理中HN1处理的ADF含量 (27.31%)最高,较MN2增加14.5%。

如表2所示,种植密度和施氮对青贮玉米干物质采食量和相对饲用价值影响极显著(P< 0.01),对干物质消化率无显著影响。M和H密度下各施氮处理的干物质采食量、干物质消化率和相对饲用价值无显著差异,L密度下N3处理的干物质采食量显著高于N1,相对饲用价值显著高于N0,与N2无显著差异。平均值显示,与N0相比,N1的干物质采食量降低2.5%(P> 0.05),相对饲用价值降低3.5%(P>0.05);N2和N3的干物质采食量提高4.4%(P>0.05)和 8.5%(P<0.05),相对饲用价值提高7.1%(P> 0.05)和13.4%(P<0.05)。N3水平下H密度的干物质采食量显著低于L,与M差异不显著。平均值显示,M和H密度的干物质采食量较L显著降低6.9%和12.0%;N3水平下L密度的相对饲用价值显著大于M和H。平均值显示,M和H密度的相对饲用价值较L显著降低8.4%和14.6%。

表2 不同处理下青贮玉米的饲用价值Table 2 Feeding value of silage maize under different treatments

由表3可知,种植密度与施氮对青贮玉米粗蛋白、粗灰分、NDF、ADF的产量影响极显著 (P<0.01)。种植密度对淀粉产量影响显著,对粗脂肪产量无显著影响,施氮对二者有极显著影响 (P<0.01)。同一密度下N2和N3处理的粗蛋白产量显著高于N0,N2与N3无显著差异。平均值显示,N1、N2和N3的粗蛋白产量较N0显著提高48.4%、107.2%和113.1%;同一施氮水平下各密度的粗蛋白产量差异不显著。平均值表明,M和H的粗蛋白产量显著高于L,较L提高 23.2%和25.5%。12个处理中HN3的粗蛋白产量最高,但与MN2无显著差异。L和H密度下各施氮处理的淀粉产量无显著差异,M密度下N2处理的淀粉产量显著高于N0。同一施氮水平下各种植密度的淀粉产量无显著差异。平均值显示,N1、N2和N3处理的淀粉产量较N0显著提高20.1%、46.6%和43.3%。M和H密度的淀粉产量较L显著提高17.2%和16.3%。所有处理中MN2的淀粉产量最高,为2.59 t/hm2。

表3 不同处理下青贮玉米的营养成分产量 Table 3 Nutrient component yield of silage maize under different treatments t/hm2

L和M密度下N2和N3处理的粗脂肪产量显著高于N0和N1, H密度下N2和N3显著高于N0。相同施氮水平下各密度的粗脂肪产量无显著差异。平均值显示,N1、N2和N3的粗脂肪产量较N0显著提高44.7%、118.4%和 139.5%。所有处理中MN3的粗脂肪产量(0.97 t/hm2)最高,但与MN2无显著差异。相同种植密度下N2和N3处理的粗灰分产量显著高于N0,N2与N3无显著差异。相同施氮水平下各密度的粗灰分产量无显著差异。平均值显示,N1、N2和N3的粗灰分产量较N0提高40.5%、 81.0%和82.3%,差异显著。所有处理中HN3的粗灰分产量(1.60 t/hm2)最高,与MN2无显著差异。

L密度下各施氮处理的NDF产量无显著差异,M密度下N2显著高于N0,H密度下N2和N3显著高于N0。平均值显示,N1、N2和N3的NDF产量较N0显著提高33.0%、49.6%和 44.2%,而3个施氮处理间差异不显著。N2和N3水平下,H密度的NDF产量显著高于L,与M差异不显著。平均值显示,M和H的NDF产量较L显著提高34.78%和49.7%。L和H密度下各施氮处理的ADF产量无显著差异,M密度下N2显著高于N0。N3水平下,H密度的ADF产量显著大于L。平均值显示,N1、N2和N3的ADF产量较N0显著提高34.8%、42.7%和32.4%;M和H的ADF产量较L显著提高32.1%和 44.6%,M与H差异不显著。

2.5 不同处理对青贮玉米水分利用的影响

如表4所示,种植密度、施氮及两者的交互作用对播前土壤贮水量影响不显著,种植密度和交互作用对收获期土壤贮水量无显著影响,施氮对其影响极显著(P<0.01)。种植密度和交互作用对田间耗水量影响不显著,施氮对其影响显著,种植密度和施氮对水分利用效率(WUE)影响极显著(P<0.01),交互作用对其无显著影响。所有处理的播前和收获期土壤贮水量及田间耗水量均无显著差异。平均值显示,N1、N2和N3处理的收获期土壤贮水量较N0降低4.9%(P>0.05)、12.5%(P<0.05)和17.6%(P<0.05),田间耗水量较N0显著提高5.1%、11.4%和13.6%;各种植密度的播前和收获期土壤贮水量及田间耗水量无显著差异。相同种植密度下N2和N3处理的WUE显著高于N0,N2与N3无显著差异。N2和N3水平下M和H的WUE显著高于L,M与H无显著差异。平均值显示,N1、N2和N3处理的WUE较N0显著提高23.1%、40.0%和 36.0%;M和H密度的WUE较L显著提高 24.7%和25.8%。所有处理中MN2的WUE[84.61 kg/(hm2·mm)]最高。

