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绿洲区滴灌苜蓿优质高效生产管理与科学施策

2019-02-15张前兵张凡凡张新田鲁为华

草食家畜 2019年1期
关键词:干草绿洲苜蓿

于 磊 ,张前兵 ,张凡凡 ,吴 昊 ,张新田 ,鲁为华

(1.新疆石河子大学动物科技学院,新疆 石河子 832003;

2.新疆生产建设兵团绿洲生态农业重点实验室,新疆 石河子 832003;

3.新疆生产建设兵团畜牧兽医工作总站,乌鲁木齐 830001)

苜蓿种植生产是绿洲农业的重要组成部分。早在2100余年前苜蓿就从原产地中亚绿洲区的土库曼斯坦等国家,经丝绸之路传入我国,之后一直作为重要的牧草作物进行种植。处在西部干旱区绿洲特殊的生态环境(高温干燥、强光照、强蒸发、昼夜温差剧烈变幅和土壤矿质元素地表富集等)造就了苜蓿与绿洲环境的长期协同进化所表现出的生物学特征与生理机制等高度相适应的一种客观性选择体现,已成为绿洲农业生产经营中重要的作物构成者之一。苜蓿种植生产为绿洲区养殖业经营提供优质饲料的同时,又为绿洲农田的“培肥改土”提高地力和整体绿洲农业生态系统的改善创造出优越条件[1]。

绿洲区农业节水滴灌技术在棉花种植栽培上的成功实践,已经引发出了灌溉农业的一场革命,并为绿洲区其他主要作物引入、移植吸收或嫁接等创造了先决条件。目前,绿洲区几乎所有的种植作物都实现了节水滴灌技术的应用,创造出农业作物种植栽培生产的新样式,从而使整个绿洲区大农业迈上了现代农业发展的更高层次和更高水平阶段。绿洲作物栽培技术更加趋于精准性和可控性,农业用水的生产效率明显提高,作物增产增效显著,整体绿洲农业的生产能力得到大幅度提升,并且实现了质的飞跃[2-3]。因此,开展滴灌苜蓿优质高效生产的田间管理总结及提出相应的科学施策,对绿洲区滴灌苜蓿提质增效具有重要的田间参考及实际指导意义。

石河子绿洲垦区是最早探索引用节水滴灌技术进行大田苜蓿种植生产的区域。早在2008年,地处莫索湾垦区的147团、148团就把棉田滴灌系统引入到苜蓿大田种植栽培之中。通过对田间滴灌系统的支管浅埋和毛管表面覆土掩盖等技术方法,成功解决了田间收获饲草时机械作业对地面滴灌系统,特别是对毛管造成损坏的问题。与此同时,又根据苜蓿种植栽培和生长发育规律等相应地调整其滴灌系统的田间布置、灌溉需水的滴灌节律供给和水肥一体化适时调配等技术措施的合理运用,从根本上改变了苜蓿种植生产的传统经营模式,促使大田苜蓿干草生产潜在能力最大限度地释放出来,单位面积干草产量较绿洲区地表灌溉的传统苜蓿栽培方式普遍增产在40%以上。正是滴灌苜蓿生产显著增产增效的突出优势,促使滴灌苜蓿种植面积迅速在全疆范围内的绿洲区推广扩大,当前在南、北疆的兵团绿洲垦区滴灌苜蓿种植已成为苜蓿大田生产的主流形势。经过几年的滴灌苜蓿种植栽培实践,吸收棉花滴灌栽培管理技术的成功经验,不断调整与改进滴灌苜蓿栽培技术的匹配适应,加强了水肥一体化施策调控,使节水滴灌苜蓿种植栽培的增产水平得到不断提升的同时,初步创建出绿洲区滴灌苜蓿栽培高产的新模式。如石河子垦区148团大田平均苜蓿干草产量为23.46 t/hm2,最高单产达到30.0 t/hm2[4],创造出大田苜蓿高产栽培生产的全国最高纪录,使绿洲区苜蓿种植生产的潜在能力充分地释放。正是因为节水灌溉技术在大田苜蓿种植栽培上的实施应用,才大幅提升了苜蓿大田生产的整体经营水平,并由此促使绿洲区苜蓿种植生产迈上了更高层次、更高水平的新的历史发展阶段。

