藜麦（Chenopodium quinoa willd.）属于苋科藜亚科草本植物，原产于南美洲安第斯山脉地区^[1]。联合国粮食及农业组织（FAO）更是对藜麦寄予厚望，认为它在解决全球粮食安全问题上具有巨大的潜力，被称为可满足人体基本营养需求的“未来的超级谷物”^[2-3]。饲用是藜麦在农业上的一个重要应用，它主要用作动物饲料。首先，从营养角度，饲用藜麦的籽粒具有非常高的蛋白质含量，通常在12%~22%之间^[4]，这一比例甚至超过了传统饲料原料，如水稻、玉米、大麦和黑麦等，此外，饲用藜麦还富含钾、钙、镁、磷、锌和硒等多种矿物元素^[5]以及维生素和多种氨基酸等营养成分，特别值得一提的是，其脂肪中含有大量的不饱和脂肪酸，比例高达83%，这些特性使饲用藜麦成为一种营养丰富的饲料原料，具有极高的饲用价值^{[6⇓⇓⇓⇓⇓-12]}，除了藜麦籽粒，饲用藜麦在脱粒和制米加工过程中会产生麸皮和秸秆等副产品，藜麦麸皮具有较高的蛋白含量，在11.14%~ 14.49%，这使其在制备动物饲料方面具有巨大潜力。与玉米秸秆相比，藜麦秸秆的适口性更佳，消化吸收率更高，这些特性使得藜麦秸秆可以作为饲草替代玉米秸秆，进一步优化饲料组成^[13]。总之，饲用藜麦作为一种兼具粮食和饲料饲草用途的农作物，它的高蛋白含量、丰富的矿物质和维生素含量使其成为牲畜健康养殖的重要组成部分。随着我国经济高速发展和人们生活水平日益提高，畜牧业也在迅速发展，然而，国产优质牧草无论在数量上还是质量上都已无法满足畜牧业生产的消费需求，优质牧草饲料的缺口成为限制我国畜牧养殖业高速发展的主要因素之一^[14]，如果将饲用藜麦代替饲料饲草用于畜牧业与养殖业的发展，将会有效地解决优质牧草短缺的问题。

近年来，藜麦在各地引种取得成功，但适宜饲用藜麦生长的种植密度和施肥量因品种、土壤、气候等因素不同而差异较大，种植密度和施肥量是影响植株生长发育、决定其生产力的重要因素^[15]，目前，有关种植密度及施肥调控对藜麦生长影响的研究较多，张永平等^[16]对藜麦在不同种植密度下的抗倒伏性能以及产量进行分析，发现在内蒙古阴山丘陵区，高密度导致群体倒伏率上升，产量随密度增加先升高后降低；冯朝成等^[17]对不同施肥量下旱作区藜麦的农艺性状及产量情况进行分析，发现随着氮肥施用量的增加，旱作区藜麦的株高、主穗长、生物产量和籽粒产量都有所增加。

根据以上研究可知，施肥量和种植密度都对藜麦的生长和产量有显著影响。然而，关于寒旱地区藜麦生长的研究相对较少，考虑到寒旱地区独特的气候特点，选择了甘肃天祝县作为试验地点，为了更全面地探究种植密度和施肥量对藜麦生长的影响，设置3个种植密度处理（低密度、中密度和高密度）和4个施肥量，系统地研究不同种植密度与施肥量下藜麦的农艺性状、生物产量及倒伏率差异，从而分析并确定最适合天祝县饲用藜麦生长的种植密度与施肥量，为天祝县饲用藜麦的推广种植和高效栽培提供理论支持。

试验地位于甘肃省武威市天祝县松山镇祥瑞新村（甘肃省农业科学院天祝高寒试验站），属温带大陆性半干旱气候，年均气温2.8 ℃，海拔2604 m，降水量250~300 mm，日照时数2600~2800 h，土壤类型为黄棉土、栗钙土，是典型的高原寒旱农业区。

供试藜麦品系“1661-1”由甘肃省农业科学院畜草与绿色农业研究所提供，供试肥料为藜麦专用肥（甘肃苏地肥业有限公司生产，总养分≥45%，N- P₂O₅-K₂O=13-22-10）。

