施肥对苜蓿土壤水分、养分和产量的影响:基于定位试验数据的Meta分析

为探究提高苜蓿(Medicago sativa)产量和改善土壤肥力性质的施肥措施,本研究以中国为研究区域,以不施肥苜蓿为对照,通过检索文献整合已发表的相关田间试验数据,采用整合分析方法(Meta-analysis),系统探究施肥措施对苜蓿地土壤水分、养分、产量和水分利用效率的影响.结果表明,施肥可有效增加苜蓿土壤养分含量并提高苜蓿产量,但增加的地上生物量也影响了苜蓿对土壤水分的消耗,其中土壤有机质和全氮含量分别增加了3.1％～33.3％和4.5％～30.9％,土壤速效磷和速效钾含量分别提高了3.6％～144.4％和4.4％～24.8％,土壤水分下降了4.4％～11.8％.与不施肥相比,施肥措施下苜蓿增产率达到15.4％～198.2％,水分利用效率提高了5.9％～169.6％.进一步相关分析表明,苜蓿产量与0-200 cm土壤水分、有机质和速效磷含量均呈极显著正相关关系(P<0.01),苜蓿水分利用效率与土壤速效磷含量呈极显著正相关关系(P<0.01).综上,施肥可有效增加土壤养分含量并提高苜蓿产量,其中化肥和有机肥配施表现出的增产作用最为突出,化肥配施对苜蓿水分利用效率的提升效应最佳.该研究可为苜蓿种植过程中适宜施肥措施的选择提供理论依据.     

高寒地区灌溉对建植当年紫花苜蓿产量、水分和光能利用效率的影响

在青海省海西州寒旱地区,以紫花苜蓿为材料,开展了不同补充灌溉水平下的大田试验,测定了牧草产量、生长特性、水分及光能利用效率等,以揭示高寒地区灌溉对紫花苜蓿的影响。结果表明:在高寒地区,补充灌溉能改善苜蓿的生长。随灌水水平的提高,苜蓿的干物质和粗蛋白产量、水分和光能利用效率、叶茎比等均提高,灌水量60mm/次、灌水时期为苗期、分枝期和开花期处理下苜蓿的年干物质产量最高,达6205kg/hm~2。因此,在青海省海西州高寒地区紫花苜蓿草地管理中,可采取灌水量60mm/次、年内全生育期灌水3次的补充灌溉模式,在这种灌溉模式下的紫花苜蓿草地可表现出较优的生产性能。     

渗灌对宁夏引黄灌区苜蓿生长性状及水分利用率的影响

研究渗灌对苜蓿土壤含水量、生产性能及水分利用效率的影响对苜蓿的科学渗灌具有重要意义。以宁夏引黄灌区紫花苜蓿为对象,对渗灌定额350(S_(35))、400(S_(40))、450(S_(45))和500(S_(50)) m~3·667 m~(-2)和漫灌定额800 m~3·667 m~(-2)(CK)下的土壤含水量动态,苜蓿生长性状、饲用品质及灌溉水利用效率进行了研究。结果表明:1)整个生育期内,CK的土壤含水量和耗水量最高,S_(45)的土壤含水量较低,渗灌较传统漫灌有利于保持土壤水分;CK在0～20 cm土层土壤水分变异系数最大,各渗灌0～40 cm土层变异较小,渗灌土壤含水量随土层加深而下降,土壤水分变异低于漫灌;2)渗灌可促进苜蓿的叶茎比、分枝数、叶面积指数、根系生物量以及粗蛋白含量的增加,降低酸性洗涤纤维含量,这在S_(45)和S_(50)下总体表现更明显;3)除S_(35)外,其他渗灌的苜蓿草产量和粗蛋白产量均较对照有不同程度增加,说明适宜的渗灌量可提高苜蓿草产量和粗蛋白产量,提高灌溉水利用效率和苜蓿经济效益。研究认为,450 m~3·667 m~(-2)左右渗灌定额是宁夏引黄灌区苜蓿渗灌的适宜灌水量。     

