不同配置方式对麦后免耕复播滴灌青贮玉米生物产量及品质的影响

李 鑫，刁 明，魏 列，熊金海，王江丽，李鲁华

(石河子大学农学院/新疆生产建设兵团绿洲生态农业重点实验室，新疆石河子　832003)



不同配置方式对麦后免耕复播滴灌青贮玉米生物产量及品质的影响

李 鑫，刁 明，魏 列，熊金海，王江丽，李鲁华

(石河子大学农学院/新疆生产建设兵团绿洲生态农业重点实验室，新疆石河子832003)

【目的】研究不同种植密度及株行距配置,对麦后滴灌复播青贮玉米地上部生物产量和品质的影响。【方法】选用青贮玉米品种新饲玉13号，设置三个种植密度(D1、D2、D3) 两种株行距配置(S1、S2)，于不同生育时期测量其干物质积累量，收获后测定其饲用品质。【结果】在等行距条件下，随着密度增加单株重及生物产量下降，饲用品质降低；在宽窄行条件下，随着密度增加单株重及生物产量均上升，除干物质百分含量下降，其余饲用品质均表现良好。其中D1S1生物产量为104.08 t /hm2，且饲用品质最佳；D3S2生物产量为99.13 t /hm2，且品质较佳。【结论】等行距条件下，植株个体对新饲玉13号生物产量和品质影响大于群体效应；宽窄行条件下，植株群体对新饲玉13号生物产量和品质影响大于个体效应。即D1S1是等行距条件下理想配置模式；D3S2是宽窄行条件下理想配置模式，且具有增产潜力。

密度；株行距；青贮玉米；复种

0　引 言

【研究意义】青贮玉米是发展畜牧业最经济的基础饲料[1]。在石河子地区自7月上旬小麦收获至10月上旬初霜期的90 d有2 000～2 300℃(∑≥10℃)的积温与近900个日照时数没有得到充分利用[2]。随着西部开发的实施，实行退耕还林还草计划，大力发展畜牧业，加快推进农业产业化“6221”工程和“减棉、增粮、增畜”战略的实施，推动当地农业结构进行调整，牧业生产值所占比重越来越大[3]。同时，随着人们生活水平的不断提高，市场对农副产品的需求也不断提高，畜牧业已经愈加受到重视[4]。然而近年来，由于粮棉争地矛盾突出，出现饲草饲料不足，无法满足当前畜牧业发展的需求，因此麦后免耕滴灌复播青贮玉米已成为目前及未来一段时间新疆天山北坡解决畜牧业饲草饲料问题的有效途径[5]。【前人研究进展】随着玉米栽培技术水平的提高和生产条件的改善，合理密植的增产作用在生产实践中已初见成效[6,7]。但复播青贮玉米在高产高效栽培技术上还存在不足，尤其是种植密度及株行距配置上研究较少[8-9]。【本研究切入点】目前常见的播种方式依然沿袭统一的方式，无法发挥新育青贮玉米品种的生产潜力，新品种高产高效生产模式有待研究[10-11]。【拟解决的关键问题】研究不同密度及株行距配置对新饲玉13号生物产量形成和饲用品质的影响，为复播青贮玉米高产优质栽培提供理论依据。

1　材料与方法

1.1材 料

试验于2013～2014年在石河子大学农学院试验站(44°20′N，86°3′E)进行。土壤为中壤，耕层有机质含量2.17%，全氮含量1.1 g/kg，碱解氮含量63.5 mg/kg，速效磷含量50.3 mg/kg，速效钾含量174 mg/kg。

试验选取当地生产实践中表现较佳的复播青贮玉米品种新饲玉13号，播种密度为 9×104、11.25×104和13.5×104株/hm2三个处理，分别用D1、D2和D3表示。滴灌采取1管4行配置，行距设置为等行距(60 cm，S1表示)和宽窄行(30 cm+60 cm，S2表示)，小区面积36 m2。滴水、施肥等田间管理措施同大田。

