全 文 ：第 18 卷 第 4 期
Vol. 18 No. 4
草 地 学 报
ACTA AGRESTIA SINICA
2010 年 7 月
Jul. 2010
种植行距与施肥量对柳枝稷产量及粗蛋白质含量的影响
沈文彤1, 2, 王 静1, 2 , 张蕴薇2 , 杨富裕2* , 姚 拓1*
( 1.甘肃农业大学草业学院, 甘肃 兰州 730070; 2.中国农业大学草地研究所, 北京 100193)
摘要: 旨在选出最优的种植行距与施肥量的组合, 为柳枝稷(P anicum v irgatum L. )在国内种植时的耕作方式提供
理论依据 ,因此研究了不同种植行距( 20、60 cm)和施肥量( 0、150和 225 kg hm- 2 )对其产量和粗蛋白质含量的影
响。结果表明:施肥量对干草产量的影响差异极显著( P< 0. 01) , 种植行距偏密有利于柳枝稷的高产;施肥水平具
有主要作用;提高柳枝稷干草产量的种植行距和施肥量最优组合为 A1B3(行距 20 cm 和施氮肥 225 kg hm- 2 ) , 干
草产量为 5615. 31 kg hm- 2 ; 在柳枝稷生长初期粗蛋白质含量较高, 营养品质最好; 随着时间的推延, 柳枝稷粗蛋
白质含量逐渐降低,营养品质也逐渐变差; 氮肥的施用量对柳枝稷粗蛋白质的含量影响较大; 提高粗蛋白质含量的
种植行距和施肥量最优组合为施肥量为 225 kg hm- 2的 2 个组合 A1B3、A2B3, 分蘖期粗蛋白质含量分别为
17. 75%、17. 6% ; 开花期粗蛋白质含量分别为 11. 16%、12. 81%。
关键词:柳枝稷; 种植行距;施肥量; 产量;粗蛋白质
中图分类号: Q949. 9 文献标识码: A 文章编号: 1007-0435( 2010) 04-0594-04
Effect of Planting Row Distance and Nitrogen Rate on Switchgrass
Yield and the Content of Crude Protein
SHEN Wen-tong 1, 2 , WANG Jing1, 2 , ZHANG Yun-w ei2 , YANG Fu-yu2* , YAO T uo1*
( 1. Pratacultu ral College, Gan su Agricultural University, Lanzhou, Gansu Province 730070, China;
2. In st itute of Gras sland S cience, College of Anim al Science and T echnology, C hina Agricultural University, Beijing 100193, Chin a)
Abstract: T he ef fects o f row spacing and fer tilizer application on yield o f sw itchgrass have been w idely re-
ported overseas, but related domest ic r esearch is seldom available. In order to select the best combinat ion
of tho se factors, the ef fect o f dif ferent planting row spacing and nit rogen application rate on sw itchg rass
yield and crude pro tein content w ere studied in 2009 at China Agricultural Univer sity Experiment Stat ion
located in Daming County , Handan, Hebei Prov ince. T he results show that the fert ilizer input significant-
ly influenced the yield and low row spacing w as favorable to the higher y ield. The opt imum combinat ion
for improved yield compr ised w as row spacing at 20 cm and nitro gen fert ilizer applicat ion rate at 225 kg
hm - 2 and the resulted yield w as 5615. 31 kg hm - 2 . T he nutr it ive quality of sw itchgrass biomass w as best
at t iller ing stage w ith higher crude protein content . Fert ilizer input amount had signif icant ef fect on the b-i
omass quality and the opt imum combinat ions w er e r ow spacing at 20 cm or 60 cm with nitrogen fertilizer ap-
plicat ion rate at 225 kg hm- 2 ; the content of crude protein under such combinat ion t reatments w as 17. 75% or
17. 6% at t illering stage and 11. 16% or 12. 81% at f lorescence stage, respectively.