渗灌对宁夏引黄灌区苜蓿生长性状及水分利用率的影响

研究渗灌对苜蓿土壤含水量、生产性能及水分利用效率的影响对苜蓿的科学渗灌具有重要意义。以宁夏引黄灌区紫花苜蓿为对象,对渗灌定额350(S₃₅)、400(S₄₀)、450(S₄₅)和500(S₅₀) m³·667 m^-2和漫灌定额800 m³·667 m^-2(CK)下的土壤含水量动态,苜蓿生长性状、饲用品质及灌溉水利用效率进行了研究。结果表明:1)整个生育期内,CK的土壤含水量和耗水量最高,S₄₅的土壤含水量较低,渗灌较传统漫灌有利于保持土壤水分;CK在0~20 cm土层土壤水分变异系数最大,各渗灌0~40 cm土层变异较小,渗灌土壤含水量随土层加深而下降,土壤水分变异低于漫灌;2)渗灌可促进苜蓿的叶茎比、分枝数、叶面积指数、根系生物量以及粗蛋白含量的增加,降低酸性洗涤纤维含量,这在S₄₅和S₅₀下总体表现更明显;3)除S₃₅外,其他渗灌的苜蓿草产量和粗蛋白产量均较对照有不同程度增加,说明适宜的渗灌量可提高苜蓿草产量和粗蛋白产量,提高灌溉水利用效率和苜蓿经济效益。研究认为,450 m³·667 m^-2左右渗灌定额是宁夏引黄灌区苜蓿渗灌的适宜灌水量。     

旱地垄沟集雨种植紫花苜蓿最佳沟垄宽比的确定

采用旱地垄沟集雨种植紫花苜蓿(Medicago sativa L.),研究不同沟垄宽比和覆盖方式对苜蓿干草产量、水分利用效率的影响,并通过回归方程确定适宜我国干旱半干旱区种植紫花苜蓿的最佳沟垄比。结果表明:膜垄、土垄处理平均年干草产量分别为5604.87和4844.81 kg·hm^-2,分别较CK提高204.98%和163.63%;膜垄、土垄处理平均水分利用效率分别为34.91和28.47 kg·mm^-1·hm^-2,分别为CK的2.25倍、1.83倍;膜垄的平均年干草产量、平均水分利用效率分别较土垄提高15.69%和22.62%;回归分析表明:当膜垄的最佳沟垄宽比为60 cm:60 cm、土垄的最佳沟垄宽比为60 cm:70 cm时,苜蓿的经济产量可以达到最大,分别为6009.3 kg·hm^-2和5271.5 kg·hm^-2,分别较CK提高226.99%和186.84%,膜垄处理的最大经济产量较土垄处理提高14.00%。因此,在试验地区及其相似地区采用膜垄集雨种植能显著提高苜蓿干草产量及水分利用效率,建议采用垄覆膜集雨种植紫花苜蓿,沟垄宽比为60 cm:60 cm。     

覆盖对枸杞根系土壤环境和水分利用的影响

耐旱枸杞作为西北干旱地区重要的经济作物,为进一步了解枸杞根系吸水特性,提高对土壤水分利用效率,在甘肃省古浪县农业示范基地(37.30°N,103.29°E)以4年生枸杞‘宁杞1号'植株为材料,设置4个处理:地布FM、地膜PM和秸秆SM,以裸地为对照CK,通过测定不同处理枸杞根系水力学特性和根际土壤含水量、电导率、有机碳以及微生物数量和多样性等土壤理化性质,了解覆盖使枸杞土壤微环境变化对植株根系水分运输利用的影响。覆盖处理使植株比导率均有不同程度的提高,地膜覆盖使冠层和根系比导率最大,达到裸地对照的109.7%和102.8%;地膜覆盖植物水分利用效率最小,秸秆覆盖水分利用效率最大;覆盖处理使土壤含水量均显著升高,其中地膜覆盖土壤含水量最高,在土层0～60cm处比裸地对照高1.93%;随着土壤含水量升高,根系对土壤水分的利用也逐渐偏向于浅层,深层土壤水分贡献率由裸地对照的81.81%降低到地膜覆盖的47.06%;覆盖处理后土壤平均温度为地膜地布对照秸秆;秸秆覆盖处理土壤有机碳含量、微生物数量和香浓指数分别为14.69mg·g-1、618.8×106 CFU·g-1和3.13(H),均高于其他处理;地膜覆盖使土壤微生物数量和多样性升高,但使总有机碳含量降低到裸地对照的97.98%;土壤温度和土壤含水量与植株导水率和水分利用效率具有显著的相关性,能够直接影响植株水分利用特性。根系水分利用效率与覆盖材料有关,秸秆覆盖较其他覆盖措施对植株生长和改良土壤环境的作用更显著,当前干旱地区农业生产中,可以通过秸秆覆盖提高枸杞根系水分利用效率。     

