噴灌模式下不同灌溉量對紫花苜蓿產(chǎn)量和質(zhì)量影響的研究

張延林，韓 偉，李天銀，范引全，史 堂

（甘肅亞盛田園牧歌草業(yè)集團公司，甘肅蘭州 735000）

噴灌模式下不同灌溉量對紫花苜蓿產(chǎn)量和質(zhì)量影響的研究

張延林，韓 偉，李天銀，范引全，史 堂

（甘肅亞盛田園牧歌草業(yè)集團公司，甘肅蘭州 735000）

以進口紫花苜蓿阿迪娜為材料，研究了美國林賽ZN00562指針式噴灌機的三個不同灌溉量對紫花苜蓿性狀、產(chǎn)量和質(zhì)量的影響。結(jié)果表明，隨著噴灌灌溉量的增加，紫花苜蓿的株高增加、莖粗減??；以年灌溉量5925m3／hm2時，紫花苜蓿葉片含量最高，產(chǎn)量最高；三個灌溉量下，紫花苜蓿品質(zhì)之間差異較小，但都達到紫花苜蓿干草一級標(biāo)準(zhǔn)。綜合上面幾項指標(biāo)分析，可知紫花苜蓿在噴灌模式下全年的最佳灌溉量為5925m3／hm2。

噴灌；紫花苜蓿；產(chǎn)量；質(zhì)量

前言

河西走廊是中囯重要的飼草基地，由于水資源總量供應(yīng)不足，只有加快發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)，提高水資源利用效率與效益，才能提高水資源的保障能力。要提高水資源的利用效率和效益，做好灌溉工程工作，就要堅持生態(tài)效益、經(jīng)濟效益和社會效益的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，堅持合理開發(fā)、高效利用和有效保護水資源并行〔1〕。農(nóng)業(yè)用水的嚴(yán)重不足，已經(jīng)對可持續(xù)農(nóng)業(yè)的發(fā)展構(gòu)成了巨大的威脅，以往的農(nóng)業(yè)用水方式落后，利用效率低下，造成了水資源的嚴(yán)重浪費。因此，發(fā)展節(jié)水灌溉勢在必行〔2〕。噴灌是一種技術(shù)成熟、應(yīng)用廣泛的節(jié)水灌溉方式，在北方地區(qū)具有廣闊的前景〔3〕。近幾年以來，甘肅亞盛田園牧歌草業(yè)集團公司噴灌設(shè)備已接近200臺，覆蓋面積約10萬畝，隨著未來草業(yè)的發(fā)展趨勢以及現(xiàn)在水資源的現(xiàn)狀，探究噴灌在紫花苜蓿上的合理利用已成為迫在眉睫之事。

紫花苜蓿（Medicago sativa）是全球栽培最廣的優(yōu)良豆科牧草，產(chǎn)草量高，營養(yǎng)價值好，改土肥田效果顯著，在發(fā)展畜牧業(yè)生產(chǎn)和改善環(huán)境方面發(fā)揮著日益重要的作用。甘肅省作為國內(nèi)苜蓿種植面積最大的省份，在農(nóng)業(yè)市場經(jīng)濟體制不斷完善的現(xiàn)階段，有效提高甘肅省苜蓿企業(yè)的競爭力，對中國草產(chǎn)業(yè)及畜牧業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展具有重要意義〔4〕，所以近幾年以來，甘肅省以牧草產(chǎn)業(yè)為主的公司都在探尋如何種植優(yōu)質(zhì)紫花苜蓿的技術(shù)。而且河西走廊大多數(shù)紫花苜蓿都種植在鹽堿地，這不但改善了土壤結(jié)構(gòu)，提高了鹽堿土壤的生產(chǎn)力，同時也促進了畜牧業(yè)的發(fā)展和草畜平衡，減少了水土流失，改善了環(huán)境條件〔5〕。

