全 文 ：陇中黄土高原半干旱区苜蓿地土壤
干燥化特征及适宜种植年限∗
罗珠珠１，２　 李玲玲２　 牛伊宁２　 蔡立群１，２∗∗　 张仁陟２　 谢军红２
（ １甘肃农业大学资源与环境学院， 兰州 ７３００７０； ２甘肃省干旱生境作物学重点实验室， 兰州 ７３００７０）
摘　 要　 研究了陇中黄土高原半干旱区不同种植年限紫花苜蓿地土壤水分特征及适宜种植
年限．结果表明： ３、８、１２和 １４年生苜蓿地 ０～３００ ｃｍ土层土壤平均含水量均明显低于当地土
壤稳定湿度值．１２和 １４年生苜蓿地 ０～ ３００ ｃｍ 土层土壤含水量仅为 ９．２％和 ７．１％，甚至低于
作物有效水分下限． １、３、８、１２ 和 １４ 年生紫花苜蓿地 ０ ～ ３００ ｃｍ 土层干燥化指数分别为
１２５．４％、３０．５％、１８．４％、－３４．２％和－８３．３％，除 １年生苜蓿地土壤无干燥化现象之外，其余种植
年限苜蓿地土壤均呈不同程度的干燥化．随苜蓿种植年限的延长，土壤干燥化程度加剧，但干
燥化速率呈减缓趋势．综合苜蓿生产力动态和土壤水分状况，该区紫花苜蓿适宜的种植年限
为 ８～１０ 年．
关键词　 黄土高原； 半干旱区； 紫花苜蓿； 土壤水分； 种植年限
文章编号　 １００１－９３３２（２０１５）１０－３０５９－０７　 中图分类号　 Ｓ１５２．７； Ｓ５５１　 文献标识码　 Ａ
Ｓｏｉｌ ｄｒｙｎｅｓｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ａｌｆａｌｆａ ｃｒｏｐｌａｎｄ ａｎｄ ｏｐｔｉｍａｌ ｇｒｏｗｔｈ ｙｅａｒｓ ｏｆ ａｌｆａｌｆａ ｏｎ ｔｈｅ Ｌｏ⁃
ｅｓｓ Ｐｌａｔｅａｕ ｏｆ ｃｅｎｔｒａｌ Ｇａｎｓｕ， Ｃｈｉｎａ． ＬＵＯ Ｚｈｕ⁃ｚｈｕ１，２， ＬＩ Ｌｉｎｇ⁃ｌｉｎｇ２， ＮＩＵ Ｙｉ⁃ｎｉｎｇ２， ＣＡＩ Ｌｉ⁃
ｑｕｎ１，２， ＺＨＡＮＧ Ｒｅｎ⁃ｚｈｉ２， ＸＩＥ Ｊｕｎ⁃ｈｏｎｇ２ （ １Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｇａｎ⁃
ｓｕ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００７０， Ｃｈｉｎａ； ２Ｇａｎｓｕ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ａｒｉｄｌａｎｄ Ｃｒｏｐ Ｓｃｉ⁃
ｅｎｃｅ， Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００７０， Ｃｈｉｎａ） ． ⁃Ｃｈｉｎ． Ｊ． Ａｐｐｌ． Ｅｃｏｌ．， ２０１５， ２６（１０）： ３０５９－３０６５．
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｓｏｉｌ ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｉｎ ａｌｆａｌｆａ （Ｍｅｄｉｃａｇｏ ｓａｔｉｖａ） ｃｒｏｐｌａｎｄ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｇｒｏｗｔｈ ｙｅａｒｓ （１， ３， ８， １２ ａｎｄ １４ ｙｅａｒｓ） ａｎｄ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｇｒｏｗｔｈ ｙｅａｒｓ ｏｆ ａｌｆａｌｆａ ｏｎ ｔｈｅ
