【摘 要】
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甘肃引黄灌区是我国西北典型生态脆弱区。该地区农业以传统灌溉为主,种植模式单一,水土资源利用效率低下,因此采取高效节水灌溉措施势在必行。林草间作系统可减少无效蒸发、提高水土利用率、增加经济收入,从而被广泛应用。同时,因林木和牧草共享资源,必然会引起竞争,而水分则是竞争最重要的因子。由于间作年限的增加,两组分间竞争各有差异,对于不同节水调控的响应也不同。因此,本试验在甘肃省景泰川电力提灌管理局灌溉试验
【基金项目】
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国家自然科学基金地区基金《甘肃引黄灌区枸杞-豆科牧草复合系统水盐分异特征及互馈机制研究》(51669002); 国家自然科学基金地区基金项目《水氮与枸杞苜蓿间作系统时空耦合过程机制研究》(51969003);
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甘肃引黄灌区是我国西北典型生态脆弱区。该地区农业以传统灌溉为主,种植模式单一,水土资源利用效率低下,因此采取高效节水灌溉措施势在必行。林草间作系统可减少无效蒸发、提高水土利用率、增加经济收入,从而被广泛应用。同时,因林木和牧草共享资源,必然会引起竞争,而水分则是竞争最重要的因子。由于间作年限的增加,两组分间竞争各有差异,对于不同节水调控的响应也不同。因此,本试验在甘肃省景泰川电力提灌管理局灌溉试验站,以不同间作年限(1、2、3、4年)的枸杞-红豆草间作系统和枸杞单作为研究对象,设置3种灌水水平(充分灌溉:75%~85%θf(F)、轻度亏缺:65%~75%θf(S)、中度亏缺:55%~65%θf(M)),分析了节水调控对作物生长指标、光合特性、品质和水分利用效率的影响。结果表明:(1)同一模式下,株高、东西和南北冠幅都随灌水水平降低而减小。间作年限为1时,枸杞长势最优(株高:149.13 cm,东西冠幅:151.66 cm,南北冠幅:140.17cm),间作年限为2时次之,但间作年限为2与单作枸杞长势差异不显著。红豆草株高随间作年限增加而增高,随灌水水平降低而减小。红豆草茎叶比随间作年限增长逐渐增大,随茬次增加逐渐减小。间作年限为1时,红豆草茎叶比最小,但与间作年限为2时差异不显著。间作年限为2时,轻度亏缺灌溉下红豆草茎叶比最小,为1.59,较充分灌溉、中度亏缺分别降低3.05%、1.24%。(2)间作较单作枸杞叶绿素含量提高1.86%~8.77%。间作年限为1、2、3时,枸杞叶绿素含量随灌水水平降低先增大后减小。间作年限为4时,灌水水平对枸杞叶绿素含量无显著影响。单作枸杞叶绿素含量随灌水水平降低而降低。红豆草叶绿素随灌水水平降低而降低,随间作年限增长逐渐增大。单作枸杞Pn日变化双峰趋势较间作年限为1、2时枸杞Pn日变化明显,间作年限为3、4时枸杞Pn日变化呈单峰曲线。枸杞净光合速率日均值大小排序为间作年限为1>间作年限为2>枸杞单作>间作年限为4>间作年限为3。枸杞蒸腾速率日均值大小排序为枸杞单作>间作年限为2>间作年限为1>间作年限为3>间作年限为4。红豆草净光合速率日变化以M型双峰为主,且第一峰值显著高于第二峰值,间作年限为4时呈单峰趋势。红豆草净光合速率和蒸腾速率日均值随间作年限延长先增大后减小。(3)随灌水水平降低,枸杞产量呈下降趋势,但充分和轻度亏缺灌水水平下,间作年限为1、2时和单作枸杞产量差异不显著。枸杞产量大小排序为枸杞单作>间作年限为1>间作年限为2>间作年限为3>间作年限为4。红豆草产量随灌水水平降低而降低,随间作年限延长先增大后减小。水分利用效率随灌水水平降低呈先增大后减小趋势。各模式水分利用效率排序为间作年限为2>间作年限为4>间作年限为3>间年限为1>枸杞单作。灌溉水利用效率随灌水水平降低主要呈增长趋势。其中,间作年限为2时,轻度亏缺灌溉具有较高水分利用效率(27.69 kg/(mm·hm2))和灌水利用效率(39.24 kg/(mm·hm2))。(4)降低灌水水平可提高总糖和多糖含量,却限制了黄酮的积累。而过高和过低灌水水平都不利于总多酚含量积累。枸杞总糖含量大小排序为间作年限为1>间作年限为2>枸杞单作>间作年限为4>间作年限为3。间作年限为2时,枸杞多糖、黄酮和总多酚含量都为最高,其值分别为4.49%、1.16%、1.53 mg/g。红豆草中、酸性洗涤纤维随灌水水平降低和间作年限延长都呈先减小后增大趋势。粗蛋白含量随灌水水平降低不断增高,随间作年限增加先增大后减小。红豆草相对饲用价值随灌水水平降低先增大后减小。间作年限为2时,红豆草品质较优,其中,轻度亏缺灌水水平下红豆草相对饲用价值最高,为159.12,具有较高粗蛋白含量(15.65%)、较低纤维含量(ADF:30.06%、NDF:38.27%)。(5)综合产量、品质(枸杞总糖、多糖、黄酮和总多酚,红豆草中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和粗蛋白含量)和水分利用效率三大指标,基于灰色关联度进行综合评价,得出枸杞-红豆草间作2年时,轻度水分亏缺灌溉效应最优。
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