试验采用裂区设计，设置2个因素，A因素为密度，设置3个水平：8.25万株/hm²（A1）、11.85万株/hm²（A2）、16.50万株/hm²（A3），B因素为施肥量，设置4个水平：0 kg/hm²（B1）、300 kg/hm²（B2）、450 kg/hm²（B3）、600 kg/hm²（B4），共12个处理，分别用A1B1、A1B2、A1B3、A1B4、A2B1、A2B2、A2B3、A2B4、A3B1、A3B2、A3B3、A3B4表示，每个处理3个重复，共36个小区，小区随机排列，小区面积30 m²（6 m×5 m），行距40 cm，A3、A2、A1株距分别为14、21、30 cm，行距为40 cm，采用覆膜穴播种植，小区间隔60 cm。

2022年11月20日翻地，2023年5月15日进行播种，采用机械覆膜人工点播，播种时施用藜麦专用肥，出苗期为5月30日，在苗高15 cm时进行间苗、除草，确保作物的健康生长，为防治地下害虫危害，整地时施10%辛硫磷杀虫剂60 kg/hm²，播种后进行一次滴灌。

于饲用藜麦灌浆期在每个小区随机采取10株没有病虫害且生长均匀的植株，分别测量株高、茎粗、单株叶面积、分枝数、茎折力、茎秆穿刺强度、茎秆强度、鲜重、干重。

株高：由藜麦基部土面量至雄穗顶端的高度；茎粗：用游标卡尺测定其地面第一节节间直径；叶面积：摘取藜麦植株全部叶片并称其质量，从其中随机选取10片叶片用打孔器打孔，然后称量小圆叶的质量，按照比叶质量法计算单株叶面积；生物量：于饲用藜麦灌浆期在每个小区随机采取10株没有病虫害且生长均匀的植株，称全株鲜质量，然后分器官称量茎秆、穗的鲜重，置于80 ℃烘箱烘干至恒重，计算干重及鲜干比；生物产量：于藜麦灌浆期在每个小区随机选取5个1 m²的样方，刈割后测产，进而推算出小区产量，最后折合成单位面积产量；倒伏率：在灌浆期和成熟期田间调查藜麦倒伏情况，并计算倒伏率，倒伏率（%）=每小区倒伏株数/每小区总株数×100；茎秆力学特性指标测定参照李波等^[18]的方法，于藜麦灌浆期采用茎秆强度测定仪（YYD-1型）测定茎秆强度、茎秆穿刺强度、茎折力等指标。

利用Excel 2007整理数据，利用SPSS 21.0软件进行方差分析和相关性分析。

株高、茎粗、叶面积、分枝数是反映植物长势和生物量的重要指标^[19]，不同的栽培技术对这些指标影响也不同。由表1可见，在密度和施肥互作条件下，在B1施肥量处理下，随着密度增加，株高也随之增加，而分枝数、茎粗和单株叶面积随之减小，这可能是因为高密度条件下，植株间的竞争加剧，导致个体生长受限；在A1密度处理下，随着施肥量增加，株高、茎粗、分枝数、单株叶面积增加，当施肥量到达B4时，株高、分枝数、茎粗和单株叶面积呈下降趋势，造成这种现象的原因可能是施肥量太大导致土壤溶液过高，植株细胞因失水而受到伤害，进而影响植株生长；在交互处理中，株高在A3B3处理下最大（169.24 cm）；茎粗在A2B3处理最大（18.43 mm）；分枝数在A1B3处理最大（33.33）；单株叶面积在大多数处理间存在显著差异，在A1B3处理下达到最大值（50.33 cm²）。

如表2可知，随着种植密度的增加，藜麦植株之间的竞争加剧，导致个体生长受到限制。在B1施肥量处理下，随着密度的增加，穗鲜重、茎秆鲜重和单株鲜重逐渐减小，在A3密度下，达到最小值；在A1密度处理下，随着施肥量的增加，穗鲜重、茎秆鲜重和单株鲜重也随之增加，当施肥量达到B3水平时，鲜重达到最大值，这说明适量施肥能够促进藜麦的生长，然而，当施肥量超过B3时，鲜重开始呈下降趋势，这可能是因为过量施肥导致营养过剩，反而抑制了藜麦的生长；在交互处理中，A1B3处理下，穗鲜重、茎秆鲜重和单株鲜重均达到最大值，分别为110.00、224.56、320.00 g。因此在A1B3处理下，即在种植密度8.25万株/hm²、施肥量450 kg/hm²时藜麦植株的生长表现最佳。

