土壤水分胁迫对紫花苜蓿光合特性及其生物量的影响

紫花苜蓿是我国重要的豆科牧草，具有较强的抗旱能力，而水分亏缺是影响其产量的主要逆境因子之一。通过大田试验对不同水分胁迫下紫花苜蓿的光合特性及产量进行研究，结果表明：① 土壤水分胁迫对紫花苜蓿光响应参数影响显著(P＜0.05)，随着水分胁迫的加剧，最大净光合速率、表观量子效率、光饱和点逐渐降低，暗呼吸速率、光补偿点逐渐升高，从而直接影响紫花苜蓿光合作用对弱光的吸收和转化效率。② 随着水分胁迫的加剧紫花苜蓿叶片的净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)呈显著的下降趋势，气孔导度(Gs)呈先下降后上升的趋势，表明轻度水分胁迫下气孔因素是Pn下降的主要因素，中度和重度水分胁迫下非气孔因素是Pn降低的主要因素。③ 当光合有效辐射(PAR)为1 200 μmol·m^-2·s^-1时，轻度水分胁迫的水分利用效率(WUE)显著大于充分灌溉的WUE (P<0.05)，表明适度水分胁迫可提高紫花苜蓿叶片的水分利用效率。④ 轻度水分胁迫与充分灌溉干草产量之间无显著差异，表明轻度水分胁迫能达到高产节水的目的。     

水氮调控对苜蓿与无芒雀麦混播草地生长和辐射利用的影响

针对我国内陆干旱区人工草地生产管理粗放及气候资源利用不充分等问题,探究合理的牧草种植与水氮供应模式,以充分挖掘区域牧草的生产潜力。采用3 a生(2018年播种)紫花苜蓿(简称‘苜蓿’)和无芒雀麦,分析种植模式(苜蓿与无芒雀麦混播,D1;无芒雀麦单播,D2)、施氮量(低氮量N1:60 kg·hm^-2;高氮量N2:120 kg·hm^-2)和灌水量(以灌水下限占田间持水量θ_f的百分比计,分枝期均充分灌水(75%～85%θ_f),现蕾和初花期轻度亏水W1:65%～75%θ_f、中度亏水W2:55%～65%θ_f、重度亏水W3:45%～55%θ_f,灌水上限均为85%θ_f)对牧草叶面积指数(LAI)、干物质累积量、累积截获光合有效辐射量(CIPAR)、辐射利用效率(RUE)、产量(Y)、耗水量(ET_a)、水分利用效率(WUE)和氮肥偏生产力(PFP_N)的影响。结果表明：(1)牧草LAI和...     

氮素添加对中国苜蓿产量与品质效应的Meta分析

氮素在苜蓿产量累积与品质提升中发挥着重要作用,但其不合理添加不仅会造成资源浪费,还会加剧环境污染,且其添加效应因试验区域、添加模式和种植管理等因素不同存在较大差异。本研究通过整合已发表的相关田间试验数据,利用Meta分析方法定量研究了氮素添加对苜蓿产量与品质（粗蛋白含量、酸性和中性洗涤纤维含量）的效应及主要影响因素。结果表明,与不添加氮素相比,添加氮素可显著提高苜蓿产量与品质,其中产量和粗蛋白含量分别平均提高12.6%（置信区间9.0%~16.2%）和7.3%（置信区间4.1%~10.6%）,酸性和中性洗涤纤维含量分别平均降低5.6%（置信区间3.5%~7.8%）和3.0%（置信区间1.0%~4.9%）。在甘肃,年平均气温<8 ℃和年平均降水量200~400 mm的地区,采用硝酸铵分次施肥及灌溉和播种量为26~30 kg·hm^-2时,更有利于添加氮素对苜蓿产量和粗蛋白含量的提高效应及对酸性和中性洗涤纤维含量的降低效应;但适宜的施氮量及生长年限在产量与品质方面存在差异。该研究可为苜蓿生产力提升及氮营养高效利用提供参考。     

水氮耦合对无芒雀麦产量及氮磷钾化学计量特征的影响

[目的]合理的水分和养分供给是保障人工草地高效可持续生产的有效措施.探究不同灌溉量和施氮量及其交互作用对牧草产量及养分含量的影响,有助于深入了解牧草生长对草地生态系统的响应.[方法]以人工种植无芒雀麦(Bromus inermis)为研究对象进行田间试验.采用喷灌方法,在无芒雀麦拔节期按照田间持水量(θf)范围设置4个...     

