種植方式對隴中干旱區扁蓿豆種子產量及構成因素的影響

王玉霞，柴錦隆，周洋洋，徐長林，王琳，魚小軍

（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，甘肅蘭州730070）

扁蓿豆（Medicago ruthenica），又叫花苜蓿、扁豆子、野苜蓿、網果葫蘆巴、扁豆草等，為豆科（Leguminosae）苜蓿屬多年生草本植物［1-2］。其主要分布于國外的朝鮮、蒙古、俄羅斯（西伯利亞）以及我國的甘肅、寧夏、內蒙古、山西、陜西、河北、遼寧、吉林、黑龍江、新疆、青海、西藏、四川等地。扁蓿豆含有較高的粗蛋白且適口性好，各種家畜均喜采食，其具有抗旱、抗寒、耐鹽堿、耐貧瘠、耐踐踏等優良特性，可以在紫花苜蓿不能越冬的寒冷地區及干旱區安全越冬和生長。由于扁蓿豆能很好地適應干旱和半干旱地區的不良環境，在人工草地建植和天然草地補播方面有很大前景［1，3-4］。目前，優質扁蓿豆種子供不應求［5］，因此其種子生產顯得尤為重要。

隴中地區位于祁連山以東、隴山以西、甘南高原和隴南山以北的甘肅省中部。隴中干旱區屬典型的雨養農業經濟區，占甘肅省面積的16.8%，海拔一般為1200~2500 m，氣候干燥溫涼，年降水量在250~350 mm，并伴有嚴重的水土流失現象［6-7］。水分不足是制約該地區農業發展的重要因素，采用節水栽培方式把有限的降水合理充分利用，是發展旱地節水農業、提高水分利用率的主要途徑，也對當地農業和農村經濟可持續發展具有極其重要的意義［8-9］。

近年來，干旱地區采用的節水栽培技術主要有地膜覆蓋、秸稈覆蓋和微壟溝集雨等［10-11］。這些種植方式皆能明顯提高降水和灌溉水利用效率，從而實現作物增產，達到提高經濟效益的目的。大量文獻表明，覆蓋種植具有保墑調溫作用，可以促進農作物生長發育和提高種子產量［12-20］。目前，我國對于扁蓿豆的研究主要集中于其分布、形態指標、生物學特性以及引種選育等方面［1，21］，但對種子生產方面還鮮見報道［22-24］，尤其對隴中干旱農業區栽培方式的研究仍處于空白階段。因此，本試驗利用不同種植方式對隴中干旱區扁蓿豆種子產量及構成因素進行研究，篩選出扁蓿豆種子生產的適宜種植方式，為該地區及類似區域扁蓿豆種子生產提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試原材料扁蓿豆由甘肅農業大學草業學院提供。于2012年采自甘肅寧縣，于2014年在甘肅省武威市黃羊鎮牧草實驗站進行擴繁后用于本試驗種植。

1.2 試驗地概況

試驗地設在甘肅省定西市安定區鳳翔鎮安家坡六社，地理坐標位于E 104°62′，N 35°58′），海拔2000 m，主要土壤類型為黃綿土。光照充足，年日照時數2408.6 h，年均氣溫6.3℃，≥5℃的年活動積溫2782.5℃，≥10℃的年活動積溫2239.1℃，極端最高溫度34.3℃，最低溫度-27.1℃，年均降水量427 mm，降水分布極不均勻，年平均蒸發量1510 mm，年均無霜期141 d。土壤p H 7.0~8.2。土壤全氮1.38 g·kg-1、全磷1.10 g·kg-1、全鉀8.36 g·kg-1、有機質含量4.78%、堿解氮36.32 mg·kg-1、速效磷7.37 mg·kg-1、速效鉀159.89 mg·kg-1。2017-2019年月平均溫度和降水情況如圖1所示。

圖1 試驗區3年溫度和降水情況Fig.1 The temperature and precipitation of three years in the inspection area

