高寒區壟溝覆膜方式對苜蓿生長、根頸及根系特征的影響

魚小軍，景媛媛，徐長林，師尚禮，張建文，陳陸軍，楊海磊，肖紅

(甘肅農業大學草業學院，草業生態系統教育部重點實驗室，中-美草地畜牧業可持續發展研究中心，甘肅省草業工程實驗室，甘肅 蘭州730070)

?

高寒區壟溝覆膜方式對苜蓿生長、根頸及根系特征的影響

魚小軍，景媛媛，徐長林，師尚禮，張建文，陳陸軍，楊海磊，肖紅

(甘肅農業大學草業學院，草業生態系統教育部重點實驗室，中-美草地畜牧業可持續發展研究中心，甘肅省草業工程實驗室，甘肅 蘭州730070)

高寒區缺乏耐寒苜蓿品種和適宜的栽培技術，嚴重阻礙了該區域旱作苜蓿和草地畜牧業的發展。為高寒區苜蓿的高產栽培提供理論依據，在天祝高寒牧區研究了壟溝覆膜、壟溝覆膜+覆土、平膜全覆和壟溝4種種植方法下苜蓿生長特性及第2年苜蓿返青時的根頸和根系形態特征。結果表明，壟溝覆膜處理顯著提高了高寒區苜蓿的生長，促進了苜蓿根頸、根頸芽和根系的生長。在種植當年，壟溝覆膜下苜蓿的自然株高可達41.2 cm，2級分枝數達25.1個，鮮草和干草產量分別達975.44和249.37 kg/hm2，均顯著高于壟溝覆膜+覆土、平膜全覆和壟溝處理(P<0.05)。與壟溝種植方式相比，壟溝覆膜種植方式下的苜蓿鮮草產量提高了74%，干草產量提高了73.2%。壟溝覆膜處理下苜蓿單株根頸返青芽數(17.0個/株)和根頸直徑(9.87 mm)分別是壟溝處理(6.5個/株，2.00 mm)的2.63和4.94倍。壟溝覆膜和平膜全覆的苜蓿根頸入土深度分別為3.37和3.35 cm，顯著低于壟溝覆膜+覆土處理(4.71 cm)與壟溝處理(4.73 cm)。壟溝覆膜處理下的苜蓿單株根體積(9.288 cm3/株)、根表面積(466.287 cm2/株)、根系生物量(7.76 g/株)、主根長度(85.55 cm)、主根直徑(8.36 mm)和側根數(26.27個)均顯著高于平膜全覆處理、壟溝覆膜+覆土處理和壟溝處理(P<0.05)。平膜全覆處理和壟溝覆膜+覆土處理間的根頸芽數、根頸直徑、根表面積、根體積和根系生物量差異不顯著(P>0.05)，但顯著高于壟溝處理(P<0.05)。平膜全覆處理、壟溝覆膜+覆土和壟溝處理間的主根長度、主根直徑和根系生物量差異不顯著(P>0.05)。試驗表明，壟溝覆膜處理極大地提高了苜蓿的根頸粗、根頸芽、主根深、根體積、根系表面積和根系生物量，提高了苜蓿產草量，建議在類似甘肅天祝高寒區的地區使用壟溝覆膜技術建植苜蓿人工草地。

壟溝覆膜；苜蓿；高寒區；生長特性；根頸和根系特征

苜蓿(Medicagosativa)是重要的多年生豆科牧草，具有營養價值高、適口性好、生物量大等特點，在全世界范圍內廣泛種植。在我國，苜蓿也是許多溫帶農區和牧區建植人工草地的首選牧草草種之一[1-2]。但在高寒地區，由于環境變化程度大，降雨量少，氣溫低，冬季寒冷，導致高寒區種植的苜蓿越冬率極低，造成草產量低，嚴重阻礙了高寒區旱作苜蓿和草地畜牧業的發展。研究高寒區覆膜處理對苜蓿根系生長的影響，發掘適宜的地膜覆蓋技術，提高高寒區苜蓿越冬率，為建立優質的苜蓿人工草地和生產高蛋白苜蓿草提供基礎技術，這對解決高寒區域草畜矛盾中缺草,尤其是缺乏優質豆科牧草和家畜營養不平衡問題具有重要意義。

苜蓿根頸是苜蓿生產性能和可持續利用的關鍵部位，也是冷凍害最為敏感的部位，對苜蓿的越冬和春季的返青至關重要[3-4]。苜蓿根頸的大小及入土深度關系苜蓿的抗寒和越冬，苜蓿根頸上著生的根頸芽可以生長形成地上枝條，根頸芽關系著苜蓿來年的草產量[1]，影響苜蓿的生產性能和可持久性利用[5]。因此通過保護越冬期的根頸，增強苜蓿根頸安全越冬對苜蓿在高寒區的返青、生長和提高草產量等方面具有重要意義。目前，關于如何保護和增強苜蓿根頸抗性以使其安全越冬的措施除了簡單的覆蓋(土或者草)、灌水措施之外[6]，尚未有較好的措施。根系從土壤中吸收水分、礦質元素及少量的有機物質參與體內代謝活動，所以地下部分的根系生長與地上部分的莖、葉等器官的生長密切相關[7]；根系深度和根系生物量的增加能夠為植株吸取更多的養分，供應地上生長。苜蓿根系是吸收，轉換和儲藏養分的重要器官，其產量的高低在很大程度上取決于根系的發育狀況，根系發達、活性強是作物高產的基礎[8]；苜蓿以宿根的形式越冬，苜蓿根頸對寒冷的忍耐力很大程度上決定了其抗寒性的大小[9]。

