交替灌溉對(duì)紫花苜蓿生物量分配與水分利用效率的影響

張靜，王倩，肖玉，龐曉攀，賈婷婷，宋銳，劉慧霞*

(1.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)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院， 甘肅 蘭州730020；

2.西北民族大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院， 甘肅 蘭州 730030)

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交替灌溉對(duì)紫花苜蓿生物量分配與水分利用效率的影響

張靜1，王倩1，肖玉1，龐曉攀1，賈婷婷1，宋銳2，劉慧霞2*

(1.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)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院， 甘肅 蘭州730020；

2.西北民族大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院， 甘肅 蘭州 730030)

摘要：交替灌溉是一種節(jié)水灌溉技術(shù)，廣泛用于籽實(shí)作物和園藝作物的生產(chǎn)灌溉管理。本研究采用田間試驗(yàn)，分析了交替灌溉對(duì)紫花苜蓿地上生物量及其構(gòu)成要素、根系生物量、地下地上生物量比和水分利用效率的影響，以期為紫花苜蓿生產(chǎn)中應(yīng)用交替灌溉技術(shù)提供科學(xué)依據(jù)。結(jié)果表明，交替灌溉顯著提高了紫花苜蓿水分利用效率，但沒(méi)有顯著影響紫花苜蓿的地上生物量；交替灌溉雖然增加了紫花苜蓿單株分枝數(shù)，但減少了單株葉片數(shù)；交替灌溉增加了0～20 cm土層的根系生物量，降低了20～60 cm 土層根系的生物量，整體上增加了0～60 cm 土層根系的總生物量；交替灌溉增加了紫花苜蓿的地下地上生物量比，提高了紫花苜蓿植株適應(yīng)干旱的能力。上述結(jié)果說(shuō)明，交替灌溉能夠提高紫花苜蓿水分利用效率而不減產(chǎn)，一方面通過(guò)增加紫花苜蓿根系發(fā)育能力而提高其耐旱性，另一方面增加了單株分枝數(shù)，因此交替灌溉能夠適用于收獲營(yíng)養(yǎng)體的紫花苜蓿生產(chǎn)的灌溉管理。

關(guān)鍵詞：交替灌溉；紫花苜蓿；水分利用效率；產(chǎn)量構(gòu)成

紫花苜蓿(Medicagosativa)作為優(yōu)質(zhì)豆科牧草，不僅能夠?yàn)榧倚筇峁I(yíng)養(yǎng)價(jià)值高和適口性好的飼草，而且能夠改良土壤和防風(fēng)固土[1]，廣泛種植于美國(guó)[2]、歐洲[3]、加拿大[4]和中國(guó)[5]。目前我國(guó)紫花苜蓿種植面積達(dá)400多萬(wàn)hm2[6]，隨奶牛產(chǎn)業(yè)發(fā)展而具有逐漸增加的趨勢(shì)，主要分布在北方地區(qū)。大面積的紫花苜蓿需要灌溉維系其正常的生長(zhǎng)發(fā)育，特別是在干旱半干旱地區(qū)[7]，這勢(shì)必會(huì)加強(qiáng)水資源不足的困境，因此，采用合理的灌溉方式，提高紫花苜蓿水分利用效率，始終是國(guó)內(nèi)外紫花苜蓿栽培草地管理的核心。

