覆膜对青藏高原东北缘紫花苜蓿生长及 草地建植的影响

马隆喜，辛小云，孙志英，年 林

(夏河县草原工作站，甘肃 夏河 749100)

青藏高原是我国重要的畜牧业生产基地和绿色生态屏障，由于牧区人口的不断增加和过度放牧等因素导致天然草地草产量急剧下降[1-2]，严重制约了以牦牛和藏羊为主导畜种的青藏高原畜牧业的可持续发展。青藏高原东北缘区虽然处于寒区向温区的过度区域，但仍冷季较长，达7个月以上，而暖季不足5个月[3]；牧草绿期短，枯草营养价值低，造成冷季牧场草畜矛盾较为突出，家畜处于“夏饱、秋肥、冬瘦、春死”的状态[4]，且该区“三年一小灾，五年一大灾”的冷季雪灾已成为常态[5]。冬季饲草料的短缺严重限制着该区域的草牧业发展。因此，优化该地区冷季饲草料结构，缓解草畜矛盾，成为青藏高原东北缘区生态建设和畜牧业发展的重要内容[6]。

紫花苜蓿(Medicagosativa)是多年生优良豆科牧草，被称为“牧草之王”，其粗蛋白含量高、适应性强、适口性好，在我国北方地区普遍种植[7]。目前，青藏高原栽培草地建植多以抗寒性强的禾本科牧草为主[8-9]。这些禾本科牧草虽为家畜提供了较充裕的冬春季补饲原料，但因其收获阶段牧草的养分主要以粗纤维为主，禾本科牧草并不能满足家畜生长对蛋白质的需求[10]。因此，需要引入粗蛋白含量较高的豆科牧草—紫花苜蓿，以优化栽培草地结构，提高营养供给能力，从而保证藏系家畜的健康生长[11]。

由于受温度、水分及适宜的栽培技术的制约，青藏高原东北缘区紫花苜蓿的种植受到限制。覆膜种植已是一种广泛运用于北方干旱区的种植方式，因其具有增温、保墒等作用而广泛应用于旱区农田生态系统[12-13]。而覆膜技术是否能改善青藏高原东北缘区紫花苜蓿有效越冬的问题，以提高紫花苜蓿的产量[7]，有关青藏高原东北缘区覆膜种植对苜蓿生长的研究鲜见报道。以甘肃甘南夏河县桑科乡为试验点，探讨覆膜处理对紫花苜蓿产量和生长特性的影响，以期为青藏高原东北缘区紫花苜蓿草地建植提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验区位于桑科乡桑科自然村天然草原，海拔高度3 100 m，气候寒冷湿润，高原大陆性气候特点明显，年均气温1.6℃，7月极端最高气温28.4℃，1月极端最低气温-29.8℃。≥0℃的年积温为1 642℃，≥5℃的年有效积温为1 282℃，昼夜温差大。年降水量400～500 mm，降水主要集中在7～9月，2014年1～10月平均降水量为450.3 mm。无绝对无霜期，植物生长期120～140 d。

1.2 试验设计

供试紫花苜蓿品种为金皇后(Medicagosativacv.Golden Empress)，采用覆膜种植，以不覆膜普通直播为对照。所用地膜为宽60 cm，厚度0.008 mm的黑色塑料地膜。播种采用梅花形点播，2015年4月25日播种，播种深度2～3 cm，行距30 cm，播种量30 kg/hm2，所有处理均为地膜平铺。试验小区面积4 m×5 m，4次重复。

1.3 样品采集与分析

于2015年9月在各小区远离边缘30 cm处随机选取4个50 cm×50 cm的样方，刈割样方内植物并挑去杂草后立即测定紫花苜蓿的鲜草产量。同时，测定株高，单株分枝数和杂草密度。在种植第2年的2016年5月10日观测越冬率，9月20日测定第二年牧草产量。

1.3 数据分析

用Microsoft Excel 2010软件整理数据，并用SPSS 19.0进行t检验。

2 结果与分析

2.1 覆膜对青藏高原紫花苜蓿种植当年鲜草产量的影响

覆膜处理种植当年紫花苜蓿产量较对照显著增加(P<0.05)(图1)，鲜草产量达到31 033.3 kg/hm2，而不覆膜处理仅为21 200.0 kg/hm2，鲜草产量增加了31.69%。