覆膜種植技術已被廣泛地應用于北方干旱、半干旱地區的玉米(Zeamays)、馬鈴薯(Solanumtuberosum)、小麥(Triticumaestivum)等農作物生產，有利于抗旱增墑等[10-15]。雖然對玉米、馬鈴薯、小麥等農作物覆膜技術的研究頗多，但覆膜技術對高寒區苜蓿生長特性、根頸形態特征及根系特征影響的研究還鮮有報道。因此，研究不同覆膜種植方式對高寒區苜蓿生長特性、根頸形態特征及根系特征的影響，以期為苜蓿的高產栽培提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為甘農1號雜花苜蓿(Medicagovaria)，由甘肅農業大學曹致中教授提供。

1.2 試驗方法

圖1 試驗區月均氣溫和降水量Fig.1 The temperature and rainfall in experiment area

1.2.1 試驗地概況 研究地設在甘肅省武威市天祝藏族自治縣抓喜秀龍鄉甘肅農業大學天祝高山草原試驗站(37°40′ N，102°32′ E)，海拔2960 m，該地區水熱同期，無絕對無霜期，僅分冷、熱兩季，年均氣溫-0.1℃，最熱月7月均溫12.7℃，最冷月1月均溫-18.3℃，≥0℃的年積溫為1380℃；年均降水量416 mm，多集中于7,8和9月(圖1)；土壤以亞高山草甸土、亞高山黑鈣土等為主，土層厚度40～80 cm，土壤有機質含量10.4%，土壤全氮0.04%，銨態氮18.0 mg/kg，硝態氮16.6 mg/kg，速效磷含量16.8 mg/kg，速效鉀含量為176.0 mg/kg，土壤pH為8.0[16]。

1.2.2 試驗設計 采用壟溝覆膜、壟溝覆膜+覆土、平膜全覆和壟溝(不覆膜)的種植方式。壟溝覆膜、壟溝覆膜+覆土和壟溝處理中，壟為集雨區，溝為種植區，壟寬為30 cm，高為15 cm，壟坡約為45°(圖2)。所用地膜為厚度 0.008 mm 的白色塑料薄膜。試驗小區面積為4 m×5 m，重復3次，試驗小區采用隨機區組排列。于2013年5月6日-7日進行播種，所有處理均為穴播，每穴播種5～10粒，播種深度2～3 cm，株距5 cm，行距30 cm；出苗后酌情補苗和減苗，確保每穴有3～5個苜蓿植株成活。在冬季來臨之前，將壟溝和壟溝覆膜+覆土處理進行抹平處理，覆土厚度為7.5 cm。在6月20日和7月15日，分別進行了人工拔除雜草。

圖2 苜蓿種植示意圖Fig.2 Schematic diagram of alfalfa planting

1.3 苜蓿生長特性的指標測定

在2013年9月底測定苜蓿株高、1級分枝數、2級分枝數、莖基部粗；參考《草原學與牧草學實習實驗指導書》[17]中的方法，在各小區遠離邊行30 cm處隨機選取2 m樣段刈割，立即測定鮮草產量，然后將樣品帶回實驗室，在105℃下殺青30 min，再在65℃烘箱內烘干至恒重，稱得干物質重量。

1.4 根系特征及根頸特征測定指標及方法

2014年4月在天祝試驗田進行采樣并進行各項指標的測定。在各小區遠離邊行30 cm處，隨機選取50 cm樣段[18]，于植株旁 50 cm 處開始挖，用小鏟掏去根旁土，取得完整苜蓿根系，每個品種挖取 20 株，去掉最大株和最小株，選取10株進行測量[19]，用以測定苜蓿根體積、根表面積、根系生物量、根長、主根直徑、側根數等根系特征和根頸特征。

1.4.1 根頸形態特征 采用 Marquez-Ortiz等[20]的方法：用游標卡尺測根頸膨大處為根頸直徑；從地表到根頸上端為根頸入土深度；根頸芽數為從根頸直接長出的芽數。

1.4.2 根系形態特征 根形態特征采用 Johnson等[21-22]的方法測定。主根直徑為根頸以下1 cm處直徑；主根長度指根頸底端到主根直徑 d≥0.1 cm處的長度；在側根離主根0.5 cm處的直徑d≥0.1 cm 時可計入側根數，d<0.1 cm 時不計入；側根位置為距離根頸最近的直徑大于0.1 cm的側根到根頸的距離。

