北疆淺埋式滴灌苜蓿水肥管理分析

馬鐵成

(新疆維吾爾自治區灌溉排水發展中心，新疆 烏魯木齊 830000)

新疆北部阿勒泰地區是重要的牧業地區，近年來，隨著生活水平的提高，牲畜養殖規模的不斷擴大，傳統游牧放養方式未及時得到調整，導致當地生態環境受到威脅，綠洲荒漠化程度不斷加劇，部分天然草場處于退化狀態之中，嚴重退化的草地面積時有增加。天然草地退化及其生態功能的降低，將加劇流域生態環境惡化，增加水土流失量，草地生態系統的劣變加速了生態環境惡化，制約了當地畜牧業可持續發展，牧民增收困難。針對上述情況，水利部在全面總結各大牧區水利工作的經驗和成績，分析當前存在問題的基礎上，作出了全面加強牧區飼草料地灌溉發展的決定，通過增加人工飼草產量，以舍飼或半舍飼的喂養方式圈養部分牲畜，使部分天然草場得到輪牧或者休牧，最終實現保護草原生態、優化牧區經濟結構的目標。

1 淺埋式滴灌技術應用優勢

苜蓿作為傳統典型牧草具有抗旱、高產、適應性強、蛋白質含量高等特點，深受廣大牧民喜歡，在牧業、半牧業地區種植面積非常廣泛。為應對在氣候干燥、多風、蒸發量大、水資源有限等環境中發展邊遠區域畜牧業的要求，近年來，淺埋式滴灌苜蓿種植技術逐漸在新疆北部阿勒泰地區推廣和使用，因此，完善淺埋式滴灌苜蓿田間灌溉與施肥技術，在有限水資源條件下，努力提高飼草產量，對促進當地畜牧業可持續發展具有重大意義。

淺埋式滴灌技術作為地下滴灌技術的一種，平面布置形式與常規滴灌相似，容易掌握，以地表水為水源的滴灌系統組成為：蓄水沉淀池、輸水管、首部管理房(過濾器+施肥泵)、干管、分干管、支管、滴灌帶。輸水管、干管、分干管、支管、滴灌帶均為地埋管。蓄水沉淀池通常為鋼筋混凝土結構，起到預沉沙作用；沉淀后的水流經過輸水管流至首部管理房內的首部系統，首部系統通常由動力機、水泵、過濾設施、施肥罐、壓力量測設施、安全閥、控制閥、量水設施等組成。其中，機電設備根據功率選取，閘閥型號根據管徑選取，過濾器為砂石過濾器和篩網過濾器兩級自動反沖洗式，施肥裝置選擇壓差式施肥罐，管理房內管道均為鋼管，干管、分干管可為PVC管，支管為PE管，滴灌帶選擇內鑲貼片式防堵滴灌帶。通過大田農機具將滴灌帶均勻埋設在地表以下5～8cm土層，水流通過防堵灌水器輸送至作物根系土層附近。此種方式可有效避免大風天氣吹亂滴灌帶布置，又可以有效減少地表水量蒸發，提高灌溉水利用率，對多風的干旱、半干旱牧區飼草增產效益顯著。

2 淺埋式滴灌苜蓿灌溉制度

2.1 灌水情況分析

北疆阿勒泰地區紫花苜蓿多年平均生長期約為120天，全年理論收割3茬，但由于在實際生產中，需要留出收割、晾曬、打包、干草出地等作業時間，當地通常收割2茬，實際當年生育期滴灌10～14次，每次灌水定額20～40m3/畝，灌溉定額300～400m3/畝[1]。

苜蓿全生育過程主要分為返青期、分枝期、現蕾期、開花期4個階段，播種至出苗期與地表土層解凍時間有關，約在每年4月中旬至5月上旬，土壤平均溫度5℃即可，根據實際土壤墑情，可采用干播濕出適時滴水出苗方式種植。

