灌溉定額及分配對(duì)建植當(dāng)年苜蓿生產(chǎn)性能的影響

張前兵，于 磊，馬春暉，魯為華，和海秀

(1.石河子大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，新疆 石河子 832003； 2.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)綠洲生態(tài)農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)，新疆 石河子 832003；3.新疆建設(shè)兵團(tuán)第十師農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，新疆 阿勒泰 836000)

灌溉定額及分配對(duì)建植當(dāng)年苜蓿生產(chǎn)性能的影響

張前兵1，2，于 磊1，2，馬春暉1，2，魯為華1，2，和海秀3

(1.石河子大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，新疆 石河子 832003； 2.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)綠洲生態(tài)農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)，新疆 石河子 832003；3.新疆建設(shè)兵團(tuán)第十師農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，新疆 阿勒泰 836000)

本研究設(shè)置了3種灌溉梯度，分別為3 750(W1)、4 500(W2)和5 250 m3·hm-2(W3)，且在灌溉量為4 500 m3·hm-2(W2)的條件下，設(shè)置了3種灌溉定額分配模式，即刈割前、后的灌水量分別為35%+65%(Q1)、50%+50%(Q2)、65%+35%(Q3)，探討不同灌溉定額及分配對(duì)滴灌條件下建植當(dāng)年苜蓿(Medicagosativa)生產(chǎn)性狀的影響。結(jié)果表明，苜蓿建植當(dāng)年各生長(zhǎng)性狀指標(biāo)中，葉莖比、莖粗對(duì)苜蓿干草產(chǎn)量提高及營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)改善的影響最大，其次分別為生長(zhǎng)速度及株高。當(dāng)灌溉量達(dá)到4 500 m3·hm-2時(shí)有利于苜蓿建植當(dāng)年干草產(chǎn)量的提高及營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的改善。Q1灌溉模式能夠顯著提高滴灌苜蓿建植當(dāng)年干草產(chǎn)量及粗蛋白含量(P<0.05)，降低中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維含量，進(jìn)而提高苜蓿的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。

苜蓿；灌溉定額；生長(zhǎng)第一年；產(chǎn)量；營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)；滴灌；綠洲區(qū)