红豆草与无芒雀麦混播草地生产力提升的水分调控模式研究

提升人工草地生产力对缓解天然草原压力、维持牧草供需平衡及推动畜牧业健康发展具有重要作用。本研究对比分析了3种种植模式[无芒雀麦单播（B）、红豆草单播（O）和红豆草与无芒雀麦混播（M）]和4种水分调控[充分灌水（W0）:75%～85%θFC、轻度亏水（W1）:65%～75%θFC、中度亏水（W2）:55%～65%θFC和重度亏水（W3）:45%～55%θFC,θFC为田间持水量]对草地蒸散耗水、产量品质和水分利用的影响，并采用熵权灰色关联耦合与熵权-TOPSIS模型对各处理进行综合评价。结果表明：1）草地蒸散量表现为第1茬>第2茬>第3茬，且随亏水程度加剧而降低。M的平均总蒸散量较O减小2.20%，较B增加6.21%。2）随亏水程度加剧，牧草产量逐渐下降，其中W1与W0无显著差异。M较O和B的总产量分别平均提升16.88%和103.32%。4种水分调控下M的土地当量比为1.38～1.65，且M中红豆草的产量占比随亏水程度加剧呈下降趋势。3）轻度亏水可提升牧草品质和水分利用效率。M的平均粗蛋白含量较B增加21.95%，平均酸性和中性洗涤纤维含量较O分别减小1.40%和3.64%...     

无芒雀麦与苜蓿混播草地生产力提升的水氮调控模式

针对西北干旱草原区天然草地退化、水土流失严重以及人工草地生产力低下等问题,研究种植模式和水氮调控对牧草产量、品质和水氮利用效率的影响,以期获得高产高效的草地管理模式。以3年生紫花苜蓿和无芒雀麦(2018年播种)为试验材料,分析种植模式(无芒雀麦与苜蓿混播D1,无芒雀麦单播D2)、施氮(纯氮)量(N1:60 kg/hm²;N2:120 kg/hm²)和灌水量(以灌水下限占田间持水量θ_f的百分比计,轻度亏水 65%θ_f、中度亏水 55%θ_f、重度亏水 45%θ_f分别记为W1、W2、W3,灌水上限均为85%θ_f)3个因素对牧草产量、品质和水氮利用效率的影响。结果表明:(1)增加灌水量和施氮量有利于牧草株高和茎粗的生长,与W3N1处理相比,W1N2处理混播苜蓿、混播无芒雀麦和单播无芒雀麦三茬平均株高分别增加27.41%,20.26%和26.55%,茎粗分别增加11.32%,4.11%和20.98%;混播对无芒雀麦株高有促进作用,对茎粗有抑制作用。(2)灌水量和施氮量的增加有利于提高牧草产量和品质,W1N2处理牧草年产量和粗蛋白(CP)含量最高,与W3N1处理相比,W1N2处理下混播牧草年产量、CP含量分别增加42.16%,27.00%,单播牧草年产量、CP含量分别增加38.59%,37.26%,混播牧草ADF和NDF分别降低19.56%和33.86%,单播牧草ADF和NDF分别降低21.29%和25.53%。(3)随着灌水量的增加,IWUE和WUE减小,PFP_N增大;增加施氮量,混播模式IWUE、WUE和PFP_N均减小,单播模式IWUE和PFP_N减少,WUE增大。(4)基于主成分分析得出,混播模式轻度亏水(灌水下限65%θ_f)高氮量(120 kg/hm²)处理综合得分最高,为适宜的水氮管理模式。研究结果可为西北干旱半干旱草原区牧草的种植管理提供理论依据。     