根體積和根表面積：挑選3株具有代表性的苜蓿根系，按照苜蓿在土壤中的生長將根系自然平展到實驗桌上，每10 cm剪開，在清水中分別清洗浸泡后用掃描儀(Epson Perfection 4990 Photo 型)對各層根樣進行掃描，掃描儀的分辨率為300 dpi，用Win RH IZO根系軟件分析掃描圖像，測得根表面積和根體積[23-24]。

根系生物量：將上述掃描后所得的根系脫水，在65℃烘箱內烘干至恒重，稱量即為根干重。

1.5 數據分析方法

用Excel 2003軟件整理數據，用SPSS 17.0完成方差分析。

2 結果與分析

2.1 覆膜對高寒區苜蓿生長特性的影響

由表1可知，壟溝覆膜種植方式的苜蓿植株自然高度最高，為41.22 cm，顯著高于平膜全覆、壟溝覆膜+覆土處理和壟溝處理(P<0.05)。苜蓿植株自然高度其次依次為平膜全覆、壟溝覆膜+覆土處理，壟溝處理最小(20.8 cm)，三者間差異顯著(P<0.05)。

表1 高寒區壟溝覆膜方式對苜蓿生長特性的影響

同列不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，下同。The different small letters within the same column mean the significant differences atP<0.05, the same below.

壟溝覆膜和平膜全覆種植方式下苜蓿植株的絕對高度分別為45.52和42.18 cm，二者之間差異不顯著(P>0.05)，但均顯著高于壟溝覆膜+覆土處理與壟溝處理(P<0.05)(表1)；壟溝處理條件下的苜蓿絕對株高最低，為21.83 cm，顯著低于其他處理(P<0.05)。

壟溝處理苜蓿單株的1級分枝數(2.8個)和2級分枝數(6.2個)最低，顯著低于其余3種處理(P<0.05)(表1)。壟溝覆膜處理苜蓿單株的1級分枝數最高，為4.2個；其次為平膜全覆(3.7個)、壟溝覆膜+覆土處理(3.5個)，但三者之間差異不顯著(P>0.05)。壟溝覆膜處理苜蓿單株的2級分枝數為25.1個，顯著高于其余處理(P<0.05)；其次為平膜全覆，顯著高于壟溝覆膜+覆土處理(P<0.05)。

壟溝覆膜處理下苜蓿的莖基部直徑最粗，為3.67 mm，其次為平膜全覆處理(3.37 mm)和壟溝覆膜+覆土處理(2.92 mm)，前二者和后二者間差異均不顯著(P>0.05)，但壟溝覆膜處理顯著高于壟溝覆膜+覆土處理(P<0.05)(表1)。平膜全覆處理下的苜蓿莖基部直徑顯著高于壟溝處理(P<0.05)；壟溝覆膜+覆土處理下的苜蓿莖基部直徑高于壟溝處理，但差異不顯著(P>0.05)。

壟溝覆膜處理的苜蓿鮮草和干草產量最高，分別為9754.8 和2493.9 kg/hm2，皆顯著高于其余各處理(P<0.05)。平膜全覆與壟溝覆膜+覆土處理下的苜蓿鮮草和干草產量之間差異均不顯著(P>0.05)，但均顯著高于壟溝處理(P<0.05)。

2.2 不同種植方式對高寒區苜蓿根頸形態特征的影響

由表2可知，壟溝覆膜處理下的苜蓿單株的返青根頸芽數最高，為17.0個，顯著高于平膜全覆處理、壟溝覆膜+覆土和壟溝處理(P<0.05)。其次為平膜全覆處理(11.3個/株)和壟溝覆膜+覆土處理(9.96個/株)，二者之間差異不顯著(P>0.05)。壟溝處理下的苜蓿單株返青根頸芽數最低，顯著低于壟溝覆膜、平膜全覆處理和壟溝覆膜+覆土處理(P<0.05)。

壟溝覆膜處理下的苜蓿根頸最粗，為9.87 mm，顯著高于平膜全覆處理、壟溝覆膜+覆土和壟溝處理(P<0.05)(表2)。其次為平膜全覆處理和壟溝覆膜+覆土處理，二者之間差異不顯著(P>0.05)。壟溝處理下的苜蓿根頸粗最小，為2.00 mm，顯著低于壟溝覆膜+覆土處理和平膜全覆處理(P<0.05)；后二者間的差異不顯著(P>0.05)。

壟溝處理和壟溝覆膜+覆土處理下的苜蓿根頸入土深度顯著高于平膜全覆處理、壟溝覆膜處理(P<0.05)(表2)。壟溝處理和壟溝覆膜+覆土處理間的差異不顯著(P>0.05)，平膜全覆處理與壟溝覆膜處理間的差異也不顯著(P>0.05)。