隨著節(jié)水灌溉的發(fā)展需要以及紫花苜蓿種植技術(shù)的不斷完善需求，本試驗通過在河西走廊綠洲荒漠灌溉區(qū)一年的田間試驗，探索在噴灌模式下紫花苜蓿的最佳需水量，為合理利用現(xiàn)有水資源，發(fā)展高效節(jié)水、高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)紫花苜蓿提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 自然概況

試驗于2016年3月－10月在甘肅亞盛田園牧歌草業(yè)集團子公司金塔盛地草業(yè)有限責(zé)任公司苜?；谻29號噴灌圈南進行，位于甘肅省金塔縣西北部的生地灣農(nóng)場（98°34′～98°41′N，40°13′～40°17′E），地處河西走廊中段巴丹吉林沙漠邊緣，東部與金塔縣西壩鄉(xiāng)相鄰，西部和北部與戈壁荒漠相接，南與沙漠丘陵相連，海拔1223～1234m，屬典型的干旱荒漠氣候；年均降水量59.8mm，年均蒸發(fā)量2560mm，年平均氣溫8.5℃，極端最高氣溫40.5℃，極端最低氣溫－26.4℃，≥10℃的有效積溫3292℃，≥15℃的有效積溫2928℃，無霜期141～175d，年日照時數(shù)3300h，年太陽總輻射155kJ／m2，全年平均風(fēng)速2.5m／s，大風(fēng)日數(shù)32d；區(qū)內(nèi)光、熱、水、土等自然資源豐富，利于農(nóng)作物生長。

試驗地區(qū)屬于綠洲灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)，試驗地面積20hm2，土壤為沙壤土，通氣性良好，土壤0－30cm，PH7.67，有機質(zhì)含量1.85g／kg，速效氮3.81mg／kg，有效磷10.44mg／kg，速效鉀82.61mg／kg，灌溉管理方便。

1.2 供試材料與方法

供試紫花苜蓿品種為阿迪娜，灌溉設(shè)備為美國林賽ZN00562指針式噴灌機，噴灌機灌溉半徑358m，覆蓋面積約40hm2。所用試驗數(shù)據(jù)測量設(shè)備及工具為取土器、卷尺、游標(biāo)卡尺、秤等。

將29號噴灌圈南2014年建植的20hm2苜蓿地平均分成3個區(qū)，每個區(qū)設(shè)計一個灌溉方案，年灌水量對照為5400m3／hm2，處理一為5925m3／hm2，處理二為6450m3／hm2。為每茬設(shè)計不同的灌溉量和灌溉次數(shù)，其中一茬灌溉2次，對照第一次灌溉量為600m3／hm2，第二次為600m3／hm2，合計1200m3／hm2；處理一：第一次灌溉量為675m3／hm2，第二次為600m3／hm2，合計1275m3／hm2；處理二：第一次灌溉量為675m3／hm2，第二次為675m3／hm2，合計1350m3／hm2。二茬灌溉3次，每次灌溉量相同，對照每次灌溉量為450m3／hm2，合計1350m3／hm2；處理一：每次灌溉量為500m3／hm2，合計1500m3／hm2；處理二：每次灌溉量為550m3／hm2，合計1650m3／hm2。三茬灌溉3次，每次灌溉量相同，對照每次灌溉量為550m3／hm2，合計1650m3／hm2；處理一：每次灌溉量為600m3／hm2，合計1800m3／hm2；處理二：每次灌溉量為650m3／hm2，合計1950m3／hm2。四茬灌溉3次，每次灌溉量相同，對照每次灌溉量為400m3／hm2，合計1200m3／hm2；處理一：每次灌溉量為450m3／hm2，合計1350m3／hm2；處理二：每次灌溉量為500m3／hm2，合計1500m3／hm2。

連接噴灌機泵的出水量為125m3／h，噴灌機以100%速度運行一圈的速度為12.4h，噴灌機轉(zhuǎn)動的起點為正東方向，除由特別說明停水的地方其他噴灌機運行時連接噴灌機的水泵均為開啟狀態(tài)，則按照上述灌溉量設(shè)計計算灌溉圈數(shù)如下：