紫花苜蓿栽培草地的灌溉方式主要有常規(guī)灌溉和噴灌兩種[8]，其中噴灌因投資過(guò)大，僅適用于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國(guó)家和地區(qū)，具有高投入高產(chǎn)出的特性[9]，而很難在發(fā)展中國(guó)家大面積推廣；常規(guī)灌溉的水量并不是全部用于紫花苜蓿的初級(jí)生產(chǎn)，部分由于蒸騰而損失[10]，不僅增加了與其他經(jīng)濟(jì)作物和農(nóng)作物爭(zhēng)奪灌溉水資源的態(tài)勢(shì)，而且增加了水分的無(wú)效消耗。因此挖掘新的灌溉方式，讓每一滴水生產(chǎn)出更多的植物性產(chǎn)品，是提高紫花苜蓿水分利用效率的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題之一，更是進(jìn)一步節(jié)水增產(chǎn)的關(guān)鍵和最終潛力所在。交替灌溉是一種田間節(jié)水灌溉技術(shù)，其主要利用不同區(qū)域經(jīng)受一定程度的水分脅迫，刺激根系吸收補(bǔ)償功能，復(fù)水后增加植物對(duì)水肥的吸收能力，從而提高作物水分利用效率和改善作物的品質(zhì)[11-12]。交替灌溉技術(shù)始于澳大利亞的葡萄(Vitisvinifera)灌溉[13]，目前已經(jīng)被推廣到美國(guó)、加拿大、中國(guó)等國(guó)家和地區(qū)，主要用于西紅柿(Lycopersiconesculentum)[12]、葡萄[14]、蘋(píng)果(Maluspumila)[15]等園藝作物和玉米(Zeamays)[16]、棉花(Gossypiumhirsutum)[11]、油菜(Brassicacampestris)[17]等農(nóng)作物，其中園藝作物主要收獲果實(shí)，而農(nóng)作物主要收獲籽實(shí)，其核心是交替灌溉縮短了園藝作物和農(nóng)作物營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期[12-17]，然而紫花苜蓿收獲的主要目標(biāo)是莖葉等營(yíng)養(yǎng)體。交替灌溉能否增加收獲營(yíng)養(yǎng)體的紫花苜蓿的生物量，尚需科學(xué)的實(shí)驗(yàn)提供證據(jù)。本研究采用大田試驗(yàn)的方法，分析了交替灌溉對(duì)紫花苜蓿地上生物量、根系生物量、根系分布、地下地上生物量比和灌溉水分利用效率的影響，以期為紫花苜蓿栽培草地合理灌溉方式的選擇提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)區(qū)概況

本試驗(yàn)在甘肅省玉門市境內(nèi)的國(guó)營(yíng)黃花農(nóng)場(chǎng)(97°11′ E，40°23′ N)開(kāi)展，其地處河西走廊西端，海拔1395 m。該區(qū)屬于典型的大陸性干旱荒漠氣候，年平均降水量59.5 mm，年蒸發(fā)量2250 mm，最高溫度40.4℃，最低溫度-29.1℃，年平均氣溫6.8℃，年日照時(shí)數(shù)3280 h，無(wú)霜期129 d，有效積溫2800℃，平均風(fēng)速為3.0 m/s，盛行西風(fēng)，最大風(fēng)速達(dá)27.0 m/s。土壤類型為灌溉灰棕土，質(zhì)地分為中、輕、粘質(zhì)土及輕沙土，土壤pH值為8.1，有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)20 g/kg，速效N含量91 mg/kg，速效P含量79 mg/kg，速效K含量191 mg/kg。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)采用裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，灌溉方式為主區(qū)，灌溉量為副區(qū)，重復(fù)3次。以紫花苜蓿品種亮苜2號(hào)(Liangmu No.2，美國(guó))為供試材料，該品種的產(chǎn)量在兩年后保持穩(wěn)定，因此于2012年4月20日首先在試驗(yàn)田內(nèi)起壟，壟的走向與條播的走向一致，壟寬1 m，兩壟之間形成距離為30 cm的溝，溝頂寬和溝底寬分別約為30和25 cm，溝深30 cm，然后人工條播，播深3 cm，播種量22.5 kg/hm2，行距25 cm。灌溉方式處理包括2個(gè)水平，分別為交替灌溉和常規(guī)灌溉(當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)灌溉壟溝式處理)。交替灌溉指每條溝用數(shù)字標(biāo)記，第1次灌溉時(shí)僅灌標(biāo)記為奇數(shù)的溝，標(biāo)記為偶數(shù)的溝不灌溉；第2次灌溉時(shí)僅灌標(biāo)記偶數(shù)的溝，標(biāo)記為奇數(shù)的溝不灌溉，以此類推；常規(guī)灌溉指每次灌溉時(shí)標(biāo)記為奇數(shù)和偶數(shù)的溝均灌溉。灌溉量處理以當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶生產(chǎn)紫花苜蓿的灌溉量187 mm為基礎(chǔ)，向上向下延伸設(shè)置4個(gè)水平，分別為122，150，178，206 mm，為當(dāng)?shù)刈匣ㄜ俎３Ｒ?guī)灌水量的65%，80%，95%和110%，用I1、I2、I3、I4來(lái)表示，每個(gè)灌水梯度下又分為交替灌溉和常規(guī)灌溉兩種灌溉方式，共計(jì)8(2×4)個(gè)處理，交替灌溉的灌溉量為常規(guī)灌溉的1/2，為61，75，89，103 mm。每個(gè)處理的小區(qū)面積為120 m2(長(zhǎng)10 m，寬12 m)，相鄰小區(qū)間設(shè)置0.5 m的保護(hù)行。除草、植物保護(hù)等措施各小區(qū)保持一致，灌溉2次，日期分別為5月7日和6月9日，取樣時(shí)間為2014年6月。

