灌溉制度对科尔沁沙地紫花苜蓿生产性能的影响

为制定适合在科尔沁沙地种植紫花苜蓿（Medicago sativa L.）的灌溉制度,本试验设2个单因素处理,分别为5个灌溉定额和4个灌溉频率处理,通过分析其产量、品质和水分利用效率等指标,以期制定最合适的灌溉制度。结果表明：不同灌溉定额对紫花苜蓿粗蛋白和酸性洗涤纤维含量的影响差异显著（P<0.05）,对产量和水分利用效率的影响差异显著（P<0.05）,当灌溉定额为546 mm时,土壤的相对含水量为39.43%,苜蓿的年产量、水分利用效率最高,为最佳灌溉定额。不同灌溉频率对产量和水分利用效率的影响差异显著（P<0.05）,2 d灌水1次土壤相对含水量维持在42.45%左右,年产量和水分利用效率最高,为最佳灌溉频率。可以通过0～20 cm土壤相对含水量来判断是否缺水,该地区土壤的最佳相对含水量应保持在40%左右。     

高寒地区灌溉对建植当年紫花苜蓿产量、水分和光能利用效率的影响

在青海省海西州寒旱地区,以紫花苜蓿为材料,开展了不同补充灌溉水平下的大田试验,测定了牧草产量、生长特性、水分及光能利用效率等,以揭示高寒地区灌溉对紫花苜蓿的影响。结果表明:在高寒地区,补充灌溉能改善苜蓿的生长。随灌水水平的提高,苜蓿的干物质和粗蛋白产量、水分和光能利用效率、叶茎比等均提高,灌水量60mm/次、灌水时期为苗期、分枝期和开花期处理下苜蓿的年干物质产量最高,达6205kg/hm~2。因此,在青海省海西州高寒地区紫花苜蓿草地管理中,可采取灌水量60mm/次、年内全生育期灌水3次的补充灌溉模式,在这种灌溉模式下的紫花苜蓿草地可表现出较优的生产性能。     

新疆绿洲区不同灌溉方式及灌溉量下苜蓿田间土壤水分运移特征

为探讨新疆绿洲区不同灌溉方式及灌溉量对苜蓿田间土壤水分空间分布及运移的影响,在苜蓿生长第二年设滴灌和漫灌两种灌溉方式,每种灌溉方式设3个灌溉梯度,对土壤含水量进行了测定与分析。结果表明,苜蓿生长季内,随生育进程的推进及灌水次数的增加,土壤水分含量呈波动式递减变化趋势。灌溉后垂直方向上0~40cm、水平方向上0~30cm土层土壤含水量明显增加,且垂直方向上土壤水分湿润峰明显大于水平方向。苜蓿整个生育期随灌水量及收获茬次的增加,水分利用效率逐渐下降。滴灌和漫灌水分利用效率分别为4.55~5.48kg/(mm·hm2)、3.21~3.81kg/(mm·hm2),与漫灌相比,滴灌方式总水分利用效率提高了42%~44%。当滴灌灌溉量为3000m3/hm2、漫灌为5250m3/hm2时,苜蓿生产的综合经济效益最好。     

京郊平原区苜蓿生产能力与耗水规律的研究

根据北京地区气候与苜蓿Medicago sativa生产特点通过定量灌溉控制,设置水分相对充足(WS)、水分中度 (WM)和水分亏缺(WD)3个水分梯度处理,对苜蓿各茬次与全年干草产量、土壤含水量以及干草产量与耗水量、水分利用效率的相关关系进行测定与分析.结果显示,苜蓿干草产量与耗水量和水分利用效率呈正线性相关关系,当灌溉量较大、水分充足时,可增加苜蓿各茬次与全年干草产量,其耗水量与水分利用效率也相应增加,表明相对充足灌水有利于植株的生长发育,特别是在北京相对干旱的2003年,生长时期的自然降水为285.6 mm,仅依靠自然降水并不能获得苜蓿高产以满足生产需要,适当的灌水是有必要的,按返青和每次刈割后灌溉60 mm/次(以保持土壤含水量75%时),全年耗水量530.33 mm,全年可获得苜蓿干草产量17 927.48 kg/hm2.     

