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        播量與灌水方式對(duì)拉薩河谷燕麥與箭筈豌豆混播產(chǎn)量的影響分析

        2022-07-05 08:48:00張紫森李建峰旦吉措姆湯鵬程
        廣東水利水電 2022年6期
        關(guān)鍵詞:產(chǎn)量

        張紫森,李建峰,王 強(qiáng),央 吉,索 拉,旦吉措姆,湯鵬程

        (1.中國水利水電科學(xué)研究院,內(nèi)蒙古陰山北麓草原生態(tài)水文國家野外科學(xué)觀測(cè)研究站,北京 100038;2.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 水利與土木建筑工程學(xué)院,呼和浩特 010018;3.西藏自治區(qū)水利電力規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,拉薩 850000;4.拉薩市林周縣水利局,拉薩 851600)

        1 概述

        當(dāng)前西藏草業(yè)發(fā)展面臨飼草數(shù)量性短缺的問題,但通過大幅度增加種植面積彌補(bǔ)飼草短缺,難度很大。一是受限于青稞安全,在保障青稞播種面積前提下,進(jìn)一步增加飼草種植面積難度很大;二是受制于宜草土地開墾,在草原和林地資源保護(hù)、生態(tài)紅線和黑頸鶴等國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)等多重限制下,進(jìn)一步開墾宜草土地增加飼草種植面積難度也很大。

        適宜的混播有利于提高飼草產(chǎn)量。將豆科飼草植物納入到禾本科飼草植物的間(套、輪、混)作體系中,可有效提高光資源利用效率,優(yōu)化根系構(gòu)型,改善土壤肥力,進(jìn)而提高飼草產(chǎn)量和品質(zhì)[1]。與施用無機(jī)氮肥相比,豆科植物的生物固氮途徑是一種綠色、可持續(xù)的途徑,這對(duì)于西藏尤為重要[2]。豆-禾飼草品種對(duì)產(chǎn)量有著重要的影響,燕麥?zhǔn)乔嗖馗咴貐^(qū)種植的主要飼草之一,箭筈豌豆具有抗旱優(yōu)勢(shì),兩者混播被廣泛應(yīng)用在高寒地區(qū)[3]。豆-禾飼草混播比例也是影響種植效果的重要因素,目前零星研究表明,燕麥—箭筈豌豆高產(chǎn)混播比例也受地域影響,在甘肅、拉薩等地的結(jié)果不盡相同。

        采用噴灌技術(shù)亦有利于提高飼草產(chǎn)量。西藏農(nóng)田水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)較為落后,飼草灌溉仍以大水漫灌為主,因土層瘠薄,土地不平整,導(dǎo)致灌水均勻度差、水肥利用效率低,飼草產(chǎn)量不高,水資源浪費(fèi)嚴(yán)重等問題[4-5]。噴灌是利用專門設(shè)備將有壓水送到田間,噴射到空中散成細(xì)小水滴,模擬降雨的一種灌溉方式,具有節(jié)水、節(jié)肥、增產(chǎn)、灌水均勻等優(yōu)勢(shì),同時(shí)可調(diào)節(jié)田間小氣候、降低田間蒸散量[6-8]。隨著“西藏自治區(qū)國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年計(jì)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要”中對(duì)現(xiàn)代農(nóng)牧業(yè)和高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)提出的新要求,噴灌等高效節(jié)水灌溉技術(shù)是拉薩河谷地區(qū)建設(shè)的重點(diǎn)[9-11]。目前,拉薩河谷地區(qū)噴灌條件下飼草灌溉制度的研究剛起步,豆—禾飼草混播采用噴灌技術(shù)尚未報(bào)道。

        為解決飼草數(shù)量性短缺問題,本研究對(duì)不同播量比例和兩種灌溉方式下燕麥、箭筈豌豆混播的產(chǎn)量進(jìn)行了對(duì)比分析,確定拉薩河谷不同灌溉方式最適宜的混播播量,旨在為西藏高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)人工飼草的發(fā)展提供科技支撐。