2.2 各生育期灌水定額分析

返青期作為苜蓿生育期第一個階段十分重要，表土層含水率要在田間持水率的65%～75%以上，此階段灌水1～2次，灌水定額不宜過多，約20～25m3/畝[2]。出苗后30～40天作物進入分枝期，此階段是作物快速生長期，生長特性主要表現為植株高度和分枝數快速增加，土壤水分條件的好壞將直接影響分枝的數目，分枝數量是作物高產的基礎條件之一，因此，本階段是作物的關鍵灌水期，此時共灌水2次，灌水周期為6～9天，灌水定額以25～30m3/畝為宜，礫石砂土宜根據實際情況少量勤灌，保水性較好的黏質土灌水周期可適當延長，氣溫較高時可增加單次灌水定額。苜蓿分枝后葉腋內的花芽形成花蕾，進入現蕾期，此時作物生長干物質累積量速度逐漸放緩，灌水量的增加并不能有效提高產量，因此，本階段為延續性灌水，灌水1次即可，灌水周期為6～10天，灌水量在30～35m3/畝。

苜蓿現蕾后20～30天開花，春播苜蓿自出苗至進入初花期，大約需要60～70天。苜蓿花期較長，開花時間長短與品種、氣候條件和栽培管理均有關，一般為30～45天，花期灌水1～2次，灌水量減少至25～30m3/畝，干熱天氣可適當增加灌溉頻次，見表1。盛花期地上作物干物質量雖然能達到最高值，但初花期后灌溉水利用率顯著降低，植株逐漸表現出衰敗的跡象，花期末期富含主要營養成分的葉片亦有脫落現象出現，降低植株蛋白質含量；因此，初花期可作為收獲苜蓿的最佳階段。

表1 阿勒泰地區淺埋式滴灌苜蓿適宜灌溉制度

3 淺埋式滴灌苜蓿施肥管理

3.1 施肥種類的選取

苜蓿根系本身所具有的結瘤固氮特點，可把分子態氮轉化為氮肥輸送給作物利用，提高表土根系附近土壤含氮量，因此，在幼苗根瘤尚未發育成熟期只需少量施氮肥和磷肥即可促進作物根系生長，提高植株成活率，待作物進入快速生長期之后施肥應以磷、鉀肥為主。隨著生育期的推進需肥量逐漸增大，施肥量也應相應地增加[3]。

砂土地土壤肥力大多偏低，保肥力差，應以有機肥做基肥，適當施用化肥。黏土地保肥能力較強，有機質分解慢，故前期應多施，后期少量多次。高水肥地不需多施肥，中、低產田可以多施有機肥。廄肥、堆肥等有機肥起效遲緩，在土壤中不易流失，通常作為基肥施用；追肥起效快，牧草容易吸收，以尿素、硫酸鉀、硫酸銨等速效肥為主。

苜蓿一次種植多年收獲，宜采用基肥和追肥相結合施肥方式；應以磷、鉀肥為主，苗期和刈割后補充施用氮肥；苜蓿追肥不易在每次刈割后第一次灌水時進行，第二次灌水時可隨水施追肥。

3.2 施肥量的確定

適宜的土壤肥力對苜蓿優質高產非常重要，養分不足將直接影響作物產量和品質[4]。苜蓿需要的基本營養元素約16種。所需的主要元素有氮、磷、鉀，次要營養元素有硫、鐵、鈣、鎂，還有一些微量營養元素，如硼、氯、銅、鉬、錳、鋅等。雖然苜蓿對各種營養元素的需求量不同，但各種營養元素的作用是同等重要的。

苜蓿生長需要吸收消耗大量的營養，進行根瘤菌接種的苜蓿在良好的土壤和氣候條件下，具有較好的固氮效果，其固定的氮肥可以為苜蓿提供約80%的氮營養，其余20%就需要通過土壤養分維持，倘若土壤自含氮營養不足，在苜蓿的生長過程中提供少量的氮肥是必需的。苜蓿施用的不同肥料其利用率也不同，磷肥的利用率較低，約為15%～20%，氮肥、鉀肥養分利用效率較高，可以達到50%～60%。微量元素硼、氯、銅、鉬、錳、鋅等消耗量較少。

