Effects of varied row spacings and sowing rates on forage and seed yield and quality of Echinochloa frumentacea in saline-alkali land

doi:10.11686/cyxb2025217

Abstract

Abstract:

A scientifically based and rational planting density is a key measure to improve the production efficiency of Poaceae forage. The aim of this study， therefore， was to determine the optimal row spacing and seeding rate for Echinochloa frumentacea in saline-alkali land in Yinbei， Ningxia， and to determine the impacts of these factors on yield and quality. We conducted a field experiment with a split-plot experimental design with five row spacings （20， 30， 40， 50， and 60 cm； designated as H₁-H₅） and three sowing rates （7.50， 11.25， and 15.00 kg·ha^-1； designated as D₁-D₃）. The results show that row spacing exerted a highly significant influence on the fresh yield of E. frumentacea （P<0.01）， with the highest yield of 36129.17 kg·ha^-1 in the H₁D₂ treatment （row spacing 20 cm， sowing rate 11.25 kg·ha^-1）； and the highest seed yield of 1631.95 kg·ha^-1 in the H₅D₁ treatment （row spacing 60 cm， sowing rate 7.50 kg·ha^-1）. In terms of seed quality， the best results （highest germination potential， germination index， and vigor index） were in the H₃D₁ treatment （row spacing 40 cm， sowing rate 7.50 kg·ha^-1）. Row spacing had an extremely significant effect on the spikelet number， spike weight， spike length， and germination potential of seeds （P<0.01）， whereas the sowing rate had an extremely significant effect on actual seed yield， germination rate， and germination potential （P<0.01）. The row spacing×sowing rate interaction was highly significant for both seed production and quality parameters （P<0.01）. Correlation analysis showed that row spacing was extremely significantly positively correlated with spike weight and total spike number （P<0.01）， and extremely significantly negatively correlated with fresh forage yield （P<0.01）. A Path analysis indicated that the total spike number made the largest direct contribution to seed yield. In a principal component analysis， the H₅D₁treatment had the highest score. Therefore， to achieve high yields of forage and seeds of E. frumentacea in saline-alkali land， it is recommended to use narrow row spacing （20 cm） and a medium sowing rate （11.25 kg·ha^-1） for forage production， and wide row spacing （60 cm） and a low sowing rate （7.50 kg·ha^-1） for seed production. These findings provide scientific evidence for the precise management of forage cultivation in saline-alkali land.

Key words: Echinochloa frumentacea, row spacing, sowing rate, seed yield, seed quality, Path analysis

Ling-fei XIANG, Feng-ju ZHANG, Yue LI, Xue-qin WANG, Jin-long LIU, Qiao-li MA. Effects of varied row spacings and sowing rates on forage and seed yield and quality of Echinochloa frumentacea in saline-alkali land[J]. Acta Prataculturae Sinica, 2026, 35(5): 126-138.

Figures/Tables 10

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行距 Rowing spacing	播量 Sowing rate	株高 Plant height （m）	茎粗 Stem diameter （mm）	鲜草产量 Fresh yield （kg·hm^-2）	叶面积指数 Leaf area index
H₁	D₁	1.33±0.13bcd	4.72±0.69b	27791.67±1470.60abcd	0.96±0.06b
	D₂	1.43±0.15abcd	5.39±1.15ab	36129.17±7555.04a	1.01±0.05ab
	D₃	1.32±0.17cd	4.83±1.14b	32516.25±3820.72ab	1.16±0.07a
H₂	D₁	1.29±0.15d	4.75±1.10b	24271.39±2981.76abcd	1.01±0.04ab
	D₂	1.52±0.24abcd	5.01±1.00ab	31145.19±4965.34abc	1.02±0.07ab
	D₃	1.51±0.15abcd	5.46±0.86ab	29459.17±1667.50abcd	1.06±0.07ab
H₃	D₁	1.53±0.28abc	5.43±1.41ab	22955.92±2021.74bcd	1.05±0.07ab
	D₂	1.36±0.20abcd	4.56±1.05b	21399.58±3391.95bcd	0.76±0.07d
	D₃	1.46±0.19abcd	6.03±1.06a	18027.53±3652.23d	0.95±0.03bc
H₄	D₁	1.39±0.12abcd	5.00±1.11ab	19231.83±1747.12cd	0.90±0.05bcd
	D₂	1.47±0.24abcd	4.85±0.82b	25901.83±4565.96abcd	1.00±0.04ab
	D₃	1.45±0.29abcd	5.36±0.90ab	19231.83±4058.73cd	0.79±0.05cd
H₅	D₁	1.58±0.18a	5.21±0.78ab	23159.72±2598.85bcd	1.04±0.04ab
	D₂	1.56±0.35ab	5.12±1.24ab	23067.08±4008.17bcd	0.95±0.05bc
	D₃	1.38±0.15abcd	4.93±0.74ab	20565.83±2048.56bcd	1.05±0.03ab
显著性检验（F值） Significance test （F value）
行距Rowing spacing （H）		0.68NS	0.44NS	5.43**	2.53NS
播量Sowing rate （D）		0.27NS	0.44NS	1.78NS	0.70NS
行距×播量H×D		0.79NS	0.90NS	0.53NS	2.04NS