为了使节水灌溉苜蓿种植和栽培能够纳入到更加合理、更加科学运行的轨道,需要对现已建立和运行的新的滴灌苜蓿生产模式进行改进、完善和更进一步优化,确保各项技术施策更加精准、更加具有时效性和可靠性,力求把绿洲区苜蓿生产的潜在能力最大限度地挖掘出来,促使绿洲区滴灌苜蓿种植生产更加优质、高产和高效,力争在绿洲区有限的水土资源条件下生产出更多更优的苜蓿干草,为养殖业的健康发展创造强大的物质支撑条件。经过本课题组长期的实地调查、田间试验及查阅相关文献分析,提出新疆绿洲区滴灌苜蓿优质高效生产的管理措施与科学施策,具体如下:

1 滴灌苜蓿合理的田间供水量与需水供给的科学施策

苜蓿为高需水量的绿洲种植牧草作物,特别是欲求获得高的饲草生产量,在生长季期间满足其充分的需水供给是最基本的前提条件之一。相对于其它灌溉方式,滴灌方式下苜蓿具有明显的干草产量优势(表1)。我们研究表明:在其它条件相同时(苜蓿品种、生长年限、大田环境、管理措施等)与地表漫灌相比较,滴灌条件下苜蓿田间总的水分利用效率提高42%~44%;田间滴水量在4 200 m3/hm2(不考虑生长季期间的自然降水量),滴灌苜蓿在生长第二年收获三茬时总的干草产量达到21.09 t/hm2,滴灌水量对田间苜蓿生产的综合效率最好;若田间滴水量增加到5 250 m3/hm2时,苜蓿干草产量可达22.59 t/hm2,虽增加了苜蓿产草量,但田间水分利用效率呈现下降。

表1 不同灌溉处理下苜蓿干草产量

除滴灌苜蓿供水总量外,田间供水时间和滴水定额分配也是关系到能否获取滴灌苜蓿高效生产的关键因素之一。绿洲区传统的苜蓿生产采取的办法为每茬收获干草后进行灌溉。滴灌苜蓿是在遵循此规律供水的同时,所采用的行之有效的方法是,在两茬收获干草之间分两次田间灌水,即全生长期收获四茬苜蓿共分8次滴水,每次滴水量600~750 m3/hm2;在春季苜蓿返青后3~5 d内及时滴水,并辅以滴施尿素(75 kg/hm2),以促使苜蓿尽快度过初期生长时段,在苜蓿生长发育至收割前8~10 d(苜蓿生长处在现蕾时)再行滴水一次,两次滴水分配为各占一半[4]。我们通过采用苜蓿收获两茬次之间分配滴水量不变,但先后滴水量的安排不同,以探讨供水不同定额对滴灌苜蓿干草产量的影响。试验研究结果表明:在田间总供水量和每茬次之间分配量同一情况之下,采取35%(收割前)+65%(收割后)滴水分配模式要比50%+50%(收割前后滴水量各占一半)实际增加滴灌苜蓿总干草产量的8.2%,比65%(收割前)+35%(收割后)实际增加干草产量19.3%。这一结果进一步表明,在田间供水总量不变时,滴灌供水时期和供水量的分配方式,也是影响田间苜蓿生产的重要因素[5-7]。

对于滴灌苜蓿田间供水量及滴水分配模式研究探索,我们的实践认识和结论主要有以下两点:一是,荒漠绿洲区滴灌苜蓿大田种植栽培条件下,田间供水总量一般控制在5 250~6 000 m3/hm2就可达到22.5 t/hm2或以上的干草产量,过多供水(>6 000 m3/hm2)或供水过少(<4 500 m3/hm2)都会影响到优质高产和田间灌溉成效;二是,在年收获4茬和分8次滴灌供水时,两茬收割之间分两次滴水时,以先滴水量占65%与后滴水量占35%时的供水分配量更会有利于获得更高的苜蓿干草产量。

2 滴灌带的田间合理布置与苜蓿播种技术的最佳匹配方式

滴灌带(田间毛管)的田间布置是否合理关系到滴灌供水是否均衡性和成效性的基本因素,苜蓿建植播种技术同田间滴灌系统的最佳匹配方式则是提高田间供水利用效率和增加产量的有效手段之一。