再生水、自来水混合灌溉及抗蒸腾剂对苜蓿产草量及品质的影响

在鄂尔多斯地区,对准格尔苜蓿进行再生水和自来水混合灌溉试验,同时研究在正常灌水量80%和60%的条件下喷施植物抗蒸腾剂的影响,测定准格尔苜蓿的产草量、粗蛋白质含量及中性洗涤纤维含量指标,分析再生水和自来水混合灌溉的适宜比例和灌水量。结果表明,再生水和自来水2∶1混合灌溉能明显增加准格尔苜蓿产草量,施用抗蒸腾剂可以节约20%的灌水量。     

灌水量对京南地区紫花苜蓿生产能力的影响

对种植第3年的紫花苜蓿Medicago sativa进行4种不同灌水量(0、25、50和75 mm/次,全年灌水3次)处理,每茬苜蓿初花期测定各处理的产量、茎叶比、株高及第2、3茬苜蓿的单枝质量。结果表明:在试验前1年(2008年)灌足冬水的情况下,灌水对第1茬产量无显著影响,第2、3茬以及全年产量随灌水量增加而增加,第4茬产量则随灌水量增加而减少,第1~4茬苜蓿株高的变化规律与产量相同;灌水对第1、4茬苜蓿茎叶比无显著影响,第2、3茬茎叶比随灌水量增加而增加;第2、3茬苜蓿分枝质量随灌水增加呈增加趋势,灌水25、507、5 mm/次的分枝质量显著高于不灌水(P0.05)。因此,京南地区种植苜蓿应在第1、第2茬苜蓿刈割后灌水,第4茬苜蓿生长期内不宜灌水,当头年灌足冬水时,返青也可不灌水;在生长季降水总量为390.34 mm下,全年最适宜灌水量为150 mm。     

灌溉与施氮对留茬免耕春小麦耗水规律、产量和水分利用效率的影响

在甘肃省石羊河流域绿洲灌区,研究了不同灌溉量(常规灌溉327 mm,节水20%灌溉261 mm和节水40%灌溉196 mm)和施氮量 (0,140,221和300 kg N/hm²) 对留茬免耕绿洲农田0～120 cm 土壤水分动态、小麦耗水规律、籽粒产量和水分利用效率的影响。结果表明,灌溉影响灌水前24 h深层(80～120 cm)土壤含水量和灌水后24 h浅层(0～80 cm)土壤含水量,施氮处理对深层(0～120 cm)土壤含水量影响不显著。就全生育期而言,土壤贮水量和植株耗水强度随灌水量增加而增加,不施氮处理的土壤贮水量高于施氮处理,施氮对植株耗水强度影响不显著。当施氮量达到221 kg N/hm²时,春小麦水分利用效率(14.51 kg/hm²·mm)和春小麦籽粒产量(6 365 kg/hm²)达到最大值。春小麦籽粒产量随灌溉量增加而增加,常规灌溉的平均籽粒产量比节水20%灌溉和节水40%灌溉分别增加8.2%和32.2%。不同灌溉之间的水分利用效率相差不显著。     

刈割制度对海河平原区紫花苜蓿产量和品质的影响

2012~2015年,在海河平原区以2个苜蓿品种为材料,设置2种刈割制度,每种刈割制度下设置3种刈割次数,从苜蓿各茬次产草量、饲用品质以及农艺性状等方面研究适宜海河平原区苜蓿生产的合理刈割制度。试验结果显示:末次刈割时间确定情况下年刈割5次时产草量和粗蛋白产量最高,年刈割5次处理时产草量和年刈割4次处理差异不显著,显著高于年刈割6次处理,而粗蛋白产量显著高于年刈割4次和年刈割6次处理。两个品种粗蛋白含量、相对饲用价值(RFV值)均随着刈割次数增加而逐渐升高,饲用品质更优,表现趋势一致。综合考虑苜蓿产草量、粗蛋白产量和饲用品质,海河平原区苜蓿生产以年刈割5次为宜,建议第1茬草刈割在现蕾期,一般在5月上、中旬进行,第2茬草刈割间隔为30d,而第3茬、第4茬和第5茬草刈割间隔为40d,此种刈割方式为该地区苜蓿优质高产的合理刈割制度。     

