新疆干旱地區(qū)紫花苜蓿淺埋滴灌試驗(yàn)研究

摘 要：為探明新疆干旱地區(qū)淺埋滴灌苜蓿適宜的灌溉制度，進(jìn)行了變定額、變周期的淺埋滴灌試驗(yàn)研究。研究結(jié)果表明，該地區(qū)苜蓿淺埋滴灌栽培適宜的灌水定額為180m3/hm2，灌水周期為10d，全生育期需灌水15次。該灌溉制度下，苜蓿產(chǎn)量為14000kg/hm2左右，粗蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以達(dá)到18.63%，節(jié)水促產(chǎn)穩(wěn)質(zhì)效果顯著。

關(guān)鍵詞：新疆;干旱地區(qū);紫花苜蓿;淺埋滴灌;灌溉制度

紫花苜蓿被譽(yù)為“牧草皇后”，其干物質(zhì)中含粗蛋白質(zhì)15～26.2%，比玉米高1～2倍;賴氨酸含量1.05～1.38%，比玉米高4～5倍。作為適口性好、產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)且兼具防風(fēng)固沙等作用的植物蛋白飼料，在全球畜牧業(yè)發(fā)展中占據(jù)著舉足輕重的地位[1]。我國紫花苜蓿的種植面積有150多萬hm2，主要分布在我國西北干旱和半干旱地區(qū)[2]。其中，新疆地區(qū)苜蓿種植面積已達(dá)10余萬hm2，是我國苜蓿主要種植區(qū)之一[3]。限制該地區(qū)苜蓿生產(chǎn)的主要因子是水資源的匱乏，而傳統(tǒng)的地面灌溉容易造成水肥淋洗，苜蓿產(chǎn)量和水分利用效率低下。相關(guān)研究表明，淺埋滴灌十分適用于苜蓿等多年生牧草的栽培[4]，而該種灌溉條件下如何確定該地區(qū)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的灌溉制度，己成為新疆地區(qū)苜蓿生產(chǎn)中亟待解決的科學(xué)問題[5]。本次試驗(yàn)以新疆地區(qū)苜蓿栽培管理經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，探尋淺埋滴灌條件下較優(yōu)的灌水時(shí)間和灌水量，以期為該地區(qū)苜蓿節(jié)水高效栽培提供技術(shù)支撐。

1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與研究方法

1.1試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2017年4月至10月在阿勒泰地區(qū)節(jié)水試驗(yàn)站進(jìn)行，屬典型內(nèi)陸干旱氣候區(qū)，年均太陽輻射總量549.8kJ/cm2，年均日照時(shí)數(shù)2920 h，年均氣溫3.60C，年均降水量115.6mm，年均蒸發(fā)量1845mm，多年平均無霜期150d。

試驗(yàn)區(qū)耕作層土壤以沙壤土為主，0～60cm深土層土壤平均容重為1.52g/cm3，田間持水量28.3%（體積含水量），土壤滲透系數(shù)為8.81mm/d，土壤有機(jī)質(zhì)含量為0.21%，速效氮、速效磷和速效鉀含量分別為19.61、9.12、91.8mg/kg。灌溉水源為地表水，水質(zhì)較優(yōu)。

1.2試驗(yàn)材料與設(shè)計(jì)

以當(dāng)年直播紫花苜蓿（Algonquin，新牧4號(hào)）為試材，采用條播，行距15cm，播量為16kg/hm2。5月18號(hào)播種，撒播時(shí)先淺耕后撒種，再耙耱。滴灌帶采用專用地埋式滴灌帶，滴頭流量1.2L/h，滴頭間距30cm，采用1管4行布置模式（即一條滴灌帶控制4行苜蓿），滴灌帶間距60cm，埋深15cm。

試驗(yàn)采用灌溉定額單因素4水平隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，灌溉定額分別設(shè)置為2250m?、2700m?、3000m?（當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)水平）三個(gè)水平，共設(shè)4個(gè)處理（詳見表1所示），每個(gè)處理重復(fù)3次，共計(jì)12個(gè)小區(qū)試驗(yàn)（2.0m×12m），各小區(qū)間以防滲膜作防滲處理（防滲膜向地表下延伸100 cm，地表上延伸20 cm）。每次灌水用水表精確控制水量，各處理其它管理措施均相同。

1.3測(cè)定項(xiàng)目與方法

出苗率：苜蓿出苗后采用“小樣方法”進(jìn)行測(cè)定;

株高：待出苗整齊后在每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選定5株苜蓿作為樣株，用鋼卷尺每隔7天測(cè)定;

葉面積：對(duì)樣株分上、中、下三層，從不同方位采集子葉、復(fù)葉各30片，以及真葉10片，用鋼卷尺每隔7天測(cè)定葉片長度（從葉枕到葉尖的距離）和寬度（葉片中部最寬處的長度），采用公式葉面積=葉長×葉寬×校正系數(shù)（校正系數(shù)取0.71）進(jìn)行計(jì)算;

產(chǎn)量：采用樣本推算法（選取長勢(shì)均勻的樣本1m×1m），各小區(qū)樣本收割后自然風(fēng)干，稱干草重;

粗蛋白質(zhì)含量：采用凱氏定氮法測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同灌水處理對(duì)苜蓿出苗率的影響

