全 文 ：第 25卷第 6期
2005 年 12月 水土保持通报Bulle tin of Soil and Water Conservation Vol.25 , No.6Dec., 2005
　
　　收稿日期:2005-01-07　　　
　　资助项目:西部科技开发行动(2002BA901A37);石河子大学青年基金(3003—822536)
　　作者简介:范文波(1975—),男(汉族),宁夏回族自治区人 , 硕士。主要从事水土保持和节水灌溉方面的研究。电话(0993)2373685 , E-mail:
ljf205@163.net。
盐碱地人工种植芨芨草需水规律研究
范文波1 , 2 , 刘焕芳1 , 2 , 吴海江3 , 马富裕2 , 王振华1 , 2
(1.石河子大学 水利建筑工程学院 , 新疆 石河子 832003;2.新疆兵团绿洲生态农业重点实验室 ,
新疆 石河子 832003;3.石河子市玛纳斯河流域管理处 , 新疆 石河子 832000)
摘　要:芨芨草是盐碱化土地改良中的先锋草种。通过对人工种植芨芨草需水规律的研究 ,发现其从返青
期到抽穗期耗水强度和需水量呈增长趋势。从抽穗期到结实期呈下降趋势 ,其中在抽穗期 , 耗水强度和需
水量模数均达到最高值。此外 ,初步提出了盐碱地芨芨草灌溉制度以供生产实际参考。
关键词:芨芨草;盐碱地;需水规律
文献标识码:A　　 　　文章编号:1000—288X(2005)06—0050—03　　 中图分类号:Q949.714.2
Research on Water-requirement Law of Artificial Planted
Splendens in Saline-Alkali Land
FAN Wen-bo1 ,2 , LIU Huan-fang1 ,2 , WU Hai-jiang 3 , MA Fu-yu2 , WANG Zhen-hua1 ,2
(1.College of Water Conservancy Architectural Engineering , Shihezi University ,
Shihezi 832003 , Xinjiang Wei Autonomous Region , China;2.Key Laboratory of Oasis
Ecological Agriculture of X injiang Formation , Shihezi 832003 , X injiang Wei Autonomous Region , China;
3.Administrative Of fice of Manasi River Valley in S hihezi City , Shihezi 832000 , Xinjiang Wei Autonomous Region , China)
Abstract:A.splendens is a pioneer plant in saline-alkali soil ameliortion.By coducting research on w ater-re-
quiement law of planted A .splendens artificially , it w as found that w ater-consuming and w ater-requiement tended
to increase by degree during turning g ree and heading stage , while it tended to decrease during heading stage and
the f ruit-beary stage.Water-consuming and w ater-requiement were the highest during heading stage.Further-
more , a preliminary system of i rrigation on A.splendens in saline-alkali land w as suggested.
Keywords:A.splendens;saline-alkali land;water-requirement law
　　土地盐碱化是引起生态环境恶化的主要原因之
一 ,盐碱化土地改良已成为世界性课题 。我国现有盐
碱化土地面积约 1.00×108 hm2 ,新疆拥有我国 1/6
的疆域 ,由于独特的成土过程和传统的大水漫灌使得
盐碱化面积位居全国之首;耕地中盐碱化土地面积达
到 1.10×106 hm2 ,荒地中盐碱化土地面积达到 1.20
×107 hm2[ 1] 。可见 ,新疆盐碱化土地的改良在全国
盐碱化土地的防治中占有重要地位 。
在长期的生物演替中 ,盐碱化土地上也幸存下来
了一批生态植物 ,它们表现出较强的耐盐碱性 ,形成
了独特的盐生植物特性。芨芨草就是其中的代表 ,而
