构树（Broussonetia papyrifera）是桑科构树属的多年生落叶乔木[1]。杂交构树是中国科学院植物研究采用杂交选育、太空搭载等手段培育出的新品种，杂交构树茎叶中的粗蛋白含量高，可以跟苜蓿媲美。杂交构树是优质的木本蛋白饲料原料[2-3]。杂交构树富含类黄酮等生理活性物质，可以提高禽畜的免疫力，替代抗生素[4-5]。2014年，国务院正式将构树扶贫列为十大精准扶贫项目[6]，构树种植面积迅速增长。但是，各地推广种植密度差异较大，产量和营养成分含量有较大差别。构树产量和蛋白含量直接决定其种植的经济效益和饲料的质量。合理的种植密度才能获得最大的经济效益和质量。密度过大或过小均会影响其产量和质量。青贮玉米的产量随着种植密度的增加呈现先增加后减小的趋势。密度过大玉米倒伏严重，产量和质量都显著下降[7-8]。桑应华等[9]在烟叶的密度试验中发现，随着密度的增加，烟叶的产量、均价随着种植密度的增加呈现先增后减的趋势。桑园的群体构成取决于栽植密度，适当的密植可提高光能利用率，从而提高单位面积产叶量，但是过度密植导致桑树下部叶片因为见光不足而脱落，影响桑叶的产量[10]。杂交构树作为饲料原料，收获的是整个植株，因此适当密植势必可以增加产量。但是，密度的增加是否会影响其营养成分含量尚未可知。因此，试验在河南兰考地区进行田间试验，研究不同的种植密度对杂交构树101产量和营养成分含量的影响，旨在找出适合本地区的种植密度，为杂交构树在河南兰考地区的推广提供参考。1材料与方法1.1试验材料与场地供试材料为杂交构树101，组培苗母种由中国科学院植物研究所提供。本团队扩繁研发出生根苗，经过炼苗后栽种。试验于2020年在河南省开封兰考县河南省科学院杂交构树科研示范基地进行。兰考属暖温带大陆性季风气候，四季分明，光照充足，气候温和，雨量适中。海拔高度66 m、年平均气温14 ℃、年均降雨量670 mm、全年无霜期221 d。试验采用基肥复合肥[CO（NH2）2∶P5O2∶K2O=15∶15∶15]和生物菌肥（含有机质60%以上），追肥用尿素（总氮≥46.0%）。1.2试验设计试验密度处理设计见表1。试验设置7个处理，每个处理3个重复，共21个种植小区，小区面积72 m2，采用随机取组排列。密度试验的杂交构树于2019年8月份种植，12月份平茬，2020年6月2日第1次收割，7月20日第2次收割，10月7日第3次收割，3次收割分别统计其小区产量。在小区内随机取样称取鲜重后剪碎混匀，放入65 ℃烘箱中烘至恒重，称重，粉碎过筛，保存备用。所有小区按照当地施肥习惯基肥使用复合肥50 kg与生物菌肥100 kg，每次收割后追25 kg尿素。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.07.030.T001表1试验密度处理设计密度处理宽窄行株距/m每667 m2株数T11.2×0.6×1.20618T21.2×0.6×0.90823T31.2×0.6×0.701 058T41.2×0.6×0.601 235T51.2×0.6×0.501 482T61.2×0.6×0.401 853T71.2×0.6×0.352 1181.3测定指标及方法1.3.1农艺性状收获前，选取小区中具有代表性的10株，测量其株高、茎粗、冠幅、有效分支、叶片数量、节间长度。株高测定植株基部到顶部的长度；茎粗用游标卡尺测第1个分支与第2个分支的直径；冠幅为南北和东西宽的平均值。叶面积=叶长×叶宽×0.75(1)叶面积系数=叶片总面积/土地面积(2)1.3.2产量选小区内部具有代表性的30株，鲜重测产，推算产量；从中随机抽取5株，剪碎混匀，65 ℃烘干至恒重，换算干重产量。蛋白产量=蛋白含量×干重产量(3)1.3.3营养成分粗蛋白（CP）采用凯氏定氮法测定；粗脂肪（EE）采用残余法测定；酸性洗涤纤维（ADF）、中性洗涤纤维（NDF）和木质素（ADL）采用聚酯网袋法测定[11]；总黄酮采用紫外分光光度测定。1.4数据统计与分析试验数据采用Excel软件进行画图和计算，使用SPSS 21.0统计分析软件进行方差分析，采用Duncan氏法进行多重比较，P0.05表示差异显著。