中国苜蓿产量及水分利用效率对种植年限响应的Meta分析

为探究种植年限对苜蓿产量和水分利用效率(WUE)的影响,确定不同生境下苜蓿最适宜的种植年限,本研究以中国为研究区域,以3~5年生苜蓿为对照,通过检索文献整合已发表的相关田间试验数据,截至2019年5月共获得80篇文献、1496组苜蓿产量和220组WUE试验数据,将数据按照年降水量(<200 mm,200~400 mm,400~800 mm和≥800 mm)、施肥措施(施肥和不施肥)、水分管理(灌溉和雨养)进行分组,采用整合分析方法(Meta-analysis,包括异质性检验、综合效应量计算、发表偏倚检验和亚组分析),系统探究了种植年限对苜蓿产量和水分利用效率的时空效应与影响因素,并定量分析了环境因子与不同种植年限苜蓿产量以及WUE的关系。本研究结果表明,随种植年限的延长草产量和WUE呈现先升后降的趋势,3~5龄为苜蓿盛产期,而6~8龄苜蓿WUE最高。苜蓿种植年限受环境因素及水肥措施影响,干旱、半干旱区,苜蓿最适宜的种植年限为3~5年;半湿润区,苜蓿最适宜的种植年限可延长至6~8年,但湿润区由于温湿度过高,使得苜蓿最适宜的种植年限缩短至3~5年。施肥可适当延长苜蓿种植年限,但灌溉并不能有效延长苜蓿种植年限。     

不同水分利用效率的高羊茅水分和光合特性研究

选用高羊茅不同水分利用效率的遗传材料,利用盆栽试验对其水分和光合特性进行了研究,旨在揭示其水分利用效率差异的原因。结果表明,高水分利用效率品系有较好的水分关系且抗旱,其气孔导度较低,水分利用效率高。高、低水分利用效率品系的净光合速率无差异。造成以Ａ／Ｅ或Ａ／ＧＣＯ２表示的水分利用效率差异的根本原因在于叶肉细胞光合活性的差别。比叶片重、以面积表示的叶绿素含量和细胞内ＣＯ２浓度均可作为衡量水分利用效率     

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.     

紫花苜蓿光能及叶片水分利用效率影响因子分析

大田条件下,利用C 340df光合仪,对12个紫花苜蓿Medicago sativa品种(初花期)的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)及生态因子(光合有效辐射、大气温度、大气湿度)和生理因子(胞间CO2浓度、气孔导度、叶温)进行测定,探讨影响其光能利用效率（LUE）和叶片水分利用效率（WUE）的主要因子。结果表明：1)品种胖多单株干质量最高,且LUE、WUE显著高于其他品种(P＜0.05),属于高光合、低蒸腾、高水分利用品种;2)影响LUE的主要是生理因子(胞间CO2浓度、气孔导度),而影响WUE的则为外界环境因子(光合有效辐射、大气温度、大气湿度)。     

苜蓿和沙打旺苗期需水及其根冠比

研究苜蓿和沙打旺苗期水分利用与根冠比例。结果表明,沙打旺叶片对土壤水分的瞬时利用效率均高于苜蓿。沙打旺地下部与地上部生物量比和根长/株高比在不同水分条件下亦高于苜蓿,尤其在低水分时。在高水分下苜蓿单位水分消耗所形成的生物量较多,随着土壤含水量的降低而大幅度减少。苜蓿具有较高的蒸腾速率和较快的根系生长速率,因而造成土壤水分的过快消耗。总之,高水分生长条件易于苜蓿生产效率的发挥,但沙打旺对土壤水分环境变化的稳定性较强。结合多年的研究成果和黄土丘陵区的实际情况,提出在不同立地条件下,沙打旺可以种植在该地区的坡地,而苜蓿则应在水分条件相对较好的川地种植。     

水分对苜蓿幼苗生长的影响

研究了紫花苜蓿捷达品种在苗期生长过程中受水分影响情况,发现水分的影响作用很大,在种子出苗后,使土壤中有效含水量保持在60％-75％左右,对苜蓿幼苗生长最有利。     

水分对苜蓿幼苗生长的影响

研究了紫花苜蓿捷达品种在苗期生长过程中受水分影响情况,发现水分的影响作用很大,在种子出苗后,使土壤中有效含水量保持在60%～75%左右,对苜蓿幼苗生长最有利.     

