陶 雪，蘇德榮，喬 陽(yáng)，寇 丹

(1.北京林業(yè)大學(xué)草地資源與生態(tài)研究中心，北京 100083； 2.中國(guó)科學(xué)院植物研究所，北京 100093)

西北旱區(qū)灌溉方式對(duì)苜蓿產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

陶 雪1，蘇德榮1，喬 陽(yáng)1，寇 丹2

(1.北京林業(yè)大學(xué)草地資源與生態(tài)研究中心，北京 100083； 2.中國(guó)科學(xué)院植物研究所，北京 100093)

為探究灌溉方式對(duì)紫花苜蓿(Medicagosativa)產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，進(jìn)行苜蓿地下滴灌(SDI)、畦灌(BI)、噴灌(SI)和對(duì)照(CK)4種處理的大田試驗(yàn)。結(jié)果表明，與其他3種處理相比，SDI的土壤含水量最高，CK最低。SDI的產(chǎn)量及水分利用效率均顯著高于其他3個(gè)處理(P<0.05)，其中SDI兩茬的產(chǎn)量分別為4 815.87、4 300.41 kg·hm-2，相比BI、SI、CK，SDI兩茬分別提高了10.56%、14.92%、95.26%和13.64%、23.60%、120.85%。SDI兩茬的水分利用效率分別為2.66和2.50 kg·m-3，較BI和SI，兩茬分別提高了17.70%、21.46%和20.77%、34.41%。CK的品質(zhì)顯著高于其他3個(gè)灌水處理(P<0.05)，3個(gè)灌水處理間品質(zhì)差異不明顯，SDI苜蓿兩茬的粗蛋白產(chǎn)量分別為816.13和814.07 kg·hm-2，相比BI、SI、CK，SDI兩茬分別提高了2.38%、5.84%、61.90%和10.90%、18.83%、100.01%。本研究揭示，相比BI和SI，SDI促進(jìn)苜蓿生長(zhǎng)，且顯著提高了苜蓿粗蛋白產(chǎn)量、干草產(chǎn)量及水分利用效率。因此，SDI適合在西北干旱地區(qū)苜蓿種植中應(yīng)用和推廣。

苜蓿；地下滴灌；粗蛋白產(chǎn)量；干草產(chǎn)量；品質(zhì)