2结果与分析2.1种植密度对杂交构树农艺性状的影响（见表2）由表2可知，种植密度的增加能够促进节间长度的增长，株高也随之增加。茎粗在第2次和第3次收割时，随着密度的增加而逐渐减小，第3次收割时处理T1的茎粗是T7的2.45倍。冠幅随着密度的增加呈负相关。有效分支数量在第2次与第3次收割时，随着密度的增加逐渐降低。叶片数量整体随着种植密度的增加而减少。第1次收割时，处理T5到T7叶片数量显著降低（P0.05）。第2次收割时处理T2、T3、T4间无显著差异，其余各处理间差异显著（P0.05）。第3次收割各处理间差异显著（P0.05）。叶面积系数在一定范围内随着种植密度的增加而增加，3次收割均在处理T6是增加到最高，随后随着种植密度继续增加，叶面积系数有一定程度的下降。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.07.030.T002表2种植密度对杂交构树农艺性状的影响收割次数处理株高/cm茎粗/cm冠幅/cm有效分枝数叶片数量节间长度/cm叶面积系数第1次T1104.33d2.14122.00a19.67375.51a5.21d4.53gT2106.33d2.10121.00a20.00376.00a5.17d6.08fT3114.33c1.99110.00b21.00374.34a5.67c7.73eT4121.33b1.9095.00c20.67381.00a6.02b9.18dT5127.00a1.9393.33c18.00372.01a6.42a10.76bT6129.33a1.9184.67d17.67316.19b6.39a11.44aT7129.00a1.9076.00e17.67249.73c6.52a10.32c第2次T1110.33d4.47a118.00a33.33a441.72a5.45d5.33fT2110.33d3.83b108.67b29.67b386.40b5.50d6.25eT3120.67c3.03c104.33b25.33c387.67b5.97c8.01dT4121.67c2.83c95.33c22.67d383.00b6.03c9.23cT5132.00b2.47d96.67c23.33d362.33c6.59b10.48bT6136.00a2.23de85.67d16.33e307.67d6.71ab11.13aT7135.67a2.13e75.33e13.33f258.33e6.83a10.68b第3次T1115.00e5.73a122.00a39.67a506.34a5.76d6.11fT2114.67e4.80b115.67b32.33b468.00b5.71d7.56eT3117.67d4.17c108.33c27.67c408.67c5.81cd8.44dT4121.33c3.67d94.67d26.00cd375.67d5.95c9.06cT5124.67b3.30e95.00d23.67d351.67e6.21b10.17bT6131.33a2.83f86.33e13.33e310.67f6.56a11.24aT7132.00a2.33g77.00f13.00e271.00g6.63a11.20a注：同列数据相同收割次数肩标不同小写字母表示差异显著（P0.05），相同小写字母或无字母表示差异不显著（P0.05）；下表同。2.2种植密度对杂交构树产量的影响（见图1~图4）由图1、图2可知，杂交构树的鲜重产量整体随种植密度的增加而增加，第1次收割时各密度处理间差异显著（P0.05）；第2次收割种植密度处理T1~T6杂交构树的鲜重产量显著增加（P0.05）；第3次收割处理T1~T5杂交构树的鲜重产量随着密度的增加显著增加（P0.05）。杂交构树干重产量的变化与鲜重产量的变化大致相同，第3次收割处理T5杂交构树的干重产量最高为386.42 kg。种植密度超过处理T5时，干重产量显著降低。