Ｌｏｅｓｓ Ｐｌａｔｅａｕ ｏｆ ｃｅｎｔｒａｌ Ｇａｎｓｕ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｍｏｉｓｔｕｒｅ ａｌｏｎｇ ０－３００ ｃｍ ｓｏｉｌ ｐｒｏ⁃
ｆｉｌｅ ｏｆ ａｌｆａｌｆａ ｃｒｏｐｌａｎｄｓ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｇｒｏｗｔｈ ｙｅａｒｓ ｗａｓ ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ ｌｏｗｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ｔｈｅ ｌｏｃａｌ ｓｏｉｌ ｓｔａ⁃
ｂｌｅ ｍｏｉｓｔｕｒｅ． Ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｉｎ ｃｒｏｐｌａｎｄｓ ｗｉｔｈ ａｌｆａｌｆａ ｔｈａｔ ｈａｄ ｇｒｏｗｎ ｆｏｒ １２ ａｎｄ １４ ｙｅａｒｓ
ｗｅｒｅ ｏｎｌｙ ９．２％ ａｎｄ ７．１％ ｏｆ ｌｏｃａｌ ｓｏｉｌ ｓｔａｂｌｅ ｍｏｉｓｔｕｒｅ， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ， ｗｈｉｃｈ ｗｅｒｅ ｅｖｅｎ ｌｏｗｅｒ ｔｈａｎ
ｔｈｅ ｌｏｗｅｒ ｌｉｍｉｔ ｏｆ ａｌｆａｌｆａ ｇｒｏｗｔｈ． Ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ ｓｏｉｌ ｄｒｙｎｅｓｓ ｉｎｄｅｘｅｓ ａｌｏｎｇ ０－３００ ｃｍ ｓｏｉｌ ｐｒｏｆｉｌｅ ｉｎ １，
３， ８， １２ ａｎｄ １４ ｙｅａｒｓ ａｌｆａｌｆａ ｃｒｏｐｌａｎｄｓ ｗｅｒｅ １２５．４％， ３０．５％， １８．４％， －３４．２％ ａｎｄ －８３．３％ ｒｅ⁃
ｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｓｏｉｌ ｄｒｙｎｅｓｓ ｏｃｃｕｒｒｅｄ ｔｏ ｖａｒｙｉｎｇ ｄｅｇｒｅｅｓ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｇｒｏｗｔｈ
ｙｅａｒｓ ｅｘｃｅｐｔ ｃｒｏｐｌａｎｄｓ ｗｉｔｈ ａｌｆａｌｆａ ｇｒｏｗｎ ｆｏｒ １ ｙｅａｒ． Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｇｒｏｗｔｈ ｙｅａｒｓ ｏｆ ａｌｆａｌｆａ， ｔｈｅ
ｓｏｉｌ ｄｒｙｎｅｓｓ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｄｒｙｎｅｓｓ ｒａｔｅ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｍｏｉｓｔｕｒｅ
ａｎｄ ａｌｆａｌｆａ ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎ ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ， ｉｔ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｃｏｎｃｌｕｄｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｇｒｏｗｔｈ ｙｅａｒｓ ｏｆ