灌溉制度对科尔沁沙地紫花苜蓿生产性能的影响

为制定适合在科尔沁沙地种植紫花苜蓿（Medicago sativa L.）的灌溉制度,本试验设2个单因素处理,分别为5个灌溉定额和4个灌溉频率处理,通过分析其产量、品质和水分利用效率等指标,以期制定最合适的灌溉制度。结果表明：不同灌溉定额对紫花苜蓿粗蛋白和酸性洗涤纤维含量的影响差异显著（P<0.05）,对产量和水分利用效率的影响差异显著（P<0.05）,当灌溉定额为546 mm时,土壤的相对含水量为39.43%,苜蓿的年产量、水分利用效率最高,为最佳灌溉定额。不同灌溉频率对产量和水分利用效率的影响差异显著（P<0.05）,2 d灌水1次土壤相对含水量维持在42.45%左右,年产量和水分利用效率最高,为最佳灌溉频率。可以通过0～20 cm土壤相对含水量来判断是否缺水,该地区土壤的最佳相对含水量应保持在40%左右。     

苜蓿水分利用效率及其提高措施的初步研究

通过对苜蓿Medicagosativa的产量水平、群体水平和叶片水平3个层次水分利用效率的研究,得出苜蓿的草产量水平平均水分利用效率为2.65 kg/m3,籽产量水平为0.027 kg/m3;各个处理的群体水分利用效率均在开花期前较高,随后则较小;叶片的水分利用效率和气孔阻抗呈二次关系曲线,而气孔阻抗随土壤含水量增大而减小。因此通过控制土壤含水量来调节气孔阻抗是提高苜蓿水分利用效率的可行措施之一。     

磷对紫花苜蓿和奶山羊生态系统生产力的影响

在陕西省陇县跃先村生态农业试验区进行了土壤－紫花苜蓿－奶山羊生产系统磷调控的试验。分别测定１－８年生紫花苜蓿人工草地不同条件下土壤，草，根的磷含量，以及根，草产量；测定了用同施磷量处理的紫花苜蓿饲喂奶山羊后的产奶量以及奶，粪和尿中的磷含量，分析表明，系统磷素最大允许输入量为８７．５ｋｇ／亩，最佳输入量为６２．５ｋｇ／亩。使系统保持稳定的磷肥输量为６２．５－７５ｋｇ／亩。在最佳施肥条件下，苜蓿生产效     

