種植密度與施氮對(duì)玉米/秣食豆間作系統(tǒng)飼草產(chǎn)量、品質(zhì)和氮肥利用的影響

蔣紫薇，劉桂宇，安昊云，石薇，常生華，張程，賈倩民，侯扶江

（蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，蘭州大學(xué)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部草牧業(yè)創(chuàng)新重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)教育部工程研究中心，蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院，甘肅 蘭州 730020）

隨著全球人口的增多，人們對(duì)糧食和飼料的需求急劇增加［1］。玉米（Zea mays）是世界上最重要的糧食作物之一，同時(shí)也是優(yōu)良的飼料資源［2］。推廣飼用玉米可以優(yōu)化種植結(jié)構(gòu)，促進(jìn)種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展［3］。青貯玉米作為一種粗飼料已在全世界廣泛種植，但青貯玉米蛋白質(zhì)含量較低，無法滿足家畜對(duì)蛋白質(zhì)的需求［4］。近年來，間作作為一種多樣化種植制度，正日益獲得世界的廣泛關(guān)注［5］。間作是我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常用的栽培方法，也是作物增產(chǎn)的重要栽培措施之一。間作具有提高作物系統(tǒng)產(chǎn)量［6］、減少作物病害［7］、增加土壤有效養(yǎng)分［8］、提高水分利用效率等優(yōu)勢(shì)［9］。由于豆科作物的固氮作用，玉米與豆科作物間作具有更多方面的優(yōu)勢(shì)，包括提高系統(tǒng)生產(chǎn)力［10］、促進(jìn)作物氮素利用［11］以及提高經(jīng)濟(jì)效益［12］等。已有研究表明，玉米/豆科作物間作在營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)產(chǎn)出上較單作具有更高的生產(chǎn)潛力，而且還可以提高玉米粗蛋白含量、碳水化合物、總能降解率以及粗蛋白和可利用粗蛋白的產(chǎn)量［13］。此外，玉米/豆科作物間作還能降低化肥和農(nóng)藥的使用量，從而減少農(nóng)業(yè)面源污染［14］。

種植密度是影響間作系統(tǒng)產(chǎn)量、品質(zhì)及氮肥利用的重要因素之一。適宜的種植密度可以調(diào)節(jié)個(gè)體與種群之間的矛盾，優(yōu)化冠層結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)的光能利用率。密度過低將造成光輻射損失，而密度過高會(huì)導(dǎo)致田間通風(fēng)透光不良，影響作物產(chǎn)量［15］。大量研究表明，在一些以玉米為主的間作系統(tǒng)中，增加玉米種植密度可以提高玉米產(chǎn)量和土地當(dāng)量比，從而提高間作系統(tǒng)的生產(chǎn)力［16-19］。其次，華勁松［20］研究表明，在玉米/蕓豆（Phaseolus vulgaris）間作下，隨著種植密度的增加，蕓豆籽粒中的淀粉和脂肪含量顯著降低，而蛋白質(zhì)含量顯著增加。樊志龍［21］研究發(fā)現(xiàn)，增加玉米種植密度能夠促進(jìn)玉米/豌豆（Pisum sativum）間作系統(tǒng)對(duì)土壤硝態(tài)氮、氨態(tài)氮的吸收，提高土壤有機(jī)碳與硝態(tài)氮、氨態(tài)氮的比值，從而提高了間作系統(tǒng)的氮肥利用效率。因此，調(diào)控種植密度對(duì)玉米/豆科作物間作系統(tǒng)的高產(chǎn)優(yōu)產(chǎn)具有重要作用。