紫花苜蓿(Medicagosativa)被譽(yù)為“牧草之王”，作為一種產(chǎn)量高、適口性好、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高的多年生豆科飼草作物，在世界畜牧業(yè)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用[1]。在美國(guó)，苜蓿是繼玉米(Zeamays)、小麥(Triticumaestivum)、大豆(Glycinemax)之后的第四大作物，每年產(chǎn)值高達(dá)10億美元，種植面積超過(guò)1 000萬(wàn)hm2，而我國(guó)苜蓿產(chǎn)業(yè)發(fā)展較落后，產(chǎn)量和品質(zhì)普遍較低。近幾年，我國(guó)苜蓿的種植面積基本上維持在150萬(wàn)hm2左右，苜蓿產(chǎn)量難以滿足我國(guó)畜牧業(yè)的快速發(fā)展[2]。因此，擴(kuò)大苜蓿種植面積和提高苜蓿品質(zhì)勢(shì)在必行。目前，西北旱區(qū)是我國(guó)苜蓿的主要種植區(qū)，該地區(qū)降水量稀少，蒸發(fā)強(qiáng)烈，有利于苜蓿草收割后曬干，適宜苜蓿種植。據(jù)研究報(bào)道，相比其他作物，苜蓿的耗水量較大[3]。因此，在干旱半干旱地區(qū)發(fā)展苜蓿的節(jié)水灌溉技術(shù)和提高苜蓿品質(zhì)是必然要求。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)紫花苜蓿節(jié)水灌溉做了很多研究[4-9]，如王琦等[3]分析了不同灌溉方式對(duì)苜蓿生長(zhǎng)的影響。地下滴灌是一種較為節(jié)水灌溉技術(shù)，具有減少地表蒸發(fā)、改善作物根區(qū)土壤條件、方便田間管理作業(yè)化等優(yōu)點(diǎn)，關(guān)于地下滴灌對(duì)作物節(jié)水和增產(chǎn)效果的報(bào)道有很多，如Godoy等[10]關(guān)于苜蓿灌溉的研究表明，與溝灌相比，地下滴灌處理的水分利用效率提高20%；程冬玲等[11]研究表明，與常規(guī)溝灌相比，地下滴灌的鮮草產(chǎn)量高；Ayars等的研究總結(jié)了地下滴灌在番茄(Lycopersiconesculentum)、甜玉米、紫花苜蓿上的應(yīng)用，結(jié)果顯示，地下滴灌不僅提高了作物產(chǎn)量，而且提高了水分利用效率；應(yīng)用地下滴灌技術(shù)的苜蓿產(chǎn)草量要比常規(guī)灌溉增產(chǎn)近40%，增產(chǎn)效果顯著[12]。目前，大型噴灌機(jī)也被廣泛應(yīng)用于苜蓿種植，尤其是在我國(guó)內(nèi)蒙古、寧夏、甘肅、新疆等西北旱區(qū)，但使用大型噴灌機(jī)灌溉苜蓿時(shí)，會(huì)因水汽飄移蒸發(fā)和冠層截留造成大量水分損失[13-16]。因此，本研究針對(duì)我國(guó)西北旱區(qū)特殊的氣候條件，通過(guò)畦灌、噴灌、地下滴灌3種灌溉方式對(duì)苜蓿生長(zhǎng)及品質(zhì)影響的對(duì)比性試驗(yàn)，探索適合于西北旱區(qū)紫花苜蓿種植的灌溉方式。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)自然概況

試驗(yàn)于2014年在農(nóng)業(yè)部作物高效用水武威科學(xué)觀測(cè)試驗(yàn)站(37°52′ N，102°51′ E)進(jìn)行，該站位于甘肅省武威市涼州區(qū)東河鄉(xiāng)王景寨村，屬于典型的內(nèi)陸干旱荒漠氣候區(qū)，海拔1 581 m，光熱資源豐富，日照時(shí)間3 000 h 以上，多年平均降水量164.4 mm，年蒸發(fā)量1 131.5～1 508.7 mm，無(wú)霜期150 d以上，年均氣溫 8 ℃，>0 ℃年積溫3 550 ℃·d以上。土質(zhì)為砂壤土，有機(jī)質(zhì)含量中等，土壤容重為1.48 g·cm-3左右，田間持水量(Field Capacity，F(xiàn)C)為26.6%。

1.2 試驗(yàn)材料

以北京克勞沃草業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)中心提供的苜蓿品種‘皇冠’(‘Phabulous’)為試驗(yàn)材料，于2012年4月30日播種，人工條播，播量30 kg·hm-2，播深2 cm，行距22.5 cm。地下滴灌材料采用甘肅大禹節(jié)水有限公司提供的滴灌帶，內(nèi)徑16 mm，壁厚0.4 mm，滴頭間距30 cm，滴頭流量3.0 L·h-1。噴灌材料采用美國(guó)科雨公司提供的散射式噴頭，噴嘴型號(hào)為kv8，流量0.66 m3·h-1，彈出高度75 mm，噴射半徑270 cm。