1.3指標(biāo)測(cè)定

紫花苜蓿始花期(6月16日)，在小區(qū)中間位置(離小區(qū)邊緣距離大于2 m)的行內(nèi)隨機(jī)選擇10株紫花苜蓿測(cè)定其株高、分枝數(shù)、葉片數(shù)和莖粗。

地上生物量的測(cè)定：每小區(qū)采用對(duì)角線法在苜蓿種植行內(nèi)選擇3個(gè)0.5 m×0.5 m的樣方，刈割其地上生物量后，帶回實(shí)驗(yàn)室在105℃下殺青30 min，75℃下烘至恒重后稱重。

根系生物量：0.5 m×0.5 m的樣方收獲完地上生物量后，用小土鏟在垂直的土壤中，每20 cm一層挖取根系，挖至60 cm處，每個(gè)土樣先用0.5 mm的網(wǎng)篩過(guò)篩，然后將其放在雙層紗布內(nèi)洗凈，剔除雜物，然后將樣品帶回實(shí)驗(yàn)室放在105℃的烘箱中，烘24 h，冷卻后稱重，即為各層根系的干重[18]。

地下/地上=地下生物量/地上生物量

水分利用效率(WUE，kg/hm2·mm)=地上生物量(kg/hm2)/灌水量(mm)

1.4統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS 20.0 軟件中一般線性模型進(jìn)行兩因素方差分析，差異顯著性則通過(guò)ANOVA軟件包中的Duncan進(jìn)行多重比較，采用Excel 2003軟件制圖。

2結(jié)果與分析

2.1交替灌溉對(duì)紫花苜蓿地上部分的影響

試驗(yàn)結(jié)果表明，灌溉量顯著影響了紫花苜蓿的地上生物量，而灌溉方式、灌溉量與灌溉方式互作對(duì)紫花苜蓿地上生物量影響不顯著(表1)。隨著灌溉量逐漸增加，無(wú)論是交替灌溉還是常規(guī)灌溉，紫花苜蓿地上生物量均逐漸增加，隨后趨向平穩(wěn)，當(dāng)灌溉量超過(guò)當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶灌溉水平的80% (I2)時(shí)，紫花苜蓿的地上生物量變化不顯著。

