灌溉定额对紫花苜蓿生产性能的影响

马千雅

（新疆维吾尔自治区灌溉排水发展中心，乌鲁木齐 830000）

0 引 言

水资源短缺导致我国畜牧业发展严重受阻，特别是新疆地区因持续干旱而导致牧草产量严重下降。目前，节水灌溉建设已经逐渐成为新疆地区的重点项目之一。虽然新疆地区的节水灌溉技术已经有较大进步，但仍缺乏科学指导，为追求经济效益，人们不惜以提高灌溉量的方式增加产量，这导致水分利用效率大大降低，且在该模式下，新疆地区的地下水位已经显著降低，若不及时采取措施将导致严重的不良后果[1]。

紫花苜蓿是新疆地区的重要牧草之一，关于紫花苜蓿灌溉技术已有较多研究。如寇丹等人从水分胁迫试验得出缺水虽然可以提高紫花苜蓿营养价值，但不利于紫花苜蓿大面积生产的结论；罗永忠等人研究发现，60%～70%的饱和含水量下有最佳土壤含水量，能够有效提高紫花苜蓿产量；李新乐等人则探讨了冬水充足时，灌溉对不同茬紫花苜蓿产量的影响[2-4]。科学的灌溉定额是确保生产管理的重点所在，因气候条件不同，导致各地区的灌溉定额设置也有差异，从现有研究看，针对新疆地区灌溉定额的研究较少，基于此，为进一步提高新疆地区紫花苜蓿灌溉定额的合理性，文章将通过在新疆某地区的灌溉试验，找寻合理的灌溉定额，为后续发展提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地

以新疆某半农半牧地区为试验地，该地基本气候及土壤物质构成见表1。

表1 试验地基本概况

1.2 试验设计

于5～10 月开展紫花苜蓿灌溉定额试验，所设置试验工况见表2。以随机区组开展试验，每组均重复处理3 次，小区面积38.5m2，且在各个小区间预留1m 隔离带。去年中旬开始以17.8cm 行距播种，种子用量30kg/hm2，今年5 月开始第一茬试验。通过小型自走式喷灌机灌溉，采用水表控制灌溉量。以灌溉量作为变量，保持其余条件相同，于今年6月、7 月和8 月分别进行收割，预留5cm 茬，各小区留1m2样方测定指标。

表2 不同灌溉定额工况

1.3 测定指标及方法

测定指标见表3。

表3 试验测定指标

通过excel 软件整理试验数据，再以SAS 9.4统计软件开展显著性分析及双因素方差分析。

2 试验结果

2.1 株高

从结果看，不同灌溉定额下紫花苜蓿株高有显著差异，即P＜0.05，且三茬紫花苜蓿有不同的表现。第一茬紫花苜蓿在198mm灌溉定额出现最高株高，约为81cm；第二茬紫花苜蓿在202mm 灌溉定额出现最高株高，约为98cm；第三茬紫花苜蓿在50mm灌溉定额出现最高株高，约为80cm。随着不断增加的灌溉定额，紫花苜蓿株高不断增加，当灌溉定额超出一定量值时，株高变化较小，前两茬甚至有所下降。

不同灌溉定额下，三茬紫花苜蓿有不同表现：灌溉定额对第一茬紫花苜蓿叶面积的影响较小，对第二茬和第三茬则有显著影响。在232mm 灌溉定额下第一茬紫花苜蓿有最大叶面积，在240mm 灌溉定额下第二茬紫花苜蓿有最大叶面积，且随着不断减小的灌溉定额不断降低；在50mm 灌溉定额下第三茬紫花苜蓿有最大叶面积。

2.2 品质

紫花苜蓿品质在不同灌溉定额下的表现如表4所示。

表4 不同灌溉定额下紫花苜蓿品质

紫花苜蓿粗蛋白与酸性洗涤纤维含量受灌溉定额的影响显著，即P＜0.05，灌溉定额可增加粗蛋白含量，全年522mm 灌溉定额下有最高粗蛋白含量；随增加的灌溉定额，酸性洗涤纤维含量先降低后上升，522mm 灌溉定额下有最低酸性洗涤纤维含量，230mm 灌溉定额下有最高酸性洗涤纤维含量。不同灌溉定额下的中性洗涤纤维及相对饲料价值差异较小。

2.3 含水量

紫花苜蓿在不同灌溉定额下的含水量见表5。

表5 紫花苜蓿在不同灌溉定额下的含水量/%

三茬紫花苜蓿含水量受灌溉定额的影响均较小。总体上看，紫花苜蓿含水量平均值为80%。在232mm 灌溉定额下第一茬紫花苜蓿有最高含水量，在146mm 灌溉定额下第二茬紫花苜蓿有最高含水量，在43mm 灌溉定额下第三茬紫花苜蓿有最高含水量。