1.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)共設(shè)地下滴灌(SDI)、畦灌(BI)、噴灌(SI)和對(duì)照處理(CK：試驗(yàn)期間不灌溉)4種處理，每個(gè)處理設(shè)3個(gè)重復(fù)，共12個(gè)小區(qū)。SDI、BI和CK的小區(qū)面積均為6.0 m×2.7 m，SI的小區(qū)面積為2.7 m×2.7 m。SDI、BI和CK的小區(qū)按完全隨機(jī)布設(shè)。為避免SI灌水對(duì)其他灌水處理造成影響，SI小區(qū)布設(shè)在其他試驗(yàn)小區(qū)的邊緣，各小區(qū)間設(shè)1 m寬的保護(hù)帶，并用黑色薄膜垂直隔離1 m。SDI的小區(qū)在苜蓿播種前對(duì)每一個(gè)小區(qū)鋪設(shè)地下滴灌系統(tǒng)，每個(gè)小區(qū)布設(shè)3條滴灌帶，滴灌帶行距90 cm，埋深30 cm，一條滴灌帶控制4行苜蓿。SI的每個(gè)小區(qū)布設(shè)兩個(gè)位于對(duì)角的噴頭。灌水量由裝在支管上的水表計(jì)數(shù)，灌溉下限的設(shè)置主要依據(jù)SDI不同土壤含水量對(duì)苜蓿的生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響，并參考當(dāng)?shù)剀俎９喔攘亢鸵酝难芯拷Y(jié)果進(jìn)行設(shè)置[17]，本研究依據(jù)SDI的3個(gè)重復(fù)小區(qū)0-100 cm土層的平均土壤體積含水率達(dá)到田間持水量的55%～65% 時(shí)開(kāi)始灌水，每次灌水量均為40 mm，除CK外，3種灌水處理的灌水時(shí)間和灌溉量相同。由于紫花苜蓿第1茬生育期間溫度低及受降水的影響，且前一年冬灌充足，在苜蓿第1茬生長(zhǎng)各小區(qū)的土壤含水量已超過(guò)設(shè)定的灌溉下限，直至生長(zhǎng)后期土壤含水量才下降至灌溉下限，在苜蓿第1茬生長(zhǎng)期沒(méi)有灌水，且各處理間的數(shù)據(jù)差異不顯著。因此，本研究數(shù)據(jù)主要取自苜蓿第2茬和第3茬的數(shù)據(jù)。試驗(yàn)進(jìn)行期間，除草、病蟲(chóng)害防治、施肥等田間管理各處理保持一致。

1.4 測(cè)定指標(biāo)及方法

降水量觀測(cè)：降水量由試驗(yàn)站的自動(dòng)氣象站獲得(圖1)。

圖1 試驗(yàn)期間試驗(yàn)站的降水量分布圖Fig.1 Distribution of precipitation during the trial at the experiment site

土壤含水量測(cè)定：用便攜式土壤水分廓線儀(Diviner 2000，Sentek Pty Ltd.，Australia)測(cè)土壤的水分含量，5～7 d測(cè)一次，每次灌溉前后和降水后加測(cè)。每個(gè)小區(qū)布設(shè)兩根測(cè)管，離滴灌帶均為22.5 cm，兩根測(cè)管土壤含水量校正后的平均值代表小區(qū)的土壤含水量。利用水量平衡法計(jì)算紫花苜蓿生育期耗水量：

Q=P+I+K-R-D-ΔW

(1)

式中，Q為苜蓿生育期耗水量(mm)；P為有效降水量(mm)；I為灌水量(mm)；K為地下水補(bǔ)給量(mm)；R為地表徑流量(mm)；D為深層滲漏量(mm)；ΔW為土壤貯水量的變化量(mm)。試驗(yàn)地地下水位30～40 m深，地勢(shì)較平坦，且小區(qū)四周畦壟，通過(guò)觀測(cè)土壤水分變化發(fā)現(xiàn)80～100 cm處的水分變化較小，故地表徑流量(R)、地下水補(bǔ)給量(K)和深層滲漏量(D)均省略不計(jì)，均取值為0。

