地下滴灌时期和水量对紫花苜蓿种子生产的影响

doi:10.11686/cyxb2025039

草业学报 ›› 2026, Vol. 35 ›› Issue (1): 53-64.DOI: 10.11686/cyxb2025039

地下滴灌时期和水量对紫花苜蓿种子生产的影响

俞鸿千¹^,²(), 马雪鹏¹, 曾翰国³, 单晓艳¹, 李曼莉³, 王占军¹^,²()

^1.宁夏农林科学院林业与草地生态研究所，宁夏银川 750001
^2.宁夏防沙治沙与水土保持重点实验室，宁夏银川 750001
^3.中国农业大学草业科学与技术学院，草业科学北京市重点实验室，北京 100193

收稿日期:2025-02-13 修回日期:2025-04-15 出版日期:2026-01-20 发布日期:2025-11-13
通讯作者: 王占军
作者简介:E-mail： nxwzhj@163.com
俞鸿千（1990-），女，宁夏银川人，硕士。E-mail： nxyuhq@163.com
基金资助:
国家牧草产业技术体系盐池综合试验站(CARS-34);宁夏自治区重点研发项目(2020BBF03015);宁夏农林科学院科技平台建设提升项目(NKYP-22-06);宁夏农牧交错带温性草原生态系统定位观测研究站和宁夏青年拔尖人才培养工程资助

Effects of the amount and timing of subsurface drip irrigation on alfalfa seed production

Hong-qian YU¹^,²(), Xue-peng MA¹, Han-guo ZENG³, Xiao-yan SHAN¹, Man-li LI³, Zhan-jun WANG¹^,²()

^1.Institute of Forestry and Grassland Ecology，Ningxia Academy of Agricultural and Forestry Sciences，Yinchuan 750001，China
^2.Key Laboratory of Desertification Control and Soil and Water Conservation of Ningxia，Yinchuan 750001，China
^3.College of Grassland Science and Technology，China Agricultural University，Key Laboratory of Pratacultural Science，Beijing Municipality，Beijing 100193，China

Received:2025-02-13 Revised:2025-04-15 Online:2026-01-20 Published:2025-11-13
Contact: Zhan-jun WANG

摘要/Abstract

摘要：

灌水是提高紫花苜蓿种子产量的重要管理手段，为了明确滴灌时期和水量对紫花苜蓿种子产量组分和实际产量的影响，探讨水分影响种子产量形成的机制，以‘甘农4号’紫花苜蓿为材料，2021-2022年开展田间精细化灌水试验，设置灌水时期（现蕾期、盛花期、现蕾期+盛花期）和灌水量（225、450 m³·hm^-2）两个因素，测定土壤水分含量、种子产量因子和产量，并分析它们之间的相关性。结果表明：1）灌水时期是影响种子产量的主因素，灌水量可影响种子数/小荚；2）现蕾期灌水与花序数/生殖枝呈显著正相关，现蕾期+盛花期灌水与种子产量呈显著正相关；3）20~40 cm土层土壤水分含量、收获期土壤水分含量、花序数/生殖枝、小花数/花序和荚果数/花序对种子产量的影响具有直接效应。因此，适宜宁夏中部干旱半干旱区的地下滴灌方案为现蕾期灌水225 m³·hm^-2，盛花期灌水225~450 m³·hm^-2，配合冬灌450 m³·hm^-2。

关键词: 滴灌, 灌水时期, 灌水量, 紫花苜蓿, 种子产量, 产量组分

Abstract:

Irrigation is an important management method to improve alfalfa （Medicago sativa） seed yield. In this study， we aimed to elucidate the impact of the timing and volume of drip irrigation on the yield components and actual yield of alfalfa seeds， and to investigate the mechanisms by which water influences seed yield formation. A field irrigation experiment was conducted from 2021 to 2022 using the alfalfa variety ‘Gannong No.4’. The experiment included two factors： irrigation timing （budding stage， full flowering stage， and a combination of budding stage+full flowering stage） and irrigation volume （225 and 450 m³·ha^-1）. Measurements of soil water content， seed yield components， and seed yield were obtained， and the correlations among these variables were analyzed. The findings indicated that： 1） The timing of irrigation was the primary factor influencing seed yield， while the irrigation volume affected the number of seeds per pod. 2） Significant positive correlations were detected between irrigation at the budding stage and the number of inflorescences per stem， and between irrigation at both the budding and full flowering stages and the overall seed yield. 3） The seed yield was directly influenced by several factors， including the soil water content within the 20-40 cm soil layer， the soil water content at the harvest stage， the number of inflorescences per stem， the number of flowers per inflorescence， and the number of pods per inflorescence. These results indicate that the optimal underground drip irrigation strategy for the arid and semi-arid regions of central Ningxia involves applying water at 225 m³·ha^-1 during the budding stage， 225-450 m³·ha^-1 during the full flowering stage， and 450 m³·ha^-1 during the winter stage.

