播量与灌水方式对拉萨河谷燕麦与箭筈豌豆混播产量的影响分析

张紫森，李建峰，王 强，央 吉，索 拉，旦吉措姆，汤鹏程

(1.中国水利水电科学研究院，内蒙古阴山北麓草原生态水文国家野外科学观测研究站,北京 100038；2.内蒙古农业大学 水利与土木建筑工程学院，呼和浩特 010018；3.西藏自治区水利电力规划勘测设计研究院，拉萨 850000；4.拉萨市林周县水利局，拉萨 851600)

1 概述

当前西藏草业发展面临饲草数量性短缺的问题，但通过大幅度增加种植面积弥补饲草短缺，难度很大。一是受限于青稞安全，在保障青稞播种面积前提下，进一步增加饲草种植面积难度很大；二是受制于宜草土地开垦，在草原和林地资源保护、生态红线和黑颈鹤等国家级自然保护区等多重限制下，进一步开垦宜草土地增加饲草种植面积难度也很大。

适宜的混播有利于提高饲草产量。将豆科饲草植物纳入到禾本科饲草植物的间(套、轮、混)作体系中，可有效提高光资源利用效率，优化根系构型，改善土壤肥力，进而提高饲草产量和品质[1]。与施用无机氮肥相比，豆科植物的生物固氮途径是一种绿色、可持续的途径，这对于西藏尤为重要[2]。豆-禾饲草品种对产量有着重要的影响，燕麦是青藏高原地区种植的主要饲草之一，箭筈豌豆具有抗旱优势，两者混播被广泛应用在高寒地区[3]。豆-禾饲草混播比例也是影响种植效果的重要因素，目前零星研究表明，燕麦—箭筈豌豆高产混播比例也受地域影响，在甘肃、拉萨等地的结果不尽相同。

采用喷灌技术亦有利于提高饲草产量。西藏农田水利基础设施建设较为落后，饲草灌溉仍以大水漫灌为主，因土层瘠薄，土地不平整，导致灌水均匀度差、水肥利用效率低，饲草产量不高，水资源浪费严重等问题[4-5]。喷灌是利用专门设备将有压水送到田间，喷射到空中散成细小水滴，模拟降雨的一种灌溉方式，具有节水、节肥、增产、灌水均匀等优势，同时可调节田间小气候、降低田间蒸散量[6-8]。随着“西藏自治区国民经济和社会发展第十四个五年计划和2035年远景目标纲要”中对现代农牧业和高标准农田建设提出的新要求，喷灌等高效节水灌溉技术是拉萨河谷地区建设的重点[9-11]。目前，拉萨河谷地区喷灌条件下饲草灌溉制度的研究刚起步，豆—禾饲草混播采用喷灌技术尚未报道。

为解决饲草数量性短缺问题，本研究对不同播量比例和两种灌溉方式下燕麦、箭筈豌豆混播的产量进行了对比分析，确定拉萨河谷不同灌溉方式最适宜的混播播量，旨在为西藏高产、优质人工饲草的发展提供科技支撑。

2 材料与方法

2.1 研究区概况

试验在“林周县高效节水饲草生产示范基地”开展。试验区位于西藏自治区拉萨市林周县江热夏乡，地处西藏中部、拉萨河上游河谷平原，平均海拔为3 650 m，地理坐标为东经90°53′，北纬29°51′。试验区属于高原温带季风半干旱气候区，年平均气温为2.4℃～8.2℃，昼夜温差较大，年降雨量为300～510 mm，主要集中在6—9月份，年日照时数在3 500 h以上，太阳辐射为6000～8000 MJ/(m2·a)，年无霜期为100～120 d。耕作层土壤质地为砂壤土，容重为1.44 g/cm3，田间持水量为24%(占体积的百分比)，凋萎系数为8%(占体积的百分比)，体积饱和含水率为34%。

2.2 试验设计

为探究最适宜的畦灌燕麦、箭筈豌豆混播播量，本试验以燕麦的播量控制混播比例，设置9个处理组和1个传统混播播量对照组(CK)，燕麦播量为3个梯度，即A1～A3；箭筈豌豆播量同样为3个梯度，即B1～B3，对照组(CK)为当地农牧民传统混播播量150+150(kg/hm2)。为探索喷灌条件下，燕麦、箭筈豌豆播量对产量的影响，同样设置与畦灌播量试验相同的9个处理组和1个传统混播播量对照组(CK)，具体播量试验设计见表1。