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。     

六个苜蓿品种幼苗对水分胁迫的响应及其抗旱性

在水分胁迫情况下，选择草原3号等6个在内蒙古种植的苜蓿品种，测定幼苗地上部相对损伤率、细胞膜相对透性、游离脯氨酸含量和POD活性等指标。经综合评价，苗期抗旱性为敖汉苜蓿最强，草原3号、草原1号、草原2号和德国苜蓿次之，阿尔岗金较弱。     

西北旱区灌溉方式对苜蓿生长及水分利用效率的影响

为探讨不同灌溉方式对紫花苜蓿(Medicago sativa)生长、水分利用效率及产量的影响,通过田间试验研究了地下滴灌(SDI)、畦灌(BI)、喷灌(SI)和不灌溉处理(CK)4种灌溉方式下苜蓿生长的变化。结果表明:各处理间,SDI的土壤含水率在试验期间最高,且SDI的苜蓿株高、分枝数、单株叶面积及单株干重均显著高于BI,SI和CK;SDI两茬的产量分别为4815.87和4300.41kg·hm^-2,与BI,SI和CK相比,第2茬分别提高了10.56%,14.92%和95.26%,第3茬分别提高了13.64%,23.60%和120.85%,均达到显著水平(P<0.05);SDI两茬的水分利用效率分别为2.66和2.50kg·m^-3,较BI和SI处理,第2茬分别提高了17.70%和21.46%,第3茬提高了20.77%和34.41%,均达到显著水平(P<0.05)。因此,从苜蓿生长、产量及水分利用效率角度考虑,地下滴灌是西北旱区最为适宜的灌溉方式。     

陇东紫花苜蓿生态特征及水分利用率研究

通过分析陇东紫花苜蓿Medicag sativa在原产地陇东栽植的生物物候与热量条件的关系,鲜、干质量与水分利用率随生长年限的变化特征,以及地上生长量和地下生长量在生长年的变化特征,认为陇东紫花苜蓿在陇东塬区完成3个生长周期从气候角度来说是不可能的.陇东紫花苜蓿随着生长年限的延长,鲜、干质量和水分利用率等要素各年逐茬增加,现蕾期前后是紫花苜蓿产量形成的关键时期.陇东紫花苜蓿生长前3年,地下生长高峰期出现在第2年第2茬生长发育期间.夏季根生长比秋季活跃,秋季主、侧根直径的增长较缓慢.陇东紫花苜蓿不但适宜原产地陇东地区栽植,在西北区域属于优质品种.但该品种干草率较低,适宜青饲,应以生产鲜草带动当地畜牧业发展为主,不宜作为当地商用草产业发展的当家品种.     

陇东紫花苜蓿地上生物量及水分利用率分析

分析紫花苜蓿Medicago sativa地上生物量的变化表明:鲜、干质量曲线的增长特点是返青(萌芽)至现蕾后增长快,进入开花期后增长缓慢;第1茬鲜质量和干质量占全年总鲜质量和干质量的比例最大,高度与鲜质量和干质量的增长成正相关;在不同茬的生长期内,气象要素对其贡献不同,水分利用率以第2茬最高。     

不同年限紫花苜蓿(生长)水分利用效率和耗水系数的差异

采用小型蒸渗仪法,在北京平原区研究了一年生和二年生紫花苜蓿Medicago sativa水分利用效率和耗水系数的差异。研究结果表明：二年生紫花苜蓿的生物产量和经济产量水分利用效率[14.7和17.1 kg/(hm2·mm)]显著高于一年生紫花苜蓿[12.6和14.7 kg/(hm2·mm)](P＜0.05);生物产量和经济产量耗水系数（679和584）显著低于一年生紫花苜蓿（793和682）(P＜0.05)。研究表明生长年限对紫花苜蓿的水分利用效率和耗水系数具有影响。     

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).     

