全 文 ：文章编号: 1007-0435( 2004) 01-0057-04
老芒麦需水特性及灌溉效果的研究
刘文清, 陈凤林
(中国农业科学院草原研究所, 呼和浩特 010010)
摘要: 试验结果表明:生长第一年的老芒麦每形成 1 kg 干物质需消耗 0. 56 m3水, 生长第二年需消耗 0. 498 m3水, 每形
成 1 kg 种子需要消耗水分 2. 766 m3; 老芒麦生长第一年耗水量最多在抽穗阶段, 需水强度达 94. 35 m3/ hm2·d; 生长第
二年耗水最多在拔节到抽穗期, 需水强度最高达 122. 1 m 3/ hm2·d;全生育期灌水 4～5 次,每公顷灌溉定额 2550～3000
m3为好。
关键词: 草原学; 老芒麦; 需水; 灌溉
中国分类号: S 543. 9　　文献标识码: A
Studies on Siberian Wildryes Water Demand and Irrigation Efficiency
LIU Wen-qing , CHEN Feng-lin
( Instit ut e of G rassland Research, CAAS. Huhhot , Inner Mongo lia Autonomous Reg ion 010010, China)
Abstract: An experiment shows that it takes 0. 56 m
3
of w ater for Siberian wildrye to produce 1 kg of hay in the
first y ear, and 0. 498 m
3
of w ater to do the same in the second year. It takes 2. 766 m
3
of w ater for the g rass to
pr oduce 1 kg of seed. T he f irst years highest w ater consumpt ion period falls on the heading stage, w hich
amounts to 94. 35 m 2/ hm2 a day . The second years highest water consumpt ion period lasts from the stem push-
ing to be heading stage, amounting to 122. 1 m
3
/ hm
2
per day. During the grow th stag e Siberian w ildr ye needs to
the w ater ed four to f iv e t imes, prefer ably 2550～3000 m 3/ hm2 each t ime to meet the need of the gr ass during its
gr ow ing stag e.
Key words : Grassland science; Siberian w ildry e; Water need; Irrigat ion
　　老芒麦( Elymus sibir icus L. )是禾本科披碱草属
中饲用价值最高的一种牧草, 近年来在甘肃、青海、新
疆、内蒙古及东北诸省区种植面积迅速扩大,已成为我
国北方牧区建立人工草场和改良天然草地的重要草
种。多年来关于老芒麦的栽培技术方面研究较多,而对
老芒麦的需水特性及合理灌溉尚缺乏研究,也未引起
人们的足够重视。
为了充分合理地利用水利资源, 探讨大幅度提高
老芒麦的产量,我们对老芒麦的需水特性, 土壤灌溉与
生长量的关系进行了研究, 为制定合理的灌溉制度提
供科学依据。
1　材料与方法
1. 1　试验区自然概况
试验设在内蒙古锡林浩特, 该地气候寒冷, 春季干
旱, 风沙大, 牧草生育期间降水量变动为 200～300
mm ,年蒸发量 1705 mm ;年均气温1. 8℃, 极端最高最
低气温 38. 3℃、- 42. 4℃, ≥10℃的积温 2293℃,无霜
期 100 d左右。
试验区海拔 989. 5 m ,地下水位 6～9 m ; 土壤为
砂质淡粟钙土, 土壤容重 1. 53, 比重为2. 61, 孔隙度
41. 3% , pH 值 7. 2, 肥力较差, 耕作层浅, 约15～20
cm ; 土壤渗透性差, 对牧草根系向下伸延有一定的影
响。
1. 2　老芒麦( E lymus sibiricus L. )需水特性的测定采
用缸测法。特制测缸高 70 cm,内直径 30 cm ;测缸内按
照自然土层装土 60 cm 深,把测缸放置在预先挖的坑
内,并使测缸内土壤表面与地面齐平, 然后进行播种,
设三次重复, 其行距 15 cm , 播深 4 cm, 每测缸播量
1. 5 g ,播后镇压,并称测缸重量。在各生育期间视土壤
收稿日期: 2003-02-11; 修回日期: 2003-07-29
作者简介:刘文清( 1946-) ,男,山东青岛人,副研究员,长期从事牧草栽培技术方面的研究,已发表学术论文 17篇
第 12卷　第 1期 草　地　学　报 2004年　3 月