苜蓿播種前結合深翻農藝以施基肥為主，農家肥施量2000～3000kg/畝，追肥施氮肥(尿素)3～5kg/畝、鉀肥5～10kg/畝、磷肥(二銨)10～20kg/畝。根據實際土壤肥力做適當調整。

3.3 施肥方法

播種期的根瘤菌劑可按1∶2加水與種子混合攪拌均勻，在根瘤菌劑完全干燥之前完成播種。根瘤菌使用量為0.2～0.3kg/畝。基肥宜先撒施后開溝深翻，對于淺埋式滴灌苜蓿追肥優先選取水溶性滴灌專用肥料隨水滴施。苜蓿每次刈割后第二次灌水時宜追施氮鉀易溶性肥料一次，利用配套的施肥裝置隨滴灌灌水追施肥料即可。

4 淺埋式滴灌苜蓿運行管理

4.1 系統運行要求

淺埋式滴灌系統可根據灌區要求分組輪灌，水溫和環境溫度適用范圍5～35℃。運行過程中隨時觀察管道的管壁、管件、閥門等狀況，破損處做好記錄并及時處理直到合格為止。開關控制閘閥原則：先開后關，慢開慢關。在有條件的地方，在運行前進行水壓試驗，施加的水壓力不應小于管道設計工作壓力的1.25倍，并保持穩定10min。

4.2 系統輪灌管理

系統操作人員應掌握的基本要領為：管網運行前，檢查水泵、閘閥、各級過濾器是否正常；然后按輪灌方案打開相應分干管及相應支管閥門；當一個輪灌區灌溉結束后，先開啟下一個輪灌組，再關閉當前輪灌組；檢查支管和滴灌帶運行情況，如有漏水，先開啟鄰近一個控制閥，再關閉漏水區控制閥進行處理；系統應嚴格按設計壓力要求運行，發現異常及時處理。

4.3 系統設備維護管理

定期清理蓄水池內沉積物，灌溉季開敞式蓄水池中易繁殖藻類，應定期投放硫酸銅等除藻劑。水泵每次停止工作后擦凈表面水跡以防生銹，次年運行前將軸承部清洗干凈，運行期內定期添加潤滑制劑，機械密封潤滑劑應無固體顆粒。離心式水泵運行超過2000h后，應拆卸檢查所有部件，清洗、除銹去垢、修復或更換各種損壞零部件。啟動設備處不定期檢查并用砂紙打磨，觸頭接觸面嚴重燒損的應及時更換。篩網過濾器應經常檢查，發現損壞應及時修復或更換，做到定期反沖洗，灌水季節結束后，應取出濾芯，刷洗晾干后備用。砂石過濾器視水質情況每年對介質進行1～3次徹底清洗，對于有機質和藻類造成的堵塞，應在水中加入一定比例的氯或酸浸泡后，反沖洗直到放出清水排空備用。施肥裝置要統一管理，統一施肥，隨水施肥。

5 結 語

新疆作為我國第二大牧區，畜牧業的可持續發展和天然草場的保護具有重要意義。在多風、蒸發量大等生態脆弱的干旱、半干旱區域，應用淺埋式滴灌苜蓿水肥種植技術，可有效降低滴灌帶因氣候因素產生的破損率，并減少地表水分蒸發量，在降低人工勞動強度情況下可大幅提高作物水資源利用效率，不但為偏遠貧困地區廣大牧民增收提供基礎生產資料，為北疆畜牧業可持續發展提供堅強保障，同時，也使地處生態脆弱區的北疆牧場草地的生態功能得到有效保護和恢復，使多年過牧的中低產荒漠化草場、沙化冬草場的退化得到有效遏制，區域生態環境得到改善，并為新疆經濟、旅游業發展提供有力保障。