表4 不同处理下青贮玉米的水分利用状况Table 4 Water use status of silage maize under different treatments

3 讨 论

3.1 种植密度与施氮对青贮玉米生长和产量的影响

有研究表明,在玉米生育前期各密度的叶面积指数差异较小,而在生育后期差异增大[32-33]。本试验结果与上述相似,6叶期各密度的叶面积指数无显著差异,而生育后期中、高密度的LAI显著高于低密度。贾倩民[34]认为,在吐丝期和灌浆期,低密度下玉米叶片的相对叶绿素含量显著大于高密度。王广福[35]研究也发现,玉米叶片的相对叶绿素含量与种植密度呈负相关。本研究结果与以上相似,在灌浆期和收获期,低密度下青贮玉米的相对叶绿素含量显著大于高密度。本试验还发现,6叶期青贮玉米的株高随种植密度的增大而增加,而生育中后期各种植密度的株高无显著差异,但高密度种植显著降低茎粗。大量研究表明,施氮不足或过量会降低玉米的叶面积指数和地上干物质量[19-21]。杜斌等[36]报道,当施氮量低于240 kg/hm2时,玉米的地上干物质量与施氮量呈正相关关系,继续增施氮肥后其干物质积累增加不显著。本试验中,在生长后期240 kg/hm2和360 kg/hm2施氮处理较不施氮显著提高青贮玉米的株高、茎粗、相对叶绿素含量、叶面积指数和鲜干草产量,但施氮360 kg/hm2与240 kg/hm2无显著差异。

3.2 种植密度与施氮对青贮玉米营养品质的影响

青贮玉米的粗蛋白质和粗脂肪含量随种植密度的增大而减小,酸性和中性洗涤纤维含量随种植密度的增大而增加[37-38]。本试验中,粗蛋白、淀粉和粗脂肪含量随种植密度的增加而降低,但酸性和中性洗涤纤维含量随密度的增加而升高,这与王晓娟等[37]的研究结果一致。Dado和Allen[39]指出,适当降低饲料的中性洗涤纤维含量可以提高奶牛的干物质采食量。笔者研究发现,玉米的中性洗涤纤维含量随种植密度的增加而提高,干物质采食量和相对饲用价值随密度的增加而降低。Oikeh等[40]发现,在一定施氮量范围内,玉米籽粒的粗蛋白含量随施氮量的增加而增加。刘恩科等[41]研究表明,施氮可以提高玉米籽粒的蛋白质、总氨基酸、粗脂肪和粗灰分的含量,但是淀粉含量与施氮量呈负相关。王爽等[22]和李建奇等[42]认为,粗蛋白含量与施氮量呈正相关,而淀粉、中性和酸性洗涤纤维含量随施氮量的增加逐渐降低。本试验结果与上述相似,施氮较不施氮显著提高了玉米的粗蛋白、粗脂肪和粗灰分含量,显著降低淀粉含量。

3.3 种植密度与施氮对青贮玉米水分利用的 影响

有研究表明,无论平水年还是丰水年,增加种植密度显著增大生长前期的田间耗水量[42]。本试验中种植密度对土壤贮水量和田间耗水量无显著影响,可能是研究区潜在蒸发量较高,低密度下叶面积指数较低,到达地表的太阳辐射较多,土壤水分主要以蒸发为主,高密度种植下虽然植株蒸腾耗水较多,但群体结构紧凑,可形成一定的“遮阴效益”[43],减少了土壤蒸发,从而使田间耗水量较低密度无显著差异。有研究表明,玉米产量和WUE随植密度的增加而增高[44]。本研究结果与以上相似,中、高密度较低密度显著提高玉米的干草产量,但并未显著增加田间耗水量,因此提高了WUE。Li等[45]研究发现,在相同的种植模式下,当施氮量增大至200 kg/hm2,土壤贮水量显著提高,当施氮达300 kg/hm2时,土壤贮水量和蒸散速率显著降低。本研究发现,中、高施氮处理较不施氮显著降低收获期土壤贮水量,显著提高田间耗水量和WUE。翟丙年和李生秀[46]认为,夏玉米的WUE与施氮时期相关,苗期和拔节期施氮对其影响较大。不同施氮处理下玉米的WUE存在显著差异,这也可能与施肥时期有关。因此,需进一步研究施氮水平和时期对青贮玉米水分利用的影响及其调控机制。

4 结 论

增大种植密度和提高施氮量主要在生育后期促进玉米的生长和干物质积累,实现对青贮玉米群体指标的良好促进。合理的种植密度和施氮量(MN2)显著提高青贮玉米的粗蛋白产量和鲜干草产量,降低酸性和中性洗涤纤维含量,提高相对饲用价值,改善青贮玉米的营养品质,同时提高水分利用效率。因此,82 500 株/hm2的种植密度结合240 kg/hm2的施氮量是一种适宜中国河西灌区青贮玉米生产的栽培措施。

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