行距 Rowing spacing	播量 Sowing rate	株高 Plant height （m）	茎粗 Stem diameter （mm）	鲜草产量 Fresh yield （kg·hm^-2）	叶面积指数 Leaf area index
H₁	D₁	1.33±0.13bcd	4.72±0.69b	27791.67±1470.60abcd	0.96±0.06b
	D₂	1.43±0.15abcd	5.39±1.15ab	36129.17±7555.04a	1.01±0.05ab
	D₃	1.32±0.17cd	4.83±1.14b	32516.25±3820.72ab	1.16±0.07a
H₂	D₁	1.29±0.15d	4.75±1.10b	24271.39±2981.76abcd	1.01±0.04ab
	D₂	1.52±0.24abcd	5.01±1.00ab	31145.19±4965.34abc	1.02±0.07ab
	D₃	1.51±0.15abcd	5.46±0.86ab	29459.17±1667.50abcd	1.06±0.07ab
H₃	D₁	1.53±0.28abc	5.43±1.41ab	22955.92±2021.74bcd	1.05±0.07ab
	D₂	1.36±0.20abcd	4.56±1.05b	21399.58±3391.95bcd	0.76±0.07d
	D₃	1.46±0.19abcd	6.03±1.06a	18027.53±3652.23d	0.95±0.03bc
H₄	D₁	1.39±0.12abcd	5.00±1.11ab	19231.83±1747.12cd	0.90±0.05bcd
	D₂	1.47±0.24abcd	4.85±0.82b	25901.83±4565.96abcd	1.00±0.04ab
	D₃	1.45±0.29abcd	5.36±0.90ab	19231.83±4058.73cd	0.79±0.05cd
H₅	D₁	1.58±0.18a	5.21±0.78ab	23159.72±2598.85bcd	1.04±0.04ab
	D₂	1.56±0.35ab	5.12±1.24ab	23067.08±4008.17bcd	0.95±0.05bc
	D₃	1.38±0.15abcd	4.93±0.74ab	20565.83±2048.56bcd	1.05±0.03ab
显著性检验（F值） Significance test （F value）
行距Rowing spacing （H）		0.68NS	0.44NS	5.43**	2.53NS
播量Sowing rate （D）		0.27NS	0.44NS	1.78NS	0.70NS
行距×播量H×D		0.79NS	0.90NS	0.53NS	2.04NS

因子 Factor	相关系数 Correlation coefficient	直接通径系数 Direct path coefficient	间接通径系数 Indirect path coefficient
因子 Factor	相关系数 Correlation coefficient	直接通径系数 Direct path coefficient	→X₁	→X₂	→X₃	→X₄	→X₅	合计Total
X₁	-0.155	-0.790		0.029	-0.067	0.717	-0.043	0.636
X₂	0.647	0.950	-0.024		-0.432	0.083	0.069	-0.304
X₃	0.393	-0.539	-0.098	0.077		0.222	0.046	0.247
X₄	0.859	0.850	-0.666	0.093	-0.141		-0.046	-0.760
X₅	0.387	0.146	0.233	0.448	-0.171	-0.270		0.240

因子 Factor	相关系数 Correlation coefficient	直接通径系数 Direct path coefficient	间接通径系数 Indirect path coefficient
因子 Factor	相关系数 Correlation coefficient	直接通径系数 Direct path coefficient	→X₁	→X₂	→X₃	→X₄	→X₅	合计Total
X₁	-0.155	-0.790		0.029	-0.067	0.717	-0.043	0.636
X₂	0.647	0.950	-0.024		-0.432	0.083	0.069	-0.304
X₃	0.393	-0.539	-0.098	0.077		0.222	0.046	0.247
X₄	0.859	0.850	-0.666	0.093	-0.141		-0.046	-0.760
X₅	0.387	0.146	0.233	0.448	-0.171	-0.270		0.240

项目 Items	主成分Principal component
项目 Items	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ	Ⅴ
株高Plant height	0.914	-0.288	0.222	-0.016	0.026
茎粗Stem diameter	0.629	-0.341	-0.521	0.173	0.271
鲜草产量Fresh yield	0.134	0.855	0.112	-0.008	0.368
叶面积指数Leaf area index	0.270	0.563	0.053	0.526	0.325
小穗数Spikelet number	0.521	-0.666	-0.440	-0.042	0.114
总穗数Total spike number	0.036	-0.537	0.771	0.007	0.189
穗重Spike weight	0.239	-0.577	0.659	0.060	-0.256
穗长Spike length	0.766	-0.471	-0.220	0.084	0.145
千粒重Thousand-grain weight	-0.344	-0.088	0.703	0.100	-0.067
实际种子产量Actual seed yield	0.307	0.050	0.776	-0.157	0.482
发芽率Germination rate	0.629	0.441	0.022	-0.586	-0.167
发芽势Germination potential	0.444	0.201	0.167	0.618	-0.532
发芽指数Germination index	0.761	0.398	0.142	-0.338	-0.331
活力指数Vigour index	0.716	0.504	0.162	0.197	-0.035
特征值Eigenvalue	4.135	3.190	2.778	1.232	1.110
方差贡献率Variance contribution rate （%）	29.536	22.789	19.843	8.803	7.930
累积贡献率Accumulative contribution rate （%）	29.536	52.325	72.168	80.971	88.901