新疆干旱地區紫花苜蓿淺埋滴灌試驗研究

摘 要：為探明新疆干旱地區淺埋滴灌苜蓿適宜的灌溉制度，進行了變定額、變周期的淺埋滴灌試驗研究。研究結果表明，該地區苜蓿淺埋滴灌栽培適宜的灌水定額為180m3/hm2，灌水周期為10d，全生育期需灌水15次。該灌溉制度下，苜蓿產量為14000kg/hm2左右，粗蛋白質量分數可以達到18.63%，節水促產穩質效果顯著。

關鍵詞：新疆;干旱地區;紫花苜蓿;淺埋滴灌;灌溉制度

紫花苜蓿被譽為“牧草皇后”，其干物質中含粗蛋白質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。作為適口性好、產量高、品質優且兼具防風固沙等作用的植物蛋白飼料，在全球畜牧業發展中占據著舉足輕重的地位[1]。我國紫花苜蓿的種植面積有150多萬hm2，主要分布在我國西北干旱和半干旱地區[2]。其中，新疆地區苜蓿種植面積已達10余萬hm2，是我國苜蓿主要種植區之一[3]。限制該地區苜蓿生產的主要因子是水資源的匱乏，而傳統的地面灌溉容易造成水肥淋洗，苜蓿產量和水分利用效率低下。相關研究表明，淺埋滴灌十分適用于苜蓿等多年生牧草的栽培[4]，而該種灌溉條件下如何確定該地區高產優質的灌溉制度，己成為新疆地區苜蓿生產中亟待解決的科學問題[5]。本次試驗以新疆地區苜蓿栽培管理經驗為基礎，探尋淺埋滴灌條件下較優的灌水時間和灌水量，以期為該地區苜蓿節水高效栽培提供技術支撐。

1 試驗設計與研究方法

1.1試驗地概況

試驗于2017年4月至10月在阿勒泰地區節水試驗站進行，屬典型內陸干旱氣候區，年均太陽輻射總量549.8kJ/cm2，年均日照時數2920 h，年均氣溫3.60C，年均降水量115.6mm，年均蒸發量1845mm，多年平均無霜期150d。

試驗區耕作層土壤以沙壤土為主，0～60cm深土層土壤平均容重為1.52g/cm3，田間持水量28.3%（體積含水量），土壤滲透系數為8.81mm/d，土壤有機質含量為0.21%，速效氮、速效磷和速效鉀含量分別為19.61、9.12、91.8mg/kg。灌溉水源為地表水，水質較優。

1.2試驗材料與設計

以當年直播紫花苜蓿（Algonquin，新牧4號）為試材，采用條播，行距15cm，播量為16kg/hm2。5月18號播種，撒播時先淺耕后撒種，再耙耱。滴灌帶采用專用地埋式滴灌帶，滴頭流量1.2L/h，滴頭間距30cm，采用1管4行布置模式（即一條滴灌帶控制4行苜蓿），滴灌帶間距60cm，埋深15cm。

試驗采用灌溉定額單因素4水平隨機區組設計，灌溉定額分別設置為2250m?、2700m?、3000m?（當地傳統水平）三個水平，共設4個處理（詳見表1所示），每個處理重復3次，共計12個小區試驗（2.0m×12m），各小區間以防滲膜作防滲處理（防滲膜向地表下延伸100 cm，地表上延伸20 cm）。每次灌水用水表精確控制水量，各處理其它管理措施均相同。

1.3測定項目與方法

出苗率：苜蓿出苗后采用“小樣方法”進行測定;

株高：待出苗整齊后在每個小區隨機選定5株苜蓿作為樣株，用鋼卷尺每隔7天測定;

葉面積：對樣株分上、中、下三層，從不同方位采集子葉、復葉各30片，以及真葉10片，用鋼卷尺每隔7天測定葉片長度（從葉枕到葉尖的距離）和寬度（葉片中部最寬處的長度），采用公式葉面積=葉長×葉寬×校正系數（校正系數取0.71）進行計算;

產量：采用樣本推算法（選取長勢均勻的樣本1m×1m），各小區樣本收割后自然風干，稱干草重;

粗蛋白質含量：采用凱氏定氮法測定。

2 結果與分析

2.1 不同灌水處理對苜蓿出苗率的影響

圖1為紫花苜蓿播后兩周內相對出苗率變化情況，如圖1所示，紫花苜蓿整體出苗呈現出“慢—快—慢”的變化趨勢，出苗關鍵期主要集中在播后7到10天。其中，CK處理出苗率始終處于較高水平，最終達到95.0%;T3處理在灌水前期略低于CK，而在灌水后期出苗率增長最快，最終達最高值98%;T1、T2處理出苗率始終處于較低水平，苜蓿播后9天內，兩處理出苗率無明顯差距，而此后T2處理出苗率較T1處理表現出優勢，最終T1、T2處理出苗率分別達到80.2%、85.6%?？梢?，新疆干旱地區鹽堿地、干熱風等特殊環境下適當增加苗期，尤其是出苗中后期的灌水次數（灌水定額180-225m3/hm2），能夠促進苜蓿芽苗分化，提高出苗率，保證出苗水平。