表2 高寒區壟溝覆膜方式對苜蓿根頸形態特征的影響

2.3 不同種植方式對高寒區苜蓿根系形態特征的影響

由表3可知，壟溝覆膜處理下苜蓿主根長度最深，為85.55 cm，顯著高于平膜全覆處理、壟溝覆膜+覆土和壟溝處理(P<0.05)。平膜全覆、壟溝覆膜+覆土和壟溝處理下苜蓿主根長度間差異不顯著(P>0.05)。

壟溝覆膜處理下的苜蓿主根直徑最粗，為8.36 mm，顯著高于平膜全覆處理、壟溝覆膜+覆土和壟溝處理(P<0.05)。其次為平膜全覆處理，和壟溝覆膜+覆土處理間的差異不顯著(P>0.05)，但二者均顯著高于壟溝處理(P<0.05)。

各處理下苜蓿側根發生的位置間均無顯著差異(P>0.05)。壟溝覆膜處理下苜蓿單株的側根數最高，為26.3，顯著高于其他處理(P<0.05)(表3)。平膜全覆處理、壟溝覆膜+覆土處理和壟溝處理中，苜蓿單株側根數最少的是壟溝處理，但相互間差異性不顯著(P>0.05)。

由表4可知，壟溝覆膜種植方式下0～90 cm、0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm土層的苜蓿單株根體積最高，與其他處理相比均達顯著水平(P<0.05)。與壟溝覆膜+覆土、平膜全覆和壟溝處理相比，壟溝覆膜種植方式下0～90 cm苜蓿單株的根體積分別增加了109.5%,139.4%和503.9%；0～10 cm苜蓿單株的根體積分別增加了119.1%,152.5%和333.0%；10～20 cm苜蓿單株的根體積分別增加了160.4%,210.1%和762.5%；20～30 cm苜蓿單株的根體積分別增加了56.8%,84.0%和282.3%。30～90 cm苜蓿單株的根體積在不同處理下變化不大。0～10 cm、10～20 cm深度范圍內，壟溝覆膜+覆土和平膜全覆間的差異不顯著(P>0.05)，但均顯著高于壟溝處理(P<0.05)。30～40 cm的根體積表現為：壟溝覆膜>壟溝覆膜+覆土>平膜全覆>壟溝處理，但差異不顯著(P>0.05)；40～50 cm處則表現為壟溝顯著低于其余3種處理(P<0.05)；60～90 cm的根體積表現為：壟溝覆膜>平膜全覆>壟溝覆膜+覆土>壟溝處理。

表3 高寒區壟溝覆膜方式對苜蓿根系形態特征的影響

由表5可知，壟溝覆膜種植方式下0～90 cm深土層的苜蓿單株總根表面積與壟溝覆膜+覆土、平膜全覆和壟溝處理相比，分別增加了115.8%,72.1%和417.8%。壟溝覆膜種植方式下，在0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm苜蓿單株的根表面積最高，與其他處理相比差異均達顯著水平(P<0.05)。與壟溝覆膜+覆土、平膜全覆和壟溝處理相比，0～10 cm苜蓿單株的根表面積分別增加了86.03%,129.1%和317.5%；10～20 cm苜蓿單株的根表面積分別增加了60.9%,145.8%和530.8%；20～30 cm苜蓿單株的根表面積分別增加了45.9%,104.0%和331.2%。平膜全覆種植下苜蓿根表面積略低于壟溝覆膜+覆土種植，但差異不顯著(P>0.05)，壟溝種植的苜蓿根表面積最低。30～50 cm依然為壟溝覆膜種植下最高，但與壟溝覆膜+覆土、平膜全覆之間的差異不顯著(P>0.05)。60～90 cm深的苜蓿根表面積表現為各處理間無顯著差異(P>0.05)，但具體仍然表現為，壟溝覆膜>平膜全覆>壟溝覆膜+覆土>壟溝。

由表6可知，壟溝覆膜種植方式下苜蓿的總根系單株干重與壟溝覆膜+覆土、平膜全覆和壟溝處理相比，分別增加了189.6%,197.3%和569.0%。平膜全覆種植下苜蓿根系單株干重略低于壟溝覆膜+覆土種植，但差異不顯著(P>0.05)，壟溝種植的苜蓿根系單株干重顯著低于其他處理(P<0.05)。壟溝覆膜種植方式下，在0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm深土層的苜蓿單株根系干重最高，與其他處理相比均達顯著水平(P<0.05)。與壟溝覆膜+覆土、平膜全覆和壟溝處理相比，0～10 cm苜蓿單株的根系干重分別增加了204.8%,400.0%和553.1%；10～20 cm苜蓿單株的根系干重分別增加了257.9%,300%和558.1%；20～30 cm苜蓿單株的根系干重分別增加了86.5%,115.6%和304.2%。

