饲用玉米是畜牧业主要的饲料之一,具有适口性好、营养成分易吸收、调制方法和设备简单、易机械化栽培、保存时间长等特点[1]。与普通玉米相比,饲用玉米具有产量高、抗病、抗旱、耐逆性强等优点,可青饲、青贮、调制干草,是一种优质饲草。因此,实施高产优质青贮饲料玉米配套栽培技术可有效减小优质饲草料供需缺口,减轻玉米收储压力,推进种植业结构调整,优化品种结构和区域布局[2],对促进畜牧产品的开发具有深远的意义[3]。适宜的株行距配置能够影响植株生长状况,利于建立良好的群体冠层结构[4],优化植株群体的均匀性[5]。合理的株行距配置可使光能在玉米群体冠层内的分布更加合理,充分利用不同层次的光资源[6],提高冠层光能利用率,扩大光合面积,从而增加群体干物质的累积,最终影响产量的形成[7-8]。近年来,关于株行距配置对玉米的影响已有研究[9-11],饲用玉米高产栽培技术也有相关报道[12-14],但关于饲用玉米田间株行距配置的高产高效栽培措施的研究较少。本试验研究不同株行距配置对饲用玉米生长发育、产量及饲用品质的影响,从而筛选高产优质栽培模式,为饲用玉米产业发展提供参考。1材料与方法1.1试验材料试验选用的饲用玉米品种为雅玉青贮26,由吉林松花江种业提供。1.2试验地概况试验于2022年在吉林市舒兰市天德乡进行,土壤为暗棕壤,土壤有机质含量19.8 g/kg,pH值5.1,水解性氮174 mg/kg,有效磷79.7 mg/kg,速效钾123 mg/kg。1.3试验设计试验为大区比较设计。等行距种植(S1)的行距65 cm,穴距20 cm,每穴定苗1株;宽窄行等株距种植模式(S2)的宽行距80 cm,窄行距50 cm,等株距种植;隔垄双株紧靠种植模式(S3)为种植1垄空1垄,穴距20 cm,每穴定苗2株;二比空种植模式(S4)为种植2垄空1垄,穴距13.3 cm,每穴定苗1株。各处理种植密度均为7.5万株/hm2,施肥与常规生产田相同。1.4测定指标及方法1.4.1物质积累出苗后每隔15 d取植株地上部分105 ℃杀青30 min后,75 ℃烘干至恒重,记录每次干物质量并模拟全生育期积累动态,干物质积累量利用Logistic生长方程Y=a(1+be-kt)-1(式中a、b、k为方程参数)进行拟合,得到以下干物质生长生长特征参数:干物质增长速度最大时的日期(Tmax)、最大干物质增长速率(Gmax)、最大干物质重量(Wmax)等物质积累动态指标。1.4.2叶面积出苗后每隔15 d,利用长宽系数法测定并计算整个植株叶面积,计算叶面积指数;叶色值采用SPAD叶绿素仪测定,测定部位为上数第一片展开叶。叶面积指数(LAI)=绿叶面积/所覆盖土地的面积(2)1.4.3全株品质出苗后从第70 d开始,每隔10 d取地上部分植株,烘干粉碎,过40目筛,采用半微量凯氏定氮法测定粗蛋白含量,采用索式抽提法测定粗脂肪含量;采用洗涤剂法测定中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量,采用马存金等[15]的方法测定单位面积饲料总能量。1.4.4产量成熟期每个小区实测实收,计算公顷产量;每个小区取30个果穗进行室内考种,测定玉米穗长、穗粗、穗行数、行粒数、百粒重等指标,求平均值。2结果与分析2.1株行距配置对饲用玉米干物质积累的影响(见图1、图2)由图1可知,不同处理干物质积累在全生育期均呈慢-快-慢的“S”形增长曲线,出苗后15~35 d干物质增长缓慢,出苗后35~95 d为快速增长期,出苗95 d后干物质增长缓慢,直至成熟。不同处理中S3在整个生长季干物质积累量均最低,表明双株紧靠影响了养分吸收和植株正常生长,抑制物质积累;S2和S4的干物质积累量高于S1,生长发育后期S2干物质积累增长持续期高于S4。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.13.019.F001图1株行距配置对干物质积累动态的影响由图2可知,不同处理干物质增长速率在全生育期呈先增加后降低的单峰曲线变化趋势,各处理干物质积累速率在出苗后第55至75 d出现最大值,其中S3干物质增长速率最低,最大干物质积累速率出现的时间延迟;S2最大干物质积累速率最高,其次是S4和S1,其中S1在生育后期降幅加快,干物质积累速率低于其他处理。