        2 材料與方法

        2.1 研究區(qū)概況

        試驗(yàn)在“林周縣高效節(jié)水飼草生產(chǎn)示范基地”開展。試驗(yàn)區(qū)位于西藏自治區(qū)拉薩市林周縣江熱夏鄉(xiāng),地處西藏中部、拉薩河上游河谷平原,平均海拔為3 650 m,地理坐標(biāo)為東經(jīng)90°53′,北緯29°51′。試驗(yàn)區(qū)屬于高原溫帶季風(fēng)半干旱氣候區(qū),年平均氣溫為2.4℃~8.2℃,晝夜溫差較大,年降雨量為300~510 mm,主要集中在6—9月份,年日照時(shí)數(shù)在3 500 h以上,太陽輻射為6000~8000 MJ/(m2·a),年無霜期為100~120 d。耕作層土壤質(zhì)地為砂壤土,容重為1.44 g/cm3,田間持水量為24%(占體積的百分比),凋萎系數(shù)為8%(占體積的百分比),體積飽和含水率為34%。

        2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

        為探究最適宜的畦灌燕麥、箭筈豌豆混播播量,本試驗(yàn)以燕麥的播量控制混播比例,設(shè)置9個(gè)處理組和1個(gè)傳統(tǒng)混播播量對(duì)照組(CK),燕麥播量為3個(gè)梯度,即A1~A3;箭筈豌豆播量同樣為3個(gè)梯度,即B1~B3,對(duì)照組(CK)為當(dāng)?shù)剞r(nóng)牧民傳統(tǒng)混播播量150+150(kg/hm2)。為探索噴灌條件下,燕麥、箭筈豌豆播量對(duì)產(chǎn)量的影響,同樣設(shè)置與畦灌播量試驗(yàn)相同的9個(gè)處理組和1個(gè)傳統(tǒng)混播播量對(duì)照組(CK),具體播量試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表1。

        表1 燕麥、箭筈豌豆混播播量試驗(yàn)

        每個(gè)處理設(shè)置3次重復(fù),共設(shè)置54個(gè)小區(qū),各小區(qū)凈面積為36 m2(6 m×6 m)。試驗(yàn)于2021年5—9月開展,燕麥品種為青海444,箭筈豌豆品種為西牧324,播前進(jìn)行整地平地,播種方式為條播(行距為25 cm),底肥為磷酸二銨,底肥量為180 kg/hm2,拔節(jié)期追施尿素,追肥量為75 kg/hm2。

        灌溉水源為井水,畦灌采用管道輸水至各小區(qū),噴灌采用PY-5022搖臂式噴頭,噴嘴直徑為7 mm,噴灑半徑為7 m。灌水定額為30 m3/畝,采用水表對(duì)流量進(jìn)行計(jì)量,考慮到燕麥與箭筈豌豆的需水關(guān)鍵期在拔節(jié)期和抽穗期需要進(jìn)行多次灌溉,但此時(shí)正值拉薩河谷雨季,所以僅在作物生長(zhǎng)的中后期進(jìn)行補(bǔ)充灌溉。全生育期共進(jìn)行7次灌溉,具體灌溉制度見表2。

        表2 燕麥、箭筈豌豆混播全生育期灌溉制度

        2.3 產(chǎn)量測(cè)定

        選擇在飼草抽穗期刈割測(cè)產(chǎn),在各處理中隨機(jī)取10個(gè)1 m×1 m的樣方,樣方內(nèi)全部植株從莖基部刈割,秤鮮草重量,并換算每公頃鮮草產(chǎn)量。稱量鮮重后,于烘箱105℃殺青30 min,再調(diào)至65℃烘干至恒重,稱干草重量,并換算每公頃干草產(chǎn)量[11]。

        2.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

        2.4.1典型田塊某次畝均凈灌溉用水量按下式計(jì)算

        W=0.667γ/γ水H(θs-θwp)

        (1)

        式中:

        W——典型田塊某次畝均凈灌溉用水量,m3/畝;

        γ——土壤容重,g/cm3;

        γ水——水的容重,g/cm3;

        H——作物計(jì)劃濕潤(rùn)層深度,m;