在苜蓿初花期刈割前(5%植株開(kāi)花)，整個(gè)小區(qū)測(cè)苜蓿鮮重，再隨機(jī)取500 g的鮮物質(zhì)測(cè)鮮重，烘干測(cè)干重，重復(fù)3次，根據(jù)鮮干重計(jì)算小區(qū)苜蓿含水率，根據(jù)整個(gè)小區(qū)鮮重推算苜蓿干草量(Y，kg·hm-2)，再根據(jù)干草產(chǎn)量(Y)和耗水量(Q)計(jì)算水分利用效率(WUE，kg·m-3)：

(2)

營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)測(cè)定：用0.5mm孔篩的粉碎機(jī)將苜蓿干草粉碎，均勻混合，用于測(cè)定苜蓿粗蛋白含量(CP)、酸性洗滌纖維含量(ADF)和中性洗滌纖維含量(NDF)[8]。粗蛋白產(chǎn)量(CPY，kg·hm-2)、相對(duì)飼喂價(jià)值(RFV)、飼草可消化干物質(zhì)(DDM)和飼草干物質(zhì)的隨意采食量(DMI)的計(jì)算公式：

CPY=CP×Y

(3)

(4)

DDM=88.9-0.799×ADF

(5)

(6)

式中,DMI是以體重為基礎(chǔ)計(jì)算的,DDM、ADF和NDF是以干物質(zhì)為基礎(chǔ)計(jì)算的。

1.5 數(shù)據(jù)分析

2 結(jié)果與分析

2.1 不同灌溉方式對(duì)土壤含水量的影響

不同灌溉方式影響土壤含水量(圖2)。隨著苜蓿生長(zhǎng)，地面覆蓋不斷增大，田間蒸發(fā)減少，土壤含水量增大，試驗(yàn)期間，SDI的土壤含水量最高，兩茬的最大值分別為18.02%和22.24%，明顯高于BI和SI，BI的土壤含水量略高于SI，3個(gè)灌溉處理CK的土壤含水量最低時(shí)反為6.75%。試驗(yàn)期間各處理的土壤含水量呈現(xiàn)一致的動(dòng)態(tài)趨勢(shì)，伴隨灌水或降雨，出現(xiàn)土壤含水量的小高峰，第3茬各處理的土壤含水量比第2茬高，且波動(dòng)較大?？傮w而言，在試驗(yàn)期間，SDI的水分入滲較深，能減少土壤水分蒸發(fā)，提高土壤含水量，不灌溉則嚴(yán)重影響土壤含水量，造成極度水分脅迫。

2.2 灌溉方式對(duì)苜蓿產(chǎn)量及水分利用效率的影響

2.2.1 灌溉方式對(duì)苜蓿生長(zhǎng)的影響 不同灌水處理間苜蓿產(chǎn)量存在顯著差異(P<0.05)，各處理兩茬苜蓿產(chǎn)量高低為SDI>BI>SI>CK(表1)。SDI的干草產(chǎn)量最高，兩茬產(chǎn)量分別為4 815.87、4300.41kg·hm-2，相比BI、SI、CK，分別提高了10.56%、14.92%、95.26%和13.64%、23.60%、120.85%，均達(dá)到顯著水平；CK兩茬的產(chǎn)量均顯著低于其他3個(gè)灌水處理(P<0.05)。除CK外，3種灌水處理第2茬的產(chǎn)量分別高于第3茬。由此可知，與BI、SI、CK相比，SDI顯著提高了苜蓿干草產(chǎn)量。

圖2 灌溉方式對(duì)土壤水分動(dòng)態(tài)的影響Fig.2 Dynamics of soil water content under different irrigation methods 表1 不同灌溉方式對(duì)苜蓿生長(zhǎng)及水分利用效率的影響Table 1 Effects of different irrigation methods on growth and WUE of alfalfa

