于 磊 ,張前兵 ,張凡凡 ,吳 昊 ,張新田 ,魯為華
(1.新疆石河子大學動物科技學院,新疆 石河子 832003;
2.新疆生產(chǎn)建設兵團綠洲生態(tài)農(nóng)業(yè)重點實驗室,新疆 石河子 832003;
3.新疆生產(chǎn)建設兵團畜牧獸醫(yī)工作總站,烏魯木齊 830001)
苜蓿種植生產(chǎn)是綠洲農(nóng)業(yè)的重要組成部分。早在2100余年前苜蓿就從原產(chǎn)地中亞綠洲區(qū)的土庫曼斯坦等國家,經(jīng)絲綢之路傳入我國,之后一直作為重要的牧草作物進行種植。處在西部干旱區(qū)綠洲特殊的生態(tài)環(huán)境(高溫干燥、強光照、強蒸發(fā)、晝夜溫差劇烈變幅和土壤礦質(zhì)元素地表富集等)造就了苜蓿與綠洲環(huán)境的長期協(xié)同進化所表現(xiàn)出的生物學特征與生理機制等高度相適應的一種客觀性選擇體現(xiàn),已成為綠洲農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營中重要的作物構成者之一。苜蓿種植生產(chǎn)為綠洲區(qū)養(yǎng)殖業(yè)經(jīng)營提供優(yōu)質(zhì)飼料的同時,又為綠洲農(nóng)田的“培肥改土”提高地力和整體綠洲農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的改善創(chuàng)造出優(yōu)越條件[1]。
綠洲區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水滴灌技術在棉花種植栽培上的成功實踐,已經(jīng)引發(fā)出了灌溉農(nóng)業(yè)的一場革命,并為綠洲區(qū)其他主要作物引入、移植吸收或嫁接等創(chuàng)造了先決條件。目前,綠洲區(qū)幾乎所有的種植作物都實現(xiàn)了節(jié)水滴灌技術的應用,創(chuàng)造出農(nóng)業(yè)作物種植栽培生產(chǎn)的新樣式,從而使整個綠洲區(qū)大農(nóng)業(yè)邁上了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的更高層次和更高水平階段。綠洲作物栽培技術更加趨于精準性和可控性,農(nóng)業(yè)用水的生產(chǎn)效率明顯提高,作物增產(chǎn)增效顯著,整體綠洲農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)能力得到大幅度提升,并且實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍[2-3]。因此,開展滴灌苜蓿優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)的田間管理總結及提出相應的科學施策,對綠洲區(qū)滴灌苜蓿提質(zhì)增效具有重要的田間參考及實際指導意義。
石河子綠洲墾區(qū)是最早探索引用節(jié)水滴灌技術進行大田苜蓿種植生產(chǎn)的區(qū)域。早在2008年,地處莫索灣墾區(qū)的147團、148團就把棉田滴灌系統(tǒng)引入到苜蓿大田種植栽培之中。通過對田間滴灌系統(tǒng)的支管淺埋和毛管表面覆土掩蓋等技術方法,成功解決了田間收獲飼草時機械作業(yè)對地面滴灌系統(tǒng),特別是對毛管造成損壞的問題。與此同時,又根據(jù)苜蓿種植栽培和生長發(fā)育規(guī)律等相應地調(diào)整其滴灌系統(tǒng)的田間布置、灌溉需水的滴灌節(jié)律供給和水肥一體化適時調(diào)配等技術措施的合理運用,從根本上改變了苜蓿種植生產(chǎn)的傳統(tǒng)經(jīng)營模式,促使大田苜蓿干草生產(chǎn)潛在能力最大限度地釋放出來,單位面積干草產(chǎn)量較綠洲區(qū)地表灌溉的傳統(tǒng)苜蓿栽培方式普遍增產(chǎn)在40%以上。正是滴灌苜蓿生產(chǎn)顯著增產(chǎn)增效的突出優(yōu)勢,促使滴灌苜蓿種植面積迅速在全疆范圍內(nèi)的綠洲區(qū)推廣擴大,當前在南、北疆的兵團綠洲墾區(qū)滴灌苜蓿種植已成為苜蓿大田生產(chǎn)的主流形勢。