朔州市紫花苜蓿生長期氣候條件分析

摘要：苜蓿是一種使用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值均較高的牧草，朔州市廣泛推廣種植苜蓿對于農(nóng)民增收、社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要的意義。研究了苜蓿生長的特征指標(biāo)，結(jié)合中國氣象局和山酉省氣象局信息中心整編的1991-2020年30年平均溫度、降水量、光照、風(fēng)速、蒸發(fā)量和積溫等朔州市部分資料，指出朔州市的年積溫、年平均氣溫和日照等氣象要素符合紫花苜蓿的生長發(fā)育需求，年降水量對紫花苜蓿的正常生長發(fā)育有所不足，在灌溉條件能夠得到保證的前提下可以進(jìn)行規(guī)?；N植。期州市平川區(qū)和山區(qū)種植紫花苜蓿會有一定的差異性，平川區(qū)比山區(qū)更適宜種植，山區(qū)特別是不平整地塊種植曹?？捎糜诜拍粱蛱嵘?dāng)?shù)厣鷳B(tài)效益。朔州市在6月中旬-7月中旬為紫花苜蓿最佳播種時(shí)期，4-6月如果土壤墑情好，或有灌溉條件的也可以種植苜蓿。平川區(qū)的縈花苜蓿一年適宜刈割4次，山區(qū)的紫花苜蓿一年適宜刈割3次。朔州市種植紫花苜蓿具有較好經(jīng)濟(jì)價(jià)值和使用價(jià)值，可以進(jìn)行大面積推廣種植，研究結(jié)論可為朔州市紫花苣蓿種植提供一定的依據(jù)。

關(guān)鍵詞：紫花苜蓿，生長發(fā)育；氣候條件；朔州市

中圖分類號：S162.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-1795（2023）03-0062-05

DOI：10.19998/j.cnki.2095-1795.2023.03.011

0引言

紫花苜蓿是一種使用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值均較高的牧草，為優(yōu)質(zhì)豆科多年生牧草，可人工大規(guī)模栽培，一次投入多年產(chǎn)出，其再生能力強(qiáng)、根系發(fā)達(dá)、生長迅速，花期5-7月，果期6-8月，具有抗逆性強(qiáng)、適應(yīng)性廣、利用期長、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)效益高和飼用價(jià)值高等特征。苜蓿為紫花苜蓿（Medicago sativa）的簡稱，被譽(yù)為“牧草之王”。苜蓿高產(chǎn)期年限4～8年，生長壽命長達(dá)20～30年。莒蓿蛋白質(zhì)含量為18%～25%，富含多種營養(yǎng)物質(zhì)，是優(yōu)質(zhì)的蛋白草料，具有強(qiáng)身健體、防病治病的功能。種植苣蓿還可以起到改善土壤、固定大氣氮素、保持水土和改善生態(tài)等作用。國內(nèi)外學(xué)者開展了大量苜蓿生長氣候適應(yīng)性的研究工作。吳建華認(rèn)為阿魯科爾沁旗紫花苜蓿生長期降水不足，在適當(dāng)灌溉條件下能夠進(jìn)行規(guī)模化種植。周堅(jiān)指出內(nèi)蒙古豐鎮(zhèn)市氣溫日較差大，對提高苜蓿的產(chǎn)量和品質(zhì)較為有利。尹衛(wèi)等分析了青海省共和縣氣象數(shù)據(jù)，表明當(dāng)?shù)毓庹?、降水量和氣溫對紫花苣蓿正常生長的影響效應(yīng)高于風(fēng)速和氣壓的影響效應(yīng)。吳立群等通過分析烏審召地區(qū)的氣象數(shù)據(jù)，認(rèn)為當(dāng)?shù)刈匣ㄜ俎＿m宜播種期是3月和7月下旬。莊妍的研究表明，當(dāng)土壤含水量達(dá)8%、5 cm土壤溫度達(dá)5℃時(shí)，紫花苜蓿開始返青。朔州市廣泛推廣種植苜蓿對于農(nóng)民增收、社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要的意義。但學(xué)者們對朔州市苜蓿生長適應(yīng)性氣候研究較少，因此開展此項(xiàng)研究工作就顯得尤為重要。