生物产量是反映藜麦饲用价值的重要指标，种植密度和施肥量能够决定单位面积的生物产量。如表3所示，在B1施肥量处理下，随着种植密度的增加，藜麦植株之间的竞争加剧，导致生物产量和单株干重逐渐减小，生物产量、单株干重和单株鲜重表现为A1>A2>A3。这表明，适当降低种植密度有利于提高藜麦的饲用价值；在A1密度处理下，随着施肥量的增加，生物产量、单株干重和单株鲜重逐渐增加，当施肥量达到B3水平时，这些指标达到最大值，但当施肥量超过B3时，这些指标开始呈下降趋势，这可能是因为过量施肥导致营养过剩，反而抑制了藜麦的生长；在交互处理中，在A1B3处理下，生物产量、单株干重和单株鲜重均达到最大值，其中，小区生物产量最大值为58.00 kg，生物产量为19 333.33 kg/hm²，单株干重最大值为146.67 g，单株鲜重最大值为320.00 g。A3B4处理的鲜干比最大（2.71）。综上所述，为了获得最大的生物产量和饲用价值，应选择A1B3处理，即种植密度8.25万株/hm²，施肥量450 kg/hm²。

如表4可知，不同处理茎折力和穿刺强度并无显著差异；在B1施肥量处理下，随着密度增加，茎折力、穿刺强度和茎秆强度呈递减趋势，茎折力、穿刺强度和茎秆强度整体表现为A1>A2>A3，在A1密度处理下，茎秆力学特性表现最佳，随着施肥量的增加，茎折力、穿刺强度和茎秆强度先增加后减小，当施肥量达到B3（450 kg/hm²）时，均达到最大值，表明B3是藜麦茎秆力学特性发生反应的临界施肥量；在交互处理中，A1B3处理下的茎折力、穿刺强度和茎秆强度均达到最大值，分别为4.34 N、54.74 N/cm²和148.33 N/mm²，这表明在A1B3处理下，藜麦的茎秆力学特性表现最佳。

倒伏是植物受内外因素影响发生折断、弯曲或无法恢复正常生长状态的现象，倒伏率能直观评价作物的倒伏情况，倒伏率越高植株倒伏情况越严重，产量损失也越严重^[20]。由图1可知，倒伏率大多数处理间存在显著差异，A3B4处理下倒伏率显著高于其他处理；不同种植密度和施肥下藜麦均发生不同程度倒伏，在同一密度处理下，除A3B4外，随着施肥量增加，倒伏率没有显著差异，当施肥量增加到600 kg/hm²（B4）时，倒伏率显著高于其他施肥量，在同一施肥处理下，随着密度增加，倒伏率明显增加，密度增加到16.50万株/hm²（A3）时，倒伏率达到最大；在交互处理中，倒伏率在A3B4处理下达到最大值（10.1%），这表明在较高种植密度和施肥量下，藜麦的倒伏风险增加。

由图2可知，不同密度和施肥处理下藜麦成熟期分枝数、叶面积与倒伏率呈极显著负相关水平（P<0.01），意味着分枝数和叶面积的减少会导致倒伏率的增加，茎粗、茎折力、干重与倒伏率呈显著负相关，密度与倒伏率呈极显著正相关，表明随着密度的增加，藜麦的倒伏率也会显著增加，且密度与倒伏率的相关系数较大，表明密度是决定倒伏率的主要因素；此外，藜麦生物产量与群体倒伏率的相关性未达显著水平，说明在本试验设计的种植密度与施肥范围内，倒伏率并不是影响藜麦生物产量高低的直接因素；分枝数、叶面积与密度呈极显著负相关，单株鲜重、茎鲜重、茎折力、单株干重与密度呈显著负相关；茎鲜重、生物产量、鲜干比与施肥量呈显著正相关，表明施肥量是决定生物产量的主要因素。

魏玉明等^[21]研究表明，地理位置和海拔导致的光照、温度土壤条件等因子的不同，会导致藜麦生长发育以及生理生态机制发生变化。种植密度和施肥量是影响作物产量和品质的关键因素，有研究^[22]表明，通过合理密植，可优化植株空间结构，改善植株水分、光照以及土壤养分状况^[23]，有效提高具有耐密特性的饲用玉米产量，增加种植密度后显著增加群体生物产量，总干物质积累量随着种植密度的增加而增大，适当增密还可以提高籽实的产量^[24]。也有研究^[25-26]表明，通过合理施肥可实现土壤理化性质的高效调节，提高土壤内的营养物质含量，增加土壤酶活性，施肥量增加可以提高作物产量，但施肥量过多会导致植株徒长，生育期延长，产量减少，种子质量降低。