水分调控与种植模式对人工草地土壤水分及产量品质的影响

针对河西走廊地区水资源短缺、天然草地退化严重和质量低下等问题,探究合理的水分调控与种植模式,以缓解草畜矛盾,改善生态环境,实现区域草地畜牧业可持续发展。试验采用2年大田试验,研究3种种植模式(O:红豆草单播;A:红豆草+无芒雀麦混播;B:红豆草+无芒雀麦+长穗偃麦草混播)与4种水分调控[灌水上下限以土壤含水量占田间持水量θ_FC的百分比计,W0:充分灌水(75%~85%θ_FC);W1:轻度水分亏缺(65%~75%θ_FC);W2:中度水分亏缺(55%~65%θ_FC);W3:重度水分亏缺(45%~55%θ_FC)]对人工草地土壤水分特征、干草产量、品质及水分利用效率的影响。结果表明:(1)在时间维度(4—9月)0—40 cm土层土壤含水量表现为先减小后增大的变化趋势,且该变化趋势W2、W3较W0、W1明显,单播较混播明显,40—100 cm土层土壤含水量呈现逐渐减小的变化规律;在空间垂直分布上,各处理土壤含水量呈先增大后减小之后趋于稳定的变化趋势;3种种植模式中土壤含水量均属于中等变异,且表层与60—100 cm土层变异系数较大。(2)随着水分亏缺加剧,单混播牧草产量均逐渐减小,WUE先增大后减小,W1较W0处理牧草产量差异不显著(p＞0.05),且WUE最高;A和B种植模式2年平均总产量分别较O提高16.01%和12.74%,2年平均WUE分别较O提升18.64%和11.19%。(3)适宜水分亏缺提升了牧草品质,混播模式较单播牧草品质改善。A和B种植模式较O种植模式2年平均ADF分别降低4.40%和2.73%,NDF分别降低2.82%和2.02%,CP分别降低3.53%和7.24%,但W0与W1水分处理,O与A种植模式CP差异不显著。A和B种植模式较O种植模式2年平均Ash分别提升18.50%和16.58%,EE分别提升23.19%和20.37%,RFV分别提升4.87%和3.20%。通过主成分分析综合评价得出,轻度水分亏缺下红豆草与无芒雀麦混播是河西走廊地区人工草地高产优质高效的适宜水分调控与种植模式。     

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。     

黑河流域参考作物蒸散量与气象因素的相关关系研究

【目的】研究黑河流域参考作物蒸散量(ET_0)与气象因素间及各气象因素间的相关关系,精确估算和预测黑河流域ET_0.【方法】基于黑河流域17个气象站点1960-2014年逐日气象资料,在利用Penman-Monteith公式计算逐日ET_0的基础上,分析ET_0与气象因素的年际变化特征,将通径分析法和主成分分析法相结合,从线性关系和方差贡献2个角度综合探讨ET_0与气象因素间及各气象因素间的相关关系.【结果】近55a间黑河流域年均ET_0、平均温度和降水量呈增加趋势,平均相对湿度、平均风速和日照时数呈递减趋势.平均温度和平均风速间以及平均相对湿度、日照时数和降水量间线性关系显著,平均相对湿度主要受平均温度的主导影响;线性关系和方差贡献分析气象因素影响程度结果基本一致,影响程度排序:平均相对湿度>降水量>平均风速>日照时数>平均温度.【结论】单因素作用方面平均相对湿度为影响ET_0变化的主要因素,平均温度主导平均相对湿度的变化,多因素共同作用方面日照时数与降水量相组合是ET_0波动性变化的主导因素,多方面的共同作用造成黑河流域ET_0呈上下波动式的增加趋势.从不同角度综合分析能更全面探寻ET_0与气象因素间及各气象因素间的相关关系,为ET_0的变化特征提供科学依据.     

不同灌溉处理下紫花苜蓿光合特性、叶绿素荧光参数及生物量的变化

为了在永昌荒漠化灌区获得紫花苜蓿（Medicago sative）的高产节水技术,本研究以甘农3号紫花苜蓿为试验材料,在地下滴灌方式下,采取人工控制土壤水分的方法,对不同水分胁迫下紫花苜蓿的光合特性、叶绿素荧光参数及地上生物量进行研究。结果表明：随着水分胁迫的加剧,影响紫花苜蓿的光合特性的因素由气孔限制逐渐转变为非气孔限制,水分利用效率（water use efficiency,WUE）呈先上升后下降趋势,在10：00和16：00左右时轻度水分胁迫的WUE显著大于充分灌溉的;随着水分胁迫的加剧,叶绿素总含量均先升高后降低,表明在轻度水分胁迫下更有利于叶绿素的合成;随着水分胁迫的加剧,紫花苜蓿的叶绿素荧光参数下降幅度逐渐加大,干草产量也逐渐下降,严重的水分胁迫会抑制了PSⅡ的光化学活性,从而影响了紫花苜蓿的干草产量;轻度水分胁迫与充分灌溉之间无显著差异,这体现了在轻度水分胁迫下也能够达到高产的目的。