表1 燕麦、箭筈豌豆混播播量试验

每个处理设置3次重复，共设置54个小区，各小区净面积为36 m2(6 m×6 m)。试验于2021年5—9月开展，燕麦品种为青海444，箭筈豌豆品种为西牧324，播前进行整地平地，播种方式为条播(行距为25 cm)，底肥为磷酸二铵，底肥量为180 kg/hm2，拔节期追施尿素，追肥量为75 kg/hm2。

灌溉水源为井水，畦灌采用管道输水至各小区，喷灌采用PY-5022摇臂式喷头，喷嘴直径为7 mm，喷洒半径为7 m。灌水定额为30 m3/亩，采用水表对流量进行计量，考虑到燕麦与箭筈豌豆的需水关键期在拔节期和抽穗期需要进行多次灌溉，但此时正值拉萨河谷雨季，所以仅在作物生长的中后期进行补充灌溉。全生育期共进行7次灌溉，具体灌溉制度见表2。

表2 燕麦、箭筈豌豆混播全生育期灌溉制度

2.3 产量测定

选择在饲草抽穗期刈割测产，在各处理中随机取10个1 m×1 m的样方，样方内全部植株从茎基部刈割，秤鲜草重量，并换算每公顷鲜草产量。称量鲜重后，于烘箱105℃杀青30 min，再调至65℃烘干至恒重，称干草重量，并换算每公顷干草产量[11]。

2.4 数据处理与统计分析

2.4.1典型田块某次亩均净灌溉用水量按下式计算

W=0.667γ/γ水H(θs-θwp)

(1)

式中:

W——典型田块某次亩均净灌溉用水量，m3/亩；

γ——土壤容重，g/cm3；

γ水——水的容重，g/cm3；

H——作物计划湿润层深度，m；

θs——土壤饱和含水率,%；

θwp——土壤凋萎系数%。

作物计划湿润层为30 cm。

2.4.2统计分析

混播播量、播种密度和灌溉方式等因素及其交互作用对产量的影响通过一般线性模型(GLM)方差分析进行差异显著性分析。组间比较采用Fisher LSD方法(p<0.05)。统计分析通过SPSS19.0软件包处理。各处理饲草的鲜重和干重在表中以平均值±标准误差的形式表示。

3 结果与分析

3.1 畦灌燕麦、箭筈豌豆混播最适宜播量

产量测定结果见表3所示。干重产量从小到大按照排序依此为A1B1

表3 畦灌方式下燕麦、箭筈豌豆混播产量及显著性分析

3.2 喷灌燕麦、箭筈豌豆混播最适宜播量

产量测定结果见表4所示。干重产量从小到大依此排序为A1B1

表4 喷灌方式下燕麦、箭筈豌豆混播产量及显著性分析

3.3 燕麦、箭筈豌豆混播产量的影响因素

燕麦混播播量、种植密度和灌溉方式3种因素及其交互作用对产量影响的统计分析结果见表5。燕麦、箭筈豌豆混播干草产量受燕麦混播播量表征的混播比例和种植密度影响，与曲广鹏[15]等、陈广珉[16]等研究结果一致。灌溉方式对产量也具有显著影响，燕麦、箭筈豌豆相同混播播量的条件下，无论干重还是鲜重，喷灌产量均大于畦灌产量。分析原因，喷灌通过改变SPAC系统之间的水热交换过程改变农田小气候，增加了作物对于空间水分的利用潜力，同时使叶面气孔增大，提升光合速率[17]，所以相同混播播量条件下，喷灌产量均大于畦灌产量。不同种植密度条件下，畦灌和喷灌燕麦、箭筈豌豆混播干草产量见图1所示。

图1 不同种植密度条件下，畦灌和喷灌燕麦、箭筈豌豆混播干草产量

表5 燕麦、箭筈豌豆混播产量的影响分析

4 结语

1)燕麦、箭筈豌豆混播播量一致的情况下，喷灌产量大于畦灌产量。

2)通过田间实测畦灌燕麦、箭筈豌豆混播产量与传统混播产量进行统计分析，燕麦、箭筈豌豆混播225+90 kg/hm2的组合方式，干重产量最高，为3 630.5 kg/hm2，比畦灌传统混播增产13.4%。对于水利设施相对欠发达的人工草场，推荐以燕麦、箭筈豌豆混播225+90 kg/hm2的播量进行种植以确保饲草产量。

3)通过田间实测喷灌燕麦、箭筈豌豆混播产量与传统混播产量进行统计分析，喷灌燕麦、箭筈豌豆混播255+75 kg/hm2干重产量最高，为4 076.0 kg/hm2，较喷灌传统混播增产21.1%。为解决西藏饲草作物数量性短期的现状，推荐采用喷灌燕麦、箭筈豌豆混播255+75 kg/hm2的播量形式进行种植，可达到节水增产的目的。