株高、單株分枝數(shù)、單株葉片數(shù)、莖粗對(duì)灌溉量和灌溉方式的響應(yīng)均出現(xiàn)顯著的差異。灌溉量顯著影響了紫花苜蓿株高，而灌溉方式對(duì)紫花苜蓿株高沒(méi)有顯著影響，紫花苜蓿株高隨著灌溉量的增加呈現(xiàn)先增加后降低的變化趨勢(shì)(表2)，其在灌溉量為農(nóng)戶灌溉水平的95% (I3)時(shí)最大(P<0.05)；灌溉量與灌溉方式的互作效應(yīng)對(duì)紫花苜蓿株高的影響不顯著。灌溉量對(duì)紫花苜蓿的單株分枝數(shù)和單株葉片數(shù)影響不顯著，而灌溉方式顯著影響了紫花苜蓿的單株分枝數(shù)和單株葉片數(shù)(表3)，表現(xiàn)為交替灌溉顯著增加了紫花苜蓿的單株分枝數(shù)(P<0.05)，而顯著降低了紫花苜蓿單株葉片數(shù)(P<0.05)，灌溉量與灌溉方式的互作對(duì)紫花苜蓿的單株分枝數(shù)和單株葉片數(shù)影響不顯著。灌溉量、灌溉方式及兩者互作對(duì)紫花苜蓿的莖粗無(wú)顯著影響(圖1)。

表1　交替灌溉對(duì)紫花苜蓿地上生物量的影響

AFI: 交替灌溉 Alternative furrow irrigation; CI: 常規(guī)灌溉 Conventional irrigation. IV: 灌溉量 Irrigation volumes; IM: 灌溉方式 Irrigation modes. *, ** 分別表示該處理在0.05和0.01水平具有顯著效應(yīng)；ns則表示該處理無(wú)顯著效應(yīng)；不同小寫(xiě)字母表示不同處理間差異顯著(P<0.05)，下同。 *, ** indicates significant effect at 0.05 and 0.01 level, respectively; ns indicates no significant effect; Different lowercase letters indicate significant differences among different treatments at 0.05 levels，the same below.

表2　交替灌溉對(duì)紫花苜蓿株高的影響

表3　交替灌溉對(duì)紫花苜蓿分枝數(shù)和葉片數(shù)的影響

E:灌溉方式為主效應(yīng)Irrigation modes as main effect.下同The same below.

圖1　交替灌溉對(duì)紫花苜蓿莖粗的影響Fig.1　Effect of alternative furrow irrigation on stem diameter of alfalfa　　　IV>0.05，IM>0.05，IV×IM>0.05 即灌溉方式，灌溉量，灌溉方式與灌溉量的交互作用均不顯著地影響紫花苜蓿莖粗。It means IV, IM, IV×IM has no significantly effect on stem diameter of alfalfa.

2.2交替灌溉對(duì)紫花苜蓿地下部分的影響

灌溉量對(duì)0～20 cm和20～40 cm土層的根系生物量無(wú)顯著影響，而灌溉方式對(duì)0～20 cm和20～40 cm土層的根系生物量有顯著影響(表4)，表現(xiàn)為交替灌溉顯著增加了0～20 cm的根系生物量(P<0.05)，卻顯著降低了20～40 cm土層的根系生物量(P<0.05)，但灌溉量與灌溉方式的互作對(duì)0～20 cm和20～40 cm土層的根系生物量沒(méi)有顯著影響；灌溉量和灌溉方式對(duì)40～60 cm和0～60 cm土層的根系生物量均具有顯著影響(表5)，表現(xiàn)為灌溉量從65% (I1)增加到110% (I4)的過(guò)程中，40～60 cm土層根系生物量呈現(xiàn)先降低后增加的變化趨勢(shì)，0～60 cm土層根系生物量隨灌溉量的增加呈現(xiàn)先保持穩(wěn)定隨后下降的變化趨勢(shì)，交替灌溉顯著降低了40～60 cm土層的根系生物量(P<0.05)，卻顯著增加了0～60 cm土層的根系總生物量(P<0.05)，但灌溉量與灌溉方式互作對(duì)40～60 cm和0～60 cm土層的根系生物量沒(méi)有顯著的影響。

