土壤水分调控对滴灌紫花苜蓿作物系数和水分利用效率的影响

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0325

中国农学通报 ›› 2023, Vol. 39 ›› Issue (14): 74-79.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0325

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土壤水分调控对滴灌紫花苜蓿作物系数和水分利用效率的影响

佟长福¹^,²(), 李和平¹^,², 牛海³, 柳剑锋⁴, 罗鹏怀⁵

¹ 中国水利水电科学研究院内蒙古阴山北麓草原生态水文国家野外科学观测研究站，北京 100038
² 水利部牧区水利科学研究所，呼和浩特 010020
³ 鄂尔多斯市水利局，内蒙古鄂尔多斯 017000
⁴ 内蒙古自治区水利科学研究院，呼和浩特 010019
⁵ 乌审旗水利局，内蒙古鄂尔多斯 017300

收稿日期:2022-04-19 修回日期:2022-07-06 出版日期:2023-05-09 发布日期:2023-05-09
作者简介:
佟长福，男，1979年出生，内蒙古呼伦贝尔人，正高级工程师，博士，主要从事节水灌溉和水资源方面的研究。通信地址：010020 内蒙古呼和浩特市赛罕区大学东街128号，Tel：0471-4690604，E-mail：tcf110110@163.com。
基金资助:
内蒙古自治区水利建设基金项目“内蒙古主要作物节水灌溉制度与需水量等值线图研究”(MK0143B032021); 鄂尔多斯市科技计划项目“毛乌素沙地地下水开发利用与生态环境监测与预警系统开发研究”(20190101); 科技兴蒙行动重点专项“黄河水滴灌节水增效与地面灌溉压盐关键技术研究”(2021EEDSCXSFQZD011-01); 水利部灌溉试验重点站“内蒙古鄂尔多斯灌溉试验站2021-2022年任务”(MK0199C052021)

The Impact of Soil Moisture Control on Crop Coefficient and Water Use Efficiency of Drip-irrigated Alfalfa

TONG Changfu¹^,²(), LI Heping¹^,², NIU Hai³, LIU Jianfeng⁴, LUO Penghuai⁵

¹ Yinshanbeilu Grassland Eco-hydrology National Observation and Research Station, China Institute of Water Resources and Hydropower Research, Beijing 100038
² The Institute of Water Resources for Pastoral Area, Huhhot 010020
³ Water Conservancy Bureau of Erdos, Erdos, Inner Mongolia 017010
⁴ Inner Mongolia Water Conservancy Research Institute, Huhhot 010019
⁵ Water Conservancy Bureau of Wushen Banner, Erdos, Inner Mongolia 017300

Received:2022-04-19 Revised:2022-07-06 Online:2023-05-09 Published:2023-05-09

摘要/Abstract

摘要：

利用2年田间灌溉试验，研究了紫花苜蓿滴灌条件下4种土壤水分梯度（即：70%θ_fc、60%θ_fc、50%θ_fc、40%θ_fc）对作物系数(K_c)和水分利用效率(WUE)的影响，探索提高滴灌紫花苜蓿水分利用效率的途径。结果表明：分枝—现蕾期为紫花苜蓿需水关键期；紫花苜蓿耗水量(ET_a)与产量关系为二次抛物线型，相关性为0.9433；紫花苜蓿K_c在返青—拔节期为0.61~0.88，拔节—分枝期0.68~0.79，分枝—现蕾期达到最大值1.07~1.16，现蕾—开花期0.57~0.96，全生育期表现为二次抛物线型；在不同的土壤水分条件和降水量条件下时，降水量少的年份，灌水量对紫花苜蓿WUE的影响显著；反之，灌水量对紫花苜蓿WUE的影响不明显。

关键词: 滴灌, 作物系数, 土壤水分, 水分利用效率, 紫花苜蓿

Abstract:

In this paper, field irrigation experiments were carried out for two consecutive years, and the effects of four soil water treatments under drip irrigation of alfalfa (70%θ_fc, 60%θ_fc, 50%θ_fc and 40%θ_fc) on crop coefficient (K_c) were studied, to explore a path to improve alfalfa water use efficiency (WUE). The results showed that branching to budding stage were the critical period of water demand for alfalfa; the relationship between ET_a of alfalfa and yield was a quadratic parabola (R²=0.9433). The K_c of alfalfa was 0.61-0.88 in greening-jointing stage, 0.68-0.79 in jointing-branching stage, 1.07-1.16 in branching-budding stage and 0.57-0.96 in budding-flowering stage, and the crop coefficient of the whole growth period was a quadratic parabola. Under the conditions of different soil water contents and precipitation, the irrigation volume had a significant effect on the WUE of alfalfa in the years with less precipitation; while on the contrary, the irrigation volume had no significant effect on the WUE of alfalfa.

Key words: drip irrigated, crop coefficient, soil water, water use efficiency, alfalfa

佟长福, 李和平, 牛海, 柳剑锋, 罗鹏怀. 土壤水分调控对滴灌紫花苜蓿作物系数和水分利用效率的影响[J]. 中国农学通报, 2023, 39(14): 74-79.

