干旱荒漠綠洲區(qū)紫花苜蓿生長、耗水規(guī)律及調(diào)虧灌溉模式研究

干旱荒漠綠洲區(qū)紫花苜蓿生長、耗水規(guī)律及調(diào)虧灌溉模式研究本文就甘肅民勤荒漠綠洲區(qū)紫花苜蓿生長、耗水規(guī)律及調(diào)虧灌溉模式進(jìn)行了研究。試驗(yàn)設(shè)在甘肅民勤縣農(nóng)技中心農(nóng)場內(nèi)。結(jié)合民勤地區(qū)生產(chǎn)實(shí)際,分別在不同茬次間及第一茬的不同生育階段進(jìn)行70%、55%、40%田間持水量的水分虧缺處理,用土壤含水量下限控制,當(dāng)80cm以上土層土壤含水量達(dá)到設(shè)計(jì)的水分下限時(shí)進(jìn)行灌水,水分上限控制為田間持水量的90%。按照紫花苜蓿的生理生長特性紫花苜蓿全年收獲3茬,其中第一茬各生育階段分別為:返青期、分枝期、現(xiàn)蕾期、開花初期。試驗(yàn)設(shè)置11個(gè)處理(含一個(gè)對照),每個(gè)處理三次重復(fù);采用第一茬單階段和全生育期各階段組合調(diào)虧及全年不同茬次單階段及全年各茬次組合調(diào)虧,試驗(yàn)從4月15日(第一茬返青)開始至9月30日(第三茬刈割)結(jié)束,共歷時(shí)168d,取得了如下的研究成果:(1)通過對紫花苜蓿地上和地下部分生長量的研究表明:不同生育階段不同程度的水分虧缺均會(huì)對紫花苜蓿的株高、莖粗、葉片面積、根頸和根系重量、根頸直徑及入土深度的生長產(chǎn)生抑制作用,輕度水分虧缺可以誘發(fā)大量的側(cè)根和一定程度上增加分枝數(shù),在復(fù)水后株高、葉面積等都表現(xiàn)了一定程度的補(bǔ)償生長。對第一茬、特別是現(xiàn)蕾期以前給予輕度水分脅迫(55%θf),有利于促使根系生長,優(yōu)化冠層結(jié)構(gòu),這對保證苜蓿全年高產(chǎn)極為重要。(2)不同程度的水分虧缺均降低了虧水階段紫花苜蓿葉片蒸騰速率、光合速率和氣孔導(dǎo)度;不同時(shí)段的水分虧缺均能提高本階段的葉片水分利用效率,除分枝期光合速率呈單峰曲線外,其它時(shí)期虧水處理的光合速率、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度均為雙峰曲線,只是峰值與波谷出現(xiàn)的時(shí)間略有不同;葉片蒸騰速率和葉片光合速率對于氣孔導(dǎo)度增大響應(yīng)程度都存在著不同,隨著氣孔導(dǎo)度的增大,葉片蒸騰速率和葉片光合速率幾乎以相同的速率同時(shí)增加,但當(dāng)氣孔導(dǎo)度超過某個(gè)閾值時(shí),光合速率增速明顯減緩,甚至出現(xiàn)大幅度降低,從光合產(chǎn)物累積的角度考慮,開始進(jìn)入奢侈的蒸發(fā)蒸騰階段。在現(xiàn)蕾期以前的調(diào)虧處理均可提高WUEL。(3)土壤水分的變化表明:0～180cm的土壤水分能被苜蓿有效利用,在80～180cm內(nèi),高水處理的變幅更加明顯,深層水分利用效率較高。(4)耗水量的分析表明,耗水強(qiáng)度為逐茬遞減的趨勢,第一茬耗水較多,現(xiàn)蕾期達(dá)到最大,分枝期次之。對耗水量和灌溉水量的關(guān)系分析發(fā)現(xiàn),耗水量隨著灌溉水量的增加而增大,但是相同的灌水量,若灌水時(shí)間不同,也會(huì)對耗水量產(chǎn)生較大的影響。紫花苜蓿全年Kc值的變化趨勢是先增大后減小的單峰變化曲線,作物系數(shù)的最高值都出現(xiàn)在開花初期,且逐茬遞減。(5)第一茬經(jīng)過一定虧水處理的紫花苜蓿,其產(chǎn)量接近對照,現(xiàn)蕾期以前進(jìn)行調(diào)虧的處理2、3均體現(xiàn)了補(bǔ)償效應(yīng),全年產(chǎn)量的分析表明,苜蓿產(chǎn)量在全年各茬次的變化規(guī)律為,逐茬遞減,且第一茬的產(chǎn)量在全年總產(chǎn)量的50%左右,第一茬輕度虧水的處理8,在后繼茬次表現(xiàn)出了明顯的補(bǔ)償生長,較對照增產(chǎn)了5.08%,達(dá)14218.5kg/hm2,第一茬給予輕度脅迫,使作物經(jīng)歷虧水鍛煉,促使根系生長,對后繼茬次及全年總產(chǎn)量均有利,但第一茬重度脅迫的處理11,前期嚴(yán)重阻礙了苜蓿的生長,在復(fù)水后補(bǔ)償生長也受到嚴(yán)重的抑制。產(chǎn)量、水分利用效率和耗水量呈明顯的二次拋物線關(guān)系,產(chǎn)量起初隨著耗水量的增加而增加,當(dāng)耗水量大于某一值時(shí),產(chǎn)量反而隨著耗水量的增加而減少。產(chǎn)量和水分利用效率對耗水量的變化具有不同步性,即通常在水分利用效率已達(dá)到最大值時(shí),產(chǎn)量隨耗水量的增加仍在增大。(6)通過作物水分生產(chǎn)函數(shù)模型分析紫花苜蓿在第一茬及全年的水分生產(chǎn)函數(shù)表明,Blank模型、Stewart模型和Jensen模型均較為合理,缺水敏感指數(shù)表明,分枝期及現(xiàn)蕾期均屬缺水敏感階段,其次是開花初期,再次為返青期,且發(fā)現(xiàn)在返青期給予一定的水分脅迫,能夠?qū)ψ魑锲鸬藉憻捝L的作用,獲得較高的總產(chǎn)量。(7)指導(dǎo)生產(chǎn)的灌溉制度為:全年收獲三茬,進(jìn)行4次灌水,灌水定額為750m3/hm2～900m3/hm2。第一茬灌水2次,二、三茬分別配水一次;灌水不宜過早,通常返青期給于一定的水分虧缺,可以使苜蓿得到一定的生長鍛煉,在第一茬分枝