摘 要：【目的】研究不同水氮处理对紫花苜蓿生长发育、品质及水肥利用效率的影响，为科学制定适合新疆紫花苜蓿的水肥合理施用提供参考。
【方法】采用大田试验，设置3种灌溉梯度，记作W1（3 750 m3/hm2）、W2（4 500 m3/hm2）、W3（5150 m3/hm2），5种施氮梯度，记作N0（0 kg/hm2）、N1（90 kg/hm2）、N2（150 kg/hm2）、N3（210 kg/hm2）、N4（270 kg/hm2），每个处理重复3次，分析不同水氮处理对紫花苜蓿生长、品质及水肥利用效率的影响。
【结果】适宜的水氮处理能显著促进紫花苜蓿的生长发育与产量的提高，苜蓿的株高随施氮量的增加呈先增后减的趋势。水氮协同作用下以W2N3的产量最高。灌溉量、施氮量和水氮交互对紫花苜蓿粗蛋白、粗脂肪含量、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、粗灰分具有显著影响。不同水氮处理对紫花苜蓿植株含氮量、氮吸收量、氮肥偏生产力、氮素利用率、氮肥农学效率及水分利用效率均有不同程度的影响，W2N3处理下综合得分均最高。
【结论】不同水氮处理均对紫花苜蓿的生长发育、品质及水氮利用效率有一定影响，水氮处理组合W2N3（灌溉量4 500 m3/hm2、施氮量150 kg/hm2）效果最佳。
关键词：紫花苜蓿；水氮互作；营养品质；水肥利用效率
中图分类号：S541"" 文献标志码：A"" 文章编号：1001-4330（2024）06-1512-15
0 引 言
【研究意义】紫花苜蓿（Medicago sativa L.）是一种多年生豆科牧草和重要的饲料作物，种植期长，且生长速度快、产量高，同时具有较高的蛋白质含量和多种营养元素［1-3］。新疆是我国紫花苜蓿主要的种植区之一，目前市场上对高品质牧草的需求量较大［4］。北方半干旱地区生态环境脆弱［5］，水肥是农业生产两个重要因子［6-7］，紫花苜蓿的生长发育受到水分和氮素的共同作用。
【前人研究进展】合理有效的水氮管理是提高紫花苜蓿产量和品质的关键［8，9］。Hannaway 等［10］研究表明，当灌水量为4 500 m3/hm2时，有利于提高当年紫花苜蓿的干草产量，并且可以保持相对较高的粗蛋白含量和较低的纤维含量。胡伟等［11］研究表明，滴灌量和施氮量对紫花苜蓿的株高、叶面积和鲜草产量均有显著影响。汪爱霞等［12］研究表明随着灌水量和氮肥施用量的增加，紫花苜蓿的叶面积指数和干物质累积量也呈上升趋势。文雅等［13］研究河西走廊紫花苜蓿水氮互作下水分利用效率、品质和相对饲用价值时发现，水氮互作会明显提高苜蓿的水分利用效率，苜蓿的营养成分也会发生变化，包括粗蛋白、中性洗涤纤维以及饲料的使用价值，呈开口向下的抛物线趋势，随着灌溉量和施氮量的增加而逐渐降低。【本研究切入点】前人对水氮互作理论已有研究，但之前的研究多集中于农作物领域，对紫花苜蓿的研究相对较少。因此，需进一步研究水氮互作对紫花苜蓿生长发育、品质及水肥利用效率的影响。【拟解决的关键问题】以紫花苜蓿为研究对象，采用大田试验，设置3种灌溉梯度，5种施氮梯度，共15个处理，研究水氮互作对紫花苜蓿生长、品质及水肥利用效率影响规律，为新疆紫花苜蓿水氮合理施用提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 材 料
试验地位于新疆和田地区策勒县（35°18′ N，80°03′ E，海拔1 365 m）。该地区属暖温带荒漠干旱气候区。南部山区为温带或寒带气候，绿洲平原地区为暖温带干旱荒漠气候，北部沙漠为典型的大陆荒漠气候。年均气温约为11.9℃，年均降水量仅为33 mm。极端最低气温为-23.9℃，无霜期209 d，年均蒸发量高达2 751.6 mm，土壤类型为风沙土。
供试紫花苜蓿品种为新牧4号。于2022年5月5日播种，人工条播24条。播种量为45 kg/hm2，灌水方式为滴灌。各试验小区长3.6 m，宽5 m，面积均为18 m2，每小区9条滴灌带，滴头间距20 cm，滴头流量4 L/h。分别在苜蓿第二茬返青期灌水施肥1次、分枝期2次、现蕾期1次，为总施肥量的30%、20%、30%和20%，随水施入。表1
