地表水与地下水灌溉对紫花苜蓿水分利用效率及生产特性的影响

doi:10.11733/j.issn.1007-0435.2026.03.035

草地学报 ›› 2026, Vol. 34 ›› Issue (3): 1128-1136.DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2026.03.035

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地表水与地下水灌溉对紫花苜蓿水分利用效率及生产特性的影响

杨禾雨¹, 郝俊峰¹, 王志军¹, 贾玉山¹, 范美超², 格根图¹

1. 内蒙古农业大学草业学院/农业农村部饲草栽培、加工与高效利用重点实验室, 内蒙古呼和浩特 010019;
2. 巴彦淖尔市畜牧业服务中心, 内蒙古巴彦淖尔 015000

收稿日期:2025-04-18 修回日期:2025-05-14 发布日期:2026-03-23
通讯作者: 格根图，E-mail：gegentu@163.com
作者简介:杨禾雨（1998-），男，蒙古族，内蒙古赤峰人，硕士研究生，主要从事牧草加工与利用方向研究，E-mail：1175922282@qq.com；
基金资助:
财政部和农业农村部：国家现代农业产业技术体系；国家草业技术创新中心（筹）重大创新平台建设专项——优质饲草生产与草产品加工关键技术研发及示范（CCPTZX2023B07）资助

Effects of Surface Water and Groundwater Irrigation on Water Use Efficiency and Production Characteristics of Alfalfa

YANG He-yu¹, HAO Jun-feng¹, WANG Zhi-jun¹, JIA Yu-shan¹, FAN Mei-chao², GE Gen-tu¹

1. Key Laboratory of Forage Cultivation, Processing and Efficient Utilization, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Hohhot, Inner Mongolia 010019, China;
2. Bayannur Animal Husbandry Service Center, Bayannur, Inner Mongolia 015000, China

Received:2025-04-18 Revised:2025-05-14 Published:2026-03-23

摘要/Abstract

摘要： 本研究以紫花苜蓿（Medicago sativa L.）为试验材料，通过田间控制试验，采用随机区组设计，开展了灌溉水温（地表水与地下水）和灌溉量（65%~75%田间持水量，55%~65%田间持水量，45%~55%田间持水量）的变化对产量、品质及灌溉水利用效率影响的研究。分析了干草产量、灌溉水利用效率以及粗蛋白、灰分、酸性洗涤纤维含量、相对饲喂价值等指标，确定了紫花苜蓿高产、高品质、高水效的灌溉方式，以期为优化苜蓿灌溉管理和高效生产提供理论依据和实践指导。主要研究结果如下：地表水较地下水灌溉显著提高了干草产量（17.36%~21.72%）、粗蛋白含量（4.98%~7.07%）、粗灰分含量（0.47%~1.25%）及相对饲喂价值（3.61~5.53），降低了酸性洗涤纤维含量（1.06%~2.98%）和中性洗涤纤维含量（1.97%~4.42%）；轻度干旱胁迫下粗蛋白（20.33%）、粗灰分（8.22%）、酸性洗涤纤维（22.48%）、中性洗涤纤维（39.96%）和相对饲喂价值（168.75）达最优值。重度干旱胁迫下地表水处理灌溉水利用效率最高（2.73 kg·m^-³）。地下水与重度干旱胁迫协同抑制根系生理活性，加剧产量和品质下降并降低水分利用效率。

关键词: 灌溉水温, 灌溉量, 干草产量, 灌溉水利用效率, 苜蓿营养品质

Abstract: In this study， alfalfa（Medicago sativa L.）was used as the experimental material. Through field control experiments and randomized block design， the effects of irrigation water temperature （surface water and groundwater） and irrigation amount （65%-75% field capacity， 55%-65% field capacity， 45%-55% field capacity） on yield， quality and irrigation water use efficiency of alfalfa were studied. Hay yield， irrigation water use efficiency， crude protein， ash， acid detergent fiber content and relative feeding value of alfalfa were analyzed， and the irrigation methods with high yield， high quality and high water efficiency of alfalfa were determined， in order to provide theoretical basis and practical guidance for optimizing irrigation management and efficient production of alfalfa. The main results are as follows， compared with groundwater irrigation， surface water irrigation significantly increased hay yield （17.36%-21.72%）， crude protein content （4.98%-7.07%）， crude ash content （0.47%-1.25%） and relative feeding value （3.61%-5.53%）， and decreased acid detergent fiber content （1.06%-2.98%） and neutral detergent fiber content （1.97%-4.42%）. Under mild drought stress， crude protein （20.33%）， crude ash （8.22%）， acid detergent fiber （22.48%）， neutral detergent fiber （39.96%） and relative feeding value （168.75） reached the optimal value. The irrigation water use efficiency of surface water treatment was the highest （2.73 kg·m^-3） under severe drought stress. Groundwater and severe drought stress synergistically inhibited root physiological activity， aggravated the decrease of yield and quality， and reduced water use efficiency.

