覆膜對(duì)青藏高原東北緣紫花苜蓿生長(zhǎng)及 草地建植的影響

馬隆喜，辛小云，孫志英，年 林

(夏河縣草原工作站，甘肅 夏河 749100)

青藏高原是我國(guó)重要的畜牧業(yè)生產(chǎn)基地和綠色生態(tài)屏障，由于牧區(qū)人口的不斷增加和過度放牧等因素導(dǎo)致天然草地草產(chǎn)量急劇下降[1-2]，嚴(yán)重制約了以牦牛和藏羊?yàn)橹鲗?dǎo)畜種的青藏高原畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。青藏高原東北緣區(qū)雖然處于寒區(qū)向溫區(qū)的過度區(qū)域，但仍冷季較長(zhǎng)，達(dá)7個(gè)月以上，而暖季不足5個(gè)月[3]；牧草綠期短，枯草營(yíng)養(yǎng)價(jià)值低，造成冷季牧場(chǎng)草畜矛盾較為突出，家畜處于“夏飽、秋肥、冬瘦、春死”的狀態(tài)[4]，且該區(qū)“三年一小災(zāi)，五年一大災(zāi)”的冷季雪災(zāi)已成為常態(tài)[5]。冬季飼草料的短缺嚴(yán)重限制著該區(qū)域的草牧業(yè)發(fā)展。因此，優(yōu)化該地區(qū)冷季飼草料結(jié)構(gòu)，緩解草畜矛盾，成為青藏高原東北緣區(qū)生態(tài)建設(shè)和畜牧業(yè)發(fā)展的重要內(nèi)容[6]。

紫花苜蓿(Medicagosativa)是多年生優(yōu)良豆科牧草，被稱為“牧草之王”，其粗蛋白含量高、適應(yīng)性強(qiáng)、適口性好，在我國(guó)北方地區(qū)普遍種植[7]。目前，青藏高原栽培草地建植多以抗寒性強(qiáng)的禾本科牧草為主[8-9]。這些禾本科牧草雖為家畜提供了較充裕的冬春季補(bǔ)飼原料，但因其收獲階段牧草的養(yǎng)分主要以粗纖維為主，禾本科牧草并不能滿足家畜生長(zhǎng)對(duì)蛋白質(zhì)的需求[10]。因此，需要引入粗蛋白含量較高的豆科牧草—紫花苜蓿，以優(yōu)化栽培草地結(jié)構(gòu)，提高營(yíng)養(yǎng)供給能力，從而保證藏系家畜的健康生長(zhǎng)[11]。

由于受溫度、水分及適宜的栽培技術(shù)的制約，青藏高原東北緣區(qū)紫花苜蓿的種植受到限制。覆膜種植已是一種廣泛運(yùn)用于北方干旱區(qū)的種植方式，因其具有增溫、保墑等作用而廣泛應(yīng)用于旱區(qū)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)[12-13]。而覆膜技術(shù)是否能改善青藏高原東北緣區(qū)紫花苜蓿有效越冬的問題，以提高紫花苜蓿的產(chǎn)量[7]，有關(guān)青藏高原東北緣區(qū)覆膜種植對(duì)苜蓿生長(zhǎng)的研究鮮見報(bào)道。以甘肅甘南夏河縣?？凄l(xiāng)為試驗(yàn)點(diǎn)，探討覆膜處理對(duì)紫花苜蓿產(chǎn)量和生長(zhǎng)特性的影響，以期為青藏高原東北緣區(qū)紫花苜蓿草地建植提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)區(qū)位于?？凄l(xiāng)?？谱匀淮逄烊徊菰?，海拔高度3 100 m，氣候寒冷濕潤(rùn)，高原大陸性氣候特點(diǎn)明顯，年均氣溫1.6℃，7月極端最高氣溫28.4℃，1月極端最低氣溫-29.8℃?！?℃的年積溫為1 642℃，≥5℃的年有效積溫為1 282℃，晝夜溫差大。年降水量400～500 mm，降水主要集中在7～9月，2014年1～10月平均降水量為450.3 mm。無絕對(duì)無霜期，植物生長(zhǎng)期120～140 d。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

供試紫花苜蓿品種為金皇后(Medicagosativacv.Golden Empress)，采用覆膜種植，以不覆膜普通直播為對(duì)照。所用地膜為寬60 cm，厚度0.008 mm的黑色塑料地膜。播種采用梅花形點(diǎn)播，2015年4月25日播種，播種深度2～3 cm，行距30 cm，播種量30 kg/hm2，所有處理均為地膜平鋪。試驗(yàn)小區(qū)面積4 m×5 m，4次重復(fù)。

1.3 樣品采集與分析

于2015年9月在各小區(qū)遠(yuǎn)離邊緣30 cm處隨機(jī)選取4個(gè)50 cm×50 cm的樣方，刈割樣方內(nèi)植物并挑去雜草后立即測(cè)定紫花苜蓿的鮮草產(chǎn)量。同時(shí)，測(cè)定株高，單株分枝數(shù)和雜草密度。在種植第2年的2016年5月10日觀測(cè)越冬率，9月20日測(cè)定第二年牧草產(chǎn)量。

1.3 數(shù)據(jù)分析

用Microsoft Excel 2010軟件整理數(shù)據(jù)，并用SPSS 19.0進(jìn)行t檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 覆膜對(duì)青藏高原紫花苜蓿種植當(dāng)年鮮草產(chǎn)量的影響