灌溉量对紫花苜蓿水分利用效率和耗水系数的影响

采用大型非称重式蒸渗仪法,在河北省坝上地区研究了灌溉量对紫花苜蓿（Medicago sativa L．）水分利用效率和耗水系数的影响。结果表明：随着灌溉量的增加,第1、2、3莅和全生长季（1～3茬）生物产量和经济产量水分利用效率皆呈现先升后降的趋势;第1茬中灌溉量处理显著高于低和高灌溉量处理（P〈O．05）。随灌溉量增加,各茬次和全生长季（1—3茬）生物产量和经济产量耗水系数均呈先降后升趋势;第1茬中灌溉量处理显著低于低和高灌溉量处理（P〈0．05）。不同茬次间水分利用效率及耗水系数差异显著（P〈0．05     

宁夏地区地下滴灌水肥耦合对紫花苜蓿种子产量及构成因素的影响

为了研究宁夏地区滴灌条件下紫花苜蓿种子生产的最适合的灌水及施肥量，以‘甘农4号’为试验材料，采用双因素裂区试验设计，主区为4个灌水梯度（900、1350、1800和2250 m³·hm^-2），副区为5个肥料梯度（N-P₂O₅-K₂O：0-0-0、9-45-60、18-90-120、27-135-180和36-180-240 kg·hm^-2），分别对不同处理的苜蓿种子产量构成因素及种子产量进行测定。研究结果表明适当的灌水和施肥可以提高苜蓿种子产量，随着灌水量和施肥量的增加，苜蓿种子产量呈先增高后降低的趋势。灌水对苜蓿的小花数、花序数、结荚数、种子数、结荚率和千粒重有显著影响，经通径分析得出，花序数、生殖枝数、千粒重和结荚率对苜蓿种子产量的影响起主导作用。在灌水量为900 m³·hm^-2、施肥量为27-135-180 kg·hm^-2时，苜蓿种子产量、灌溉水分利用效率最高。通过回归寻优模型，得出在宁夏引黄灌区苜蓿种子生产中滴灌的最佳灌水量为2250 m³·hm^-2，在当地的土壤条件下最佳施肥量为：氮肥34.44 kg·hm^-2，磷肥172.68 kg·hm^-2，钾肥230.28 kg·hm^-2。     

干旱半干旱地区紫花苜蓿营养品质对水分胁迫的响应

随着用水总量的严格控制,干旱半干旱缺水地区紫花苜蓿(Medicago sativa)品质对水分的响应研究极为重要。在充分灌溉(4 200m~3·hm~(-2))、充分灌溉量的80%(3 360m~3·hm~(-2))和充分灌溉量的60%(2 520m~3·hm~(-2))条件下,测定苜蓿茎叶比和营养品质指标,研究水分胁迫与苜蓿营养品质间的关系,明确苜蓿营养品质对水分胁迫的响应。结果表明,整个生长期,苜蓿产草量(茎重+叶重)、粗蛋白含量、粗脂肪、粗灰分含量基本遵循第1茬第2茬第3茬,酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维含量与之相反;充分灌溉量的80%与充分灌溉和充分灌溉量的60%相比,产草量分别增加5.10%和10.60%,粗蛋白含量平均增加9.60%、22.74%,粗脂肪含量平均增加3.33%、7.90%,酸性洗涤纤维平均降低8.57%、13.30%,中性洗涤纤维平均降低6.51%、11.56%,粗灰分含量平均增加3.20%、4.54%,因此灌水量为充分灌溉量的80%灌溉有利于提高干旱半干旱地区水资源利用效率和苜蓿的营养品质。     

