密度和施氮量對玉草3號產量及品質的影響

丁萬紅 唐祈林 唐 勇 陳 茹 楊宏偉 賈豫龍 宋 剛

（1新疆農業科學院綜合試驗場，烏魯木齊 830026；2四川農業大學玉米研究所，溫江 611130）

新疆牧區因長期過度放牧致使草原退化、土壤肥力降低、飼草產量和品質下降嚴重。近年來，玉草3號作為優質飼草在四川、重慶、內蒙古、西藏等地區種植推廣，展現出了廣泛的生態適應性。作為新型飼草類型引入本區試種后，生物量表現優異，種植后70d鮮草產量可達97500kg/hm2[1]。與其他類型的玉米相比，玉草3號產量最高達116265kg/hm2[2]。因此，玉草3號是值得在新疆農區推廣的飼草品種。

目前，新疆農區玉草3號種植面積逐步擴大，但其配套的科學施肥技術及肥料養分高效利用規律仍不清楚。本試驗研究玉草3號在不同密度和施氮量下的飼草產量和品質，以期為本區飼草玉米增產增效提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況試驗地設在新疆農業科學院綜合試驗場20號地，海拔590m，年平均氣溫8℃，年平均日照時數2733.6h，無霜期156d，年降水量332mm，年蒸發量1914mm，試驗地肥力中等，土質灰漠土，有機質含量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，速效鉀248.6mg/kg，前茬作物為玉米。

1.2 材料與方法玉草3號由四川農業大學玉米研究所提供。試驗采用完全隨機區組設計，兩個因素（密度因素3個水平，施氮量因素4個水平）共計12個處理，每個處理3次重復。小區面積為30m2，設置行距為0.5m，株距為0.4m、0.35m和0.3m，對應的理論密度分別為50000株/hm2（D1）、57100株/hm2（D2）和66600株/hm2（D3）。設置4個施氮水平，即0kg/hm2、100kg/hm2、200kg/hm2和300kg/hm2純氮，分別用N0、N1、N2和N3表示。以尿素為氮源，拔節期施入總氮量的1/2，小喇叭口期和大喇叭口期各施入總氮量的1/4。

1.3 田間管理和性狀調查整地時，按每hm2施入45m3腐熟有機肥、300kg磷酸二銨和75kg硫酸鉀作底肥。2019年5月6日，按設定密度人工播種，每穴3～4粒種子。根據設定施氮量追施尿素。其他管理同大田生產。8月16日各小區隨機取10個單株測定株高、草長（主莖端所有葉沿莖端拉直，莖基部沿莖到最長葉尖的距離）和分蘗數，性狀平均后用于后續分析。同時，將各小區邊行去除后刈割測產，并折算成單位面積鮮草產量。隨機選取1kg左右的鮮草，風干后進行營養成分（粗蛋白、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維）測定。在R 3.4.3（R development core team，2017）中采用方差分析比較密度和施氮量對各測定性狀的影響。

