干旱荒漠绿洲区紫花苜蓿生长、耗水规律及调亏灌溉模式研究

干旱荒漠绿洲区紫花苜蓿生长、耗水规律及调亏灌溉模式研究本文就甘肃民勤荒漠绿洲区紫花苜蓿生长、耗水规律及调亏灌溉模式进行了研究。试验设在甘肃民勤县农技中心农场内。结合民勤地区生产实际,分别在不同茬次间及第一茬的不同生育阶段进行70%、55%、40%田间持水量的水分亏缺处理,用土壤含水量下限控制,当80cm以上土层土壤含水量达到设计的水分下限时进行灌水,水分上限控制为田间持水量的90%。按照紫花苜蓿的生理生长特性紫花苜蓿全年收获3茬,其中第一茬各生育阶段分别为:返青期、分枝期、现蕾期、开花初期。试验设置11个处理(含一个对照),每个处理三次重复;采用第一茬单阶段和全生育期各阶段组合调亏及全年不同茬次单阶段及全年各茬次组合调亏,试验从4月15日(第一茬返青)开始至9月30日(第三茬刈割)结束,共历时168d,取得了如下的研究成果:(1)通过对紫花苜蓿地上和地下部分生长量的研究表明:不同生育阶段不同程度的水分亏缺均会对紫花苜蓿的株高、茎粗、叶片面积、根颈和根系重量、根颈直径及入土深度的生长产生抑制作用,轻度水分亏缺可以诱发大量的侧根和一定程度上增加分枝数,在复水后株高、叶面积等都表现了一定程度的补偿生长。对第一茬、特别是现蕾期以前给予轻度水分胁迫(55%θf),有利于促使根系生长,优化冠层结构,这对保证苜蓿全年高产极为重要。(2)不同程度的水分亏缺均降低了亏水阶段紫花苜蓿叶片蒸腾速率、光合速率和气孔导度;不同时段的水分亏缺均能提高本阶段的叶片水分利用效率,除分枝期光合速率呈单峰曲线外,其它时期亏水处理的光合速率、蒸腾速率和气孔导度均为双峰曲线,只是峰值与波谷出现的时间略有不同;叶片蒸腾速率和叶片光合速率对于气孔导度增大响应程度都存在着不同,随着气孔导度的增大,叶片蒸腾速率和叶片光合速率几乎以相同的速率同时增加,但当气孔导度超过某个阈值时,光合速率增速明显减缓,甚至出现大幅度降低,从光合产物累积的角度考虑,开始进入奢侈的蒸发蒸腾阶段。在现蕾期以前的调亏处理均可提高WUEL。(3)土壤水分的变化表明:0～180cm的土壤水分能被苜蓿有效利用,在80～180cm内,高水处理的变幅更加明显,深层水分利用效率较高。(4)耗水量的分析表明,耗水强度为逐茬递减的趋势,第一茬耗水较多,现蕾期达到最大,分枝期次之。对耗水量和灌溉水量的关系分析发现,耗水量随着灌溉水量的增加而增大,但是相同的灌水量,若灌水时间不同,也会对耗水量产生较大的影响。紫花苜蓿全年Kc值的变化趋势是先增大后减小的单峰变化曲线,作物系数的最高值都出现在开花初期,且逐茬递减。(5)第一茬经过一定亏水处理的紫花苜蓿,其产量接近对照,现蕾期以前进行调亏的处理2、3均体现了补偿效应,全年产量的分析表明,苜蓿产量在全年各茬次的变化规律为,逐茬递减,且第一茬的产量在全年总产量的50%左右,第一茬轻度亏水的处理8,在后继茬次表现出了明显的补偿生长,较对照增产了5.08%,达14218.5kg/hm2,第一茬给予轻度胁迫,使作物经历亏水锻炼,促使根系生长,对后继茬次及全年总产量均有利,但第一茬重度胁迫的处理11,前期严重阻碍了苜蓿的生长,在复水后补偿生长也受到严重的抑制。产量、水分利用效率和耗水量呈明显的二次抛物线关系,产量起初随着耗水量的增加而增加,当耗水量大于某一值时,产量反而随着耗水量的增加而减少。产量和水分利用效率对耗水量的变化具有不同步性,即通常在水分利用效率已达到最大值时,产量随耗水量的增加仍在增大。(6)通过作物水分生产函数模型分析紫花苜蓿在第一茬及全年的水分生产函数表明,Blank模型、Stewart模型和Jensen模型均较为合理,缺水敏感指数表明,分枝期及现蕾期均属缺水敏感阶段,其次是开花初期,再次为返青期,且发现在返青期给予一定的水分胁迫,能够对作物起到锻炼生长的作用,获得较高的总产量。(7)指导生产的灌溉制度为:全年收获三茬,进行4次灌水,灌水定额为750m3/hm2～900m3/hm2。第一茬灌水2次,二、三茬分别配水一次;灌水不宜过早,通常返青期给于一定的水分亏缺,可以使苜蓿得到一定的生长锻炼,在第一茬分枝