朔州市地處山西省北部，下轄?wèi)讶适小⒂矣窨h、應(yīng)縣、山陰縣、平魯區(qū)和朔城區(qū)1市3縣2區(qū)，位于東經(jīng)111°52′-113°35′，北緯39°06′-40°22′，南北長約133 km，東西寬約145 km，總面積1.06萬km2，。朔州市2015年被農(nóng)業(yè)部確定為整市推進(jìn)草牧業(yè)發(fā)展的試點(diǎn)試驗(yàn)市，近年來全市積極推進(jìn)優(yōu)質(zhì)牧草種植。朔州市草牧業(yè)發(fā)展迅速，從2014年開始形成一定的規(guī)模進(jìn)行種植，2018年苜蓿種植面積比2014年翻了4倍，達(dá)1.27萬hm2（19萬畝）。截至2021年底，全市種植苜蓿留床1.33萬hm2（20萬畝），全市積極推進(jìn)懷仁市、山陰縣、朔城區(qū)3個(gè)0.33萬hm2（5萬畝）苜蓿基地建設(shè)，實(shí)施20萬t青貯苜蓿行動。朔州市的莒蓿除了滿足本地養(yǎng)殖企業(yè)需求外，還將苜蓿銷到了省外的養(yǎng)殖企業(yè)。

1朔州市氣候概況

朔州市屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明。春季（3-5月）雨水較少、風(fēng)沙較大，常出現(xiàn)干旱天氣；夏季（6-8月）雨量集中，有大雨、暴雨、冰雹等天氣；秋季（9-11月）雨水較少，中午熱、早晚涼；冬季（12月-次年2月）雨雪少、大風(fēng)天氣多、氣候寒冷。按地理、氣候特點(diǎn)右玉縣、平魯區(qū)劃分為山區(qū)，懷仁市、朔城區(qū)、山陰縣和應(yīng)縣劃分為平川區(qū)。

1.1氣溫時(shí)空分布

數(shù)據(jù)來源是中國氣象局和山西省氣象局信息中心整編的1991-2020年30年平均溫度、降水量、光照、風(fēng)速、蒸發(fā)量和積溫等朔州市部分資料。朔州市年平均氣溫7.5℃，各縣區(qū)平均氣溫為4.6-8.9℃。年極端最高氣溫山區(qū)為37.4～37.7℃，平川區(qū)為39.3～40.4℃，全市年極端最高氣溫為40.4℃，出現(xiàn)在應(yīng)縣（2005年6月22日）；年極端最低氣溫平川區(qū)為-32.0～-25.1℃，山區(qū)為-37.3～-28.8℃，全市年極端最低氣溫為-37.3℃，出現(xiàn)在右玉縣（2000年1月25日）。從平均氣溫年變化曲線來看（圖1），朔州市春夏季的升溫坡度和秋冬季的降溫坡度陡而對稱，年平均氣溫和四季平均氣溫空間分布趨勢都呈現(xiàn)山區(qū)低、平川區(qū)高的特點(diǎn)。

1.2降水時(shí)空分布

朔州市年均降水量為402.4 mm，各區(qū)縣年降水量為372.2～432.0 mm。年和四季降水量的空間分布都呈現(xiàn)山區(qū)多、平川區(qū)少的特點(diǎn)。從降水量的變化曲線（圖2）來看，一年中6-9月降水量較多，7月最多為100.8 mm，1月最少為2.0 mm。

1.3日照時(shí)數(shù)時(shí)空分布

朔州市年平均日照時(shí)數(shù)為2 691.9h，各區(qū)縣日照時(shí)數(shù)為2 524.6～2 826.6h，空間分布呈現(xiàn)北部（右玉縣、平魯區(qū)、懷仁市）多，南部（朔城區(qū)、山陰縣、應(yīng)縣）少的特點(diǎn)。冬季日照時(shí)數(shù)為543.8～607.5h，春季日照時(shí)數(shù)為712.7～796.0h，夏季日照時(shí)數(shù)為666.6～760.3h，秋季日照時(shí)數(shù)為601.5～662.8 h。4個(gè)季節(jié)中春季和夏季日照最豐富，其次是秋季，冬季在4個(gè)季節(jié)中最少。其中4、5和6月的日照時(shí)數(shù)顯著較多（圖3），春季和夏季充足的日照有利于紫花苜蓿的出苗及苗期旺盛生長。