旱地玉米不同覆盖栽培模式的土壤水热特征及产量品质效应

揭示不同覆盖时间、覆盖方式和覆盖材料调节土壤水热环境、影响玉米产量和品质的差异,为旱地玉米高产优质栽培提供依据。试验采用裂区设计,主区为秋季覆盖和播前覆盖2个处理,裂区为垄沟和平面2个处理,裂裂区地膜、秸秆和露地3个处理。测定不同处理玉米生育期耕层土壤温度,玉米主要品质指标,播前和收获0~2 m土层土壤贮水量,结合玉米籽粒产量分析水分利用效率。结果表明,冬春休闲期,不论是地膜还是秸秆覆盖都可以提高玉米播前0~2 m土层土壤贮水量,依次为42.2和43.7 mm,垄沟覆盖和平面覆盖播前贮水量差异不显著。玉米全生育期,地膜覆盖较露地可平均提高地温 1.4 ℃,而秸秆覆盖降低了 2.9 ℃,平面覆盖平均温度为23.2 ℃,较垄沟覆盖提高1.8 ℃。地膜覆盖产量和水分利用效率较秸秆覆盖依次提高42.8%和38.2%,较露地分别提高47.3%和36.0%,秋覆盖产量和水分利用效率较播前覆盖分别提高7.1%和4.5%,垄沟地膜覆盖平均产量和水分利用效率较平面地膜覆盖增产6.3%和5.2%,而垄沟秸秆覆盖和垄沟露地均表现出减产效应。秋覆盖提高了玉米容重、脂肪、蛋白质和淀粉含量,但与播前覆盖差异不显著。地膜覆盖提高了玉米容重和脂肪含量,降低了蛋白质,对淀粉含量影响差异不显著,秸秆覆盖提高了脂肪,降低了容重和蛋白质含量,垄沟覆盖提高了玉米淀粉含量,降低蛋白质含量,对容重和脂肪含量影响差异不显著。可见,覆盖时间、覆盖方式和覆盖材料对玉米播前土壤水分、耕层土壤温度、产量、水分利用效率和品质均有一定的调控作用,总体表现为覆盖材料>覆盖方式>覆盖时间。在生产实际中,应根据生产目标选择适宜的覆盖栽培模式。     

京郊平原区苜蓿生产能力与耗水规律的研究

根据北京地区气候与苜蓿Medicago sativa生产特点通过定量灌溉控制,设置水分相对充足(WS)、水分中度 (WM)和水分亏缺(WD)3个水分梯度处理,对苜蓿各茬次与全年干草产量、土壤含水量以及干草产量与耗水量、水分利用效率的相关关系进行测定与分析.结果显示,苜蓿干草产量与耗水量和水分利用效率呈正线性相关关系,当灌溉量较大、水分充足时,可增加苜蓿各茬次与全年干草产量,其耗水量与水分利用效率也相应增加,表明相对充足灌水有利于植株的生长发育,特别是在北京相对干旱的2003年,生长时期的自然降水为285.6 mm,仅依靠自然降水并不能获得苜蓿高产以满足生产需要,适当的灌水是有必要的,按返青和每次刈割后灌溉60 mm/次(以保持土壤含水量75%时),全年耗水量530.33 mm,全年可获得苜蓿干草产量17 927.48 kg/hm2.     

水分胁迫下外源NO对苜蓿幼苗生长的影响

采用不同浓度的聚乙二醇（PEG-6000）模拟水分胁迫的方法,研究外源 NO 对水分胁迫下的不同苜蓿品种苜蓿王,德宝幼苗株高、干重、根冠比和含水量的影响。结果表明,水分胁迫能够显著降低苜蓿幼苗的株高、干重和含水量,说明苜蓿幼苗在水分胁迫下生长受到抑制。抗旱型不同的苜蓿品种表现不同,抗旱性强的苜蓿王幼苗株高、干重和含水量的降低幅度较敏感型的要低,且能够通过增加地下部分生长来提高根系对土壤水分和养分的吸收,减少胁迫对其造成的影响。添加外源 NO 后能够显著缓解水分胁迫强度对苜蓿幼苗生长的抑制作用。     

紫花苜蓿/豆科牧草间作的生态效益分析

为探究我国半干旱区紫花苜蓿(Medicago sativa)/豆科牧草适宜间作模式，本研究采用完全随机设计，以紫花苜蓿单作为对照，研究紫花苜蓿/3种豆科牧草(毛苕子(Vicia villosa)、箭筈豌豆(Vicia sativa)和豌豆(Pisum sativum))间作对土壤水分、杂草、捕食性节肢动物、饲草产量、水分利用效率和食物当量的影响。与紫花苜蓿单作相比，紫花苜蓿/毛苕子、紫花苜蓿/箭筈豌豆和紫花苜蓿/豌豆间作的紫花苜蓿全生育期干草产量分别提高30.2%,45.2%和61.3%;水分利用效率分别提高6.1,8.8和12.1 kg·hm^-2·mm^-1,食物当量分别提高26.74%,19.96%和53.28%。紫花苜蓿/豆科牧草间作显著降低土壤贮水量(P<0.05)、杂草密度和生物量，显著提高田间捕食性节肢动物密度、饲草产量、水分利用效率和食物当量，尤其紫花苜蓿/豌豆间作。紫花苜蓿/豌豆间作更有益于维持农田生态系统多样性和保持作物产量，可作为我国半干旱区可持续农业1种可行有效间作模式。     