紫花苜蓿(Medicagosativa)具有產(chǎn)草量高、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)好等眾多優(yōu)點(diǎn)，被譽(yù)為“牧草之王”[1]，在我國(guó)具有悠久的栽培歷史[2]，對(duì)我國(guó)西北地區(qū)農(nóng)牧業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和農(nóng)田土壤可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展具有十分重要的作用，且苜蓿產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益有很大的上升空間[3]。水分是影響紫花苜蓿生長(zhǎng)、干草產(chǎn)量及營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的主要因素之一[4-5]。明確作物的水分需求規(guī)律不僅是農(nóng)業(yè)節(jié)水的重要途徑之一，也是進(jìn)一步促進(jìn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的關(guān)鍵和最終潛力所在[6-7]。研究表明，在水分充足的條件下，紫花苜蓿植株莖節(jié)數(shù)和莖節(jié)長(zhǎng)度均得到增加，其葉片的光合作用也較強(qiáng)，而在水分脅迫下，成熟植株葉片和莖的生長(zhǎng)速率明顯減小，其產(chǎn)量下降[8-9]。新疆是我國(guó)重要干旱區(qū)[10]，節(jié)水灌溉為當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)牧業(yè)發(fā)展帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，新疆也是我國(guó)紫花苜蓿栽培種植的重要產(chǎn)區(qū)，目前，滴灌技術(shù)(滴灌帶淺埋入土壤中8～10 cm深處)已開(kāi)始大面積應(yīng)用于苜蓿種植中，為苜蓿的規(guī)?；?、優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)創(chuàng)造了有利條件[11-13]。但滴灌技術(shù)在苜蓿生產(chǎn)中的應(yīng)用仍處于經(jīng)驗(yàn)探索階段，滴灌條件下苜蓿對(duì)水分的需求規(guī)律尚不明確，不同灌溉定額分配條件下苜蓿各生長(zhǎng)性能指標(biāo)如何變化鮮有報(bào)道，尤其是對(duì)滴灌苜蓿建植當(dāng)年的研究相對(duì)較少。因此，本研究通過(guò)對(duì)滴灌苜蓿生長(zhǎng)性狀、干草產(chǎn)量及營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)進(jìn)行測(cè)定與分析，明確不同灌溉定額及分配對(duì)滴灌苜蓿建植當(dāng)年產(chǎn)量性狀與營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響機(jī)制，以期為滴灌苜蓿節(jié)水、高效生產(chǎn)提供理論依據(jù)與數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)分別于2014年在石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院試驗(yàn)站(44°26′ N，85°95′ E)、2015年在石河子天業(yè)集團(tuán)農(nóng)研所農(nóng)業(yè)示范園區(qū)試驗(yàn)田(44°31′ N，85°52′ E)進(jìn)行。其中，石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院試驗(yàn)站土壤類(lèi)型為灰漠土，土壤容重為1.48 g·cm-3，土壤有機(jī)質(zhì)含量24.3 g·kg-1、堿解氮70.2 mg·kg-1、速效磷22.1 mg·kg-1、速效鉀186.3 mg·kg-1)；石河子天業(yè)集團(tuán)農(nóng)研所農(nóng)業(yè)示范園區(qū)試驗(yàn)田土壤類(lèi)型為灰漠土，土壤容重為1.56 g·cm-3，土壤有機(jī)質(zhì)含量25.5 g·kg-1、堿解氮60.8 mg·kg-1、速效磷25.5 mg·kg-1、速效鉀330.2 mg·kg-1)。試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)3個(gè)灌溉量梯度，分別為3 750(W1)、4 500(W2，當(dāng)?shù)氐喂嘬俎８弋a(chǎn)田實(shí)際采用的灌溉量)和5 250 m3·hm-2(W3)。同時(shí)，為了明確灌溉定額分配對(duì)建植當(dāng)年苜蓿生產(chǎn)性狀的影響，在提高工作效率的前提下，選擇當(dāng)?shù)氐喂嘬俎８弋a(chǎn)田實(shí)際采用的灌溉量4 500 m3·hm-2(W2)為灌溉總定額，假設(shè)苜蓿建植當(dāng)年每茬苜蓿生長(zhǎng)發(fā)育所需灌水量均相同，將每一茬刈割前后的灌溉量設(shè)3種灌溉定額分配模式：1)刈割前灌溉本茬次總灌水量的35%+刈割后灌溉本茬次總灌水量的65%(Q1)，2)刈割前灌溉本茬次總灌水量的50%+刈割后灌溉本茬次總灌水量的50%(Q2)，3)刈割前灌溉本茬次總灌水量的65%+刈割后灌溉本茬次總灌水量的35%(Q3)，重復(fù)3次。苗期進(jìn)行充分灌溉，在50%的幼苗從其基部葉腋產(chǎn)生側(cè)芽，并形成分枝時(shí)開(kāi)始進(jìn)行灌溉處理，具體灌溉時(shí)間根據(jù)田間生長(zhǎng)及天氣情況在刈割前8～10 d、刈割后5～6 d進(jìn)行。即，除苗期進(jìn)行兩次充分灌溉外，總共灌溉5次，具體灌溉時(shí)間分別為2014年6月24日、7月10日、7月23日、8月27日、9月10日，2015年6月19日、7月11日、7月30日、8月28日、9月19日。試驗(yàn)期間各月平均氣溫與降水量見(jiàn)表1，具體灌溉定額分配如表2所示。

