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长期以来,干旱在很大程度上影响着牧草产业的发展。近年,由于气候逐渐变暖、降雨量减少、环境恶化等诸多原因,干旱己经成为阻碍现代农业健康持续发展的一大障碍。针对永昌荒漠化灌区紫花苜蓿作为区域主要饲草经济作物,其产量低、品质差、水分效率低等问题,在具有典型荒漠气候特征的甘肃河西荒漠灌区,以甘农3号紫花苜蓿为试验材料,在地下滴灌方式下,采取人工控制土壤水分的方法,对紫花苜蓿进行水分调控(土壤含水量占田间持水量百分比)75%85%(CK:充分灌溉)、65%75%(LD:轻度水分胁迫)、55%65%(MD:中度水分胁迫)、45%55%(SD:重度水分胁迫)试验研究,分析不同水分胁迫下紫花苜蓿的光合特性、叶绿素荧光参数、地上生物量及营养品质,探明水分胁迫对紫花苜蓿生理指标、产量及品质的影响,获得适宜荒漠灌区苜蓿生长的最佳水分调控模式,得到如下主要结论:(1)随着水分胁迫的加剧,前3茬紫花苜蓿的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、气孔限制值(Ls)逐渐下降,其胞间CO2浓度(Ci)在轻度水分胁迫下逐渐降低,在中度和重度水分胁迫下升高,水分利用效率达到峰值时以LD的最大。第4茬紫花苜蓿的Pn、Gs、Tr均随着水分胁迫的加剧逐渐降低,Ci在轻度和中度水分胁迫下逐渐降低,在重度水分胁迫下升高,Ls在轻度和中度水分胁迫下逐渐上升,在重度水分胁迫下下降,WUE在14:00左右时达到峰值,各水分处理之间均差异不显著。研究表明,水分胁迫下紫花苜蓿Pn降低既有气孔因素也有非气孔因素,前3茬在轻度水分胁迫下以气孔限制为主,中度和重度水分胁迫以非气孔限制为主,第4茬在轻度和中度水分胁迫下以气孔限制为主,重度水分胁迫以非气孔限制为主。(2)环境因子是影响苜蓿叶片光合作用的重要因素,经相关性分析影响第1茬和第3茬紫花苜蓿净光合速率日变化的主要因子是气孔导度、蒸腾速率和光合有效辐射,影响第2茬紫花苜蓿净光合速率日变化的主要因子是气孔导度、蒸腾速率,影响第4茬紫花苜蓿净光合速率日变化的主要因子是光合有效辐射。(3)随着水分胁迫的加剧,4茬紫花苜蓿的叶绿素a(Chla)、叶绿素总量(Chl(a+b))和叶绿素比值(Chla/b)均先升高后降低,以轻度水分胁迫下最大,其值按茬次依次为1.65、2.04、4.15,1.44、1.79、4.03,1.19、1.50、3.89,0.9、1.27、3.42;Chlb在充分灌溉下最大,其值依次为0.44、0.40、0.35、0.29,随着水分胁迫的加剧逐渐降低,4茬紫花苜蓿在轻度水分胁迫与充分灌溉下的Chla、Chl(a+b)无显著差异,表明轻度水分胁迫能增加光能利用效率。(4)随着水分胁迫的加剧,4茬紫花苜蓿的紫花苜蓿的初始荧光(Fo)基本呈增加趋势,最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)、PSⅡ原初光能转化效率(Fv/Fm)和PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)显著降低;光化学猝灭系数(qP)和实际光化学效率(ΦPSⅡ)在前3茬随水分胁迫的加剧下降幅度明显加剧,在第4茬下降趋势不明显;表观电子传递速率(ETR)随着水分胁迫的加剧呈下降趋势,但在第1茬下降幅度较大,后3茬下降幅度较小;非光化学猝灭系数(NPQ)则随着水分胁迫的加剧增加幅度较小。在轻度水分胁迫下,紫花苜蓿的Fv/Fm、Fv/Fo、ΦPSⅡ、ETR下降幅度较小,表明轻度水分胁迫下叶片的光系统受伤较轻。(5)4茬紫花苜蓿的株高、茎粗、干草产量均在充分灌溉下取得最大值,其值按茬次依次为100cm、3.73mm、5718kg·hm-2,87cm、3.57mm、3759kg·hm-2,76cm、3.13mm、3241kg·hm-2,39cm、2.36mm、2354kg·hm-2,随着水分胁迫的加剧,4茬紫花苜蓿的株高、茎粗、干草产量均呈降低趋势,但轻度水分胁迫(LD)与充分灌溉(CK)之间无显著差异,表明在轻度水分胁迫下够达到节水稳产的目的。(6)在同一茬次,不同水分处理下紫花苜蓿在LD下的粗蛋白含量和相对饲喂价值最大,其值按茬次依次为20.67%、139.68,19.24%、144.95,18.06%、160.42,21.20%、199.28,粗蛋白含量在前3茬与对照差异显著,第4茬差异不显著;中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量最小,其值按茬次依次为41.94%、33.28%,42.83%、28.45%,38.75%、28.34%,32.79%、23.95%,4茬均与对照差异显著;4茬紫花苜蓿在轻度水分胁迫下的粗灰分含量与CK下的无显著差异;轻度水分胁迫下蛋白含量的升高、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量降低,表明适当水分胁迫能够提高苜蓿的营养品质。