1.4年霜日數(shù)、地溫及凍土深度

朔州市年霜日數(shù)跨度較大，為28～111d，山陰縣和應(yīng)縣lt;40 d，懷仁市、平魯區(qū)和朔城區(qū)在55～80 d的范圍內(nèi)，右玉最大為111 d。朔州市年平均地面溫度為7.4～10.9℃，5 cm年平均地面溫度為7.3～10.2℃，10 cm年平均地面溫度為7.4～10.3℃，20 cm年平均地面溫度為7.4～10.4℃，均為右玉縣最低，應(yīng)縣最高。年最大凍土深度為105～179 cm。

1.5各界限溫度時(shí)空分布

日平均氣溫穩(wěn)定在0℃以上：平川區(qū)初始于3月14-16日，終止于11月12-15日；山區(qū)初始于3月24-29日，終止于11月1-7日。

日平均氣溫穩(wěn)定在5℃以上：平川區(qū)初始于4月4-7日，終止于10月24-28日；山區(qū)初始于4月13-14日，終止于10月12-20日。

日平均氣溫穩(wěn)定在10℃以上：平川區(qū)初始于4月19-26日，終止于10月2-8日；山區(qū)初始于5月4-8日，終止于9月23-29日。

1.6各界限溫度初終期內(nèi)的積溫

0℃以上積溫：平川區(qū)3 609.4～3 859.0℃，山區(qū)2 926.0～3196.3℃。

5℃以上積溫：平川區(qū)3 429.5～3 678.8℃，山區(qū)2 786.5～3 041.3℃。

10℃以上積溫：平川區(qū)3057.1～3 319.2℃，山區(qū)2 406.9～2 637.4℃。

1.7其他影響苜蓿生長的氣象因子

朔州市年均風(fēng)速為2.2 m/s。朔州市年平均相對濕度為47%～59%。夏季（以8月為代表）最大，為63%～72%。秋季（以9月為代表）次之，為58%～69%。冬季（以12月為代表）為48%～61%。春季（以4月為代表）最小，為34%～43%。朔州市年平均蒸發(fā)量為1853.8 mm，為年降水量的4.6倍，5月和6月最大，超過280 mm；12月—次年2月最小，不足60 mm。朔州市影響苜蓿生長的氣象因子如表1所示。

2朔州市苜蓿生長氣候條件分析

2.1溫度

徐麗君等研究認(rèn)為，紫花苜蓿生長溫度為-41～39℃。苜蓿適宜栽培區(qū)年平均氣溫為5～12℃，≥5℃的積溫高于2 000℃，≥0℃的積溫為3000～5 000℃，地理位置在北緯35°～45°。朔州市位于北緯39°06′～40°22′，屬于溫帶性季風(fēng)氣候，年平均氣溫為7.5℃，各區(qū)縣年平均氣溫為4.6～8.9℃?！?℃的積溫為2 786.5～3 678.8℃，年極端最高氣溫為37.4～40.4℃，年極端最低氣溫山區(qū)為-37.3～-25.1℃。因此，從溫度和地理位置適宜條件來看，朔州市平川區(qū)和山區(qū)都適宜種植紫花苜蓿。平川區(qū)的無霜期也高于山區(qū)的無霜期，從這些氣象因素來看，朔州市平川區(qū)比山區(qū)更適宜種植紫花苜蓿。

2.2降水量

紫花苜蓿是一種喜水作物，對年降水量的最低要求為300 mm，適宜的年降水量為350～900 mm，超過1300 mm則適應(yīng)性差，苜蓿生長需水量為600～1 100 mm。朔州市屬于黃土高原，年均降水量為372.2～432.0 mm，各區(qū)縣降水量均能達(dá)到苜蓿生長的最低要求，但是達(dá)不到苜蓿生長的需水量，因此朔州市苜蓿種植要想達(dá)到高產(chǎn)就需要合適的灌溉支持。

2.3光照

紫花苜蓿是一種喜光作物，光照條件越好，越有利于其生長。朔州市晴天日數(shù)較多，光照較充足，連陰雨天氣較少，年日照時(shí)數(shù)為2 524.6～2 826.6h，可以滿足紫花苜蓿各個(gè)生長周期對光照條件的需求，朔州市豐富的光照資源有利于紫花苜蓿光合作用的順利進(jìn)行，能夠促進(jìn)紫花苜蓿提高品質(zhì)，積累更多的干物質(zhì)。