除了種植密度，施氮也是提高禾/豆間作系統(tǒng)產(chǎn)量的有效措施之一［22-24］。有研究表明，玉米/大豆（Glycine max）間作系統(tǒng)下施氮90 kg·hm-2時(shí)，大豆的蛋白質(zhì)含量和蛋脂總含量顯著高于不施氮和低施氮處理［25］。合理施氮能夠促進(jìn)禾/豆間作系統(tǒng)對(duì)氮素的互補(bǔ)利用，提高間作系統(tǒng)的固氮率和氮肥利用率［26］。施用氮肥雖然能有效促進(jìn)間作系統(tǒng)中玉米和豆類對(duì)養(yǎng)分的吸收，但過度施氮將造成作物減產(chǎn)，并導(dǎo)致氮肥利用效率下降［27］。過度施氮還會(huì)導(dǎo)致土壤酸化［28］，增加土壤硝態(tài)氮淋溶［29］，造成環(huán)境污染，不利于農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。因此迫切需要研究玉米/豆科作物間作系統(tǒng)適宜的施氮量。

目前，對(duì)于玉米/豆科作物間作系統(tǒng)的研究主要集中在種植密度或施氮等單一因素對(duì)間作系統(tǒng)產(chǎn)量、品質(zhì)和氮肥利用的影響［21，24-26］，而種植密度和施氮互作對(duì)玉米/豆科作物間作系統(tǒng)的影響需進(jìn)一步深化和擴(kuò)展。秣食豆（Glycine max）為豆科大豆屬一年生半蔓生飼料作物，是一種優(yōu)質(zhì)的高蛋白飼草，具有適應(yīng)性強(qiáng)、產(chǎn)草量高、適口性好等優(yōu)點(diǎn)［30-31］?；诖?，本研究以青貯玉米和秣食豆為試驗(yàn)材料，在青貯玉米/秣食豆間作系統(tǒng)下設(shè)置3 個(gè)種植密度和4 個(gè)施氮水平，探討種植密度和施氮量對(duì)青貯玉米/秣食豆間作系統(tǒng)產(chǎn)量、品質(zhì)和氮肥利用的影響，明確提高青貯玉米/秣食豆間作系統(tǒng)產(chǎn)量、品質(zhì)和氮肥利用效率的適宜種植密度和施氮量，旨在為青貯玉米高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培與資源高效利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

本試驗(yàn)于2019 和2020 年在蘭州大學(xué)臨澤草地農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站（100°02′E，39°15′N）進(jìn)行，試驗(yàn)地屬于鹽漬化草甸，海拔1390 m，屬于溫帶大陸性干旱氣候。30 年（1981-2010 年）的年平均氣溫為8.94 ℃，年平均降水量為113.6 mm，年潛在蒸發(fā)量為2337.6 mm，2019 年試驗(yàn)站全年降水為167.7 mm，屬于降水較多的年份，2020 年全年降水為122.1 mm，為降水正常年份。2019 年在播種前對(duì)0~30 cm 土層土壤進(jìn)行了分析，土壤pH 為8.65，容重為1.33 g·cm-3，土壤有機(jī)質(zhì)含量為8.3 g·kg-1，堿解氮含量為30.2 mg·kg-1，有效磷含量為21.5 mg·kg-1，速效鉀含量為126.6 mg·kg-1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與田間管理

1.2.1試驗(yàn)材料 玉米種子選用東單13 號(hào)（國(guó)審玉2001003 號(hào)），來源于遼寧東亞種業(yè)有限公司。秣食豆種子選用松嫩秣食豆，來源于黑龍江省畜牧研究所。

1.2.2試驗(yàn)設(shè)計(jì) 本試驗(yàn)以玉米和秣食豆間作系統(tǒng)為研究對(duì)象，采用兩因素裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，主區(qū)為7.5（D1）、9.0（D2）和10.5 萬株·hm-2（D3）3 個(gè)種植密度，副區(qū)為0（N1）、120（N2）、240（N3）和360 kg·hm-2（N4）4 個(gè)施氮水平，試驗(yàn)共12 個(gè)處理，各處理重復(fù)3 次，共36 個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積為38.5 m2（7.0 m×5.5 m）。