1.2方 法

1.2.1干物质量及地上部生物产量

于不同生育时期测量其干物质指标，收获后考种、测定地上部生物产量。

1.2.2营养成分

选取连续具有代表性的植株3株样品烘干粉碎，测定粗蛋白(CP)、粗脂肪 (EE)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)和粗灰分(Ash)。

1.3数据统计

采用Microsoft Excel 2007进行数据整理并做图，采用SPSS 12.0进行统计分析。

2　结果与分析

2.1不同生育时期密度和株行距配置对复播青贮玉米干物质积累的影响

研究表明，整个观测期D1S1处理下的玉米干物质量积累呈稳定增长趋势，后期明显高于其他处理，在10月8～15日增长率达到最大值，且保持增长趋势，由此可见，如在客观条件允许的情况下适当延长收获时间，该处理应可获更高生物产量。D2S1、D3S1及D1S2处理下的青贮玉米在10月8日前都已达到干物质量增长率的最大值，在10月8日后呈负增长，可见这3种处理方式在一定程度对复播青贮玉米生长造成胁迫，导致植株的早衰，这些处理可在积温稍有欠缺或有早霜风险的区域采用，可在一定程度上提前收获，避免生物产量和品质方面的损失。D2S2和D3S2处理下的玉米自9月25日前干物质量增长几乎接近0，从9月25日之后开始稳定增长，但是至10月15日仍未达到最大干物质量增长率，可见该处理下青贮玉米干物质量积累虽然被客观条件影响而延缓，但是具有较大的潜力，适合春小麦收获较早或积温丰富的区域采用。图1

图1不同生育时期密度、株行距配置下青贮玉米干物质积累变化
Fig.1Effects of density and row spacing on dry matter accumulationof silage corn during different growth stages

2.2密度、株行距配置对复播青贮玉米单株重及地上部生物产量的影响

研究表明，不同组合下的单株重存在显著差异。在D1S1处理下单株重可达到1.39 kg/株，显著高于其他处理；D3S2处理下单株重1.11 kg/株，高于其余4个处理；D2S1、D1S2、D2S2这3个处理下单株重均处于0.9～0.95 kg/株，差异不显著；D3S1处理下单株重仅0.8 kg/株，显著低于其他各处理。等行距配置下各密度处理平均单株重为1.04 kg/株，并随密度增加呈显著递减趋势；宽窄行配置下各密度处理平均单株重为1 kg/株，并随密度增加呈递增趋势。

不同组合下的青贮玉米地上部生物产量存在显著差异。D1S1处理下可达104.08 t/hm2，显著高于其他各处理；D3S1、D2S2两处理下地上部生物产量均可达100 t/hm2左右，显著高于其他3个处理。S1处理下地上部生物产量随密度的增加呈递减趋势；S2处理下地上部生物产量随密度的增加呈递增趋势，其中D1S2显著低于其他各处理。表1

表1密度和株行距配置下复播青贮玉米单株重及地上部生物产量变化
Table 1Density and row spacing affect on grain weight per plant and biological yield of silage corn above ground

处理组合Treatmentcombination平均单株重Averageweightperplant(kg/株)平均地上部生物产量Averagebiologicalyieldaboveground(t/hm2)D1S11.39a104.08aD2S10.93b101.02abD3S10.80c87.91bcD1S20.93b67.70cD2S20.95b73.68bcD3S21.11ab99.13ab

注：同一列数据中同样小写字母表示在0.05水平上无显著差异,下同

Note：In each rank followed by the same small letters means no significant difference at 0.05 level，the same as below

2.2.1不同密度对单株重的影响达到显著水平，而对地上部生物产量影响不显著，说明密度的改变对单株生长的影响更大，而群体的生长可在一定程度上弥补密度过低或消减密度过高给植株单株重带来的影响，从而使植株整体上保持地上部生物产量的相对稳定。表2

2.2.2不同株行距配置对单株重影响不显著，而对地上部生物产量影响达到极显著水平。这说明株行距配置对单棵植株的生长影响不大，而通过改变植株群体空间、光热资源及CO2等因素，最终影响群体地上部生物产量。表2