1.2 方 法
1.2.1 试验设计
采用双因素区组试验设计，设置3种灌溉梯度，记作W1（3 750 m3/hm2）、W2（4 500 m3/hm2）、W3（5 150 m3/hm2），5种施氮梯度，记作N0（0 kg/hm2）、N1（90 kg/hm2）、N2（150 kg/hm2）、N3（210 kg/hm2）、N4（270 kg/hm2），每处理重复3次。所用肥料为普通尿素（N≥46%）、磷酸一铵（N-P2O5-K20：11.5-60.5-0）（瓮福集团有限责任公司）。
1.2.2 测定指标
1.2.2.1 生长性状
株高（cm）：距小区边缘超过1 m处随机选择5株长势均匀的植株，分别在分枝期、孕蕾期、现蕾期和初花期4个主要生育期用卷尺测定其自然垂直株高（cm）；
茎粗（mm）：用游标卡尺测量距离地面5 cm处的茎粗，相互垂直的两个方向各测1次茎粗，取茎粗的平均值；
一级分枝数和节数：植株主茎长出的分枝数，并数其节数。
1.2.2.2 产量性状
苜蓿开花达到5%时测产，收割面积为1 m2，收割后称鲜草重，于105℃下杀青1 h，置于75℃恒温下烘48 h，冷却后称量干草重。
1.2.2.3 品质性状
利用凯式定氮仪测定粗蛋白含量及植株氮含量；中性洗涤纤维（NDF）含量和酸性洗涤纤维（ADF）含量测定采用范氏（Van Soest）洗涤纤维分析法；粗脂肪（EE）含量采用 ANKOM2000 索式提取法测定；粗灰分（Ash）含量采用茂福炉（550℃）直接灰化法测定。
干物质消化率：DDM（%）=88.9-（0.77×ADF）；
干物质采食量：DMI（%）=（120/NDF）；
相对饲喂价值：RFV（%）=DDM×DMI/1.29。
1.2.2.4 植株氮素吸收及氮素利用效率
氮素吸收量=植株氮素含量（％）×干物质产量（kg/hm2）［14］；
氮肥偏生产力=产量（kg/hm2）/施氮量（kg/hm2）；
氮素利用率=（施氮肥区植株地上部氮素积累量-不施氮肥区植株地上部氮素积累量）/施肥量（kg/hm2）×100%；
氮肥农学效率=（施肥区苜蓿产量-无肥区苜蓿产量）/施肥量（kg/hm2）。
1.2.2.5 水分利用效率
水分利用效率=全年干草产量（kg/hm2）/灌水量（m3/hm2）。
1.3 数据处理
用Excel2010进行数据统计后，采用SPSS26.0进行方差分析和差异显著性分析，并用Origin2022进行作图。
2 结果与分析
2.1 水氮处理对紫花苜蓿生长的影响
研究表明，随着生育期推进，各处理紫花苜蓿在分枝期至孕蕾期株高生长速率较快，现蕾期至初花期株高生长速率有所缓慢。分枝期株高最高的水氮处理为W2N3（46.48 cm），W1N0处理最低，为41.28 cm；灌溉量、施氮量、水氮互作均对紫花苜蓿各生育期株高具有显著影响（Plt;0.05），在同一施氮条件下，增加灌溉量则株高整体变现为W2gt;W1gt;W3。在同一灌溉条件下，紫花苜蓿的株高随施氮量的增加表现为先增加后下降变化趋势，水氮处理中W2N3株高显著（Plt;0.05）高于其他处理。表2
灌溉量和施氮量对紫花苜蓿分枝期茎粗影响差异不显著（Pgt;0.05），水氮互作对其茎粗具有显著影响（Plt;0.05）。茎粗最大的水氮处理为W1N4（2.55 mm），W1N0处理最低，为1.47 mm。灌溉量、施氮量、水氮互作对孕蕾期茎粗具有显著影响（Plt;0.05）。在W1、W2灌溉条件下，随着施氮量的增加，孕蕾期茎粗随之增加，而在W3灌溉条件下，茎粗呈N1gt;N4gt;N3gt;N2gt;N0。在N0、N1施氮条件下，随着灌溉量的增加，茎粗随之增加；在N2、N3施氮条件下，随着灌溉量的增加，茎粗呈W2gt;W3gt;W1。在N4施氮条件下，茎粗呈W2gt;W1gt;W3。其中水氮处理中W2N4最佳为3.05 mm。在现蕾期，施氮量、水氮互作对茎粗具有显著影响（Plt;0.05）。在同一灌溉条件下，随着施氮量的增加茎粗整体随之增加。在初花期，灌水量、施氮量对茎粗具有显著影响（Plt;0.05）；在W1灌溉条件下，N2处理下茎粗较佳，为3.26 mm。在W2灌溉条件下，N2、N3、N4处理下茎粗最佳，分别为3.30、3.28和3.34 mm。在W3灌溉量，N3处理下茎粗最佳，为3.13 mm。表3