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.13.019.F002图2株行距配置对干物质增长速率的影响2.2株行距配置对饲用玉米叶面积及持绿性状的影响(见图3、图4)由图3可知,整个生长期各处理叶面积指数呈单峰曲线变化,在出苗后第95 d叶面积指数达到最大值,之后开始下降,叶片脱落或开始黄化,进入衰老。因此若作为青贮饲料,此期为最佳刈割时间。在生育前期不同处理叶面积指数差异较小,随着生育期推进,从出苗后第55 d开始,不同处理间差异便开始逐渐扩大,出苗后第75 d差异最大,S2叶面积指数最大,S3最小。在叶面积指数下降初期,S2和S4叶面积指数下降幅度较慢,能够维持较好的持绿性状;S3下降幅度最快,早衰严重。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.13.019.F003图3株行距配置对叶面积指数的影响叶色值也反映了叶片的持绿程度。由图4可知,从出苗开始叶色值逐渐变大,叶片颜色随着生育进程推进逐渐变深,出苗后第95~115 d,绿叶部分叶色值处在快速增长阶段,之后保持不变直至成熟期。在生育后期不同处理间以S2叶色值最大,其次是S4和S1,S3最小。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.13.019.F004图4株行距配置对叶色值的影响2.3株行距配置对饲用玉米产量的影响(见表1、表2)由表1可知,不同生育期鲜草产量和干草产量存在差异,其中乳熟期鲜草产量和干草产量最高,作为青贮饲料较为适合;随着生育进程推进,植株积累的干物质逐渐向玉米籽粒转移,鲜草产量和干草产量降低,籽粒产量增加。不同生育时期的鲜草产量、干草产量和籽粒产量均以S2最高,其次是S4和S1,S3最低。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.13.019.T001表1株行距配置对饲用玉米产量的影响组别乳熟末期成熟期籽粒产量鲜草产量干草产量鲜草产量干草产量S16 0721 3564 8731 250756.6S26 2871 4975 0321 373941.2S35 7321 2584 6121 168732.9S46 1471 3754 8311 289852.6kg/667 m2由表2可知,株行距配置影响穗部性状的各要素组成,不同处理主要是通过调节行粒数影响穗粒数,通过瘪粒数的增减间接影响百粒重,穗粒数和百粒重共同决定单株粒重,进而决定产量。不同处理中S2单株穗粒数最多,百粒重最大,因此产量也最高。其次是S4和S1,以S3最低。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.13.019.T002表2株行距配置对饲用玉米穗部性状的影响组别穗重/g穗粗/cm穗长/cm行粒数/个穗粒数/个瘪粒数/个百粒重/g单株粒重/gS1210.25.116.731.7513.547.330.9169.1S2261.45.317.137.6570.211.033.6221.3S3203.64.916.833.1495.858.230.8164.0S4236.85.017.537.0522.222.232.0186.22.4株行距配置对饲用玉米品质的影响(见表3)由表3可知,蛋白产量随生育进程呈缓慢增长、快速增长和停止增长的变化趋势。出苗后第70~75 d粗蛋白产量增加缓慢,各处理间差异较小;出苗后第75~85 d粗蛋白产量快速增加,各处理间开始出现差异;出苗后第85~95 d增长缓慢,各处理间差异较大。不同处理粗蛋白产量依次为S2S4S1S3。粗脂肪产量随生育期推进呈缓慢增长、快速增长、停止增长和下降的变化趋势。出苗后第70~80 d粗脂肪产量增加缓慢,各处理间差异较小;出苗后第80~90 d粗脂肪产量快速增加,各处理间开始出现差异;出苗后第90~90 d增长缓慢,各处理间差异较大;90 d后粗脂肪产量开始降低。不同处理粗脂肪产量依次为S2S4S1S3。随着生育期推进,中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维产量也呈逐渐上升趋势,生育前期上升缓慢,中期上升较快,接近成熟期增加缓慢并接近最大值。