2.2.3密度和株行距配置交互作用对单株重影响达到极显著水平，而对地上部生物产量影响不显著。表2

表2不同密度和株行距配置下复播青贮玉米单株重和地上部生物产量方差分析
Table 2Analysis of variance of grain weight per plant and yield of silage corn above ground in different densities and row spacing settings

变量Variable因变量DependentvariableF值FP值P密度Density单株重5.5870.019生物产量0.4750.633株行距配置Rowspacing单株重2.820.119生物产量13.2150.003密度×株行距配置Density×Rowspacing单株重8.1640.006地上部生物产量3.7670.054

2.3不同密度及株行距配置下复播青贮玉米品质变化

研究表明，粗蛋白：含量最高的是D1S1(达到7.37%)，显著高于其他处理；粗脂肪：含量最高为处理D3S2(1.57%)，D1S1(1.54%)次之，二者显著高于其他处理，D3S1最低；酸性洗涤纤维：除D1S2显著低于其他处理外，各处理间无显著差异；中性洗涤纤维：D3S1(71.92%)最高，显著高于其他各处理，D3S2(63.42%)最低，其他处理间无显著差异；粗灰分：D3S1(5.86%)最高，并显著高于其他各处理，其他处理间无显著差异。

6组处理间，D1S1粗蛋白含量、粗脂肪含量均最高水平，中性洗涤纤维和粗灰分的含量也均达到较低或平均水平，具有较高的品质；D2S2处理下各项指标也表现相对较好，均能达到平均水平以上；相较之下， D3S1，除DM方面由于未达到成熟而表现较差，其他综合表现均处于较高水平；综合来看，试验中的营养成分表现最好的是D1S1。

研究表明，在S1配置下，各项指标随密度增加而降低的趋势较明显；S2配置下，各项指标随密度增加而增加。可见高密度条件下宽窄行配置品质略好于等行距配置，而低密度条件下等行距配置则优于宽窄行配置。表3

表3不同密度和株行距配置下复播青贮玉米品质变化
Table 3 Effects of density and row spacing on quality of silage corn (%DM)

项目ItemD1S1D2S1D3S1D1S2D2S2D3S2干物质DM32.80a25.71ab19.62b31.65a30.37a21.33b粗蛋白CP7.37a5.96b5.89b6.43ab6.65ab7.06ab粗脂肪EE1.54a1.30b1.28b1.44ab1.45ab1.57a酸性洗涤纤维ADF32.74a32.76a33.16a31.88b32.66a33.16a中性洗涤纤维NDF68.77ab69.28ab71.92a69.87ab69.55ab63.42b粗灰分Ash4.97b5.05b5.86a4.91b5.06b5.16b

3　讨 论

3.1密度及株行距配置对青贮玉米干物质量的影响

新疆地区春小麦收获后，有≥10℃有效积温2 200℃，但年际分布不均，对复播青贮玉米生育期提出较高要求(84 d左右)，所以生育期的长短是复播青贮玉米达到高产的关键之一。通过对不同种植模式下干物质量各个生育时期积累量的观测发现，不同密度和株行距配置可能会影响作物的生育进程。在S1处理下不同生育时期玉米干物质量积累速率均达到一个显著的最大值，且随着密度的增加，进入这个最大速率的时间前移；而在S2处理下仅有低密度处理达到显著最大值，其他两组处理未达到干物质积累高峰。由此可见，新饲玉13号在栽培方式上具有较强的可塑性，可通过改变配置方式进行人为调控新饲玉13号最佳收获期，进而拓展了该品种生态适应范围，确保在不同光热条件及前茬熟期地区的复种模式成功开展。对于不同品种是否都有相同或类似效果还有待进一步验证。