且已经成为盐碱地改良中的先锋草种 。在国内有关
芨芨草的记载最早见于《汉书·五行志》“萁草 ,似荻而
细” ,其后也有一些研究 ,但多局限于群落类型 、地理
分布等方面[ 2] 。近年来随着科技的发展和认识水平
的提高 ,对芨芨草的利用也越来越广泛 。人们发现它
的茎是优质的造纸原料 ,叶可以做饲料 。因此 ,在干
旱地区芨芨草的生态价值和经济潜力也越来越受到
重视。石河子市造纸厂在人工栽培和驯化方面做了
大量工作 ,并取得了成功 。从 1998年开始进行大田
栽植 ,至今已经种植了 667.7 hm2 。本文就盐碱地人
工种植芨芨草的需水规律进行研究 ,以为今后深入研
究其在盐碱地改良中的作用作以铺垫。
1　芨芨草的生物特性
芨芨草属隶属于禾本科 ,全世界有 23种 1变种 ,
中国有16种 ,新疆有 4种 ,它们是芨芨草 A.splendens
(Trin .)Neski ,锦鸡儿芨芨草 A.caragana(Trin .)Nes-
ki ,醉马芨芨草 A.inebrians(Hance)Keng ,羽茅芨芨草
A.sibiricum(L)Keng。其中 , A.splendens 分布最广 ,
主要分布在北方 13 个省区;在新疆广布于全疆各
地[ 3] 。本文所研究对象也是 A.splendens。
DOI :10.13961/j .cnk i.stbctb.2005.06.012
芨芨草为多年生草本 ,根系发达 ,秆丛生 ,坚硬 ,
高 0.5 ～ 2.5 m ,粗 3 ～ 5 mm ,基部宿存黄褐色枯萎叶
鞘。叶片坚韧 ,卷折 ,长 30 ～ 60 cm 。圆锥花序开展 ,
长40 ～ 60 cm;小穗长 4.4 ～ 6.5 mm ,灰绿或带紫色 ,
含 1小花 ,颖膜质 ,芒自外稃齿间伸出 ,易落。
2　方法与地点
2.1　实验地点
实验地点位于新疆石河子市 142团 ,东泉乡天宏
造纸厂人工种植芨芨草基地 。地下潜水埋深约 2.5
m 。实验小区为西 16#和南 10# ,土壤 pH 值为 9.0 ,
总盐度为2.10。所测芨芨草均为 4 a生植株 。
2.2　测定内容及方法
通过监测土壤水分变化来研究芨芨草在整个生
育阶段的需水规律 。对水分的监测主要采用烘干法
和中子仪法 。测试深度为 140 cm 。中子仪采用美国
CPN 公司生产的 503DR.9 中子仪。水分监测过程
中每 3 d测 1次 ,下雨或灌溉后则须加测。
2.3　田间耗水强度的计算依据
根据《灌溉实验规范》(SL13-90)规定[ 4] ,作物
需水量的计算公式为:
ET 1-2 =10∑γiHi +(θi1 -θi 2)+M + (1)
P +K +C
式中:ET 1-2 ——— 阶段需水量(mm/d);γi ——— 第 i
层的土壤干容重(g/cm3);Hi ———第 i层的土壤厚度
(cm);θi1 , θi 2 ——— 第 i 层的土壤在计算时段始末的
含水量(干容重的百分率);M , P , K , C ———时段内
灌水量 、降雨量 、地下水补给量和排水量(mm)。
试验区地下水较低 ,再结合其它条件 ,可以认为
K =C =0。
则(1)式为:
　ET 1-2 =10 ∑γiHi +(θi 1 -θi2)+M +P (2)
测定出作物根系区土壤平均耗水量 ,则可近似算
出作物根系耗水情况 ,从而得到各时段田间耗水量 。
时段内灌水定额可以根据文献[ 1] 列方程计算出:
M =667γH (θmax -θmin) (3)
式中:M ——— 灌水定额(mm);γ——— 土壤干容重
(g/cm3);H ——— 灌溉计划湿润层深度(cm)。
预测灌水周期 T 用下式计算:
T =ηM/ ETα (4)
式中:T ———预测灌水周期(d);η———灌溉水利用
率(%);M ———灌水定额(mm);ETα———作物平均
耗水量(mm/d)。
3　结果与分析
3.1　田间耗水强度
测定西 16# 、南 2#地芨芨草生长过程平均日耗
水强度见表 1 。
　　表 1　不同时期芨芨草耗水强度平均数值　　mm/ d
地 名 返青期 拔节期 抽穗期 结实期
西 16# 1.42 3.44 3.31 1.71
南 2# 1.78 3.59 4.09 2.67
　　从表中可以看出 ,从返青期到抽穗期平均日耗水
强度变化呈增长趋势 ,从抽穗期到结实期呈下降趋
势 。可知在返青期日耗水强度为 1.42 ～ 1.78mm/d;
在拔节期为 3.44 ～ 3.59 mm/d;结实期在 1.71 ～
2.67 mm/d间。其中抽穗期为耗水量的最大期 ,日耗
水强度在 3.31 ～ 4.09 mm/d间。
3.2　田间需水规律
计算芨芨草生长过程中需水量及需水模数 ,见表
2 。各生育阶段时期分别为:返青期 0420—0610 ,拔
节 期 0610 —0720 , 抽 穗 期 0720 —0830 , 结 实 期
0830—0920。
表 2　田间需水规律
