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地下滴灌技术在紫 花苜蓿种植上的应用研究

紫花苜蓿是一种优 质、高产、抗旱、适应性强的饲料作物,素有"牧草之王"的美称,是我国种植面积最 大的人工牧草,在西北地区具有悠 久的历史,现有面积104.53万hm2,占全国人工草地面 积的78.5%.它是一种优良的改 土培肥植物,能够吸收深层土壤 水分,在我国旱区农业发 展中具有重要作用,其明显的改土培肥 效果已被大量实践证实.

      近年来,由于当地水资源缺 乏所以限制了当地畜牧业的发展,节水灌溉种植苜蓿 成为发展人工草地的出路.地下滴灌是用管道 系统输水、通过埋在地下的毛管上的灌水器将灌溉用水释放到作物根区土壤中,供作物吸收利用的 一种灌水方法.与地面相比 ,地下滴灌具有减少 地表无效蒸发、改善作物根区土壤条件、方便田问管理作业、防止毛管老化等优点.因此发展地下滴灌 下的紫花苜蓿种植有着极其重要的意义.

1 试验内容与方法

1.1 试验站点的基本情 况

      试验点位于陕西省 榆林市靖边县和内蒙古鄂尔多斯市乌shen ,地处毛乌苏沙漠南 缘,东经108°48′北纬37°37′, 海拔介于1123~1823m,多年年均降水量 395.4㎜,年均气温摄氏 7.8℃, 无霜期120d 左右,日照时间长 ,昼夜温差大 ,地下水埋深 3m左右, 土壤质地为沙土 .

1.2 供试材料

       供试苜蓿品种 :紫花苜蓿金皇后 (Medicago  sativa  L. Golden  Empress).滴灌材料:16mm管径,0.2 mm壁厚 , 30cm滴头间距, 2.8l/h滴头流量.  

1.3 数据处理  

      数据处理采用 Excel软件,方差分析采用 DPS软件.

2 试验结果与分析

     埋深间距的大小 ,对土壤水分有影响 从而也影响植物的生长.试验设60cm、90cm 和120cm3个水平.滴灌带埋设深度给 定(10、20、30、40cm) 4个水平,CK为不灌溉小区 .每个滴灌带埋设深 度对应3个间距(60、90、120cm) 共计16个小区.每个小区铺设 3根滴灌带.下面对相同灌水量 ( 900m3/hm?) 条件下,各滴灌带埋设深度 和间距对苜蓿生物特性的影响进行详细分析.

2.1 滴灌带布设方式对 苜蓿株高的影响

       由于滴灌带埋设深 度和间距直接影响土壤水分运动.因此,滴灌带布设方式也 就间接影响着苜蓿的植株高度生长.本试验通过分析各 处理苜蓿在整个生育期中的植株高度变化,旨在评价不同滴灌 带布设方式的适宜程度,最终确定适宜苜蓿 生长的滴灌带埋设最佳深度和间距.分析结果如下  .

( 1 ) 由图1略所示,在苜蓿播种出苗 40d内(基本上为幼苗期 ),各处理对苜蓿植株 高度的生长变化影响不明显.在播种出苗 40d后(即进人分枝期后 ),经滴灌灌水处理的 苜蓿植株高度显著高于CK,且约为CK的1.2~1.4倍.

( 2 ) 在埋深10cm水平下, 间距对苜蓿植株高 度影响不显著.在埋深为20cm、30cm和40cm的3个水平下,间距为60cm和90cm的两个处理对苜蓿 植株高度的影响显著高于间距为120cm的处理,但间距为60和90cm的两个处理差异不 明显,间距90cm处理的植株高度稍 高于间距60cm的处理.

2.2 滴灌带布设方式对 苜蓿茎粗的影响

      由于苜蓿植株距滴 灌带远近不同其获得的水分不同,因而,滴灌带布设方式也 间接影响着苜蓿植株的粗壮程度.本文通过对各处理 中苜蓿整个生育期茎粗的测量,研究了不同滴灌带 埋设间距对苜蓿茎粗的影响,分析结果如下  .

( 1 ) 由图2(略)可知:各处理对苜蓿茎粗 影响趋势基本一致.在苗期,滴灌灌水处理对苜 蓿茎粗影响不明显.而在进入分枝期以 后,经灌水处理的苜蓿 茎粗要显著高于CK.

( 2 ) 在埋深10、20、30和40cm4个水平下,间距90cm的处理苜蓿茎粗略 高于间距为60cm和120cm的两处理,但差异不显著 .原因可能有两个 :一是由于苜蓿仅仅 种植一年间距对苜蓿茎粗的影响不是很明显;二是由于种植密度 的原因,为保证成活率 ,没有控制好密度 ,致使地下滴灌对苜 蓿茎粗这一指标的影响没有得以显示出来.

2.3 滴灌带布设方式对 苜蓿分枝数的影响

      分枝数是影响草地 生产力的主要指标,所以研究地下滴灌 条件下苜蓿分枝数对干旱区人工草地建设尤为重要.一年苜蓿的分枝数 可分为一级分枝和二级分枝一级分枝数以基部着生个数计;二级分枝数是一级 分枝上着生的分枝.调查是在选定 3行1m长度内的苜蓿进行 统计.分析滴灌带埋深和 间距对苜蓿分枝数影响结果显示.