2 結果與分析

2.1 密度和施氮量對生育期的影響不同處理各生育期變化不大（表1），基本差1～2d，說明玉草3號生育期不受密度和施氮量的影響。

表1 密度和施氮量對生育期的影響 （日/月）

2.2 密度和施氮量對農藝性狀的影響密度對株高的影響不顯著（P=0.4830），D1的株高為3.44m，與D2相等，高于D3的3.36m；施氮量對株高的影響也不顯著（P=0.0912），N1株高最高為3.50m，其后依次為N3（3.46m）、N2（3.39m）和N0（3.30m）（表2）。密度對草長的影響不顯著（P=0.0746），D1的草長最高為4.48m，其次為D2（4.45m）和D3（4.18m）；施氮量對草長的影響也不顯著（P=0.0824），N1最高為4.54m，其后依次為N2（4.44m）、N3（4.37m）和N0（4.12m）（表2）。兩因素方差分析表明，密度（P=0.0163）和施氮量（P=0.0162）對草長有顯著影響，且二者存在顯著（P=0.0124）的交互作用。在各處理組合中（表3），N1D2草長最高，為4.61m，N0D3最低，為3.64m。密度（P=0.1430）和施氮量（P=0.930）對分蘗的影響不顯著。分蘗最高的組合為N0D1、N2D1和N3D1，分蘗數均等于4；最低的組合為N3D2等5個組合，分蘗數等于3.33。雖然密度對分蘗數無顯著影響，但低密度下分蘗數（3.83）高于高密度（3.42），表明降低密度有利于植株分蘗（表2）。密度對葉片數無顯著影響（P=0.798）；施肥量對葉片數有極顯著影響（P=0.0013），N3下葉片數最高，為20.78，其次為N2（18.67）、N0（17.78）和N1（17.56）（表2），增加施氮量有利于葉片數的增加。密度對莖節數無顯著影響（P=0.485）。

表2 密度或施氮量單因素對農藝性狀和產量性狀的影響

2.3 密度和施氮量對產量性狀的影響密度對鮮草產量有顯著（P=0.0356）影響，D1鮮草產量最高，為108446kg/hm2，顯著高于D3（99484kg/hm2），D2鮮草產量為104438kg/hm2，與D1和D3無顯著差異（表2）。結果表明，隨著密度的增加，玉草3號鮮草產量降低。施氮量對鮮草產量有極顯著（P=0.0004）影響。N1的鮮草產量最高為110170kg/hm2，其次為N0（108970 kg/hm2），N1和N0鮮草產量差異不顯著，但二者的鮮草產量顯著高于N2（100520kg/hm2）和N3（96830 kg/hm2）。結果表明，玉草3號在試驗點不施氮的情況下，即可獲得高產，少量施氮后產量進一步提升，而施氮量進一步增加，鮮草產量不再增加，且有減少的趨勢。兩因素方差分析表明，密度、施氮量對產量有極顯著（P＜0.0001）影響，且二者存在極顯著（P＜0.0001）的交互作用。在各處理組合中（表3），N1D1鮮草產量最高，為112320kg/hm2，N2D3最低，為84675kg/hm2。因此，從鮮草產量上來看，玉草3號在試驗點的最佳密度和施氮量組合為N1D1。

表3 密度和施氮量對農藝性狀和產量性狀的影響

2.4 密度和施氮量對品質性狀的影響施氮量對粗蛋白含量無顯著（P=0.7040）影響。但隨著施氮量的增加，粗蛋白含量總體呈略微增加的趨勢，N0為10.90%DM，N1、N2和N3分別為11.53%DM、11.36%DM和11.59%DM。施氮量對酸性洗滌纖維（P=0.885）和中性洗滌纖維（P=0.884）含量無顯著影響。密度對粗蛋白含量無顯著影響（P=0.428）。密度對酸性洗滌纖維（P=0.536）和中性洗滌纖維（P=0.446）含量也無顯著影響。結果說明，玉草3號飼草營養質量不受密度和施氮量的影響，飼草質量穩定。

3 討論

本試驗立足新疆當地的自然資源，如光熱資源和水土資源，對玉草3號進行種植觀察，從田間長勢、病蟲害發病情況、氮肥需求量、營養成分等幾個方面研究表明，栽培密度和施氮量對玉草3號的產量有極顯著影響，但是對于營養品質的影響不顯著。

有報道顯示，熱帶玉米（Sierra Mixe）可以通過氣生根固定空氣中的氮[3]。玉草3號父本來自熱帶地區的繁茂類玉米（Zea luxurians），可能含有固氮基因，使得其在低氮條件下就可以獲得高產。所以，在栽培過程中，要兼顧飼草玉米產量和營養品質，還要考慮對土地資源的保護，在大田中適量施肥，切莫過于增加生產成本，造成環境污染。本試驗表明，在低密度50000株/hm2和追施100kg/hm2純氮條件下，在烏魯木齊區域進行玉草3號生產是最佳選擇。