Key words: Panicum virgatum L. ; Row spacing; Nit rogen applicat ion rate; Yield; Crude protein
柳枝稷 ( Panicum v ir gatum L. ) 属禾本科黍
属,是高大丛生的 C4 草本植物,原产于美国 [ 1] ,被广
泛认为是一种理想的纤维素类多年生草本能源植
物[ 2]。柳枝稷有极好的耐受性,从干旱草原到盐碱
地,甚至在森林中都可以生长[ 3] 。与传统作物相比,
柳枝稷的抗旱能力强 [ 4]、需肥量少、虫害少、产量
高[ 5]。近年来,国际上将其作为一种新型能源模式
植物进行了深入研究, 将其用于火力发电或生产乙
醇,还可用于造纸和进行生态环境保护[ 6]。除了作
为能源植物, 柳枝稷也是一种很好的牧草[ 7] 。
在国外, 柳枝稷的耕作方式对产量影响方面的
研究已有报道 [ 8]。Muir 等[ 9 ]设计了从窄到宽 的
行距( 25、50、75、100 cm) ,实验表明种植行距从宽到
窄产量依次增加; St roupa等 [ 10] 研究了浇水量和施
收稿日期: 2010- 01-18;修回日期: 2010- 03-26
基金项目: 十一五国家科技支撑计划课题项目( 2008BAD95B03)、( 2009BADA7B04)、( 2008BAD95B12)资助
作者简介:沈文彤( 1983- ) ,女,甘肃省兰州市人,硕士研究生,研究方向为能源草柳枝稷的种植方式与固碳减排, E-mail: rabb it-108@ 163.
com ; * 通讯作者 Author for corresponden ce, E-mail: yfuyu@ 126. com, yaotuo@ gsau. edu. cn
第 4期 沈文彤等:种植行距与施肥量对柳枝稷产量及粗蛋白质含量的影响
肥量的不同对柳枝稷生长和表现的影响, 认为施肥
是对其产量更重要的影响因素; Roque 等[ 11] 研究了
不同的施氮量( 0、52、103、207 kg hm- 2 )对柳枝稷
产量的影响, 表明氮肥对柳枝稷增产的影响很大;
Cuomo等 [ 12]对柳枝稷进行不施肥和施肥处理,结论
得出施氮肥会增加柳枝稷粗蛋白的含量。由于国内
关于柳枚稷的研究较少, 本研究旨在研究不同种植
行距与施肥量对柳枝稷干草产量和粗蛋白质含量的
影响,为柳枝稷的后续研究和推广应用提供理论
依据。
1 材料与方法
1. 1 试验地概况
试验于 2009年在河北省邯郸市大名县中国农
业大学实验站( 3636N, 1428E)进行。实验站海
拔高度 45 m , 年平均气温 13. 3 , 年降水量 597
mm,无霜期 217 d, 年蒸发量 2097 mm。使用土壤
为黄河故道冲积母质上发育起来的沙质潮土, 有机
质含量 1. 77%, 含 N 量 0. 045%, 速效 K 含量
117. 85 mg kg- 1 ,有效 P 含量 9. 86 mg kg- 1。
1. 2 试验设计
共设计 2个因素: 种植行距( A )和氮肥施用量
( B)。行距设 2个水平, 分别为 20( A 1 )和 60 ( A 2 )
cm; 氮施入量设 3个水平,分别为 0 ( B1 )、150 ( B2 )
和 225 ( B3 ) kg hm- 2 [ 13]。随机区组设计, 重复 3
次,小区间间距为 0. 5 m , 每个小区面积为 5 m
5 m。供试柳枝稷品种为 Kanlow ,产自加拿大。
1. 4 田间管理
于 4月 15日播种。根据试验设计在各个小区
内施入不同的氮肥, 翻土,后开沟,播种,播种量 6. 5
kg hm- 2 , 播种深度 1~ 2 cm。
1. 5 样品分析
9月 19日柳枝稷孕穗期时,在小区内随机选取
1 m 1 m 的样方,齐地刈割, 重复 3次, 测产。分别
在分蘖期和开花期取全株作为粗蛋白质测定样品,
65 烘干 24 h。样品处理后采用 Foss2300全自动
定氮仪,应用 GB/ T6432-94国标凯氏法测定试样中
的含氮量[ 14]。
1. 6 统计分析
按随机区组实验方法进行方差和新复极差测
验,用 DPS数据处理系统软件进行分析 [ 15]。
2 结果与分析
2. 1 种植行距与施肥量对柳枝稷干草产量的影响
2. 1. 1 不同种植行距对柳枝稷干草产量的影响
由表 1可知, 种植行距为 20 cm( A 1 )时,柳枝稷干草
产量为 4832. 8 kg hm- 2 , 高于行距 60 cm ( A 2 )
( 4664. 5 kg hm- 2 ) , A 1 比 A 2 增产 3. 5%, 差异达
显著水平,表明种植行距偏密有利于柳枝稷的高产。
2. 1. 2 不同施肥量对柳枝稷干草产量的影响 由
表 1 可知, 不同施肥水平间, 施肥量为 225 kg
hm
- 2
( B3 ) 时的鲜草产量最高, 为 5252. 84 kg
hm
- 2
, 产量从高到低依次为 B3 ( 225 kg hm - 2 ) >
B2 ( 150 kg hm- 2 ) > B1 ( 0 kg hm- 2 ) , 且 B3 与 B2
和 B1之间差异极显著( P< 0. 01) , 表明从 B1 到 B3
随着施肥水平的提高柳枝稷的产量也相应有所提
高,氮肥施用量的多少对柳枝稷鲜草产量的影响比
