The effect of sowing rate and row spacing on the yield and quality of alfalfa in the Ningxia Yellow River irrigation area

doi:10.11686/cyxb2021236

Abstract

Abstract:

This research explored the optimal sowing rate and row spacing configuration for high-quality and high-efficiency production of alfalfa （Medicago sativa） in the Ningxia Yellow River irrigation area. In a three-year experiment， a two-factor randomized block design was used to study the effects on the yield and quality of alfalfa， of different sowing rates （S₁： 13.5 kg·ha^-1， S₂： 18.0 kg·ha^-1， S₃： 22.5 kg·ha^-1） and row spacing configurations （R₁： 15 cm equal row spacing， R₂： 20 cm equal row spacing， R₃： rows spaced two narrow and one wide 15 cm+15 cm+20 cm， R₄： rows spaced one narrow and one wide 15 cm+20 cm）. It was found that the number of branches， leaf∶stem ratio， hay yield， crude protein， neutral detergent fiber content and relative feeding value of alfalfa were significantly affected by both sowing rate and row spacing （P<0.05）. The results of three-year experiment showed that the sowing rate and row spacing had significant effects on the branch number， leaf stem ratio， hay yield， crude protein， neutral detergent fiber content and relative feeding value of Alfalfa （P<0.05）. The hay yield （18.41 t·ha^-1） and crude protein content （21.00%） were the highest when sowing rate was S₂ and row spacing was R₃. The contents of neutral detergent fiber （36.50%） and acid detergent fiber （26.59%） were the lowest when the row spacing was R₂. Relative feeding value （171.98） was the highest when sowing rate was S₂ and row spacing was R₂. These findings are based on averaged data from the three years. A principal component analysis （PCA） showed that the drymatter yield， leaf∶stem ratio， branch number and neutral detergent fiber level of herbage were more responsive to the alfalfa sowing rate and row spacing treatments contribution rate of alfalfa were larger， and the plant height and acid detergent fiber responses were smaller. The treatment combination S₂R₃ （sowing rate of 18.0 kg·ha^-1 and row spacing of 15 cm+15 cm+20 cm） was the optimal sowing rate and row spacing combination for alfalfa forage production in this region for maximization of hay yield and forage nutritional quality.

Key words: alfalfa, Yellow River irrigation area, sowing rate, row spacing, yield, quality

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Figures/Tables 13

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播种量Sowing rate （S）	行距Row spacing （R）	组合Combination （SR）
S₁ （13.5 kg·hm^-2）	R₁ （15 cm等行距，15 cm equal row spacing）	S₁R₁
	R₂ （20 cm等行距，20 cm equal row spacing）	S₁R₂
	R₃ （两窄一宽15 cm+15 cm+20 cm，two narrow and one wide 15 cm+15 cm+20 cm）	S₁R₃
	R₄ （一窄一宽15 cm+20 cm，one narrow and one wide 15 cm+20 cm）	S₁R₄
S₂ （18.0 kg·hm^-2）	R₁ （15 cm等行距，15 cm equal row spacing）	S₂R₁
	R₂ （20 cm等行距，20 cm equal row spacing）	S₂R₂
	R₃ （两窄一宽15 cm+15 cm+20 cm，two narrow and one wide 15 cm+15 cm+20 cm）	S₂R₃
	R₄ （一窄一宽15 cm+20 cm，one narrow and one wide 15 cm+20 cm）	S₂R₄
S₃ （22.5 kg·hm^-2）	R₁ （15 cm等行距，15 cm equal row spacing）	S₃R₁
	R₂ （20 cm等行距，20 cm equal row spacing）	S₃R₂
	R₃ （两窄一宽15 cm+15 cm+20 cm，two narrow and one wide 15 cm+15 cm+20 cm）	S₃R₃
	R₄ （一窄一宽15 cm+20 cm，one narrow and one wide 15 cm+20 cm）	S₃R₄