1.2 試驗(yàn)材料

供試苜蓿品種為WL354。2014年4月19日播種，苜蓿建植當(dāng)年刈割兩茬，均在初花期(5%植株開(kāi)花)進(jìn)行，留茬高度為5 cm；具體刈割日期：7月6日第1茬刈割，8月23日第2茬刈割。2015年4月26日播種，苜蓿建植當(dāng)年刈割兩茬：7月10日第1茬刈割，8月24日第2茬刈割。兩年播種方式為均人工條播，行距20 cm，播種深度2 cm，播種量18 kg·hm-2，滴灌帶淺埋于距地表8-10 cm土層，間距60 cm，具體灌溉量由試驗(yàn)小區(qū)的水表控制，小區(qū)面積5.0 m×8.0 m，各個(gè)小區(qū)之間設(shè)1 m寬的人行通道，以防小區(qū)之間水分相互滲透。除水分因子外，其它管理按當(dāng)?shù)氐喂嘬俎８弋a(chǎn)田進(jìn)行。施用肥料為尿素150 kg·hm-2和可溶性較好的磷酸一銨150～240 kg·hm-2，平均分兩次在每茬刈割后第1次灌水時(shí)通過(guò)滴灌系統(tǒng)采用“隨水滴施”的方式進(jìn)行施肥。

表1 試驗(yàn)期間各月平均氣溫與降水量

表2 不同處理灌溉定額(m3·hm-2)分配

1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.3.1 產(chǎn)量測(cè)定 用樣方法測(cè)定。在每茬苜蓿初花期(開(kāi)花5%左右)隨機(jī)選取長(zhǎng)勢(shì)均勻一致且能夠代表該小區(qū)長(zhǎng)勢(shì)的苜蓿植株，以1 m×1 m為一個(gè)樣方，用剪刀剪取樣方內(nèi)的苜蓿植株(留茬高度5 cm)，剔除灰藜(Chenopodiumalbum)等雜草后稱(chēng)重，記錄苜蓿植株鮮草產(chǎn)量，3次重復(fù)；另取3份300 g左右鮮草樣帶回實(shí)驗(yàn)室于陰涼通風(fēng)處風(fēng)干至恒重，測(cè)定其含水率并折算出苜蓿干草產(chǎn)量(kg·hm-2)。具體計(jì)算公式如下：

干草產(chǎn)量=鮮草產(chǎn)量×(1-含水率)

(1)

1.3.2 株高測(cè)定 測(cè)定苜蓿產(chǎn)量的同時(shí)，在不同處理的每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取苜蓿植株30株，用卷尺測(cè)定其到地表的拉直高度，取其平均值(cm)。

1.3.3 莖粗測(cè)定 在株高測(cè)定的同時(shí)，對(duì)測(cè)定株高的30株單株用游標(biāo)卡尺測(cè)量距離地面5 cm處的莖粗(mm)。

1.3.4 葉莖比測(cè)定 在測(cè)定苜蓿產(chǎn)量的同時(shí)，各小區(qū)剪取300 g左右完整植株帶回實(shí)驗(yàn)室并風(fēng)干至恒重，然后將苜蓿樣品進(jìn)行人工莖、葉分離并稱(chēng)重，進(jìn)行葉莖比計(jì)算(%)。具體計(jì)算公式如下：

葉莖比=葉片重量/莖稈重量×100%

(2)

1.3.5 品質(zhì)測(cè)定 苜蓿粗蛋白質(zhì)(CP)含量測(cè)定采用凱氏定氮法，酸性洗滌纖維(ADF)與中性洗滌纖維(NDF)含量根據(jù)van Soest方法測(cè)定[14]。

1.3.6 數(shù)據(jù)處理與分析 采用Excel 2007和SPSS 18.0進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析，苜蓿生長(zhǎng)性狀、產(chǎn)量及營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的差異顯著性分析采用Duncan法，用Sigmaplot 10.0作圖。