种植行距大,施肥量为 225 kg hm- 2时,柳枝稷鲜草
产量最高。
而方差分析的结果表明, 对产量起主要作用的
是施肥水平( B)以及种植行距和施肥水平互作( A
B)作用,而种植行距( A)的作用不显著。
2. 1. 4 种植行距和施肥量最优组合分析 如表 2
所示, 6 个处理组合中产量居首位的是行距为
20 cm,施肥量为 225 kg hm- 2的组合( A1 B3 ) , 干
草产量为 5615. 31 kg hm- 2 , 其次是行距为60 cm,
施肥量为 225 kg hm- 2的组合( A 2B3 ) , 干草产量
为 4973. 11 kg hm- 2 , A 1B3组合与 A 2B3 组合差异
显著,与其他组合差异极显著( P< 0. 05)。最差的
表 1 不同种植行距与施肥量对柳枝稷干草产量的影响
Table 1 Influence of r ow spacing and nitro gen application r ate on dry y ield of sw itchgr ass
种植行距 Row spacing, cm
A 1 A2
施肥量 Nit rogen applicat ion rate, k g hm- 2
B1 B2 B3
干草产量 Dry yield ( k g hm- 2 ) 4832. 8Aa 4664. 5Ab 4391. 74Bb 4486. 92Bb 5252. 84Aa
注:同一处理内不同小(大)写字母表示在 0. 05( 0. 01)水平差异显著
Note: Means with diff erent small or capital let ters within the same treatment are significant ly diff erent at the 0. 05 or 0. 01 levels, respect ively
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草 地 学 报 第 18卷
处理组合是行距为 60 cm,施肥量为 0 kg hm- 2的
组合( A 2B1 ) ,干草产量为 4110. 52 kg hm- 2 , 其他
处理组合介于 A 1 B3 组合与 A 2B1 号组合之间。本
研究的最优处理组合是组合 A 1B3。
表 2 种植行距和施肥量最优组合分析
Table 2 Analysis of t he optimum combinations o f
row spacing and nitr og en application rate
处理组合
Comb inat ion
种植行距
Row spacing
( cm)
施肥水平
Nit rogen applicat ion rate
( kg hm - 2)
干草产量
Dry yield
( kg hm- 2 )
A 1B3 20 225 5615. 31Aa
A 2B3 60 225 4973. 11Ab
A 2B2 60 150 4790. 65Bc
A 1B2 20 150 4683. 32BCc
A 1B1 20 0 4494. 30BCc
A 2B1 60 0 4110. 52Cd
注:各组合间不同小(大 )写字母表示在 0. 05 ( 0. 01) 水平有差
异;下同
Note: Mean s with dif feren t smal l or capital let ters in the sam e
column are signif icant ly dif f erent at th e 0. 05 or 0. 01 levels; same as
b elow
2. 2 不同种植行距与施肥量对柳枝稷粗蛋白质含
量的影响
2. 2. 1 不同种植行距与施肥量对柳枝稷生长初期
粗蛋白质含量的影响 如表 4所示,种植行距水平
( A)对粗蛋白质含量影响的差异不显著, 施肥水平
( B)对其的差异达极显著水平( P< 0. 01) , 种植行距
和施肥水平互作( A B)的差异不显著。可见对粗
蛋白质含量影响最大的是氮肥的施用, 在 B 水平
中, B3> B2> B1 差异达极显著水平, 表明氮肥施用
量为 225 kg hm- 2时粗蛋白质含量最多。在对各
个组合做方差分析得出, 行距为 20 cm , 施肥量为
225 kg/ hm2 的组合( A 1B3 )粗蛋白质含量最大, 其
次是行距为 60 cm, 施肥量为 225 kg hm - 2的组合
( A 2B3 ) ,与其他组合差异达极显著( P< 0. 01) ,粗蛋
白质含量分别为 17. 75%、17. 60%。
2. 2. 2 不同种植行距与施肥量对柳枝稷开花期粗
蛋白质含量的影响 种植行距水平( A )、施肥水平
( B)、种植行距和施肥水平互作( A B)的差异均不
显著(表 4) , 表明到后期氮肥等对柳枝稷粗蛋白含
量的影响差距不大。在对各个组合做方差分析得
出,组合 A 1B3 (行距为 20 cm, 施肥量为 225 kg
hm- 2 )粗蛋白质含量最大,其次为 A2B3 (行距为 60 cm,
施肥量为 225 kg hm- 2的组合) , 与其他组合差异
显著 ( P < 0. 05) , 粗蛋白质含量分别为 11.