1.2.3田間管理 2019 和2020 年的播種時(shí)間分別為4 月22 日和4 月29 日，使用點(diǎn)播器進(jìn)行人工點(diǎn)播，在同行兩株玉米中間播種2 顆秣食豆種子。各處理的玉米行距均為60 cm，D1、D2和D3處理的玉米株距分別為24.2、20.2 和17.3 cm。各處理均施用138 kg·hm-2過磷酸鈣（以P2O5計(jì)）作為底肥，氮肥選用尿素，N2處理在播種前施氮120 kg·hm-2，N3處理在播種前和6 葉期各施氮肥120 kg·hm-2，N4處理在播種前、6 葉期和12 葉期均施氮肥120 kg·hm-2。各處理的灌溉量相同，每年各處理在6 葉期和吐絲期各灌水2000 m3·hm-2，各小區(qū)之間設(shè)置1.2 m 寬的隔離帶，防止小區(qū)間的水分側(cè)滲。各處理除草和病蟲害防治措施一致。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.3.1產(chǎn)量 在玉米收獲期，各小區(qū)隨機(jī)選取6 m2的青貯玉米和秣食豆分別稱量鮮重，計(jì)算鮮草產(chǎn)量。之后，放入65 ℃烘箱烘48 h 以上至恒重，分別稱量干重以計(jì)算干草產(chǎn)量。青貯玉米、秣食豆的粗蛋白產(chǎn)量為各自的干草產(chǎn)量和粗蛋白含量的乘積，間作系統(tǒng)的總產(chǎn)量為2 種飼草作物的產(chǎn)量之和。

1.3.2營(yíng)養(yǎng)品質(zhì) 將測(cè)量干重后的玉米和秣食豆整株粉碎，裝入自封袋密封保存。使用近紅外分析儀（FOSS-NIRSDS 2500，F(xiàn)OSS 公司，丹麥）測(cè)定粗蛋白、粗脂肪、粗灰分、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維等營(yíng)養(yǎng)成分的含量。

1.3.3氮肥利用 使用近紅外分析儀（FOSS-NIRSDS 2500，F(xiàn)OSS 公司，丹麥）測(cè)定整株玉米和秣食豆的氮含量，并計(jì)算玉米、秣食豆及間作系統(tǒng)的氮吸收量、氮肥農(nóng)學(xué)效率和氮肥利用效率，計(jì)算公式如下：

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010 進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和繪圖，使用SPSS 24.0 軟件進(jìn)行方差分析，不同處理之間的多重比較采用Tukey-B，顯著性水平設(shè)為P<0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量

2.1.1干草產(chǎn)量 如圖1 所示，所有處理中，D2N3獲得了最高的總體干草產(chǎn)量，2019 和2020 年分別為36.16 和30.31 t·hm-2。兩年在同一密度下，N2、N3、N4處理的秣食豆干草產(chǎn)量高于N1。在D2、D3密度下，玉米和總體的干草產(chǎn)量隨施氮量的增加呈先增加后降低的趨勢(shì)。平均值顯示，2019 年N2、N3和N4的總體干草產(chǎn)量較N1分別增加16.37%、37.31%和33.29%，2020 年分別增加23.29%、46.12%和41.27%。2019 年同一施氮水平下，D2、D3處理的秣食豆干草產(chǎn)量顯著高于D1，在N2、N3水平下，D3處理的玉米和總體干草產(chǎn)量顯著高于D1。2020 年在N2、N3、N4水平下，D2、D3處理的玉米、秣食豆及總體干草產(chǎn)量顯著高于D1。平均值顯示，D2、D3處理的總體干草產(chǎn)量顯著高于D1，2019 年較D1分別增加17.03%和21.54%，2020 年分別增加22.12%和24.07%。

圖1 不同處理下玉米、秣食豆以及總體的干草產(chǎn)量Fig.1 Hay yield of maize，forage soybean and total under different treatments

2.1.2粗蛋白產(chǎn)量 所有處理中，D2N3總體粗蛋白產(chǎn)量均較高（圖2），2019 和2020 年分別為3.90 和2.65 t·hm-2。兩年在同一密度下，N2、N3、N4處理的玉米、秣食豆和總體的粗蛋白產(chǎn)量顯著高于N1。平均值顯示，2019 年N2、N3、N4的總體粗蛋白產(chǎn)量較N1分別增加53.53%、100.59%、96.47%，2020 年分別增加38.76%、90.70%、93.02%。2019 年在N3水平下，D2、D3處理的玉米、秣食豆及總體粗蛋白產(chǎn)量顯著高于D1。2020 年同一施氮水平下，D2、D3的秣食豆粗蛋白產(chǎn)量顯著高于D1，在N2水平下，D2、D3的總體粗蛋白產(chǎn)量顯著高于D1。平均值顯示，D2處理下的總體粗蛋白產(chǎn)量最高，2019 年D2、D3處理較D1分別增加23.36%和16.39%，2020 年分別增加13.76%和5.29%。