1.3 試驗設計

設置壟溝覆膜、地膜平覆、壟溝覆秸、平作覆秸、壟溝和平作（對照）處理［地膜選用幅寬1.2 m、厚度為0.008 mm的白色地膜，秸稈選用長20 cm的燕麥（Avena stiva）秸稈，覆蓋量為4500 kg·hm-2］（圖2）。壟為集雨區，溝為種植區，壟寬30 cm，壟高10 cm，壟坡45°，于2017年5月2日播種，每個小區面積2 m×5 m，小區間間隔0.5 m，重復3次，隨機區組設計。試驗均為穴播，每穴播種5~10粒，播種深度2~3 cm，株距10 cm，行距30 cm，出苗后酌情補苗和減苗，確保每穴有3~5個植株成活。播種前，種子用硫酸浸泡15 min，大量流水沖洗干凈以打破種子硬實。

圖2 扁蓿豆種植示意圖Fig.2 Schematic diagram of M.ruthenica planting

1.4 測定指標及方法

1.4.1 地上指標測定 于10月上旬，在每個試驗小區內遠離邊行隨機選取10株具有代表性植株，測定植株絕對高度、一級分枝數、植株節數、主枝直徑，計算平均值。

于7月中旬，隨機選取小區長勢一致，葉片節間相似的扁蓿豆葉片作為測定葉片，采用產于美國CID公司，型號為CI-202便攜式光電葉面積儀進行掃描，測得葉面積，重復30次，計算平均值。

2017年7 月中旬晴朗天氣時，于上午9：00-11：00選擇扁蓿豆葉片進行氣體交換參數的測定。

在種子成熟期，各小區隨機取10株扁蓿豆植株，每株上取其成熟莢果2個，測量莢果最長處的長度，計算平均值。

在盛花期，在各小區隨機取20株扁蓿豆植株統計每株的花序數、每花序的莢果數、每莢果的種子數，重復3次，計算平均值。

在種子成熟期，每個處理中隨機數出100粒種子，用電子天平稱量，重復10次。千粒重（g）=（百粒重/100）×1000。表現種子產量（kg·hm-2）=單位面積莢果數（m2）×每莢果種子數×種子千粒重（g）×10-2，重復3次，計算平均值。種子成熟期，遠離邊行，在樣地中選取100 cm×100 cm樣方，測定實際種子產量（kg·hm-2），重復3次，計算平均值。

1.4.2 地下指標測定 于10月上旬，在每個試驗小區內遠離邊行處隨機挖取15株扁蓿豆植株，用小鏟清除根旁土，取得完整根系，除去最大和最小植株，然后選取10株大小基本一致、具有代表性植株測定主根長度、主根直徑、側根數、根頸芽數、根頸直徑等指標。

1.5 數據分析

結果用“平均值±標準誤”表示，利用SPSS version 22中Compare Means對不同種植方式下扁蓿豆各指標進行單因素方差分析，采用Duncan法進行差異顯著性（P<0.05）多重比較分析；采用Excel 2010制圖。

2 結果與分析

2.1 不同種植方式對扁蓿豆地上部分特征的影響

在6種不同種植方式下，2017-2019年扁蓿豆植株絕對高度總體表現出壟溝覆膜>地膜平覆>平作覆秸>壟溝覆秸>壟溝>平作的變化趨勢（表1）。2017年壟溝覆膜和地膜平覆處理下扁蓿豆植株絕對高度顯著高于其他處理（P<0.05）。壟溝覆秸、平作覆秸和壟溝處理間植株絕對高度差異不顯著（P>0.05），壟溝覆膜、地膜平覆、壟溝覆秸和平作覆秸處理下扁蓿豆絕對高度顯著高于平作處理（P<0.05）；壟溝覆膜、地膜平覆、壟溝覆秸、平作覆秸、壟溝處理在2017、2018和2019年植株絕對高度較平作處理分別升高了100.6%、96.4%、15.4%、16.5%、12.7%和68.4%、51.6%、41.7%、46.9%、7.5%和46.7%、43.3%、41.9%、44.7%、4.2%。

表1 不同種植方式對扁蓿豆地上部分特征的影響Table 1 Effects of different planting methods on the aboveground characteristics of M.ruthenica