ａｌｆａｌｆａ ａｒｅ ８－１０ ｙｅａｒｓ ｉｎ ｓｅｍｉ⁃ａｒｉｄ ａｒｅａｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｌｏｅｓｓ Ｐｌａｔｅａｕ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Ｌｏｅｓｓ Ｐｌａｔｅａｕ； ｓｅｍｉ⁃ａｒｉｄ ａｒｅａ； ａｌｆａｌｆａ； ｓｏｉｌ ｍｏｉｓｔｕｒｅ； ｇｒｏｗｔｈ ｙｅａｒ．
∗国家科技支撑计划项目（２０１２ＢＡＤ１４Ｂ０３）、国家自然科学基金项
目（３１１７１５１３，４１４６１０６７）、甘肃省干旱生境作物学重点实验室⁃省部
共建国家重点实验室培育基地基金项目（ＧＳＣＳ⁃２０１２⁃０８）、甘肃省科
技计划项目（１４５ＲＪＺＡ２０８）、甘肃省财政厅高校基本科研业务费项目
（０３７⁃０４１０１４）和甘肃农业大学青年导师基金项目（ｇａｕ⁃ｑｎｄｓ⁃２０１４０２）
资助．
∗∗通讯作者． Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｃａｉｌｑ＠ ｇｓａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
２０１４⁃１２⁃１９收稿，２０１５⁃０６⁃１６接受．
　 　 陇中丘陵沟壑区地处黄土高原西部，属于典型 的雨养农业区，年均降水量仅 ４００ ｍｍ 左右，主要以
坡耕地为主．紫花苜蓿（Ｍｅｄｉｃａｇｏ ｓａｔｉｖａ）以高产、优
质、富含蛋白质的饲草生产性能和抗旱、耐寒、耐瘠、
截流、保土的生态适应性［１］，成为黄土高原丘陵沟
壑区退耕还林还草的首选草种．但是，作为多年生和
深根系植物，紫花苜蓿具有强蒸散、强耗水特性，持
续种植多年导致土壤水分匮缺，形成了深层土壤干
应 用 生 态 学 报　 ２０１５年 １０月　 第 ２６卷　 第 １０期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｅｃｏｌｏｇｙ， Ｏｃｔ． ２０１５， ２６（１０）： ３０５９－３０６５
燥化，恶化了土壤水分生态环境，导致生长衰败，并
严重影响后茬作物生长［２－５］ ． Ｌｉ 等［６］在黄土高原半
干旱区的研究表明，长期种植苜蓿后土壤剖面很干，
即便休闲 ３年，也不能恢复 １．８ ｍ以下土壤的水分；
李玉山等［２］在渭北旱塬的研究发现，多年种植苜蓿
会导致土壤干化，土壤干层出现在 ２００ ｃｍ 以下，苜
蓿生长 １２ 年以后 ２００ ～ ５００ ｃｍ 土层土壤湿度为
１２􀆰 ６％；程积民等［７］对宁南黄土丘陵区苜蓿土壤水
分消耗规律的研究表明，苜蓿生长的第 ３ 年 １００ ～
２１０ ｃｍ土层出现干层，土壤含水率为 ５．２％ ～ ６．８％，
生长到第 ６年苜蓿草地开始衰败；李军等［８］研究发
现，黄土高原北部半干旱偏旱区，３ ～ １１ 年生苜蓿草
地 ０～１０００ ｃｍ土层土壤湿度平均值为 ５．５％，土壤干
层厚度超过 １０００ ｃｍ；半湿润区的苜蓿草地也存在
不同程度的土壤干层，土壤干化程度随生长年限的
延长逐渐加深［９－１０］，苜蓿生长 ６ ～ ８ 年后应及时更
新［１１］ ．Ｓａｅｅｄ等［１２］认为，水分缺乏导致苜蓿种群密
度、茎质量和叶面积下降，苜蓿干草产量与土壤水分
呈线性相关．
近年来，关于苜蓿连续种植多年导致的土壤干
燥化现象引起了广泛关注，针对苜蓿地土壤水分状
况进行了深入研究［２－１１］，但这些研究主要集中在宁
南山区和陇东旱塬，针对陇中黄土高原半干旱区的
相关研究较少［６，１３］ ．干旱、半干旱地区土壤水分贮量
和分布因土壤质地、土地覆盖、植被生长年限以及气
候条件的影响而不同［１４－１６］ ．因此，本研究针对陇中
黄土高原半干旱区不同种植年限苜蓿地，分析其土
