新疆干旱地区紫花苜蓿浅埋滴灌试验研究

摘 要：为探明新疆干旱地区浅埋滴灌苜蓿适宜的灌溉制度，进行了变定额、变周期的浅埋滴灌试验研究。研究结果表明，该地区苜蓿浅埋滴灌栽培适宜的灌水定额为180m3/hm2，灌水周期为10d，全生育期需灌水15次。该灌溉制度下，苜蓿产量为14000kg/hm2左右，粗蛋白质量分数可以达到18.63%，节水促产稳质效果显著。

关键词：新疆;干旱地区;紫花苜蓿;浅埋滴灌;灌溉制度

紫花苜蓿被誉为“牧草皇后”，其干物质中含粗蛋白质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。作为适口性好、产量高、品质优且兼具防风固沙等作用的植物蛋白饲料，在全球畜牧业发展中占据着举足轻重的地位[1]。我国紫花苜蓿的种植面积有150多万hm2，主要分布在我国西北干旱和半干旱地区[2]。其中，新疆地区苜蓿种植面积已达10余万hm2，是我国苜蓿主要种植区之一[3]。限制该地区苜蓿生产的主要因子是水资源的匮乏，而传统的地面灌溉容易造成水肥淋洗，苜蓿产量和水分利用效率低下。相关研究表明，浅埋滴灌十分适用于苜蓿等多年生牧草的栽培[4]，而该种灌溉条件下如何确定该地区高产优质的灌溉制度，己成为新疆地区苜蓿生产中亟待解决的科学问题[5]。本次试验以新疆地区苜蓿栽培管理经验为基础，探寻浅埋滴灌条件下较优的灌水时间和灌水量，以期为该地区苜蓿节水高效栽培提供技术支撑。

1 试验设计与研究方法

1.1试验地概况

试验于2017年4月至10月在阿勒泰地区节水试验站进行，属典型内陆干旱气候区，年均太阳辐射总量549.8kJ/cm2，年均日照时数2920 h，年均气温3.60C，年均降水量115.6mm，年均蒸发量1845mm，多年平均无霜期150d。

试验区耕作层土壤以沙壤土为主，0～60cm深土层土壤平均容重为1.52g/cm3，田间持水量28.3%（体积含水量），土壤渗透系数为8.81mm/d，土壤有机质含量为0.21%，速效氮、速效磷和速效钾含量分别为19.61、9.12、91.8mg/kg。灌溉水源为地表水，水质较优。

1.2试验材料与设计

以当年直播紫花苜蓿（Algonquin，新牧4号）为试材，采用条播，行距15cm，播量为16kg/hm2。5月18号播种，撒播时先浅耕后撒种，再耙耱。滴灌带采用专用地埋式滴灌带，滴头流量1.2L/h，滴头间距30cm，采用1管4行布置模式（即一条滴灌带控制4行苜蓿），滴灌带间距60cm，埋深15cm。

试验采用灌溉定额单因素4水平随机区组设计，灌溉定额分别设置为2250m?、2700m?、3000m?（当地传统水平）三个水平，共设4个处理（详见表1所示），每个处理重复3次，共计12个小区试验（2.0m×12m），各小区间以防渗膜作防渗处理（防渗膜向地表下延伸100 cm，地表上延伸20 cm）。每次灌水用水表精确控制水量，各处理其它管理措施均相同。

1.3测定项目与方法

出苗率：苜蓿出苗后采用“小样方法”进行测定;

株高：待出苗整齐后在每个小区随机选定5株苜蓿作为样株，用钢卷尺每隔7天测定;

叶面积：对样株分上、中、下三层，从不同方位采集子叶、复叶各30片，以及真叶10片，用钢卷尺每隔7天测定叶片长度（从叶枕到叶尖的距离）和宽度（叶片中部最宽处的长度），采用公式叶面积=叶长×叶宽×校正系数（校正系数取0.71）进行计算;

产量：采用样本推算法（选取长势均匀的样本1m×1m），各小区样本收割后自然风干，称干草重;

粗蛋白质含量：采用凯氏定氮法测定。

2 结果与分析

2.1 不同灌水处理对苜蓿出苗率的影响

图1为紫花苜蓿播后两周内相对出苗率变化情况，如图1所示，紫花苜蓿整体出苗呈现出“慢—快—慢”的变化趋势，出苗关键期主要集中在播后7到10天。其中，CK处理出苗率始终处于较高水平，最终达到95.0%;T3处理在灌水前期略低于CK，而在灌水后期出苗率增长最快，最终达最高值98%;T1、T2处理出苗率始终处于较低水平，苜蓿播后9天内，两处理出苗率无明显差距，而此后T2处理出苗率较T1处理表现出优势，最终T1、T2处理出苗率分别达到80.2%、85.6%。可见，新疆干旱地区盐碱地、干热风等特殊环境下适当增加苗期，尤其是出苗中后期的灌水次数（灌水定额180-225m3/hm2），能够促进苜蓿芽苗分化，提高出苗率，保证出苗水平。

