灌溉和施氮对种植第2年紫花苜蓿产量、水分利用效率及土壤全氮含量的影响

在甘肃省河西绿洲灌区石羊河流域进行大田试验,研究不同灌溉量,分别为常规灌溉(330mm)、节水20%灌溉(264mm)和节水40%灌溉(198mm)和施氮量0、40、80和120kg/hm2对种植第2年紫花苜蓿(Medicago sativa)干草产量、水分利用效率(WUE)以及土壤全氮的影响。结果表明:紫花苜蓿全生育期总干草产量随灌溉量增加而显著增加,他们的次序是常规灌溉总干草产量(15 575kg/hm2)>节水20%(14 763kg/hm2)>节水40%灌溉(14 017kg/hm2)。节水20%灌溉的水分利用效率为27.49kg/(mm.hm2),显著高于常规灌溉25.96kg/(mm.hm2),节水40%灌溉的水分利用效率为26.89kg/(mm.hm2),与常规灌溉和节水20%灌溉之间相差不显著。各处理全氮主要富集于表层土壤(0～60cm),土壤全氮含量随土层深度的增加而减少。在0～120cm土层,灌溉对各土层全氮含量的影响没有出现规律性变化;施氮40kg/hm2土壤全氮含量显著高于不施氮和施氮80、120kg/hm2。当施氮量为40kg/hm2时,第2年紫花苜蓿干草产量15 905kg/hm2、WUE为28.62kg/(mm.hm2)以及土壤全氮含量达到最大值。在河西绿洲灌区石羊河流域种植第2年紫花苜蓿,从经济、生态和环境方面考虑,节水20%灌溉(灌溉量为264mm,不包括生育期降水量)和施氮40kg/hm2处理是较高干草产量、较高WUE及较高土壤肥力取得一致的处理,应大面积推广。     

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     

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:随着灌溉量由0增至400 mm,紫花苜蓿耗水量由335.5增至712.8 mm,干物质产量由3304.7增至7423.3 kg/hm²,二者差异显著(P<0.05);第1茬生物产量和经济产量水分利用效率分别由10.5和12.2降至6.8和7.9 kg/(mm·hm²),第2茬则相反,分别由9.5和11.1增至19.0和22.1 kg/(mm·hm²),但第1~2茬差异不显著;第1茬耗水系数分别由956和822升至1480和1273,第2茬则相反,分别由1053和906降至527和453,但1~2茬差异不显著;不同茬次间水分利用效率及耗水系数差异显著(P<0.05)。     

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。     

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).     

紫花苜蓿的蒸腾系数和耗水系数

对紫花苜蓿的蒸腾系数和耗水系数的影响因子和范围进行了较为详尽地阐述。     

土壤水分和施氮水平对紫花苜蓿苗期生长的互作效应分析

土壤水分含量对作物施肥效应有重要影响。为了研究长江中下游农区土壤条件下施氮对紫花苜蓿生长的影响,探究土壤水分和施氮水平的互作效应,进行了盆栽半控制试验。试验采用两因素随机区组设计,设置了3个土壤水分水平(分别为50%、70%、90%的最大持水量)和4个施氮水平(0、90、180和270 kg/hm²)。结果表明,在施氮量一定的条件下,适当提高土壤水分含量,紫花苜蓿苗期生长、地上部干物质积累及氮素利用率均呈现增加的趋势。在相同土壤水分水平下,适量施氮可以促进紫花苜蓿生长、地上部干物质积累及氮素的利用,但是过多施氮不利于地上部干物质积累及氮素利用率的提高。土壤水分和施氮水平具有显著的互作效应。回归分析结果表明,施氮效应因土壤水分含量升高而显著增大;适宜的施氮量也因土壤水分含量升高而增大。因此,土壤缺水的地区或季节,施肥与灌溉应同步进行;土壤水分含量较高的长江中下游农区,适当增施氮肥有利于紫花苜蓿高产,并提高氮素利用率。     

紫花苜蓿的蒸腾系数和耗水系数

对紫花苜蓿的蒸腾系数和耗水系数的影响因子和范围进行了较为详尽地阐述。     

施氮量和种植密度对紫花苜蓿生长及种子产量的影响

通过田间试验研究了施氮量、种植密度对紫花苜蓿(Medicago sativa L.)各器官干物质积累、氮素吸收、积累分配及种子产量的影响。结果表明:高氮稀植(N3D1)处理有利于苜蓿各器官干物质及氮素积累;氮素积累趋势因施氮量、种植密度不同而异:低氮高密、中氮高密处理下氮素积累以茎杆为中心,高氮低密处理下,花荚为氮素积累中心,施氮可显著提高干物质及氮素积累量。各处理中干物质及氮素积累量均以N3D1处理最高,该处理下苜蓿根、茎、叶、花荚中干物质量为8.65,19.02,2.35,5.98g·株^-1,氮素积累量分别为12.23,15.01,3.62,15.70mg·株^-1。本研究中当施氮量为150kg·hm^-2,密度为3kg·hm^-2时,种子产量最高达到740.36kg·hm^-2。     