16%、12. 8%。
表 4 不同处理组合在分蘖期和开花期粗蛋白质含量
Table 4 Crude prot ein content at tillering stag e and
flor escence stag e under different treatment, %
处理组合
Combination A1B1 A1 B2 A1 B3 A2B1 A2 B2 A2 B3
分蘖期
T illering st age
14. 33Bcd 15. 2Bbc 17. 75Aa 13. 94Bd 15. 41Bb 17. 6Aa
开花期
Flo rescence stag e
10. 54Ab 11. 37Aab 11. 16Aab 11. 06Aab 12. 79Aa 12. 81Aa
3 讨论
3. 1 不同种植行距与施肥量对柳枝稷干草产量的
影响
本研究结果表明, 种植行距对产量的影响没有
达到显著水平, 但就种植行距相对来说, A 1 优于
A 2 , Cassida 等[ 9]设计了从窄到宽的行距, 实验表明
种植行距从宽到窄产量依次增加, 也与本研究结果
相似。这表明种植行距偏密,受光照、根部生长局限
的影响不大, 有利于柳枝稷的增产。而种植行距过
大,则不利于柳枝稷的增产。
施氮肥对柳枝稷干草产量的影响较大, 随着氮
肥施用量的增大, 柳枝稷的干草产量增加。Str oupa
等[ 10] 研究了浇水量和施肥量的不同对柳枝稷生长
和表现的影响,认为施肥是对产量更重要的影响因
素。Roque等[ 11] 研究了不同的施氮量对柳枝稷产
量的影响,表明氮肥对柳枝稷增产的影响很大, 本试
验中也说明了施氮肥有助于柳枝稷的增产。而且在
本研究中,氮肥对产量的影响明显,也可能是由于所
用的土壤肥力较差。因此也表明柳枝稷对氮肥的反
应因地而异, 不同地区氮肥效果差异较大[ 16] 。
3. 2 不同种植行距与施肥量对柳枝稷粗蛋白含量
的影响
在相同的施肥处理下,不同时期的牧草营养品
质不同。在柳枝稷分蘖期粗蛋白质含量较高,营养
品质最好。氮肥研究一般都是以牧草生产为目标,
高质量的牧草要求蛋白质含量较高, 柳枝稷作为牧
草生产时,每年要从土壤中转移大量的氮素,为了补
充土壤损失的氮素,必须施用大量氮肥,而且根据研
究结果,柳枝稷宜在早期生物质氮素含量较高时收
获,并且可以多次收获[ 17] 。作为能源植物生产时,
柳枝稷氮素利用比较节约, 可以少施或不施氮肥,应
该在生长季末期生物质含量较低时一次收获[ 18]。
方差分析的结果还可以看出施肥量高的组合 A 1 B3、
A 2B3 粗蛋白含量最高, 且与其他组合差异显著。
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第 4期 沈文彤等:种植行距与施肥量对柳枝稷产量及粗蛋白质含量的影响
Cuomo等 [ 12]对柳枝稷进行不施肥和施肥处理,其结
论与本研究相似,施氮肥会增加柳枝稷粗蛋白的含量。
4 结论
4. 1 不同处理对柳枝稷的干草产量具有影响。以
行距为 20 cm, 施肥量为 225 kg hm- 2的 A1 B3 组
合的产量最高, 达 5615. 31 kg hm - 2。
4. 2 不同处理对柳枝稷粗蛋白的含量有影响。
A 1B3 (行距为 20 cm, 施肥量为 225 kg hm - 2 )、
A 2B3 (行距为 60 cm, 施肥量为 225 kg hm- 2 )组合
的柳枝稷粗蛋白质含量最高。
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