从不同处理的比较来看,生育前期各处理间差异不明显,随着生育进程推进,各处理间差异逐渐变大,中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维产量以S2最高,S3最低。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.13.019.T003表3株行距配置对饲用玉米品质的影响组别出苗后天数/d粗蛋白粗脂肪中性洗涤纤维酸性洗涤纤维S170686319210757711363235809015477255851223156827490130436742809512744682283S2707063252157583123782348010217484250851313658027890140506842909513651693295S370656280197757511342224808514441242851172954126190125426432709512042654275S470696315216758011382245809516473266851253358628690135476872979513248695305kg/667 m23讨论3.1株行距配置对饲用玉米干物质积累的影响种植模式是协调高密度条件下个体通风受光条件及营养状况并最终作用于产量的因素之一。但由于密植群体田间郁闭,通风透光性差,导致光合性能减弱、冠层结构不合理、植株倒伏等现象发生,最终会导致产量降低。但通过株行配置,构建合理群体结构能够优化个体与个体、个体与群体、群体内环境因子间的关系,最终影响群体的光合效率和作物产量。本研究中,宽窄行(S2)种植模式和二比空(S4)种植模式冠层结构分布合理,利于通风透光,光合产物更多用于干物质积累;在等密度种植下,常规等行距垄作冠层结构不合理,由于遮光作用植株上部叶片对下部叶片的光合作用影响较大,不利于群体干物质积累;双株紧靠影响了养分吸收和植株正常生长,使物质积累受到抑制,也不利于产量形成。3.2株行距配置对饲用玉米叶面积及持绿性状的影响在适宜密度水平下,合理的株行距配置可增加叶面积最大值,能够使叶面积指数最高值保持较长时间,减缓玉米成熟期叶面积指数下降速率,即呈现“前快-中稳-后衰慢”的规律[16]。本研究表明,宽窄行(S2)和二比空(S4)种植模式冠层分布合理,利于通风透光,叶面积指数高于等行距(S1)模式;生长后期叶片持绿性状好,早衰速度慢,有助于延长光合作用的时间,利于干物质积累和产量的形成。3.3株行距配置对饲用玉米产量的影响粮饲兼用型玉米的秸秆产量和籽粒产量同等重要。王永宏等[17]研究表明,青贮玉米乳熟期鲜重产量最高,随着籽粒灌浆和成熟度提高,全株鲜重物质产量有所下降,但蜡熟期全株具有较高的干物质产量[18]。本研究中,乳熟期鲜草、干草产量最高,随着籽粒灌浆干物质逐渐向玉米籽粒转移,不同株行距配置下鲜草、干草产量存在差异,以S2最高,S3最低。3.4株行距配置对饲用玉米品质的影响粗蛋白是饲用玉米含氮物质的总和,粗蛋白产量越高,营养价值越高。其中各种必需的氨基酸是决定饲料营养品质的重要基础;粗脂肪富含热能,粗脂肪含量高的饲料生理热能高,提供动物所需的脂肪酸,保护动物内脏不受机械损伤[19]。张吉旺等[20]研究表明,玉米的饲用营养价值随着生育时期推进而不断变化。马存金等[21]研究表明,随着生育期的推进饲用玉米全株饲料总能量基本呈“S”型曲线增长,成熟前期增加较快,后期较慢,而且品质与种植密度有关[22]。本研究表明,不同处理玉米粗蛋白、粗脂肪、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维产量均随着生育期推进呈“慢-快-慢”的动态变化,出苗后第90 d左右增长开始变缓,成熟期达到最大值。不同处理中粗蛋白和粗脂肪产量也以S2最高,S3最低。通过宽窄行和二比空种植可调节冠层结构和植株生长发育动态,并影响产量积累和品质的形成。4结论本研究表明,与等行距种植模式(S1)比较,大垄双行(S2)和二比空(S4)种植模式通过调节冠层结构,叶片在冠层分布合理,利于通风透光;叶片绿叶面积持续时间长,生长后期早衰速度慢,利于提高饲用玉米的干物质积累和饲用品质;鲜重产量、籽粒产量及粗蛋白、粗脂肪含量高于其他两个处理,利于青贮。
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