喷灌水肥一体化技术在北疆苜蓿生产中的应用_丁峰.pdf

农学学报2023,13(3):16-20Journal ofAgriculture喷灌水肥一体化技术在北疆苜蓿生产中的应用丁 峰1，纪 顺2，萨仁娜1，蒲胜海1（1新疆农业科学院土壤肥料与农业节水研究所/农业农村部西北绿洲节水农业重点实验室，乌鲁木齐 830091；2新疆农业科学院综合试验场，乌鲁木齐 830012）摘 要：苜蓿作为优质的高蛋白饲料，被称之为“牧草之王”。新疆作为中国五大牧区之一，人工饲草料地建设滞后，长期以来饲草生产中普遍存在灌溉管理水平差，水肥利用效率低，高投入低产出问题，成为制约新疆现代畜牧业发展的瓶颈。近年来，新疆的农牧业龙头企业大力发展以大型喷灌机为基础的节水牧草业，迫切需求喷灌苜蓿节水高产优质生产技术。把水肥一体化技术与喷灌苜蓿生产实践结合起来，从品种选择、地块的理化性状、平整土地、系统管理、种植模式及群体指标、苜蓿各生育期的水肥管理和配套栽培措施等方面，阐述了水肥一体化技术在苜蓿生产中的应用技术要点，形成了具有普遍指导性的水肥一体化技术规范。该技术要点体现了喷灌水肥一体化的技术优势，可为北疆的喷灌苜蓿生产、广大农技推广人员、农技推广服务和农业领域科研工作者提供技术指导和参考。关键词：苜蓿；喷灌；水肥一体化；技术要点中图分类号：S551.7；S275.5文献标志码：A论文编号：cjas2022-0135Water and Fertilizer Integration Technology of Sprinkler Irrigation:Application in AlfalfaProduction in Northern XinjiangDING Feng1,JI Shun2,SA Renna1,PU Shenghai1(1Research Institute of Soil,Fertilizer and Agricultural Water Conservation,Xinjiang Academy of Agricultural Sciences/KeyLaboratory of Northwest Oasis Water-saving Agriculture,Ministry of Agriculture and Rural Affairs,Urumqi 830091,Xinjiang,China;2Comprehensive Testing Ground,Xinjiang Academy of Agricultural Sciences,Urumqi 830012,Xinjiang,China)Abstract:Alfalfa,as the forage with high protein content,is known as theking of forage.Xinjiang is one ofthe five major pastoral areas in China,but its construction of artificial forage land lags behind.For a long time,the problems of poor irrigation management level,low utilization efficiency of water and fertilizer,and high inputand low output are common in forage production,which have become the bottleneck to restrict the developmentof modern animal husbandry in Xinjiang.In recent years,based on the large-sized moving sprinkler irrigationmachines,leading enterprises in agricultural and animal husbandry in Xinjiang have developed water-savingforage industry vigorously.Consequently,the