2.4其他影響苜蓿生長的氣象因子

朔州市日平均氣溫穩(wěn)定通過0℃的日數(shù)為218～247 d，符合紫花苜蓿的生長要求，其中平川區(qū)明顯高于山區(qū)，更利于紫花苜蓿生長。年均風(fēng)速為2.2 m/s，朔州市年平均相對濕度為47%～59%，風(fēng)速、相對濕度均符合紫花苜蓿的生長需求。朔州市年平均蒸發(fā)量為1853.8 mm，為年降水量的46倍，年降水量不充足，因此要在苜蓿生長的各個(gè)關(guān)鍵期及時(shí)進(jìn)行合適的灌溉。

3紫花苜蓿在各生長關(guān)鍵時(shí)期的氣象因子影響

3.1播種

苜蓿種子萌發(fā)最適宜溫度是20℃，最高溫度是31～37℃，最低溫度是0～5℃，北方地區(qū)苜蓿的播種以春播和秋播為主，當(dāng)?shù)販胤€(wěn)定達(dá)到發(fā)芽溫度5℃以上時(shí)，要搶墑進(jìn)行春播，秋播最遲要在霜凍來臨前1～2個(gè)月進(jìn)行。朔州市屬于干旱半干旱地區(qū)，所以要在有明顯降雨過程時(shí)等雨播種，同時(shí)要避開干熱風(fēng)頻繁發(fā)生的季節(jié)。朔州市對于低于0℃氣溫持續(xù)時(shí)間較長的地區(qū)，采用夏播或者春播比較適宜。朔州市日平均氣溫穩(wěn)定在5℃以上為4月4-14日，終止于10月12-28日。綜合各種氣象因素，朔州市種植紫花苜蓿選用休眠3、4級品種較好，適宜在6月中旬-7月中旬播種，此期雨熱同期，利于出苗和生長，能夠保證種植成功。4-6月如果土壤墑情好，或有灌溉條件的也可以種植苜蓿。

3.2生長

特術(shù)爾布和等研究表明，溫度為5～6℃時(shí)，苜蓿種子緩慢發(fā)芽，23～30℃時(shí)最適發(fā)芽，高于35℃時(shí)發(fā)芽受阻，高于37℃時(shí)發(fā)芽停止。日均氣溫15～20℃時(shí)苜蓿的植株最宜生長，白天氣溫為15～20℃，夜間氣溫為10～20℃是苜蓿生長干物質(zhì)積累的最佳溫度。良好的光照有利于苜蓿的生長。苜蓿返青15～20d或出苗后40 d是生長最為旺盛的時(shí)期，這個(gè)時(shí)期有充足的光照和適宜的土壤水分對苜?？焖偕L較為有利。苜蓿出苗生長后60～70 d進(jìn)入開花期，開花期最適宜的溫度為20～27℃，濕度為53%～75%。4月下旬-6月上旬為朔州市頭茬苜蓿生長的關(guān)鍵期，此期要做好倒春寒天氣的防御工作。

在生長期，要適時(shí)做好苜蓿的灌溉工作。特木爾布和等指出，苜蓿總的耗水量為3 500～4 500 m3/hm2，返青時(shí)需水相對較少，后期需水量逐漸增多，在現(xiàn)營時(shí)期，要根據(jù)降水和土壤墑情情況適時(shí)進(jìn)行灌溉，使土壤含水量達(dá)到60%～80%。在播種期、返青期、苗期、分枝期、每次刈割前7～9d、刈割后3～5d及入冬前20d，如果有有效降水，就不需要灌溉，如果沒有就需要各灌溉1次，一年共灌溉8—10次，每次灌水量300～450 m3/hm2。入冬前灌溉適宜的氣溫是夜間0℃左右，白天10℃左右。朔州市的苜蓿生長也需要在各個(gè)關(guān)鍵期及時(shí)進(jìn)行合適的灌溉，以保證苜蓿在各個(gè)關(guān)鍵期都能茁壯成長。

從氣溫來看，朔州市4月中、下旬苜蓿出苗，此期苜蓿最怕寒潮、倒春寒天氣，預(yù)報(bào)有此類天氣時(shí)，可以采取灌溉保熱量及使用防凍劑等措施確保苜蓿順利返青。5-9月最適宜苜蓿生長，4-5月降水較少，此期要做好苜蓿的灌溉工作。