Key words: drip irrigation, irrigation stage, irrigation volume, alfalfa, seed yield, yield components

俞鸿千, 马雪鹏, 曾翰国, 单晓艳, 李曼莉, 王占军. 地下滴灌时期和水量对紫花苜蓿种子生产的影响[J]. 草业学报, 2026, 35(1): 53-64.

Hong-qian YU, Xue-peng MA, Han-guo ZENG, Xiao-yan SHAN, Man-li LI, Zhan-jun WANG. Effects of the amount and timing of subsurface drip irrigation on alfalfa seed production[J]. Acta Prataculturae Sinica, 2026, 35(1): 53-64.

图/表 9

图1 2019-2022年月均温和降水量

Fig.1 Mean monthly temperature and precipitation in 2019-2022

图2 2021年6月试验小区俯拍T1为现蕾期灌水；T2为盛花期灌水；T3为现蕾期+盛花期灌水。V1为每次灌水225 m3·hm-2；V2为每次灌水450 m3·hm-2。“-1、-2、-3、-4”分别为小区重复数。T1 is irrigation at the budding stage， T2 is irrigation at the full flowering stage， T3 is irrigation at both the budding stage and the full flowering stage， V1 is 225 m3·ha-1 for each irrigation， V2 is 450 m3·ha-1 for each irrigation. “-1， -2， -3， -4” are the number of plot repeats.

Fig.2 Overhead view of the experimental plot in June 2021

表1 2021-2022年紫花苜蓿种子田生育期

Table 1 Alfalfa seed field growth period in 2021-2022 （月-日Month-day）

年份

Year

返青期

Regeneration stage

分枝期

Branching stage

现蕾期

Budding stage

初花期

Early flowering stage

盛花期

Full flowering stage

结荚期

Podding stage

收获期

Harvest stage

图3 2021-2022年土壤水分含量方差分析红色、绿色、蓝色分别为现蕾期（T1）、盛花期（T2）、现蕾期+盛花期（T3）灌水；空心为每次灌水225 m3·hm-2 （V1），实心为每次灌水450 m3·hm-2 （V2）；下同。不同大写、小写字母分别表示相同生育期内各处理在0.01和0.05水平差异显著。Red is irrigation at the budding stage （T1）， green is irrigation at the full flowering stage （T2）， and blue is irrigation at both the budding stage and the full flowering stage （T3）. The hollow is 225 m3·ha-1 for each irrigation （V1）， and the solid is 450 m3·ha-1 for each irrigation （V2）. The same below. Different uppercase and lowercase letters indicated significant differences at the levels of 0.01 and 0.05 among different treatments during the same growth period， respectively.

Fig.3 Analysis of variance of soil water content from 2021 to 2022

图4 2021年种子产量因子及种子产量的双因素方差分析T表示不同灌水时期；V表示不同灌水量；T×V表示灌水时期和灌水量交互作用。“n.s.”表示无显著差异，不同小写字母表示差异在0.05水平显著。下同。T indicates different irrigation periods； V indicates different irrigation amounts； T×V indicates the interaction between irrigation period and irrigation amount. n.s. indicates no significant difference， and different lowercase letters indicate significant differences at the 0.05 level. The same below.

Fig.4 Two-way ANOVA of seed yield factors and seed yield in 2021

图5 2022年种子产量因子及种子产量的双因素方差分析

Fig.5 Two-way ANOVA of seed yield factors and seed yield in 2022

图6 灌水时期与产量因子、产量的相关性分析*和**分别表示在0.05和0.01水平显著相关。* and ** indicate significant correlations at the 0.05 and 0.01 levels， respectively.

Fig.6 Point-Biserial correlation analysis between irrigation period with yield factor and yield

图7 土壤水分、产量因子与种子产量的结构方程模型图中因子均为测量变量，蓝色为不同土层土壤水分含量，绿色为不同生育期土壤水分含量，黄色为种子产量因子。红色和黑色实线分别表示在0.01水平有显著正向和负向影响，线条上的数字表示标准化路径系数，图中仅展示显著相关的路径。The factors in the figure are all measured variables， blue is the soil moisture content of different soil layers， green is the soil moisture content of different growth stages， and yellow is the seed yield factor. The solid red and black lines indicate significant positive or negative effects at the 0.01 level， respectively， and the value on the lines represent the standardized path coefficients， and only the significantly correlated paths are shown in the graph. GFI：拟合指数Goodness of fit index； CFI：相对拟合指数Comparative fit index.

Fig.7 Structural equation model of soil moisture， yield factors and seed yield

图8 结构方程模型变量效应值

Fig.8 Structural equation model variable effect sizes

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Effects of the amount and timing of subsurface drip irrigation on alfalfa seed production

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