      由图3略可知:各处理对苜蓿分枝 数变化规律基本一致,随着出苗天数的增 加,枝条数都呈增加趋 势.各滴灌带埋设深度 水平下,各间距处理对苜蓿 分枝数的影响顺序为:间距90 cm>间距60cm>间距120c m>CK.但影响差异不显著 .这可能由于苜蓿种 植密度过大,不利于分枝 ,使水分对苜蓿分枝 数的影响不能充分发挥出来.

2.4 滴灌带布设方式对 苜蓿产量的影响

     由于本文研究的目 标是高产、优质、节水、高效,所以不仅要关注苜 蓿产量还要重视灌溉水利用率(IWUE).CK为无灌溉,只利用当地降雨条 件下的产量.与不同处理条件下 苜蓿相比,目的在于消除降雨 因素对苜蓿生长的影响.由表1略可知:埋深30cm间距90cm的处理的经济产量 最高.而灌溉水利用效率 顺序为:间距90cm>间距60cm>间距120cm.埋深30cm间距90cm的处理灌溉水利用 效率最大,埋深30cm间距60cm的次之.综合经济产量和灌 溉水利用率两个指标来说,埋深30cm间距90cm的处理更为可取 .

2.5 滴灌带布设方式对 苜蓿根系生长、根冠比及壮苗指数的影响

      植物根系生长受多 种因素包括土壤结构、土壤质地、土壤含水量、温度及通气性的影响,而土壤水分分布状 况对根的分布状况有很大的影响.通常在良好供水状 况下,根系密度随着深度 加深而呈指数下降,但当水分被耗用 ,剖面上层变干时 ,处在较深层次的根 系密度增殖,但因剖面变干腐朽 损失的根和深处增殖的根的数量基本是一样的.本文对各个生育期 苜蓿根系的生长情况进行详细分析,变化趋势基本一致 ,现以开花期根系生 长情况为例详细说明结果如下.

( 1 ) 对于主根长这一指 标,埋深10cm和20cm条件下,间距对主根长的影 响差异显著( P<0.05),而埋深30cm和40cm 条件下,间距120cm的处理较60cm和90cm的处理对主根长的 影响差异显著,且间距60cm和90c m的处理差异不显著   .

( 2 ) 根冠比,各处理对根冠比的 影响规律与分枝期相比基本一致,埋深10c m的三个处理较其他 处理根冠比较小;总生物量,埋深30cm间距90cm的处理仍然最大 ,其均值为5.29g;壮苗指数,埋深30cm间距为90cm处理显著高于其他 处理( P<0.05),说明埋深30cm间距90cm处理的苜蓿的茁壮 生长情况最好.

3 结 语

      滴灌作为世界上公 认的最节水的技术,受到世界各国广泛 的重视.但其技术主要应用 在温室大棚蔬菜、花卉和果树的灌溉中.在牧草灌溉中的应 用研究报道极少.本研究由于试验时 间较短,有很多技术性问题 还不能确定,有待深人研究 .

( 1 ) 滴灌带(或管)不同埋设深度和问 距对植株高度、茎粗、枝条数的影响不同.埋深10cm、20cm和30c m的处理在苗期间距 60cm的处理有利于植株 高度、茎粗、枝条数的生长,但与间距90c m的处理差异不显著   ;在分枝期后 ,间距90cm的处理对植株高度 、茎粗、枝条数的影响显著高于其他处理.间距为120cm的处理,两条滴灌带之间会 形成20cm左右的未湿润区 .不利于中间一行苜 蓿的生长.而埋深40cm的处理,间距对各个生育期 苜蓿生长的影响差异不显著.因为地面以下 0~10cm土壤未被滴头水源 湿润,不利于苜蓿幼苗的 生长,从而导致整个生育 期内苜蓿地上部分生长缓慢.

( 2 ) 就单位面积苜蓿干 产而言:埋深30c m间距90c m的处理的经济产量 最高.而就灌溉水利用率 而言,其顺序为:间距90cm>间距60cm>间距120cm.埋深30cm间距90cm的灌溉水利用效率 最大,埋深30cm间距60cm的次之.

( 3 ) 分析主根长、根冠 比、总生物量和壮苗指数4个指标分枝期 ,主根长和总生物量 ,埋深10cm处理相比较大 .而根冠比刚好相反 ,埋深10cm处理最小,随着埋深增加根冠 比增大.

      开花期,对于主根长这一指 标,埋深10cm和20c m条件下,间距对主根长的影 响差异显著( P<0.05),而埋深30cm和40cm条件下,间距120cm的处理较60cm和90cm的处理对主根长的 影响差异显著,且间距60cm 和90cm的处理差异不显著   .
结实期,对于根冠比 ,埋深20cm和40cm的条件下,间距为120cm的处理较其他处理 根冠比较大,表明这两处理的苜 蓿有受旱的趋势.对于总生物量 ,埋深30cm间距90cm处理的最大均值为 12.131g,其次为埋深  30cm间距60cm的处理,其均值为10.918g.壮苗指数与总生物 量的变化趋势基本一致 ,埋深30cm间距90cm的最大,其值为2.101,其次为埋深  30cm间距60cm,其值为1.821.

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