3 討論

3.1 不同種植方式對高寒區苜蓿生長特性的影響

當前，我國苜蓿品種的栽培和生產主要在干旱半干旱地區，而苜蓿在高寒區的建植依然相當困難[1]。高寒區苜蓿不能成功建植的原因主要是受溫度和水分等自然因素的限制，使得苜蓿在高寒區的植株生長矮小，產量低；加之冬春季的寒冷，造成苜蓿不能安全越冬。本研究通過壟溝覆膜、平膜全覆、壟溝覆膜+覆土處理、壟溝4種種植方式，結果發現覆膜可以顯著提高苜蓿的株高、分枝數和產量；壟溝覆膜種植甚至可使苜蓿當年的生長絕對高度達到45 cm，2級分枝數為25個，干草產量為2490 kg/hm2；而采用壟溝、秋季覆土技術的苜蓿當年絕對株高只有21 cm，2級分枝數為6個，干草產量為660 kg/hm2。壟溝覆膜較壟溝提高苜蓿生長高度2倍以上，2級分枝數和干草產量4倍，極大地提高了苜蓿莖粗、株高、分枝數、產草量等苜蓿的生長特性。

3.2 不同種植方式對高寒區苜蓿根頸特征的影響

苜蓿根頸是苜蓿的根上部膨大處，是聯系地上部分和地下部分的關鍵部位[4,25]，也是吸收運輸養分和水分的重要器官，更是產生枝條的重要部位，其直接影響苜蓿生產性能和可持續特性諸如再生性、耐寒性、抗旱性和抗病害等[20,26-28]。苜蓿根頸是冷凍害最為敏感的部位，苜蓿根頸對苜蓿的越冬和春季的返青至關重要[3-4]。Schwab等[29]的研究表明，苜蓿根頸和根的直徑越大，苜蓿的抗寒性就越強，其越冬率就越高。孫啟忠等[30]的研究表明，根頸直徑越大和根頸芽數增加可促進生長量和有機物質積累，從而提高根頸和根的耐寒力、降低受凍率。本試驗結果表明，壟溝覆膜種植方式下苜蓿的根頸芽數、根頸直徑都表現最佳，平膜全覆和壟溝覆膜+覆土處理都可以相應地增加苜蓿的根頸芽數和根頸直徑，這說明覆膜可促進苜蓿種植當年根頸的生長，促進苜蓿根頸直徑和根頸芽的增加，且一定的覆土可以增加苜蓿根頸的入土深度。由于苜蓿根頸入土深度越深其抗寒性就越強[4]，壟溝覆膜+覆土處理可以在冬季更好地保護苜蓿根頸，提高越冬率；且苜蓿根頸直徑越大、根頸芽數增加則促進生長量和有機物質積累，提高根頸和根的耐寒力，降低受凍率[29-30]。壟溝覆膜處理可以有效增加苜蓿種植當年的根頸直徑和根頸芽數量，較大的根頸相應地可以貯存更多營養物質，為翌年返青提供保障；根頸芽可長成地上部枝條[4]，關系著苜蓿來年的產量。

3.3 不同種植方式對高寒區苜蓿根系特征的影響

植物根系是吸收水分和土壤養分的主要器官，植物對土壤水分和養分的利用直接影響植物地上部分的生長和發育，進而影響植物的產草量等[31-32]。由于在不同降雨量地帶，壟溝集雨種植對作物的根系特征影響不同[23,33-34]，降雨量為230和340 mm 的條件下，壟溝集雨種植可明顯增加夏玉米根干重、根長、根表面積和根體積，降雨量為440 mm 時，壟溝集雨種植則明顯減小夏玉米根干重、根長、根表面積和根體積[33]。本研究區域位于年平均降雨量416 mm、海拔為2960 m的高寒區，壟溝覆膜種植方式下的苜蓿根長、主根直徑、根體積、根表面積及根系生物量最高，平膜全覆和壟溝覆膜+覆土處理的根系指標次之，壟溝最差。主根直徑、根體積、根表面積、側根數及生物量間關系緊密相連，共同決定著苜蓿植株對土壤水分和養分的吸收等[34-35]。在覆膜條件下，尤其是壟溝覆膜處理可以改變苜蓿生長的微環境，促進苜蓿根系對水分、養分的利用。另外，苜蓿根系越發達，其地下空間占有量越大，越有利于苜蓿植株大范圍吸收土壤水分、養分，從而為苜蓿地上的生長提供更加充沛的營養物質等，為地上苜蓿的高產作基礎。本研究結果顯示，高寒地區壟溝覆膜處理可以顯著地提高苜蓿的根體積、根系表面積和地下生物量，從而保證在干旱和寒冷的冬春季節，苜蓿根頸不會由于干旱致死，提高了越冬率。另外，壟溝覆膜有益于集雨和增加土壤的溫度[36]，有助于減小土壤水分的蒸發，這也是此處理優于其他處理的重要原因。

4 小結

覆膜種植方式可以有效地促進高寒區苜蓿植株、根頸及根系的生長。壟溝覆膜處理極大地提高了苜蓿的根頸粗、根頸芽、主根深、根體積、根系表面積和根系生物量，提高了苜蓿產草量，建議在類似甘肅天祝高寒區的地區使用壟溝覆膜技術建植苜蓿人工草地。

[1] Pantalone V R, Rebetzke G J, Burton J W,etal. Phenotypic evaluation of root traits in soybean and applicability to plant breeding. Crop Science, 1996, 36(2): 456-459.