茬次Cutting指標(biāo)Index地下滴灌SDI地面畦灌BI噴灌SI對(duì)照處理CK第2茬The2ndcutting干草產(chǎn)量Hayyield/kg·hm-24815．87±41．96a4355．65±104．54b4190．33±67．47b2466．81±254．89c水分利用效率WUE/kg·m-32．66±0．01b2．26±0．09c2．19±0．02c2．87±0．15a第3茬The3rdcutting干草產(chǎn)量Hayyield/kg·hm-24300．41±179．04a3784．74±277．5b3479．77±386．89b1947．53±12．35c水分利用效率WUE/kg·m-32．50±0．05a2．07±0．18b1．86±0．25b2．06±0．14b

注：同行不同小寫字母表示不同灌溉方式之間差異顯著(P<0.05)，下同。

Note: Different lower case letters within the same row indicate significant difference among treatment groups with different irrigation methods at 0.05 level. The same below.

2.2.2 灌溉方式對(duì)苜蓿水分利用效率的影響 水分利用效率是水分生產(chǎn)力的重要體現(xiàn)，不同灌溉方式對(duì)苜蓿水分利用效率的影響不一致(表1)。單從苜蓿第2茬的水分利用效率來(lái)看，CK的水分利用效率最高，但其干草產(chǎn)量卻最低。與BI、SI相比， SDI兩茬苜蓿的水分利用效率分別提高了17.70%、21.46%和20.77%、34.41%，均達(dá)到顯著水平(P<0.05)?？傮w上，各處理第2茬的水分利用效率大于第3茬，尤其是CK最明顯。

2.3 灌溉方式對(duì)苜蓿營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響

2.4 標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)總體水平較低：彰武縣近年來(lái)不斷加強(qiáng)了無(wú)公害辣椒標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)建設(shè)，制定了辣椒栽培技術(shù)規(guī)程、基地管理辦法，農(nóng)藥、化肥使用準(zhǔn)則，為辣椒標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)打下了一定基礎(chǔ)，也為做強(qiáng)做大辣椒產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造了條件。雖然具備一定基礎(chǔ)，但由于辣椒種植區(qū)域涉及全縣多個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，群眾標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)意識(shí)不強(qiáng)，質(zhì)量安全意識(shí)淡薄，大田監(jiān)督管理又難以面面俱到，農(nóng)藥施用不當(dāng)，化肥使用過(guò)量，巨毒高殘留農(nóng)藥濫用問(wèn)題依然存在，辣椒產(chǎn)品質(zhì)量存在著較大隱患，導(dǎo)致缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。隨著全民消費(fèi)水平的提高，食品安全意識(shí)增強(qiáng)，彰武辣椒如果不以高起點(diǎn)定位，不順應(yīng)消費(fèi)方式變革，就不能在廣闊的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中有所作為。

2.3.1 灌溉方式對(duì)苜蓿粗蛋白含量的影響 灌溉量相同的3種處理間，SDI的粗蛋白含量最低(表2)，第2茬和第3茬分別為16.95%、18.93%，均顯著低于CK(P<0.05)，CK的粗蛋白含量最高，兩茬分別為20.42%、20.91%，相比其他3種處理，CK第2茬和第3茬的粗蛋白含量分別提高了20.47%、11.52%、10.92%和10.46%、7.67%、6.09%，BI和SI第2茬的粗蛋白含量較SDI分別顯著提高了8.02%、8.61%，第3茬提高了2.59%、4.12%，但不顯著(P>0.05)?？傮w上，各處理第3茬的粗蛋白含量要高于第2茬，且SDI的粗蛋白含量與BI、SI間的差距不斷降低。