3.3刈割

刈割苜蓿的指標(biāo)是10%左右枝條開花的初花期枝條高度達(dá)80 cm，再生的枝條高度在5 cm左右，與前一次刈割的時(shí)間間隔超過60～80d。頭茬苜蓿一般需要生長50～60d，其余各茬，一般需要生長25～35 d。末茬苜蓿刈割的危險(xiǎn)期是初霜前4周到初霜后2周，盡量避開在此段時(shí)期進(jìn)行末茬刈割。孫洪仁等認(rèn)為，阿魯科爾沁旗一般年份理想刈割模式為，第1茬為6月1-5日，第2茬為7月5-10日，第3茬為8月5-15日，第4茬為10月15日11月15日，通過研究，朔州地區(qū)的苜蓿刈割模式基本符合阿魯科爾沁旗的刈割模式。在雨季，苜蓿刈割后要保證12～24h的田間晾曬以收獲半干草，保證36～48h的田間晾曬以收獲干草。此期要積極關(guān)注當(dāng)?shù)刂?、短期天氣預(yù)報(bào)，盡量選擇無雨期相對較長階段進(jìn)行苜蓿刈割，以提高晾曬效果，避免刈割后的苜蓿被雨水浸泡，影響收獲品質(zhì)。為了安全越冬，苜蓿最后一次刈割一般在初霜凍之前的10～15 d，要注意莒蓿刈割前灌水要避開降雨和大風(fēng)天氣，以防止苜蓿倒伏。根據(jù)朔州市積溫情況，平川區(qū)0℃以上積溫3 609.4～3 859.0℃，紫花曹蓿每年可以刈割4次，山區(qū)0℃以上積溫2 926.0～3196 3℃，每年適宜刈割3次。

3.4越冬

入冬時(shí)，如果有有效的降雪過程，大雪覆蓋地面，會有利于地面下的苜蓿順利越冬。如果沒有有效的降雪過程，并且預(yù)測冬季氣溫異常偏低，在入冬時(shí)就要適時(shí)灌溉苜蓿地，以幫助地下的苜蓿順利越冬。一般來說，朔州地區(qū)在苜蓿入冬前要澆好越冬水，防止來年倒春寒凍死幼苗和春旱旱死幼苗。

3.5種植苜蓿經(jīng)濟(jì)價(jià)值

高雅靈等研究表明，水資源短缺的甘肅省民勤縣，苜蓿、小麥、玉米和葵花均處于規(guī)模報(bào)酬遞增階段，而苜蓿各要素的彈性系數(shù)之和最高，具有更大的發(fā)展空間。朔州市種植紫花苜蓿純收益可達(dá)15 000～22 500元/hm2，在經(jīng)濟(jì)價(jià)值方面，比燕麥、青貯玉米等牧草具有一定的比較優(yōu)勢，可以進(jìn)行大面積推廣種植。

4結(jié)束語

朔州市的年積溫、年平均氣溫、日照、風(fēng)速和氣壓等基本符合紫花苜蓿的生長需求，降水量不符合紫花苜蓿的正常生長需求，在灌溉能夠得到保證的前提下更宜在地勢平坦的土地上進(jìn)行規(guī)模化種植。朔州市平川區(qū)比山區(qū)更適宜種植紫花苜蓿。最好選擇平川區(qū)面積較大、土地較平整、水利條件較為有利的地塊種植苜蓿，平整面積大有利于機(jī)械化作業(yè)，山區(qū)的不平整地塊種植苜蓿適于放牧或者提升當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)效益，而山區(qū)下濕平坦區(qū)域種植苜蓿也可以取得良好的效果。朔州市平川區(qū)的紫花苜蓿適宜刈割4次，山區(qū)的紫花苜蓿適宜刈割3次。6月中旬-7月中旬為朔州市最佳播種紫花莒蓿時(shí)期，4-6月如果土壤墑情好，或有灌溉條件的地塊也可以種植苜蓿。為了苜蓿能更好地越冬，在入冬前要澆一次越冬水。還要積極施好播種前的底肥和生長期的肥料，適時(shí)做好除草、病蟲害防治及收割后的晾曬等工作以使其更好地生長。