扁蓿豆一級分枝數3年均表現為壟溝覆膜>地膜平覆>平作覆秸>壟溝覆秸>壟溝>平作處理（表1）。2017年壟溝覆膜、地膜平覆處理下扁蓿豆植株一級分枝數顯著高于壟溝覆秸和平作覆秸處理，壟溝和平作處理植株一級分枝數顯著低于其他處理（P<0.05），壟溝覆膜和地膜平覆、壟溝覆秸和平作覆秸、壟溝和平作處理間差異均不顯著（P>0.05）。2018年壟溝覆膜、地膜平覆、壟溝覆秸和平作覆秸處理下植株一級分枝數顯著高于壟溝和平作處理（P<0.05），且壟溝覆膜、地膜平覆、壟溝覆秸和平作覆秸處理間差異均不顯著。2019年一級分枝數在壟溝覆膜、地膜平覆、壟溝覆秸和平作覆秸處理間差異均不顯著，壟溝覆秸和壟溝處理間差異不顯著（P>0.05），但平作處理顯著低于壟溝覆膜、地膜平覆、壟溝覆秸和平作覆秸處理（P<0.05）。壟溝覆膜、地膜平覆、壟溝覆秸、平作覆秸和壟溝處理下2017、2018和2019年植株一級分枝數與平作處理相比，分別增加96.8%、95.0%、26.8%、28.3%、10.0%和29.1%、26.5%、16.9%、18.2%、0和35.8%、31.8%、19.9%、23.8%、6.7%。

2017年地膜平覆處理下扁蓿豆植株主枝直徑最大，為2.42 mm（表1）；其次是壟溝覆膜（2.28 mm）處理，且二者差異不顯著，但顯著高于其他處理（P<0.05），壟溝覆秸、壟溝和平作處理間差異均不顯著（P>0.05），且顯著低于平作覆秸處理（P<0.05）。2018和2019年植株主枝直徑均為壟溝覆膜處理最大，分別是2.46和2.47 mm。2018年地膜平覆、壟溝覆秸、平作覆秸、壟溝和平作處理間主枝直徑差異均不顯著（P>0.05）；2019年壟溝覆膜、地膜平覆、壟溝覆秸和平作覆秸處理下主枝直徑顯著高于壟溝和平作處理（P<0.05），壟溝覆膜、地膜平覆、壟溝覆秸和平作覆秸處理間差異均不顯著（P>0.05）。

扁蓿豆植株節數在2017-2019年均呈壟溝覆膜>地膜平覆>平作覆秸>壟溝覆秸>壟溝>平作處理的變化趨勢（表1）。3年植株節數均為壟溝覆膜處理最多，分別為18.73、33.50和34.44。2017年植株節數在各處理間均無顯著性差異（P>0.05）；2018年壟溝覆膜和地膜平覆處理下植株節數顯著高于壟溝和平作處理，壟溝顯著高于平作處理，壟溝覆膜和地膜平覆處理間差異不顯著。2019年植株節數在壟溝覆膜、地膜平覆、平作覆秸和壟溝覆秸處理間差異均不顯著（P>0.05），壟溝和平作處理顯著低于其他處理（P<0.05）。

植株葉面積在2017-2019年均表現為壟溝覆膜>地膜平覆>平作覆秸>壟溝覆秸>壟溝>平作處理（表1）。2017年壟溝覆膜處理下植株葉面積顯著高于其他處理，平作覆秸處理下葉面積顯著高于平作處理（P<0.05）；2018-2019年葉面積在壟溝覆膜和地膜平覆、壟溝覆秸和平作覆秸、壟溝和平作處理間差異均不顯著（P>0.05），且壟溝覆膜處理顯著高于壟溝和平作處理（P<0.05）。

