内蒙古阿鲁科尔沁旗饲草燕麦需水规律与灌溉定额研究

为了给内蒙古阿鲁科尔沁旗饲草燕麦（Avena spp.）灌溉提供科学依据,本研究利用1984-2013年30年气象数据,采用联合国粮农组织推荐的彭曼-蒙特斯公式法,研究了内蒙古阿鲁科尔沁旗饲草燕麦需水规律和灌溉定额。结果表明,内蒙古阿鲁科尔沁旗饲草燕麦第1、2茬和全生产期需水量分别为370、297和667mm,需水强度分别为4.1、2.9和3.5mm/d,灌溉需水量分别为295、149和443mm,灌溉定额分别为347、175和522mm。     

榆阳区紫花苜蓿需水规律与灌溉定额

为了给陕西省榆林市榆阳区紫花苜蓿(Medicago sativa L.)灌溉提供科学依据,利用1996-2015年20年气象数据,采用联合国粮农组织推荐的彭曼-蒙特斯公式法,研究了榆阳区紫花苜蓿需水规律和灌溉定额。结果表明,榆阳区紫花苜蓿第1~4茬、生长季、非生长季和全年需水量分别为249、194、177、199、819、74和893mm,需水强度分别为4.1、4.8、4.3、2.4、3.7、0.5和2.5mm·d-1,灌溉需水量分别为209、143、79、98、529、57和586mm,灌溉定额分别为246、168、93、115、622、67和689mm。     

坝上地区紫花苜蓿的需水量、需水强度和作物系数(Ⅳ)

采用大型非称重式蒸渗仪法,研究了河北坝上地区紫花苜蓿(Medicago sativa L.)的需水量、需水强度和作物系数。结果表明:坝上地区2010年紫花苜蓿第1,2,3茬和全生长季(1～3茬)需水量分别为243.4,134.2,184.0和561.6mm,第1茬显著高于第2和第3茬(P<0.05),第3茬显著高于第2茬(P<0.05);需水强度分别为3.9,4.5,3.5和3.8mm·d^-1,第2茬显著高于第1和第3茬(P<0.05),第1茬和第3茬差异不显著;作物系数分别为0.83,0.74,0.75和0.77,第1茬最高,第2和第3茬相近。依据连续4年的测定结果综合分析认为,坝上地区紫花苜蓿全生长季需水量、需水强度和作物系数分别在430～720mm,3.1～4.9mm·d^-1和0.77～1.12之间。     

坝上地区紫花苜蓿的需水量、需水强度和作物系数（Ⅱ）

采用大型非称重式蒸渗仪法,研究了河北省坝上地区紫花苜蓿Medicago sativa的需水量和需水强度。采用Penman-Monteith公式计算参照作物蒸散量,利用需水量测定值和同期参照作物蒸散量计算了紫花苜蓿的作物系数。结果表明：坝上地区2008年紫花苜蓿第1、2、3茬和全生长季（1-3茬）需水量分别为157.8、192.0、199.5和549.3 mm,第1茬显著低于第2和3茬（P＜0.05）,第2和3茬差异不显著。需水强度分别为2.6、6.2、4.2 和3.9 mm/d,第2茬显著高于第1和3茬（P＜0.05）,第3茬显著高于第1茬（P＜0.05）。作物系数分别为0.61、1.34、1.30和0.99,第2和3茬作物系数明显高于第1茬,超过其2倍。     

北京平原区紫花苜蓿建植当年的需水规律

采用小型蒸渗仪法研究了北京平原区中苜1号和WL323紫花苜蓿建植当年的需水量、需水强度及行间蒸发占蒸散量的比例。结果表明:中苜1号和WL323全生长季的需水量分别为909.2mm和928.0mm,两个品种之间差异不显著;不同茬次之间差异显著(P<0.05),第2茬最低,第3茬最高。中苜1号和WL323全生长季的需水强度分别为4.4mm/d和4.5 mm/d,两个品种之间差异不显著;不同茬次之间差异显著(P<0.05),第2茬最高,第1茬最低。中苜1号和WL323全生长季行间蒸发占蒸散量的比例分别为26.0%和25.5%,两个品种之间差异不显著;不同茬次之间差异显著(P<0.05),第2茬最高。     

坝上地区紫花苜蓿的需水量、需水强度和作物系数

采用大型非称重式蒸渗仪法,研究了河北省坝上地区紫花苜蓿的需水量、需水强度和作物系数.结果表明:坝上地区2007年紫花苜蓿第1茬、第2茬和主生长期(1～2茬)需水量分别为499.5mm、213.3mm和712.8mm,第1茬需水量占主生长期需水量的70%,显著高于第2茬(P<0.05);需水强度分别为7.7mm/d、3.8mm/d和5.9mm/d,第1茬需水强度显著高于第2茬(P<0.05),达其2倍以上.采用Penman-Monteith公式计算参照作物蒸散量,利用需水量测定值和同期参照作物蒸散量计算了紫花苜蓿的作物系数,其第1茬、第2茬和主生长期(1～2茬)作物系数分别为1.61、0.88和1.29,第1茬作物系数明显高于第2茬,接近其2倍.     