基于APSIM模型的黄土旱塬区苜蓿——小麦轮作系统深层土壤水分及水分利用效率研究

黄土高原地区降水较少且季节性分配不均,苜蓿连续种植所导致的深层土壤干燥化问题已经引起普遍关注,苜蓿与粮食作物轮作是恢复苜蓿草地土壤水分、提高粮草种植系统可持续性的有效方式。但是长期轮作对土壤水分环境和水分利用效率的影响仍然缺乏研究,农业生产系统模拟模型（APSIM）具有广泛的适应性,可准确模拟耕作管理对作物系统资源利用的影响。首先根据黄土旱塬区庆阳、长武、镇原3个试验区试验数据验证APSIM模型模拟苜蓿长期连作和苜蓿-小麦轮作系统深层土壤水分和苜蓿产量的可行性,然后设置历时38年的81组轮作情景,评估不同轮作模式对农田深层土壤水分、系统干物质产量、氮素吸收和水分利用效率的影响。结果表明：APSIM模型模拟苜蓿产量的精度较高,模拟结果的决定系数（R²）为0.65,均方误差（RMSE）和平均绝对误差（MAE）分别为0.23 t·hm^-2和0.17 t·hm^-2,归一化均方误差（NRMSE）为29.2%;模型能够精确模拟长期苜蓿连作和苜蓿轮作小麦农田0~1000 cm的土壤含水量,长期连作模拟结果的R²为0.73,RMSE、MAE及NRMSE分别为0.021 t·hm^-2、0.017 t·hm^-2和11.7%,轮作系统模拟结果的决定系数为0.83,RMSE、MAE及NRMSE分别为0.024 t·hm^-2、0.018 t·hm^-2和11.8%。情景模拟结果表明,随着苜蓿在系统中轮作年限的增加,0~1000 cm土壤剖面水分极度缺乏（含水量在0.10~0.15）的区域以400~600 cm土层为起点不断扩大,当苜蓿轮作年限大于12年时,所有轮作周期的处理土壤都出现了大范围水分缺乏。81个情景中12年苜蓿轮作14年小麦（L12W14）、L12W16和L8W16这3个处理的总产量最大;系统吸氮量随着苜蓿加入年限的增加而增加,小麦轮作年限大于10年以后系统吸氮量急剧下降;苜蓿轮作大于8年以后系统水分利用效率随着苜蓿年限的增加而降低。综合考虑土壤水分环境和水分利用效率,建议研究区苜蓿-小麦轮作系统中苜蓿轮作年限为4~6年,小麦轮作年限大于4年。研究结果可为黄土旱塬区苜蓿草地管理及草田轮作实践提供一定的参考。     

单作紫花苜蓿田夏季套作不同饲草作物生产性能、效益评价

为解决海河平原区苜蓿第3~5茬草雨季收获难的问题。于2011-2016年在位于河北衡水的河北省农林科学院旱作所试验站开展了单作紫花苜蓿田夏季套作5种不同饲草作物模式评价研究,以及单作紫花苜蓿田夏季套作青贮玉米的生产性能比较研究。结果表明,单作紫花苜蓿田夏季套作不同饲草作物模式评价研究得出,30-30 cm、20-40 cm两种行距处理下的单作苜蓿小区干草产量无显著差异(P>0.05);套作高丹草处理下苜蓿第2年前2茬干草产量显著低于单作苜蓿小区干草产量(P<0.05);套作青贮玉米处理后的总食物当量数显著高于单作苜蓿小区(P<0.05),但套作青贮玉米处理后的总经济效益与单作苜蓿小区无显著差异(P>0.05);套作青贮玉米处理下的平均光能利用率、水分利用效率、土地当量比均显著高于单作苜蓿小区(P<0.05)。单作紫花苜蓿田夏季套作青贮玉米的生产性能比较研究得出,30-30 cm、20-40 cm行距套作青贮玉米处理下的苜蓿前2茬干草产量、总食物当量数、总经济效益、平均光能利用率、水分利用效率、土地当量比均无显著差异(P>0.05)。综合得出,海河平原区单作紫花苜蓿田夏季套作青贮玉米的关键种植技术为:单作苜蓿田采用20-40 cm宽窄行秋播种植,于第2年前2茬苜蓿草收获后,在宽行中间套作青贮玉米,青贮玉米密度在6 万株·hm^-2以内,9月底将套作的青贮玉米与苜蓿一起收获,之后苜蓿田苜蓿正常越冬,下一年再重复种植青贮玉米。该模式在保证与单作苜蓿同等经济效益的前提下,可有效解决苜蓿3~5茬草雨季收获难、资源利用效率低的问题。     