壤水分消耗规律，结合苜蓿产草量动态和土壤水分
利用状况，确定粮草轮作系统中苜蓿适宜翻耕轮作
的种植年限，以期为陇中黄土高原半干旱区苜蓿草
地可持续利用提供科学依据．
１　 研究地区与研究方法
１􀆰 １　 研究区概况
试验设在 黄 土 高 原 半 干 旱 丘 陵 沟 壑 区
（３５°２８′ Ｎ， １０４°４４′ Ｅ）．试区属中温带半干旱区，平
均海拔 ２０００ ｍ，年均太阳辐射 ５９２．９ ｋＪ·ｃｍ－２，日照
时数 ２４７６．６ ｈ，年均气温 ６．４ ℃，≥０ ℃积温 ２９３３．５
℃，≥１０ ℃积温 ２２３９．１ ℃；无霜期 １４０ ｄ，年均降水
量 ３９０􀆰 ９ ｍｍ（图 １），年蒸发量 １５３１ ｍｍ，干燥度
２􀆰 ５３，为典型的雨养农业区．土壤为典型的黄绵土，
土质疏松，土层深厚，质地均匀，贮水性能良好．
１􀆰 ２　 试验设计
２ ０１２年选取种植年限分别为１、３、８、１２、１４年
图 １　 试区 ２０１２—２０１３年降水量和平均降水量
Ｆｉｇ．１　 Ａｎｎｕａｌ ｒａｉｎｆａｌｌ ｉｎ ２０１２－２０１３ ａｎｄ ｔｈｅ ｍｅａｎ ａｔ ｔｈｅ ｅｘ⁃
ｐｅｒｉｍｅｎｔ ｓｉｔｅ．
生紫花苜蓿地，其中 １ 年生苜蓿于 ２０１２ 年 ４ 月播
种；３年生苜蓿于 ２０１０ 年 ７ 月播种；８ 年生苜蓿于
２００５年 ４月播种；１２年生苜蓿于 ２００１ 年 ７ 月播种；
１４年生苜蓿于 １９９９年 ７月播种．苜蓿品种为当地传
统种植品种陇东苜蓿，生长期间不施肥、灌水，紫花
苜蓿种植面积均在 １００ ｍ２以上，地块邻近，地势平
坦，各处理 ３次重复．
１􀆰 ３　 测定项目与方法
１􀆰 ３􀆰 １土壤水分　 ２０１２ 年苜蓿返青开始，每月测定
各种植年限苜蓿草地 ０ ～ ５、５ ～ １０、１０ ～ ３０、３０ ～ ５０、
５０～８０、８０ ～ １１０、１１０ ～ １４０、１４０ ～ １７０、１７０ ～ ２００、
２００～２５０和 ２５０～３００ ｃｍ土层土壤含水量．其中，０～５
和 ５～１０ ｃｍ土壤含水量用烘干法测定，１０ ～ ３００ ｃｍ
土层土壤含水量用中子水分测定仪测定，中子仪读
数根据校正曲线换算为体积含水量［１７］ ．
ＳＷｍａｘ ＝（ＤＵＬ－ＣＬＬ）×Ｄ （１）
式中：ＤＵＬ为土壤最大重力持水量，用池塘法［１８］测
定；ＣＬＬ为土壤凋萎湿度，用遮雨棚法［１８］测定；ＳＷｍａｘ
为土壤最大有效贮水量（ｍｍ）；Ｄ为土层深度（ｍｍ）．
ＳＷｅ ＝ＳＷｐ－ＣＬＬ （２）
式中：ＳＷｅ 为土壤有效贮水量；ＳＷＰ 为土壤剖面贮
水量．
ＳＷｒ ＝ＳＷＰ－ＳＳＭ （３）
式中：ＳＳＭ为土壤稳定湿度，指在黄土高原干旱气
候、土壤质地、自然植被等因素作用下，通常旱地土
壤能够长期维持的土壤湿度，其值约为田间持水量
的 ５０％ ～ ７５％［１９－２１］，轻壤土的土壤稳定湿度相当于
田间持水量的 ４９％ ～ ５４％［２２］；ＳＷｒ 为土壤水分过耗
量．本研究中，ＳＳＭ为 ＤＵＬ的 ５４％．
ＳＤＲ＝ＳＷｒ ／ ＧＹ （４）
式中：ＳＤＲ为土壤干燥化速率（ｍｍ·ａ－１）；ＧＹ 为生
长年限．
０６０３ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷
１􀆰 ３􀆰 ２苜蓿产量 　 试验期间不同种植年限苜蓿地，
分别于 ２０１２年 ７月 ２０日、１０月 １日刈割，每茬收割
面积为 １ ｍ２，留茬高度 ３ ｃｍ，收割后称鲜草质量．采
集部分草样，烘干后称干草质量，计算干物质率，推
算地上部分生物量，各处理重复 ３次．
１􀆰 ４　 土壤干燥化评价方法
采用文献［８］提出的土壤干燥化指数（ｓｏｉｌ ｄｒｙ⁃