[2] Yue Y H, Qi X, Wang Y R,etal. Persistence of 35Medicagosativavarieties at the 10th year after establishment. Acta Prataculturae Sinica, 2014, 23(1): 58-64.

[3] Zhang B T, Mu C S, Li Z J,etal. The approach to promote regrowth of root tap after winter injury for alfalfa. Chinese Journal of Grassland, 2003, 25(5): 48-52.

[4] Hong F Z. Alfalfa Science (First edition)[M]. Beijing: Chinese Agricultural Press, 2009.

[5] Peng L Q, Li X Y, Qi X,etal. The relationship of root traits with persistence and biomass in 10 alfalfa varieties. Acta Prataculturae Sinica, 2014, 23(2): 147-153.

[6] Cao Z Z, Jia D J, Wang X,etal. Selection and breeding of Gannong No.1 hybrid lucerne (Medicagosativa). Pratacultural Science, 1991, 8(6): 38-39.

[7] Jiang H M, Baoyin T. Study on the root growth characteristics ofMedicagofalcataL. Chinese Journal of Grassland, 2014, (1): 53-57.

[8] Nan L L, Shi S L, Zhang J H. Study on root system development ability of different root-type alfalfa. Acta Prataculturae Sinica, 2014, 23(2): 117-124.

[9] Wang B. The Effect of Low Temperature Stress on Fatty Acid of Cell Membrane in Alfalfa Crowns[D]. Changchun: The Northeast Normal University, 2011.

[10] Cao Y Q, Liu Y M, Wang M C,etal. Testing study of cultivation technique of water collection by ridge and furrow mulching rainfed farmlands. Agricultural Research in the Arid Areas, 1994, 12(1): 74-78.

[11] Li F M, Wang P, Wang J,etal. Effects of irrigation before sowing and plastic film mulching on yield and water uptake of spring wheat in semiarid Loess Plateau of China. Agricultural Water Management, 2004, 67(2): 77-88.

[12] Zhou L M, Li F M, Jin S L,etal. How two ridges and the furrow mulched with plastic film affect soil water, soil temperature and yield of maize on the semiarid Loess Plateau of China. Field Crops Research, 2009, 113(1): 41-47.

[13] Zhang S F, Chai S X, Lin Y C,etal. Effects of plastic film mulching on soil moisture in winter wheat field. Journal of Gansu Agricultural University, 2011, 46(2): 45-52.

[14] Liu C A, Li F R, Zhou L M,etal. Effects of water management with plastic film in a semi-arid agricultural system on available soil carbon fractions. European Journal of Soil Biology, 2013, 57: 9-12.

[15] Qin S, Zhang J, Dai H,etal. Effect of ridge-furrow and plastic-mulching planting patterns on yield formation and water movement of potato in a semi-arid area. Agricultural Water Management, 2014, 131: 87-94.

[16] Xu C L. A study on growth characteristics of different cultivars of oat (Avenasativa) in alpine region. Acta Prataculturae Sinica, 2012, 21(2): 280-285.

[17] Chen B S. Experimental Guiding Books of Grassland and Forage Science Practice[M]. Lanzhou: Gansu Science and Technology Press, 1991.

[18] Zhao Y. Study on Root System Growth Character and Their Correlation with the Yield of Alfalfa[D]. Lanzhou: Gansu Agricultural University, 2008.

[19] Zhao Z J. The Study of Branch and Root Morphpmetrics ofMedicagofalcata[D]. Changchun: The Northeast Normal University, 2007.

[20] Marquez-Ortiz J J, Johnson L D, Basigalup D H,etal. Crown morphology relationships among alfalfa plant introduction and cultivars. Crop Science, 1996, 36(3): 766-770.

[21] Johnson L D, Marquez-Ortiz J J, Barnes D K,etal. Inheritance of root traits in alfalfa. Crop Science, 1996, 36(6): 1482-1487.

[22] Johnson L D, Marquez J J, Lamb J F S,etal. Root morphology of alfalfa plant introductions and cultivars. Crop Science, 1998, 38(2): 497-502.

[23] Li Y F, Li J S, Rao M J. Effects of drip fertigation strategies on root distribution and yield of tomato. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2006, 22(7): 205-207.

[24] Li F C, Ren X, Wang Q,etal. Effects of rainfall harvesting in ridges and furrows on root distribution patterns of oat in semi-arid area of Gansu, Northwest China. Chinese Journal of Ecology, 2013, 32(11): 2966-2972.

[25] Geng H Z, Wu Y F, Cao Z Z. Chinese Alfalfa[M]. Beijing: Chinese Agricultural Press, 1995.

