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本章根据鄂托克前旗人工牧草种植情况，选取紫花苜蓿和饲料玉米作为研究对象，根据当地现有灌溉形式及未来发展趋势，紫花苜蓿灌溉形式选取地下滴灌和中心支轴式喷灌作为典型灌溉形式，饲料玉米选取卷盘式喷灌作为典型灌溉形式，以田间试验对比法研究其耗水量及灌溉制度，总结节水灌溉工程技术、高产高效节水农艺配套技术、农机化配套技术、先进实用的管理技术、集成牧区灌溉人工草地高效用水技术。实验区位置选取在鄂托克前旗昂素镇哈日根图嘎查的巴图巴雅尔牧户。
采用HOBOU30型农田气象站，监测的气象数据包括温度、降水量、风速、相对湿度、气压、风向等；根据鄂托克前旗1985—2016年降水频率分析得出：2014年的降水频率为59.6%，2015年降水频率为51.2%，基本对应于一般年份的降水量，2016年降水频率为10.5%，基本对应丰水年的降水量，具体降水量和降水频率数据见表3-1-1。
表3-1-1 各年份降水量及降水频率
根据农田气象站数据，采用有效降雨量公式分析计算得出2014年、2015年和2016年紫花苜蓿生育期的有效降水量分别为172.8mm、112.2mm和315.9mm，2014—2016年生育期（4—9月）有效降雨量见表3-1-2～表3-1-4。
表3-1-2 2014年生育期（4-9月）有效降水量
表3-1-3 2015年生育期（4-9月）有效降水量
表3-1-4 2016年生育期（4-9月）有效降水量
播种前在田间按0～20cm、20～40cm、40～60cm、60～80cm、80～100cm分层测定土壤颗粒组成、土壤容重、土壤水分特征曲线和田间持水量。
采集试验田0～100cm深度土壤剖面各层土样（分5层，每层20cm，每层取样3个），测定各层土样土壤容重，并用激光粒度仪（HELOS/BR-RODOS，德国）测定各层土样粒径级配，各层土样土壤粒径级配见图3-1-1，按照美国农业部土壤质地三角图查得划分结果（表3-1-5），由表3-1-5可以得出，试验田土壤质地主要为砂土。
表3-1-5 砂土颗粒组成
图3-1-1（一）试验区土壤颗粒级配曲线
图3-1-1（二）试验区土壤颗粒级配曲线
试验采用压力薄膜仪测定试验田土壤水分特征曲线。在试验田用环刀取原状图带回实验室，分别取不同深度（0～20cm，20～40cm，40～60cm，60～80cm，80～100cm）原状土作为待测样本，进行饱和浸泡并进行逐日测试。首先将陶土板在蒸馏水中浸泡24h，待测环刀原状土样本也需提前浸泡至饱和并称量，当饱和环刀原状土样本置于压力室后，吸去多余水分，连接压力室内外排水系统，密封压力室，调好所需压力值，打开压力阀给压力室供压，24h后取出环刀样本称重，之后放回压力室继续调压称重，直至压力达到15bar时为止，根据试验田各层土壤容重，计算出各层土壤压力值对应的土壤体积含水率，进而获得试验田土壤水分特征曲线，见图3-1-2。
图3-1-2 不同土层土壤水分特征曲线
利用环刀在试验区取原状土，进行田间持水量室内测定，并与田间的测定结果进行对比，确定试验区0～100cm土层的田间持水量为18.58%（表3-1-6）。
表3-1-6 砂土含水量
采用HOBO地下水位自动测定仪（美国）测定试验区地下水水位变化，设置采集时间间隔为 1h，在试验区共设 3 处监测井，2014—2016 年试验区平均地下水埋深为2.5～3.0m。