2.3.2 灌溉方式對(duì)苜蓿中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量的影響 灌溉方式對(duì)苜蓿中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維的影響(表2)顯示，各處理兩茬苜蓿的酸性洗滌纖維表現(xiàn)為SDI>BI>SI>CK，中性洗滌纖維表現(xiàn)為SDI>SI>BI>CK。除CK外，其他3個(gè)灌水處理，兩茬苜蓿中各處理的中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維差異均不顯著(P>0.05)。相比其他3個(gè)灌水處理，CK第2茬和第3茬的中性洗滌纖維分別降低了11.78%、8.34%、9.82%和5.20%、3.44%、4.75%，CK第2茬和第3茬的酸性洗滌纖維分別降低了25.43%、22.54%、19.70%和15.40%、13.23%、11.77%?？傮w而言，相比灌水處理，不灌溉能顯著降低苜蓿的纖維含量，各灌水處理間纖維的含量差異不顯著。

2.3.3 灌溉方式對(duì)苜蓿粗蛋白產(chǎn)量的影響 粗蛋白產(chǎn)量是衡量苜蓿產(chǎn)粗蛋白能力大小的重要指標(biāo)，不同灌溉處理下，紫花苜蓿的粗蛋白產(chǎn)量均表現(xiàn)為SDI>BI>SI>CK(表2)。方差分析結(jié)果表明，第3茬SDI的粗蛋白產(chǎn)量與BI、SI及CK之間差異顯著(P<0.05)，其中SDI兩茬苜蓿的粗蛋白產(chǎn)量分別為1 632.26、1 634.44 kg·hm-1，與BI、SI、CK相比分別提高了3.19%、5.79%、53.56%和10.72%、20.32%、100.65%。說(shuō)明相比BI和SI，SDI能有效提高苜蓿粗蛋白產(chǎn)量。

2.3.4 灌溉方式對(duì)苜蓿相對(duì)飼喂價(jià)值的影響 相對(duì)飼喂價(jià)值(RFV)是纖維含量的一個(gè)反映指標(biāo)，是比粗蛋白含量更重要的指標(biāo)，其中RFV的值越高越好。表2顯示了不同灌溉方式對(duì)苜蓿RFV的影響，可以看出，各處理的RFV均大于100，且各處理第3茬的RFV均大于第2茬，總體上，各處理的RFV達(dá)到美國(guó)和加拿大關(guān)于苜蓿分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的一級(jí)。CK兩茬苜蓿的RFV均顯著高于其他3個(gè)灌水處理，最高達(dá)到162.21。相比其他3個(gè)灌水處理，CK兩茬的RFV分別提高了26.60%、19.82%、19.89%和11.06%、8.27%、9.01%。除CK外，其他3種處理間兩茬的RFV差異不顯著(P>0.05)，SDI的RFV略低于BI和SI。不灌溉處理明顯提高了苜蓿的RFV，而其他3種灌溉處理的RFV差異不顯著。

表2 不同灌溉方式對(duì)紫花苜蓿營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響Table 2 Effects of different irrigation methods on nutritional quality of alfalfa

3 討論與結(jié)論

灌溉是影響旱區(qū)土壤含水量最主要的因素。地下滴灌是一種有效的節(jié)水灌溉技術(shù)，苜蓿地下滴灌灌水時(shí)，濕潤(rùn)層主要集中在地表以下，靠近根部，大部分水分能被根系吸收，降低了土壤蒸發(fā)量，有利于保持土壤含水量[17]。而畦灌灌水時(shí)，水滲進(jìn)土壤的速度緩慢，造成蒸發(fā)量增大，噴灌灌水時(shí)也會(huì)出現(xiàn)畦灌的問(wèn)題，但噴灌灌水最大的問(wèn)題是灌水時(shí)噴出的水分會(huì)出現(xiàn)飄散現(xiàn)象，在空氣干燥時(shí)段灌水造成的水汽漂移及蒸發(fā)損失不容小覷[13]。