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。     

不同叶型紫花苜蓿不同茬次光合效率的差异

为分析各茬初花期多叶型和三叶型紫花苜蓿Medicago sativa影响光能利用和水分利用的各因子的差异性及其对产量的影响,试验在自然条件下,利用LI-6400光合测定系统对前3茬初花期的两类叶型紫花苜蓿的叶片净光合速率、蒸腾速率及相关的生理生态因子的日变化进行测定后计算均值。结果表明两类紫花苜蓿的各光合性状均存在极显著差异(P0.01),且两类紫花苜蓿产量受到光合速率、气孔限制值、蒸腾速率、光能利用率和水分利用率等因素的共同作用;由于多叶型紫花苜蓿品系的光合能力强,光能利用效高,更具有高产优势,除第1茬外,多叶型品系紫花苜蓿各茬产量明显高于三叶型品种(P0.01)。     

渗灌对宁夏引黄灌区苜蓿生长性状及水分利用率的影响

研究渗灌对苜蓿土壤含水量、生产性能及水分利用效率的影响对苜蓿的科学渗灌具有重要意义。以宁夏引黄灌区紫花苜蓿为对象,对渗灌定额350(S₃₅)、400(S₄₀)、450(S₄₅)和500(S₅₀) m³·667 m^-2和漫灌定额800 m³·667 m^-2(CK)下的土壤含水量动态,苜蓿生长性状、饲用品质及灌溉水利用效率进行了研究。结果表明:1)整个生育期内,CK的土壤含水量和耗水量最高,S₄₅的土壤含水量较低,渗灌较传统漫灌有利于保持土壤水分;CK在0~20 cm土层土壤水分变异系数最大,各渗灌0~40 cm土层变异较小,渗灌土壤含水量随土层加深而下降,土壤水分变异低于漫灌;2)渗灌可促进苜蓿的叶茎比、分枝数、叶面积指数、根系生物量以及粗蛋白含量的增加,降低酸性洗涤纤维含量,这在S₄₅和S₅₀下总体表现更明显;3)除S₃₅外,其他渗灌的苜蓿草产量和粗蛋白产量均较对照有不同程度增加,说明适宜的渗灌量可提高苜蓿草产量和粗蛋白产量,提高灌溉水利用效率和苜蓿经济效益。研究认为,450 m³·667 m^-2左右渗灌定额是宁夏引黄灌区苜蓿渗灌的适宜灌水量。     

交替灌溉对紫花苜蓿生物量分配与水分利用效率的影响

交替灌溉是一种节水灌溉技术,广泛用于籽实作物和园艺作物的生产灌溉管理.本研究采用田间试验,分析了交替灌溉对紫花苜蓿地上生物量及其构成要素,根系生物量,地下地上生物量比和水分利用效率的影响,以期为紫花苜蓿生产中应用交替灌溉技术提供科学依据.结果表明,交替灌溉显著提高了紫花苜蓿水分利用效率,但没有显著影响紫花苜蓿的地上生物量;交替灌溉虽然增加了紫花苜蓿单株分枝数,但减少了单株叶片数;交替灌溉增加了0~20 cm土层的根系生物量,降低了20~60 cm 土层根系的生物量,整体上增加了0~60 cm 土层根系的总生物量;交替灌溉增加了紫花苜蓿的地下地上生物量比,提高了紫花苜蓿植株适应干旱的能力.上述结果说明,交替灌溉能够提高紫花苜蓿水分利用效率而不减产,一方面通过增加紫花苜蓿根系发育能力而提高其耐旱性,另一方面增加了单株分枝数,因此交替灌溉能够适用于收获营养体的紫花苜蓿生产的灌溉管理.