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干旱半干旱地区气候干旱,降水稀少,生态环境比较脆弱,水资源短缺是制约该地区经济发展和生态环境改善的主要因素。垄沟集雨种植是干旱半干旱地区挖掘水资源潜力、促进生态环境改善和发展集雨型的农牧业生产方式具有重要意义。本文为解决半干旱地区地下水匮缺、降水稀少,季节性分布不均对牧草生长的限制,采用垄沟集雨种植模式,垄作为径流区,沟作为种植带,使有限降雨在沟内(种植带)产生富集累加,改善种植带内土壤水分状况,提高牧草总体产量(文中的MR60指垄宽：沟宽为60cm:30cm; MR30垄宽：沟宽为30cm:30cm; CK即平作)。通过水分频域反射仪(PR2)观测降雨后种植带内水分运移情况,并结合老芒麦生长季内生长发育指标,研究结果如下：1.垄沟集雨种植改善了种植带内0-50cm土壤水分状况,在秋季至次年非生长季提高种植带内土壤蓄水保墒能力；生长季内,种植带随着土壤深度的增加(0-50cm),土壤含水量呈现出先增加、后降低的趋势,同一土壤深度,MR60处理内含水量最高；MR30次之,CK最低。对于MR60和MR30,降雨在种植带内富集后水分发生垂向下渗和垄下侧渗,湿润锋面变宽变深。2.垄沟集雨种植对老芒麦(Elymus sibirlcus L.)的营养生长产生积极影响。垄沟集雨种植显著提高老芒麦株高,促进老芒麦分蘖,增加了老芒麦密度。在一定程度上增加了叶片数目,叶长、叶宽均增加。08年密度变化不明显,09年进入抽穗期以前,MR60和MR30密度稳定在3500株／m2左右,CK密度稳定在2300株／m2左右,相对提高52%3.垄沟集雨种植提高单位面积草产量(按照全面积计算),09年第一茬MR60、MR30和CK干草产量分别是4.11t/hm2、3.86t/hm2和1.37t/hm2; MR60和CK相比,产量提高约3倍；MR30和CK相比,提高约2.8倍；09年再生草MR60. MR30和CK干草产量分别是1.13t/hm2、1.01t/hm2和0.25t/hm2; MR60和CK相比,产量提高约4倍以上；MR30和CK相比,提高约3.9倍。4.垄沟集雨种植对老芒麦的生殖生长产生重要影响。第一,垄沟集雨种植提高生殖枝密度(按照全面积计算),MR30、MR60和CK生殖枝的平均密度分别为576株／m2、411株／m2和284株／m2；第二,垄沟集雨种植提高了老芒麦每生殖枝上的小穗数,MR60、MR30和CK每生殖枝上的平均小穗数目分别是58、54和46个。第三,垄沟集雨种植提高花序中、下部小穗上的种子数,对花序上部的小穗上的种子数影响不大。在花序下部(1-10节),MR60、MR30和CK处理内大部分小穗依次有3粒、2粒、1粒种子；在花序中部(10-20节),MR60、MR30和CK处理大部分小穗内有3粒、3粒、2粒种子。在花序上部(>20节),各处理内每小穗上基本上都是1粒种子或没有。第四,垄沟集雨种植提高老芒麦种子千粒重,MR60、MR30和CK的千粒重分别为3.51g、3.09g和2.99g。第五,垄沟集雨种植提高老芒麦种子产量,MR60、MR30和CK的种子产量分别达到1.11 t/hm2,0.82 t/hm2和0.44 t/hm2; MR60和MR30与CK相比,种子产量分别提高2.5倍和1.8倍。