Vo l. 12　　No. 1 ACT A AGRESTIA SIN ICA March　　2004
墒情适时适量灌水。每隔 7～10 d称重一次,每次减少
的重量加上灌水量即是该阶段耗水量, 各阶段耗水量
之和,即全生育期的耗水量。
为防止天然降水的干扰,备有活动棚架,遇雨时将
测缸遮住,雨后移开,并按有效降雨量补入测缸内。
表 1　灌水定额试验处理(m3/ hm2)
T able 1　The tr eatment of irr ig ation quot a
生育阶段
Grow ing stage
不同处理
Dif feren t t reatment
A B C D E
返青 Reviving 450 600 600 450 600
拔节 Stem pushin g 600 750 750 750 750
抽穗 Head sprout 600 750 600 750 750
开花 Bloss oming 600 600 750
刈割后 After cut t ing 450 600
灌水定额 Irrigation quota 1650 2100 2550 3000 3450
1. 3　灌水定额试验处理
在研究需水特性的同时, 对生长第二年老芒麦进
行各生育期的灌水试验。试验采用畦灌法,小区面积
10 m×2 m, 设 6个处理, 对照不灌水,重复 3次,随机
区组排列;灌水量的测定采用三角量水堰。定期观测土
壤含水量及牧草生长发育情况,依据观测结果及时适
量灌水。各处理灌水定额见表 1。
2　结果与分析
2. 1　老芒麦耗水量与产草量的关系
牧草在生长发育过程中形成单位重量干物质, 需
要消耗一定量的水分,耗水量的多少与产草量有着直
接的关系,在一定的范围内,产草量的高低与水分供给
的多少成正相关。试验结果表明(见表 2) , 老芒麦在锡
林浩特地区,播种当年每公顷总耗水量 6837 m3 ,第二
年为 5683 m3。每形成 1 kg 干物质, 生长第一年耗水
0, 56 m
3; 第二年为 0. 498 m 3, 每形成1 kg 种子需要消
耗水分2. 766 m3。刈割后再生草需水系数为 1. 422
m3 / kg。
2. 2　老芒麦的需水特性
在自然条件一致的情况下,老芒麦不同生育阶段
耗水量差异极显著。其中以苗期需水量最少,仅占全生
育期总耗水量的 5. 2%, 日耗水强度为每公顷 27. 5
m
3。苗期以后,随着气温的增高,在较好的水肥条件下
老芒麦生长加快, 生理生态需水量增多,日耗水强度也
随之增大,出现了需水高峰期。从表 3看出,当年播种的
老芒麦, 日耗水量以抽穗到开花期最高, 日耗水强度
94. 35 m
3
/ hm
2
; 抽穗阶段时间短, 耗水强度大,因此在
抽穗阶段灌水,保证良好的土壤水分, 能促使营养枝迅
速生长,于大幅度提高产草量。
表 2　老芒麦耗水量与产量的关系
T able 2　Relations y ield and wat er consumpt ion o f Siberan w ildr ye
项目
Item s
年份
Year
产量
Yield
kg/缸
k g/ vat
kg/ hm2
耗水量
Water consum pt ion
kg/缸
kg/ vat
m3/ hm2
需水系数
( m3/ kg)
C oef ficien t
of water need
干草 Hay 第一年 Firs t year 0. 086 12203 48. 34 6837. 0 0. 560
种子 Seeds 第二年 S econd years 0. 016 2055 41. 55 5683. 2 2. 766
干草 Hay 0. 084 11400 41. 55 5683. 2 0. 498
再生草 Aftermath 0. 010 1365 14. 19 1941. 2 1. 422
　　第二年从返青到分蘖期时间长, 虽然需水强度低,
阶段需水模系数 16. 9%, 这时大气降水少,土壤干旱,
一般要灌返青水。拔节到抽穗阶段耗水最多(见表3) ,
占整个生育期耗水量的27. 9%。该阶段每公顷消耗
1587 m
3水,日需水强度最大,达 122. 1 m3 / hm 2。在拔
节抽穗阶段及时灌水, 有利于幼穗的分化, 不但增加产
草量,而且能使老芒麦的种子及早成熟。刈割后老芒麦
耗水量也很大。因此, 拔节、抽穗、开花期、每次刈割后
要及时适量灌水, 以促使老芒麦生长发育,提高产草
量。
2. 3　老芒麦灌溉与生长量的关系
依据老芒麦不同生育阶段的需水特性,对生长第
二年的老芒麦在各生育阶段进行灌溉试验。试验结果
经生物统计及差异显著性分析 (表 4)处理间 F 值为
31. 47, 大于 F0. 01值 5. 64,不同灌水量与产草量之间
差异极显著。进而进行最小显著差数法检验,各处理间
进行比较,其结果见表 5。各灌水处理都比对照增产极
显著, 少则每公顷增产达 2440 kg , 最多增产达 4618
kg,均大于 LSD1%水平差异显著 1304 kg。
　　每公顷灌溉 2550 m3 水, 产干草 5578 kg ,增产效
果最高。试验结果表明,在干旱草原地区, 在老芒麦返
青、拔节、抽穗、开花期灌溉比对照区提高产草量 2. 5