圖2 不同處理下玉米、秣食豆及總體的粗蛋白產(chǎn)量Fig.2 Crude protein yield of maize，forage soybean and total under different treatments

2.2 營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)

2.2.1粗蛋白含量 2019 年在D1、D2密度下，N2、N3、N4處理的玉米和總體粗蛋白含量均顯著高于N1，D3密度下玉米、秣食豆和總體的粗蛋白含量均隨施氮量增加而增加（表1）。2020 年同一密度下，玉米、秣食豆和總體的粗蛋白含量均隨施氮量增加而增加。平均值顯示，總體粗蛋白含量均隨施氮水平提高而增加，2019 年N2、N3、N4的總體粗蛋白含量較N1分別增加30.38%、42.76%、44.73%，2020 年分別增加14.80%、34.17%、42.36%。兩年在N1、N2下，D1處理的玉米、秣食豆和總體粗蛋白含量最高。平均值顯示，2019 年D3處理的總體粗蛋白含量較D1、D2分別降低6.93%和8.20%，2020 年分別降低15.93%和6.51%。

表1 不同處理下的玉米、秣食豆及總體的粗蛋白含量Table 1 Crude protein content of maize，forage soybean and total under different treatments（%）

2.2.2粗脂肪含量 2019 年在同一密度下，N2、N3、N4處理的玉米和總體粗脂肪含量高于N1。2020 年同一密度下，N3和N4處理的玉米、秣食豆和總體粗脂肪含量均高于N1和N2（表2）。平均值顯示，2019 年N3處理下的總體粗脂肪含量最高，2020 年N4處理下最高。2019 年在同一施氮水平下，D1、D2處理的玉米粗脂肪含量高于D3。2020 年N3、N4水平下，D2處理獲得了較高的玉米、秣食豆和總體粗脂肪含量。平均值顯示，連續(xù)兩年D2處理獲得最高總體粗脂肪含量，2019 年較D1、D3分別增加0.39%、20.93%，2020 年分別增加3.80%、2.53%。

表2 不同處理下的玉米、秣食豆及總體的粗脂肪含量Table 2 Crude fat content of maize，forage soybean and total under different treatments（%）

2.2.3粗灰分含量 兩年在D1、D2密度下，N1處理獲得最高玉米及總體粗灰分含量。平均值顯示，總體粗灰分含量隨施氮水平的增加而降低，2019 年N2、N3、N4的總體粗灰分含量較N1分別降低4.49%、7.64%、11.76%，2020 年分別降低10.70%、18.39%、26.59%。兩年在N1、N2、N3水平下，各密度處理的玉米、秣食豆和總體粗灰分含量無顯著差異，而在2019 年N4水平下D3處理的玉米及總體粗灰分含量顯著高于D1。平均值顯示，2019 年D2和D3處理的總體粗灰分含量較D1分別增加5.55%和7.68%，2020 年分別降低3.96%和2.55%（表3）。

表3 不同處理下玉米、秣食豆及總體的粗灰分含量Table 3 Crude ash content of maize，forage soybean and total under different treatments（%）

2.2.4中性洗滌纖維含量 2019 年在同一密度下，總體中性洗滌纖維（neutral detergent fiber，NDF）含量隨施氮量增加而下降，2020 年在D2、D3密度下，總體NDF 含量隨施氮量的增加呈先降低后增加趨勢(shì)，N3處理的總體NDF 含量最低。平均值顯示，2019 年N1的總體NDF 含量顯著高于N2、N3和N4，而2020 年N4顯著高于N1、N2和N3。兩年在同一施氮水平下，D3處理的玉米、秣食豆和總體的NDF 含量高于D1和D2。平均值顯示，兩年D3處理下的總體NDF 含量最高，2019 年較D1、D2分別增加5.04%和5.82%，2020 年分別增加15.52%和5.24%（表4）。

