馬鐵成

(新疆維吾爾自治區(qū)灌溉排水發(fā)展中心，新疆 烏魯木齊 830000)

新疆作為我國(guó)五大牧區(qū)之一，歷來(lái)對(duì)飼草人工栽植十分重視，北部典型大陸性寒冷氣候的阿勒泰區(qū)域更是當(dāng)?shù)氐湫托竽翗I(yè)發(fā)展基地，為應(yīng)對(duì)牧區(qū)飼草料不足導(dǎo)致的天然草場(chǎng)退化、草畜平衡失調(diào)等問(wèn)題，如何提高當(dāng)?shù)刂饕獌?yōu)質(zhì)牧草紫花苜蓿產(chǎn)量已經(jīng)迫在眉睫。目前，利用不同灌水技術(shù)開展人工種植苜蓿[1]，能有效提高作物畝產(chǎn)量，解決當(dāng)?shù)厣箫暡萘瞎┙o問(wèn)題。國(guó)內(nèi)外學(xué)者以苜蓿生長(zhǎng)特性、產(chǎn)量等為對(duì)象進(jìn)行了大量試驗(yàn)研究[2-4]，不同灌水方式是提高作物產(chǎn)量的重要研究指標(biāo)，并得出苜蓿適宜灌水量和灌水周期[5]。針對(duì)寒旱荒漠區(qū)開展苜蓿不同灌溉方式相關(guān)研究較少，因此，在北疆典型牧區(qū)開展苜蓿多種灌溉技術(shù)分析，可為牧草種植技術(shù)在寒區(qū)干旱氣候條件下，增產(chǎn)增收提供一定的科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)地選取新疆北部阿勒泰地區(qū)阿葦灌區(qū)，屬于阿爾泰山的丘陵地帶，地處烏倫古河上游二臺(tái)水文站下游10 km處北岸地勢(shì)平坦區(qū)域，平均海拔1100 m。屬典型大陸性寒冷干旱氣候，年均氣溫2.5 ℃，無(wú)霜期103 d；年均降水量172.2 mm，年均蒸發(fā)量1430.1 mm，冬季漫長(zhǎng)寒冷。0～80 cm土壤屬輕礫石粗沙土，80 cm以下為中礫石粗砂土，田間持水率12%～27%，保水性差，地下水埋藏較深；土壤肥力全氮均值0.33 mg/kg，速效氮均值26.88 mg/kg，速效磷均值3.98 mg/kg，速效鉀均值90.98 mg/kg[6]，整體土壤肥力一般。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2016年5月初—8月底開展，選用對(duì)比法。作物為3年齡阿爾岡金紫花苜蓿，株行距2 cm×15 cm，下種45 kg/hm2，一年收割兩茬，不做殺蟲除草處理，采用相同的大田管理方式。全年實(shí)測(cè)單次降雨量均小于15 mm，對(duì)試驗(yàn)不產(chǎn)生影響，無(wú)地下水補(bǔ)給。

規(guī)定漫灌、噴灌、滴灌三種灌水方式，選取相同灌溉定額不同灌水周期，對(duì)比紫花苜蓿各時(shí)間階段生長(zhǎng)特性和產(chǎn)量。處理各重復(fù)3次，灌水小區(qū)隨機(jī)布列，漫灌有固定灌排口；噴灌為半固定式布置5條支管間距15 m，每支管裝噴頭5個(gè)間距15 m，噴灑半徑15 m，噴頭流量3 t/h。滴灌帶鋪設(shè)間距0.6 m，滴頭間距0.3 m流量2.0L/h，額定壓力0.1 MPa。全年兩茬生育期共103 d。T1處理漫灌有效面積72 m2(30 m×2.4 m)，T2處理噴灌有效面積3600 m2(60 m×60 m)，T3處理滴灌有效面積72 m2(30 m×2.4 m)。試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表1。

表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3 觀測(cè)指標(biāo)及方法

株高、莖粗、莖節(jié)數(shù)均自返青開始，分別每隔10 d選取5株長(zhǎng)勢(shì)均勻苜蓿為測(cè)量對(duì)象，用鋼卷尺測(cè)量株高，游標(biāo)卡尺測(cè)量莖圍，統(tǒng)計(jì)單個(gè)樣本莖節(jié)數(shù)，取均值后為單次樣本測(cè)量值，直到作物基本停止生長(zhǎng)結(jié)束。進(jìn)入初花期后，每個(gè)小區(qū)選取長(zhǎng)勢(shì)均勻3組樣本各1 m2，稱量鮮草重，在烘箱中105 ℃殺青1 h后在70 ℃恒溫下烘干48 h，自然冷卻后稱重計(jì)算干濕比得出每組干草重，取3組均值為該小區(qū)產(chǎn)量，換算至該處理畝產(chǎn)。

采集數(shù)據(jù)選用WPS2019進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析，采用Pearson相關(guān)性分析法進(jìn)行差異性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 灌溉方式對(duì)苜蓿生長(zhǎng)特性分析