苜蓿种植和生产不同于其他农作物(苜蓿属于一次建植数年生产,当年生长多次收获),客观上对田间滴灌系统的配置提出了更高要求和增加了技术难度。首先在田间滴灌材料(滴灌毛管、田间支管)选择上应同滴灌苜蓿生产特点要求(一次铺设布置数年使用)相符合,以确保田间供水的多年正常运行和滴水的均匀性分配。其次是滴灌带布置与苜蓿种植匹配间距的合理性设置处理,虽然实际生产中已经探索出了一些成熟经验,即依据滴水的田间土壤湿润峰走向与水分土壤扩散方式等特点,采用60 cm滴灌带间距较70 cm或80 cm间距对苜蓿生长的供水成效要好,水分的利用效率高,且苜蓿田间生长势的均匀性佳。我们就此进行了滴灌带田间不同间距与苜蓿种植行距之间的对比试验,研究结果是,滴灌带的田间布置与苜蓿种植行距之间最为合理匹配结合,是设置60 cm滴灌带间距与苜蓿株行距20 cm处理,即2条滴灌带之间管控3行或为“1管1.5”个苜蓿株行的供水效果最为理想,供水利用率最佳。打破田间地表灌溉方式时采用的苜蓿行距30 cm传统栽培模式,设置滴灌苜蓿种植20 cm行间距,相对增加了苜蓿田间株数,提高了滴灌供水的利用效率。

另外,鉴于苜蓿生产的特殊性,必须对田间滴灌系统采取保护性措施,以避免地面机械作业时(田间收获、调制干草、捡拾打捆等)造成的损坏。采用对滴灌毛管的地面浅层埋土的方法,以避免对毛管的机械损坏,但对滴灌毛管的地面覆土掩埋的深浅以何深度为最佳,则是应该正确认真处理的技术问题。毛管伏埋深时可以避免田间机械作业时造成的损坏,但毛管埋覆土过深则会增加滴灌系统及田间毛管滴水过程时的运行压力,或是出现“爆管”现象,影响其田间供水的均匀性效果。相反,对滴灌毛管伏埋过浅或仅为浮土掩盖,易会造成滴灌毛管出现地表暴露而造成田间机械作业时对滴灌带的损坏。因此,合理的滴灌系统田间伏埋土深度则成为滴灌苜蓿高效生产的基本条件之一。依据我们多年实践认知和大田生产经验总结认为:正确和较合理的田间滴灌系统伏埋保护方案应是设定滴灌毛管埋伏入土深度在5~8 cm,田间供水支管则需要挖沟深埋于地表下20 cm土层为宜。

3 适宜的播种期选择和建植管理

绿洲区传统苜蓿生产是根据气候条件和农事活动变化等选择春播、秋播和冬播等不同的播种时期进行建植。滴灌苜蓿生产因本身所具有的独特性则需对播种建植时期进行特定的选择安排,现在绿洲区普遍采用春播和秋播建植期,就是对滴灌苜蓿播种时期最佳适宜性的选择安排。

同春播比较,秋季播种苜蓿建植的优越性表现突出,即易建植、苗期好管理,来年初期生长快,抑制田间杂草力强等,而且头茬收获干草产草量多、杂草率低,整体获得苜蓿干草品质好。因此,滴灌苜蓿种植生产应以秋播建植为最佳选择安排。只要是客观条件和农事活动安排能允许的情况下,优先选择秋播建植。需要特别强调的是:秋播时间越提早则越有利于苜蓿幼苗期更多时间利用光热条件,进行更长时间的生长发育过程,为来年的再生和高产创造更多有利的前提条件;其次,秋播时间应该在9月中旬(9月20日)前完成田间播种工作,之后尽快滴灌供水,促其田间苜蓿种子萌发和正常的幼苗生长,争取在进入初冬停止生长之前有1个月余的幼苗期生长时间,以保证田间苜蓿幼苗的安全渡冬。