分枝期，灌水量和施氮量对紫花苜蓿一级分枝数具有显著差异（Plt;0.05）；W3处理显著高于W1处理，在同一灌溉条件下，N3施氮量处理下的苜蓿一级分枝数高于其他施氮水平下的处理。在孕蕾期，灌水量和施氮量以及水氮互作对孕蕾期、紫花苜蓿一级分枝数具有显著差异（Plt;0.05），在W1灌溉条件下，一级分枝数随施氮量的增加而增加，在W2、W3灌溉条件下，W2N3、W3N2一级分枝数达到最大值为11.4枝/株，在现蕾期，灌水量和施氮量对紫花苜蓿一级分枝数具有显著差异（Plt;0.05）；W2处理显著高于W1、W3处理。在初花期，灌溉量和施氮量以及水氮互作对孕蕾期、紫花苜蓿一级分枝数具有显著差异（Plt;0.05），其中W2N3和W2N4处理高于其他处理，分别是16.4、16.8枝/株。紫花苜蓿在W2灌溉水平下适量的施氮有益于增加一级分枝数。表4
紫花苜蓿的节数是指自子叶节以上直至主茎顶端的节数，在分枝期灌溉量和施氮量对紫花苜蓿节数具有显著差异（Plt;0.05）；在W1、W2灌溉条件下，随着施氮量的增加，节数呈先增长后下降的趋势，在W3灌溉条件下，随着施氮量的增加，节数随之增加。在同一施氮条件下，除N5施氮量下节数随灌水量增加而增长，其余随灌溉量增加节数呈先增加后下降的趋势。到孕蕾期施氮量和水氮互作对紫花苜蓿的节数具有显著差异（Plt;0.05）；现蕾期及初花期灌溉量、施氮量以及水氮互作对现蕾期紫花苜蓿节数具有显著差异（Plt;0.05）；初花期紫花苜蓿节数在W3N1处理下达到最大值，为12节/株。表5
2.2 水氮处理对紫花苜蓿产量的影响
研究表明，灌溉量、施氮量和水氮互作对紫花苜蓿产量具有极显著差异（Plt;0.01）。相同灌溉条件下，水氮处理产量随施氮量增加呈先增长后下降的趋势，W1N3（7 650 kg/hm2）较 W1N0（5 558 kg/hm2）增产了37.64%。相同施氮条件下，各处理产量随灌溉量的增加同样呈先增后减的趋势。其中W2N3（10 754 kg/hm2）的产量较W1N3（7 650 kg/hm2）W3N3（8 640 kg/hm2）分别增产28.87%、19.67%；3种灌溉梯度和5个施氮梯度下紫花苜蓿产量从高到低排序为W2gt;W3gt;W1；N3gt;N2gt;N1gt;N4gt;N0。水氮互作下以W2N3的产量最高。图1
2.3 水氮处理对紫花苜蓿营养品质的影响
研究表明，灌溉量、施氮量和水氮互作对紫花苜蓿粗蛋白含量具有极显著影响（Plt;0.01），随着灌溉量和施氮量的增加，粗蛋白含量呈先增后减的变化趋势，在W2、N2处达到最大，其含量分别为20.12%、21.67%。3种灌溉梯度和5个施氮梯度下紫花苜蓿粗蛋白含量从高到低排序为W2gt;W3gt;W1；N2gt;N3gt;N4gt;N1gt;N0。
施氮量和水氮互作对紫花苜蓿粗脂肪含量具有极显著差异（Plt;0.01），灌溉量对紫花苜蓿粗脂肪含量具有显著差异（Plt;0.05）；在W1灌水条件下随施氮量的增加，粗脂肪含量随之增加，在W2和W3灌水条件下，随之施氮量的增加，粗脂肪含量呈先增后减的趋势，在W2、N3处达到最大，其含量分别为6.37%、6.56%。3种灌溉梯度和5个施氮梯度下紫花苜蓿粗脂肪含量按从高到低排序为W2gt;W1gt;W3；N3gt;N2gt;N4gt;N1gt;N0。表6、图2
施氮量、灌溉量和水氮互作对紫花苜蓿中性洗涤纤维含量具有极显著差异（Plt;0.01），在相同施氮条件下，随灌溉量增加，中性洗涤纤维含量呈逐渐下降的趋势；在相同灌溉条件下，随施氮量增加，中性洗涤纤维含量呈先下降后增加的趋势；3个灌溉处理和5个氮肥处理下紫花苜蓿中性洗涤纤维含量按从低到高顺序为W3lt;W2lt;W1；N3lt;N4lt;N2lt;N1lt;N0。
施氮量、灌溉量对紫花苜蓿酸性洗涤纤维含量具有极显著差异（Plt;0.01），水氮互作对紫花苜蓿酸性洗涤纤维含量具有显著差异（Plt;0.05）；在相同施氮条件下，随灌溉量增加，酸性洗涤纤维含量呈逐渐下降的趋势；在相同灌溉条件下，随施氮量增加，酸性洗涤纤维含量呈先下降后增加的趋势；3个灌水处理和5个氮肥处理下紫花苜蓿酸性洗涤纤维含量按从低到高排序为W3lt;W2lt;W1；N2lt;N3lt;N1lt;N4lt;N0。