干旱半干旱区不同灌溉方式对苜蓿产量及水分利用效率的影响

为了探讨相同灌水量、不同灌溉方式对宁夏盐池地区苜蓿产量、经济效益及水分利用效率的影响,试验设计了大水漫灌、喷灌和埋深分别为10,20,30 cm 3种地下滴灌处理,分析了不同灌溉方式下的水分分布特点、水分利用率及苜蓿的产量和经济效益。结果表明:在0～100 cm深的土层中,相同灌水量、不同灌溉方式下土壤的含水率呈地下滴灌大水漫灌喷灌的趋势,分别为21.20%、19.13%、18.38%;不同灌溉方式的水分利用率为地下滴灌大水漫灌喷灌,分别为5.2,5.0,4.9 kg/m~3;全年风干草总产量以埋深30 cm的地下滴灌年产量最高,为16 191.75 kg/hm~2,显著高于喷灌的产量(14 670.15 kg/hm~2,P0.05),但与大水漫灌的产量(14 946.75 kg/hm~2)间差异不显著(P 0.05);埋深为30 cm的地下滴灌处理纯利润(19 673.40元/hm~2)显著高于喷灌的纯利润(17 238.45元/hm~2,P0.05),收益提高14.1%。说明埋深为30 cm的地下滴灌可有效提高灌溉水的利用效率和苜蓿收益,该灌溉方式可在宁夏盐池干旱半干旱地区进行大面积推广应用。     

地下滴灌水肥耦合对紫花苜蓿草产量及品质的影响

为探讨滴灌条件下水肥互作模式对紫花苜蓿生产性能及营养品质的影响,设置4个水分梯度（W₁、W₂、W₃、W₄）和5个肥料梯度（F₁、F₂、F₃、F₄、F₅）,采用裂区试验设计,对水肥耦合条件下苜蓿生长性能、干草产量及品质进行测定,研究结果表明：适当的灌水施肥能显著提高紫花苜蓿株高、生长速度和分枝数,促进干草产量的形成和营养物质的积累。增大灌水量,灌溉水分利用效率减小,偏肥料生产力先增加后减小;增大施肥量,偏肥料生产力减小,灌溉水分利用效率先增加后减小。通过灰色关联度和模糊相似优先比评价分析可知,株高、生长速度和二级分枝数对干草产量的贡献较大,一级分枝数和叶茎比对干草产量的贡献较小;W₃F₂的水肥模式能够获得较高的干草产量（19831.83 kg·hm^-2）和蛋白含量（19.27%）,还有利于提高灌溉水分利用效率（3.8 kg·m^-3）和肥料偏生产力（146.9 kg·kg^-1）。回归寻优模型表明滴灌条件下紫花苜蓿生产最适宜的水肥范围为：灌水量6000~6500 m³· hm^-2,施肥量为250~320 kg· hm^-2。     

不同灌溉施肥条件对紫花苜蓿株高、产量及肥料利用效率的影响

为探讨水肥耦合对科尔沁沙地紫花苜蓿人工草地产量和肥料利用效率的影响,根据联合国粮农组织推荐的 Penman-Monteith 方法,以日为步长计算紫花苜蓿实际需水量(ETc),基于 ETc 设置 4 个灌溉水平:60ET(60%ETc),80ET(80%ETc),100ET(100%ETc),120ET(120%ETc),研究不同灌溉量及施肥量对紫花苜蓿株高、产量及肥料利用效率的影响,为科尔沁沙地紫花苜蓿水肥管理提供依据。结果表明:第 1、2 茬地上生物量和总生物量的最大值均出现在 80ET,显著高于其他灌水处理; 在 120ET 灌水条件下,根冠比达到最大值,与 80ET 灌水处理无显著性差异;相同施肥量不同灌水量下 ,第 2 茬和第 3 茬株高均随着灌水量的增加逐渐增加 ,苜蓿第 3 茬株高最大 ,最大值出现在 900 kg/hm² 施肥处理,与 450 kg/hm² 施肥处理无显著性差异;肥料农学效率的最大值出现在 80ET 灌水和 450 kg/hm² 施肥水平下,显著高于相同灌水处理下的 900 kg/hm² 施肥处理,肥料偏生产力的最大值出现在 80ET 灌水和 225 kg/hm² 施肥水平下,显著高于相同灌水处理下的其他施肥处理。除 900 kg/hm² 施肥处理外,肥料农学效率和肥料贡献率随着灌水量的增加呈先升高后降低的变化趋势。     