扁蓿豆莢果長在2017-2019年基本呈現出壟溝覆膜>地膜平覆>平作覆秸>壟溝覆秸>壟溝>平作處理的變化趨勢（表1）。2017年莢果長地膜平覆處理最大，為13.58 cm。2018和2019年莢果長在壟溝覆膜和地膜平覆處理下均顯著高于其他處理（P<0.05）。2017、2018和2019年在壟溝覆膜、地膜平覆、壟溝覆秸、平作覆秸和壟溝處理下扁蓿豆莢果長較平作處理，分別上升了30.3%、31.6%、6.4%、6.6%、2.5%和34.2%、27.2%、18.1%、18.7%、14.4%和23.8%、17.7%、8.0%、8.6%、6.2%。

2.2 不同種植方式對扁蓿豆地下部分特征的影響

從表2可知，在6種不同種植方式下，2017-2019年扁蓿豆主根長度均表現為：壟溝覆膜>地膜平覆>平作覆秸>壟溝覆秸>壟溝>平作處理。2017和2019年壟溝覆膜和地膜平覆處理下扁蓿豆植株主根長度顯著高于其他處理（P<0.05），且壟溝覆膜和地膜平覆處理間主根長度差異不顯著；2018年壟溝覆膜和地膜平覆處理下扁蓿豆主根長度顯著高于壟溝和平作處理（P<0.05）。壟溝覆膜、地膜平覆、壟溝覆秸、平作覆秸和壟溝處理下2017、2018和2019年植株主根長度較平作處理，分別增加了100.3%、82.0%、27.5%、39.4%、2.3%和37.9%、32.7%、19.7%、24.3%、7.4%和25.8%、23.8%、14.2%、15.3%、3.7%。

側根數在2018-2019年均表現為：壟溝覆膜>地膜平覆>平作覆秸>壟溝覆秸>壟溝>平作處理（表2）。2017年地膜平覆處理下側根數最多是9.48，其次是壟溝覆膜處理為8.81。2017-2018年壟溝覆膜和地膜平覆、壟溝覆秸和平作覆秸、壟溝和平作處理間差異均不顯著，壟溝覆膜和地膜平覆處理顯著高于壟溝和平作處理（P<0.05）。2019年植株側根數在壟溝覆膜處理下顯著高于其他處理，且壟溝處理顯著高于平作處理（P<0.05），壟溝覆秸和平作覆秸處理間差異不顯著。

2017年在壟溝覆膜處理下植株主根直徑最大，為9.39 mm，且顯著高于其他處理（P<0.05）。壟溝覆秸和平作覆秸、壟溝和平作處理間差異均不顯著（表2），2018-2019年壟溝覆膜和地膜平覆處理下植株主根直徑顯著高于其他處理（P<0.05），壟溝覆膜和地膜平覆、壟溝覆秸和平作覆秸、壟溝和平作處理間差異均不顯著（P>0.05）。

表2 不同種植方式對扁蓿豆地下部分特征的影響Table 2 Effects of differ ent planting methods on the under ground char acter istics of M.ruthenica

2017和2019 年的植株根頸直徑在壟溝覆膜和地膜平覆、壟溝覆秸和平作覆秸、壟溝和平作處理間差異均不顯著，但2017年壟溝覆膜和地膜平覆處理顯著高于其他處理（P<0.05）；2018年根頸直徑在壟溝覆膜和地膜平覆、壟溝覆秸和平作覆秸、壟溝和平作處理間根頸直徑差異均不顯著（P>0.05）（表2）。2017年根頸直徑地膜平覆處理最大，為3.17 mm。2018-2019年根頸直徑壟溝覆膜處理最大，分別為16.31和19.69 mm。

2017和2019 年壟溝覆膜和地膜平覆處理下扁蓿豆植株根頸芽數均顯著高于其他處理（P<0.05），且壟溝覆膜和地膜平覆處理間差異不顯著。2018年根頸芽數在壟溝覆膜、地膜平覆和平作覆秸處理間差異均不顯著，但顯著高于其他處理（P<0.05）。與平作處理相比（表2），2017、2018和2019年植株根頸芽數在壟溝覆膜、地膜平覆、壟溝覆秸、平作覆秸和壟溝處理下，分別提高111.5%、130.1%、18.6%、29.2%、15.1%和39.7%、36.8%、13.4%、29.4%、12.0%和83.0%、76.3%、29.4%、34.3%、4.8%。