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.07.030.F001图1种植密度对杂交构树鲜重产量的影响10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.07.030.F002图2种植密度对杂交构树干重产量的影响由图3可知，第1次收割时，处理T5~T7杂交构树的单株重随种植密度的增加显著降低（P0.05）；第2次收割时单株重随种植密度的增加呈下降趋势，除处理T4与T5外，其余各处理间差异显著（P0.05）；第3次收割单株重随种植密度的增加显著降低，除处理T3与T4外，其余各处理间差异显著（P0.05）。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.07.030.F003图3种植密度对杂交构树单株重的影响由图4可知，处理T1~T5的杂交构树的蛋白产量随着种植密度增加而增加。种植密度超过1 482株/667 m2（处理T5）时，蛋白产量开始下降。3次收割均是处理T5的蛋白产量最高，蛋白产量分别为48.58、52.20、54.99 kg/667 m2。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.07.030.F004图4种植密度对杂交构树蛋白产量的影响2.3种植密度对杂交构树影响成分的影响（见表3）由表3可知，杂交构树CP含量随着种植密度的增加而减少，3次收割均为处理T1的杂交构树CP含量最高，处理T7的杂交构树CP含量最低，各处理间差异显著（P0.05）。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.07.030.T003表3种植密度对杂交构树营养成分的影响收割次数处理CPEENDFADFADLCaP黄酮第1次T116.32a3.5425.29b10.67b8.95a1.47a32.262.48aT216.31a3.2624.14c10.00c8.97a1.45ab30.342.43aT315.58b3.4523.13d9.33d8.93a1.40bc29.862.09bT415.17c3.3723.18d9.30d8.04b1.37cd32.851.69cT515.07c3.6423.34d10.30bc8.13b1.31d33.251.71cT614.00d3.3425.25b11.40a9.03a1.21e34.231.62cT713.54e3.2427.35a11.43a9.07a1.18e31.071.59c第2次T116.75a3.3725.26c10.15b8.08a1.56a33.542.85aT216.20b3.0624.52d9.14c7.17b1.57a32.292.81abT315.60c3.0923.39e8.57cd7.00b1.45b31.352.75bT415.07d3.4323.11e8.03d6.12c1.41c31.382.32cT514.85d3.3825.29c9.20c6.03c1.35d28.432.02dT612.10e3.2928.15 b11.50a7.99a1.21e29.561.96deT710.78f3.5130.93a11.53a8.12a1.14f30.261.90e第3次T115.85a3.3529.52a11.35b9.07a1.60a31.642.47aT215.47b3.6125.50d11.00b9.03a1.57b31.292.49aT314.79c3.4623.19e10.50c8.16b1.56b32.792.54aT414.81c3.3423.46e10.18c8.14b1.50c30.832.12bT514.23d3.1925.31d11.22b7.12c1.44c28.461.87cT612.01e3.3627.41c12.17a8.06b1.31c29.201.71dT710.61f3.2528.63b12.35a8.80a1.23c33.301.62d%杂交构树NDF含量在3次的收割中随着种植密度的提高均显示先降低后升高的趋势。第1次的收割，处理T3的杂交构树NDF含量最低，处理T3与T4、T5无显著差异，处理T1与T6无显著差异，其他各处理差异显著（P0.05）；第2次收割，处理T4的杂交构树NDF含量最低，处理T3与T4间无显著差异，处理T1与T5无显著差异，其余各处理差异显著（P0.05）；第3次收割，处理T1的杂交构树NDF含量最高，处理T3最低，处理T3与T4无显著差异，处理T2与T5无显著差异，其余各处理差异显著（P0.05）。