Key words: Irrigation water temperature, Irrigation amount, Hay yield, Irrigation water use efficiency, Nutritional quality of alfalfa

中图分类号:

S816

杨禾雨, 郝俊峰, 王志军, 贾玉山, 范美超, 格根图. 地表水与地下水灌溉对紫花苜蓿水分利用效率及生产特性的影响[J]. 草地学报, 2026, 34(3): 1128-1136.

YANG He-yu, HAO Jun-feng, WANG Zhi-jun, JIA Yu-shan, FAN Mei-chao, GE Gen-tu. Effects of Surface Water and Groundwater Irrigation on Water Use Efficiency and Production Characteristics of Alfalfa[J]. Acta Agrestia Sinica, 2026, 34(3): 1128-1136.

参考文献

[1] LI G. Research progress of alfalfa [ J ].Anhui Agronomy Bulletin， 2019，25（14）： 71-75李刚. 紫花苜蓿研究进展[J]. 安徽农学通报，2019，25（14）：71-75
[2] LÜ Y R，WANG J H，YIN M H，et al. Effects of planting and nitrogen application patterns on alfalfa yield，quality，water-nitrogen use efficiency，and economic benefits in the Yellow River irrigation region of Gansu Province，China[J]. Water，2023，15（2）：251
[3] YU J H，ZHOU H P. Study on water temperature of agricultural irrigation[J]. Modern Agricultural Sciences and Technology，2008（8）：123-125，127于江海，周和平. 农业灌溉水温研究[J]. 现代农业科技，2008（8）：123-125，127
[4] JI H Y，LI P，FU Y B，et al. Simulation and validation of coupled water-heat transfer in the grey dessert soil in different water temperatures during surface drip irrigation[J]. Xinjiang Agricultural Sciences，2018，55（2）：319-327吉恒莹，李磐，付彦博，等. 不同滴灌水温在灰漠土中水热耦合模拟与验证[J]. 新疆农业科学，2018，55（2）：319-327
[5] JIA Y，WANG J，QU Z，et al. Effects of low water temperature during reproductive growth on photosynthetic production and nitrogen accumulation in rice[J]. Field Crops Research，2019，242：107587
[6] XUE H，DUAN Z Q，DONG J L，et al. Effects of root zone temperature on cucumber growth，yield and nitrogen use efficiency[J]. Soils，2015，47（5）：842-846薛鹤，段增强，董金龙，等. 根区温度对黄瓜生长、产量及氮肥利用率的影响[J]. 土壤，2015，47（5）：842-846
[7] XIA Z Q，LU H D. Research progress in regulation of soil temperature on crop root zone environment and maize root cap growth[J]. Journal of Maize Sciences，2020，28（3）：99-104夏镇卿，路海东. 土壤温度对作物根区环境及玉米根冠生长的调控研究进展[J]. 玉米科学，2020，28（3）：99-104
[8] LI M W， FAN Z A， ZHAO Y Q，et al. Response of alfalfa water requirement to climate change in northern Shanxi[J]. Journal of Irrigation and Drainage，2024，43（S1）：135-139李孟蔚，樊子菡，赵永强，等. 晋北紫花苜蓿需水量对气候变化的响应[J]. 灌溉排水学报，2024，43（S1）：135-139
[9] KANG S Z， HUO Z L， LI W H. Research status and prospect of agricultural efficient water use and eco-environmental effects in arid areas[J].China Science Foundation，2016，30（3）： 208-212康绍忠，霍再林，李万红. 旱区农业高效用水及生态环境效应研究现状与展望[J]. 中国科学基金， 2016， 30（3）： 208-212
[10] LIU J，LUO Y Z，CHEN G P. Effects of soil moisture stress on biomass allocation of Medicago sativa cv. xinjiangdaye[J]. Arid Zone Research，2019，36（3）：639-644柳佳，罗永忠，陈国鹏. 土壤水分胁迫对新疆大叶苜蓿构件生物量分配的影响[J]. 干旱区研究，2019，36（3）：639-644
[11] KOU D， SU D R， WU D， et al. Effects of regulated deficit irrigation on water consumption， hay yield and quality of alfalfa under subsurface drip irrigation[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering （Transactions of the CSAE）， 2014， 30（2）： 116-123寇丹，苏德荣，吴迪，等. 地下调亏滴灌对紫花苜蓿耗水、产量和品质的影响[J]. 农业工程学报，2014，30（2）：116-123