表4 不同處理下玉米、秣食豆及總體的中性洗滌纖維含量Table 4 NDF content of maize，forage soybean and total under different treatments（%）

2.2.5酸性洗滌纖維含量 2019 年在同一密度下，N3處理的玉米及總體酸性洗滌纖維（acid detergent fiber，ADF）含量顯著低于N1，秣食豆ADF 含量隨施氮量的增加而減少。2020 年在D2密度下，N3處理的玉米及總體ADF 含量顯著低于N1，而在同一密度下N4處理的秣食豆ADF 含量顯著高于N1和N2。平均值顯示，N3處理的總體ADF 含 量最低，其中2019 年較N1、N2、N4分 別 降低21.35%、9.88%、4.43%，2020 年分 別 降 低12.73%、8.40%、3.02%。2019 年在同一施氮水平下，D3處理的玉米、秣食豆及總體ADF 含量均最高。2020 年同一施氮水平下，各密度處理的玉米及總體ADF 含量無顯著差異。平均值顯示，D3處理的總體ADF 含量最高，2019 年較D1、D2分別增加3.55%和4.91%，2020 年分別增加2.41%和4.44%（表5）。

表5 不同處理下玉米、秣食豆及總體的酸性洗滌纖維含量Table 5 ADF content of maize，forage soybean and total under different treatments（%）

2.3 氮肥利用狀況

2.3.1氮含量 兩年同一種植密度下，N3、N4處理的玉米、秣食豆及總體氮含量顯著高于N1。平均值顯示，兩年N2、N3和N4處理的總體氮含量顯著高于N1，2019 年較N1分別增加30.32%、42.77%和44.73%，2020 年分別增加12.52%、31.16%和37.07%。2019 年在N2水平下，D1、D2處理的玉米及總體氮含量顯著高于D3。2020 年在N3、N4水平下，D1處理的玉米、秣食豆及總體氮含量顯著高于D3。平均值顯示，兩年D3處理的總體氮含量顯著低于D1，2019 年較D1降低6.91%，2020 年降低14.94%（表6）。

表6 不同處理下玉米、秣食豆及總體的氮含量Table 6 Nitrogen content of maize，forage soybean and total under different treatments（%）

2.3.2氮吸收量 兩年在同一種植密度下，N3和N4處理的玉米及總體氮吸收量顯著高于N1和N2，N2、N3和N4處理的秣食豆氮吸收量顯著高于N1。平均值顯示，兩年N2、N3和N4處理的秣食豆氮吸收量顯著高于N1，2019 年較N1分別增加53.76%、100.88%和96.38%，2020 年分別增加38.31%、90.85%和93.09%。兩年在N3、N4水平下，D2處理的秣食豆及總體氮吸收量顯著高于D1。平均值顯示，D2處理的總體氮吸收量顯著高于D1和D3，2019年較D1、D3分別增加23.48%和6.13%，2020 年分別增加13.89%和8.38%（表7）。

表7 不同處理下玉米、秣食豆及總體的氮吸收量Table 7 Nitrogen absorption of maize，forage soybean and total under different treatments（kg·hm-2）

2.3.3氮肥農(nóng)學(xué)效率 兩年在D1、D2密度下，N3處理的氮肥農(nóng)學(xué)效率高于N2和N4。平均值顯示，N3處理的氮肥農(nóng)學(xué)效率最高，2019 年較N2和N4分別增加3.15%和71.10%，2020 年分別增加12.71%和62.48%。兩年在N2、N3水平下，D2、D3處理的氮肥農(nóng)學(xué)效率顯著高于D1。平均值顯示，兩年D3處理的氮肥農(nóng)學(xué)效率最高，2019 年較D1、D2分別增加70.21%和17.80%，2020 年分別增加28.14%和1.64%（圖3）。

圖3 不同處理下飼草作物的氮肥農(nóng)學(xué)效率Fig.3 Agronomic efficiency of nitrogen in intercropping system under different treatments