苜蓿各生長(zhǎng)性狀與干草產(chǎn)量、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)關(guān)系的擬合方程中，線性方程和二次方程的擬合程度均好于其它擬合方程，故本研究選擇線性方程和二次擬合方程為例進(jìn)行說(shuō)明；苜蓿第1茬和第2茬表現(xiàn)出相同的規(guī)律，故本研究以第2茬為例進(jìn)行說(shuō)明；在與營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的擬合中，由于苜蓿各生長(zhǎng)性狀與酸性洗滌纖維含量的擬合趨勢(shì)和與中性洗滌纖維含量的擬合趨勢(shì)相似，故本研究以苜蓿各生長(zhǎng)性狀與中性洗滌纖維含量的擬合為例進(jìn)行說(shuō)明。

2 結(jié)果與分析

2.1 苜蓿的株高、葉莖比、生長(zhǎng)速度、莖粗

由于苜蓿建植當(dāng)年苗期生長(zhǎng)緩慢，持續(xù)時(shí)間40 d左右，不能準(zhǔn)確界定苜蓿第1茬生長(zhǎng)速度的初始測(cè)定高度，故本研究只從第1茬刈割后開(kāi)始計(jì)算第2茬苜蓿的生長(zhǎng)速度。不同灌溉量處理?xiàng)l件下，苜蓿的株高、葉莖比、生長(zhǎng)速度、莖粗呈現(xiàn)出隨灌溉量的增加而逐漸增加的趨勢(shì)，W3處理顯著大于W1處理(P<0.05)，除生長(zhǎng)速度和莖粗外，W2處理與W1、W3處理的株高、葉莖比差異不顯著(P>0.05)，兩茬表現(xiàn)出相同的變化規(guī)律。相同灌溉量不同灌溉定額分配模式下，建植當(dāng)年苜蓿的株高、葉莖比、生長(zhǎng)速度、莖粗均為Q1處理最大，其次分別為Q2、Q3處理，且第1茬苜蓿各生長(zhǎng)性狀指標(biāo)均為Q1、Q2顯著大于Q3處理，第2茬均為Q1顯著大于Q3處理，兩年表現(xiàn)出相同的規(guī)律(表3)。

2.2 產(chǎn)量

不同灌溉量條件下，除2014年苜蓿第1茬外，隨灌溉量的增大苜蓿建植當(dāng)年各茬次干草產(chǎn)量均呈增加的趨勢(shì)，總干草產(chǎn)量表現(xiàn)出相同的規(guī)律，均為W3處理最大，其次分別為W2、W1處理，且W3、W2處理顯著大于W1處理(P<0.05)，但W3、W2處理間差異不顯著(P>0.05)(表4)。可見(jiàn)，灌溉量的增加有利于苜蓿建植當(dāng)年干草產(chǎn)量的形成，但當(dāng)灌溉量達(dá)到一定額度時(shí)苜蓿干草產(chǎn)量增加效果不明顯。相同灌溉量不同灌溉定額分配條件下，苜蓿建植當(dāng)年各茬次干草產(chǎn)量均為Q1處理最大，其次分別為Q2、Q3處理，且Q1、Q2、Q3處理間差異均顯著(P<0.05)，苜蓿建植當(dāng)年總干草產(chǎn)量變化呈現(xiàn)相同趨勢(shì)，年際間苜蓿建植當(dāng)年各茬次產(chǎn)量及總干草產(chǎn)量表現(xiàn)出相同的變化規(guī)律。

表3 苜蓿的株高、葉莖比、生長(zhǎng)速度、莖粗

注：同列中不同小寫(xiě)字母表示同一年份不同處理間差異顯著(P<0.05)，表4同；W1、W2和W3表示灌溉量分別為3 750、4 500和5 250 m3·hm-2，Q1表示刈割前灌溉本茬次總灌水量的35%+刈割后灌溉本茬次總灌水量的65%，Q2表示刈割前灌溉本茬次總灌水量的50%+刈割后灌溉本茬次總灌水量的50%，Q3表示刈割前灌溉本茬次總灌水量的65%+刈割后灌溉本茬次總灌水量的35%。下同。

Note: Different lowercase letters within the same column for the same year indicate a significant difference among different treatments (P<0.05)，similarly fer the Table 4； W1、W2and W3indicate irrigation quota of 3 750, 4 500 and 5 250 m3·hm-2, respectively; Q1, Q2and Q3was the irrigation distribution before and after mowing with 35%+65%, 50%+50%, and 65%+35%, respectively; Similarly for the following tables.