2.4 产量

灌溉定额对紫花苜蓿产量有极大影响，即P＜0.01，在232mm 灌溉定额下第一茬有最高产量，在202mm 灌溉定额下第二茬有最高产量，在50mm灌溉定额下第三茬有最高产量。从全年看，440mm灌溉定额下有最高产量，为最佳灌溉定额。超出440mm 灌溉量会减少紫花苜蓿产量。

2.5 水分利用效率

不同灌溉定额下紫花苜蓿有显著差异，即P＜0.05。从结果看，三茬紫花苜蓿在不同灌溉定额下有不同表现，在158mm 灌溉定额下第一茬紫花苜蓿有最高的水分利用效率，在202mm 灌溉定额下第二茬紫花苜蓿有最高水分利用效率，在40mm灌溉定额下第三茬有最高水分利用效率，在440mm灌溉定额下全年有最高水分利用效率。

2.6 土壤相对含水量

因降雨量较少，因而灌溉对土壤含水量有较大影响。以第二茬为研究对象，0～20cm 土壤保水能力在灌溉定额少于254mm 时较差，且有较大波动；土壤在254mm 灌溉定额下有基本稳定的相对含水量，基本维持在39%，随着灌溉定额继续增加，土壤相对含水量变化较小。

3 讨 论

3.1 紫花苜蓿的需水规律

不同牧草有不同的水分需求，按照各类牧草的需水规律合理灌溉是牧草产业发展的关键。当前，关于作物需水规律的研究方法主要有两种：经验法及模型法。从现有研究看，以模型预测作物需水量的准确性较高[5]。

水分模型有静态和动态两种，静态模型主要用于研究产量和水分的宏观关系，不着重探讨不同生育期时牧草的需水差异，一般表现整个生育期的灌溉量；动态模型主要用于研究各生育期的耗水强度，着重牧草积累干物质的过程和供应水分的关系，一般表现为各生育期的灌溉量。从本次试验看，第二茬紫花苜蓿的最佳灌溉定额和现有研究成果基本一致，而第一茬与第三茬紫花苜蓿的最佳灌溉定额和现有研究成果有一定差异，原因可能是环境因素、紫花苜蓿的种植及收获时间各有不同，此外，水分模型的模拟结果和生产结果也有一定差异，这也是产生不同结果的原因[6-7]。

紫花苜蓿实际生产时，各生育期内有不同的耗水量，从株高变化看，随着不断推进的生育期，紫花苜蓿的耗水量先上升后降低，和现有研究基本一致，即现蕾期和开花期的紫花苜蓿有最大耗水强度，苗期和果期的紫花苜蓿耗水强度较小，原因在于紫花苜蓿的生长速度[8]。因此，在确保灌溉量的前提下均分水资源可有效确保紫花苜蓿的生长，而灌溉量不足的情况下，合理分配水资源有助于增加紫花苜蓿产量，特别是饲用紫花苜蓿生长时，确保现蕾期紫花苜蓿的水分供应是确保紫花苜蓿产量的关键所在。

3.2 灌溉定额对紫花苜蓿生产性能的影响分析

播种、地形及灌溉等均会影响牧草产量，但新疆牧草多位于干旱少雨地区，因此，水分是牧草生长发育的主要影响因素。干旱会降低细胞膨压，导致代谢紊乱，加剧细胞衰老直到死亡，对植物生长发育有较大影响。因牧草对水分需求较为敏感，生长环境与其水分需求极其不符，因此，对牧草的生长发育而言，灌溉定额是否合理就极为重要。

灌溉是干旱少雨地区土壤水分的主要来源，灌溉定额是土壤含水量和水分分布的重要影响因素，也对紫花苜蓿的生长有影响。一味增加灌溉量不是最佳选择，适量灌溉对作物产量有最佳的促进作用，土壤含水量和灌溉定额表现为反比例关系，在Q2 灌溉量下，整个生育期的土壤含水量保持在39%，可满足紫花苜蓿正常生长的需要，进一步提高灌溉定额的影响较小，且容易导致水分流失，导致株高及产量下降。此外，在干旱地区，提高水分利用效率是重要的节水措施，从现有研究看，提高灌溉定额可增加作物产量，但也提高了作物耗水量，导致水分利用效率有所下降，与此次试验所得结果基本一致，即随着不断提高的灌溉定额，三茬紫花苜蓿的水分利用效率有所减小[9]。总体上看，全年440mm 灌溉定额有最高水分利用效率，是最佳灌溉定额，且440mm 灌溉定额下有较高粗蛋白含量、最低的酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量，有较好适口性。

4 结 语

在全年440mm 灌溉定额以下时，紫花苜蓿的株高、产量及水分利用效率均会因水分不足而受到抑制，在全年440mm 灌溉定额以上时，水分的促进作用已不明显，在全年440mm 灌溉定额时，紫花苜蓿有最高的年产量和最高的水分利用效率。在440mm 灌溉定额下，土壤有稳定的相对含水量，整个生育期内保持在39%，可较好满足紫花苜蓿的生长需要，是最佳灌溉定额。