地 名 生育阶段 返青期 拔节期 抽穗期 结实期 全生育期
西 16#
南 2#
需水量/mm 99.40 137.60 132.40 51.30 420.70
需水模数/ % 23.63 32.71 31.47 12.19 100.00
需水量/mm 124.60 143.60 163.60 80.10 511.90
需水模数/ % 24.34 28.05 31.96 15.65 100.00
　　结果表明 ,芨芨草在生长过程中 ,各时期对水分
的需求量并不相同。需水模数在返青期为 23.63%
～ 24.34%;拔节期为 28.05%～ 32.71%;抽穗期为
31.47%～ 31.96%;结实期为 12.19%～ 15.65%。
总的来讲 ,从返青期到抽穗期依次增强 ,从抽穗期至
结实期减少。这与芨芨草的田间耗水强度规律一致。
可见在生长高峰期需水也达到最大 。
3.3　灌溉制度
主要根系活动层可以根据水分变化最活跃层来
判断。芨芨草是抗旱性较强的草种 ,观测各个生育期
主要根系活动层及水分下限 ,综合分析其它影响因
素 ,取其值见表 3。
51第 6 期　　　　　　　 　　　　　　范文波等:盐碱地人工种植芨芨草需水规律研究　　　　　　　　　
表 3　根系活动层及水分下限
地 名 生育阶段 返青期 拔节期 抽穗期 结实期
西 16#
南 2#
　主根系活动层/m 0.40 0.60 0.80 0.70
　θmin/ % 40.00 55.00 60.00 50.00
　主根系活动层/m 0.40 0.60 0.80 0.70
　θmin/ % 40.00 55.00 60.00 50.00
　　可知 ,芨芨草根系主要活动层在 0.4 ～ 0.8 m 范
围内 ,水分下限 40%～ 60%。
据式(3),(4)可算出 ,在没有降雨补给的情况下 ,
芨芨草各生育期灌水定额和灌水周期 ,见表 4。
　　当然灌溉定额是有经济含义的 ,在不同产量下制
定的灌溉制度各有不同。实际生产中需根据具体土
壤墒情而定灌溉定额 。
表 4　常规灌溉制度
地 名 生育阶段 返青期 拔节期 抽穗期 结实期 全生育期
西 16#
南 2#
灌水定额/ mm 57.81 60.70 69.37 60.70 —
灌水周期/ d 37 16 19 32 —
灌水次数/次 2 3 2 1 —
灌水定额/ mm 110.4 152.9 147.1 57.0 467.44
灌水定额/ mm 57.81 60.70 69.37 60.70 —
灌水周期/ d 29 15 15 20 —
灌水次数/次 2 3 3 1 10
灌水定额/ mm 138.44 159.56 181.78 89.00 568.78
4　结　论
(1)观测芨芨草各个生育阶段耗水强度发现 ,在
从返青期到抽穗期耗水强度变化呈增长趋势 ,从抽穗
期到结实期呈下降趋势 ,其中抽穗期为耗水量的最大
期。各时期日平均耗水强度分别为 1.42 ～ 1.78 ,
3.44 ～ 3.59 ,3.31 ～ 4.09和 1.71 ～ 2.67mm/d。
(2)芨芨草需水规律表现为 ,需水量从返青期 、
拔节期到抽穗期依次增强 ,从抽穗期至结实期减少 ,
需水模数依次为返青期 23.63%～ 27.57%;拔节期
27.67%～ 32.71%;抽穗期 29.78%～ 31.96%;结实
期 12.19%～ 15.65%,与田间耗水强度规律一致。
(3)发现芨芨草根系活动层在 0.4 ～ 0.8 m 范围
内 ,各生育期水分下限 40%～ 60%;根据各种生长情
况制定出其灌溉制度 ,返青期灌水周期 37 ～ 39 d ,灌
溉定额 110.4 ～ 138.44mm ;拔节期灌水周期 15 ～ 16
d ,灌溉定额 152.9 ～ 159.56mm ;抽穗期灌水周期 15
～ 19 d ,灌溉定额 147.1 ～ 181.78mm;结实期灌水周
期 20 ～ 32 d ,灌溉定额 57.0 ～ 89.0 mm;全生育期灌
溉定额 467.44 ～ 568.78mm 。
[ 参 考 文 献 ]
[ 1] 　新疆地理学会编.新疆地理手册[ M] .新疆人民出版社 ,
1993.3—5.
[ 2] 　吴珍兰 ,卢生莲.论世界芨芨草属(禾本科)的地理分布
[ J] .植物分类学报 , 1995 , 34(2):152—161.
[ 3] 　新疆植物志编辑委员会.新疆植物志(第 6 卷)[ M] .乌
鲁木齐:新疆科技卫生出版社 , 1996.313—318.
[ 4] 　水利部农村水利水土保持司 , 中华人民共和国水电行业
标准[ S] .灌溉试验规范(SL-13-90), 北京:中国水利
水电出版社 , 1990.
52　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　水土保持通报　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第 25 卷