表4 2104和2015年不同灌溉處理下苜蓿干草產(chǎn)量(kg·hm-2)

2.3 苜蓿各生長(zhǎng)性狀與干草產(chǎn)量之間的關(guān)系

為了分析苜蓿各生長(zhǎng)性狀與干草產(chǎn)量之間的關(guān)系，明確苜蓿干草產(chǎn)量構(gòu)成中各生長(zhǎng)性狀的貢獻(xiàn)率，選取第2茬苜蓿各生長(zhǎng)性狀與產(chǎn)量數(shù)據(jù)的平均值并將其擬合。結(jié)果表明(圖1)，在相同灌溉量條件下，苜蓿建植當(dāng)年相同生長(zhǎng)性狀指標(biāo)與干草產(chǎn)量的擬合模型二次方程的決定系數(shù)(R2)均高于線性方程的R2，苜蓿第1茬和第2茬表現(xiàn)出相同的規(guī)律。兩種擬合方程中各生長(zhǎng)性狀的決定系數(shù)大小均為葉莖比>莖粗>株高，葉莖比、莖粗的決定系數(shù)顯著大于株高的決定系數(shù)(P<0.05)。說(shuō)明二次方程的擬合程度好于線性方程，在苜蓿各生長(zhǎng)性狀與干草產(chǎn)量的模型擬合中應(yīng)首選二次方程模型；各茬次中葉莖比和莖粗與苜蓿干草產(chǎn)量形成相關(guān)性更大。

2.4 營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)

不同灌溉量條件下，隨灌溉量的增加苜蓿建植當(dāng)年各茬次粗蛋白(CP)含量均逐漸增大，且各茬次苜蓿的CP含量大小均為W3處理顯著大于W2、W1處理(P<0.05)(表5)。各茬次苜蓿的中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)含量均隨灌溉量的增加呈先降低后升高的變化趨勢(shì)，且各茬次苜蓿的NDF、ADF含量均為W3處理大于W1、W2處理，年際間不同處理下苜蓿各茬次的CP、NDF、ADF含量表現(xiàn)出相同的規(guī)律。相同灌溉量不同灌溉定額分配條件下，苜蓿建植當(dāng)年各茬次苜蓿CP含量均為Q1處理最大，其次分別為Q2、Q3處理，且Q1、Q2處理顯著大于Q3處理(P<0.05)；各茬次苜蓿的NDF、ADF含量均為Q1處理最小，其次分別為Q2、Q3處理，且Q1與Q2處理、Q2與Q3處理間差異不顯著(P>0.05)，而Q1與Q3處理間差異顯著(P<0.05)。

2.5 苜蓿生長(zhǎng)性狀與營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)之間的關(guān)系

為了分析苜蓿各生長(zhǎng)性狀與營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)之間的關(guān)系，明確影響苜蓿營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的各項(xiàng)具體生長(zhǎng)性狀指標(biāo)，將苜蓿各生長(zhǎng)性狀與CP、NDF含量進(jìn)行擬合。結(jié)果表明(圖2、3)，在相同灌溉量條件下，苜蓿建植當(dāng)年相同生長(zhǎng)性狀指標(biāo)與CP、NDF含量的擬合模型中也表現(xiàn)為二次方程的決定系數(shù)(R2)均高于線性方程的R2，說(shuō)明二次方程的擬合程度好于線性方程，苜蓿第1茬和第2茬表現(xiàn)出相同的規(guī)律。苜蓿第2茬各生長(zhǎng)性狀指標(biāo)與CP含量的擬合中，擬合方程中各生長(zhǎng)性狀指標(biāo)的決定系數(shù)大小順序?yàn)槿~莖比>莖粗>生長(zhǎng)速度>株高，葉莖比、莖粗、生長(zhǎng)速度的決定系數(shù)顯著大于株高的決定系數(shù)(P<0.05)(圖2)。苜蓿第2茬各生長(zhǎng)性狀指標(biāo)與NDF含量擬合差異不顯著(P>0.05)(圖3)，且線性方程與二次方程的決定系數(shù)變化規(guī)律不一致，以二次方程為例，擬合方程中各生長(zhǎng)性狀指標(biāo)的決定系數(shù)大小順序表現(xiàn)為莖粗>生長(zhǎng)速度>株高>葉莖比。

