灌溉定額對紫花苜蓿生產性能的影響

馬千雅

（新疆維吾爾自治區灌溉排水發展中心，烏魯木齊 830000）

0 引 言

水資源短缺導致我國畜牧業發展嚴重受阻，特別是新疆地區因持續干旱而導致牧草產量嚴重下降。目前，節水灌溉建設已經逐漸成為新疆地區的重點項目之一。雖然新疆地區的節水灌溉技術已經有較大進步，但仍缺乏科學指導，為追求經濟效益，人們不惜以提高灌溉量的方式增加產量，這導致水分利用效率大大降低，且在該模式下，新疆地區的地下水位已經顯著降低，若不及時采取措施將導致嚴重的不良后果[1]。

紫花苜蓿是新疆地區的重要牧草之一，關于紫花苜蓿灌溉技術已有較多研究。如寇丹等人從水分脅迫試驗得出缺水雖然可以提高紫花苜蓿營養價值，但不利于紫花苜蓿大面積生產的結論；羅永忠等人研究發現，60%～70%的飽和含水量下有最佳土壤含水量，能夠有效提高紫花苜蓿產量；李新樂等人則探討了冬水充足時，灌溉對不同茬紫花苜蓿產量的影響[2-4]。科學的灌溉定額是確保生產管理的重點所在，因氣候條件不同，導致各地區的灌溉定額設置也有差異，從現有研究看，針對新疆地區灌溉定額的研究較少，基于此，為進一步提高新疆地區紫花苜蓿灌溉定額的合理性，文章將通過在新疆某地區的灌溉試驗，找尋合理的灌溉定額，為后續發展提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地

以新疆某半農半牧地區為試驗地，該地基本氣候及土壤物質構成見表1。

表1 試驗地基本概況

1.2 試驗設計

于5～10 月開展紫花苜蓿灌溉定額試驗，所設置試驗工況見表2。以隨機區組開展試驗，每組均重復處理3 次，小區面積38.5m2，且在各個小區間預留1m 隔離帶。去年中旬開始以17.8cm 行距播種，種子用量30kg/hm2，今年5 月開始第一茬試驗。通過小型自走式噴灌機灌溉，采用水表控制灌溉量。以灌溉量作為變量，保持其余條件相同，于今年6月、7 月和8 月分別進行收割，預留5cm 茬，各小區留1m2樣方測定指標。

表2 不同灌溉定額工況

1.3 測定指標及方法

測定指標見表3。

表3 試驗測定指標

通過excel 軟件整理試驗數據，再以SAS 9.4統計軟件開展顯著性分析及雙因素方差分析。

2 試驗結果

2.1 株高

從結果看，不同灌溉定額下紫花苜蓿株高有顯著差異，即P＜0.05，且三茬紫花苜蓿有不同的表現。第一茬紫花苜蓿在198mm灌溉定額出現最高株高，約為81cm；第二茬紫花苜蓿在202mm 灌溉定額出現最高株高，約為98cm；第三茬紫花苜蓿在50mm灌溉定額出現最高株高，約為80cm。隨著不斷增加的灌溉定額，紫花苜蓿株高不斷增加，當灌溉定額超出一定量值時，株高變化較小，前兩茬甚至有所下降。

不同灌溉定額下，三茬紫花苜蓿有不同表現：灌溉定額對第一茬紫花苜蓿葉面積的影響較小，對第二茬和第三茬則有顯著影響。在232mm 灌溉定額下第一茬紫花苜蓿有最大葉面積，在240mm 灌溉定額下第二茬紫花苜蓿有最大葉面積，且隨著不斷減小的灌溉定額不斷降低；在50mm 灌溉定額下第三茬紫花苜蓿有最大葉面積。

2.2 品質

紫花苜蓿品質在不同灌溉定額下的表現如表4所示。

表4 不同灌溉定額下紫花苜蓿品質

紫花苜蓿粗蛋白與酸性洗滌纖維含量受灌溉定額的影響顯著，即P＜0.05，灌溉定額可增加粗蛋白含量，全年522mm 灌溉定額下有最高粗蛋白含量；隨增加的灌溉定額，酸性洗滌纖維含量先降低后上升，522mm 灌溉定額下有最低酸性洗滌纖維含量，230mm 灌溉定額下有最高酸性洗滌纖維含量。不同灌溉定額下的中性洗滌纖維及相對飼料價值差異較小。

2.3 含水量

紫花苜蓿在不同灌溉定額下的含水量見表5。

表5 紫花苜蓿在不同灌溉定額下的含水量/%

三茬紫花苜蓿含水量受灌溉定額的影響均較小。總體上看，紫花苜蓿含水量平均值為80%。在232mm 灌溉定額下第一茬紫花苜蓿有最高含水量，在146mm 灌溉定額下第二茬紫花苜蓿有最高含水量，在43mm 灌溉定額下第三茬紫花苜蓿有最高含水量。