第一茬 灌水二次，第一次噴灌機從起點以51.57%的速度順時針轉(zhuǎn)7圈，再繼續(xù)順時針轉(zhuǎn)動120°，停止；第二次噴灌機以51.57%的速度從起點順時針轉(zhuǎn)7圈，再繼續(xù)順時針轉(zhuǎn)60°停止（即：第一次，噴灌機從起點開始以51.57%的速度轉(zhuǎn)176.29h；第二次，噴灌機從起點開始以51.4%的速度轉(zhuǎn)172.29h）。

第二茬 灌水三次，噴灌機均從起點開始以51.57%的速度順時針轉(zhuǎn)6圈，再繼續(xù)以64%的速度順時針轉(zhuǎn)60°再以86%的速度順時針轉(zhuǎn)60°，停止（即：三次灌溉噴灌機均從起點開始以51.57%的速度順時針轉(zhuǎn)144.24h，再以64%的速度順時針轉(zhuǎn)3.23h，再以86%的速度順時針轉(zhuǎn)2.4h）。

第三茬 灌水三次，噴灌機均從起點開始以51.57%的速度轉(zhuǎn)6圈，再以19.35%的速度順時針轉(zhuǎn)60°，再以25.8%的速度順時針轉(zhuǎn)60°，再以38.68%速度順時針轉(zhuǎn)60°（即：三次灌溉噴灌機均從起點開始以51.4%的速度順時針轉(zhuǎn)144.24h，再以19.35%的速度順時針轉(zhuǎn)10.68h，再以25.8%的速度順時針轉(zhuǎn)8.01h，再以38.68%速度順時針轉(zhuǎn)5.34h）。

第四茬 灌水三次，噴灌機均從起點開始以51.57%的速度轉(zhuǎn)4圈，再以19.35%的速度順時針轉(zhuǎn)60°，再以25.8%的速度順時針轉(zhuǎn)60°，再以38.68%速度順時針轉(zhuǎn)60°（即：三次灌溉噴灌機均從起點開始以51.4%的速度順時針轉(zhuǎn)96.16h，再以19.35%的速度順時針轉(zhuǎn)10.68h，再以25.8%的速度順時針轉(zhuǎn)8.01h，再以38.68%速度順時針轉(zhuǎn)5.34h）。

1.3 田間管理及測定方法

1.3.1 田間管理

施肥 4月1日每畝施入返青肥過磷酸鈣（含P2O512%，下同）40kg，磷酸二銨（含N18%，P2O546%，下同）5kg，硝酸磷（含N32%，P2O510%，下同）7kg、硫酸鉀（含K2O51%）5kg，安琪酵母10kg，7月18日二茬后施入二銨5kg，硝酸磷10kg、硫酸鉀5kg，安琪酵母10kg。

取樣時間 一茬5月22日，二茬7月15日，三茬8月10日，四茬9月15日。

1.3.2 性狀測定

株高 每個區(qū)域內(nèi)隨機測定30株紫花苜蓿的自然高度，取其平均值作為該小區(qū)紫花苜蓿植株高度。

葉莖比 隨機取30株，將其莖、葉（包括花序）分開，在65℃下烘干后分別稱重，計算干樣中葉和莖的比值。

產(chǎn)量 每個區(qū)域內(nèi)分別取0.5m×0.5m的小樣方，留茬高度8cm，將樣方內(nèi)牧草刈割，秤鮮重，風(fēng)干至恒重后稱干重。

質(zhì)量 樣品粉碎后用凱氏定氮儀測定粗蛋白，用纖維測定儀測定酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)通過EXCEL進行整理，運用SPSS 19.0進行統(tǒng)計與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 植株性狀