圖1 苜蓿生長(zhǎng)性狀與第2茬干草產(chǎn)量之間的關(guān)系

注：* 表示顯著相關(guān)，圖2、圖3同。

Note: * indicate significant correlation at the 0.05 level, similarly for the Fig.2 and Fig.3.

表5 各茬次苜蓿的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)(%)

注：同行不同小寫(xiě)字母表示處理間差異顯著(P<0.05)。

Note: Different lowercase letters within the same row indicate significant difference among different treatments at the 0.05 level.

圖2 苜蓿生長(zhǎng)性狀與粗蛋白含量之間的關(guān)系

圖3 苜蓿生長(zhǎng)性狀與中性洗滌纖維含量之間的關(guān)系

3 討論

3.1 灌溉定額分配對(duì)苜蓿植株生長(zhǎng)性狀的影響

大田作物產(chǎn)量的提高與灌溉有著直接的關(guān)系[15-16]，合理的灌溉方式是干旱區(qū)實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)節(jié)水的重要途徑。在新疆干旱區(qū)棉田，滴灌技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)大水漫灌方式可增產(chǎn)20%～30%[17]。而對(duì)于新疆綠洲區(qū)苜蓿，滴灌方式更有利于苜蓿干草產(chǎn)量的提高[7]。對(duì)苜蓿生長(zhǎng)性狀與干草產(chǎn)量關(guān)系的研究表明，枝條密度、比葉重、單枝干重、株高、單枝復(fù)葉數(shù)、光合速率、莖葉比和鮮干比等生長(zhǎng)性狀與多葉型苜蓿草產(chǎn)量顯著相關(guān)，株高、枝條密度、比葉重、節(jié)間數(shù)、鮮干比和莖葉比等生長(zhǎng)性狀與普通三葉型苜蓿草產(chǎn)量顯著相關(guān)，且莖葉比的降低能夠促進(jìn)苜蓿草產(chǎn)量的提高[18]。李治國(guó)等[19]采用主成分分析法研究發(fā)現(xiàn),葉片數(shù)、枝條性狀、根蘗數(shù)及根頸粗度是影響三葉型紫花苜蓿干草產(chǎn)量的主要構(gòu)成因子。本研究表明，滴灌條件下隨灌溉量的增加，苜蓿的株高、葉莖比、生長(zhǎng)速度、莖粗呈現(xiàn)出明顯的增加趨勢(shì)，而灌溉量不變的條件下，刈割前灌溉本茬次總灌水量的35%，并在刈割后灌溉本茬次總灌水量的65%，建植當(dāng)年苜蓿的株高、葉莖比、生長(zhǎng)速度、莖粗均為最大(表3)，進(jìn)而影響苜蓿干草產(chǎn)量(表4)。說(shuō)明合理的灌溉定額分配有利于苜蓿草產(chǎn)量構(gòu)成的各生長(zhǎng)性狀指標(biāo)的形成。