2.2 不同灌水处理对苜蓿生长的影响

2.2.1对苜蓿株高的影响

如图2所示，苜蓿株高生长整体呈“近似直线”状态生长，各灌水处理苜蓿在生长初期的株高生长并没有明显差异。6月26日（分枝后期）后，CK处理和T3处理株高生长开始处于优势水平，且两处理始终没有明显差异，最终均达到110cm左右;7月24日（开花初期）后，T2处理株高生长逐步优于T1处理，至成熟后期，T1、T2处理株高分别达到89.7cm和97.8cm，较CK处理分别降低18.2%和11.1%。可见，新疆干旱地区苜蓿浅埋滴灌条件下，分枝后期株高随着灌水量的递增而增高;进入开花期后，适当增加滴水2-3次（灌水定额180m3/hm2），有利于苜蓿株高生长，提高外观品质。

2.2.2对苜蓿叶片生长的影响

叶面积指数是提高作物产量的重要指标，研究非充分灌溉条件下群体叶面积消长动态，对作物节水、丰产、高效栽培具有重要作用。如图3所示，浅埋滴灌条件下，各灌水处理苜蓿叶面积总体呈“缓增—快增—峰值—降低”的趋势变化。在8月17日（成熟前期）前，各处理叶面积并无明显差异;此后，T1和T2处理苜蓿叶片生长开始衰落，而T3和CK处理叶面积继续持续增长至8月24日（成熟中期），并分别达到最大值783.6cm2和758.9cm2后开始降低;由此可见，苜蓿进入成熟期后，适当增加1次滴水（灌水定额180m3/hm2），对于延长叶片生长、提高产草量具有一定促进作用。

2.3 不同灌水处理对苜蓿产量和品质的影响

确定科学合理灌溉制度的根本在于将有限的灌溉水量得到合理分配，达到增产提质的目的。不同灌水处理苜蓿产量和品质测定结果如下表所示。

从表2中可以看出，苜蓿全年干草产量以“第一茬产量>第二茬产量>第二茬产量”的规律形成，第一茬产量占到全年产量的50%以上。其中，T2、T3和CK处理首茬产量差异并不显著，均在7500kg/hm2以上，说明灌水量是影响苜蓿首茬产量的关键;T3处理第二和第三茬产量均最高，较CK处理提高了6.4%，说明“少浇勤浇”的灌水方式能够有效促进苜蓿后期产量的形成。浅埋滴灌条件下，苜蓿全年产量以T3处理最高，达到13978.8kg/hm2，较CK处理略有提高;T1、T2处理苜蓿全年产量处于较低水平，与CK比较，分别降低了10.9%和6.8%，这可能与灌水周期过长有关。

品质方面，CK处理苜蓿粗蛋白含量最高，为18.93%;T3次之，较CK略有降低;T1、T2处理苜蓿粗蛋白含量相对较低，分别为16.35%和17.62%，较CK处理分别降低13.6%和6.9%。可见，浅埋滴灌条件下，苜蓿灌水定额降低至180m3/hm2，全生育期灌水15次可以与当地高灌水量（灌水定额300m3/hm2，全生育期灌水10次）达到基本相当的效果，这对当地苜蓿节水提质栽培具有指导意义。

3 结论

综合苜蓿生长、产量和主要品质指标，同时考虑新疆干旱地区农牧业生产的节水需求，该地区苜蓿浅埋滴灌栽培适宜的灌水定额为180m3/hm2，灌水周期为10d，全生育期需灌水15次。该灌溉制度下，苜蓿产量为14000kg/hm2左右，粗蛋白质量分数可以达到18.63%，节水促产稳质效果显著。

参考文献

[1]陶 雪，苏德荣，寇 丹.石羊河流域喷灌不同灌水量对苜蓿生长、产量及水分利用效率的影响[J].灌溉排水学报，2015，34（10）：77-80.

[2]寇 丹，苏德荣，吴 迪，等.地下调亏滴灌对紫花苜蓿耗水、产量和品质的影响[J].农业工程学报，2014，30（02）：116-123.

[3]文卿琳，马春晖，席琳喬，等.不同滴水量对塔里木垦区苜蓿生长发育及产草量的影响[J].黑龙江畜牧兽医，2017，（03）：174-176.

[4]洪 明，马英杰，赵经华，等.新疆阿勒泰地区浅理式滴灌苜蓿灌溉制度试验[J].草地学报，2017，25（04）：871-874.

[5]王春霞.浅埋式滴灌技术在新疆阿苇灌区的应用探讨[J].水资源开发与管理，2017，（01）：61-63，72.

作者简介：

姓名刘庆，男（出生1969年04月），汉族，籍贯四川，学历本科，毕业学校成都科技大学现四川大学水利水电专业，职称水利中级工程师，职务技术负责人，从事工作水利工程设计施工管理。

单位名称新疆泓科节水灌溉工程有限公司。