由表1知，一茬株高處理二和對照有顯著差異（P＜0.05），處理二最高為67.9cm，對照最低為63.5cm，處理一和處理二及對照均無顯著差異（P＞0.05）；二茬株高處理一、二和對照都存在顯著差異（P＜0.05），處理二最高為68.2cm，對照最低為61.2cm，處理一和處理二之間無顯著差異（P＞0.05）；三茬株高處理一和對照有顯著差異（P＜0.05），處理一最高為64.8cm，對照最低為61.3cm，處理一與處理二和處理一與對照均無顯著差異（P＞0.05）；四茬三個不同處理間株高均無顯著差異（P＞0.05），對照為55.5cm，處理一為53.9cm，處理二為54.1cm。一茬三個不同處理間莖粗無顯著差異（P＞0.05），對照為3.55mm，處理一為3.49mm，處理二為3.47mm；二茬莖粗處理二和對照有顯著差異（P＜0.05），對照最大為3.68mm，處理二最小為3.18mm，處理一和處理二間及處理一對照間均無顯著差異（P＞0.05）；三茬三個不同處理間莖粗無顯著差異（P＞0.05），對照為3.25mm，處理一為3.11mm，處理二為3.05mm；四茬三個不同處理間莖粗無顯著差異（P＞0.05），對照為2.50mm，處理一為2.43mm，處理二為2.49mm?？梢悦黠@看出，隨著灌溉量的增加，紫花苜蓿株高增加，莖粗減小。

表1 植株性狀表

2.2 葉莖比

由表2可知，一茬葉莖比最大是處理一為0.95，最小是對照為0.92；二茬葉莖比最大是處理一為1.03，最小是對照為0.88；三茬葉莖比最大是處理二為1.19，最小是對照為1.14；四茬葉莖比最大是處理一為1.12，最小是對照為0.98。說明，在處理一的灌溉條件下，紫花苜蓿能產(chǎn)生更多的葉片。

2.3 產(chǎn)量

由表3可知，處理一和處理二之間無顯著性差異（P＞0.05），而處理一與對照之間存在顯著性差異（P＜0.05），處理一為18720.94kg／hm2，相比對照增產(chǎn)10.12%，處理二為17680.88kg／hm2，相比對照增產(chǎn)4.00%。

2.4 質(zhì)量

由表4可知：對照、處理一、處理二各處理在CP、NDF、ADF、RFV均沒有顯著性差異（P＞0.05），但是均達到紫花苜蓿一級草的標(biāo)準(zhǔn)

3 討論

不同刈割時期對紫花苜蓿產(chǎn)量、品質(zhì)影響不同，單貴蓮〔6〕等人研究表明，單從營養(yǎng)品質(zhì)考慮，紫花苜蓿最佳刈割時期是現(xiàn)蕾期，其次是初花期，本試驗選在紫花苜?，F(xiàn)蕾期刈割，在保證紫花苜蓿最佳品質(zhì)的前提下進行試驗研究，符合未來苜蓿草產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢。

本研究中，在噴灌模式下，不同灌溉量對紫花苜蓿葉莖比影響明顯，呈現(xiàn)先增后減的趨勢，隨著灌溉量增加，植株高度增加，莖粗減小，產(chǎn)量也呈現(xiàn)先增后減的趨勢。這與張慶霞〔7〕不同灌溉量對莖葉比產(chǎn)生的作用不明顯存在分歧；與不同生育期苜蓿的植株高度隨灌溉量的增加而增高的結(jié)論相一致；與在現(xiàn)蕾期進行合理灌溉，對苜蓿葉面積、植株高度和產(chǎn)量的提高具有較大影響的結(jié)論相一致。

表4 品質(zhì)

對于品質(zhì)的分析結(jié)果表明，不同灌溉量對紫花苜蓿粗蛋白影響不顯著。李茂娜〔8〕研究表明，灌水對紫花苜蓿粗蛋白含量影響不顯著，這與本文結(jié)論相一致。但陳萍等〔9〕研究結(jié)果表明，粗蛋白質(zhì)、與供水量大小呈正相關(guān)；粗纖維和酸性洗滌纖維與供水量呈極顯著負相關(guān)，這與本研究結(jié)果也存在分歧，需要進一步研究。

4 結(jié)論

隨著灌溉量的增加，株高增加，莖粗減小，葉莖比先增大后減小，產(chǎn)量先增大后減小，當(dāng)灌溉量過大的時候，莖稈纖細導(dǎo)致葉莖比下降，產(chǎn)量也隨之降低，但是對苜蓿品質(zhì)無顯著性影響，綜合以上因素，在河西走廊綠洲荒漠灌溉區(qū)噴灌模式下紫花苜蓿的年灌溉量為5925m3／hm2。

〔1〕鄭立功.河西走廊牧區(qū)飼草基地灌溉工程的發(fā)展與問題探討〔J〕.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015，25：234.