有研究報(bào)道[8]，在西北旱區(qū)土壤含水量低于60%田間持水量時(shí)，土壤有效含水量減少，抑制苜蓿的正常生長(zhǎng)，苜蓿開(kāi)始出現(xiàn)干旱脅迫，而干旱脅迫會(huì)造成苜蓿光合作用降低，還會(huì)導(dǎo)致地上部分的分配比例減少，最終引起苜蓿產(chǎn)量下降。土壤水分達(dá)到脅迫程度時(shí)，苜蓿呈現(xiàn)旱生狀態(tài)的特征，會(huì)導(dǎo)致植株高度降低[18]，不利于植物生長(zhǎng)[1]，因此，對(duì)照處理的土壤水分僅依靠降水和土壤貯水很難保持苜蓿的正常生長(zhǎng)。在苜蓿生育期間，由于水分的短缺，最終導(dǎo)致對(duì)照處理苜蓿產(chǎn)量嚴(yán)重下降，這與陳萍等[19]對(duì)苜蓿的研究結(jié)果一致。在同時(shí)等量灌水條件下，地下滴灌處理苜蓿兩茬的產(chǎn)量分別為4 815.87和4 300.41 kg·hm-2，相比畦灌、噴灌和對(duì)照處理，第2茬分別提高了12.58%、14.10%、84.99%，第3茬提高了13.62%、23.58%、120.80%，均達(dá)到顯著水平(P<0.05)，表明相比其他灌溉方式，地下滴灌能顯著提高苜蓿產(chǎn)量，這與孟季蒙等[20]的研究結(jié)果一致。本研究也發(fā)現(xiàn)，對(duì)照小區(qū)的產(chǎn)量顯著低于其他處理的產(chǎn)量(P<0.05)，表明土壤水分降低到一個(gè)極限值時(shí)，土壤水分含量會(huì)成為限制苜蓿產(chǎn)量的一個(gè)重要因素[21]。本研究結(jié)果顯示，地下滴灌處理顯著地提高了苜蓿水分利用效率，相比畦灌、噴灌處理，地下滴灌處理第2茬苜蓿的水分利用效率分別提高了17.70%、21.46%，第3茬分別提高了20.77%、34.41%，這種趨勢(shì)與郭學(xué)良和李衛(wèi)軍[13]的研究結(jié)果一致。

苜蓿的產(chǎn)量和品質(zhì)是苜蓿種植最關(guān)鍵的兩項(xiàng)指標(biāo)，產(chǎn)量的提高是同化物積累的結(jié)果，而品質(zhì)的改善是同化物在不同物質(zhì)形態(tài)間轉(zhuǎn)化的結(jié)果。本研究中，對(duì)照處理苜蓿兩茬的粗蛋白含量最大，均顯著高于其他3種灌溉處理，這與文霞等[18]和趙金梅等[22]的研究結(jié)果一致，在灌溉量相同的3種處理間，地下滴灌處理的粗蛋白含量最低，這與蘇亞麗等[23]的研究結(jié)果一致，盡管地下滴灌處理的粗蛋白含量最低，但是相比其他3種處理，地下滴灌處理顯著提高了苜蓿的粗蛋白產(chǎn)量。本研究表明，對(duì)照處理苜蓿兩茬的纖維含量最小，灌溉量相同時(shí)的3個(gè)處理間纖維含量差異不顯著，水分脅迫能降低苜蓿纖維含量[8]。RFV是指相對(duì)一個(gè)特定標(biāo)準(zhǔn)牧草(盛花期苜蓿)，某種牧草可消化干物質(zhì)的采食量，在本研究中，各處理的RFV均大于100，表明各處理的苜蓿采食量都較高，對(duì)照的RFV顯著高于其他3種灌溉處理，其他3種灌溉處理的RFV差異不顯著。苜蓿生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益的提高，必須綜合產(chǎn)量和品質(zhì)兩方面，盡管灌水的處理降低了苜蓿的品質(zhì)，但顯著提高了苜蓿粗蛋白產(chǎn)量和苜蓿干草產(chǎn)量，尤其是地下滴灌處理，不灌水處理的產(chǎn)量下降速度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其品質(zhì)提高的程度。