2.2 覆膜对青藏高原紫花苜蓿株高的影响

覆膜种植处理下紫花苜蓿的株高达101.00 cm，而不覆膜处理的株高为84.67 cm，但两个处理间的植株高度无显著差异(P>0.05)。

图1 覆膜与不覆膜方式种植当年的 紫花苜蓿产量Fig.1 The first year alfalfa yield under different planting methods

图2 覆膜与不覆膜种植方式的紫花 苜蓿株高Fig.2 Alfalfa plant height under different planting methods

2.3 覆膜对青藏高原紫花苜蓿分枝数的影响

覆膜处理下金皇后紫花苜蓿的分枝数达到77.67个/株，不覆膜处理的分枝数为69.33个/株(图3)，覆膜处理的分枝数虽大于不覆膜处理，但两个处理间无显著差异(P>0.05)。

图3 覆膜与不覆膜种植方式的紫花 苜蓿分枝数Fig.3 Alfalfa branch number under different planting methods

2.4 覆膜对青藏高原紫花苜蓿越冬率的影响

覆膜处理的越冬率为90.90%，而不覆膜处理的越冬率仅为63.63%，两者差异显著(P<0.05)，覆膜处理与对照比较，使金皇后紫花苜蓿的越冬率提高了26.27%(P<0.05)。

图4 覆膜与不覆膜种植方式紫花苜的蓿越冬率Fig.4 Alfalfa winter survival rate under different planting methods

2.5 覆膜对青藏高原紫花苜蓿种植第二年产量的影响

紫花苜蓿覆膜处理，种植第2年牧草产量显著增加，与不覆膜差异显著(P<0.05)(图5)，鲜草产量达19 180 kg/hm2，而不覆膜处理仅为13 013 kg/hm2，覆膜处理鲜草产量增加了47.39%。

图5 覆膜与不覆膜方式种植第二年紫 花苜蓿的鲜草产量Fig.5 The second year alfalfa yield under different planting methods

2.6 覆膜对青藏高原紫花苜蓿杂草密度的影响

覆膜处理下，紫花苜蓿种植小区杂草密度为9.7 株/m2，不覆膜处理小区的杂草密度为13.3 株/m2，覆膜处理的杂草密度较对照降低了27.06%，差异显著(P<0.05)。

3 讨论

紫花苜蓿是优质的豆科牧草，由于温度和水分等 因素的限制，加之冬季寒冷，越冬率和草产量低，其在高寒地区生长和推广受到限制。黑膜覆盖因保墒增温、抑制杂草等效果非常显著[14-16],已作为一种有效提高作物产量及品质的方式。分析比较，普通种植处理下，表层土壤的温度和含水量较低，植株出苗和生长均较缓慢。于青藏高原东北缘区通过设置覆膜与不覆膜紫花苜蓿种植对比试验，探讨覆膜处理对苜蓿生长的影响。研究发现，覆膜处理显著提高了种植当年苜蓿产量和第二年越冬率及草产量；覆膜后苜蓿的株高和分枝数虽然差异不显著，但均有增高的趋势。

图6 覆膜与不覆膜种植方式紫花苜蓿的 田间杂草密度Fig.5 The weed density under different planting methods

紫花苜蓿在青藏高原东北缘区能否安全越冬，是苜蓿草地建植的关键所在。高寒区苜蓿的越冬与其生长状况息息相关[17]。植株生长旺盛，株高越高，则根颈和根直径越大，其抗寒性就越强，越冬率就越高。此外，苜蓿生长越旺盛，产草量越高，其根颈入土深度也越深，其抗寒性就越强，种植第二年返青时地下部分受温度和水分的影响则越小[4,18-19]。

覆膜能增加苜蓿草地土壤的含水量和有效积温，使得紫花苜蓿的生物量显著增加。尤其是覆黑膜能更有效增加土壤的吸热水平，且黑色地膜有效地减少了种植区的杂草密度，为紫花苜蓿的生长发育提供了理想的生长空间[17]。同时，覆膜的提温保墒作用，可有效减轻土壤干旱和寒冷对紫花苜蓿根颈和根颈芽的影响，提高苜蓿的越冬率，为次年返青提供了有效保障[20-22]。

4 结论

青藏高原东北缘区覆膜处理显著提高种植当年金皇后紫花苜蓿产量和第二年的越冬率及草产量；覆膜种植对青藏高原东北缘区金皇后紫花苜蓿的株高和分枝数影响不显著。