紫花苜蓿的需水量、耗水量、需水强度、耗水强度和水分利用效率研究

为明确紫花苜蓿Medicago sativa的需水量、耗水量、需水强度、耗水强度和水分利用效率的影响因子和范围,对其进行了较为详尽地探讨.不同气候区域和年份紫花苜蓿的需水量和耗水量不同;增加刈割次数可降低需水量;在一定范围内耗水量随着灌溉量的增加而提高,不同灌溉模式耗水量不同.紫花苜蓿全生长季需水量和耗水量的范围分别为400～2 250和300～2 250 mm.不同气候区域、气候年份、刈割茬次及生长发育阶段紫花苜蓿的需水强度和耗水强度不同;需水强度与大气蒸发力成正相关,耗水强度与土壤含水量成正相关;增加刈割次数可降低需水强度;在一定范围内耗水强度随着灌溉量的增加而提高,不同灌溉模式耗水强度不同.紫花苜蓿全生长季需水强度和耗水强度的范围分别为3～7和2～7 mm/d;短期极端最高需水强度为14 mm/d.不同气候区域、气候年份、灌溉量、灌溉模式、施肥量、施肥模式及刈割茬次紫花苜蓿的水分利用效率不同;建植2年及以上高于建植当年;不同品种差异不显著.在相对正常的田间栽培管理条件下,建植当年紫花苜蓿的生物产量和经济产量(含水量14%)水分利用效率的范围分别为8～12和9～14 kg/(mm·hm2),建植2年及以上者分别为12～25和14～29 kg/(mm·hm2).     

紫花苜蓿灌溉的理论与技术

本文系统地阐述了紫花苜蓿灌溉的理论与技术,内容包括需水量、需水强度、入渗速率、灌溉需要量、灌溉定额、灌水深度、灌水定额、灌水周期、灌水次数、灌水时期、灌水强度、灌溉方法等内容。     

碱茅草需水量测定

本文介绍在新疆干旱地区用筒测法测定的碱茅草各种需水参数:头茬草总需水量4500—4800m~3/公顷(实际净灌水量2250—3000m~3/公顷),需水模数两头小中间大,需水强度43.5—49.5m~3/公顷/日,需水系数0.5-0.7;二茬草总需水量2400m~3/公顷,需水强度22.5—25.5m~3/公顷/日;叶面蒸腾量占总需水量53%—55%,棵间蒸发量45%—47%,各生育阶段的两者比值0.23—1.73。以上可作为拟定碱茅草灌溉制度的依据。     

灌溉量对科尔沁沙地紫花苜蓿产量和水分利用效率的影响

为探讨科尔沁沙地紫花苜蓿适宜灌溉量,以指针式喷灌机下建植两年紫花苜蓿为试验材料,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(ET_C)。基于ET_C设置四个灌溉水平W1(60%ET_C)、W2(80%ET_C)、W3(100%ET_C)、W4(120%ET_C),研究不同灌溉量对科尔沁沙地紫花苜蓿产量和水分利用效率的影响。结果表明:2018年刈割三茬的紫花苜蓿产量和水分利用效率随灌溉量增加呈现先增加后降低的趋势。其中第一茬内株高、生长速度、分枝质量随灌溉量的增加而增加,分枝数、地上生物量和水分利用效率随灌溉量增加变现为先增加后降低;第二茬产量在各处理间无显著性差异(P0.05),水分利用效率随灌溉量的增加逐渐降低;第三茬产量、水分利用效率在W2、W3处理下无显著性差异(P 0.05)。综合考虑产量、水分利用效率,建议生育期内采用W3的灌溉水平进行灌溉。     

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.     

应用高分卫星遥感数据评价紫花苜蓿人工草地返青状况

利用国产GF-2和GF-6高空间分辨率卫星遥感图像,以内蒙古阿鲁科尔沁旗为研究区,结合实地调查,评价苜蓿人工草地返青状况。结果表明:(1)依据样地观测数据,发现植被覆盖度与苜蓿植株高度、株数均呈现出极显著的正相关关系,为此提出了基于植被覆盖度的苜蓿人工草地返青状况评价指标;(2)建立了苜蓿人工草地返青期垂直植被指数(Perpendicular vegetation index,PVI)模型,实现了基于PVI反演植被覆盖度;(3)对2019年调查的喷灌圈内苜蓿人工草地返青状况进行了评价,返青状况好、中、差的面积分别是130.2hm²、475.7hm²和106.9hm²,中等及中等以上返青等级的面积占85.00%,表明2019年当地苜蓿人工草地返青状况总体良好。     