經(jīng)過幾年的滴灌苜蓿種植栽培實踐,吸收棉花滴灌栽培管理技術的成功經(jīng)驗,不斷調(diào)整與改進滴灌苜蓿栽培技術的匹配適應,加強了水肥一體化施策調(diào)控,使節(jié)水滴灌苜蓿種植栽培的增產(chǎn)水平得到不斷提升的同時,初步創(chuàng)建出綠洲區(qū)滴灌苜蓿栽培高產(chǎn)的新模式。如石河子墾區(qū)148團大田平均苜蓿干草產(chǎn)量為23.46 t/hm2,最高單產(chǎn)達到30.0 t/hm2[4],創(chuàng)造出大田苜蓿高產(chǎn)栽培生產(chǎn)的全國最高紀錄,使綠洲區(qū)苜蓿種植生產(chǎn)的潛在能力充分地釋放。正是因為節(jié)水灌溉技術在大田苜蓿種植栽培上的實施應用,才大幅提升了苜蓿大田生產(chǎn)的整體經(jīng)營水平,并由此促使綠洲區(qū)苜蓿種植生產(chǎn)邁上了更高層次、更高水平的新的歷史發(fā)展階段。
為了使節(jié)水灌溉苜蓿種植和栽培能夠納入到更加合理、更加科學運行的軌道,需要對現(xiàn)已建立和運行的新的滴灌苜蓿生產(chǎn)模式進行改進、完善和更進一步優(yōu)化,確保各項技術施策更加精準、更加具有時效性和可靠性,力求把綠洲區(qū)苜蓿生產(chǎn)的潛在能力最大限度地挖掘出來,促使綠洲區(qū)滴灌苜蓿種植生產(chǎn)更加優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)和高效,力爭在綠洲區(qū)有限的水土資源條件下生產(chǎn)出更多更優(yōu)的苜蓿干草,為養(yǎng)殖業(yè)的健康發(fā)展創(chuàng)造強大的物質(zhì)支撐條件。經(jīng)過本課題組長期的實地調(diào)查、田間試驗及查閱相關文獻分析,提出新疆綠洲區(qū)滴灌苜蓿優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)的管理措施與科學施策,具體如下:
苜蓿為高需水量的綠洲種植牧草作物,特別是欲求獲得高的飼草生產(chǎn)量,在生長季期間滿足其充分的需水供給是最基本的前提條件之一。相對于其它灌溉方式,滴灌方式下苜蓿具有明顯的干草產(chǎn)量優(yōu)勢(表1)。我們研究表明:在其它條件相同時(苜蓿品種、生長年限、大田環(huán)境、管理措施等)與地表漫灌相比較,滴灌條件下苜蓿田間總的水分利用效率提高42%~44%;田間滴水量在4 200 m3/hm2(不考慮生長季期間的自然降水量),滴灌苜蓿在生長第二年收獲三茬時總的干草產(chǎn)量達到21.09 t/hm2,滴灌水量對田間苜蓿生產(chǎn)的綜合效率最好;若田間滴水量增加到5 250 m3/hm2時,苜蓿干草產(chǎn)量可達22.59 t/hm2,雖增加了苜蓿產(chǎn)草量,但田間水分利用效率呈現(xiàn)下降。
表1 不同灌溉處理下苜蓿干草產(chǎn)量
除滴灌苜蓿供水總量外,田間供水時間和滴水定額分配也是關系到能否獲取滴灌苜蓿高效生產(chǎn)的關鍵因素之一。綠洲區(qū)傳統(tǒng)的苜蓿生產(chǎn)采取的辦法為每茬收獲干草后進行灌溉。滴灌苜蓿是在遵循此規(guī)律供水的同時,所采用的行之有效的方法是,在兩茬收獲干草之間分兩次田間灌水,即全生長期收獲四茬苜蓿共分8次滴水,每次滴水量600~750 m3/hm2;在春季苜蓿返青后3~5 d內(nèi)及時滴水,并輔以滴施尿素(75 kg/hm2),以促使苜蓿盡快度過初期生長時段,在苜蓿生長發(fā)育至收割前8~10 d(苜蓿生長處在現(xiàn)蕾時)再行滴水一次,兩次滴水分配為各占一半[4]。我們通過采用苜蓿收獲兩茬次之間分配滴水量不變,但先后滴水量的安排不同,以探討供水不同定額對滴灌苜蓿干草產(chǎn)量的影響。試驗研究結果表明:在田間總供水量和每茬次之間分配量同一情況之下,采取35%(收割前)+65%(收割后)滴水分配模式要比50%+50%(收割前后滴水量各占一半)實際增加滴灌苜??偢刹莓a(chǎn)量的8.2%,比65%(收割前)+35%(收割后)實際增加干草產(chǎn)量19.3%。這一結果進一步表明,在田間供水總量不變時,滴灌供水時期和供水量的分配方式,也是影響田間苜蓿生產(chǎn)的重要因素[5-7]。