ｎｅｓｓ ｉｎｄｅｘ， ＳＤＩ）方法评价土壤干燥化强度． ＳＤＩ 定
义为某一土层实际土壤有效含水量占该层土壤稳定
有效含水量比值的百分数，其含义为某一土层可供
植物吸收利用的土壤实际有效含水量占该层土壤正
常有效含水量的比重，公式为：
ＳＤＩ＝（ＳＭ－ＣＬＬ） ／ （ＳＳＭ－ＣＬＬ）×１００％ （５）
式中：ＳＤＩ为土壤干燥化指数；ＳＭ为土壤湿度．
土壤干燥化强度划分为 ６级：１）ＳＤＩ≥１００％，为
无干燥化；２） ７５％≤ＳＤＩ＜１００％，为轻度干燥化；３）
５０％≤ ＳＤＩ ＜ ７５％，为中度干燥化；４） ２５％≤ ＳＤＩ ＜
５０％，为严重干燥化；５） ０≤ＳＤＩ＜２５％，为强烈干燥
化；６）ＳＤＩ＜０，为极度干燥化．
１􀆰 ５　 数据处理
采用 Ｅｘｃｅｌ ２００３ 和 ＳＰＳＳ １８．０ 软件进行数据统
计分析．
２　 结果与分析
２􀆰 １　 不同种植年限苜蓿地土壤干层鉴定
黄土高原地区降水少且蒸发大，地下水埋藏深，
在林草植被强烈耗水情况下，深层土壤处于水分亏
缺状态，有时甚至达到或接近凋萎湿度，导致土壤湿
度长期处于较低水平，最终形成土壤干层．土壤干层
湿度范围以土壤稳定湿度（ＳＳＭ）作为判断土壤干燥
化的上限，以凋萎湿度（ＣＬＬ）为下限［２３］ ．
如图 ２所示，由于农作物耗水深度主要在 ０ ～
３００ ｃｍ［２４－２５］，且耗水强度远远低于苜蓿，能够积蓄
一定量的天然降水，因而 ２０１２年由农田轮作建植的
１年生紫花苜蓿地土壤 ３００ ｃｍ 以上土层基本上不
存在干层，仅 ０～１０ ｃｍ土层低于土壤稳定湿度．其余
不同种植年限的紫花苜蓿 ０～３００ ｃｍ 土层土壤水分
均分布在土壤稳定湿度线左侧部分，而且由于经过
多年的生长消耗大量水分，甚至出现了土壤湿度低
于 ＣＬＬ的极度干燥化土层，分别为 １２ 和 １４ 年生苜
蓿地的 ５０ ｃｍ以下土层、８ 年生苜蓿地的 １４０ ｃｍ 以
下土层、３年生苜蓿地的 １７０ ｃｍ以下土层．苜蓿晚秋
刈割期测定发现，２０１２年由农田轮作建植的 １ 年生
苜蓿地０～１０ ｃｍ出现的土壤干层消失，而其余种植
图 ２　 不同种植年限苜蓿返青期（Ａ）和刈割期（Ｂ）土壤剖面
湿度
Ｆｉｇ．２　 Ｓｏｉｌ ｍｏｉｓｔｕｒｅ ａｌｏｎｇ ｓｏｉｌ ｐｒｏｆｉｌｅ ｏｆ ａｌｆａｌｆａ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｇｒｏｗｔｈ ｙｅａｒｓ ａｔ ｔｕｒｎｉｎｇ ｇｒｅｅｎ （Ａ） ａｎｄ ｃｕｔｔｉｎｇ ｓｔａｇｅ （Ｂ）．
年限苜蓿地低于稳定湿度的干燥化土层依然存在，
这可能与该试区 ７—１０ 月进入雨季后降水补给有
关，因为天然降雨对土壤水分的补充主要集中在 ０～
６０ ｃｍ土层，而对土壤深层水分的补充相对较少．
２􀆰 ２　 不同种植年限苜蓿地土壤干燥化评价
从表 １ 可以看出，随苜蓿生长年限的增加，０ ～
３００ ｃｍ土层平均土壤湿度、土壤贮水量、土壤有效
贮水量呈现逐渐降低趋势，分别由 １ 年生的 １５．９％、
４８０．１６ ｍｍ、１６１． ２１ ｍｍ 降低到 １４ 年生的 ７． １％、
１９９􀆰 ６８ ｍｍ、０ ｍｍ．随苜蓿种植年限的增加，０ ～ ３００
ｃｍ 土层土壤水分过耗量逐渐增大，由 ３ 年生的
１０３􀆰 １０ ｍｍ 增加到 １４ 年生的 ２４４．９７ ｍｍ，增加了
１４１．８７ ｍｍ，相当于该试区年均降雨量（３９０．９ ｍｍ）的
３６􀆰 ３％．各类苜蓿草地年平均土壤干燥化速率以 ３ 年
生最大，达到 ３４．３７ ｍｍ·ａ－１，１４ 年生最小，为 １７􀆰 ５０