施氮量、灌溉量和水氮互作对紫花苜蓿粗灰分含量具有极显著差异（Plt;0.01），在相同施氮条件下，随灌溉量增加，粗灰分含量呈先上升后下降的趋势。3个灌水处理和5个氮肥处理下紫花苜蓿粗灰分按从低到高排序为W3lt;W1lt;W2；N2lt;N1lt;N4lt;N3lt;N0。表7、图3
灌溉量、施氮量和水氮互作对紫花苜蓿干物质消化率具有极显著差异（Plt;0.01）；在相同施氮条件下，随灌溉量增加，干物质消化率呈逐渐上升的趋势；在相同灌溉条件下，随施氮量增加，干物质消化率呈先增长后下降的趋势；分别在W3、N2处达到最大，其含量分别为65.24%、66.20%。3个灌水处理和5个氮肥处理下紫花苜蓿干物质消化率按从高到低排序为W3gt;W2gt;W1；N2gt;N3gt;N1gt;N4gt;N0。
施氮量、灌溉量和水氮互作对紫花苜蓿干物质采食量具有极显著差异（Plt;0.01）， 在相同施氮条件下，随灌溉量增加，干物质采食量呈逐渐上升的趋势；在相同灌溉条件下，随施氮量增加，干物质采食量呈先增长后下降的趋势；分别在W3、N3处达到最大，其含量分别为2.73%、2.80%。
3个灌水处理和5个氮肥处理下紫花苜蓿干物质采食量按从高到低排序为W3gt;W2gt;W1；N3gt;N4gt;N2gt;N1gt;N0。
施氮量、灌溉量和水氮互作对紫花苜蓿相对饲喂价值具有极显著差异（Plt;0.01）， 在相同施氮条件下，随灌溉量增加，相对饲喂价值呈逐渐上升的趋势；在相同灌溉条件下，随施氮量增加，相对饲喂价值呈先增长后下降的趋势；分别在W3、N3处达到最大，其含量分别为138.19%、142.51%。3个灌水处理和5个氮肥处理下紫花苜蓿粗蛋白含量按从高到低排序为W3gt;W2gt;W1；N3gt;N2gt;N4gt;N1gt;N0。表8、图4
2.4 水氮互作对紫花苜蓿植株氮素吸收的影响
研究表明，施氮量、灌溉量和水氮互作对紫花苜蓿植株含氮量具有极显著差异（Plt;0.01），在相同施氮条件下，随灌溉量增加，紫花苜蓿植株氮含量表现为W3gt;W2gt;W1；在相同灌溉条件下，随施氮量增加，紫花苜蓿植株氮含量表现为N4gt;N3gt;N2gt;N1gt;N0；在W1灌水条件下，N4处理的植株含氮量分别比N0、N1、N2和N3高46.85%、36.35%、29.63%和12.90%；在W2灌水条件下，N3处理的植株含氮量分别比N0、N1、N2和N4高29.63%、16.67%、7.13%和2.94%；在W3灌溉条件下，N2处理的植株含氮量分别比N0、N1、N3和N4高3.00%、13.19%、9.58%和15.71%；随着灌水量的增加，紫花苜蓿氮含量显著增加，但是过高的灌水量使W2、W3处理下紫花苜蓿植株含氮量差异不显著（Pgt;0.05），W3处理下紫花苜蓿植株含氮量分别比W1、W2处理提高了2.20%、11.46%。
施氮量、灌溉量对紫花苜蓿氮吸收量具有极显著差异（Plt;0.01），在相同施氮条件下，随灌溉量增加，紫花苜蓿植株氮含量表现为W3gt;W2gt;W1；在相同灌溉条件下，随施氮量增加，紫花苜蓿植株氮含量表现为N4gt;N1gt;N2gt;N3gt;N0；在W1灌水条件下，N4处理的植株含氮量比N0、N1、N2和N3高93.39%、22.69%、20.40%和1.38%；在W2灌水条件下，N3处理的植株含氮量比N0、N1、N2和N4高103.73%、52.04%、19.63%和34.00%、在W3灌水条件下，N2处理的植株含氮量比N0、N1、N3和N4高43.37%、27.61%、26.78%和28.33%；随着灌水量的增加，紫花苜蓿氮含量显著增加，W2处理下紫花苜蓿植株含氮量分别比W1、W3处理提高了42.96%、10.91%。表9
2.5 水氮利用效率