對于滴灌苜蓿田間供水量及滴水分配模式研究探索,我們的實踐認識和結論主要有以下兩點:一是,荒漠綠洲區(qū)滴灌苜蓿大田種植栽培條件下,田間供水總量一般控制在5 250~6 000 m3/hm2就可達到22.5 t/hm2或以上的干草產(chǎn)量,過多供水(>6 000 m3/hm2)或供水過少(<4 500 m3/hm2)都會影響到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)和田間灌溉成效;二是,在年收獲4茬和分8次滴灌供水時,兩茬收割之間分兩次滴水時,以先滴水量占65%與后滴水量占35%時的供水分配量更會有利于獲得更高的苜蓿干草產(chǎn)量。
滴灌帶(田間毛管)的田間布置是否合理關系到滴灌供水是否均衡性和成效性的基本因素,苜蓿建植播種技術同田間滴灌系統(tǒng)的最佳匹配方式則是提高田間供水利用效率和增加產(chǎn)量的有效手段之一。
苜蓿種植和生產(chǎn)不同于其他農(nóng)作物(苜蓿屬于一次建植數(shù)年生產(chǎn),當年生長多次收獲),客觀上對田間滴灌系統(tǒng)的配置提出了更高要求和增加了技術難度。首先在田間滴灌材料(滴灌毛管、田間支管)選擇上應同滴灌苜蓿生產(chǎn)特點要求(一次鋪設布置數(shù)年使用)相符合,以確保田間供水的多年正常運行和滴水的均勻性分配。其次是滴灌帶布置與苜蓿種植匹配間距的合理性設置處理,雖然實際生產(chǎn)中已經(jīng)探索出了一些成熟經(jīng)驗,即依據(jù)滴水的田間土壤濕潤峰走向與水分土壤擴散方式等特點,采用60 cm滴灌帶間距較70 cm或80 cm間距對苜蓿生長的供水成效要好,水分的利用效率高,且苜蓿田間生長勢的均勻性佳。我們就此進行了滴灌帶田間不同間距與苜蓿種植行距之間的對比試驗,研究結果是,滴灌帶的田間布置與苜蓿種植行距之間最為合理匹配結合,是設置60 cm滴灌帶間距與苜蓿株行距20 cm處理,即2條滴灌帶之間管控3行或為“1管1.5”個苜蓿株行的供水效果最為理想,供水利用率最佳。打破田間地表灌溉方式時采用的苜蓿行距30 cm傳統(tǒng)栽培模式,設置滴灌苜蓿種植20 cm行間距,相對增加了苜蓿田間株數(shù),提高了滴灌供水的利用效率。
另外,鑒于苜蓿生產(chǎn)的特殊性,必須對田間滴灌系統(tǒng)采取保護性措施,以避免地面機械作業(yè)時(田間收獲、調(diào)制干草、撿拾打捆等)造成的損壞。采用對滴灌毛管的地面淺層埋土的方法,以避免對毛管的機械損壞,但對滴灌毛管的地面覆土掩埋的深淺以何深度為最佳,則是應該正確認真處理的技術問題。毛管伏埋深時可以避免田間機械作業(yè)時造成的損壞,但毛管埋覆土過深則會增加滴灌系統(tǒng)及田間毛管滴水過程時的運行壓力,或是出現(xiàn)“爆管”現(xiàn)象,影響其田間供水的均勻性效果。相反,對滴灌毛管伏埋過淺或僅為浮土掩蓋,易會造成滴灌毛管出現(xiàn)地表暴露而造成田間機械作業(yè)時對滴灌帶的損壞。因此,合理的滴灌系統(tǒng)田間伏埋土深度則成為滴灌苜蓿高效生產(chǎn)的基本條件之一。依據(jù)我們多年實踐認知和大田生產(chǎn)經(jīng)驗總結認為:正確和較合理的田間滴灌系統(tǒng)伏埋保護方案應是設定滴灌毛管埋伏入土深度在5~8 cm,田間供水支管則需要挖溝深埋于地表下20 cm土層為宜。
綠洲區(qū)傳統(tǒng)苜蓿生產(chǎn)是根據(jù)氣候條件和農(nóng)事活動變化等選擇春播、秋播和冬播等不同的播種時期進行建植。滴灌苜蓿生產(chǎn)因本身所具有的獨特性則需對播種建植時期進行特定的選擇安排,現(xiàn)在綠洲區(qū)普遍采用春播和秋播建植期,就是對滴灌苜蓿播種時期最佳適宜性的選擇安排。
同春播比較,秋季播種苜蓿建植的優(yōu)越性表現(xiàn)突出,即易建植、苗期好管理,來年初期生長快,抑制田間雜草力強等,而且頭茬收獲干草產(chǎn)草量多、雜草率低,整體獲得苜蓿干草品質(zhì)好。因此,滴灌苜蓿種植生產(chǎn)應以秋播建植為最佳選擇安排。只要是客觀條件和農(nóng)事活動安排能允許的情況下,優(yōu)先選擇秋播建植。需要特別強調(diào)的是:秋播時間越提早則越有利于苜蓿幼苗期更多時間利用光熱條件,進行更長時間的生長發(fā)育過程,為來年的再生和高產(chǎn)創(chuàng)造更多有利的前提條件;其次,秋播時間應該在9月中旬(9月20日)前完成田間播種工作,之后盡快滴灌供水,促其田間苜蓿種子萌發(fā)和正常的幼苗生長,爭取在進入初冬停止生長之前有1個月余的幼苗期生長時間,以保證田間苜蓿幼苗的安全渡冬。