基于APSIM模型的黄土旱塬区苜蓿——小麦轮作系统深层土壤水分及水分利用效率研究

黄土高原地区降水较少且季节性分配不均,苜蓿连续种植所导致的深层土壤干燥化问题已经引起普遍关注,苜蓿与粮食作物轮作是恢复苜蓿草地土壤水分、提高粮草种植系统可持续性的有效方式。但是长期轮作对土壤水分环境和水分利用效率的影响仍然缺乏研究,农业生产系统模拟模型（APSIM）具有广泛的适应性,可准确模拟耕作管理对作物系统资源利用的影响。首先根据黄土旱塬区庆阳、长武、镇原3个试验区试验数据验证APSIM模型模拟苜蓿长期连作和苜蓿-小麦轮作系统深层土壤水分和苜蓿产量的可行性,然后设置历时38年的81组轮作情景,评估不同轮作模式对农田深层土壤水分、系统干物质产量、氮素吸收和水分利用效率的影响。结果表明：APSIM模型模拟苜蓿产量的精度较高,模拟结果的决定系数（R²）为0.65,均方误差（RMSE）和平均绝对误差（MAE）分别为0.23 t·hm^-2和0.17 t·hm^-2,归一化均方误差（NRMSE）为29.2%;模型能够精确模拟长期苜蓿连作和苜蓿轮作小麦农田0~1000 cm的土壤含水量,长期连作模拟结果的R²为0.73,RMSE、MAE及NRMSE分别为0.021 t·hm^-2、0.017 t·hm^-2和11.7%,轮作系统模拟结果的决定系数为0.83,RMSE、MAE及NRMSE分别为0.024 t·hm^-2、0.018 t·hm^-2和11.8%。情景模拟结果表明,随着苜蓿在系统中轮作年限的增加,0~1000 cm土壤剖面水分极度缺乏（含水量在0.10~0.15）的区域以400~600 cm土层为起点不断扩大,当苜蓿轮作年限大于12年时,所有轮作周期的处理土壤都出现了大范围水分缺乏。81个情景中12年苜蓿轮作14年小麦（L12W14）、L12W16和L8W16这3个处理的总产量最大;系统吸氮量随着苜蓿加入年限的增加而增加,小麦轮作年限大于10年以后系统吸氮量急剧下降;苜蓿轮作大于8年以后系统水分利用效率随着苜蓿年限的增加而降低。综合考虑土壤水分环境和水分利用效率,建议研究区苜蓿-小麦轮作系统中苜蓿轮作年限为4~6年,小麦轮作年限大于4年。研究结果可为黄土旱塬区苜蓿草地管理及草田轮作实践提供一定的参考。     

苜蓿沙土盆栽试验的水分生态适应性

在温室进行沙土盆栽试验,研究WL-323、Siriver和固原苜蓿在不同土壤水分条件下的耗水特征、生理指标、生物学性状、产草量和水分利用效率的变化。结果表明:苜蓿在生育期的耗水特征因水分条件和品种而异;水分胁迫值(PMS)与土壤含水量呈显著负相关;供试苜蓿叶绿素含量与土壤含水量相关不显著;株高、分枝数、分枝总长、叶片数、根数、主根长、根颈粗和干根重等性状均随着土壤水分的增加呈上升趋势,而根冠比则呈下降趋势;WL-323的根系发达、植株发育良好,产草量和水分利用效率高,对沙土的适应性最优;Siriver的干根重和根冠比高,抗旱性能较好,产草量和水分利用效率居中;固原苜蓿对沙土的生态适应性最差;研究结果对沙化土地区苜蓿品种的合理布局与水分调控具有科学指导价值。     

