甘肃秦王川灌区苜蓿草地土壤水盐动态及其生态灌溉调控模式研究

在试验研究基础上，首次提出“生态灌溉”新概念，围绕这一新思路深入研究了以秦王川灌区为代表的早区灌区苜蓿草地土壤水盐联合运移规律及其生态灌溉调控模式；苜蓿在水盐等逆境胁迫下生理生态特征、生育阶段水分生产函数及生态灌溉制度；应用系统工程方法对秦王川灌区苜蓿生态种植结构及经济效益进行优化配置；构建了干旱灌区牧草灌溉水—光合作用—生物产量及品质转化效益及土壤水盐—牧草作物—灌区生态系统协调优化的生态灌溉创新体系。 研究表明，当土壤含盐量达到0.279％时，对苜蓿种子萌发有明显抑制作用，当达到0.428％时萌发几乎停止；苜蓿生育期随土壤盐分浓度的增加地上部分的生长所受抑制作用逐渐大于地下部分，WUE（water use efficiency）显著降低；苜蓿水盐联合胁迫下灌水后电导率在不同深度与土壤含水量大小互为逆向变化；适当浓度的钠盐、镁盐可使苜蓿体内的氨基酸含量增加，但氯离子抑制氨基酸的合成；水分胁迫对苜蓿体内脯氨酸有明显影响；NaCl、NaHCO3和MgSO4在8g／L和15g／L两种浓度下均表现出高浓度对应高植物蛋白现象，此结论成为苜蓿营养生长阶段通过水盐有限调亏达到理想品质的生态灌溉基本内涵之一。不同地温梯度下电导率呈现出比较明显的分段函数特征且各段内电导率与地温之间都存在线性正相关关系。 苜蓿叶面积指数和株高之间存在线性正相关关系；水分胁迫对苜蓿根系吸水的补偿效应有明显影响，降低根系的吸水速率；苜蓿干物质产量与当地诸气象因子存在不同程度的关联，其中相对湿度对干物质产量影响最大。 蒸腾速率与光合速率存在正相关关系，但一定程度的水分亏缺可以提高光合和蒸腾之比（即水分利用率），正是苜蓿在刈割前（开花期）生态灌溉生理调控机理所在；重度水分胁迫（45％-50％FC）下高浓度NaCl对苜蓿的蒸腾产生了明显抑制作用。苜蓿SPAC（soil plantatmosphere continuum）系统水势由土壤到根系再到茎叶降幅比约为1：2.5：6，灌水后降幅扩大至1：5.5：9。 应用Penman-Monteith公式通过实测土壤水分、灌水量和降雨量等试验数据，分析计算得到了苜蓿在不同生育期水分梯度胁迫下生态需水、耗水规律、水分生理特征和生物产量等内在关系及结果。 水分生产函数加法模型和乘法模型都较好地体现苜蓿全生育期阶段水分对生物产量的反