2.3交替灌溉對(duì)紫花苜蓿地下和地上生物量比值的影響

灌溉量和灌溉方式均顯著影響了紫花苜蓿地下和地上生物量比值，但是灌溉量與灌溉方式的交互作用不影響紫花苜蓿地下和地上生物量比值(表 6)。隨著灌溉量增加，地下和地上生物量比值呈現(xiàn)先下降隨后保持平穩(wěn)的趨勢(shì)，而交替灌溉顯著增加了地下和地上生物量的比值(P<0.05)，說(shuō)明交替灌溉促進(jìn)紫花苜蓿將更多的光合產(chǎn)物向地下分配。

2.4交替灌溉對(duì)水分利用效率的影響

灌溉量、灌溉方式及其兩者的互作均顯著影響了紫花苜蓿水分利用效率(表 7)。隨著灌溉量增加，紫花苜蓿水分利用效率呈降低的態(tài)勢(shì)；然而交替灌溉卻提高了紫花苜蓿水分利用效率，灌溉量從65% (I1)增加到110% (I4)的過(guò)程中，交替灌溉使紫花苜蓿水分利用效率均顯著提高了48.53%，43.90%，51.30%，42.31%(P<0.05)，其中在灌溉量為當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶的95% (I3)時(shí)，交替灌溉提高紫花苜蓿水分利用效率的幅度最大。

3討論

交替灌溉因其明顯的節(jié)水效果，目前廣泛地應(yīng)用于希臘[19]、巴西[20]、非洲[21]、澳大利亞[13]和中國(guó)等國(guó)家和地區(qū)的西紅柿、葡萄、蘋(píng)果、甜菜(Betavulgaris)、玉米、棉花、小麥(Triticumaestivum)的生產(chǎn)。本研究結(jié)果表明交替灌溉不僅沒(méi)有顯著降低紫花苜蓿地上生物量，而且顯著提高了其水分利用效率，這不僅與溫室條件下木瓜(Chaenomelessinensis)對(duì)交替灌溉的響應(yīng)一致[22]，而且與田間條件下葡萄[14,19]、玉米[16]和棉花[11]對(duì)交替灌溉的響應(yīng)一致，這說(shuō)明交替灌溉這種高效節(jié)水技術(shù)不僅適用于收獲果實(shí)的園藝作物和收獲籽實(shí)的農(nóng)作物，而且也適用于收獲營(yíng)養(yǎng)體的紫花苜蓿。紫花苜蓿具有高耗水的特性，而交替灌溉與噴灌相比具有成本低的特點(diǎn)，與常規(guī)灌溉相比具有節(jié)約用水量的特性，且交替灌溉并不顯著影響紫花苜蓿地上生物量，這表明采用交替灌溉技術(shù)灌溉紫花苜蓿栽培草地時(shí)，不僅不影響產(chǎn)量，而且具有節(jié)水和降低成本的優(yōu)點(diǎn)，主要是因?yàn)榻惶婀喔绕仁棺匣ㄜ俎８低寥喇a(chǎn)生異質(zhì)性，分布在干燥區(qū)的植物根系在干旱脅迫下促進(jìn)植物根系信號(hào)通過(guò)木質(zhì)部向地上部分傳導(dǎo)，調(diào)節(jié)葉片氣孔，降低奢侈蒸騰耗水和蒸發(fā)消耗，但不影響紫花苜蓿的凈光合作用[22]，而分布在濕潤(rùn)區(qū)的植物根系能夠?yàn)榈厣喜刻峁┏渥愕乃?，使地上部的水分吸收維持在相對(duì)平穩(wěn)的水平[23-24]，同時(shí)交替灌溉較常規(guī)灌溉能夠顯著的減少地表徑流和深層水分的滲漏[25]，實(shí)現(xiàn)了紫花苜蓿生產(chǎn)節(jié)水而不減產(chǎn)的目標(biāo)。從紫花苜蓿產(chǎn)量構(gòu)成要素分析，交替灌溉能夠顯著增加紫花苜蓿的單株分枝數(shù)，這與交替灌溉對(duì)水稻(Oryzasativa)有效分蘗數(shù)的影響結(jié)果趨同[26]，說(shuō)明交替灌溉不僅能夠增加豆科植物的分枝數(shù)，而且能夠增加禾本科植物的分蘗數(shù)；但交替灌溉降低紫花苜蓿的單株葉片數(shù)，主要是葉片生長(zhǎng)對(duì)水分虧缺十分敏感[22]，所以交替灌溉所產(chǎn)生的水分脅迫會(huì)減緩葉片的生長(zhǎng)，從而減少葉片數(shù)[27]。因此紫花苜蓿植株在交替灌溉的管理方式下，通過(guò)分枝數(shù)增加和葉片數(shù)降低間的權(quán)衡，維持了地上部分產(chǎn)量的相對(duì)穩(wěn)定。