3.2密度及株行距配置对青贮玉米地上部生物产量的影响

前人已有研究表明，构建合理的种植结构是玉米获得高产的基础，通过不同的密度与株行距配置的合理搭配可以改变农田小气候环境，促进作物生长，增加干物质积累量，从而增加生物产量[12]。株行距配置对玉米单株重及生物产量的影响已有较多的研究，刘珊，张飞虎等[13,14]认为叶片平展型青贮玉米以宽窄行播种极显著高于等行距地上部生物产量；紧凑型玉米等行距极显著高于宽窄行株播种的玉米地上部生物产量。试验研究的新饲玉13号属于半紧凑型玉米，可用等行距配置或宽窄行配置种植[15]，在试验中发现随着种植密度的增加，宽窄行配置条件下，高密度种植单株重及地上部生物产量显著高于低密度；在等行距配置下，随密度的增加，单株重和产量均呈降低趋势。宽窄行种植在改善通风透光方面起到很大作用，因而单株重及产量同时表现出上升趋势，且表现出很大潜力，若光热条件充足可取得更高产量。试验结果来看，等行距配置下无论单株重还是单位面积地上部生物产量均高于宽窄行配置，这主要是因为试验期间积温不足或早霜过早，宽窄行配置中(30 cm+60 cm)宽行距较窄，边行优势没有充分发挥，导致等行距配置下青贮玉米地上部生物产量高于宽窄行配置。

由于北疆滴灌小麦免耕复播青贮玉米的种植体系近年才开始研究和推广，另外复播青贮玉米生育期集中在光热资源最丰富的7～9月，其总辐射生产效率较高，该模式在 “一熟有余两熟不足”地区拥有较高的生产效率，具有很大的生产潜力和市场前景，因此，在生产上可以通过改变具体农艺措施，达到高产优质的目的。

3.3密度及株行距配置对青贮玉米品质的影响

干物质(DM)是衡量青贮玉米的营养浓度和营养价值的基础指标[16]。玉米成熟阶段不同其DM的含量也不同，化学成分变化很大，乳熟中期以前，全株干物质含量不超过30%，到了玉米种皮光亮期时，其干物质量超过40%[17]，对照国外主要饲料数据库全株青贮玉米的干物质含量[18]，全株青贮玉米(乳化期)(NRC，2001)[19]DM为23.5%，全株青贮玉米(成熟期)(Preston，2009) DM为34%，可以得出，由于复播条件的限制，密度越低干物质积累程度越接近成熟，其中D1S1(32.8%)已基本达到收获期，而D3S1(19.62%)则远低于成熟期水平，甚至低于乳化期，进一步证明密度在一定程度上会影响作物生育进程；总体上宽窄行配置的DM值略高于等行距配置，D1S2也仅比D1S1低1.15%，可见宽窄行配置在干物质累计上略好于等行距配置。

高密度条件下个体竞争压力增大，导致个体生长受限，粗蛋白(CP)含量可反映粗饲料在制备过程中养分的损失情况，CP含量越高，粗饲料的品质越好[20]，对照国外主要饲料数据库全株青贮玉米的粗蛋白含量[18]，全株青贮玉米(乳化期) (Preston，2009)[18]CP和全株青贮玉米(成熟期) (Preston，2009)[18]CP均为8%来看，试验中仅有D1S1和D3S2两处理达到7%，主要由于新饲玉13号全株叶片数极多，造成干物质部分纤维量过高，进而降低了CP比例。

酸性洗涤纤维(ADF)含量与其有机物的消化率呈负相关，ADF含量越高，粗饲料品质越低[21]，试验中ADF含量在等行距与宽窄行配置下均随密度增加呈升高趋势；对照国外主要饲料数据库全株青贮玉米的酸性洗涤纤维含量[18]，全株青贮玉米(乳化期) (NRC，2001)[19]ADF为34.1%和全株青贮玉米(成熟期) (NRC，2001)[19]ADF为28.1%来看，试验各处理ADF值均在范围之内，并未超标，表现较好，其中以D2S1最佳。

中性洗涤纤维(NDF)含量与能量浓度呈负相关，粗饲料中NDF含量高可限制其能量利用效率，即NDF 含量越高，粗饲料品质越低[20]，试验中NDF含量在等行距配置下随密度增加呈先降低后升高趋势，而宽窄行配置下则呈先升高后降低趋势；对照国外主要饲料数据库全株青贮玉米的中性洗涤纤维含量[18]，全株青贮玉米(乳化期) (NRC，2001)[19]NDF为54.1%和全株青贮玉米(成熟期) (NRC，2001)[19]NDF为45%来看，此次试验中NDF超标较严重，仅D3S2相对较好，主要原因是新饲玉13号品种原因，全株叶片数造成极多的NDF值超标。