ｍｍ·ａ－１ ．随苜蓿种植年限的延长，土壤干燥化速度逐
渐降低，表明苜蓿生长前期土壤供水充足，其耗水较
为强烈，以保证苜蓿高产所必需的良好水分基础，而
生长后期土壤发生干燥化后苜蓿生长进入衰败期，土
壤干燥化速度逐渐减小，产量亦随之明显降低．
从 ０～５０ ｃｍ 土层来看，平均土壤湿度、土壤贮
水量、土壤有效贮水量均以 １年生苜蓿地最高，分别
为 １５．９％、８４．３５ ｍｍ、５１．９１ ｍｍ，其次为 ３、１２ 和 ８ 年
１６０３１０期　 　 　 　 　 　 　 　 　 罗珠珠等： 陇中黄土高原半干旱区苜蓿地土壤干燥化特征及适宜种植年限　 　 　 　
生，均高于 １４年生苜蓿地，其中 １２ 年生已经超过 ８
年生苜蓿地．从 ５０ ～ ２００ 和 ２００ ～ ３００ ｃｍ 土层来看，
平均土壤湿度、土壤贮水量、土壤有效贮水量均以 １
年生苜蓿地最高，分别为 １５．９％、２３８．６９ ｍｍ、９１．７２
ｍｍ和 １５．７％、１５７．１２ ｍｍ、１７􀆰 ５８ ｍｍ，其次为 ８、３、１２
和 １４年生均较低，其中，８ 年生超过 ３ 年生苜蓿地．
这表明苜蓿生长 ８ 年衰败后土壤水分开始逐渐恢
复，从而为后续粮草轮作的实施提供了可能．
对试验地苜蓿草地土壤干燥化程度进行评价，
发现 １、３、８、１２ 以及 １４ 年生紫花苜蓿草地 ０ ～ ３００
ｃｍ土层干燥化指数分别为 １２５．４％、３０．５％、１８．４％、
－３４．２％和－８３．３％，除 １ 年生苜蓿地土壤无干燥化
现象之外，其余种植年限苜蓿地土壤均达到了不同
程度的干燥化（表 １），这说明在黄土高原半干旱随
着紫花苜蓿地上部分的旺盛生长和生物量的大幅度
增加，地下根茎也伸长、下扎，根系的发达导致土壤
水分利用充分，随种植年限的延长干燥化程度加剧．
２􀆰 ３　 不同种植年限苜蓿地土壤剖面湿度距平变化
土壤含水率距平值指某一土层含水率与全层含
水率平均值之差［２６］ ．利用土壤含水率距平可以确定
土壤低水分含量区域，分析随苜蓿种植年限的延长，
土壤低含水率区域的变化情况，并预测不同种植年
限苜蓿草地土壤干层的发生情况．负距平反映了土
壤低水分含量区域，并不表示土壤干层的分布区域，
但随着苜蓿种植年限的延长，土壤干层必然出现在
负距平区域内．
由图 ３可以看出，１ 年生苜蓿地仅在 ０ ～ １０ ｃｍ
土层出现负距平，３ 年生苜蓿地负距平出现在 ３０ ～
３００ ｃｍ土层，８年生苜蓿地负距平出现在 ０ ～ ５、８０ ～
１７０和 ２５０ ～ ３００ ｃｍ 土层，１２ 年生苜蓿地负距平出
现在 ５０～３００ ｃｍ土层，１４年生苜蓿地负距平出现在
０～５和 ５０～３００ ｃｍ 土层．１ 和 ８ 年生苜蓿地最低负
距平在土壤 ５ ｃｍ，３、１２、１４ 年生苜蓿地根系耗水最
低负距平分别在 ５０、８０、２００ ｃｍ土层，此处的土壤湿
度分别为 ９．３％、６．７％、５．７％．可见，随苜蓿种植年限
的延长，负距平范围逐渐向下扩大，最低负距平区域
是苜蓿地根系分布较多，耗水量较高的低水分区域，
因而随着不同种植年限苜蓿地土壤水分进一步降
低，其干层也会出现在这一区域的周围．另外，除 ３
和 １２年生苜蓿地之外，１、８ 和 １４ 年生苜蓿地均在
０～５ ｃｍ出现负距平，主要原因是 ０ ～ ５ ｃｍ 土壤水分
变化剧烈，受外界气候的强烈影响．土壤水分的测定
时间在 ２０１２年 ４月 ２０日，２０１２年 １—３月降水总量
仅 ２５．５ ｍｍ，加之 １年生苜蓿枝条生长较为缓慢，而
表 １　 不同种植年限苜蓿地土壤水分和土壤干燥化比较