[26] Sun Q Z, Han J G, Gui R,etal. Root and crown trait of alfalfa in Kerqin sandy land. Acta Agrestia Sinica, 2001, 9(4): 269-276.

[27] Han Q F, Wu X W, Jia Z K,etal. An alysis on dynamic variety of crown characteristics of different fall dormancyMedicagosativacultivars. Acta Prataculturae Sinica, 2008, 17(4): 85-91.

[28] Wang Y S, Yu L Q, Zhang L J. Primary study on root system of alfalfa in the sowing year. Acta Agrestia Sinica, 2008, 16(3): 313-315.

[29] Schwab P M, Barnes D K, Sheaffer C C,etal. Factor affecting laboratory evaluation of alfalfa cold tolerance. Crop Science, 1996, 36(2): 318-325.

[30] Sun Q Z, Hou X Y, Wang Y Q. Alfalfa winter survival research. In: The Second China Alfalfa Development Conference Proceedings[C]. Beijing: Chinese Agricultural Press, 2003: 34-37.

[31] Wu W, Chen Y H, Zhou X B,etal. Effect of different planting patterns on maize’s growth and yield. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2005, 21(8): 101-106.

[32] Wang S F, Zhang X Y, Pei Y D. Impacts of different water supplied conditions on root distribution, yield and water utilization efficiency of winter wheat. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2006, 22(2): 27-32.

[33] Ren X L, Jia Z K, Chen X L,etal. Effect of ridge and furrow planting of rainfall harvesting on soil available nutrient distribution and root growth of summer corn under simulated rainfall conditions. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2007, 23(12): 94-99.

[34] Ren X L, Jia Z K, Han Q F,etal. Effect of ridge and furrow rainfall harvesting planting system on production of summer corn (ZeamaysL.) under simulated rainfall conditions in semi-arid areas. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2007, 23(10): 45-50.

[35] Liu R F, Zhang X Q, Liu J P,etal. Effect of three different purple soils on development and biomass composition of alfalfa. Journal of Anhui Agricultural Sciences, 2005, 33(10): 1817-1818.

[36] Ren X L, Jia Z K, Chen X L,etal. Effect of corn (ZeamaysL.) water and temperature of ridge and furrow planting of rainfall harvesting under simulated rainfall conditions. Scientia Aagricultura Sinica, 2008, 41(1): 70-77.

參考文獻：

[2] 岳彥紅, 齊曉, 王彥榮, 等. 35 個 10 齡紫花苜蓿品種的持久性比較. 草業學報, 2014, 23(1): 58-64.

[3] 張寶田, 穆春生, 李志堅, 等. 紫花苜蓿受凍害后促進根頸枝條再生方法的研究. 中國草地, 2003, 25(5): 48-52.

[4] 洪紱曾. 苜蓿科學(第1版) [M]. 北京: 中國農業出版社, 2009.

[5] 彭嵐清, 李欣勇, 齊曉, 等. 紫花苜蓿品種根部特性與持久性和生物量的關系. 草業學報, 2014, 23(2): 147-153.

[6] 曹致中, 賈篤敬, 汪璽, 等.甘農一號雜花苜蓿品種選育報告.草業科學, 1991, 8(6): 38-39.

[7] 姜慧敏, 寶音陶格濤. 黃花苜蓿根系生長特征研究.中國草地學報, 2014, (1): 53-57.

[8] 南麗麗, 師尚禮, 張建華. 不同根型苜蓿根系發育能力研究. 草業學報, 2014, 23(2): 117-124.

[9] 王柏. 低溫脅迫對紫花苜蓿根頸膜脂脂肪酸含量的影響[D]. 長春: 東北師范大學, 2011.

[10] 曹玉琴, 劉彥明, 王梅春, 等. 旱作農田溝壟覆蓋集水栽培技術的試驗研究. 干旱地區農業研究, 1994, 12(1): 74-78.

[13] 張淑芳, 柴守璽, 藺艷春, 等. 冬小麥地膜覆蓋的水分效應. 甘肅農業大學學報, 2011, 46(2): 45-52.

[16] 徐長林. 高寒牧區不同燕麥品種生長特性比較研究. 草業學報, 2012, 21(2): 280-285.

[17] 陳寶書. 草原學與牧草學實習實驗指導書[M]. 蘭州: 甘肅科學技術出版社, 1991.

[18] 趙艷. 不同苜蓿品種根系特征及其與草產量關系的研究[D]. 蘭州: 甘肅農業大學, 2008.

[19] 趙占軍. 黃花苜蓿分枝與根系形態的研究[D]. 長春: 東北師范大學, 2007.

[23] 栗巖峰, 李久生, 饒敏杰. 滴灌施肥時水肥順序對番茄根系分布和產量的影響. 農業工程學報, 2006, 22(7): 205-207.

[24] 李富春, 任祥, 王琦, 等. 溝壟集雨種植對燕麥根系分布特征的影響. 生態學雜志, 2013, 32(11): 2966-2972.