春播是绿洲区苜蓿生产中最为普遍采用的苜蓿建植时间安排。其特点是可同主要农作物的播种时期相同,在整个农业生产环节上方便于统筹安排,同时春播苜蓿的整个建植当年生长时间长,可以在播种当年收获饲草,见到生产效益。但春播苜蓿建植当年田间杂草侵害严重,苜蓿幼苗期缓慢的生长发育过程,难于抗拒强大的田间杂草的生长竞争,阻碍了苜蓿正常田间生长的同时,造成建植当年苜蓿头茬干草生产量减降和收获干草中杂草比重很大等。传统的苜蓿生产在春播建植中常采用小麦等禾谷类作物混合播种,作为掩护性措施以控制田间杂草。采取春季保护作物同苜蓿混播(或套播)的建植模式是春播苜蓿建植生产的成功实践,同样适用于滴灌苜蓿的建植生产。在滴灌苜蓿春播建植时应该特别强调,一是掩护作物选择,二是掩护作物适宜田间播种量的确定。鉴于绿洲区特定气候条件和适应作物生长特点,选择春小麦用作掩护作物是最佳的匹配。正确把握确定掩护作物适宜田间播种量,欲求能达到苜蓿幼苗期的正常生长与抑制杂草侵害的掩护作物田间生长密度之间的最佳平衡点,这成为滴灌苜蓿建植当年实现高效生产的重要条件之一。我们的研究结论是,滴灌苜蓿春播采用小麦作为掩护作物时,其田间播种量以120~180 kg/hm2为宜,可在有效减轻田间杂草危害的同时,能够掩护苜蓿建植当年第一茬干草生产的高产和优质。

另外,在小麦掩护作物的利用上,传统生产经营是采用籽实收获以增加苜蓿建植当年的田间收益。而滴灌苜蓿生产是以获取苜蓿优质高产干草为追求目标,尤其是应该在苜蓿种植当年增加田间干草生产量为目的。应把小麦地上部分绿色植株体生长量用作优质饲草收获,即在小麦生育时期达到灌浆时节,其全株体营养物质含量达到最佳阶段时进行饲草收获,调制为优质干草用于奶牛生产的饲料供给。我们的试验研究结论:小麦掩护作物田间播种量在120 kg/hm2,生长至灌浆期刈割收获,割茬高度为25 cm左右,收获小麦青干饲草4.77~5.48 t/hm2,再加上建植当年收获苜蓿干草平均产量9.51 t/hm2,两者合计是春播建植当年生产优质干草(小麦+苜蓿)14.28~14.93 t/hm2[10]。这是一个可观的苜蓿建植当年优质饲草生产结果,值得生产者们关注及效仿。掩护作物小麦用于青干饲草收获的又一益处,是在满足苜蓿幼苗生长期田间杂草控制的同时,小麦的全株饲草收获可适时解除苜蓿转入快速生长过程时受到的田间不利荫蔽小环境影响,为苜蓿加快生长和物质积累创造了积极条件[11]。

4 滴灌苜蓿合理施肥的科学运筹之策

滴灌苜蓿肥料施用一般采用“水肥一体”模式,即肥随水行的滴水施肥方式。同传统苜蓿田间施肥方式相比,其最大优势特点是施肥的田间可控性、均匀性,肥料的施用成效性显著。正是滴灌苜蓿施肥方式的优越性突出,成为获得苜蓿优质高效生产的关键性措施运用。

滴灌苜蓿生产中现有的施肥模式,是建植当年在播种之前结合田间整地环节进行底肥施撒。一般采用机械地面散施三料磷肥(120 kg/hm2)、尿素(75 kg/hm2);在具有机肥料的条件时,结合施用有机肥15~30 t/hm2。之后,完成翻耕、整地和播种作业等,并在苜蓿种植生产数年内只行少量追肥。在每茬收获后随水滴施尿素75 kg/hm2,每个生长期收获4茬,共施用尿素300 kg/hm2,即可达到收获苜蓿干草22.5 t/hm2的田间高产结果。这一滴灌苜蓿高效生产的施肥运筹模式,在大田生产实践中不失为是成功之策,符合苜蓿生长过程对土壤养分需求规律性特征的合理肥料供给。但是,为实现滴灌苜蓿获取持续性优质高效生产的追求目标,应该遵循苜蓿自身的生物学和生长发育特征的规律性,需要不断改进与完善现有的施肥策略,运用更加科学有效的肥料运用之策,满足苜蓿健康生长的营养元素需要,使苜蓿生长潜在能力能够充分发挥出来。