production technology of alfalfa with sprinkler irrigation to savewater and get high yield and quality is urgently needed.This study combined the water and fertilizer integrationtechnology with the practice of sprinkler irrigation in alfalfa production,expounded the application technicalpoints of the integration technology from the aspects of variety selection,physical and chemical properties ofsoil,land leveling,system management,planting pattern,population index,and water and fertilizer managementand supporting cultivation measures in each growth period of alfalfa,and proposed a general guiding technicalspecification for the water and fertilizer integration.This technical specification reflects the advantages of water基金项目：自治区公益性科研院所基本科研业务费专项项目“苜蓿土壤生境对喷灌与浅埋滴灌的相信与灌溉制度优化的研究应用”(KY2022029)；自治区区域协同创新专项（科技援疆计划）项目“新疆苜蓿节水高产及精准灌溉决策技术研究与示范”(2021E02056)。第一作者简介：丁峰，男，1980年出生，山东文登人，副研究员，硕士，研究方向：节水灌溉理论与水肥一体化技术。通信地址：830091 新疆乌鲁木齐市沙依巴克区南昌路403号 新疆农业科学院土壤肥料与农业节水研究所、农业农村部西北绿洲节水农业重点实验室，Tel：[phone]，E-mail：。收稿日期：2022-09-16，修回日期：2022-12-05。0 引言苜蓿多年生草本植物，富含糖类、蛋白质、维生素，营养成份比例合理，适口性好，是优质的高蛋白饲草，被称之为“牧草之王”1-3。新疆作为中国五大牧区之一，由于土地有限，水资源稀缺，天然草场退化，人工饲草料地建设滞后，长期以来饲草生产中普遍存在灌溉管理水平差，水肥利用效率低，高投入低产出问题；一直靠河南、内蒙古、甘肃等地拉运玉米秆、麦秆、稻谷秆、棉花秆和辣椒秆作为饲草缓解。2019年新疆苜蓿种植面积201.29103hm2、产量205.15107kg，较上年分别减少 10.33103hm2，减产 38.92107kg，单产10.19103kg/hm2，减幅11.63%4。饲草料短缺已成为制约新疆现代畜牧业发展的瓶颈和一大短板。自治区党委2020年提出了“开展优质饲草作物品种筛选与丰产栽培技术研究示范”5工作，在2021年政府报告中自治区更是提出了“稳粮、优棉、强果、兴畜、促特色，实施畜牧业振兴行动”6的要求。而如何在水资源条件极为有限的情况下实现新疆的畜牧业振兴，加快推进全疆饲草产业发展，全面提升全区优质饲草资源高效生产利用的技术能力，持续提高农民收入就成为新疆农业和畜牧业可持续发展中亟待解决的问题之一。同时在对新疆的农牧业龙头企业华凌牧业、西部牧业和克拉玛依绿成牧业的调研中了解到，各大公司都在布局建设牧草基地，大力发展以大型喷灌机为基础的节水牧草业，并提出以草促畜优乳的发展目标，而其对喷灌苜蓿节水高产优质的生产技术也是迫切需求的。国内外学者已经对水肥一体化技术进行了深入研究。水肥一体化技术遵循水肥协同、按需灌溉、按需供肥、少量多次和水肥平衡原则，利用管道灌溉系统，将肥料溶解在水中，同时进行灌溉与施肥，适时、适量地满足农作物对水分和养分的需求，实现水肥同步管理和高效利用的水肥管理技术7。