～5. 9倍。全生育期灌水 4～5次,以每次每公顷灌水
600～750 m 3为宜, 全生长期灌溉定额每公顷 2550～
3000 m
3。
58 草　地　学　报 第 12卷
表 3　老芒麦生育期间耗水量
Table 3　Water consumption of siber ian wildr ye
年份
Year
生育阶段
Gr ow ing s tage
日期(日/月)
Date
( day/ month)
天数
Days
耗水量
Water consumpt ion
kg/缸( Vat ) m3/ hm2
需水强度
St rength
k g/缸( Vat ) m 3/ hm2
需水模系数
Coef ficient
生长第一年
First year
　
播种—出苗
Sow ing-emergence of
seedings
30/ 5～11/ 6 13 2. 50 353. 70 0. 19 27. 15 5. 2
出苗—分蘖
Emergence of seedl ings-t il ler -
ing
12/ 6～28/ 6 17 3. 35 473. 85 0. 20 27. 90 6. 9
分蘖—拔节
Til lering-stem pushin g
29/ 6～11/ 7 13 5. 72 808. 35 0. 44 62. 40 11. 8
拔节—抽穗
Stem pushing-h ead sprout
12/ 7～2/ 8 22 12. 15 1718. 55 0. 55 78. 15 25. 2
抽穗—开花
Head sprout-anthes es
3/ 8～10/ 8 8 5. 34 754. 65 0. 67 94. 35 11. 0
开花—收获
Anthes es-reaping t ime
11/ 8～10/ 9 31 19. 28 2727. 90 0. 62 88. 05 39. 9
全生育期
All grow ing stage
104 48. 34 6837. 00 0. 45 63. 00 100
生长第二年
Second years
返青—分蘖
Reviving-t illering
6/ 5～30/ 5 25 7. 00 957. 60 0. 28 38. 25 16. 9
分蘖—拔节
Til lering-stem pushin g
31/ 5～14/ 6 15 6. 00 820. 05 0. 40 54. 75 14. 4
拔节—抽穗
Stem pushing-h ead sprout
15/ 6～27/ 6 13 11. 60 1586. 85 0. 89 122. 10 27. 9
抽穗—开花
Head sprout-anthes es
28/ 6～8/ 7 11 7. 50 1026. 00 0. 68 93. 30 18. 1
开花—收获
Anthes es-reaping t ime
9/ 7～22/ 7 14 9. 45 1292. 70 0. 67 92. 40 22. 7
全生育期
All grow ing stage
78 41. 55 5683. 20 0. 58 80. 16 100
再生草
Aftermath
23/ 7～29/ 8 39 14. 19 1941. 15 0. 34 49. 80
表 4　灌水试验方差分析
Table 4　Experiment al irr ig ation analysis o f var iance
差异来源
Resou rce
自由度
Df
平方和
Ss
均方
Ms
F F0. 05 F0. 01
处理间 Betw een t reatmen t 5 709674 141934. 79 31. 47* * 3. 33 5. 64
重复间 Betw een replicate 2 29813. 7 14906. 85 3. 31 4. 10 7. 56
误差 Err or 10 45102. 7 4510. 27
表 5　不同灌溉定额产量差异比较
Table 5　Yield comparison of differ ent irr ig ation quot a
处理
T reatment
灌溉定额
Irrigat ion quota
( m3/ hm 2)
产量( kg/ hm2)
Yield
处理间差异显著性
Th e signif icant dif ference betw een t reatment
与 C比
Th an C
与 D比
T han D
与 E比
T han E
与B比
T han B
与 A 比
Than A
LSD 5% LSD 1%
C 2550 5578 917 1304
D 3000 4982 596
E 3450 4502 1076* 480
B 2100 4178 1400** 805 325
A 1650 3400 2178** 1583* * 1103* 776
CK CK 960 4618** 4022* * 3542* * 3221** 2440* *
　　注: * LSD5%水平差异显著; ** LSD1%水平差异显著。Note: * LSD5% s ignif icant ; * * LSD1% Signif icant .