2.3 不同種植方式對種植當年扁蓿豆葉片光合指標的影響

不同種植方式下，種植當年扁蓿豆胞間CO2濃度在壟溝和平作處理下顯著高于其他處理（P<0.05），平作處理下數值最大，為322.14×10-6，壟溝覆膜處理下最小，為263.65×10-6。扁蓿豆胞間CO2濃度在壟溝覆秸和平作覆秸處理下差異不顯著，但顯著低于壟溝和平作處理。扁蓿豆的胞間CO2濃度在壟溝覆膜、地膜平覆、壟溝覆秸、平作覆秸和壟溝較平作處理，分別下降18.2%、14.2%、9.9%、10.5%和2.7%（表3）。

表3 不同種植方式對種植當年扁蓿豆葉片光合指標的影響Table 3 Effects of differ ent planting methods on photosynthetic index of M.ruthenica in the planting year

扁蓿豆凈光合速率、氣孔導度、蒸騰速率和水分利用率均表現為：壟溝覆膜>地膜平覆>平作覆秸>壟溝覆秸>壟溝>平作處理。凈光合速率在平作處理下顯著低于其他處理，壟溝覆膜和地膜平覆處理下顯著高于壟溝覆秸和平作覆秸處理，且壟溝覆膜和地膜平覆處理間差異顯著。氣孔導度在壟溝覆膜和地膜平覆處理間差異不顯著，但均顯著高于其他處理（P<0.05），壟溝覆秸和平作覆秸處理間差異不顯著（P>0.05）。與平作處理相比，凈光合速率和氣孔導度在壟溝覆膜、地膜平覆、壟溝覆秸、平作覆秸和壟溝處理下，分別上升了64.0%、46.5%、26.4%、32.6%、17.7%和35.9%、32.9%、3.3%、12.6%、0.5%。蒸騰速率和水分利用率在壟溝覆膜和地膜平覆處理下均顯著高于平作處理（P<0.05），壟溝覆秸和平作覆秸、壟溝覆膜和地膜平覆處理間差異均不顯著（P>0.05）。壟溝覆膜、地膜平覆、壟溝覆秸、平作覆秸和壟溝處理下蒸騰速率和水分利用率較平作處理，分別上升了34.0%、27.2%、13.4%、16.1%、8.0%和28.2%、19.7%、11.1%、14.5%、8.8%。

2.4 不同種植方式對扁蓿豆繁殖特征的影響

在不同種植方式下，2017-2018年扁蓿豆每枝花序數均表現為：壟溝覆膜>地膜平覆>平作覆秸>壟溝覆秸>壟溝>平作處理（表4）。2019年每枝花序數呈壟溝覆膜>平作覆秸>地膜平覆>壟溝覆秸>壟溝>平作處理的變化趨勢。每枝花序數在壟溝覆膜和地膜平覆、壟溝覆秸和平作覆秸、壟溝和平作處理間差異均不顯著（P>0.05）。壟溝覆膜、地膜平覆、壟溝覆秸、平作覆秸和壟溝處理下2017、2018和2019年每枝花序數與平作處理相比，分別升高13.2%、10.6%、5.2%、7.6%、1.2%和27.2%、25.4%、18.1%、19.9%、4.5%和19.4%、11.8%、6.6%、14.2%、4.3%。

3年扁蓿豆每花序莢果數均表現為：壟溝覆膜>地膜平覆>平作覆秸>壟溝覆秸>壟溝>平作處理（表4）。2017和2018年壟溝覆膜和地膜平覆處理下每花序莢果數顯著高于其他處理（P<0.05），且壟溝覆膜和地膜平覆處理間差異不顯著。2019年每花序莢果數在壟溝覆膜、地膜平覆、平作覆秸和壟溝覆秸處理間差異均不顯著（P>0.05），但均顯著高于平作處理（P<0.05）。壟溝覆膜、地膜平覆、壟溝覆秸、平作覆秸和壟溝處理下2017、2018和2019年每花序莢果數與平作處理相比，分別增加了46.3%、44.2%、24.8%、26.9%、0.5%和20.9%、17.4%、9.6%、11.6%、5.0%和21.1%、17.4%、15.0%、16.0%、6.5%。