2.3.4氮肥利用效率 所有處理中，D2N3處理氮肥利用效率最高，2019 和2020 年分別為1.41 和0.86 kg·kg-1。兩年在同一密度下，N2、N3處理的氮肥利用效率高于N4。平均值顯示，N2和N3處理的氮肥利用效率顯著高于N4，2019 年較N4分別增加67.12%和56.16%，2020 年分別增加24.53%和47.17%。兩年同一施氮水平下，D2和D3處理的氮肥利用效率顯著高于D1。平均值顯示，兩年D2處理的氮肥利用效率顯著高于D1和D3，2019 年較D1和D3分別增加37.65%和9.35%，2020 年分別增加20.34%和5.97%（圖4）。

圖4 不同處理下飼草作物的氮肥利用效率Fig.4 Nitrogen use efficiency of intercropping system under different treatments

3 討論

3.1 種植密度與施氮對(duì)玉米/豆科作物間作系統(tǒng)飼草產(chǎn)量的影響

合理的種植密度可以改善作物冠層內(nèi)的光照、溫度、CO2濃度等條件，從而影響作物群體產(chǎn)量［32］。已有研究指出，在玉米/豆類作物間作系統(tǒng)中合理增加玉米種植密度可以顯著增加玉米和豆科作物的產(chǎn)量，提高系統(tǒng)生產(chǎn)力［33］。陳遠(yuǎn)學(xué)等［34］研究表明，在玉米/大豆間作系統(tǒng)中玉米產(chǎn)量隨玉米密度的增加而增高，但大豆產(chǎn)量隨玉米密度的增加逐漸降低。本研究2019 年的結(jié)果與之相似，隨著密度的增加，秣食豆的干草產(chǎn)量先增加后降低。這可能是因?yàn)殡S玉米密度的增加，高位玉米對(duì)低矮豆類作物的蔭蔽作用增強(qiáng)，過度遮蔭會(huì)使豆類作物冠層內(nèi)通風(fēng)透光狀況變差，光合產(chǎn)物積累減少，從而導(dǎo)致豆類作物產(chǎn)量降低［35］。

氮素是影響作物產(chǎn)量的關(guān)鍵因素之一，一些研究表明施氮可以顯著提高玉米/豆科作物間作系統(tǒng)的飼草產(chǎn)量和粗蛋白產(chǎn)量［36-37］。但是，趙篤勤等［38］研究顯示，在玉米/豆類作物間作系統(tǒng)下，減量施氮（200 kg·hm-2）處理的總產(chǎn)量與常量施氮（300 kg·hm-2）無顯著差異。本研究結(jié)果與以上研究相似，施氮處理較不施氮可以顯著提高青貯玉米、秣食豆及總體的干草產(chǎn)量，但當(dāng)施氮量超過240 kg·hm-2時(shí)總干草產(chǎn)量下降。這說明施氮在一定程度上可以起到增產(chǎn)效果，但過度施氮并不能顯著提高產(chǎn)量，并且造成資源浪費(fèi)。

3.2 種植密度與施氮對(duì)玉米/豆科作物間作系統(tǒng)飼草品質(zhì)的影響

吳蘭［39］研究顯示，在玉米/大豆間作系統(tǒng)中，玉米的粗蛋白、粗脂肪等含量均隨密度的增加呈降低趨勢(shì)。有研究表明，在玉米/大豆間作模式下，隨著大豆與玉米間距減小，大豆的蛋白質(zhì)含量逐漸提高，脂肪總量逐漸降低［40］。本研究結(jié)果顯示，兩年D3處理的總體粗蛋白含量顯著低于D1和D2，而中性和酸性洗滌纖維含量高于D1和D2，進(jìn)而使D3處理的相對(duì)飼用價(jià)值降低。這可能是玉米植株增多加劇了玉米和豆科作物之間的養(yǎng)分競(jìng)爭(zhēng)，從而影響了飼草作物的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)［41］。