在干物质和中性洗涤纤维上还有进一步提升的空间；D1S1在试验中品质表现最好，而D3S2由于高密度和光热积温等因素的限制，表现略差，但是具有很好的潜力。

4　结 论

4.1通过对复播青贮玉米干物质量积累的分析可知，新饲玉13号在D1S1配置方式下生育进程可达乳熟末期，即最佳收获期；在D3S2配置方式下，生育进程未达乳熟末期，该配置方式具有较高生产潜力，适合光热条件较充足地区采用。

4.2通过对青贮玉米单株重及地上部生物产量测定的结果可知，等行距条件下，植株个体对新饲玉13号生物产量影响大于群体效应，D1S1依靠单株重优势取得高产；宽窄行条件下，植株群体对新饲玉13号生物产量影响大于个体效应，D3S2则依靠群体密度取得高产。

4.3通过对青贮玉米营养成分测定的结果可知，D1S1在试验中品质表现最好，即CP 7.37%、EE 1.54%、ADF 32.74%、NDF 68.77%、Ash 4.97%；而D3S2由于试验期间光热资源不足，饲用品质未达到最佳，即CP 7.06%、EE 1.57%、ADF 33.16%、NDF 63.42%、Ash 5.16%,具有可提高的潜力优势。

4.4D1S1、D3S2处理生物产量分别达到104.08和99.31 t/hm2，综合饲用品质较好。即D1S1是等行距条件下理想配置模式；D3S2是宽窄行条件下理想配置模式，且具有增产潜力。

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Different Configurations on Biological Yield and Quality of No-tillage Dripped Irrigation Silage Corn Planting after Wheat

LI Xin, DIAO Ming，WEI Lie, XIONG Jin-hai, WANG Jiang-li, LI Lu-hua

(CollegeofAgronomy,ShiheziUniversity/KeyLaboratoryofOasisEco-agricultureofXinjiangProductionandConstructionCorps,CollegeofAgronomy,ShiheziUniversity,ShiheziXinjiang832003,China)

【Objective】 In order to illustrate the impact of different densities and row spacing on the biological yield above ground and quality of silage maize.【Method】This study selected the cultivar Xinsiyu 13, set three planting densities (D1, D2and D3) and two row spacing treatments (S1and S2), measured the dry matter accumulation at different growth stages. After the harvest the silage corn yield and its components, nutrients in the plant samples were measured.【Result】Under the equal spacing conditions, with the density increasing weight and biological production declined and quality general characteristics declined; Under the wide and narrow spacing condition as the density increased, weight and biological yield increased, and the comprehensive quality rose, except that the percentage of dry matter fell, The D1S1treatment. It got the highest biological yield 104.08 t/hm2, while the quality was the best too. Thereinto, the D3S2treatment reached 104.08 t /hm2. D3S2biological yield arrived at 99.13 t /hm2, and meanwhile the quality was good. 【Conclusion】In this experimental condition, under equal spacing conditions, the effect of plant individuals on the biological yield and quality of the new forage corn Xinsiyu 13 was greater than the population effect. Under the wide and narrow spacing condition, the effect of plant population on the biological yield and quality of of the new forage corn Xinsiyu 13 was greater than the individuals. Namely, D1S1was an ideal configuration mode under the equal spacing condition. D3S2was an ideal configuration mode under the wide and narrow spacing condition. These might have the potential to increase production.

density; row spacing; silage corn; double cropping

10.6048/j.issn.1001-4330.2016.04.001

2015-11-17

国家自然科学基金项目(31460334)；国家“十二五”科技支撑计划项目(2012BAD42B03-02)

李鑫(1988-)，男，新疆人，硕士研究生，研究方向为农业生态，(E-mail)514928362@qq.com

王江丽(1978-)，女，湖北人，副教授，研究方向为农业生态，(E-mail)wjl200207@163.com

李鲁华(1967-)，女，新疆人，教授，硕士生导师，研究方向为农业生态，(E-mail)shzliluhua@163.com

S512；S513

A

1001-4330(2016)04-0589-07