2.2 不同灌水處理對苜蓿生長的影響

2.2.1對苜蓿株高的影響

如圖2所示，苜蓿株高生長整體呈“近似直線”狀態生長，各灌水處理苜蓿在生長初期的株高生長并沒有明顯差異。6月26日（分枝后期）后，CK處理和T3處理株高生長開始處于優勢水平，且兩處理始終沒有明顯差異，最終均達到110cm左右;7月24日（開花初期）后，T2處理株高生長逐步優于T1處理，至成熟后期，T1、T2處理株高分別達到89.7cm和97.8cm，較CK處理分別降低18.2%和11.1%?？梢?，新疆干旱地區苜蓿淺埋滴灌條件下，分枝后期株高隨著灌水量的遞增而增高;進入開花期后，適當增加滴水2-3次（灌水定額180m3/hm2），有利于苜蓿株高生長，提高外觀品質。

2.2.2對苜蓿葉片生長的影響

葉面積指數是提高作物產量的重要指標，研究非充分灌溉條件下群體葉面積消長動態，對作物節水、豐產、高效栽培具有重要作用。如圖3所示，淺埋滴灌條件下，各灌水處理苜蓿葉面積總體呈“緩增—快增—峰值—降低”的趨勢變化。在8月17日（成熟前期）前，各處理葉面積并無明顯差異;此后，T1和T2處理苜蓿葉片生長開始衰落，而T3和CK處理葉面積繼續持續增長至8月24日（成熟中期），并分別達到最大值783.6cm2和758.9cm2后開始降低;由此可見，苜蓿進入成熟期后，適當增加1次滴水（灌水定額180m3/hm2），對于延長葉片生長、提高產草量具有一定促進作用。

2.3 不同灌水處理對苜蓿產量和品質的影響

確定科學合理灌溉制度的根本在于將有限的灌溉水量得到合理分配，達到增產提質的目的。不同灌水處理苜蓿產量和品質測定結果如下表所示。

從表2中可以看出，苜蓿全年干草產量以“第一茬產量>第二茬產量>第二茬產量”的規律形成，第一茬產量占到全年產量的50%以上。其中，T2、T3和CK處理首茬產量差異并不顯著，均在7500kg/hm2以上，說明灌水量是影響苜蓿首茬產量的關鍵;T3處理第二和第三茬產量均最高，較CK處理提高了6.4%，說明“少澆勤澆”的灌水方式能夠有效促進苜蓿后期產量的形成。淺埋滴灌條件下，苜蓿全年產量以T3處理最高，達到13978.8kg/hm2，較CK處理略有提高;T1、T2處理苜蓿全年產量處于較低水平，與CK比較，分別降低了10.9%和6.8%，這可能與灌水周期過長有關。

品質方面，CK處理苜蓿粗蛋白含量最高，為18.93%;T3次之，較CK略有降低;T1、T2處理苜蓿粗蛋白含量相對較低，分別為16.35%和17.62%，較CK處理分別降低13.6%和6.9%?？梢?，淺埋滴灌條件下，苜蓿灌水定額降低至180m3/hm2，全生育期灌水15次可以與當地高灌水量（灌水定額300m3/hm2，全生育期灌水10次）達到基本相當的效果，這對當地苜蓿節水提質栽培具有指導意義。

3 結論

綜合苜蓿生長、產量和主要品質指標，同時考慮新疆干旱地區農牧業生產的節水需求，該地區苜蓿淺埋滴灌栽培適宜的灌水定額為180m3/hm2，灌水周期為10d，全生育期需灌水15次。該灌溉制度下，苜蓿產量為14000kg/hm2左右，粗蛋白質量分數可以達到18.63%，節水促產穩質效果顯著。

參考文獻

[1]陶 雪，蘇德榮，寇 丹.石羊河流域噴灌不同灌水量對苜蓿生長、產量及水分利用效率的影響[J].灌溉排水學報，2015，34（10）：77-80.

[2]寇 丹，蘇德榮，吳 迪，等.地下調虧滴灌對紫花苜蓿耗水、產量和品質的影響[J].農業工程學報，2014，30（02）：116-123.

[3]文卿琳，馬春暉，席琳喬，等.不同滴水量對塔里木墾區苜蓿生長發育及產草量的影響[J].黑龍江畜牧獸醫，2017，（03）：174-176.

[4]洪 明，馬英杰，趙經華，等.新疆阿勒泰地區淺理式滴灌苜蓿灌溉制度試驗[J].草地學報，2017，25（04）：871-874.

[5]王春霞.淺埋式滴灌技術在新疆阿葦灌區的應用探討[J].水資源開發與管理，2017，（01）：61-63，72.

作者簡介：

姓名劉慶，男（出生1969年04月），漢族，籍貫四川，學歷本科，畢業學校成都科技大學現四川大學水利水電專業，職稱水利中級工程師，職務技術負責人，從事工作水利工程設計施工管理。

單位名稱新疆泓科節水灌溉工程有限公司。