春播是綠洲區(qū)苜蓿生產(chǎn)中最為普遍采用的苜蓿建植時間安排。其特點是可同主要農(nóng)作物的播種時期相同,在整個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)上方便于統(tǒng)籌安排,同時春播苜蓿的整個建植當年生長時間長,可以在播種當年收獲飼草,見到生產(chǎn)效益。但春播苜蓿建植當年田間雜草侵害嚴重,苜蓿幼苗期緩慢的生長發(fā)育過程,難于抗拒強大的田間雜草的生長競爭,阻礙了苜蓿正常田間生長的同時,造成建植當年苜蓿頭茬干草生產(chǎn)量減降和收獲干草中雜草比重很大等。傳統(tǒng)的苜蓿生產(chǎn)在春播建植中常采用小麥等禾谷類作物混合播種,作為掩護性措施以控制田間雜草。采取春季保護作物同苜?;觳ィɑ蛱撞ィ┑慕ㄖ材J绞谴翰ボ俎=ㄖ采a(chǎn)的成功實踐,同樣適用于滴灌苜蓿的建植生產(chǎn)。在滴灌苜蓿春播建植時應該特別強調(diào),一是掩護作物選擇,二是掩護作物適宜田間播種量的確定。鑒于綠洲區(qū)特定氣候條件和適應作物生長特點,選擇春小麥用作掩護作物是最佳的匹配。正確把握確定掩護作物適宜田間播種量,欲求能達到苜蓿幼苗期的正常生長與抑制雜草侵害的掩護作物田間生長密度之間的最佳平衡點,這成為滴灌苜蓿建植當年實現(xiàn)高效生產(chǎn)的重要條件之一。我們的研究結論是,滴灌苜蓿春播采用小麥作為掩護作物時,其田間播種量以120~180 kg/hm2為宜,可在有效減輕田間雜草危害的同時,能夠掩護苜蓿建植當年第一茬干草生產(chǎn)的高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)。
另外,在小麥掩護作物的利用上,傳統(tǒng)生產(chǎn)經(jīng)營是采用籽實收獲以增加苜蓿建植當年的田間收益。而滴灌苜蓿生產(chǎn)是以獲取苜蓿優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)干草為追求目標,尤其是應該在苜蓿種植當年增加田間干草生產(chǎn)量為目的。應把小麥地上部分綠色植株體生長量用作優(yōu)質(zhì)飼草收獲,即在小麥生育時期達到灌漿時節(jié),其全株體營養(yǎng)物質(zhì)含量達到最佳階段時進行飼草收獲,調(diào)制為優(yōu)質(zhì)干草用于奶牛生產(chǎn)的飼料供給。我們的試驗研究結論:小麥掩護作物田間播種量在120 kg/hm2,生長至灌漿期刈割收獲,割茬高度為25 cm左右,收獲小麥青干飼草4.77~5.48 t/hm2,再加上建植當年收獲苜蓿干草平均產(chǎn)量9.51 t/hm2,兩者合計是春播建植當年生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)干草(小麥+苜蓿)14.28~14.93 t/hm2[10]。這是一個可觀的苜蓿建植當年優(yōu)質(zhì)飼草生產(chǎn)結果,值得生產(chǎn)者們關注及效仿。掩護作物小麥用于青干飼草收獲的又一益處,是在滿足苜蓿幼苗生長期田間雜草控制的同時,小麥的全株飼草收獲可適時解除苜蓿轉入快速生長過程時受到的田間不利蔭蔽小環(huán)境影響,為苜蓿加快生長和物質(zhì)積累創(chuàng)造了積極條件[11]。
滴灌苜蓿肥料施用一般采用“水肥一體”模式,即肥隨水行的滴水施肥方式。同傳統(tǒng)苜蓿田間施肥方式相比,其最大優(yōu)勢特點是施肥的田間可控性、均勻性,肥料的施用成效性顯著。正是滴灌苜蓿施肥方式的優(yōu)越性突出,成為獲得苜蓿優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)的關鍵性措施運用。
滴灌苜蓿生產(chǎn)中現(xiàn)有的施肥模式,是建植當年在播種之前結合田間整地環(huán)節(jié)進行底肥施撒。一般采用機械地面散施三料磷肥(120 kg/hm2)、尿素(75 kg/hm2);在具有機肥料的條件時,結合施用有機肥15~30 t/hm2。之后,完成翻耕、整地和播種作業(yè)等,并在苜蓿種植生產(chǎn)數(shù)年內(nèi)只行少量追肥。在每茬收獲后隨水滴施尿素75 kg/hm2,每個生長期收獲4茬,共施用尿素300 kg/hm2,即可達到收獲苜蓿干草22.5 t/hm2的田間高產(chǎn)結果。這一滴灌苜蓿高效生產(chǎn)的施肥運籌模式,在大田生產(chǎn)實踐中不失為是成功之策,符合苜蓿生長過程對土壤養(yǎng)分需求規(guī)律性特征的合理肥料供給。但是,為實現(xiàn)滴灌苜蓿獲取持續(xù)性優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)的追求目標,應該遵循苜蓿自身的生物學和生長發(fā)育特征的規(guī)律性,需要不斷改進與完善現(xiàn)有的施肥策略,運用更加科學有效的肥料運用之策,滿足苜蓿健康生長的營養(yǎng)元素需要,使苜蓿生長潛在能力能夠充分發(fā)揮出來。