巴林右旗灌溉紫花苜蓿草地施氮磷肥对产草量的影响

研究施氮(N)、磷(P)肥对紫花苜蓿草产量的影响;证明单施磷肥能增加紫花苜蓿人工草地地上和地下生物量积累;施氮磷肥在初花期存在显著互作关系;磷肥对紫花苜蓿各物候期产量的影响大于氮肥。     

播种行距和灌水量对紫花苜蓿种子产量及其构成因素的影响

研究了播种行距和灌水量对甘农3号紫花苜蓿种子产量及其构成因素的影响。通过2年研究,得出以下结论,1)随着行距增大,株高下降,株高和种子产量呈负相关,R=-0.802*。2)行距和灌水量对种子产量及产量构成因素的影响不同。行距对种子产量、有效分枝数/m2、花序数/枝条、豆荚数/花序和籽粒数/豆荚的影响较大;灌水量对种子产量及其构成要素的影响均较小。3)种子产量构成因素中,豆荚数/花序(x3)与种子产量极显著正相关,R2=0.882**;籽粒数/豆荚(x4)、花序数/枝条(x2)与种子产量显著正相关,相关系数分别为0.803*和0.693*。种子产量的回归方程为:y=260.358 64.152x3 50.976x4 5.482x2。4)播种当年和生长第2年,行距为100cm、灌水量为900 m3/hm2时,有效分枝数/m2、花序数/枝条、豆荚数/花序、籽粒数/豆荚和种子产量均为最高。2年间的种子产量呈显著正相关,R2=0.801*,回归方程为:y=772.563 0.521 5x 0.009 8x2-2.0×10-5x3。     

苜蓿后茬冬小麦对氮素的响应及土壤氮素动态研究

2001至2004年,在甘肃庆阳黄土高原定位研究了施氮和不施氮对比条件下,4龄苜蓿后茬冬小麦对氮素的响应.结果表明,4龄苜蓿后茬冬小麦产量对氮连续3年有响应,至第3茬,施氮显著增加籽粒产量(P<0.05),促进了第1茬冬小麦对氮的吸收,与产量的变化趋势一致;第2茬冬小麦对氮肥的利用率最高,达47%,不施氮下土壤氮素处于亏缺状态,第1年的亏缺量最大、第2年最小;施氮明显增加第2茬冬小麦0～60 cm 土层中硝态氮的含量,且硝态氮的累积峰从2003年的0～60 cm土层,转移到2004年的60～200 cm, 表明氮有一定程度的向下淋溶.在黄土高原,4龄苜蓿后茬种植头茬作物可不施氮肥.     

施氮对不同水分条件下紫花苜蓿氮素吸收及根系固氮酶活性的影响

氮肥施用可以调控不同水分条件下紫花苜蓿的生长,而其内在机制尚不明确。采用盆栽试验,通过设置3个水分梯度(田间最大持水量的30%、50%以及70%,分别用W₁、W₂、W₃表示)及4个氮素水平(0、0.02、0.04、0.06 g·kg^-1,分别用N₁、N₂、N₃、N₄表示),研究了不同水分条件下紫花苜蓿对氮素的需求规律及其与氮素吸收及根系固氮酶活性的关系。研究结果表明:1)W₁水分条件下,氮肥施用可以显著提高紫花苜蓿生物量,而在W₂及W₃水分条件下,均以N₃处理紫花苜蓿生物量最大;2)W₁及W₂水分条件下,N₄处理植株氮素积累量最高,而在W₃水分条件下,以N₃处理氮素吸收量最高,植株氮素积累量与生物量间存在显著正相关关系;3)根系固氮酶活性随土壤水分有效性的增加而增加,随氮素供应量的增加而降低,在N₄条件下,W₄处理固氮酶活性与W₃处理无显著性差异。因此,在低土壤水分条件下,氮素供应可以保证植株对氮素的需求并提高其生物量;在高土壤水分条件下,适宜供氮量可以促进紫花苜蓿的生长,但过高氮肥供应会显著抑制根系固氮酶活性并最终导致氮素吸收及生物量不再进一步增加。本研究结果可为紫花苜蓿生产系统中的水氮管理提供理论依据。     

松嫩平原苜蓿和羊草栽培草地土壤氮素动态分析

以松嫩平原(重度盐碱化草地)栽培种植的苜蓿(Medicago sativa)和羊草(Leymus chinensis)草地为研究对象,分析了两种栽培草地土壤全氮和速效氮的季节动态变化规律。结果表明,土壤全氮含量在不同的草地类型间变化规律各不相同,而在整个生长季中,不同的草地类型间土壤速效氮含量变化相似,呈现规律变化:7月份植物生长旺季,0-30mm土层土壤全氮含量表现为羊草栽培草地围栏封育草地苜蓿栽培草地,苜蓿栽培草地全氮含量最低(0.184%),与其他两个样地差异显著(P0.05);土壤速效氮含量表现为羊草栽培草地围栏封育草地苜蓿栽培草地。植物生长末期,土壤全氮含量和速效氮含量均表现为苜蓿栽培草地围栏封育草地羊草栽培草地。土壤有机质含量也呈现规律变化:苜蓿栽培草地和羊草栽培草地均表现出随月份的增加呈现降低-升高-降低的趋势。围栏封育草地无显著变化。     