適宜的施氮量也是改善飼草作物營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的關(guān)鍵。王小春［42］研究發(fā)現(xiàn)，在玉/豆套作模式下，隨著施氮量的增加玉米淀粉含量顯著下降，而玉米粗蛋白含量顯著增加，在施氮量為360 kg·hm-2時(shí)達(dá)到最高。謝運(yùn)河等［25］的研究顯示，在玉米/大豆間作系統(tǒng)中，不同施氮量處理的大豆脂肪含量差異不顯著，隨著施氮水平的提高，大豆蛋白質(zhì)含量先增加后減少，施純氮90 kg·hm-2處理的蛋白質(zhì)含量最高。本研究發(fā)現(xiàn)在N2、N3、N4處理下青貯玉米、秣食豆及總體的粗蛋白含量顯著高于N1，而中性和酸性洗滌纖維含量隨施氮量的增加呈下降趨勢(shì)，當(dāng)施氮量為240 kg·hm-2時(shí)間作系統(tǒng)獲得了較高的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)?？梢姡谟衩?豆科作物間作系統(tǒng)中，由于研究區(qū)和豆科品種的不同，致使適宜的施氮量存在差異，今后在河西灌區(qū)需進(jìn)行不同豆科品種與玉米間作的多點(diǎn)試驗(yàn)。

3.3 種植密度與施氮對(duì)玉米/豆科作物間作系統(tǒng)飼草氮肥利用的影響

通過改變禾/豆間作系統(tǒng)中玉米種植密度來消減豆科作物的“氮阻遏”作用，這是禾/豆間作實(shí)現(xiàn)種間促進(jìn)作用和氮素利用的途徑之一［43］。朱靜［44］研究指出，玉米/豌豆間作系統(tǒng)的氮吸收量、氮肥農(nóng)學(xué)效率、氮肥利用率均隨玉米密度的增大而提高，在玉米密度為6.25 萬株·hm-2下的氮肥利用率顯著高于其他密度處理。本研究在中密度（D2）下間作系統(tǒng)的氮吸收量、氮肥農(nóng)學(xué)效率、氮肥利用率顯著高于低密度（D1），但當(dāng)密度超過9 萬株·hm-2時(shí)，間作系統(tǒng)的氮吸收量和氮肥利用效率顯著下降。這是由于在間作系統(tǒng)中適宜的玉米種植密度有助于增加豆科作物的固氮量，促進(jìn)兩種作物間的氮素轉(zhuǎn)移，從而提高氮素利用率［43］，但是密度過高會(huì)加劇兩種作物之間的養(yǎng)分競(jìng)爭(zhēng)，導(dǎo)致氮肥利用效率降低［34］。

除種植密度外，施氮也是影響玉米/豆科作物間作系統(tǒng)氮肥利用的主要因素之一。周海燕［45］研究表明，增加氮肥會(huì)顯著提高玉米/豌豆間作系統(tǒng)土壤全氮、硝態(tài)氮以及銨態(tài)氮含量，從而提高間作系統(tǒng)的氮肥利用效率。然而，史中欣［46］研究表明，與不施氮相比施氮顯著提高了玉米/豌豆間作系統(tǒng)的氮肥利用率，但習(xí)慣施氮處理較減量施氮降低了氮肥利用率。本研究結(jié)果與以上研究相似，隨著施氮量的增加，青貯玉米、秣食豆及間作系統(tǒng)的氮含量和氮吸收量均顯著增高，但當(dāng)施氮量超過240 kg·hm-2時(shí)，間作系統(tǒng)的氮肥利用效率顯著下降。這可能是由于過量施氮造成土壤硝態(tài)氮淋溶等問題，導(dǎo)致肥料利用效率下降，并且不利于農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展［47-48］。

4 結(jié)論

9.0 萬株·hm-2玉米種植密度和240 kg·hm-2施氮量（D2N3）處理可提高玉米/秣食豆間作系統(tǒng)的干草產(chǎn)量和粗蛋白產(chǎn)量，改善飼草營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，并提高間作系統(tǒng)的氮肥利用效率。因此，該處理是一種河西灌區(qū)青貯玉米/秣食豆間作系統(tǒng)適宜的田間管理措施，具有一定推廣價(jià)值。