2017年扁蓿豆每莢果種子數在地膜平覆處理下最大，為4.59。2018-2019年扁蓿豆每莢果種子數均表現為：壟溝覆膜>地膜平覆>平作覆秸>壟溝覆秸>壟溝>平作處理（表4）。3年扁蓿豆每莢果種子數在壟溝覆膜和地膜平覆、壟溝覆秸和平作覆秸、壟溝和平作處理間均無顯著性差異（P>0.05），2017年壟溝覆膜和地膜平覆處理顯著高于其他處理（P<0.05）。壟溝覆膜、地膜平覆、壟溝覆秸、平作覆秸和壟溝處理在2017、2018和2019年每莢果種子數較平作處理，分別提高23.5%、23.7%、7.5%、8.4%、0.3%和43.2%、35.5%、13.0%、14.7%、1.0%和39.9%、38.0%、14.9%、17.5%、12.3%。

2017-2019 年種子千粒重總體表現為：壟溝覆膜>地膜平覆>平作覆秸>壟溝覆秸>壟溝>平作處理（表4）。2017年壟溝覆膜和地膜平覆處理下的千粒重顯著高于其他各處理，且壟溝和平作處理顯著低于其他各處理（P<0.05）；2018年壟溝覆膜和地膜平覆處理顯著高于其他處理，平作覆秸、壟溝覆秸、壟溝和平作處理間均無顯著性差異。2019年壟溝覆膜、地膜平覆、平作覆秸處理間差異均不顯著，但顯著高于壟溝和平作處理（P<0.05）。2017、2018和2019年壟溝覆膜、地膜平覆、壟溝覆秸、平作覆秸和壟溝處理下種子千粒重分別較平作處理增大11.7%、11.1%、5.6%、9.9%、0.6%和6.6%、7.2%、1.7%、2.8%、2.2%和3.4%、2.8%、1.1%、1.7%、1.1%。

表4 不同種植方式對扁蓿豆繁殖特征的影響Table 4 Effects of different planting methods on reproductive characteristics of M.ruthenica

2.5 不同種植方式對扁蓿豆種子產量的影響

在6種不同種植方式下，3年扁蓿豆的表現種子產量均表現為：壟溝覆膜>地膜平覆>平作覆秸>壟溝覆秸>壟溝>平作處理（圖3），壟溝和平作處理顯著低于其他處理（P<0.05），壟溝覆膜和地膜平覆、壟溝覆秸和平作覆秸、壟溝和平作處理間差異均不顯著（P>0.05）。壟溝覆膜、地膜平覆、壟溝覆秸、平作覆秸和壟溝處理下2017、2018和2019年表現種子產量與平作處理相比，分別提高165.8%、131.4%、68.4%、74.5%、8.9%和72.9%、66.6%、49.6%、55.5%、11.5%和56.4%、51.8%、33.1%、36.2%、6.9%。

圖3 不同種植方式對扁蓿豆表現種子產量和實際種子產量的影響Fig.3 Effects of different planting methods on performance seed yield and actual seed yield of M.ruthenica

3年實際種子產量均表現為：壟溝覆膜>地膜平覆>平作覆秸>壟溝覆秸>壟溝>平作處理。2017和2018年平作和壟溝處理顯著低于其他處理（P<0.05），壟溝覆膜和地膜平覆、壟溝覆秸和平作覆秸處理間均無顯著性差異（P>0.05）；2019年實際種子產量平作處理下顯著低于其他處理（P<0.05）。壟溝覆膜、地膜平覆、壟溝覆秸、平作覆秸和壟溝處理下2017、2018和2019年實際種子產量與平作處理相比，分別提高110.4%、94.6%、37.2%、48.0%、4.5%和38.6%、38.4%、35.6%、37.1%、9.5%和20.4%、15.5%、6.9%、13.3%、5.6%。