表4　交替灌溉對(duì)紫花苜蓿0～20 cm和

表7　交替灌溉對(duì)紫花苜蓿水分利用效率的影響

盡管交替灌溉沒(méi)有明顯增加紫花苜蓿的地上生物量，但顯著增加了土壤0～20 cm土層的根系生物量，這與甘肅武威地區(qū)小麥和玉米根系對(duì)交替灌溉的響應(yīng)趨同[28]，一方面是紫花苜蓿的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，其根系在交替灌溉下處于干濕交替的環(huán)境中，增強(qiáng)了其代謝功能[29]，誘發(fā)出大量的新生側(cè)根和根毛[30]，增加了根系生物量；另一方面交替灌溉下灌水溝間的水勢(shì)差促進(jìn)土壤水分橫向運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)，維持了表層土壤的含水量，保證了紫花苜蓿根系能夠吸收到水分而滿足其正常生長(zhǎng)[24,31]。河西走廊地區(qū)紫花苜蓿0～20 cm土層的根系生物量占總生物量的比例超過(guò)52%以上[32]，因此雖然交替灌溉降低了20～60 cm土層根系生物量，但交替灌溉下0～60 cm整體土層中紫花苜蓿根系生物量顯著增大，這與番茄根系生物量對(duì)交替灌溉的響應(yīng)一致[33]。根系是植物吸收、轉(zhuǎn)化和儲(chǔ)藏水分和養(yǎng)分的主要器官[34]，其發(fā)達(dá)與否直接關(guān)系到植物獲取養(yǎng)分和水分的能力，從而維持植物地上生物量的相對(duì)穩(wěn)定，交替灌溉增加植物根系的生物量，說(shuō)明交替灌溉增加了植物根系與土壤的接觸面積，從而有利于植物在地下更大的范圍內(nèi)吸收養(yǎng)分、水分和微量元素[35]，有利于根系對(duì)地上莖葉生長(zhǎng)的養(yǎng)分供給。

交替灌溉對(duì)植物生物量的影響分為地上和地下兩個(gè)部分。紫花苜蓿地下部分與地上部分生物量的比值，體現(xiàn)了紫花苜蓿物質(zhì)分配特征，其大小反映了植物在干旱脅迫下應(yīng)對(duì)環(huán)境所產(chǎn)生的生存對(duì)策[36]。本研究結(jié)果表明，交替灌溉顯著增加了紫花苜蓿地下生物量與地上生物量的比值，即交替灌溉促進(jìn)光合產(chǎn)物更多地向地下部分分配，這是因?yàn)榻惶婀喔葧r(shí)植物遭受的干旱脅迫，會(huì)首先影響根系的生長(zhǎng)，而植物首先通過(guò)補(bǔ)償生長(zhǎng)彌補(bǔ)根系生產(chǎn)力，客觀上形成了交替灌溉促進(jìn)地下物質(zhì)的積累[37]，當(dāng)?shù)叵挛镔|(zhì)積累相對(duì)滿足植物生長(zhǎng)需求時(shí)，才開(kāi)始向地上部分輸送養(yǎng)分，因此交替灌溉促進(jìn)物質(zhì)向根系分配是植物對(duì)交替灌溉的適應(yīng)性應(yīng)答，這客觀上增加了紫花苜蓿的耐旱能力，保證了適度干旱脅迫下根系對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收，以維持地上生物量的穩(wěn)定[38-39]。

