寒旱区紫花苜蓿不同灌溉方式生长特性分析

马铁成

(新疆维吾尔自治区灌溉排水发展中心，新疆 乌鲁木齐 830000)

新疆作为我国五大牧区之一，历来对饲草人工栽植十分重视，北部典型大陆性寒冷气候的阿勒泰区域更是当地典型畜牧业发展基地，为应对牧区饲草料不足导致的天然草场退化、草畜平衡失调等问题，如何提高当地主要优质牧草紫花苜蓿产量已经迫在眉睫。目前，利用不同灌水技术开展人工种植苜蓿[1]，能有效提高作物亩产量，解决当地牲畜饲草料供给问题。国内外学者以苜蓿生长特性、产量等为对象进行了大量试验研究[2-4]，不同灌水方式是提高作物产量的重要研究指标，并得出苜蓿适宜灌水量和灌水周期[5]。针对寒旱荒漠区开展苜蓿不同灌溉方式相关研究较少，因此，在北疆典型牧区开展苜蓿多种灌溉技术分析，可为牧草种植技术在寒区干旱气候条件下，增产增收提供一定的科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验地选取新疆北部阿勒泰地区阿苇灌区，属于阿尔泰山的丘陵地带，地处乌伦古河上游二台水文站下游10 km处北岸地势平坦区域，平均海拔1100 m。属典型大陆性寒冷干旱气候，年均气温2.5 ℃，无霜期103 d；年均降水量172.2 mm，年均蒸发量1430.1 mm，冬季漫长寒冷。0～80 cm土壤属轻砾石粗沙土，80 cm以下为中砾石粗砂土，田间持水率12%～27%，保水性差，地下水埋藏较深；土壤肥力全氮均值0.33 mg/kg，速效氮均值26.88 mg/kg，速效磷均值3.98 mg/kg，速效钾均值90.98 mg/kg[6]，整体土壤肥力一般。

1.2 试验设计

试验于2016年5月初—8月底开展，选用对比法。作物为3年龄阿尔冈金紫花苜蓿，株行距2 cm×15 cm，下种45 kg/hm2，一年收割两茬，不做杀虫除草处理，采用相同的大田管理方式。全年实测单次降雨量均小于15 mm，对试验不产生影响，无地下水补给。

规定漫灌、喷灌、滴灌三种灌水方式，选取相同灌溉定额不同灌水周期，对比紫花苜蓿各时间阶段生长特性和产量。处理各重复3次，灌水小区随机布列，漫灌有固定灌排口；喷灌为半固定式布置5条支管间距15 m，每支管装喷头5个间距15 m，喷洒半径15 m，喷头流量3 t/h。滴灌带铺设间距0.6 m，滴头间距0.3 m流量2.0L/h，额定压力0.1 MPa。全年两茬生育期共103 d。T1处理漫灌有效面积72 m2(30 m×2.4 m)，T2处理喷灌有效面积3600 m2(60 m×60 m)，T3处理滴灌有效面积72 m2(30 m×2.4 m)。试验设计见表1。

表1 试验设计

1.3 观测指标及方法

株高、茎粗、茎节数均自返青开始，分别每隔10 d选取5株长势均匀苜蓿为测量对象，用钢卷尺测量株高，游标卡尺测量茎围，统计单个样本茎节数，取均值后为单次样本测量值，直到作物基本停止生长结束。进入初花期后，每个小区选取长势均匀3组样本各1 m2，称量鲜草重，在烘箱中105 ℃杀青1 h后在70 ℃恒温下烘干48 h，自然冷却后称重计算干湿比得出每组干草重，取3组均值为该小区产量，换算至该处理亩产。