3 討論

3.1 種植方式對扁蓿豆地上、地下部分特征的影響

隴中干旱區為雨養農業區，降水量低蒸發量高，僅靠自然降水很難滿足扁蓿豆作物生長對水分的需要，水分是傳統平作種植方式的主要限制因素，篩選出最佳覆膜或覆秸的種植方式對于該地區扁蓿豆種子的生產顯得極其重要。本試驗首次在隴中干旱雨養地區采用不同節水栽培技術，通過不同栽培方式探討隴中地區連續3年牧草扁蓿豆種子產量和構成因素的影響機制，結果表明，2017-2019年隴中干旱區扁蓿豆植株絕對高度、一級分枝數和節數都表現為：壟溝覆膜>地膜平覆>平作覆秸>壟溝覆秸>壟溝>平作處理。賈玉柱等［25］，王小亮等［26］就小麥（Triticum aestivum）壟作研究發現，壟作栽培提高了小麥的個體發育情況以及各種農藝性狀，本試驗與此研究結果一致。壟作栽培通過改變土地地形，不僅增大了通風受熱面積，而且改善了土壤的理化性和透氣性，同時壟作種植方式的集雨疊加效應增加了土壤水分利用效率，促使扁蓿豆生長發育，從而提高了其種子產量［27］。本試驗扁蓿豆植株地上和地下特征均表現為地膜覆蓋>秸稈覆蓋>無覆蓋，壟溝處理>平作處理，這與鄧浩亮等［28］，張萬文等［29］和唐偉［30］的研究結果一致。3年扁蓿豆植株分枝數均表現為地表覆蓋地膜>無覆蓋處理，景媛媛等［31］就高寒半干旱地區的苜蓿（Medicago sativa）生長特征影響研究發現，苜蓿生長狀況覆膜優于不覆蓋處理，本研究結果與其一致。地膜覆蓋栽培通過在膜內形成水分小循環，使得地表土壤含水量提高，地膜覆蓋吸收的熱量在相對封閉環境內土壤上下傳遞，提高了土壤保溫性，促進扁蓿豆生長發育以及提高了扁蓿豆種子產量［32］。而秸稈覆蓋提高土壤含水量的機制和地膜覆蓋相似，但秸稈覆蓋可以攔截和吸收地表太陽輻射，平抑了土壤溫度變化，降溫作用提高了土壤的有機物質源，以及土壤透氣孔隙，從而促進作物生長發育［33］。本試驗研究表明，平作覆秸處理種子產量始終高于壟溝覆秸處理，秸稈覆蓋具有降溫作用，且壟溝覆秸處理含水量高于平作覆秸處理，壟溝覆秸溫度低于平作覆秸處理，導致作物生育期延遲，而扁蓿豆種子具有花期長，莢果極易開裂、種子成熟不一等特點，從而導致壟溝覆秸扁蓿豆種子產量低于平作覆秸。本試驗中第3年扁蓿豆植株絕對高度表現出平作覆秸>地膜平覆>壟溝覆秸>無覆蓋處理的變化趨勢，這與徐磊等［34］就秸稈覆蓋與可降解地膜覆蓋對大蒜（Allium satirum）品質和產量的研究結果不一致，可能原因與地膜覆蓋處理后期的“青干現象”和過度耗水有關。牟鴻燕等［35］通過半干旱區不同秋覆蓋方式對農田土壤水溫效應及玉米（Zea mays）水分利用效率影響的研究表明，干旱區空間降水極不均勻，是導致后期作物生長水分不足的主要原因。