2.4 產量

灌溉定額對紫花苜蓿產量有極大影響，即P＜0.01，在232mm 灌溉定額下第一茬有最高產量，在202mm 灌溉定額下第二茬有最高產量，在50mm灌溉定額下第三茬有最高產量。從全年看，440mm灌溉定額下有最高產量，為最佳灌溉定額。超出440mm 灌溉量會減少紫花苜蓿產量。

2.5 水分利用效率

不同灌溉定額下紫花苜蓿有顯著差異，即P＜0.05。從結果看，三茬紫花苜蓿在不同灌溉定額下有不同表現，在158mm 灌溉定額下第一茬紫花苜蓿有最高的水分利用效率，在202mm 灌溉定額下第二茬紫花苜蓿有最高水分利用效率，在40mm灌溉定額下第三茬有最高水分利用效率，在440mm灌溉定額下全年有最高水分利用效率。

2.6 土壤相對含水量

因降雨量較少，因而灌溉對土壤含水量有較大影響。以第二茬為研究對象，0～20cm 土壤保水能力在灌溉定額少于254mm 時較差，且有較大波動；土壤在254mm 灌溉定額下有基本穩定的相對含水量，基本維持在39%，隨著灌溉定額繼續增加，土壤相對含水量變化較小。

3 討 論

3.1 紫花苜蓿的需水規律

不同牧草有不同的水分需求，按照各類牧草的需水規律合理灌溉是牧草產業發展的關鍵。當前，關于作物需水規律的研究方法主要有兩種：經驗法及模型法。從現有研究看，以模型預測作物需水量的準確性較高[5]。

水分模型有靜態和動態兩種，靜態模型主要用于研究產量和水分的宏觀關系，不著重探討不同生育期時牧草的需水差異，一般表現整個生育期的灌溉量；動態模型主要用于研究各生育期的耗水強度，著重牧草積累干物質的過程和供應水分的關系，一般表現為各生育期的灌溉量。從本次試驗看，第二茬紫花苜蓿的最佳灌溉定額和現有研究成果基本一致，而第一茬與第三茬紫花苜蓿的最佳灌溉定額和現有研究成果有一定差異，原因可能是環境因素、紫花苜蓿的種植及收獲時間各有不同，此外，水分模型的模擬結果和生產結果也有一定差異，這也是產生不同結果的原因[6-7]。

紫花苜蓿實際生產時，各生育期內有不同的耗水量，從株高變化看，隨著不斷推進的生育期，紫花苜蓿的耗水量先上升后降低，和現有研究基本一致，即現蕾期和開花期的紫花苜蓿有最大耗水強度，苗期和果期的紫花苜蓿耗水強度較小，原因在于紫花苜蓿的生長速度[8]。因此，在確保灌溉量的前提下均分水資源可有效確保紫花苜蓿的生長，而灌溉量不足的情況下，合理分配水資源有助于增加紫花苜蓿產量，特別是飼用紫花苜蓿生長時，確保現蕾期紫花苜蓿的水分供應是確保紫花苜蓿產量的關鍵所在。

3.2 灌溉定額對紫花苜蓿生產性能的影響分析

播種、地形及灌溉等均會影響牧草產量，但新疆牧草多位于干旱少雨地區，因此，水分是牧草生長發育的主要影響因素。干旱會降低細胞膨壓，導致代謝紊亂，加劇細胞衰老直到死亡，對植物生長發育有較大影響。因牧草對水分需求較為敏感，生長環境與其水分需求極其不符，因此，對牧草的生長發育而言，灌溉定額是否合理就極為重要。

灌溉是干旱少雨地區土壤水分的主要來源，灌溉定額是土壤含水量和水分分布的重要影響因素，也對紫花苜蓿的生長有影響。一味增加灌溉量不是最佳選擇，適量灌溉對作物產量有最佳的促進作用，土壤含水量和灌溉定額表現為反比例關系，在Q2 灌溉量下，整個生育期的土壤含水量保持在39%，可滿足紫花苜蓿正常生長的需要，進一步提高灌溉定額的影響較小，且容易導致水分流失，導致株高及產量下降。此外，在干旱地區，提高水分利用效率是重要的節水措施，從現有研究看，提高灌溉定額可增加作物產量，但也提高了作物耗水量，導致水分利用效率有所下降，與此次試驗所得結果基本一致，即隨著不斷提高的灌溉定額，三茬紫花苜蓿的水分利用效率有所減小[9]。總體上看，全年440mm 灌溉定額有最高水分利用效率，是最佳灌溉定額，且440mm 灌溉定額下有較高粗蛋白含量、最低的酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維含量，有較好適口性。

4 結 語

在全年440mm 灌溉定額以下時，紫花苜蓿的株高、產量及水分利用效率均會因水分不足而受到抑制，在全年440mm 灌溉定額以上時，水分的促進作用已不明顯，在全年440mm 灌溉定額時，紫花苜蓿有最高的年產量和最高的水分利用效率。在440mm 灌溉定額下，土壤有穩定的相對含水量，整個生育期內保持在39%，可較好滿足紫花苜蓿的生長需要，是最佳灌溉定額。