圖1為紫花苜蓿播后兩周內(nèi)相對(duì)出苗率變化情況，如圖1所示，紫花苜蓿整體出苗呈現(xiàn)出“慢—快—慢”的變化趨勢(shì)，出苗關(guān)鍵期主要集中在播后7到10天。其中，CK處理出苗率始終處于較高水平，最終達(dá)到95.0%;T3處理在灌水前期略低于CK，而在灌水后期出苗率增長最快，最終達(dá)最高值98%;T1、T2處理出苗率始終處于較低水平，苜蓿播后9天內(nèi)，兩處理出苗率無明顯差距，而此后T2處理出苗率較T1處理表現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)，最終T1、T2處理出苗率分別達(dá)到80.2%、85.6%。可見，新疆干旱地區(qū)鹽堿地、干熱風(fēng)等特殊環(huán)境下適當(dāng)增加苗期，尤其是出苗中后期的灌水次數(shù)（灌水定額180-225m3/hm2），能夠促進(jìn)苜蓿芽苗分化，提高出苗率，保證出苗水平。

2.2 不同灌水處理對(duì)苜蓿生長的影響

2.2.1對(duì)苜蓿株高的影響

如圖2所示，苜蓿株高生長整體呈“近似直線”狀態(tài)生長，各灌水處理苜蓿在生長初期的株高生長并沒有明顯差異。6月26日（分枝后期）后，CK處理和T3處理株高生長開始處于優(yōu)勢(shì)水平，且兩處理始終沒有明顯差異，最終均達(dá)到110cm左右;7月24日（開花初期）后，T2處理株高生長逐步優(yōu)于T1處理，至成熟后期，T1、T2處理株高分別達(dá)到89.7cm和97.8cm，較CK處理分別降低18.2%和11.1%?？梢姡陆珊档貐^(qū)苜蓿淺埋滴灌條件下，分枝后期株高隨著灌水量的遞增而增高;進(jìn)入開花期后，適當(dāng)增加滴水2-3次（灌水定額180m3/hm2），有利于苜蓿株高生長，提高外觀品質(zhì)。

2.2.2對(duì)苜蓿葉片生長的影響

葉面積指數(shù)是提高作物產(chǎn)量的重要指標(biāo)，研究非充分灌溉條件下群體葉面積消長動(dòng)態(tài)，對(duì)作物節(jié)水、豐產(chǎn)、高效栽培具有重要作用。如圖3所示，淺埋滴灌條件下，各灌水處理苜蓿葉面積總體呈“緩增—快增—峰值—降低”的趨勢(shì)變化。在8月17日（成熟前期）前，各處理葉面積并無明顯差異;此后，T1和T2處理苜蓿葉片生長開始衰落，而T3和CK處理葉面積繼續(xù)持續(xù)增長至8月24日（成熟中期），并分別達(dá)到最大值783.6cm2和758.9cm2后開始降低;由此可見，苜蓿進(jìn)入成熟期后，適當(dāng)增加1次滴水（灌水定額180m3/hm2），對(duì)于延長葉片生長、提高產(chǎn)草量具有一定促進(jìn)作用。

2.3 不同灌水處理對(duì)苜蓿產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

確定科學(xué)合理灌溉制度的根本在于將有限的灌溉水量得到合理分配，達(dá)到增產(chǎn)提質(zhì)的目的。不同灌水處理苜蓿產(chǎn)量和品質(zhì)測(cè)定結(jié)果如下表所示。

從表2中可以看出，苜蓿全年干草產(chǎn)量以“第一茬產(chǎn)量>第二茬產(chǎn)量>第二茬產(chǎn)量”的規(guī)律形成，第一茬產(chǎn)量占到全年產(chǎn)量的50%以上。其中，T2、T3和CK處理首茬產(chǎn)量差異并不顯著，均在7500kg/hm2以上，說明灌水量是影響苜蓿首茬產(chǎn)量的關(guān)鍵;T3處理第二和第三茬產(chǎn)量均最高，較CK處理提高了6.4%，說明“少澆勤澆”的灌水方式能夠有效促進(jìn)苜蓿后期產(chǎn)量的形成。淺埋滴灌條件下，苜蓿全年產(chǎn)量以T3處理最高，達(dá)到13978.8kg/hm2，較CK處理略有提高;T1、T2處理苜蓿全年產(chǎn)量處于較低水平，與CK比較，分別降低了10.9%和6.8%，這可能與灌水周期過長有關(guān)。

品質(zhì)方面，CK處理苜蓿粗蛋白含量最高，為18.93%;T3次之，較CK略有降低;T1、T2處理苜蓿粗蛋白含量相對(duì)較低，分別為16.35%和17.62%，較CK處理分別降低13.6%和6.9%?？梢姡瑴\埋滴灌條件下，苜蓿灌水定額降低至180m3/hm2，全生育期灌水15次可以與當(dāng)?shù)馗吖嗨浚ü嗨~300m3/hm2，全生育期灌水10次）達(dá)到基本相當(dāng)?shù)男Ч@對(duì)當(dāng)?shù)剀俎９?jié)水提質(zhì)栽培具有指導(dǎo)意義。

3 結(jié)論

綜合苜蓿生長、產(chǎn)量和主要品質(zhì)指標(biāo)，同時(shí)考慮新疆干旱地區(qū)農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)的節(jié)水需求，該地區(qū)苜蓿淺埋滴灌栽培適宜的灌水定額為180m3/hm2，灌水周期為10d，全生育期需灌水15次。該灌溉制度下，苜蓿產(chǎn)量為14000kg/hm2左右，粗蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以達(dá)到18.63%，節(jié)水促產(chǎn)穩(wěn)質(zhì)效果顯著。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：

姓名劉慶，男（出生1969年04月），漢族，籍貫四川，學(xué)歷本科，畢業(yè)學(xué)校成都科技大學(xué)現(xiàn)四川大學(xué)水利水電專業(yè)，職稱水利中級(jí)工程師，職務(wù)技術(shù)負(fù)責(zé)人，從事工作水利工程設(shè)計(jì)施工管理。

單位名稱新疆泓科節(jié)水灌溉工程有限公司。