〔2〕王贊，高洪文，韓建國.紫花苜蓿節(jié)水灌溉研究進展〔A〕.中國草學(xué)會、內(nèi)蒙古自治區(qū)人民政府、國家自然科學(xué)基金委員會.中國草學(xué)會第六屆二次會議暨國際學(xué)術(shù)研討會論文集〔C〕.中國草學(xué)會、內(nèi)蒙古自治區(qū)人民政府、國家自然科學(xué)基金委員會，2004：7.

〔3〕李宗禮，趙文舉，孫偉，范嚴(yán)偉.噴灌技術(shù)在北方缺水地區(qū)的應(yīng)用前景〔J〕.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2012，06：1－6.

〔4〕江影舟.甘肅省苜蓿企業(yè)競爭力分析〔D〕.蘭州大學(xué)，2015.

〔5〕楊彬，陳修斌，楊德江.河西走廊紫花苜蓿對鹽堿土改良作用的研究〔J〕.長江蔬菜，2013，02：66－68.

〔6〕單貴蓮，薛世明，郭盼，張鴨關(guān)，初曉輝.刈割時期和調(diào)制方法對紫花苜蓿干草質(zhì)量的影響〔J〕.中國草地學(xué)報，2012，03：28－33.

〔7〕張慶霞，宋乃平，陳林，王磊，馬瓊，張偉.不同灌溉量對紫花苜蓿生長特性及生物量的影響〔J〕.水土保持通報，2009，02：150－154.

〔8〕李茂娜.半干旱地區(qū)噴灌條件下水肥耦合對紫花苜蓿產(chǎn)量的影響〔D〕.北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，2015.

〔9〕陳萍，昝林森，陳林.不同灌溉量對紫花苜蓿生長和品質(zhì)的影響〔J〕.家畜生態(tài)學(xué)報，2011，05：43－47.

Effects of different irrigation amount on Alfalfa Yield and Quality under sprinkler irrigation

Zhang Yantin Han Wei Li Tianyin Fan Yinquan Shi Tang
（Gansu Yasheng pastoral grass Group Co.，Ltd，Gansu Lanzhou，735000 China）

The effects of three different irrigation of Lindsay ZN00562pointer sprinkler on the traits，forage yield and quality of alfalfa were studied by using imported alfalfa Adrenalin as materials.The results showed that the plant height of Alfalfa increased，stem diameter decreased with the increase of irrigation amount.The alfalfa leaf and yield were the highest in irrigation amount of 5925m3／hm2years.In addition，alfalfa products had a little difference，but had reached a level of alfalfa hay standards among different irrigation amount.On the basis of comprehensive analysis of several indicators above，the optimal irrigation amount of Alfalfa in the irrigation mode for the whole of 5925m3／hm2.

Sprinkler irrigation；alfalfa；yield；quality

S607＋.1；S541

A

2095—5952（2017）02—0027—05

2017－03－23

張延林（1963－），男，甘肅永登人，工程師，甘肅省草產(chǎn)業(yè)協(xié)會會長，甘肅農(nóng)墾牧草產(chǎn)業(yè)首席專家，主要從事牧草生產(chǎn)經(jīng)營管理工作。

［＊通訊作者］李天銀（1963－），男，甘肅臨澤人，高級農(nóng)藝師，主要從事牧草生產(chǎn)技術(shù)研究及推廣工作.E－mail：ltylty757＠sina.com。