水氮供应对地下滴灌紫花苜蓿生产性能及水氮利用效率的影响

为探讨不同水氮供应对紫花苜蓿生长、产量和水氮利用效率的影响,确定地下滴灌紫花苜蓿栽培草地的合理施氮量和灌溉量,以紫花苜蓿‘巨能7号’为供试品种,采用田间试验,全生长季共设置4个总滴灌量水平:480 mm(W₁)、550 mm(W₂)、620 mm(W₃)和690 mm(W₄);施氮量共设置4个水平:无氮(N₀,0)、低氮(N₁,60 kg·hm^-2)、中氮(N₂,120 kg·hm^-2)和高氮(N₃,180 kg·hm^-2)结合灌溉进行,试验采用田间裂区设计,研究了不同水氮供应对地下滴灌紫花苜蓿全生长季内生长状况、产量和水氮利用效率的影响。试验结果表明:1)水氮供应对紫花苜蓿不同茬次的株高和茎粗均有不同的影响,表现为第1、2茬紫花苜蓿的株高均随施氮量和滴灌量的增加而增高,第1茬紫花苜蓿的茎粗随滴灌量的增加而增粗。2)第1、2茬紫花苜蓿干草产量均随滴灌量的增加而增加,施氮量对第1、4茬和全年的紫花苜蓿干草产量有显著的提高,其中滴灌量、施氮量和水氮互作对紫花苜蓿增产效应极显著(P<0.01)。3)增加滴灌量,降低施氮量,紫花苜蓿的水分利用效率(WUE)和灌溉水利用效率(IWUE)均逐渐下降,WUE和IWUE最小值均出现在W₄N₀处理下,且该处理下的WUE和IWUE均明显小于其他处理。4)紫花苜蓿氮肥农学效率(ANUE)随施氮量增加在不同滴灌量下表现出不同的变化趋势,在W₁、W₂和W₃水平下,ANUE随施氮量的增加表现为先增大后降低趋势,ANUE最大值均出现在N₂水平,在W₄水平下,ANUE随施氮量的增加而降低;氮肥偏生产力(PFPN)则随施氮量的增加而显著降低。ANUE随滴灌量的增加先降低后升高,而PFPN先增加后降低,说明适当增加滴灌量可以提高紫花苜蓿的ANUE和PFPN。综合考虑紫花苜蓿产量效应和资源利用、环境等综合效应,W₃N₂处理下(滴灌量为620 mm,施氮量为120 kg·hm^-2)宁夏引黄灌区地下滴灌紫花苜蓿种植较为适宜。研究结果可为宁夏引黄灌区紫花苜蓿大面积推广节水、高产优质种植提供理论依据。     

灌溉量对科尔沁沙地紫花苜蓿土壤速效养分分布及淋失的影响

为探讨科尔沁沙地紫花苜蓿（Medicago sativa L.）适宜灌溉量,本研究以指针式喷灌机下建植两年紫花苜蓿为试验材料,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）,并基于ETc设置4个灌溉水平W1（60% ETc）,W2（80% ETc）,W3（100% ETc）,W4（120% ETc）,研究不同灌溉量对科尔沁沙地紫花苜蓿土壤速效养分分布、残留和淋失的影响。结果表明：不同灌溉量处理下,土壤速效养分剖面分部存在明显差异,碱解氮、速效钾出现明显累积峰;碱解氮、速效钾残留量随灌溉量增加逐渐降低,W1处理下碱解氮、有效磷、速效钾残留量最高;碱解氮、速效钾淋失量随灌溉量增加逐渐增加,W4处理下碱解氮、速效钾淋失量最大,W2处理下有效磷淋失量最大。综合比较各个处理,W3处理下土壤速效养分的残留量、淋失量结果优于其他处理,因此建议生育期内采用100% ET_c的灌溉水平进行灌溉。     

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。     

水钾耦合对苜蓿根颈抗氧化特性及越冬率的影响

为探究不同水钾耦合处理对科尔沁沙地生境下种植苜蓿（Medicago sativa）抗寒生理特性的影响，以‘骑士T’和‘公农1号’苜蓿品种为试验材料，采用两因素裂区随机区组设计，水分处理为主区：灌水时间间隔分别为4 d，8 d和12 d（用W₁，W₂，W₃表示）；钾肥施用量水平为副区，具体施用量分别为50 kg·hm^-2 K₂O，100 kg·hm^-2 K₂O和150 kg·hm^-2K₂O（用K₁，K₂，K₃表示），并设置不施钾肥为对照（CK），于越冬前期挖取苜蓿根颈材料测定丙二醛（Malondialdehyde，MDA）、可溶性蛋白含量和抗氧化酶活性，翌年测定越冬率。结果表明：在W₃灌水时间间隔处理下，‘骑士T’和‘公农1号’品种苜蓿根颈的过氧化氢酶、过氧化物酶和超氧化物歧化酶活性、越冬率以及可溶性蛋白含量均明显高于W₁和W₂处理，其中以K₂施用量处理下的数值与CK差异最显著（P<0.05），且此施肥量下的MDA含量也显著低于CK（P<0.05）。因此在科尔沁沙地生境下生产苜蓿，灌水时间间隔为12 d、钾肥施用量在100 kg·hm^-2K₂O有利于提高苜蓿抗寒性。