磷素對于苜蓿生長和生產(chǎn)均至關重要。在苜蓿田間生長的各個年份內(nèi),施用磷肥對苜蓿的作用是可以增加葉片和莖枝的數(shù)目,從而提高產(chǎn)量,并可以促進根系發(fā)育。苜蓿含磷量的臨界點為占體內(nèi)物質(zhì)總量的0.25%,低于0.23%時則表明為缺磷,而健康植株磷含量為0.30%。我們開展的苜蓿施磷肥的田間試驗結論是,在同一田塊條件、同一品種(三得利)和相同生長第三年生苜蓿,在地表灌溉方式下,采用春季一次性地面施磷肥(重過磷酸鈣)180 kg/hm2時,可提高苜蓿產(chǎn)草量20.1%,對生長第二年相同品種時春季一次性施磷肥180 kg/hm2,可提高產(chǎn)草量10.9%。在滴灌條件時生長期內(nèi)春季一次性施磷和總施磷量不變,但分三次(每次苜蓿刈割后)均勻施用磷肥,對生長第二年此兩種施磷方式獲取的苜蓿干草總產(chǎn)量差異不大。這些試驗結論說明施磷量可顯著提高苜蓿產(chǎn)草量,但不同生長年限苜蓿的增產(chǎn)結果有差別,同時,一次性施磷和分三次施磷在總磷量相同情況下,對苜蓿的增加產(chǎn)量差別不大[12-14]。
苜蓿生長對鉀的需要高于任何其他養(yǎng)分,每生產(chǎn)1 t干草需要10~15 kg鉀。為獲取高效生產(chǎn)施用鉀肥意義很大,因為鉀可以提高苜蓿對強度刈割的抗性和耐寒性,增加根瘤的數(shù)量和質(zhì)量,提高氮的固定率。增加鉀肥的施用量,可以增加苜蓿干物質(zhì)和粗蛋白的產(chǎn)量。綠洲區(qū)土壤屬富含鉀區(qū)域,土壤中自然存在的鉀量一般情況而言是可以滿足苜蓿生長季干草生產(chǎn)的正常需要。但是,滴灌苜蓿高效生產(chǎn)過程中從田間土壤帶走的鉀很多,造成土壤缺鉀的情況是存在的;苜蓿缺鉀時其小葉邊緣上出現(xiàn)白斑即缺鉀的早期指示,苜蓿缺鉀的臨界水平值為1.7%。若土壤中鉀不足,苜蓿生產(chǎn)的持續(xù)力下降,田間生長苜蓿株叢發(fā)生退化,株叢密度下降等。對于綠洲區(qū)苜蓿施用鉀肥及對苜蓿干草生產(chǎn)的增產(chǎn)方面研究文獻尚缺。參考有關報道和苜蓿高效生產(chǎn)的客觀需要,推薦鉀肥量120~210 kg/hm2。對苜蓿施用鉀肥主要是氯化鉀(KCl),其他化學生產(chǎn)來源鉀肥包括有硫酸鉀、磷酸鉀等。滴灌苜蓿施用鉀肥方法可在春季返青時采用機引條播機進行地面一次性撒播,最好同磷肥混合進行一次性田間施用,或采用水肥一體下施用,即在春季田間第一次滴水時,使用溶水性專用鉀肥和磷肥全年一次性的隨水滴入田間[15]。
目前,綠洲區(qū)苜蓿生產(chǎn)中除上述氮、磷、鉀常量施肥外,其他肥料的應用與研究,如微肥的使用等尚未見有文獻報告。相信隨著綠洲區(qū)苜蓿生產(chǎn)科學研究的不斷加強,會在未來的苜蓿生產(chǎn)實踐中見到不同微量元素施用對苜蓿生產(chǎn)的促進作用等方面的報告。
自本世紀初國外進口苜蓿品種的市場開放以來,世界各地的許多優(yōu)質(zhì)苜蓿品種引入并在綠洲區(qū)種植落地,產(chǎn)草量高、品質(zhì)好的引入品種改變了傳統(tǒng)綠洲區(qū)的苜蓿生產(chǎn)形式,大幅提高了田間苜蓿的生產(chǎn)力水平。根據(jù)數(shù)年的大田實際生產(chǎn)經(jīng)驗累積和從事綠洲區(qū)對引入品種的跟蹤試驗研究,選擇和確定出了適宜在綠洲區(qū)生態(tài)條件并能滿足優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)需要的苜蓿品種(如三得利、金皇后、WL系列等)已在綠洲區(qū)廣泛推廣種植。目前在綠洲區(qū)滴灌苜蓿生產(chǎn)中常選用的品種是三得利、WL系列、新牧系列(新牧1~3號)、巨能、阿迪娜、新疆大葉苜蓿(南疆片區(qū))等。這些種植品種在滴灌條件下都有良好的生產(chǎn)經(jīng)濟表現(xiàn),均可滿足于滴灌苜蓿優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)的目標要求。但是,為了能夠促使綠洲區(qū)滴灌苜蓿生產(chǎn)的潛在優(yōu)勢條件得到充分地挖掘,故而在品種選擇安排上需要更進一步優(yōu)化,即在重視考慮產(chǎn)能、品質(zhì)、持續(xù)力等生產(chǎn)經(jīng)濟性狀時,應同步考慮品種對綠洲區(qū)生態(tài)特點的更適應性,如抗倒伏性、耐寒性、抗病蟲害及對土壤過多鹽堿的耐受性等。在滴灌條件下生產(chǎn)經(jīng)濟性狀優(yōu)良,并對綠洲區(qū)生態(tài)極端條件具有較強適應能力的苜蓿品種選擇是我們追求的目標。