覆膜處理種植當(dāng)年紫花苜蓿產(chǎn)量較對(duì)照顯著增加(P<0.05)(圖1)，鮮草產(chǎn)量達(dá)到31 033.3 kg/hm2，而不覆膜處理僅為21 200.0 kg/hm2，鮮草產(chǎn)量增加了31.69%。

2.2 覆膜對(duì)青藏高原紫花苜蓿株高的影響

覆膜種植處理下紫花苜蓿的株高達(dá)101.00 cm，而不覆膜處理的株高為84.67 cm，但兩個(gè)處理間的植株高度無顯著差異(P>0.05)。

圖1 覆膜與不覆膜方式種植當(dāng)年的 紫花苜蓿產(chǎn)量Fig.1 The first year alfalfa yield under different planting methods

圖2 覆膜與不覆膜種植方式的紫花 苜蓿株高Fig.2 Alfalfa plant height under different planting methods

2.3 覆膜對(duì)青藏高原紫花苜蓿分枝數(shù)的影響

覆膜處理下金皇后紫花苜蓿的分枝數(shù)達(dá)到77.67個(gè)/株，不覆膜處理的分枝數(shù)為69.33個(gè)/株(圖3)，覆膜處理的分枝數(shù)雖大于不覆膜處理，但兩個(gè)處理間無顯著差異(P>0.05)。

圖3 覆膜與不覆膜種植方式的紫花 苜蓿分枝數(shù)Fig.3 Alfalfa branch number under different planting methods

2.4 覆膜對(duì)青藏高原紫花苜蓿越冬率的影響

覆膜處理的越冬率為90.90%，而不覆膜處理的越冬率僅為63.63%，兩者差異顯著(P<0.05)，覆膜處理與對(duì)照比較，使金皇后紫花苜蓿的越冬率提高了26.27%(P<0.05)。

圖4 覆膜與不覆膜種植方式紫花苜的蓿越冬率Fig.4 Alfalfa winter survival rate under different planting methods

2.5 覆膜對(duì)青藏高原紫花苜蓿種植第二年產(chǎn)量的影響

紫花苜蓿覆膜處理，種植第2年牧草產(chǎn)量顯著增加，與不覆膜差異顯著(P<0.05)(圖5)，鮮草產(chǎn)量達(dá)19 180 kg/hm2，而不覆膜處理僅為13 013 kg/hm2，覆膜處理鮮草產(chǎn)量增加了47.39%。

圖5 覆膜與不覆膜方式種植第二年紫 花苜蓿的鮮草產(chǎn)量Fig.5 The second year alfalfa yield under different planting methods

2.6 覆膜對(duì)青藏高原紫花苜蓿雜草密度的影響

覆膜處理下，紫花苜蓿種植小區(qū)雜草密度為9.7 株/m2，不覆膜處理小區(qū)的雜草密度為13.3 株/m2，覆膜處理的雜草密度較對(duì)照降低了27.06%，差異顯著(P<0.05)。

3 討論

紫花苜蓿是優(yōu)質(zhì)的豆科牧草，由于溫度和水分等 因素的限制，加之冬季寒冷，越冬率和草產(chǎn)量低，其在高寒地區(qū)生長(zhǎng)和推廣受到限制。黑膜覆蓋因保墑增溫、抑制雜草等效果非常顯著[14-16],已作為一種有效提高作物產(chǎn)量及品質(zhì)的方式。分析比較，普通種植處理下，表層土壤的溫度和含水量較低，植株出苗和生長(zhǎng)均較緩慢。于青藏高原東北緣區(qū)通過設(shè)置覆膜與不覆膜紫花苜蓿種植對(duì)比試驗(yàn)，探討覆膜處理對(duì)苜蓿生長(zhǎng)的影響。研究發(fā)現(xiàn)，覆膜處理顯著提高了種植當(dāng)年苜蓿產(chǎn)量和第二年越冬率及草產(chǎn)量；覆膜后苜蓿的株高和分枝數(shù)雖然差異不顯著，但均有增高的趨勢(shì)。

圖6 覆膜與不覆膜種植方式紫花苜蓿的 田間雜草密度Fig.5 The weed density under different planting methods

紫花苜蓿在青藏高原東北緣區(qū)能否安全越冬，是苜蓿草地建植的關(guān)鍵所在。高寒區(qū)苜蓿的越冬與其生長(zhǎng)狀況息息相關(guān)[17]。植株生長(zhǎng)旺盛，株高越高，則根頸和根直徑越大，其抗寒性就越強(qiáng)，越冬率就越高。此外，苜蓿生長(zhǎng)越旺盛，產(chǎn)草量越高，其根頸入土深度也越深，其抗寒性就越強(qiáng)，種植第二年返青時(shí)地下部分受溫度和水分的影響則越小[4,18-19]。

覆膜能增加苜蓿草地土壤的含水量和有效積溫，使得紫花苜蓿的生物量顯著增加。尤其是覆黑膜能更有效增加土壤的吸熱水平，且黑色地膜有效地減少了種植區(qū)的雜草密度，為紫花苜蓿的生長(zhǎng)發(fā)育提供了理想的生長(zhǎng)空間[17]。同時(shí)，覆膜的提溫保墑作用，可有效減輕土壤干旱和寒冷對(duì)紫花苜蓿根頸和根頸芽的影響，提高苜蓿的越冬率，為次年返青提供了有效保障[20-22]。

4 結(jié)論

青藏高原東北緣區(qū)覆膜處理顯著提高種植當(dāng)年金皇后紫花苜蓿產(chǎn)量和第二年的越冬率及草產(chǎn)量；覆膜種植對(duì)青藏高原東北緣區(qū)金皇后紫花苜蓿的株高和分枝數(shù)影響不顯著。