研究表明，水氮处理紫花苜蓿、氮肥偏生产力、氮素利用率、氮肥农学效率均有不同程度的影响。不同水氮处理对紫花苜蓿氮肥偏生产力随施氮量的增加而降低，施氮量、灌溉量和水氮互作对其具有极显著差异（Plt;0.01）。在相同施氮条件下，随灌溉量增加，紫花苜蓿氮肥偏生产力表现为W2gt;W3gt;W1；在相同灌溉条件下，随施氮量增加，紫花苜蓿氮肥偏生产力表现为N1gt;N2gt;N3gt;N4。
不同水氮处理对紫花苜蓿氮素表现利用率随施氮量的增加而降低，施氮量、灌溉量、水氮互作对其具有极显著差异（Plt;0.01）。在相同施氮条件下，随灌溉量增加，紫花苜蓿氮素表现利用率表现为W2gt;W1gt;W3；在相同灌溉条件下，随施氮量增加，紫花苜蓿氮素表现利用率表现为N2gt;N3gt;N1gt;N4；
施氮量、水氮互作对紫花苜蓿氮素农学效率差异极显著（Plt;0.01），灌溉量对其差异显著（Plt;0.05）。在相同施氮条件下，随灌溉量增加，紫花苜蓿氮素农学效率表现为W3gt;W2gt;W1；在相同灌溉条件下，随施氮量增加，紫花苜蓿氮素农学效率表现为N1gt;N2gt;N3gt;N4。
施氮量、灌溉量和水氮互作紫花苜蓿水分利用效率具有极显著差异（Plt;0.01）。不同水氮处理下紫花苜蓿的水分利用效率在W2N3处理下达到最大，在W3N1处理下达到最小。在相同施氮条件下，随灌溉量增加，紫花苜蓿水分利用效率表现为W2gt;W1gt;W3；在相同灌溉条件下，随施氮量增加，紫花苜蓿水分利用效率表现为N3gt;N2gt;N4gt;N1gt;N0；随着灌水量的增加，紫花苜蓿的水分利用效率呈先增大后减小的趋势，在W2灌溉水平下达到最大，其中W2处理分别比W1、W3处理增加3%、32%。随着施氮量的增加，水分利用效率同样呈先增大后减小的趋势。在N3施氮量下达到最大，N3处理分别比N0、N1、N2和N4增加43%、13%、2%和10%。过量的氮肥会使土壤中氮素含量过高，抑制紫花苜蓿对水的吸收从而不利于提高水分利用效率，充分灌溉下紫花苜蓿能更好的吸收土壤中氮的养分从而有利于干物质含量的积累提高产量。表10，图5
2.6 水氮处理对紫花苜蓿产量、品质与水肥利用效率相关性
研究表明，产量与粗蛋白、干物质消化率、干物质采食量、相对饲喂价值、氮吸收量呈极显著正相关（Plt;0.01），与粗脂肪、植株含氮量呈显著正相关（Plt;0.05），与中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维呈极显著负相关（Plt;0.01）。粗蛋白与粗脂肪、干物质消化率、干物质采食量、相对饲喂价值、植株含氮量、氮吸收量呈极显著正相关（Plt;0.01），与中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维呈极显著负相关（Plt;0.01）。粗脂肪与植株含氮量呈极显著正相关（Plt;0.01），与氮吸收量、干物质采食量、相对饲喂价值呈显著正相关（Plt;0.05），与中性洗涤纤维呈显著负相关（Plt;0.05）。中性洗涤纤维与干物质消化率、干物质采食量、相对饲喂价值、植株含氮量、氮吸收量呈极显著负相关（Plt;0.01），与酸性洗涤纤维呈极显著正相关（Plt;0.01）。酸性洗涤纤维与干物质消化率、干物质采食量、相对饲喂价值、氮吸收量呈极显著负相关（Plt;0.01）。粗灰分与干物质消化率、干物质采食量、相对饲喂价值呈显著正相关（Plt;0.05）。干物质消化率与干物质采食量、相对饲喂价值、氮吸收量呈极显著正相关（Plt;0.01）。干物质采食量与相对饲喂价值、植株含氮量、氮吸收量呈极显著正相关（Plt;0.01）。相对饲喂价值与植株氮含量、氮吸收量呈极显著正相关（Plt;0.01）。植株含氮量与氮吸收量呈极显著正相关（Plt;0.01）。水分利用效率与氮吸收量呈显著正相关（Plt;0.05）。图6
2.7 不同水氮处理下紫花苜蓿综合评价
研究表明，不同水氮处理对各指标的表现不同，仅用单一指标评价最佳水氮处理是不够的，选用紫花苜蓿产量、营养指标（粗蛋白、粗脂肪、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、粗灰分、干物质消化率、干物质采食量、相对饲喂价值）以及植株含氮量、氮吸收量等共11项具体指标作为评价指标。