在我國(guó)西北干旱地區(qū)，相比畦灌和噴灌，地下滴灌有利于保持土壤含水量，降低水分蒸發(fā)。在苜蓿生育期，地下滴灌有利于苜蓿生長(zhǎng)，提高了苜蓿干草產(chǎn)量及水分利用效率。盡管相比畦灌、噴灌和對(duì)照處理，地下滴灌的粗蛋白含量最低，纖維含量最高，但顯著提高了苜蓿的粗蛋白產(chǎn)量和干草產(chǎn)量。因此，兼顧苜蓿生長(zhǎng)、粗蛋白產(chǎn)量、干草產(chǎn)量及水分利用效率，苜蓿地下滴灌更適于在我國(guó)西北干旱地區(qū)進(jìn)行推廣和應(yīng)用。

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(責(zé)任編輯 王芳)

Effects of irrigation methods on yield and quality of alfalfa in arid northwest China

TAO Xue1, SU De-rong1, QIAO Yang1, KOU Dan2

(1.Research Center of Grassland Resources and Ecology, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China; 2.Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100093, China)

The present study was to explore the effects of different irrigation methods including subsurface drip irrigation(SDI), border irrigation(BI), sprinkler irrigation(SI), and CK on growth, quality and yield of alfalfa. The results showed that different irrigation methods had different effects on soil water content, and SDI treatment had the highest soil water content. In addition, this study found that different irrigation methods had greatly different effects on alfalfa quality, yield and water use efficiency. Dry yield of two cuttings alfalfa of SDI treatment was 4 815.87, 4 300.41 kg·ha-1, respectively. Compared with BI, SI and CK treatments, yield of two cuttings alfalfa of SDI increased by 10.56%, 14.92%, 95.26% and 13.64%, 23.60%, 120.85%, respectively (P<0.05). Water use efficiency of two cuttings alfalfa of SDI treatment was 2.66, 2.50 kg·m-3, respectively. Compared with BI and SI treatments, water use efficiency of the two cuttings of SDI increased by 17.70%, 21.46% and 20.77%, 34.41%, respectively (P<0.05).度SDI treatment had the lowest protein content and the highest fiber content, but crude protein yield of SDI treatment was significantly improved (P<0.05). Crude protein yield of two cuttings alfalfa of SDI treatment was 816.13, 814.07 kg·ha-1, respectively. Compared with BI, SI,CK treatments, crude protein yield of two cuttings alfalfa of SDI increased by 2.38%, 5.84%, 61.90% and 10.90%, 18.83%,100.01%, respectively (P<0.05). These results suggested SDI could improve the growth, crude protein yield, dry yield and water use efficiency of alfalfa. Therefore, SDI was more suitable for alfalfa planting in arid northwest China.

alfalfa; subsurface drip irrigation; crude protein yield; dry forage yield; quality

SU De-rong E-mail: suderong@bjfu.edu.cn

10.11829j.issn.1001-0629.2015-0257

2015-05-04 接受日期：2015-06-23

國(guó)家863計(jì)劃課題(2011AA100502)；國(guó)家自然科學(xué)基金課題(51379011)

陶雪(1990-)，男，貴州黃平人，在讀碩士生，主要從事水資源高效利用研究。E-mail：Taoxuegz@163.com

蘇德榮(1958-)，男，甘肅永靖人，教授，博士，主要從事草地生態(tài)及水文過(guò)程研究。E-mail：suderong@bjfu.edu.cn

S816;S551+.707;S275

A

1001-0629(2015)10-1641-07*

陶雪,蘇德榮,喬陽(yáng),寇丹.西北旱區(qū)灌溉方式對(duì)苜蓿產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J].草業(yè)科學(xué),2015,32(10):1641-1647.

TAO Xue,SU De-rong,QIAO Yang,KOU Dan.Effects of irrigation methods on yield and quality of alfalfa in arid northwest China[J].Pratacultural Science，2015,32(10)：1641-1647.