[25] 耿華珠, 吳永敷, 曹致中. 中國苜蓿[M]. 北京: 中國農業出版社, 1995.

[26] 孫啟忠, 韓建國, 桂榮, 等. 科爾沁沙地苜蓿根系和根頸特性. 草地學報, 2001, 9(4): 269-276.

[27] 韓清芳, 吳新衛, 賈志寬, 等. 不同秋眠級數苜蓿品種根頸變化特征分析. 草業學報, 2008, 17(4): 85-91.

[28] 王月勝, 于林清, 張利軍. 播種當年苜蓿根系研究初報. 草地學報, 2008, 16(3): 313-315.

[30] 孫啟忠, 侯向陽, 王育青. 苜蓿越冬性研究. 第二屆中國苜蓿發展大會論文集[C]. 北京: 中國農業出版社, 2003: 34-37.

[31] 吳巍, 陳雨海, 周勛波, 等. 溝壟集雨栽培對夏玉米生長發育及其產量的影響. 中國農學通報, 2005, 21(8): 101-106.

[32] 王淑芬, 張喜英, 裴搖冬. 不同供水條件對冬小麥根系分布、產量及水分利用效率的影響. 農業工程學報, 2006, 22(2): 27-32.

[33] 任小龍, 賈志寬, 陳小莉, 等. 模擬降雨量條件下溝壟集雨種植對土壤養分分布及夏玉米根系生長的影響. 農業工程學報, 2007, 23(12): 94-99.

[34] 任小龍, 賈志寬, 韓清芳, 等. 半干旱區模擬降雨下溝壟集雨種植對夏玉米生產影響. 農業工程學報, 2007, 23(10): 45-50.

[35] 劉瑞峰, 張新全, 劉金平, 等. 3種紫色土對紫花苜蓿根系發育及生物量構成的影響. 安徽農業科學, 2005, 33(10): 1817-1818.

[36] 任小龍, 賈志寬, 陳小莉, 等. 模擬降雨量下溝壟微型集雨種植玉米的水溫效應. 中國農業科學, 2008, 41(1): 70-77.

Effects of film mulching on growth and crown and root characteristics of alfalfa in an alpine meadow

YU Xiao-Jun, JING Yuan-Yuan, XU Chang-Lin, SHI Shang-Li, ZHANG Jian-Wen, CHEN Lu-Jun,YANG Hai-Lei, XIAO Hong

PrataculturalCollege,GansuAgriculturalUniversity,KeyLaboratoryofGrasslandEcosystemofMinistryofEducation,Sino-U.S.CentersforGrazingLandEcosystemSustainability,Lanzhou730070,China

The lack of cold-resistant alfalfa varieties and appropriate cultivation techniques has greatly restricted the development of dry land alfalfa production and animal husbandry in alpine areas. This study compared four establishment treatments; plastic film mulching on ridges and furrows (A); film mulching parallel to the ground (B); film mulching on ridges and furrows+soil cover (C) and standard ridge and furrow planting (D). The study was conducted in an alpine region at Tianzhu. The growth characteristics of alfalfa were assessed in year 1 and crown and root characteristics in year 2. Treatment ‘A’ significantly (P<0.05) increased alfalfa growth in the 1st year (249.37 kg/hm2) compared to all other treatments. Total root volume (9.288 cm3/plant) root surface area (466.287 cm2/plant), root biomass (7.76 g/plant), root length (85.55 cm), root diameter (8.36 mm) and lateral root number (26.27) of treatment A were significantly higher than that of all other treatments (P<0.05). Crown bud numbers, crown diameter, root volume, root surface area and root biomass of treatments B and C were not significantly different but were significantly higher than treatment D (P<0.05). There were no differences in tap root depth, diameter and root biomass between treatments B, C and D. The present study showed that film mulching on ridges and furrows greatly improved alfalfa crown diameter, crown bud numbers, tap root depth, root volume, root surface area, root biomass and forage yield indicating considerable potential for the use of this technique in alpine areas.

film mulching on ridge and over furrow; alfalfa; alpine region; growth characteristics; crown and root characteristics

10.11686/cyxb2014295

http://cyxb.lzu.edu.cn

2014-06-26；改回日期：2014-08-14

公益性行業(農業)科研專項(201203010)資助。

魚小軍(1977-)，男，甘肅隴西人，副教授，博士。E-mail：yuxj@gsau.edu.cn

魚小軍，景媛媛，徐長林，師尚禮，張建文，陳陸軍，楊海磊，肖紅.高寒區壟溝覆膜方式對苜蓿生長、根頸及根系特征的影響. 草業學報, 2015, 24(6): 43-52.

Yu X J, Jing Y Y, Xu C L, Shi S L, Zhang J W, Chen L J, Yang H L, Xiao H. Effects of film mulching on growth and crown and root characteristics of alfalfa in an alpine meadow. Acta Prataculturae Sinica, 2015, 24(6): 43-52.