根據(jù)我們開展的研究實踐,結合大田生產(chǎn)跟蹤調(diào)查,以及進行多因素綜合評判,提出綠洲區(qū)滴灌苜蓿高效生產(chǎn)的適宜品種選擇確定為:WL系列、巨能、三得利、新牧系列;在南疆區(qū)生態(tài)環(huán)境下,應強調(diào)選擇新疆大葉苜蓿作為首選品種,之后再行上述列出品種安排[16-17]。
播種量多少對出苗率和田間植株密度均有直接影響關系,田間成苗的多與少同播種量有直接關系外,還與氣候、水分、土壤質(zhì)地、養(yǎng)分以及本身生長發(fā)育表現(xiàn)有關。同時,苜蓿成苗后生長時具有自我調(diào)節(jié)田間密度的能力,即在一定范圍內(nèi),成苗密則分枝少,稀植時則分枝多。因此,播種量應該控制在適宜范圍之內(nèi)。另一方面,滴灌條件下所表現(xiàn)出的田間供水的特殊方式(均勻性、可控性、便捷性、適時性)創(chuàng)造了田間苜蓿播種的出苗均勻性好和成苗率高,同傳統(tǒng)地表灌溉方式相比較,在相同田間條件下應適當減少播種量,以減降種子用量成本。并且苜蓿生產(chǎn)實踐表明,增加播種量雖然可以提高第一年的產(chǎn)草量,但并不能提高以后年份的產(chǎn)草量。據(jù)文獻表明,播種量為12~16 kg/hm2時,苜蓿能夠獲得較高的干草產(chǎn)量(表2)。我們在石河子市147團開展了滴灌苜蓿不同田間播種量對苜蓿生產(chǎn)干草產(chǎn)量影響關系的跟蹤調(diào)查,就設定的同一品種每公頃18.0 kg、22.5 kg和25.5 kg這三個不同播種量時,田間幼苗數(shù)和成苗密度最大的為25.5 kg/hm2,生長第一年田間產(chǎn)草量最高的也是25.5 kg/hm2,但同22.5 kg/hm2處理相比較,其產(chǎn)草量差別不大,同18.0 kg/hm2相比具有一定差異。在進入第二個生產(chǎn)年份后,各不同播種量處理之間產(chǎn)草量無明顯差別。綜合各個因素綜合考慮,我們認為滴灌條件下,苜蓿高效生產(chǎn)適宜的大田播種量設定在12~15 kg/hm2之間為宜。即若土地條件好(質(zhì)地、肥力、地面處理等)和選用苜蓿種子的質(zhì)價高時,播種量控制在12.0 kg/hm2;若非前者客觀條件時,則播種量確定在15.0 kg/hm2。
表2 不同播種量條件下苜蓿干草產(chǎn)量
傳統(tǒng)的綠洲區(qū)苜蓿生產(chǎn)一般的苜蓿種植年限大都持續(xù)維持為4~5年,主要是除考慮獲得干草的同時,通過延長種植年限以增加改土肥田的成效。就苜蓿生長年限與持續(xù)生產(chǎn)力的表現(xiàn)特征方面我們進行了研究,即通過對4個苜蓿品種同在2004年春播建植,至2008年連續(xù)對干草產(chǎn)量跟蹤測定和田間比較,得出的結論是,在同一田間管理方式(采用地表灌溉、每年3茬收獲、各生長年內(nèi)不追加施肥措施等)下,在4年的總干草收獲量中,第二年產(chǎn)量占總生產(chǎn)量的比例最高,為45.9%~47.9%,第三年產(chǎn)量占30.6%~33.9%,第一年產(chǎn)量占14.5%~17.4%,生長第四年產(chǎn)量最低為4.8%~8.2%[21]。雖然各苜蓿品種之間不同生長年份產(chǎn)草量占有比例具有差異,但生長第四年時獲取的干草產(chǎn)量下降比重則表現(xiàn)出相同性。綠洲區(qū)滴灌苜蓿應特別突出強調(diào)的是優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)為目標的經(jīng)營模式,因此,滴灌條件下的苜蓿種植合理的生產(chǎn)年限不應超過4年。