2.1.1 對(duì)紫花苜蓿株高影響

各處理紫花苜蓿株高變化如圖1所示。不同灌溉方式對(duì)紫花苜蓿株高產(chǎn)生不同影響，滴灌可有效促進(jìn)作物株高成長(zhǎng)，兩茬均呈現(xiàn)出隨著灌水次數(shù)的增加株高顯著增加，漫灌對(duì)株高貢獻(xiàn)較少的現(xiàn)象。在第一茬苜蓿前50 d株高均生長(zhǎng)較快，隨后生長(zhǎng)放緩；其中，變化最大的滴灌處理日均生長(zhǎng)由1.58 cm降至0.54 cm，變化最小的漫灌處理日均生長(zhǎng)由1.39 cm降至0.27 cm；第一茬各處理與漫灌相比，滴灌處理增幅最大為17%，最大高度84.2 cm，噴灌處理最大增幅9%；滴灌對(duì)第一茬紫花苜蓿株高存在顯著差異(P<0.05)。第二茬紫花苜蓿在灌水10 d內(nèi)株高成長(zhǎng)較快，之后減緩；其中，變化最大的滴灌處理日均生長(zhǎng)由2.74 cm降至1.73 cm，變化最小的漫灌處理日均生長(zhǎng)由1.81 cm 降至1.30 cm；第二茬各處理與漫灌相比，滴灌處理增幅最大為33%，最大高度85.2 cm，噴灌處理最大增幅19%；滴灌對(duì)第二茬紫花苜蓿株高存在顯著差異(P<0.05)。第二茬紫花苜蓿成長(zhǎng)期受溫度升高影響，整體成長(zhǎng)速率較快。

圖1 各處理紫花苜蓿株高變化

2.1.2 對(duì)紫花苜蓿莖圍影響

各處理紫花苜蓿莖圍變化如圖2所示。由圖2看出，不同灌溉方式對(duì)紫花苜蓿的莖粗影響有限，平均莖粗隨著灌水次數(shù)的增大而增大，各生長(zhǎng)期莖粗生長(zhǎng)速度略有不同。第一茬苜蓿生育期前10 d莖粗生長(zhǎng)較快，隨后生長(zhǎng)速度放緩，日均生長(zhǎng)由0.13 cm降至0.04 cm，最大莖粗的滴灌處理與漫灌比較增幅5%；第二茬莖圍變化整體較為緩慢。整個(gè)生長(zhǎng)階段滴灌處理對(duì)莖圍生長(zhǎng)存在極顯著影響(P<0.01)。

圖2 各處理紫花苜蓿莖圍變化

2.1.3 對(duì)紫花苜蓿枝條數(shù)影響

各處理紫花苜蓿枝條變化如圖3所示。由圖3看出，兩茬紫花苜蓿枝條數(shù)變化趨勢(shì)相近，不同灌溉方式對(duì)紫花苜蓿枝條數(shù)影響較小，無(wú)顯著規(guī)律。兩茬平均枝條數(shù)均為15節(jié)，第一茬最大枝條數(shù)為漫灌處理，為16節(jié)。兩茬紫花苜蓿枝條數(shù)均存在顯著影響(P<0.05)。

圖3 各處理紫花苜蓿枝條變化

2.2 不同灌溉方式對(duì)紫花苜蓿產(chǎn)量分析

各處理紫花苜蓿產(chǎn)量變化如圖4所示。由圖4看出，不同灌溉方式對(duì)紫花苜蓿產(chǎn)量影響顯著，產(chǎn)量的變化趨勢(shì)為滴灌>噴灌>漫灌，第一茬產(chǎn)量略高于二茬。第一茬最大產(chǎn)量滴灌處理相比漫灌增產(chǎn)28%達(dá)到6814.01 kg/hm2；噴灌處理增產(chǎn)11%達(dá)到5922.89 kg/hm2。第二茬最大產(chǎn)量滴灌處理相比漫灌增產(chǎn)25%達(dá)到4953.75 kg/hm2；噴灌處理增產(chǎn)12%達(dá)到4598.25 kg/hm2。第一茬成長(zhǎng)周期大于次茬，并且作物吸收土壤肥力較多成長(zhǎng)更為充分，首茬產(chǎn)量大于次茬；由于均為無(wú)肥處理，第二茬耕地未補(bǔ)充肥力且生長(zhǎng)周期較短，產(chǎn)量小于第一茬。兩茬總產(chǎn)量滴灌比漫灌增產(chǎn)25%，噴灌比漫灌增產(chǎn)12%。

2.3 不同灌溉方式對(duì)紫花苜蓿水分生產(chǎn)率分析

在不同灌溉方式相同灌溉定額條件下紫花苜蓿WUE表現(xiàn)不同。通過(guò)量稱紫花苜蓿干草重量，將各處理干草產(chǎn)量與灌溉量相比得出水分利用效率，發(fā)現(xiàn)單次灌水量最大的處理T1水分生產(chǎn)率WUE最低，僅為1.12 g/m3，隨著灌水周期的縮短WUE呈現(xiàn)出單邊上升趨勢(shì)，T3處理WUE最高，達(dá)到1.40 g/m3。從增產(chǎn)增收的目的考慮，紫花苜蓿在滴灌條件下水分生產(chǎn)率最高。

3 結(jié) 論

在相同灌溉定額不同灌水周期條件下，對(duì)比滴灌、噴灌和漫灌對(duì)紫花苜蓿成長(zhǎng)特性的影響，研究表明滴灌處理對(duì)苜蓿的株高、莖粗在一定范圍內(nèi)有影響，均隨著生長(zhǎng)周期而增大，對(duì)枝條數(shù)影響較小。在無(wú)肥耕作環(huán)境中，苜蓿第一茬產(chǎn)量大于第二茬，各茬和全年總產(chǎn)量的變化趨勢(shì)均為滴灌>噴灌>漫灌，全年各處理與漫灌對(duì)比，滴灌增產(chǎn)25%，噴灌增產(chǎn)12%，滴灌灌水方式增產(chǎn)顯著。WUE變化趨勢(shì)與產(chǎn)量相同。