多年生牧草地埋式滴灌综合节水技术集成模式研究

白巴特尔，郑和祥，李和平，张 松(中国水利水电科学研究院牧区水利科学研究所，呼和浩特 010020)

0 引 言

目前，我国水资源供需矛盾日益突出 。在工业、农业、生活和生态等用水单位中，农业用水量约占全国总用水量的70%以上，其中灌溉用水占农业用水的90%以上；然而灌水技术整体水平有待提高，灌溉水利用系数和水分生产率较低[1-3]。因此，农业节水潜力较大，发展节水灌溉新技术势在必行。在该背景下，随着灌水技术的进步和灌溉新材料的发展，地埋式滴灌和痕量灌溉等更具节水潜力的灌溉技术不断发展和应用，并逐步形成规模，特别是在缺水的内蒙古、新疆和宁夏等地具有较好推广应用前景[4]。

紫花苜蓿属于多年生豆科牧草，是多年生牧草的最典型代表，是广大牧区主要种植的优质牧草之一，其特点是适应性强、分布广和品质好，在牧业生产中占有非常重要的地位[5,6]。地埋式滴灌可较好的解决紫花苜蓿等多年生牧草地面滴灌无法解决的难题。首先是机械化操作问题：紫花苜蓿等多年生牧草每年刈割1～3茬，地面滴灌条件下难于对其进行机械化刈割、搂草和打捆[7-9]。其次是滴灌带更新问题：地面滴灌条件下滴灌带一般需要每年更新1次，更新成本在2 250元/hm2左右，农牧民难于承担该项费用。再次是膜下滴灌白色污染问题：地下滴灌无需覆膜，其可以保持表面土壤干燥，减少了表层土壤水分的无效蒸发，同时提高了地温，地温与土壤水分含量成反比，避免了白色污染问题[10]。本文结合紫花苜蓿等多年生牧草地埋式滴灌灌溉试验成果，提出紫花苜蓿地埋式滴灌综合节水技术集成模式，成果对提高干旱、半干旱牧区高效节水灌溉技术水平有指导作用。

1 模式构成

1.1 模式集成方法

将地埋式滴灌技术、农艺技术、农机技术、管理技术有机组合，在多年生牧草实现规模化生产中统一整地、统一播种、统一刈割、统一灌溉、统一施肥、统一病虫害防治的管理，施行规模化、规范化、机械化、标准化技术作业，形成多年生牧草地埋式滴灌综合节水技术集成模式，实现牧草节水节肥增产提质综合效益。

多年生牧草综合节水技术集成方法：研究优选出地埋式滴灌条件下适宜的灌水技术参数组合、适宜于多年生牧草种植和管理的农机和农艺配套技术、灌水种植管理综合技术，并通过进行优化组合形成标准化、规范化、实用的技术集成模式。即：地埋式滴灌技术+农机配套技术+农艺配套技术+种植和灌水管理技术=多年生牧草地埋式滴灌综合节水技术集成模式，其集成技术模式路线见图1。

图1 技术集成模式路线图Fig.1 The route of integrated technology model

1.2 模式集成内容

多年生牧草综合节水技术主要集成内容包括：地埋式滴灌多年生牧草灌水技术、适宜于多年生牧草播种铺管和机械刈割的农机机配套技术、适宜于多年生牧草施肥施药和病虫害防治的农艺配套技术、于多年生牧草地埋式滴灌灌水方法的种植和灌溉管理技术。

其中灌水技术的主要参数包括多年生牧草生育期有效降雨量、地埋式滴灌条件下牧草需水量和优化灌溉制度；农机配套技术包括多年生牧草播种铺管一体化技术、刈割打捆一体化技术；农艺配套技术主要包括多年生牧草品种筛选、水肥一体化技术和牧草病虫害防治技术；管理技术要点主要包括多年生牧草各生育期种植管理要点、灌水管理技术要点和刈割期灌水管理要点等。

2 紫花苜蓿综合节水技术集成模式

对内蒙古自治区鄂托克前旗昂素镇牧区多年生牧草(紫花苜蓿)地埋式滴灌综合节水技术集成模式进行典型设计。鄂托克前旗位于毛乌素沙地，属中温带半干旱大陆性气候，其主要特点是降雨稀少、蒸发强烈，积温较高，适合于多年生牧草紫花苜蓿等的生长，其多年平均气温7.9 ℃，多年平均日照时数2 957.8 h；多年平均降水量260.9 mm，主要集中在每年的6-8月份，雨热同季，年平均蒸发量2 497.6 mm，年平均风速2.58 m/s，年平均无霜期150 d，最大冻土深度1.5 m；该地区土壤砂性强，有机质含量很低，土壤十分贫瘠，不利于农作物生长，通过紫花苜蓿等多年生牧草的种植可有效改良土壤。