尹飞虎8、马富裕等9、李守华等10和王凯11对水肥管理技术发展等做了研究和论述，目前，关于新疆苜蓿的研究主要集中在品种选育12-13、滴灌14-15和地埋滴灌方面16-17。鲜有学者在新疆苜蓿生产应用、试验示范上开展大型喷灌机（圆形喷灌机或平移式喷灌机）喷灌水肥一体化技术的研究和论述18-22，并形成能够指导苜蓿水肥一体化生产的技术要点。本研究从苜蓿品种的选择、地块选择及轮作倒茬、平整土地、种植模式及群体指标、喷灌设备的选择与布置、苜蓿各生育期的水肥管理和配套栽培措施等方面，提出了喷灌苜蓿水肥一体化种植模式，可促进当地农牧业可持续发展。1 主要技术指标1.1 品种选择北疆一般选择休眠级24级的苜蓿品种；如：新疆大叶苜蓿、新牧1号、新牧2号、阿尔冈金、三得利、金黄后 和 WL363HQ 等优良苜蓿品种。种子质量应“三证齐全”，即种子生产许可证、经营许可证和质量合格证，且符合GB 6141200823规定的三级标准以上的苜蓿种子，三级标准指一般纯度不低于95%，发芽率不低于85%，其他种子不多于2000粒/kg，裸种子需进行根瘤菌接种和包衣。1.2 地块的理化性状与轮作苜蓿对土壤要求不高，一般选择地势较平坦，排水和通气性较好的砂壤土或壤土，土壤总盐含量应低于0.2%，pH 78之间，有机质高于2.0%，碱解氮30 ppm，速效磷10 ppm，速效钾含量100 ppm。地下水埋深大于1.5 m；45年后，苜蓿产量下降时，及时进行轮作倒茬，降低自毒作用的风险，倒茬作物以禾谷类作物为好。1.3 平整土地播前使用激光平地机精细平整土地，苜蓿作为深根作物，种植前需深耕整地，深度为3035 cm，基肥随耕随施，保证全层均匀，在播种前采用圆盘耙耙碎土块，达到待播状态，用48%氟乐灵2 kg/hm2，进行土壤封闭处理，以防除杂草。操作中为防止农药光解应及时耙地，耙深34 cm。1.4 种植模式及群体结构指标产量目标干草产量可达1510318103kg/hm2。种植模式采用等行距，一般为 1530 cm；裸种播种量为 1522.5 kg/hm2，春播一般4月中旬进行，秋播播种期不得迟于8月底。苜蓿种子小，顶土能力差，不能播深，播种深度1.02.0 cm为宜；出苗效果不理想时，需及时进行人工补种。2 喷灌水肥管理设备及参数2.1 喷灌水肥管理系统主要设备喷灌水肥管理系统主要由自动控制系统、中心塔、and fertilizer integration technology,and can provide technical guidance for alfalfa production with sprinklerirrigation and reference for agricultural technology extension personnel,agricultural technology extension serviceandscientificresearchersinagriculturalfieldinnorthernXinjiang.Keywords:alfalfa;sprinkler irrigation;water and fertilizer integration;technical points17桁架、驱动塔、灌水系统和施肥施药装置组成24。2.2 喷灌水肥管理系统主要设备参数其中每个桁架的长度应控制在2565 m，桁架总长度控制在800 m以内。喷灌管道由桁架支撑在驱动塔上，距地高度24 m；管道材质以为镀锌钢管，壁厚应3 mm。灌水系统需设有压力表和水表，其入口压力应控制在0.160.30 MPa。3 灌溉管理北疆一般情况下，灌溉定额71257275 m3/hm2，灌水 2123 次，灌溉周期 810 d；灌溉水质应符合 GB50842021 农田灌溉水质标准25。3.1 春播苜蓿第一年灌溉制度3.1.1 播种至出苗期 采用干播湿出。在播完后，连续810 d在早晨或傍晚时分喷水，每次灌溉灌水定额为75 m3/hm2，水分入渗深度1020 cm，一般灌水量600750 m3/hm2，可实现苜蓿早发芽和出苗。3.1.2 苗期 灌水定额为225300 m3/hm2，灌水周期45 d，灌水23次，总灌水量675750 m3/hm2左右。