3.2 苜蓿各生長(zhǎng)性狀與產(chǎn)量之間的關(guān)系

苜蓿產(chǎn)量形成與植株生長(zhǎng)性狀關(guān)系密切[20]。研究表明，苜蓿鮮草產(chǎn)量與莖數(shù)、株高正相關(guān)，且在鮮草產(chǎn)量保持一定水平時(shí)，莖數(shù)與莖高負(fù)相關(guān)[21]。王亞玲[22]研究發(fā)現(xiàn)，生長(zhǎng)高度、生長(zhǎng)速度、再生速度與苜蓿草產(chǎn)量的相關(guān)性達(dá)到極顯著水平，且生長(zhǎng)高度、生長(zhǎng)速度、再生速度、分枝數(shù)對(duì)草產(chǎn)量的直接效應(yīng)均為正值。本研究表明，滴灌條件下，建植當(dāng)年苜蓿的葉莖比、莖粗、株高等生長(zhǎng)性狀指標(biāo)與干草產(chǎn)量具有明顯的相關(guān)關(guān)系，二次方程擬合程度均好于線性擬合，且苜蓿第2茬各生長(zhǎng)性狀與干草產(chǎn)量的擬合程度均高于第1茬(圖1)，說(shuō)明苜蓿建植當(dāng)年第1茬各生長(zhǎng)性狀指標(biāo)存在很大的不穩(wěn)定性，其可能原因?yàn)檐俎＝ㄖ伯?dāng)年苗期生長(zhǎng)緩慢，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，第1茬產(chǎn)量形成沒(méi)有一個(gè)明確的產(chǎn)量記錄初始界定點(diǎn)。苜蓿各生長(zhǎng)性狀與第2茬干草產(chǎn)量的相關(guān)性更高，且各茬次中對(duì)苜蓿干草產(chǎn)量形成貢獻(xiàn)率最大的是葉莖比和莖粗，株高對(duì)苜蓿干草產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率較小。這與何俊彥等[21]研究認(rèn)為株高對(duì)苜蓿產(chǎn)量貢獻(xiàn)率最大、劉磊等[23]提出植株高度是苜蓿干草產(chǎn)量一個(gè)很好的預(yù)測(cè)指標(biāo)的結(jié)論不一致，這主要是因?yàn)橐陨涎芯坎](méi)有將莖粗和株高放在一起分析其對(duì)苜蓿干草產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率，且在一定程度上苜蓿的莖粗決定了其植株的高度，對(duì)草產(chǎn)量而言二者具有很高的相關(guān)性。

3.3 苜蓿各生長(zhǎng)性狀與營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)之間的關(guān)系

苜蓿各生長(zhǎng)性狀對(duì)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)形成具有重要的影響。研究表明，隨著牧草的成熟，莖葉比逐漸增加，粗蛋白質(zhì)含量明顯下降，且紫花苜蓿的粗蛋白含量與株齡(半月齡)呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，粗纖維含量與株齡呈顯著正相關(guān)關(guān)系[24]。王亞玲[22]研究認(rèn)為，各生長(zhǎng)性狀對(duì)苜蓿粗蛋白質(zhì)含量的直接貢獻(xiàn)大小為生長(zhǎng)高度>莖葉比>鮮重>生長(zhǎng)速度>分枝數(shù)>再生速度。另有研究發(fā)現(xiàn)，粗蛋白含量與節(jié)間數(shù)、葉莖比顯著正相關(guān)，與株高、節(jié)間長(zhǎng)顯著負(fù)相關(guān)[25-26]。本研究表明，苜蓿建植當(dāng)年各生長(zhǎng)性狀指標(biāo)葉莖比、莖粗、生長(zhǎng)速度對(duì)粗蛋白含量的貢獻(xiàn)率顯著大于株高(圖2)，與前人研究結(jié)果一致，主要是因?yàn)榇值鞍字饕性谲俎Ｈ~片中，而葉片中的粗蛋白含量比莖高2～3倍。苜蓿各生長(zhǎng)性狀不僅與粗蛋白含量密切相關(guān)，而且與中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維含量有著重要的關(guān)系。研究表明，苜蓿的中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維含量與葉莖比顯著負(fù)相關(guān)[24]，紫花苜蓿的粗纖維含量與株齡和莖葉比正相關(guān)[26]，各生長(zhǎng)性狀對(duì)苜蓿中性洗滌纖維含量直接貢獻(xiàn)大小為生長(zhǎng)高度>分枝數(shù)>鮮重>生長(zhǎng)速度>莖葉比>再生速度[22]。本研究表明，苜蓿建植當(dāng)年各生長(zhǎng)性狀指標(biāo)與中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維含量擬合差異不顯著，但各生長(zhǎng)性狀指標(biāo)的二次方程的擬合程度大小順序?yàn)榍o粗>生長(zhǎng)速度>株高>葉莖比(圖3)。說(shuō)明莖粗對(duì)建植當(dāng)年苜蓿纖維含量具有決定性的作用，這可能與苜蓿莖稈的主要成分是纖維素有關(guān)?？梢?jiàn)，莖粗可以作為苜蓿營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)中纖維含量高低評(píng)價(jià)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。