在大田生產(chǎn)實踐中,一些生產(chǎn)單位的做法是,在苜蓿種植生產(chǎn)的第四年時采取收獲第一茬干草之后,即刻翻耕整地種植青貯玉米,以便在當年生長季節(jié)內(nèi)能再收獲一次青貯飼料。這是一個非常智慧的農(nóng)事選擇安排,既能在苜蓿第四年生長過程中,較好地利用了頭茬苜蓿生長時間長,能夠充分利用春季自然水分的條件,獲取第一茬產(chǎn)量高占比干草的優(yōu)勢,又能及時調(diào)整種植安排,取得更多的飼料生產(chǎn)機會,應該值得借鑒或效法。
多年的生產(chǎn)實踐表明,在綠洲區(qū)獨特的生態(tài)環(huán)境之下,苜蓿生長栽培全過程中造成危害性的病害和蟲害很多。據(jù)有關文獻報道[22-23],新疆發(fā)現(xiàn)有苜蓿病害19種;其中,分布較廣且危害較重的病害有11種,如褐斑病、白粉病、霜霉病、根腐病等。與此同時,苜蓿蟲害也是成為苜蓿生產(chǎn)中的主要危害因素之一,如對苜蓿生產(chǎn)可造成的主要田間害蟲是苜蓿盲蝽、葉象甲幼蟲、苜蓿夜蛾、蚜蟲等,都會造成綠洲區(qū)苜蓿生產(chǎn)的嚴重損失。在一般情況下綠洲區(qū)苜蓿生產(chǎn)的田間病蟲害存在和危害性發(fā)生是表現(xiàn)有一定的規(guī)律性的,即苜蓿田間蟲害的危及主要發(fā)生在頭茬苜蓿生長的中后期時間段(孕蕾至開花)期間;病害的危害發(fā)生多出現(xiàn)在苜蓿第二茬和第三茬田間生長時期。這是苜蓿蟲害和病害自身生物學表現(xiàn)特點與綠洲區(qū)生態(tài)環(huán)境長期協(xié)同進化和高度適應性的具體體現(xiàn)。除病蟲害之外,還有一種生物侵害一直同綠洲區(qū)苜蓿生產(chǎn)長期伴隨,即寄生植物菟絲子的存在問題,特別是在傳統(tǒng)地表灌溉方式的苜蓿生產(chǎn)中,菟絲子始終是重要的防控對象。隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展對作物種子生產(chǎn)和經(jīng)營水準的高標準要求,通過伴隨苜蓿種子進入田間的菟絲子源頭已被阻斷,加之滴灌供水的特別方式,苜蓿田間菟絲子存在與發(fā)展幾率降至極低。當前的滴灌苜蓿大田生產(chǎn)實踐已得到了實際印證。
苜蓿生產(chǎn)的田間蟲害、病害,一般可采用針對性的農(nóng)藥進行及時田間機械噴灑,以達到防治的目的。菟絲子危害防控只要阻斷其寄生種子可能進入苜蓿田間的源頭是最有效的方法。經(jīng)多年試驗研究和結合大田滴灌苜蓿生產(chǎn)實踐,我們的總結經(jīng)驗是,首先應該通過采取直接田間管理手段達到有效防控病蟲害的目的,即田間苜蓿生長過程在病蟲害發(fā)生的初期階段,或是中期時段(苜蓿生長處在孕蕾期),運用提前收割苜蓿獲取干草的手段,以阻止田間危害的加劇和漫延,這樣做的好處是既有效防控病蟲害田間危害,又可避免因噴施農(nóng)藥對農(nóng)田及整體綠洲環(huán)境造成的不利影響。雖然提前刈割會減少當茬苜蓿產(chǎn)量收獲的部分損失,但提前刈割獲得的苜蓿干草粗蛋白質(zhì)含量高,飼用價值更好,從經(jīng)濟學角度而言也是劃算的。
傳統(tǒng)的苜蓿生產(chǎn)中對收獲時間的確定,一般是根據(jù)苜蓿生長發(fā)育處在初花期階段,即大田苜蓿株叢見有三分之一(30%左右)開花時作為刈割開鐮判斷依據(jù),也就是苜蓿生長干物質(zhì)積累曲線接近峰值和營養(yǎng)物質(zhì)(主要是粗蛋白)含量由最高值(孕蕾期)下降不多之時的初花期確定收割,這是產(chǎn)量和品質(zhì)兩者都有兼顧的同時,則更是偏重于干草產(chǎn)量的收獲決策。進入本世紀以來,伴隨著綠洲“奶業(yè)”的興起與蓬勃發(fā)展,對苜蓿干草品質(zhì)和全面營養(yǎng)價值重要性的關注度愈來愈高,借鑒和接受國外苜蓿生產(chǎn)中的先進手段和許多科學理念,逐步把強調(diào)苜蓿干草質(zhì)量與品質(zhì)要求擺在了更加突出的地位。為保持苜蓿干草粗蛋白質(zhì)含量達到最高值或接近最高值時采取提前進行收割,即由原初花期時段提前至見花期 (田間≤5%植株)開花時段開鐮收割,以提高苜蓿干草的粗蛋白質(zhì)及可消化總營養(yǎng)物質(zhì)成分的含量,提升整個苜蓿干草綜合營養(yǎng)價值。甚至是為獲取更理想的苜蓿干草品質(zhì),國外的做法是把刈割時間提前至苜蓿生長期處在孕蕾盛期,目的是為獲得高粗蛋白質(zhì)含量的干草而寧肯犧牲一些干草產(chǎn)量收獲。