2.1 地埋式滴灌灌水技术参数

(1)地埋式滴灌条件下牧草需水量。根据鄂托克前旗示范区灌溉试验成果，对应紫花苜蓿每个生育阶段计算得出各月份的作物需水量及总需水量见表1。从表1中可以看出：牧草生育期总需水量为409.5 mm；而多年平均有效降雨量为171.0 mm，其灌溉需水量为238.5 mm；其中6、7、8月份牧草需水量最大，占牧草总需水量的63.96%，4月份牧草总需水量最小，占作物总需水量的5.69%。

(2)多年生牧草地埋式滴灌关键技术参数。根据研究区对比试验成果，多年生牧草地埋式滴灌采用贴片式滴灌带，壁厚不小于0.4 mm；滴头流量不大于2.0 L/h；滴灌带埋设深度20～25 cm；滴头间距30 cm；滴灌带间距40～60 cm；滴灌带布设长度60～80 m；滴灌工作压力8～10 m。

表1 地埋式滴灌条件下紫花苜蓿需水量 mmTab.1 Alfalfa water requirement in underground drip irrigation

(3)多年生牧草地埋式滴灌推荐灌溉制度。根据上述紫花苜蓿生育期多年平均有效降水量、灌溉需水量和作物需水量，并结合该地区的土壤特性得出平水年紫花苜蓿推荐灌溉制度：每年灌水9次，灌溉定额240 mm；其中4月中旬苜蓿第一茬返青期灌水1次，灌水定额20 mm；5月上下旬紫花苜蓿第一茬各灌水1次，灌水量均为22.5 mm；6月中旬第二茬返青期灌水1次，灌水定额20 mm；6月下旬和7月中旬各灌水1次，灌水量均为22.5 mm； 8月上旬第三茬返青期灌水1次；灌水量20 mm；8月下旬和9月中旬各灌水1次，灌水量均为22.5 mm。

2.2 农机配套技术指标

(1)播种铺管技术要点。播种前耕深18～20 cm，达到土地平整，适合播种作业要求；紫花苜蓿宜采用条播，播量15～22.5 kg/hm2，播种深度1.0～2.0 cm，行距15～20 cm；地埋滴灌实现紫花苜蓿播种、铺管、施肥一体化，滴灌带埋深10～20 cm为宜。

(2)刈割打捆技术要点。采用紫花苜蓿专用机械进行刈割，刈割留茬高度以5～7 cm为宜；刈割后应均匀摊开，翻晒1～2 d，牧草含水量降至25%以下时打捆。

2.3 农艺配套技术指标

(1)品种筛选。根据鄂托克前旗的气候特点和土壤特性，并根据实际应用效果，该地区推荐使用的紫花苜蓿品种有：草原1号、草原2号、甘农2号、巨人和金皇后等。

(2)施肥技术要点。5月上旬紫花苜蓿第一茬拔节期结合滴灌追施尿素75～120 kg/hm2；6月下旬苜蓿第二茬拔节期结合滴灌追施尿素75～120 kg/hm2；8月下旬苜蓿第三茬拔节期结合滴灌追施尿素75～120 kg/hm2、硝酸钾45～75 kg/hm2；全年合计：尿素225～360 kg/hm2、施硝酸钾45～75 kg/hm2。

(3)病虫害防治技术。紫花苜蓿的主要病害有苜蓿锈病；可用代森锰锌0.20 kg/hm2喷雾防治；紫花苜蓿的主要虫害有苜蓿叶象虫、苜蓿蚜虫；苜蓿叶象虫可用50%二嗪农2.25～3 kg/hm2、80%西维因可湿性粉剂1.5 kg/hm2进行药物防治；苜蓿蚜虫可用40%乐果乳油1 000～1 500倍液进行化学防治。

2.4 管理技术指标

(1)播种管理要点。紫花苜蓿苜蓿可以从5-8月全年播种，早播当年可以收割1茬，晚播保证安全越冬即可。

(2)灌水管理要点。灌水前提早检查水源井和滴灌首部的完好情况，做好灌水准备；苜蓿每次收割后不要立即灌水，3～5 d后灌水较好；收割后第1次灌水不要追肥，第2次灌水时结合滴灌按定额统一追肥；使用化学药物防治后， 半月内不可放牧或收割晒制干草。

3 结 语

(1)将地埋式滴灌技术、农艺技术、农机技术、管理技术有机组合，形成“多年生牧草地埋式滴灌综合节水技术集成模式”；主要集成内容包括：地埋式滴灌你多年生牧草灌水技术、适宜于多年生牧草播种铺管和机械刈割的农机机配套技术、适宜于多年生牧草施肥施药和病虫害防治的农艺配套技术、于多年生牧草地埋式滴灌灌水方法的种植和灌溉管理技术。

(2)通过统一整地、统一播种、统一刈割、统一灌溉、统一施肥、统一病虫害防治的管理，实现了多年生牧草地埋式滴灌规模化、规范化、机械化、标准化技术作业，达到了节水节肥增产提质目标。

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