播种量Sowing rate （S）	行距Row spacing （R）	组合Combination （SR）
S₁ （13.5 kg·hm^-2）	R₁ （15 cm等行距，15 cm equal row spacing）	S₁R₁
	R₂ （20 cm等行距，20 cm equal row spacing）	S₁R₂
	R₃ （两窄一宽15 cm+15 cm+20 cm，two narrow and one wide 15 cm+15 cm+20 cm）	S₁R₃
	R₄ （一窄一宽15 cm+20 cm，one narrow and one wide 15 cm+20 cm）	S₁R₄
S₂ （18.0 kg·hm^-2）	R₁ （15 cm等行距，15 cm equal row spacing）	S₂R₁
	R₂ （20 cm等行距，20 cm equal row spacing）	S₂R₂
	R₃ （两窄一宽15 cm+15 cm+20 cm，two narrow and one wide 15 cm+15 cm+20 cm）	S₂R₃
	R₄ （一窄一宽15 cm+20 cm，one narrow and one wide 15 cm+20 cm）	S₂R₄
S₃ （22.5 kg·hm^-2）	R₁ （15 cm等行距，15 cm equal row spacing）	S₃R₁
	R₂ （20 cm等行距，20 cm equal row spacing）	S₃R₂
	R₃ （两窄一宽15 cm+15 cm+20 cm，two narrow and one wide 15 cm+15 cm+20 cm）	S₃R₃
	R₄ （一窄一宽15 cm+20 cm，one narrow and one wide 15 cm+20 cm）	S₃R₄

因素 Factor	株高 Plant height	分枝数 Branch number	叶茎比 Leaf/ stem	干草产量 Hay yield	粗蛋白 Crude protein	中性洗涤纤维 Neutral detergent fiber	酸性洗涤纤维 Acid detergent fiber	相对饲喂价值 Relative feed value
播种量 Sowing rate	NS	*	*	*	*	NS	*	NS
行距 Row spacing	NS	*	**	**	**	*	**	**
年份 Year	**	**	**	NS	**	**	**	**
播种量×行距 Sowing rate×row spacing	**	**	**	*	NS	NS	**	NS
播种量×年份Sowing rate×year	NS	**	NS	NS	NS	NS	NS	NS
行距×年份Row spacing×year	NS	NS	NS	NS	NS	NS	NS	NS
播种量×行距×年份Sowing rate×row spacing×year	NS	*	NS	NS	NS	NS	NS	NS

因素 Factor	株高 Plant height	分枝数 Branch number	叶茎比 Leaf/ stem	干草产量 Hay yield	粗蛋白 Crude protein	中性洗涤纤维 Neutral detergent fiber	酸性洗涤纤维 Acid detergent fiber	相对饲喂价值 Relative feed value
播种量 Sowing rate	NS	*	*	*	*	NS	*	NS
行距 Row spacing	NS	*	**	**	**	*	**	**
年份 Year	**	**	**	NS	**	**	**	**
播种量×行距 Sowing rate×row spacing	**	**	**	*	NS	NS	**	NS
播种量×年份Sowing rate×year	NS	**	NS	NS	NS	NS	NS	NS
行距×年份Row spacing×year	NS	NS	NS	NS	NS	NS	NS	NS
播种量×行距×年份Sowing rate×row spacing×year	NS	*	NS	NS	NS	NS	NS	NS

指标 Index	株高Plant height （cm）				一级分枝数Branch number （plant·m^-1）
指标 Index	2018	2019	2020	平均Average	2018	2019	2020	平均Average
播种量 Sowing rate
S₁	77.41b	78.45a	76.37a	77.40a	103b	107b	99b	103b
S₂	78.71a	78.91a	75.62a	77.41a	106a	114a	104a	108a
S₃	77.57ab	78.82a	75.14a	77.17a	99c	101c	99b	99c
行距 Row spacing
R₁	76.95b	78.17b	75.65a	76.92b	101c	107b	99b	102b
R₂	77.92ab	77.98b	75.67a	76.74b	103ab	105b	98b	102b
R₃	78.91a	80.39a	76.13a	78.48a	105a	113a	105a	108a
R₄	77.79ab	78.36b	75.39a	77.18b	102bc	105b	99b	102b