北京地区紫花苜蓿建植当年的耗水系数和水分利用效率

采用小型蒸渗仪法研究了北京地区中苜1号和WL323紫花苜蓿建植当年的耗水系数和水分利用效率。结果表明,中苜1号和WL323的生物产量耗水系数分别为915.0和939.7,经济产量耗水系数分别为786.9和808.1,2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的地上部生物产量的水分利用效率分别为11.0和10.6kg/(mm.hm2),全部生物产量分别为19.2和17.9kg/(mm.hm2),经济产量水分利用效率分别为12.8和12.3kg/(mm.hm2),2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3茬最低。     

苜蓿含水量与添加剂组分浓度对青贮效果的影响研究

在刚收获及收获后经6,18和28 h晾晒的初花期苜蓿青贮料中,加入不同糖分、乳酸菌和纤维素酶浓度的乳酸菌复合添加剂进行青贮,并按正交原理设计试验。结果表明,青贮新鲜苜蓿,其pH值呈不断上升趋势,青贮效果不佳。晾晒6,18和28 h之后,苜蓿青贮效果最好的复合添加剂组合分别为纤维素酶(0.1 g/kg) 葡萄糖(15g/kg)、纤维素酶(0.025 g/kg) 葡萄糖(20 g/kg)、乳酸菌(107cfu/g) 葡萄糖(20 g/kg)。随着苜蓿青贮添加组分浓度的增加,其青贮pH值下降更快,青贮料中氨态氮含量逐渐降低,乳酸含量不断增加。     

长期连续种植苜蓿草地地上部分生物量与土壤水分的空间差异性

基于苜蓿长期连续种植定位试验,研究了不同施肥与采样位置差异对苜蓿草地地上部分生物量和土壤水分的影响。苜蓿长期连续种植19年后,施肥对苜蓿地上部分生物量的影响不显著;试验样地内呈由外及内植株高度逐渐下降、地上部分生物量积累逐渐减小的“生物漏斗”现象,距样地中心位置不同引起的差异远远超过施肥处理引起的差异。中下层土壤水分也呈类似的漏斗状分布。相关分析表明,苜蓿地上部分生物量与1 m以下土壤水分含量呈显著相关,表明在长期连续种植条件下下层土壤水分状况是决定苜蓿草地生长状况的主要因素。     

半干旱黄土区苜蓿草地轮作农田土壤氮素变化

田间试验研究了多年生苜蓿草地轮作为农田后2年内土壤矿质氮和全氮的变化,结果表明,与苜蓿连作相比,土壤全氮在苜蓿翻耕后迅速下降,土壤硝态氮和铵态氮在耕作下层出现大量累积,土壤氮素有效性提高。不同轮作方式对土壤氮素变化有显著影响,轮作第2年种植玉米或马铃薯可以增加硝态氮在土壤中的累积,种植春小麦则增加了铵态氮和总矿质氮累积量,休闲土壤矿质氮变化幅度居中。与轮作春小麦相比,轮作玉米显著增加了对土壤全氮的消耗,因此多年生苜蓿草地轮作农田后应避免种植玉米等耗肥量较大的作物以维持土壤氮素平衡。     

不同土壤水分条件下生长的巨桉对紫花苜蓿的化感作用

为了了解紫花苜蓿对不同水分条件下生长的巨桉化感作用的响应,采用生物检测法研究了生长在不同水分[75％,55％,40％和30％田间持水量(FC)]条件下的巨桉幼树叶片水浸液对紫花苜蓿种子萌发和幼苗生长特征的影响。结果表明,不同水分条件下生长的巨桉均对紫花苜蓿表现出明显的化感作用。巨桉叶片水浸液显著降低了紫花苜蓿的发芽指数,且随着巨桉生长土壤水分的减少,降低作用增强。生长在较差水分(40%和30％FC)条件下的巨桉,其高浓度叶片水浸液显著抑制紫花苜蓿幼苗生长,但其低浓度叶片水浸液促进种子发芽;而生长在较好水分(75%和55％FC)条件下的巨桉,其低浓度叶片水浸液促进紫花苜蓿幼苗生长,高浓度叶片水浸液提高了种子发芽率。高浓度巨桉叶片水浸液降低了紫花苜蓿叶片叶绿素含量和根系活力。另外,紫花苜蓿对巨桉叶片水浸液处理表现出一定程度的抗性。紫花苜蓿对巨桉化感作用的这些响应特征表明紫花苜蓿可以作为巨桉林下植被优选物种。