[12] HUO H L，WANG Q，ZHANG E H，et al. Effects of irrigation and phosphorus supply levels on hay yield and quality of alfalfa[J]. Research of Soil and Water Conservation，2014，21（1）：117-121，126霍海丽，王琦，张恩和，等. 灌溉和施磷对紫花苜蓿干草产量及营养成分的影响[J]. 水土保持研究，2014，21（1）：117-121，126
[13] SUN H Y. Study on water production function and optimal irrigation schedule of alfalfa[D]. Hohhot：Inner Mongolia Agricultural University，2008：14-43孙海燕. 紫花苜蓿水分生产函数及优化灌溉制度的研究[D]. 呼和浩特：内蒙古农业大学，2008：14-43
[14] MA Y L. Effects of water regulation on alfalfa yield，quality and soil environment under subsurface drip irrigation in desert irrigation area[D]. Lanzhou：Gansu Agricultural University，2018：21-62马彦麟. 水分调控对荒漠灌区地下滴灌紫花苜蓿产量、品质及土壤环境的影响[D]. 兰州：甘肃农业大学，2018：21-62
[15] DONG G F，CHENG Z Y，ZHANG Z H，et al. Effects of regulated deficit irrigation on water use efficiency and quality of alfalfa[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering，2006，22（5）：201-203董国锋，成自勇，张自和，等. 调亏灌溉对苜蓿水分利用效率和品质的影响[J]. 农业工程学报，2006，22（5）：201-203
[16] ZHAO H，LIANG Z，WU C Y，et al. Effects of different irrigation water temperatures on photosynthesis and fruit quality of jujube[J]. Journal of Shihezi University（ Natural Science），2020，38（3）：318-324赵航，梁智，吴翠云，等. 不同灌溉水温对骏枣光合特性及果实品质的影响[J]. 石河子大学学报（自然科学版），2020，38（3）：318-324
[17] FENG Y L，LIU E J，CUI Z X. Effects of root temperature on tomato （Ⅱ）—effects of root temperature on photosynthesis and water metabolism of tomato[J]. Bulletin of Botanical Research，1996，16（2）：214-218冯玉龙，刘恩举，崔臻祥. 根系温度对番茄的影响（Ⅱ）——根系温度对蕃茄光合作用和水分代谢的影响[J]. 植物研究，1996，16（2）：214-218
[18] GAO Y，YONG S N，WANG J F. Effects of experimental warming on soil enzyme activities in different seasons of the alpine swamp meadow ecosystem on the Qinghai-Tibet Plateau[J]. Ecological Science，2023，42（1）：1-10高钰，雍少宁，王俊峰. 增温对青藏高原高寒沼泽草甸不同时期土壤酶活性的影响[J]. 生态科学，2023，42（1）：1-10
[19] KOU D. Effects of drip irrigation on yield，quality and water consumption of Medicago sativa L[D]. Beijing：Beijing Forestry University，2014：19-53寇丹. 西北旱区地下调亏滴灌对苜蓿（Medicago sativa L.）产量、品质及耗水量的影响[D]. 北京：北京林业大学，2014：19-53
[20] HAN G，DANG Q，ZHAO Z. Response of antioxidation protection system of Hedysarum scoparium to drought stress[J]. Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica，2008，28（5）：1007-1013韩刚，党青，赵忠. 干旱胁迫下沙生灌木花棒的抗氧化保护响应研究[J]. 西北植物学报，2008，28（5）：1007-1013
[21] LUO Q H，WU J，BAI B，et al. Effects of low temperature irrigation at booting stage on physiological characteristics of sword leaves and spikelets in rice[J]. Acta Agriculturae Boreali-Sinica，2020，35（3）：111-118罗秋红，吴俊，柏斌，等. 孕穗期低温灌溉对水稻剑叶和颖花生理特征的影响[J]. 华北农学报，2020，35（3）：111-118
[22] FU S L，ZHOU Y B，HE X Y，et al. Effects of drought stress on photosynthesis physiology of Populus pseudo-simonii[J]. Chinese Journal of Applied Ecology，2006，17（11）：2016-2019付士磊，周永斌，何兴元，等. 干旱胁迫对杨树光合生理指标的影响[J]. 应用生态学报，2006，17（11）：2016-2019
[23] GODDEK S，ESPINAL C，DELAIDE B，et al. Navigating towards decoupled aquaponic systems：a system dynamics design approach[J]. Water，2016，8（7）：303
[24] WANG Y P. Distribution characteristics，migration and transformation of nutrient salts in surface sediments of Jinpen Reservoir[D]. Xi’an：Xi’an University of Architecture and Technology，2017：15-54王亚平. 金盆水库表层沉积物中营养盐的分布特征与迁移转化[D]. 西安：西安建筑科技大学，2017：15-54