磷素对于苜蓿生长和生产均至关重要。在苜蓿田间生长的各个年份内,施用磷肥对苜蓿的作用是可以增加叶片和茎枝的数目,从而提高产量,并可以促进根系发育。苜蓿含磷量的临界点为占体内物质总量的0.25%,低于0.23%时则表明为缺磷,而健康植株磷含量为0.30%。我们开展的苜蓿施磷肥的田间试验结论是,在同一田块条件、同一品种(三得利)和相同生长第三年生苜蓿,在地表灌溉方式下,采用春季一次性地面施磷肥(重过磷酸钙)180 kg/hm2时,可提高苜蓿产草量20.1%,对生长第二年相同品种时春季一次性施磷肥180 kg/hm2,可提高产草量10.9%。在滴灌条件时生长期内春季一次性施磷和总施磷量不变,但分三次(每次苜蓿刈割后)均匀施用磷肥,对生长第二年此两种施磷方式获取的苜蓿干草总产量差异不大。这些试验结论说明施磷量可显著提高苜蓿产草量,但不同生长年限苜蓿的增产结果有差别,同时,一次性施磷和分三次施磷在总磷量相同情况下,对苜蓿的增加产量差别不大[12-14]。

苜蓿生长对钾的需要高于任何其他养分,每生产1 t干草需要10~15 kg钾。为获取高效生产施用钾肥意义很大,因为钾可以提高苜蓿对强度刈割的抗性和耐寒性,增加根瘤的数量和质量,提高氮的固定率。增加钾肥的施用量,可以增加苜蓿干物质和粗蛋白的产量。绿洲区土壤属富含钾区域,土壤中自然存在的钾量一般情况而言是可以满足苜蓿生长季干草生产的正常需要。但是,滴灌苜蓿高效生产过程中从田间土壤带走的钾很多,造成土壤缺钾的情况是存在的;苜蓿缺钾时其小叶边缘上出现白斑即缺钾的早期指示,苜蓿缺钾的临界水平值为1.7%。若土壤中钾不足,苜蓿生产的持续力下降,田间生长苜蓿株丛发生退化,株丛密度下降等。对于绿洲区苜蓿施用钾肥及对苜蓿干草生产的增产方面研究文献尚缺。参考有关报道和苜蓿高效生产的客观需要,推荐钾肥量120~210 kg/hm2。对苜蓿施用钾肥主要是氯化钾(KCl),其他化学生产来源钾肥包括有硫酸钾、磷酸钾等。滴灌苜蓿施用钾肥方法可在春季返青时采用机引条播机进行地面一次性撒播,最好同磷肥混合进行一次性田间施用,或采用水肥一体下施用,即在春季田间第一次滴水时,使用溶水性专用钾肥和磷肥全年一次性的随水滴入田间[15]。

目前,绿洲区苜蓿生产中除上述氮、磷、钾常量施肥外,其他肥料的应用与研究,如微肥的使用等尚未见有文献报告。相信随着绿洲区苜蓿生产科学研究的不断加强,会在未来的苜蓿生产实践中见到不同微量元素施用对苜蓿生产的促进作用等方面的报告。

5 滴灌苜蓿高效生产管理及田间科学施策

5.1 适宜的苜蓿品种选择是创造滴灌苜蓿高效生产的最有效措施之一

自本世纪初国外进口苜蓿品种的市场开放以来,世界各地的许多优质苜蓿品种引入并在绿洲区种植落地,产草量高、品质好的引入品种改变了传统绿洲区的苜蓿生产形式,大幅提高了田间苜蓿的生产力水平。根据数年的大田实际生产经验累积和从事绿洲区对引入品种的跟踪试验研究,选择和确定出了适宜在绿洲区生态条件并能满足优质高产需要的苜蓿品种(如三得利、金皇后、WL系列等)已在绿洲区广泛推广种植。目前在绿洲区滴灌苜蓿生产中常选用的品种是三得利、WL系列、新牧系列(新牧1~3号)、巨能、阿迪娜、新疆大叶苜蓿(南疆片区)等。这些种植品种在滴灌条件下都有良好的生产经济表现,均可满足于滴灌苜蓿优质高效生产的目标要求。但是,为了能够促使绿洲区滴灌苜蓿生产的潜在优势条件得到充分地挖掘,故而在品种选择安排上需要更进一步优化,即在重视考虑产能、品质、持续力等生产经济性状时,应同步考虑品种对绿洲区生态特点的更适应性,如抗倒伏性、耐寒性、抗病虫害及对土壤过多盐碱的耐受性等。在滴灌条件下生产经济性状优良,并对绿洲区生态极端条件具有较强适应能力的苜蓿品种选择是我们追求的目标。