TONG Changfu, LI Heping, NIU Hai, LIU Jianfeng, LUO Penghuai. The Impact of Soil Moisture Control on Crop Coefficient and Water Use Efficiency of Drip-irrigated Alfalfa[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2023, 39(14): 74-79.

图/表 8

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2011年				2012年
生育阶段	第一茬	生育阶段	第二茬	生育阶段	第一茬	生育阶段	第二茬
5-23~6-6	0	7-13~7-21	9.3	5-10~5-25	14.5	7-5~7-12	13.6
6-7~6-20	5.2	7-22~8-6	39.5	5-26~6-12	18.8	7-13~8-1	128.7
6-21~7-3	61.3	8-7~8-19	0	6-13~6-25	26.1	8-2~8-14	20.9
7-4~7-12	0	8-20~8-31	12	6-26~7-4	40.5	8-15~8-21	0
合计	66.5	合计	60.8	合计	99.9	合计	163.2

2011年				2012年
生育阶段	第一茬	生育阶段	第二茬	生育阶段	第一茬	生育阶段	第二茬
5-23~6-6	0	7-13~7-21	9.3	5-10~5-25	14.5	7-5~7-12	13.6
6-7~6-20	5.2	7-22~8-6	39.5	5-26~6-12	18.8	7-13~8-1	128.7
6-21~7-3	61.3	8-7~8-19	0	6-13~6-25	26.1	8-2~8-14	20.9
7-4~7-12	0	8-20~8-31	12	6-26~7-4	40.5	8-15~8-21	0
合计	66.5	合计	60.8	合计	99.9	合计	163.2

年份	处理号
年份	M₁	M₂	M₃	M₄	M₅	M₆	M₇	M₈
2011	314	216	179	171	151	102	101	72
2012	185	182	170	155	109	88	85	137

年份	处理号
年份	M₁	M₂	M₃	M₄	M₅	M₆	M₇	M₈
2011	314	216	179	171	151	102	101	72
2012	185	182	170	155	109	88	85	137

年份	生育阶段	处理
年份	生育阶段	M₁	M₂	M₃	M₄	M₅	M₆	M₇	M₈
2011 第一茬	返青—拔节	1.99	1.87	1.74	1.82	1.72	1.56	1.76	1.65
	拔节—分枝	2.68	2.65	2.50	2.46	2.49	2.34	2.59	2.55
	分枝—现蕾	5.75	5.71	5.63	5.68	5.59	5.38	5.48	5.64
	现蕾—开花	3.22	3.15	2.98	3.18	2.98	2.62	3.03	2.85
	平均	3.27	3.20	3.07	3.13	3.06	2.85	3.08	3.04
2011 第二茬	返青—拔节	3.41	2.60	3.35	3.23	3.30	2.00	2.27	2.13
	拔节—分枝	4.67	4.30	3.91	3.24	2.87	2.85	2.96	2.39
	分枝—现蕾	6.27	6.10	5.86	5.87	5.66	4.26	3.66	3.47
	现蕾—开花	4.13	3.69	3.56	3.24	2.66	2.36	1.70	1.49
	平均	4.74	4.33	4.25	3.95	3.66	2.96	2.73	2.43
2012 第一茬	返青—拔节	2.92	2.49	2.86	2.69	2.72	2.57	2.60	2.09
	拔节—分枝	3.72	3.59	3.24	2.91	2.44	3.30	3.44	2.85
	分枝—现蕾	5.40	5.39	5.18	5.16	4.53	3.29	2.54	2.68
	现蕾—开花	5.07	4.86	4.15	4.25	3.96	3.17	3.05	2.90
	平均	4.10	3.90	3.73	3.58	3.25	3.07	2.93	2.60
2012 第二茬	返青—拔节	4.51	4.02	4.48	4.39	4.42	4.45	4.33	4.48
	拔节—分枝	4.64	4.60	4.48	3.99	3.65	4.61	4.51	4.66
	分枝—现蕾	5.63	5.46	5.42	5.32	4.78	4.93	4.31	5.43
	现蕾—开花	3.09	2.75	2.68	2.41	2.28	2.16	1.96	1.59
	平均	4.87	4.63	4.66	4.39	4.09	4.44	4.16	4.49

土壤水分调控对滴灌紫花苜蓿作物系数和水分利用效率的影响

The Impact of Soil Moisture Control on Crop Coefficient and Water Use Efficiency of Drip-irrigated Alfalfa

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年份	指标	返青—拔节	拔节—分枝	分枝—现蕾	现蕾—开花	全生育期
2011	ET_a	39.10	73.50	96.56	49.60	258.76
	ET₀	64.59	108.17	89.85	86.84	349.45
	K_c	0.61	0.68	1.07	0.57	0.74
2012	ET_a	61.26	94.17	99.38	51.06	305.87
	ET₀	69.25	118.56	85.43	53.32	326.56
	K_c	0.88	0.79	1.16	0.96	0.94
平均	K_c	0.74	0.74	1.12	0.76	0.84

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