        θs——土壤飽和含水率,%;

        θwp——土壤凋萎系數(shù)%。

        作物計(jì)劃濕潤(rùn)層為30 cm。

        2.4.2統(tǒng)計(jì)分析

        混播播量、播種密度和灌溉方式等因素及其交互作用對(duì)產(chǎn)量的影響通過一般線性模型(GLM)方差分析進(jìn)行差異顯著性分析。組間比較采用Fisher LSD方法(p<0.05)。統(tǒng)計(jì)分析通過SPSS19.0軟件包處理。各處理飼草的鮮重和干重在表中以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差的形式表示。

        3 結(jié)果與分析

        3.1 畦灌燕麥、箭筈豌豆混播最適宜播量

        產(chǎn)量測(cè)定結(jié)果見表3所示。干重產(chǎn)量從小到大按照排序依此為A1B1

        表3 畦灌方式下燕麥、箭筈豌豆混播產(chǎn)量及顯著性分析

        3.2 噴灌燕麥、箭筈豌豆混播最適宜播量

        產(chǎn)量測(cè)定結(jié)果見表4所示。干重產(chǎn)量從小到大依此排序?yàn)锳1B1

        表4 噴灌方式下燕麥、箭筈豌豆混播產(chǎn)量及顯著性分析

        3.3 燕麥、箭筈豌豆混播產(chǎn)量的影響因素

        燕麥混播播量、種植密度和灌溉方式3種因素及其交互作用對(duì)產(chǎn)量影響的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果見表5。燕麥、箭筈豌豆混播干草產(chǎn)量受燕麥混播播量表征的混播比例和種植密度影響,與曲廣鵬[15]等、陳廣珉[16]等研究結(jié)果一致。灌溉方式對(duì)產(chǎn)量也具有顯著影響,燕麥、箭筈豌豆相同混播播量的條件下,無論干重還是鮮重,噴灌產(chǎn)量均大于畦灌產(chǎn)量。分析原因,噴灌通過改變SPAC系統(tǒng)之間的水熱交換過程改變農(nóng)田小氣候,增加了作物對(duì)于空間水分的利用潛力,同時(shí)使葉面氣孔增大,提升光合速率[17],所以相同混播播量條件下,噴灌產(chǎn)量均大于畦灌產(chǎn)量。不同種植密度條件下,畦灌和噴灌燕麥、箭筈豌豆混播干草產(chǎn)量見圖1所示。

        圖1 不同種植密度條件下,畦灌和噴灌燕麥、箭筈豌豆混播干草產(chǎn)量

        表5 燕麥、箭筈豌豆混播產(chǎn)量的影響分析

        4 結(jié)語

        1)燕麥、箭筈豌豆混播播量一致的情況下,噴灌產(chǎn)量大于畦灌產(chǎn)量。

        2)通過田間實(shí)測(cè)畦灌燕麥、箭筈豌豆混播產(chǎn)量與傳統(tǒng)混播產(chǎn)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,燕麥、箭筈豌豆混播225+90 kg/hm2的組合方式,干重產(chǎn)量最高,為3 630.5 kg/hm2,比畦灌傳統(tǒng)混播增產(chǎn)13.4%。對(duì)于水利設(shè)施相對(duì)欠發(fā)達(dá)的人工草場(chǎng),推薦以燕麥、箭筈豌豆混播225+90 kg/hm2的播量進(jìn)行種植以確保飼草產(chǎn)量。

        3)通過田間實(shí)測(cè)噴灌燕麥、箭筈豌豆混播產(chǎn)量與傳統(tǒng)混播產(chǎn)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,噴灌燕麥、箭筈豌豆混播255+75 kg/hm2干重產(chǎn)量最高,為4 076.0 kg/hm2,較噴灌傳統(tǒng)混播增產(chǎn)21.1%。為解決西藏飼草作物數(shù)量性短期的現(xiàn)狀,推薦采用噴灌燕麥、箭筈豌豆混播255+75 kg/hm2的播量形式進(jìn)行種植,可達(dá)到節(jié)水增產(chǎn)的目的。

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