根据我们开展的研究实践,结合大田生产跟踪调查,以及进行多因素综合评判,提出绿洲区滴灌苜蓿高效生产的适宜品种选择确定为:WL系列、巨能、三得利、新牧系列;在南疆区生态环境下,应强调选择新疆大叶苜蓿作为首选品种,之后再行上述列出品种安排[16-17]。

5.2 滴灌苜蓿建植田间播种量的正确确定是高效生产的基本前提条件

播种量多少对出苗率和田间植株密度均有直接影响关系,田间成苗的多与少同播种量有直接关系外,还与气候、水分、土壤质地、养分以及本身生长发育表现有关。同时,苜蓿成苗后生长时具有自我调节田间密度的能力,即在一定范围内,成苗密则分枝少,稀植时则分枝多。因此,播种量应该控制在适宜范围之内。另一方面,滴灌条件下所表现出的田间供水的特殊方式(均匀性、可控性、便捷性、适时性)创造了田间苜蓿播种的出苗均匀性好和成苗率高,同传统地表灌溉方式相比较,在相同田间条件下应适当减少播种量,以减降种子用量成本。并且苜蓿生产实践表明,增加播种量虽然可以提高第一年的产草量,但并不能提高以后年份的产草量。据文献表明,播种量为12~16 kg/hm2时,苜蓿能够获得较高的干草产量(表2)。我们在石河子市147团开展了滴灌苜蓿不同田间播种量对苜蓿生产干草产量影响关系的跟踪调查,就设定的同一品种每公顷18.0 kg、22.5 kg和25.5 kg这三个不同播种量时,田间幼苗数和成苗密度最大的为25.5 kg/hm2,生长第一年田间产草量最高的也是25.5 kg/hm2,但同22.5 kg/hm2处理相比较,其产草量差别不大,同18.0 kg/hm2相比具有一定差异。在进入第二个生产年份后,各不同播种量处理之间产草量无明显差别。综合各个因素综合考虑,我们认为滴灌条件下,苜蓿高效生产适宜的大田播种量设定在12~15 kg/hm2之间为宜。即若土地条件好(质地、肥力、地面处理等)和选用苜蓿种子的质价高时,播种量控制在12.0 kg/hm2;若非前者客观条件时,则播种量确定在15.0 kg/hm2。

表2 不同播种量条件下苜蓿干草产量

5.3 滴灌苜蓿种植生产年限是实现高效生产必须考虑的重要因素之一

传统的绿洲区苜蓿生产一般的苜蓿种植年限大都持续维持为4~5年,主要是除考虑获得干草的同时,通过延长种植年限以增加改土肥田的成效。就苜蓿生长年限与持续生产力的表现特征方面我们进行了研究,即通过对4个苜蓿品种同在2004年春播建植,至2008年连续对干草产量跟踪测定和田间比较,得出的结论是,在同一田间管理方式(采用地表灌溉、每年3茬收获、各生长年内不追加施肥措施等)下,在4年的总干草收获量中,第二年产量占总生产量的比例最高,为45.9%~47.9%,第三年产量占30.6%~33.9%,第一年产量占14.5%~17.4%,生长第四年产量最低为4.8%~8.2%[21]。虽然各苜蓿品种之间不同生长年份产草量占有比例具有差异,但生长第四年时获取的干草产量下降比重则表现出相同性。绿洲区滴灌苜蓿应特别突出强调的是优质高效生产为目标的经营模式,因此,滴灌条件下的苜蓿种植合理的生产年限不应超过4年。

在大田生产实践中,一些生产单位的做法是,在苜蓿种植生产的第四年时采取收获第一茬干草之后,即刻翻耕整地种植青贮玉米,以便在当年生长季节内能再收获一次青贮饲料。这是一个非常智慧的农事选择安排,既能在苜蓿第四年生长过程中,较好地利用了头茬苜蓿生长时间长,能够充分利用春季自然水分的条件,获取第一茬产量高占比干草的优势,又能及时调整种植安排,取得更多的饲料生产机会,应该值得借鉴或效法。