海河平原区不同紫花苜蓿品种生产性能评价

在海河平原区对国审的14个紫花苜蓿品种分别在雨养和灌溉(春季浇一次返青水)条件下连续4年进行试验,结果表明:(1)中苜1号、保定苜蓿和中苜2号产量最高,标杆较低,雨养和灌溉处理下表现基本一致。(2)雨养处理下不同品种的质量等级间差异较小,灌溉处理下不同品种的质量等级间差异较大。(3)不同品种刈割时株高总体上表现为:雨养处理,赛特、德宝最高,公农3号最低;灌溉处理,德宝、三得利、中苜1号、维多利亚最高,龙牧806、公农3号最低。叶茎比在雨养和灌溉两个处理下均表现为公农3号最高,德宝最低。冬前株高与秋眠级有关,灌溉对其没有显著影响。(4)在海河平原区,除特殊年份外,返青期灌溉均不能显著增加苜蓿产草量,在当地针对适宜的苜蓿品种可以采用纯雨养的栽培管理方式。综合考虑产量、品质等农艺性状,中苜1号和保定苜蓿适合在海河平原区推广,并且可以采用纯雨养的栽培管理方式。     

灌水对冷季型混播草坪生物量的影响

研究灌水量(0、200、400、600mm)对冷季型混播草坪生物量和蒸散量的影响,测定土壤含水率、蒸散量、地上及地下生物量,以期为草坪的节水精准灌溉,科学管理提供理论依据。结果表明:试验中后期,灌水400和600mm地上生物量显著高于灌水0和200mm,但灌水600与400mm间差异不显著;草坪草根系在0-5cm层的分布最多,在20-25cm最少;地下生物量的差异仅存在于浅土层(0-5cm);随着时间的推移,地上、地下生物量都呈增长趋势,但前者比后者增长迅速;根茎比呈下降趋势;地上生物量在很大程度上是由地下生物量决定的,决定系数大于0.8;随着地上生物量的增加,累计蒸散量增加,处理间差异极显著(P<0.01);试验前期累计蒸散量随着地上生物量的增加而迅速增加,后期增加缓慢;累计蒸散量在很大程度上取决于地上生物量,决定系数大于0.65;地上生物量和累计蒸散量的回归模型为:Y=a×e^bX。     

张掖黑河灌区苜蓿高效灌溉模式研究

通过对黑河流域大满灌区灌溉试验,测定了不同生育年龄甘农3号苜蓿Medecago sativacv.GannongNo.3地上生物量,经统计分析建立了苜蓿地上生物量年际动态和不同生育年内各茬间动态变化规律,结果表明,不同年际间各茬产量在不同水分处理下水分利用效率存在明显差异。不同水分处理下产量的变化呈高-低-高的“S”型变化,确定了苜蓿地的高效灌溉时期为现蕾-开花期,优化灌溉定额为520 mm,为苜蓿高产节水灌溉模式提供了理论依据。     

不同灌水处理对马尼拉草坪蒸散量及生长特性的影响

研究了深圳地区不同灌水处理对马尼拉草坪草蒸散量和生长特性的影响。结果表明,不同的灌水处理显著影响马尼拉草坪草的蒸散量（P〈0．05）,供水多,蒸散量大,供水少,蒸散量小。在80％～100％田间持水量（FC）和50％～80％FC灌水处理下,草坪草质量都可以达到理想的水平,不影响草坪的景观效果,50％～80％FC的灌水量适宜马尼拉草坪的灌溉,可以节约灌溉用水,而30％～50％FC灌水处理下,草坪草质量较差。草坪草的生长速率随着水分梯度的增加生长加快。3种处理叶片的叶绿素含量差异不显著。平均月蒸散量与气象因子之间有显著的相关关系,3种水分梯度下的蒸散量同时受气温、日照时数、湿度、风速4种气象因子的影响。’