(下转第 65页)
59第 1期 刘文清等:老芒麦需水特性及灌溉效果的研究
[ 3]　王启基,周兴民, 周立,等. 调控策略对高寒退化草地中的氮、磷、
钾含量、积累及转移效应的分析[ A] . 见: 高寒草甸生态系统 (第
四集) [ C] .北京:科学出版社, 1995, 281～292
[ 4]　韩发,贲桂英, 师生波,等. 放牧强度对高寒草甸植物生长和生产
力的作用[ A] . 见:高寒草甸生态系统 (第三集) [ C] .北京:科学
出版社, 1991. 81～88
[ 5]　王启基,周兴民,张堰青,等. 放牧对金露梅( P otenti lla f ruti cosa)
生长发育和生物量的影响[ A] . 见:高寒草甸生态系统 (第三集)
[ C] .北京:科学出版社, 1991. 89～98
[ 6]　刘伟, 王启基,王溪,等. 高寒草甸“黑土型”退化草地的成因及生
态过程[ J] . 草地学报, 1999, 7( 4) : 300～307
[ 7]　张国胜,李林, 汪青春,等. 青南高原气候变化及其对高寒草甸牧
草生长影响的研究[ J ] . 草业学报, 1999, 8( 3) : 1～10
[ 8]　周立,王启基,赵京,等. 高寒草甸牧场最优放牧强度的研究.Ⅱ轮
牧草场放牧强度的最佳配置 [ A] . 见:高寒草甸生态系统 (第四
集) [ C] . 北京:科学出版社, 1995. 377～390
[ 9]　方一平,刘淑珍, 周麟,等. 草地退化系统预测与畜种结构调整分
析—以西藏聂荣县为例[ J ] . 山地学报, 1999, 17( 4) : 375～379
[ 10] 李永宏. 内蒙古草原草场放牧退化模式研究及退化监测专家系统
雏议[ J] . 植物生态学报, 1994, 18( 1) : 68～79
[ 11 ] 张大勇,王刚,杜国祯. 甘南山地草原人工草场的演替[ J ] . 植物
生态学与地植物学学报, 1990, 14( 2) : 103～109
[ 12] 沼田真. 姜恕译 . 草地调查手册 [ M ] . 北京: 科学出版社,
1986. 175～206
[ 13 ] 石树堂,王立亚. 青海草地退化状况及治理对策[ J ] . 青海草业,
1994, 3( 2) : 5～11
[ 14] 安渊, 徐柱,阎志坚,等. 不同退化梯度草地植物和土壤的差异
[ J] . 中国草地, 1999, 4: 31～36
[ 15] 杨利民,韩海,李建东. 松嫩平原主要草地群落放牧退化演替阶段
的划分[ J] . 草地学报, 1996, 4( 4) : 281～287
[ 16] 张堰铭,樊乃昌,王权业,等. 害鼠治理条件下鼠类群落变动的生
态过程[ J] . 兽类学报, 1998, 18( 2) : 137～143
[ 17] 刘伟, 周立,王溪. 不同放牧强度对植物及啮齿动物作用的研究
[ J] . 生态学报, 1999, 19( 3) : 378～382
[18] 施银柱. 草场植被影响高原鼠兔密度的探讨[ J ] . 兽类学报,
1983, 3( 2) : 181～188
[ 19] 王德利,吕新龙,罗卫东. 不同放牧密度对草原植被特征的影响分
析[ J] .草业学报, 1996, 5( 3) : 28～33
[ 20] 万里强 ,李向林 ,苏加楷 ,等. 不同放牧强度对三峡地区灌丛草
地灌木重要值变化的影响[ J ] . 中国草地, 2001, 23( 1) : 11～16
[ 21] 呼天明.论西北天然草地保护对策与技术[ J ] . 干旱地区农业研
究, 2001, ( 19) 2: 122～126
[ 22 ] Ell ison L . The inf lu ence of grazing on plant success ion [ J ] .
