紫花苜蓿对中国西北地区生态环境改善和农牧业结构调整有重要的作用。不合理的灌溉和施氮不仅影响了紫花苜蓿的产量和品质,而且造成水肥资源的浪费。灌溉和施氮等农业措施也会对紫花苜蓿草地土壤CO2排放产生一定的影响。本研究于2017年～2019年以宁夏引黄灌区地下滴灌紫花苜蓿为研究对象,采用3个滴灌量水平(600 mm·yr-1,W1;675 mm·yr-1,W2;750 mm·yr-1,W3)和4个施氮水平(0kg·hm-2·yr-1,N0;60kg·hm-2·yr-1,N1;120 kg·hm-2·yr-1,N2;180 kg·hm-2·yr-1,N3)的裂区试验设计,通过田间定位试验与室内分析相结合的方法,系统分析了不同水氮供应对紫花苜蓿产量、品质及草地土壤CO2排放的影响,筛选出紫花苜蓿高产、优质和低碳的水氮配置。主要研究结论如下:(1)灌溉和施氮影响了紫花苜蓿的生长特征及草地小气候。增施氮肥降低了紫花苜蓿株间空气温度、浅层土层温度和株间光照度,而增加了群体内部空气相对湿度。随着滴灌量的增加,紫花苜蓿群体相对湿度逐渐提高,而紫花苜蓿株间气温和浅层土层温度降温效应越明显。(2)施氮在一定程度上提高了紫花苜蓿草地土壤全氮(TN)和速效氮含量(AN)、速效钾(AK)和有机质含量(SOM)、过氧化氢酶(CAT)和脲酶活性(URE)的活性,降低了土壤pH值、全盐(ST)、碱性磷酸酶活性(ALP);增加滴灌量提高了土壤速效磷(AP)和速效钾(AK)含量,过氧化氢酶(CAT)、蔗糖酶(INV)和脲酶活性(URE)的活性,而降低了有机质含量(SOM)和碱性磷酸酶活性(ALP)。(3)施氮对3年紫花苜蓿全年干草产量平均值的影响达极显著水平(P<0.01),干草产量随施氮量水平的增加而增加,继续增施氮肥超过N2水平(120 kg·hm-2)时则略有下降;滴灌量、水氮交互作用对3年紫花苜蓿干草产量平均值的影响不显著(P>0.05)。(4)施氮显著提高紫花苜蓿的全年平均粗蛋白、全年平均粗灰分含量和相对饲喂价值(P<0.05),降低了紫花苜蓿全年平均酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维的含量(P<0.05);增加滴灌量提高了紫花苜蓿全年平均粗蛋白和全年平均粗灰分的含量(P<0.05)。(5)增加滴灌量、降低施氮量,紫花苜蓿的水分利用效率和灌溉水利用效率均逐渐下降;增加施氮量降低了紫花苜蓿的氮肥偏生产力和氮肥农学效率(P<0.05)。(6)不同水氮供应下紫花苜蓿草地土壤呼吸速率均具有明显的季节性变化特征,峰值出现在7月下旬,最低值出现在12月中旬并持续到次年2月下旬,次年4月上旬紫花苜蓿返青后土壤呼吸速率迅速增加。施氮显著提高了紫花苜蓿生长季内的平均土壤呼吸速率(P<0.05),且随施氮量的增加而增加,对紫花苜蓿非生长季内土壤呼吸速率无显著影响(P>0.05);滴灌量对紫花苜蓿生长季、非生长季土壤呼吸速率影响均不显著(P>0.05)。(7)紫花苜蓿生长季、非生长季和全年的土壤呼吸速率与土壤温度(10cm)拟合指数模型均达显著水平(P<0.05);紫花苜蓿生长季内土壤呼吸速率(Rs)受地下10cm处土壤温度与土壤水分的综合影响,采用土壤温度和土壤水分复合双因素的线性模型(Rs=a+bW+cT)能较好地拟合土壤呼吸速率的变化;紫花苜蓿生长季内土壤呼吸速率(Rs)与其干草产量均呈开口向下的抛物线关系;地下生物量与土壤呼吸无显著相关性(P>0.05);通过紫花苜蓿生长季内土壤呼吸与其土壤生化性质之间的相关矩阵分析可知,紫花苜蓿草地土壤呼吸速率(Rs)与土壤pH值和INV呈负相关关系,与土壤SOM、TN和URE呈正相关关系。(8)施氮提高了紫花苜蓿的碳足迹,且紫花苜蓿碳足迹随施氮量的增加而增加(P<0.01);紫花苜蓿碳足迹随滴灌量的增加呈先增后降的变化趋势(W2>W1>W3)。在紫花苜蓿碳足迹构成中,紫花苜蓿草地CO2排放量的贡献值最高(91.2%～95.9%),其次是灌溉用电,占2.9%～4.2%。(9)从紫花苜蓿产量、品质和低碳效应综合分析,W2N2处理(滴灌量为675mm,施氮量为120 kg·hm-2)是宁夏引黄灌区地下滴灌条件下紫花苜蓿种植较为适宜的水氮配置组合,有利于提高紫花苜蓿干草产量和品质,降低紫花苜蓿碳足迹。研究结果可为宁夏引黄灌区地下滴灌条件下紫花苜蓿大面积推广高产、优质兼顾低碳种植提供理论依据。