第1次收割时，杂交构树ADF含量在一定范围内随着种植密度的增加而降低，处理T4的杂交构树ADF含量最低仅为9.30%，随着种植密度的继续增加，杂交构树ADF的含量开始显著升高，处理T7的杂交构树ADF含量最高为11.43%；第2次与第3次收割杂交构树ADF含量与第1次的变化趋势基本一致，均随着种植密度的提高先降低后升高。第1次收割时杂交构树ADL含量随种植密度变化较小；第2次收割时杂交构树ADL含量随种植密度的增加呈现先较小后增加的趋势，处理T5的杂交构树ADL含量最低仅为6.03%；第3次收割处理T1的杂交构树ADL含量最高，处理T1与T2、T7间无显著差异，处理T5的杂交构树ADL含量最低仅为7.12%。杂交构树中Ca的含量均随种植密度的增加而逐渐降低，各处理间均差异显著。黄酮含量随密度的增加整体呈下降趋势，第1次收割处理T1与T2无显著差异，处理T4~T7无显著差异；第2次收割处理T1与T2无显著差异，处理T6与T7无显著差异；第3次收割，处理T1~T3无显著差异，其余各处理差异显著（P0.05）。3讨论本试验发现，随着种植密度的增加，杂交构树的节间长度逐渐增加，株高亦随之增加，与楚渠[12]的研究结果一致。这是因为密度变大导致植株生长的空间变小，植株之间相互挤压，植株为获得更多的光照和空气会竞争向上生长。同样，因为生长空间变小，竞争性的生长使单个植株生长变弱从而导致植株茎粗、冠幅、叶片数量均随之减小。分枝随着种植密度的增加生长受限，一些较弱的枝条因为长期不见光而逐渐退化。叶面积系数在一定范围内随种植密度的增加而增加，3次收割均在处理T6时增加到最高，分别为11.44、11.13、11.24。随后随着种植密度继续增加开始下降，这是因为密度过大时，下层叶片见光不足而黄化脱落。杂交构树的产量在一定范围内随着种植密度的增加呈线性增长。种植密度增大到一定程度时，产量不再增加或者有所下降。这是因为杂交构树未封垄时适当提高种植密度可以提高光能利用率，单位面积生物量相应增多，生物产量也随之增多，但是过度的密植，一些较弱的下层枝条和叶片黄化脱落导致构树产量降低。黄新等[13]在南方黄壤土进行杂交构树的密度试验，发现适当密植对杂交构树的增产作用明显。本研究中，较低种植密度下，植株生长空间不受限制，植株个体发育良好，单株重较高；随着密度的增加，生长空间、光照受限，分配到的养分减少，单株重随之降低。种植密度的改变会影响光照、土壤水分、生长空间，影响植株的生长发育，从而影响杂交构树的产量和营养成分[14]。杂交构树作为新型的蛋白饲料，单位面积蛋白产量应该作为1个重要指标用以探究最优的种植密度[15]。杂交构树的品质与蛋白、黄酮、Ca含量成正相关，与NDF、ADF、ADL含量呈负相关。刘玉等[16]研究表明，构树不同部位的营养成分有较大差异，构树叶中的CP与Ca含量远高于茎，构树叶中CP含量是茎中的2.79倍，Ca的含量为茎的5.27倍，反之构树茎中NDF、ADF、ADL含量远高于构树叶。徐颖等[17]研究表明，构树叶中黄酮含量显著高于茎。本试验结果表明，随着种植密度的增加，杂交构树由于竞争性生长节间长度增加，叶片数量减小，枝叶比增大，因此杂交构树CP、Ca和黄酮的含量随种植密度的增加而减小。而杂交构树NDF、ADF与ADL的含量在一定范围内随着种植密度的增加有下降的趋势，随后随着密度的增大显著增大，这可能是由于较高密度下杂交构树枝条细小、鲜嫩、木质化程度低，粗纤维含量低，这与聂良文等[18]研究结果一致。4结论种植密度过低时，单个植株生长发育较好，营养成分较高，但单位面积内产量太低，经济效益不高；种植密度过大时，整体产量较高，但构树田内郁蔽不透风、下部叶片和枝条因长期不见光而发黄脱落，枝叶比重较大，粗纤维和木质素含量高，利用率较低。适度密植，单位面积内蛋白产量较高，可获得较高的经济效益，枝条细长鲜嫩，木质化程度低，动物的采食率和消化率较好。试验表明，在兰考推广种植杂交构树，最适宜的种植密度为1 482株/667 m2。