3.1.3 分枝期 一般灌水量2400 m3/hm2左右。苜蓿进入分枝后，气温稳定在30以上，开始灌水，分枝期共喷水78次，灌水周期810 d，灌水定额为300375 m3/hm2。3.1.4 现蕾期 一般灌水量2025 m3/hm2左右。现蕾期灌水定额为300375 m3/hm2，灌水周期810 d，灌水6次。3.1.5 初花期 一般灌水量1725 m3/hm2左右。初花期灌水定额为370375 m3/hm2，灌水周期810 d，灌水45次。3.1.6 越冬水 一般在10月底喷一次375450 m3/hm2越冬水。3.2 2年以上苜蓿灌溉制度3.2.1 返青期 4 月初至 4 月上旬，一般灌水量 600675 m3/hm2左右。灌水定额为300375 m3/hm2，灌水周期57 d，通常灌水2次。4月初灌返青水宜早且大，通常灌水量375 m3/hm2。3.2.2 分枝期 一般灌水量2400 m3/hm2左右。灌水定额为300375 m3/hm2，灌水周期810 d，灌水78次。3.2.3 现蕾期 一般灌水量2025 m3/hm2左右。灌水定额为300375 m3/hm2，灌水周期810 d，灌水6次。3.2.4 初花期 一般灌水量1725 m3/hm2左右。灌水定额为370375 m3/hm2，灌水周期810 d，灌水45次。3.2.5 越冬水 一般在10月底喷一次375450 m3/hm2越冬水。4 施肥管理4.1 施肥原则苜蓿产草的丰产期为26年，期间苜蓿植株生长量大，产草量高，尽管苜蓿根瘤具有固氮作用，但不足以维系苜蓿高产所需养分，为了获得优质和高产，必须合理追施化肥，一水一肥，使苜蓿生长不脱肥。苜蓿需肥特点是追氮、补磷、增钾。4.2 肥料选择应符合农业部行业标准：NY11072010 大量元素水溶肥料26、NY22662012 中量元素水溶肥料27、NY/T 27002015草地测土施肥技术规程 紫花苜28和NY/T4962010 肥料合理使用准则29等。4.3 施肥量4.3.1 基肥 苜蓿播种前要施足基肥，主要是磷、钾肥和有机肥，施肥方法为均匀撒施，然后深翻25 cm。播前一般施优质腐熟的有机肥1522.5 t/hm2，磷酸二铵(N-P2O5-K2O：18-48-0)300375 kg/hm2，硫酸钾(K2O：52)75150 kg/hm2；或者同等养分含量。4.3.2 追肥 肥料均为水溶性肥料。苜蓿干草目标产量达到15t/hm2以上，适宜追肥量为：纯氮(N)120150kg/hm2、磷(P2O5)75120 kg/hm2、钾(K2O)150225 kg/hm2；在分枝和现蕾期适量补充中、微量元素肥料（硼锌）硫酸锌30 kg/hm2。5 苜蓿喷灌灌溉施肥制度表北疆苜蓿全生育期灌水次数2022次，灌溉定额为 71257275 m3/hm2，适宜追肥量为：纯氮(N)120150 kg/hm2、磷(P2O5)75120 kg/hm2和 钾(K2O)150225 kg/hm2；各次灌水定额及施肥量详见表1。6 配套栽培措施6.1 农药选用的原则苜蓿的病虫草害防治中应慎用药物，以避免苜蓿药物残留危害家畜为原则。施用化学农药时，应严格执行NY/T 1276200730所有标准，农药的使用要严格遵守安全间隔期。6.2 防治病害苜蓿的病害主要有褐斑病、锈病、霜霉病和白粉病，坚持“预防为主，综合防治”的原则，防治应在苜蓿刈割收获后分枝前期或发病初期进行药剂防治。4.5%高效氯氰菊酯乳油750 mL/hm2加40%辛硫磷乳油50 mL/hm2兑水600750 kg喷施。6.3 防治虫害苜蓿的虫害主要有蚜虫、蓟马等。防治可在虫害发生初期通过选用 40%乐果乳油加水 1000 倍液或50%辛硫磷乳油1000倍液喷雾。