黄河三角洲地区苜蓿生态适应性研究

本文研究了不同苜蓿品种在黄河三角洲地区的生态适应性。结果表明,该地区紫花苜蓿的根系主要分布于０￣３０ｃｍ土层,因受到潜水水位及盐分的影响,主根被伤害从而诱导侧根发育是苜蓿适应该地区的主要特征之一。根系对降低表层土壤含盐量及有机质和全氮含量的增加有明显效果。当地地方品种无棣苜蓿对降低土壤离子含量的程度各异,对降低ＣＯ３＾２－、Ｃｌ＾－、ＳＯ４＾２－和Ｎａ＾＋含量的作用明显,对ＨＣＯ３＾－、Ｃａ＾２＋     

不同含水量苜蓿草捆的霉变规律及其对草捆品质的影响

通过模拟真实环境来研究不同含水量苜蓿(Medicago sativa)草捆的霉变规律及其对苜蓿草捆品质的影响。采用单因素试验设计,苜蓿草捆含水量设3个梯度,分别为15%,25%和35%,每个梯度设3个重复,放置在一个密闭的房间,贮藏温度为25℃,贮藏时间为16d,隔天(即1,3,5,7,9,11,13,15d)采样。结果表明:含水量越高,贮藏时间越长,苜蓿草捆中霉菌数量增加越快,但都是在第9d达到最高,随后都急剧下降。苜蓿草捆中粗蛋白质含量随着贮藏时间的延长先上升后又略微下降(P<0.05);水分含量越高粗蛋白含量越高(P<0.05);苜蓿草捆中粗脂肪和可溶性糖含量随着贮藏时间的延长都有降低的趋势(P<0.05)。因此,苜蓿草捆水分含量应控制在15%以下,草捆霉变后粗蛋白质的含量增加,粗脂肪和可溶性糖含量降低。     

土壤水分对捷达苜蓿幼苗的影响

通过盆栽试验,研究了土壤水分对捷达苜蓿幼苗生长的影响。结果表明,捷达苜蓿品种幼苗生长在不同土壤水分梯度下,地上及地下部分生长状况存在差异,捷达苜蓿品种在土壤含水量为16.8%～19.2%时,其茎生长速度、主侧根生长、干物质积累达到最好,在土壤含水量14.4%～16%.时,有利于捷达苜蓿茎秆和主侧根生长,但干物质积累偏低。当土壤含水量达到田间持水量(24%),并持续3d,捷达苜蓿幼苗可以正常生长,但当土壤含水量达到田间持水量,并持续6d,捷达苜蓿幼苗生长受到严重的抑制。当土壤含水量为9.6%～12%时,基本不影响捷达苜蓿幼苗侧根的正常生长。     

施肥对苜蓿土壤水分、养分和产量的影响：基于定位试验数据的Meta分析

为探究提高苜蓿 (Medicago sativa)产量和改善土壤肥力性质的施肥措施,本研究以中国为研究区域,以不施肥苜蓿为对照,通过检索文献整合已发表的相关田间试验数据,采用整合分析方法(Meta-analysis),系统探究施肥措施对苜蓿地土壤水分、养分、产量和水分利用效率的影响。结果表明,施肥可有效增加苜蓿土壤养分...