3.2 種植方式對扁蓿豆種植當年植株光合指標的影響

光合作用是植物干物質積累和產量的基礎。許大全［36］研究發現植物干物質的95%左右來自光合作用同化的CO2。本試驗結果表明，在種植當年扁蓿豆的葉面積、凈光合速率、氣孔導度、蒸騰速率和水分利用率均表現為：壟溝覆膜>地膜平覆>平作覆秸>壟溝覆秸>壟溝>平作處理，與徐成忠等［37］就壟作栽培夏玉米葉片生長發育的研究結果相一致。壟溝種植方式不僅增加了受熱面積，而且集雨疊加提高了水分利用率，促進了作物生長。不同處理下扁蓿豆葉片光合指標基本呈現出地膜覆蓋>秸稈覆蓋的變化趨勢，這與Li等［38］、于曉蕾等［39］、張靜等［40］、張春明等［41］的研究結果一致。與裸地無覆蓋相比，秸稈覆蓋和地膜覆蓋栽培具有保墑調溫、抑制雜草生長的作用，促進作物根系數量增加和向下生長，增強吸收水分和養分的能力，從而使更多有機物分配給扁蓿豆葉片和根系，最終促進了扁蓿豆植株地上、地下部的生長發育［42］。

3.3 種植方式對扁蓿豆種子產量的影響

本試驗結果表明，3年扁蓿豆每枝花序數、每花序莢果數、每莢果種子數和種子千粒重均表現為：壟溝覆膜>地膜平覆>平作覆秸>壟溝覆秸>壟溝>平作處理的變化趨勢，這與谷曉博［43］，黃明等［44］，Stagnari等［45］以及張萬文［29］的研究結果一致，地表覆蓋和壟溝處理均可以提高土壤含水量，改善土壤溫度，引起土壤微生物與土壤肥力變化，從而促進作物生長發育［46］。本試驗研究顯示，3年扁蓿豆種子產量皆為地膜覆蓋>秸稈覆蓋>平作，這與王平等［19］、Ma等［47］、馮梅等［48］、Li等［49］的研究結果一致，其原因是地表覆蓋處理和壟溝種植方式主要通過蓄積自然降水，提高降水利用率的方式實現種子產量增加，而壟溝對自然降水有疊加效應，地膜覆蓋在作物生育前期保水性較覆秸稈處理效果好，且覆蓋地膜栽培在增溫、促進耗水作用下使作物各生育期提前并增加單株干重，所以地膜覆蓋處理扁蓿豆種子產量高于秸稈覆蓋處理［50-51］。

本研究結果表明，平作處理的扁蓿豆實際種子產量占表現種子產量最高為7.4%，地膜平覆處理的實際種子產量占表現種子產量最低為6.1%。有研究表明，牧草的潛在種子產量很高，但最終實際種子產量都很低，潛在種子產量和實際種子產量之間存在很大差距，且牧草種子實際種子產量是潛在種子產量的12%~20%或者更低［52］。由于扁蓿豆開花期長，種子成熟期不一致，裂莢性強、種子落粒性嚴重，嚴重導致了扁蓿豆實際種子產量減少［23］。李海賢等［53-54］的研究結果表明，在扁蓿豆種子完全成熟時有92.8%的裂莢率，在全田大部分莢果種子成熟時收獲，產量僅只有120 kg·hm-2。另外，收獲過程中種子損失也會造成實際種子產量降低。

綜上所述，不同種植方式下，無論扁蓿豆植株地上、地下部分，還是其植株光合特性和實際種子產量，都是覆蓋地膜最好，其次是秸稈覆蓋，無覆蓋效果最差。但是由于地膜覆蓋容易殘留在土壤中，且具有不降解性，嚴重危害到農作物的出苗和正常生長，對土壤理化性質也具有潛在風險，除此之外，地膜殘留造成的“白色污染”也成為造成土壤污染的另一個嚴重問題［55-56］。因此在隴中干旱區進行種植扁蓿豆種子生產，優先考慮秸稈覆蓋種植方式。

4 結論

在隴中干旱地區采用不同種植方式對扁蓿豆種子產量和構成因素影響進行研究，經過扁蓿豆地上、地下、光合指標和種子產量的測定，通過數據統計分析得出，扁蓿豆株高、分枝數、莢果數和種子產量均表現出壟溝覆膜>地膜平覆>平作覆秸>壟溝覆秸>壟溝>平作處理的變化趨勢。但綜合各方面考慮，以及覆膜種植成本、耕作便捷程度和對土壤污染等情況，在隴中黃土高原區進行扁蓿豆種子生產，最適宜的種植方式首選平作覆秸種植。