我們的試驗研究結論是,把苜蓿干草收割期提前至見花期時間段(田間≤5%開花數(shù)),比初花期時段(田間20%~30%開花數(shù))刈割時苜蓿粗蛋白質(zhì)含量提高1.5~2.0個百分點,整體的干草飼料品質(zhì)有了較大提升。石河子墾區(qū)大田滴灌苜蓿生產(chǎn)的成功范例是,在從生長第二年開始的整個生長季節(jié)收割四茬苜蓿,每茬收割時苜蓿生育時期處在見花至初花時段(5%~10%開花數(shù)),苜蓿干草總產(chǎn)量在21~22.5 t/hm2。刈割四茬同刈割三茬相比,盡管總的干草產(chǎn)量收獲相差不大,但苜蓿干草的粗蛋白質(zhì)含量和綜合營養(yǎng)價值得到很大的提升。雖然年收獲四茬苜蓿干草比收獲三茬增加了一次收獲過程的投入成本,但卻可以通過收獲苜蓿干草品質(zhì)的提升價值(按優(yōu)質(zhì)優(yōu)價收購時)來抵消部分投入成本。
留茬高度直接影響到收獲干草的產(chǎn)量,同時也關系到再生草的生長速度等。低茬刈割會傷及苜蓿根頸,減少分枝;相反,高茬收割時在影響收獲產(chǎn)量的同時,留茬殘余會妨礙新枝生長,影響下次收獲。確定苜蓿收割留茬5 cm高度是適宜的,對于增加收獲干草產(chǎn)量、刺激再生新枝條的發(fā)生,以及提升再生草的生長速度和抑制田間雜草均是有利的。生產(chǎn)實踐中大多情況是,大田苜蓿干草是采用機械化收獲作業(yè),田間留茬高度都超過了5 cm,一般都在8~10 cm的范圍。此留茬高度必然減少了收獲干草產(chǎn)量,并不利于再生草的正常生長發(fā)育過程。因此,在滴灌苜蓿高效生產(chǎn)的收獲干草過程時應注意降低刈割茬口的高度,盡量控制在5 cm左右的高度范圍,以增加收獲干草產(chǎn)量和創(chuàng)造再生草生長的良好條件。與此同時,在大田苜蓿生產(chǎn)時的最后一茬收獲,特別是滴灌苜蓿四茬收割處理時的最后一茬收割,應該注意提高留茬高度到8~10 cm,目的是保護苜蓿安全越冬,為下一個生產(chǎn)年份創(chuàng)造有利條件。
苜蓿干草的田間調(diào)制屬于自然干燥加工過程,氣候變化(溫度、光照強度、濕度和風力等)對苜蓿干草中水分的散失速度影響很大,關系到調(diào)制干草的成效,是不可控制的客觀因素。只有遵循調(diào)制干草過程的氣候變化規(guī)律和正確把握時機,合理應用調(diào)制技術手段,盡可能的縮短田間調(diào)制時間過程,最大限度地把調(diào)制干草和成品完成過程中造成的有形損失(枝葉脫落)與無形損失(營養(yǎng)物質(zhì)消耗)降至到最低點。當前,兵團綠洲墾區(qū)苜蓿生產(chǎn)中的整個過程,特別是干草收獲過程完全實現(xiàn)了機械化及相關設置裝備的完全配套,即從刈割、翻曬、歸壟、打捆、運輸?shù)雀鱾€環(huán)節(jié),均采用了最先進的機械配套設備,大大提高了苜蓿干草收獲效率的同時,也顯著降低了田間干燥調(diào)制過程中苜蓿干草的營養(yǎng)物質(zhì)損失,確保了苜蓿干草成品(干草捆)的品質(zhì)要求。
為使田間調(diào)制干草成品能最大限度地保持在刈割鮮草時的營養(yǎng)價值和品質(zhì)狀態(tài),在此特別需要應注意把握的原則:一是,開始刈割時應密切關注當?shù)氐奶鞖忸A報,避開自然降水條件對田間調(diào)制干草造成的不利影響;二是,割草機及配套莖稈壓扁一體機械,是以刈割莖稈得到有效破扁為目的,促使青鮮苜蓿莖稈水分能夠加快散失速度,減少調(diào)制干草過程中因有氧代謝等造成營養(yǎng)損失的有效方式,因此,應該調(diào)整和控制好機械壓扁滾輪間隙,使刈割苜蓿莖稈得到有效壓扁;三是,在田間翻曬、歸壟和打捆等環(huán)節(jié)作業(yè)的時間選擇上,應特別注意不要在白晝高溫干燥天氣下開展作業(yè),防止造成葉片及嫩枝的大量脫落,最適宜的田間作業(yè)時間段是早晨和傍晚之時;四是,田間干草打捆時間確定是以調(diào)制干草中含水率的多寡為根本依據(jù)的,含水率過多的干草打捆雖然能減少葉莖枝的脫落損失,但卻會發(fā)生成品草梱霉變的風險,相反水分含量過少的干草打捆則會造成過多的脫落損失。最有效的做法是在天氣晴好條件下,苜蓿干草中水分含量降至25%~30%時,再用感觀判斷此時苜蓿植株是處在凋萎狀態(tài),在彎曲莖稈尚未發(fā)生折斷時即可進行田間打捆作業(yè),完成打捆后草捆置于田間自然停放2~3 d,使草捆表面含水率繼續(xù)下降到20%左右后再進行裝運集垛[24-25]。