[25] LAWLOR D W，CORNIC G. Photosynthetic carbon assimilation and associated metabolism in relation to water deficits in higher plants[J]. Plant，Cell & Environment，2002，25（2）：275-294
[26] LAWLOR D W，TEZARA W. Causes of decreased photosynthetic rate and metabolic capacity in water-deficient leaf cells：a critical evaluation of mechanisms and integration of processes[J]. Annals of Botany，2009，103（4）：561-579
[27] JI L. Nitrogen absorption and distribution characteristics of rice genotype （Oryza sativa） with high nitrogen utilization efficiency[D]. Yaan：Sichuan Agricultural University，2013：21-90戢林. 氮高效利用基因型水稻（Oryza sativa）氮素吸收分配特性研究[D]. 雅安：四川农业大学，2013：21-90
[28] FAN W G，GE H M. Effects of nitrogen fertilizer of different forms and ratios on the growth，nitrogen absorption and utilization of young navel orange trees grafted on Poncirus trifoliata[J]. Scientia Agricultura Sinica，2015，48（13）：2666-2675樊卫国，葛会敏. 不同形态及配比的氮肥对枳砧脐橙幼树生长及氮素吸收利用的影响[J]. 中国农业科学，2015，48（13）：2666-2675
[29] MARGESIN R，LUDWIKOWSKI T M，KUTZNER A，et al. Low-temperature biodegradation of lignin-derived aromatic model monomers by the cold-adapted yeast Rhodosporidiobolus colostri isolated from alpine forest soil[J]. Microorganisms，2022，10（3）：515
[30] ROMERO-OLIVARES A L，ALLISON S D，TRESEDER K K. Decomposition of recalcitrant carbon under experimental warming in boreal forest[J]. Plos One，2017，12（6）：e0179674
[31] ZHOU P L，LI Q Y，LIU G L，et al. Transcriptomic analysis of chilling-treated tobacco （Nicotiana tabacum） leaves reveals chilling-induced lignin biosynthetic pathways[J]. Current Science，2019，117（11）：1885
[32] NAKAHAMA K，URATA N，SHINYA T，et al. RNA-seq analysis of lignocellulose-related genes in hybrid Eucalyptus with contrasting wood basic density[J]. BMC Plant Biology，2018，18（1）：156
[33] ZHU R Q，LIU M L，LI G，et al.Responses of leaf functional traits of Reaumuria soongorica in two different desert habitats[J]. Journal of Northwest Forestry University，2020，35（5）：29-34朱瑞清，刘美玲，李刚，等. 2种水分生境下红砂叶片功能性状的响应及适应机制[J]. 西北林学院学报，2020，35（5）：29-34
[34] XUE S，WANG P H，XU D Q，et al.Effects of water stress on CO₂ assimilation of two winter wheat cultivars with different drought resistance[J].Acta Phytophysiologica Sinica，1992，18（1）：1-7薛崧，汪沛洪，许大全，等. 水分胁迫对冬小麦CO₂同化作用的影响[J]. 植物生理学报，1992，18（1）：1-7
[35] LI Y，QIMAN Y N S，ZHU Y. Effects of water stress on photosynthetic characteristics and biomass partition of Elaeagnus moorcroftii [J].Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica，2006（12）：2493-2499李阳，齐曼·尤努斯，祝燕. 水分胁迫对大果沙枣光合特性及生物量分配的影响[J]. 西北植物学报，2006，26（12）：2493-2499
[36] LI T Q，ZHAO L X，LIN Z L，et al. Effects of irrigation amount on alfalfa yield and water use efficiency in horqin sandy land[J]. Chinese Journal of Grassland，2020，42（2）：117-123李天琦，赵力兴，林志玲，等. 灌溉量对科尔沁沙地紫花苜蓿产量和水分利用效率的影响[J]. 中国草地学报，2020，42（2）：117-123
[37] LIANG J S，ZHANG S H，CAO X Z. Effect of changes of temperature around roots in relation to wateruptake by roots and leaf transpiration[J]. Acta Botanica Sinica，1998，40（12）：1152-1158梁建生，张建华，曹显祖. 根系环境温度变化对根系吸水和叶片蒸腾的影响[J]. 植物学报，1998，40（12）：1152-1158
[38] SU Y Y，GUO X H，LEI T，et al. Three-dimensional model of soil water and heat transfer in orchard root zone under water storage pit irrigation[J]. Water，2022，14（11）：1813