Botany Review , 1960, 26: 1～78
[ 23] W illms W D. et al . Ef fect s of stocking rate on a rou gh fes cue
grassland vegetat ion[ J ] . Journal of Range Management , 1985, 38
( 3) : 220～225
[ 24] Ros iere R E. An evalu at ion of grazing inten sity inf lu ence on Cali-
fornia annual ran ge[ J ] . J ou rnal of Range M anagement , 1987, 40
( 20) : 160～165
[ 25] 杨利民,王仁忠,李建东. 松嫩平原主要草原群落放牧干扰梯度对
植物多样性的影响[ J ] . 草地学报, 1999, 7( 1) : 8～15
[ 26] 戎郁萍, 韩建国,王培,等. 放牧强度对牧草再生性能的影响 [ J] .
草地学报, 2001, 9( 2) : 92～98
[ 27] 王炜,梁存柱,刘钟龄, 等. 草原群落退化与恢复演替中的植物个
体行为分析[ J] . 植物生态学报, 2000, 24( 3) : 268～274
[ 28] 边疆晖,樊乃昌,景增春,等. 高寒草甸地区小哺乳动物群落与植
物群落演替关系的研究[ J ] . 兽类学报, 1994, 14( 3) : 209～216
[ 29] 樊乃昌,张道川. 高原鼠兔与达乌尔鼠兔的摄食行为及对栖息地
适应性的研究[ J] . 兽类学报, 1995, 16( 1) : 48～53
[ 30] 范青慈. 青海省退化草地现状及防治对策[ J] . 青海草业, 2000, 9
( 1) : 22～24
(上接第 59页)
3　结论与讨论
3. 1　试验结果表明,老芒麦每形成 1 kg 干物质,当年
需要0. 56 m 3水分,第二年需水0. 498 m 3;每形成 1 kg
草籽耗水 2. 776 m 3,再生草需水系数 1. 422 m3 / kg。
3. 2　老芒麦生长第一年日耗水量最多在抽穗阶段, 抽
穗阶段时间短, 需水强度大, 需水强度达 94. 35 m3 /
hm
2·d; 第二年日耗水最多在拔节到抽穗期, 需水强
度最高为 122. 1 m3 / hm2·d, 在拔节抽穗阶段及时灌
水,不但能增加产草量,而且可促使种子及早成熟。
3. 3　在干旱草原地区灌溉可大幅度提高老芒麦的产
草量,最高增产 5. 9倍。试验结果表明,全生育期灌水
4～5次,每次灌水 600～750 m3 / hm 2·d为宜,每公顷
灌溉定额以 2550～3000 m3为好。
参考文献
[ 1] 　海棠,云锦风,贾鲜艳,等.干旱地区优良牧草引种种植试验的研
究[ J] .内蒙古农业大学学报, 2001, ( 2) : 41～43
[ 2]　李培英,阿不来提,石定燧.灌水次数对新疆狗牙根种子生产性能
的影响[ J ] .草原与草坪, 2002, ( 3) : 38～39
[ 3]　李玉霖,张铜会,崔建垣.科尔沁沙地农田玉米耗水规律研究[ J] .
中国沙漠, 2002, 22( 4) : 354～358
[ 4]　闫志坚,杨志伟,安渊.试验区几种旱生植物的水分生理特性[ A] .
李博,桂荣,王国贤.鄂尔多斯高原沙质灌木草地绒山羊试验研究
成果汇编[ C ] .呼和浩特:内蒙古教育出版社, 1995. 128～133
65第 1期 刘　伟等:嵩草草甸退化预测模型的初步研究