根据特征值gt;1，提取2个主成分，使得各个指标量纲相同，将数据在SPSS26.0中分析求得KMO值为0.762（gt;0.6），Bartlett检验对应P值也小于0.05，该数据适合进行主成分分析；特征值分别为5.138、4.169。主成分1、2的方差贡献率分别为46.711%、84.616%。表11
粗蛋白、粗脂肪、植物含氮量、氮吸收量在主成分1上有较高的因子载荷量，综合了大部分变异信息，其次是酸性洗涤纤维、粗灰分、干物质消化率在主成分2上有较高的因子载荷量。表12
将各因子在主成分上的载荷值与特征值进行计算，得到主成分的特征向量，主成分表达式为：
Y1=0.319X1+0.350X2+0.399X3-0.311X4-0.198X5+0.007X6+0.198X7+0.310X8+0.289X9+0.374X10+0.350X11.（1）
Y2=0.230X1+0.214X2-0.019X3-0.306X4-0.403X5-0.439X6+0.403X7+0.303X8+0.358X9+0.139X10+0.228X11.（2）
把标准化后的数据带入上式，计算各水氮处理在2个主成分上的得分，再根据主成分得分的函数模型：
F=mi=1biyi.（3）
F为各处理主成分综合得分；bi为各主成分的方差贡献率（%）；yi为主成分得分；m为主成分个数。W2N3处理下综合得分均最高。表13
3 讨 论
3.1
水分在植物的生长和发育过程中扮演着重要角色，其不仅是土壤养分与植物根系之间的媒介，还与作物产量密切相关［15-17］。赵金梅等［18］和霍海丽等［19］开展的研究认为，随着灌水量的增大，苜蓿的产量和品质将呈现出提高的趋势。也有研究揭示了过度灌溉负面影响，将导致苜蓿生长不良、植株矮小、产量下降、水分利用效率降低，进而浪费水资源［20］。试验中灌溉量、施氮量和水氮互作对紫花苜蓿的生长指标及品质均有一定的影响，随着灌溉量和施氮的增加，其株高呈先增长后减小的趋势。适当提高土壤水分含量和增施氮肥，可提高紫花苜蓿的品质和产量［21］。
3.2
合理的水肥供应不但能显著提高干草产量，提高品质，还能提高水分利用和肥料使用效率。张兴国等［22］在研究水肥耦合对温室葡萄（Vitis vinifera）产量和水肥利用的影响时发现，在一定范围内，增加水肥用量有利于产量和水肥利用率的提高，但过高的水肥供给会带来明显的负效应。沙栢平等［23］研究可知，增加灌水量，肥料偏生产力呈先增后减的变化；增加施肥量，灌溉水分利用效率呈先增后减的变化趋势。胡伟等［24］研究表明，适量的灌溉和施肥可以提高紫花苜蓿的氮肥农学效率和生产力。张冠初等［25］发现，适度减少氮肥用量并添加钙肥可以提高植株的净光合速率、产量和肥料利用率。
4 结 论
4.1
紫花苜蓿水分利用效率表现为W2gt;W1gt;W3、N3gt;N2gt;N4gt;N1gt;N0；水氮处理对紫花苜蓿氮素吸收效率、氮肥偏生产力、氮肥农学效率均有不同程度的影响。紫花苜蓿氮素吸收效率、氮肥偏生产力随施氮量的增加而降低。
4.2
不同的水氮处理均对紫花苜蓿的生长、品质及水氮利用效率有一定的影响，水氮处理下W2N3（灌溉量4 500 m3/hm2、施氮量150 kg/hm2）效果最佳。
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Effects of different water and nitrogen treatments on growth， quality and water and fertilizer use efficiency of alfalfa
Abstract：【Objective】 This paper investigates thoroughly the effects of different water and nitrogen treatments on the growth， quality and water and fertilizer utilization efficiency of alfalfa， and provides" reference for the scientific formulation of a rational application of water and fertilizer management system suitable for alfalfa in Xinjiang.