綜上所述，本研究結(jié)果表明交替灌溉提高紫花苜蓿水分利用效率的同時(shí)，雖然沒(méi)有顯著降低紫花苜蓿的地上生物量，但顯著增加了紫花苜蓿根系生物量，說(shuō)明交替灌溉能夠應(yīng)用于紫花苜蓿生產(chǎn)的灌溉管理。然而紫花苜蓿收獲的茬數(shù)在不同地區(qū)存在分異，有些地區(qū)僅收獲1茬，而有些地區(qū)收獲次數(shù)高達(dá)3～4次[40-41]。本研究?jī)H僅證實(shí)了交替灌溉對(duì)第1茬收獲期紫花苜蓿的影響，但其對(duì)第2茬和第3茬收獲期紫花苜蓿的影響還需進(jìn)一步研究。

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Effects of alternate furrow irrigation on the biomass allocation and water use efficiency of alfalfa

ZHANG Jing1, WANG Qian1, XIAO Yu1, PANG Xiao-Pan1, JIA Ting-Ting1, SONG Rui2, LIU Hui-Xia2*

1.StateKeyLaboratoryofGrasslandAgro-ecosystems,CollegeofPastoralAgricultureScienceandTechnology,LanzhouUniversity,Lanzhou730020,China; 2.CollegeofLifeScienceandEngineering,NorthwestUniversityforNationalities,Lanzhou730030,China

Abstract:Alternate furrow irrigation has been widely applied to crop production in order to optimize the harvesting of seeds and fruits. A field experiment was conducted to determine the effects of alternate furrow irrigation on alfalfa above-ground yield and its components, root biomass, root to shoot ratio and water use efficiency. The experiment aimed to establish whether alternate furrow irrigation can apply to alfalfa whose harvest target is vegetative mass. The results showed that alternate furrow irrigation significantly improved the water use efficiency of alfalfa. Moreover, there was no significant effect on above-ground biomass because branches per plant increased while leaf numbers per plant decreased. Alternate furrow irrigation increased root biomass at 0-20 cm and 0-60 cm soil levels, but decreased root biomass at 20-60 cm. Alternate furrow irrigation also increased root to shoot ratio, therefore improving alfalfa’s drought resistance under water stress. These results prove that alternate furrow irrigation not only improves water use efficiency but also maintains the yields of alfalfa. It does so by improving plant drought resistance by encouraging root system development and increasing the number of branches per plant. The results thus indicate that alternate furrow irrigation can be applied to the management of alfalfa production.

Key words:alternative furrow irrigation; alfalfa; water use efficiency; yield components

*通信作者

Corresponding author. E-mail:Liuhuixia2@aliyun.com

作者簡(jiǎn)介：張靜(1989-)，女，甘肅通渭人，在讀碩士。E-mail:zhangjing14@lzu.edu.cn

基金項(xiàng)目：甘肅省科技重大專項(xiàng)項(xiàng)目(2013GS05907), 蘭州大學(xué)中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)(lzujbky-2014-m01), 公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)(201403048-3)和西北民族大學(xué)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)計(jì)劃項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)資助。

收稿日期：2015-05-07；改回日期：2015-06-29

DOI：10.11686/cyxb2015232

http://cyxb.lzu.edu.cn

張靜，王倩，肖玉，龐曉攀，賈婷婷，宋銳，劉慧霞. 交替灌溉對(duì)紫花苜蓿生物量分配與水分利用效率的影響. 草業(yè)學(xué)報(bào), 2016, 25(3): 164-171.

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