5.4 苜蓿生长的田间病虫害防控是获得滴灌苜蓿高效生产的重要保障条件

多年的生产实践表明,在绿洲区独特的生态环境之下,苜蓿生长栽培全过程中造成危害性的病害和虫害很多。据有关文献报道[22-23],新疆发现有苜蓿病害19种;其中,分布较广且危害较重的病害有11种,如褐斑病、白粉病、霜霉病、根腐病等。与此同时,苜蓿虫害也是成为苜蓿生产中的主要危害因素之一,如对苜蓿生产可造成的主要田间害虫是苜蓿盲蝽、叶象甲幼虫、苜蓿夜蛾、蚜虫等,都会造成绿洲区苜蓿生产的严重损失。在一般情况下绿洲区苜蓿生产的田间病虫害存在和危害性发生是表现有一定的规律性的,即苜蓿田间虫害的危及主要发生在头茬苜蓿生长的中后期时间段(孕蕾至开花)期间;病害的危害发生多出现在苜蓿第二茬和第三茬田间生长时期。这是苜蓿虫害和病害自身生物学表现特点与绿洲区生态环境长期协同进化和高度适应性的具体体现。除病虫害之外,还有一种生物侵害一直同绿洲区苜蓿生产长期伴随,即寄生植物菟丝子的存在问题,特别是在传统地表灌溉方式的苜蓿生产中,菟丝子始终是重要的防控对象。随着现代农业发展对作物种子生产和经营水准的高标准要求,通过伴随苜蓿种子进入田间的菟丝子源头已被阻断,加之滴灌供水的特别方式,苜蓿田间菟丝子存在与发展几率降至极低。当前的滴灌苜蓿大田生产实践已得到了实际印证。

苜蓿生产的田间虫害、病害,一般可采用针对性的农药进行及时田间机械喷洒,以达到防治的目的。菟丝子危害防控只要阻断其寄生种子可能进入苜蓿田间的源头是最有效的方法。经多年试验研究和结合大田滴灌苜蓿生产实践,我们的总结经验是,首先应该通过采取直接田间管理手段达到有效防控病虫害的目的,即田间苜蓿生长过程在病虫害发生的初期阶段,或是中期时段(苜蓿生长处在孕蕾期),运用提前收割苜蓿获取干草的手段,以阻止田间危害的加剧和漫延,这样做的好处是既有效防控病虫害田间危害,又可避免因喷施农药对农田及整体绿洲环境造成的不利影响。虽然提前刈割会减少当茬苜蓿产量收获的部分损失,但提前刈割获得的苜蓿干草粗蛋白质含量高,饲用价值更好,从经济学角度而言也是划算的。

6 苜蓿干草收获时间最佳选择与田间干燥技术的科学施用

6.1 苜蓿干草收获最佳时间的正确选择和田间干草调制技术的科学施用是确保滴灌苜蓿优质高效生产系统中的关键环节

传统的苜蓿生产中对收获时间的确定,一般是根据苜蓿生长发育处在初花期阶段,即大田苜蓿株丛见有三分之一(30%左右)开花时作为刈割开镰判断依据,也就是苜蓿生长干物质积累曲线接近峰值和营养物质(主要是粗蛋白)含量由最高值(孕蕾期)下降不多之时的初花期确定收割,这是产量和品质两者都有兼顾的同时,则更是偏重于干草产量的收获决策。进入本世纪以来,伴随着绿洲“奶业”的兴起与蓬勃发展,对苜蓿干草品质和全面营养价值重要性的关注度愈来愈高,借鉴和接受国外苜蓿生产中的先进手段和许多科学理念,逐步把强调苜蓿干草质量与品质要求摆在了更加突出的地位。为保持苜蓿干草粗蛋白质含量达到最高值或接近最高值时采取提前进行收割,即由原初花期时段提前至见花期 (田间≤5%植株)开花时段开镰收割,以提高苜蓿干草的粗蛋白质及可消化总营养物质成分的含量,提升整个苜蓿干草综合营养价值。甚至是为获取更理想的苜蓿干草品质,国外的做法是把刈割时间提前至苜蓿生长期处在孕蕾盛期,目的是为获得高粗蛋白质含量的干草而宁肯牺牲一些干草产量收获。