4 結(jié)論

1)滴灌苜蓿建植當(dāng)年，不同的灌溉量及灌溉定額分配對(duì)苜蓿干草產(chǎn)量及營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)具有重要的影響。相同灌溉量條件下，刈割前灌溉本茬次總灌水量的35%，并在刈割后灌溉本茬次總灌水量的65%，能夠顯著提高滴灌苜蓿建植當(dāng)年干草產(chǎn)量及粗蛋白含量，降低中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維含量，進(jìn)而提高苜蓿的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。

2)從苜蓿各生長(zhǎng)性狀與干草產(chǎn)量及營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的擬合來(lái)看，葉莖比、莖粗對(duì)苜蓿建植當(dāng)年干草產(chǎn)量形成及營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)改善的影響最大，其次分別為生長(zhǎng)速度和株高。

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(責(zé)任編輯 武艷培)

Effects of irrigation quota and distribution on the production performance of alfalfa in the first growth year

Zhang Qian-bing1,2, Yu Lei1,2, Ma Chun-hui1,2, Lu Wei-hua1,2, He Hai-xiu3

(1.The College of Animal Science & Technology, Shihezi University, Shihezi 832003, China;2.Key Laboratory of Oasis Ecology Agriculture of Xinjiang Production and Construction Groups, Shihezi 832003, China;3.Tenth Division Academy of Agricultural Sciences of Xinjiang Production and Construction Groups, Aletai 836000, China)

This study explored the effects of irrigation quota and distribution on the production performance of alfalfa (Medicagosativa) in the first growth year. Three irrigation quota treatments were conducted: 3 750, 4 500, and 5 250 m3·hm-2. Three irrigation distribution models were conducted under the same irrigation quota of 4 500 m3·hm-2. The irrigation quota was divided before and after mowing at 35%+65%, 50%+50%, or 65%+35%. The leaf∶stem ratio and stem diameter were most strongly affected; these increased hay yield and improved nutritional quality. The next-strongest effects were on the growth rate and height in all growth traits of alfalfa. An irrigation quota of 4 500 m3·hm-2enhanced hay yield and improved nutritional quality of first-year alfalfa. The 35%+65% irrigation distribution could significantly improve the hay yield and crude protein, reduce NDF and ADF(P<0.05), and thus enhance the nutritional quality of alfalfa.

alfalfa; irrigation quota; first growth year; hay yield; nutritional quality; drip irrigation; oasis

Ma Chun-hui E-mail：chunhuima@126.com

10.11829/j.issn.1001-0629.2016-0303

2016-06-03 接受日期：2016-09-26

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31660693)；石河子大學(xué)青年創(chuàng)新人才培育計(jì)劃項(xiàng)目(CXRC201605)；兵團(tuán)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣專(zhuān)項(xiàng)(CZ0021)；兵團(tuán)博士資金專(zhuān)項(xiàng)(2012BB017)；國(guó)家牧草產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項(xiàng)目(CARS-35)

張前兵(1985-)，男，甘肅靜寧人，副教授，博士，主要從事栽培草地高效生產(chǎn)研究。E-mail：qbz102@163.com

馬春暉(1966-)，男，新疆哈密人，教授，博士，主要從事飼草生產(chǎn)與加工方面的研究。E-mail：chunhuima@126.com

S816.11;S551+.707

A

1001-0629(2017)3-0582-10*

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