随着种植密度的增加，藜麦群体内的光照、水分和养分竞争愈发激烈，高密度导致群体郁闭，使得植株个体在争夺生长资源时处于劣势。本研究显示，当密度增加时，株高和倒伏率有所增加，但茎粗、分枝数、单株叶面积、生物产量、单株干重、单株鲜重、茎秆强度、茎折力、茎秆穿刺强度等生长指标均呈现下降趋势，这种生长特性的变化很可能是由于资源限制造成的适应性反应，进一步观察发现，高密度还导致了茎秆力学特性的减弱，如茎折力、茎秆穿刺强度和茎秆强度的减小，这些力学特性的变化直接关系到藜麦的抗倒伏能力，进而影响其产量稳定性，在A1（8.25万株/hm²）密度处理下，饲用藜麦的产量最高，农艺性状表现较好。魏志敏等^[27]研究发现，行距40 cm、株距25 cm为藜麦最合理的种植密度，此密度下亩产最大，李斌等^[28]指出各密度处理藜麦的产量并非随着种植密度的增大而增加，整体表现为藜麦种植密度在6万~9万株/hm²时藜麦的农艺性状和产量均明显高于其他种植密度，这与本研究结果相似，这为农民在选择种植密度时提供了有力的数据支持。

施肥量的调整对藜麦的生长特性产生显著影响，适量施肥有助于促进藜麦的生长，增加其产量。本试验中，在A1（8.25万株/hm²）密度处理下，随着施肥量的增加，多数生长指标如株高、茎粗、分枝数、生物产量、单株干重、单株鲜重、茎秆穿刺强度和茎秆强度等呈现增加趋势，然而，当施肥量超过一定阈值（450 kg/hm²）时，倒伏率仍然增加，其他指标开始显著下降，这与王爽等^[29]和冯朝成等^[17]研究结果相似，他们指出随着施氮量增加，藜麦的保苗率、株高、主穗长、生物产量和种子质量都得到了提高，但施氮量过多会导致植株徒长，生育期延长，种子质量降低，造成这种现象的原因可能是在一定施肥量范围内，随着施肥量的增加，农作物生长得到有效促进，产量显著提高，种子质量也得到改善，相较于土壤栽培，多项指标均显示出优越性，然而，一旦超出合理范围，随着施肥量的增加，产量便会随之下降^[30]，因此施肥量在B3（450 kg/hm²）时，饲用藜麦的生物产量最高，农艺性状较好，这一发现验证了合理施肥的重要性，过量施肥不仅不能带来增产效果，反而可能导致产量下降。

倒伏率作为评价作物健康状况和抗逆性的一项重要指标，也在本试验中得到了充分关注。本试验显示，在同一施肥量下随密度增大群体倒伏率显著增加，在同一密度下，随着施肥量的增加，倒伏率缓慢增加，当施肥量增加到B4（600 kg/hm²）时，倒伏率显著高于其他施肥量处理，从相关性分析中可以看出，密度和与倒伏率呈极显著正相关，且密度与倒伏率的相关系数较大，表明密度是决定倒伏率的主要因素，意味着密度越低倒伏率越低，因此A1（8.25万株/hm²）密度下倒伏率较低，这一发现对于指导农民合理施肥、降低倒伏风险具有实际意义。

同等密度下，随着施肥量的增加，各项指标先呈增加趋势，但当施肥量增到B3（450 kg/hm²）水平时，倒伏率仍然增加，其他指标开始下降，在B3施肥量下，饲用藜麦的产量达到了最高，并且其农艺性状也表现较好，同等施肥量下，随着种植密度的增加，株高和倒伏率随之增加，而其他指标则随之下降，在A1（8.25万株/hm²）密度处理下，饲用藜麦的生物产量达到了最高，倒伏率最低，并且其农艺性状也表现较好。综上，甘肃天祝县种植饲用藜麦最佳的栽培密度为8.25万株/hm²，最适宜的施肥量为藜麦专用肥450 kg/hm²，在该种植密度和施肥量的组合下，饲用藜麦的产量最高（19 333.33 kg/hm²），且倒伏率较低，农艺性状也表现较好。