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[1]	魏孔涛, 曹铨, 张正社, 张春平, 俞旸, 周泽, 张雪, 王鑫鑫, 岳思玉, 董全民. 不同燕麦品种的干草产量和种子产量相关特性及影响因素研究[J]. 草地学报, 2026, 34(2): 531-542.
[2]	吴世文, 南丽丽, 陈孝善, 傅俊士, 张泽龙, 郭钊. 不同紫花苜蓿-禾草混播方式对干草产量及土壤养分的影响[J]. 草地学报, 2025, 33(3): 975-983.
[3]	胡伟, 刘文辉, 刘凯强, 吴雨涵. 基于最小数据集土壤质量评价及生物指标的确立[J]. 草地学报, 2024, 32(12): 3855-3867.
[4]	张晴晴, 杜艺, 张玉林, 张志浩, 张波, 鲁艳, 曾凡江. 块茎形成期不同灌溉量对油莎豆产量和品质的影响[J]. 草地学报, 2024, 32(11): 3636-3645.
[5]	吴雨涵, 刘文辉, 刘凯强, 秦燕, 刘慢. 13份无芒雀麦种质资源生产性能的综合评价及筛选[J]. 草地学报, 2023, 31(11): 3472-3483.
[6]	范燕闯, 王俊锋, 高嵩, 李志坚. 芽菜收获对松嫩盐碱化紫花苜蓿草地综合收益的影响[J]. 草地学报, 2022, 30(9): 2460-2468.
[7]	李生仪, 孙延亮, 刘选帅, 赵俊威, 赵建涛, 马春晖, 张前兵. 磷肥对滴灌苜蓿根际土壤微环境及干草产量的影响[J]. 草地学报, 2022, 30(2): 495-502.
[8]	李天琦, 林志玲, 卢轩, 黄佳媛, 杨宁, 沃野, 高凯, 柳小妮, 王显国. 灌溉量对科尔沁沙地紫花苜蓿土壤速效养分分布及淋失的影响[J]. 草地学报, 2021, 29(7): 1454-1461.
[9]	李文晶, 王俊锋, 高晓荻, 石玉杰, 穆春生. 干旱条件下氮磷添加对羊草干草产量及饲用品质的影响[J]. 草地学报, 2021, 29(4): 743-748.
[10]	付东青, 王彦超, 宋磊, 王旭哲, 张凡凡, 马春晖. 施氮量和种植密度对石河子复播早熟饲用燕麦生产性能的影响[J]. 草地学报, 2021, 29(10): 2364-2371.
[11]	王伟强, 刘晶, 田新会, 杜文华. 甘农4号’小黑麦品种在青海省不同区域的适应性评价[J]. 草地学报, 2020, 28(6): 1626-1634.
[12]	马钊, 郑桂亮, 何峰, 仝宗永, 姬娇娇, 徐洪雨, 李振松, 曹婧, 万里强, 李向林. 施用有机无机复混肥对盐碱地紫花苜蓿生产性能、营养品质和土壤养分含量的影响[J]. 草地学报, 2019, 27(2): 466-472.
[13]	田春丽, 李斌, 刘芳, 介晓磊, 刘世亮, 胡华锋. 硒锌和富啡酸配施对紫花苜蓿叶片抗氧化酶活性及产量的影响[J]. 草地学报, 2018, 26(4): 935-941.
[14]	李玉珠, 吴芳, 张贞明, 师尚礼, 白小明. 西北荒漠灌区覆膜对紫花苜蓿农艺性状和营养价值的影响[J]. 草地学报, 2018, 26(3): 748-756.
[15]	郭学良, 李卫军. 不同灌溉方式对紫花苜蓿产量及灌溉水利用效率的影响[J]. 草地学报, 2014, 22(5): 1086-1090.