6.4 刈割及留茬高度现蕾末期至初花期刈割（即整块地开花率在20%以前收获），刈割前根据气象预测，须5 d内无降雨，避丁 峰等：喷灌水肥一体化技术在北疆苜蓿生产中的应用18生育期第一茬第二茬第三茬第四茬冬灌第一年2年以上分枝期现蕾期初花期分枝期现蕾期初花期分枝期现蕾期初花期分枝期现蕾期初花期播种苗期返青期灌水次数/次连续喷水232111231122122211灌水定额/(m3/hm2)600750225300300375300375300375300375300375300375300375300375300375300375300375300375300375375450灌溉定额/(m3/hm2)71257275追肥量/(kg/hm2)N-7.5157.5157.57.57.51522.57.57.51522.57.57.51522.57.57.5-P2O5-07.507.57.57.57.57.5157.57.57.5157.57.57.51507.507.5-K2O-07.507.57.5151522.5157.51515157.51515157.5151515-表1 北疆苜蓿喷灌水肥一体化灌溉施肥制度表免雨淋霉烂损失。采用专用牧草收割机刈割，刈割摊晒3648 h后，使得苜蓿草茎含水量将至18%以下、露水分3%以下时进行打捆贮藏。新苜蓿宜留茬高度在78 cm，以免影响根基部的生长发育，老苜蓿宜留茬高度在57 cm，以促使根茎发枝；10月中旬停止刈割，最后一茬留茬高度在810 cm，以利于安全越冬。6.5 中耕、翻耕苜蓿第二年以后密度将会变大，应适时中耕，切断多余根系，以利于苜蓿的生长发育。苜蓿品种一般种植45年后，产量下降明显，应进行伏翻、秋翻。伏翻、秋翻前，提倡采用重型园片耙交叉深切后灌水，以促使苜蓿根茬腐烂，提高土壤肥力，有利于后茬作物生长发育。7 结论与讨论北疆苜蓿高产群体结构为：采用1530 cm等行距气吸式播种机机械播种，裸种播种量为1522.5 kg/hm2，年刈割4茬；水肥一体化管理模式为：北疆苜蓿喷灌全生育期灌水次数2022次，灌溉定额为71257275 m3/hm2，灌水周期810天；随水施肥，一水一肥；推荐追肥量为：纯氮(N)120150 kg/hm2、磷(P2O5)75120 kg/hm2和钾(K2O)150225 kg/hm2。该技术模式解决了苜蓿生产中存在的水肥利用效率不高、水肥供应同步性差、苜蓿产量和品质又难以提高等问题，在种植户和合作社中进行了大面积的推广应用，获得了明显的经济、社会和生态效益，实现了喷灌苜蓿的优质高效。该技术模式中的水肥用量针对中等肥力地块，对北疆苜蓿喷灌水肥一体化生产有普遍指导性，但在实际的应用过程中应根据目标产量、气候条件、地力水平、种植模式等因素进行适当微调，以适应当地生产实践，充分发挥该技术优势，促进当地农牧业可持续发展。参考文献1KANDELOUS M M,KAMAI T,VRUGT J A,et al.Evaluation ofsubsurface drip irrigation design and management parameters foralfalfa J.Agricultural water management,2012,109:81-93.2王运涛,杨志敏,李广有,等.6个苜蓿品种在冀西北地区的生产性能J.草业科学,2014,31(6):1141-1146.3全国苜蓿产业发展规划J.中国农业信息,2017(4):9-13.4新疆维吾尔自治区统计局.新疆统计年鉴2020年M.北京:中国统计出版社,2020.5许栋,李海英.新疆畜牧业高质量发展实践与思考J.草食家畜,2021(6):56-60.6雪克来提 扎克尔.政府工作报告2021年2月1日在新疆维吾尔自治区第十三届人民代表大会第四次会议上J.新疆维吾尔自治区人民政府公报,2021(Z2):12-32.7丁峰,李磐,唐亚莉,等.膜下滴灌水肥一体化技术在色素辣椒生产中的应用J.湖北农业科学,2022,61(15):129-132.8尹飞虎.节水农业及滴灌水肥一体化技术的发展现状及应用前景J.中国农垦,2018(6):30-32.9马富裕,刘扬,崔静,等.水肥一体化研究进展J.新疆农业科学,192019,56(1):183-192.10李守华,郭红,王彩霞.水肥一体化技术在生姜生产中的应用J.农学学报,2021,11(8):76-79.11王凯.我国水肥一体化技术研究进展J.作物研究,2018,32(3):260-264.12张岳阳,李芳,梁维维,等.新疆昌吉32个紫花苜蓿品种的田间抗病性评价J.草业学报,2022,31(2):133-146.13李倩,若扎 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