【Methods】" A field experiment was conducted with three irrigation gradients as W1 （3，750 m3/hm2）， W2 （4，500 m3/hm2） and W3 （5，150 m3/hm2） and five nitrogen application gradients as N0 （0 kg/hm2）， N1 （90 kg/hm2）， N2 （150 kg/hm2）， N3 （210 kg/hm2） and N4 （270 kg/hm2）， and each treatment was replicated three times to study the effects of different water and nitrogen treatments on the growth， quality and water and fertilizer utilization efficiency of alfalfa.
【Results】" Suitable water and nitrogen treatments significantly promoted the growth and yield of alfalfa， and the plant height of alfalfa showed a trend of increasing and then decreasing with the increase of nitrogen application. The highest yield was obtained with W2N3 under the synergistic effect of water and nitrogen. Irrigation， N application and water-N interaction had significant effects on crude protein， crude fat content， neutral detergent fiber， acid detergent fiber and crude ash of alfalfa. There were different effects on nitrogen content， nitrogen uptake， nitrogen fertilizer bias productivity， nitrogen utilization， nitrogen fertilizer agronomic efficiency and water use efficiency of alfalfa plants. The combined scores showed that the highest combined scores were all under W2N3 treatment.
【Conclusion】 Different water and nitrogen treatments all had certain effects on the growth， quality and water and nitrogen utilization efficiency of alfalfa， and W2N3 （irrigation volume of 4，500 m3/hm2 and nitrogen application rate of 150 kg/hm2） under water and nitrogen treatments has the best effect.
Key words：alfalfa; water and nitrogen intercropping; nutrient quality; water and fertilizer use efficiency