我们的试验研究结论是,把苜蓿干草收割期提前至见花期时间段(田间≤5%开花数),比初花期时段(田间20%~30%开花数)刈割时苜蓿粗蛋白质含量提高1.5~2.0个百分点,整体的干草饲料品质有了较大提升。石河子垦区大田滴灌苜蓿生产的成功范例是,在从生长第二年开始的整个生长季节收割四茬苜蓿,每茬收割时苜蓿生育时期处在见花至初花时段(5%~10%开花数),苜蓿干草总产量在21~22.5 t/hm2。刈割四茬同刈割三茬相比,尽管总的干草产量收获相差不大,但苜蓿干草的粗蛋白质含量和综合营养价值得到很大的提升。虽然年收获四茬苜蓿干草比收获三茬增加了一次收获过程的投入成本,但却可以通过收获苜蓿干草品质的提升价值(按优质优价收购时)来抵消部分投入成本。

6.2 苜蓿干草收获时刈割留茬高度也是应该注意的技术问题之一

留茬高度直接影响到收获干草的产量,同时也关系到再生草的生长速度等。低茬刈割会伤及苜蓿根颈,减少分枝;相反,高茬收割时在影响收获产量的同时,留茬残余会妨碍新枝生长,影响下次收获。确定苜蓿收割留茬5 cm高度是适宜的,对于增加收获干草产量、刺激再生新枝条的发生,以及提升再生草的生长速度和抑制田间杂草均是有利的。生产实践中大多情况是,大田苜蓿干草是采用机械化收获作业,田间留茬高度都超过了5 cm,一般都在8~10 cm的范围。此留茬高度必然减少了收获干草产量,并不利于再生草的正常生长发育过程。因此,在滴灌苜蓿高效生产的收获干草过程时应注意降低刈割茬口的高度,尽量控制在5 cm左右的高度范围,以增加收获干草产量和创造再生草生长的良好条件。与此同时,在大田苜蓿生产时的最后一茬收获,特别是滴灌苜蓿四茬收割处理时的最后一茬收割,应该注意提高留茬高度到8~10 cm,目的是保护苜蓿安全越冬,为下一个生产年份创造有利条件。

6.3 苜蓿干草的田间调制和干草成品(干草成捆)完成是高效生产中的最后环节,亦是实现最终目标成功与否的最重要、最关键的技术环节过程

苜蓿干草的田间调制属于自然干燥加工过程,气候变化(温度、光照强度、湿度和风力等)对苜蓿干草中水分的散失速度影响很大,关系到调制干草的成效,是不可控制的客观因素。只有遵循调制干草过程的气候变化规律和正确把握时机,合理应用调制技术手段,尽可能的缩短田间调制时间过程,最大限度地把调制干草和成品完成过程中造成的有形损失(枝叶脱落)与无形损失(营养物质消耗)降至到最低点。当前,兵团绿洲垦区苜蓿生产中的整个过程,特别是干草收获过程完全实现了机械化及相关设置装备的完全配套,即从刈割、翻晒、归垄、打捆、运输等各个环节,均采用了最先进的机械配套设备,大大提高了苜蓿干草收获效率的同时,也显著降低了田间干燥调制过程中苜蓿干草的营养物质损失,确保了苜蓿干草成品(干草捆)的品质要求。

为使田间调制干草成品能最大限度地保持在刈割鲜草时的营养价值和品质状态,在此特别需要应注意把握的原则:一是,开始刈割时应密切关注当地的天气预报,避开自然降水条件对田间调制干草造成的不利影响;二是,割草机及配套茎秆压扁一体机械,是以刈割茎秆得到有效破扁为目的,促使青鲜苜蓿茎秆水分能够加快散失速度,减少调制干草过程中因有氧代谢等造成营养损失的有效方式,因此,应该调整和控制好机械压扁滚轮间隙,使刈割苜蓿茎秆得到有效压扁;三是,在田间翻晒、归垄和打捆等环节作业的时间选择上,应特别注意不要在白昼高温干燥天气下开展作业,防止造成叶片及嫩枝的大量脱落,最适宜的田间作业时间段是早晨和傍晚之时;四是,田间干草打捆时间确定是以调制干草中含水率的多寡为根本依据的,含水率过多的干草打捆虽然能减少叶茎枝的脱落损失,但却会发生成品草梱霉变的风险,相反水分含量过少的干草打捆则会造成过多的脱落损失。最有效的做法是在天气晴好条件下,苜蓿干草中水分含量降至25%~30%时,再用感观判断此时苜蓿植株是处在凋萎状态,在弯曲茎秆尚未发生折断时即可进行田间打捆作业,完成打捆后草捆置于田间自然停放2~3 d,使草捆表面含水率继续下降到20%左右后再进行装运集垛[24-25]。

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