采集数据选用WPS2019进行数据处理与分析，采用Pearson相关性分析法进行差异性分析。

2 结果与分析

2.1 灌溉方式对苜蓿生长特性分析

2.1.1 对紫花苜蓿株高影响

各处理紫花苜蓿株高变化如图1所示。不同灌溉方式对紫花苜蓿株高产生不同影响，滴灌可有效促进作物株高成长，两茬均呈现出随着灌水次数的增加株高显著增加，漫灌对株高贡献较少的现象。在第一茬苜蓿前50 d株高均生长较快，随后生长放缓；其中，变化最大的滴灌处理日均生长由1.58 cm降至0.54 cm，变化最小的漫灌处理日均生长由1.39 cm降至0.27 cm；第一茬各处理与漫灌相比，滴灌处理增幅最大为17%，最大高度84.2 cm，喷灌处理最大增幅9%；滴灌对第一茬紫花苜蓿株高存在显著差异(P<0.05)。第二茬紫花苜蓿在灌水10 d内株高成长较快，之后减缓；其中，变化最大的滴灌处理日均生长由2.74 cm降至1.73 cm，变化最小的漫灌处理日均生长由1.81 cm 降至1.30 cm；第二茬各处理与漫灌相比，滴灌处理增幅最大为33%，最大高度85.2 cm，喷灌处理最大增幅19%；滴灌对第二茬紫花苜蓿株高存在显著差异(P<0.05)。第二茬紫花苜蓿成长期受温度升高影响，整体成长速率较快。

图1 各处理紫花苜蓿株高变化

2.1.2 对紫花苜蓿茎围影响

各处理紫花苜蓿茎围变化如图2所示。由图2看出，不同灌溉方式对紫花苜蓿的茎粗影响有限，平均茎粗随着灌水次数的增大而增大，各生长期茎粗生长速度略有不同。第一茬苜蓿生育期前10 d茎粗生长较快，随后生长速度放缓，日均生长由0.13 cm降至0.04 cm，最大茎粗的滴灌处理与漫灌比较增幅5%；第二茬茎围变化整体较为缓慢。整个生长阶段滴灌处理对茎围生长存在极显著影响(P<0.01)。

图2 各处理紫花苜蓿茎围变化

2.1.3 对紫花苜蓿枝条数影响

各处理紫花苜蓿枝条变化如图3所示。由图3看出，两茬紫花苜蓿枝条数变化趋势相近，不同灌溉方式对紫花苜蓿枝条数影响较小，无显著规律。两茬平均枝条数均为15节，第一茬最大枝条数为漫灌处理，为16节。两茬紫花苜蓿枝条数均存在显著影响(P<0.05)。

图3 各处理紫花苜蓿枝条变化

2.2 不同灌溉方式对紫花苜蓿产量分析

各处理紫花苜蓿产量变化如图4所示。由图4看出，不同灌溉方式对紫花苜蓿产量影响显著，产量的变化趋势为滴灌>喷灌>漫灌，第一茬产量略高于二茬。第一茬最大产量滴灌处理相比漫灌增产28%达到6814.01 kg/hm2；喷灌处理增产11%达到5922.89 kg/hm2。第二茬最大产量滴灌处理相比漫灌增产25%达到4953.75 kg/hm2；喷灌处理增产12%达到4598.25 kg/hm2。第一茬成长周期大于次茬，并且作物吸收土壤肥力较多成长更为充分，首茬产量大于次茬；由于均为无肥处理，第二茬耕地未补充肥力且生长周期较短，产量小于第一茬。两茬总产量滴灌比漫灌增产25%，喷灌比漫灌增产12%。

2.3 不同灌溉方式对紫花苜蓿水分生产率分析

在不同灌溉方式相同灌溉定额条件下紫花苜蓿WUE表现不同。通过量称紫花苜蓿干草重量，将各处理干草产量与灌溉量相比得出水分利用效率，发现单次灌水量最大的处理T1水分生产率WUE最低，仅为1.12 g/m3，随着灌水周期的缩短WUE呈现出单边上升趋势，T3处理WUE最高，达到1.40 g/m3。从增产增收的目的考虑，紫花苜蓿在滴灌条件下水分生产率最高。

3 结 论

在相同灌溉定额不同灌水周期条件下，对比滴灌、喷灌和漫灌对紫花苜蓿成长特性的影响，研究表明滴灌处理对苜蓿的株高、茎粗在一定范围内有影响，均随着生长周期而增大，对枝条数影响较小。在无肥耕作环境中，苜蓿第一茬产量大于第二茬，各茬和全年总产量的变化趋势均为滴灌>喷灌>漫灌，全年各处理与漫灌对比，滴灌增产25%，喷灌增产12%，滴灌灌水方式增产显著。WUE变化趋势与产量相同。