Ｔａｂｌｅ １　 Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｓｏｉｌ ｄｒｙｎｅｓｓ ｏｆ ａｌｆａｌｆａ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｇｒｏｗｔｈ ｙｅａｒｓ
种植年限
Ｇｒｏｗｔｈ
ｙｅａｒ
土层
Ｓｏｉｌ ｌａｙｅｒ
（ｃｍ）
土壤含水量
Ｓｏｉｌ ｍｏｉｓｔｕｒｅ
（％）
土壤贮水量
Ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒ
ａｍｏｕｎｔ
（ｍｍ）
土壤有效
贮水量
Ａｖａｉｌａｂｌｅ ｓｏｉｌ
ｗａｔｅｒ ａｍｏｕｎｔ
（ｍｍ）
土壤水分
过耗量
Ａｍｏｕｎｔ ｏｆ
ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒ
ｏｖｅｒ⁃ｕｓｅ
（ｍｍ）
土壤干燥
化指数
Ｓｏｉｌ ｄｒｙｎｅｓｓ
ｉｎｄｅｘ
（％）
土壤干燥
化速率
Ｓｏｉｌ ｄｒｙｎｅｓｓ
ｒａｔｅ
（ｍｍ·ａ－１）
土壤干燥
化强度
Ｓｏｉｌ
ｄｒｙｎｅｓｓ
ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ
１ ０～５０ １５．９ ８４．３５ ５１．９１ － － － －
５０～２００ １５．９ ２３８．６９ ９１．７２ － － － －
２００～３００ １５．７ １５７．１２ １７．５８ － － － －
０～３００ １５．９ ４８０．１６ １６１．２１ － １２５．４ － 无干燥化
３ ０～５０ １３．６ ６５．８９ ３３．４５ － － － －
５０～２００ １０．８ １６２．３７ １５．４０ － － － －
２００～３００ １１．３ １１３．２８ － － － － －
０～３００ １１．９ ３４１．５５ ２２．６０ １０３．１０ ３０．５ ３４．３７ 严重干燥化
８ ０～５０ １１．４ ６０．７１ ２８．２７ － － － －
５０～２００ １１．４ １７０．２５ ２３．２８ － － － －
２００～３００ １１．５ １１４．７８ － － － － －
０～３００ １１．４ ３４５．７３ ２６．７８ ９８．９２ １８．４ １２．３７ 强烈干燥化
１２ ０～５０ １３．１ ６５．１２ ３２．６８ － － － －
５０～２００ ６．８ １０２．１８ － － － － －
２００～３００ ７．４ ７４．２１ － － － － －
０～３００ ９．２ ２４１．５１ － ２０３．１４ －３４．２ １６．９３ 极度干燥化
１４ ０～５０ ８．７ ４４．８０ １２．３６ － － － －
５０～２００ ６．４ ９６．０７ － － － － －
２００～３００ ５．９ ５８．８０ － － － － －
０～３００ ７．１ １９９．６８ － ２４４．９７ －８３．３ １７．５０ 极度干燥化
２６０３ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷
图 ３　 不同种植年限苜蓿地土壤含水率距平变化
Ｆｉｇ．３　 Ａｎｏｍａｌｏｕｓ ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ａｌｆａｌｆａ ｗｉｔｈ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｇｒｏｗｔｈ ｙｅａｒｓ．
８和 １４年生苜蓿紫花苜蓿发生衰败后生物量锐减，
导致这 ３个年份苜蓿地植被盖度较低，棵间蒸发比
例较高，表层土壤水分含量较低，因此均在 ０ ～ ５ ｃｍ
出现负距平．
２􀆰 ４　 紫花苜蓿适宜种植年限的确定
生长前期苜蓿产草量逐渐增加，８ 年生达到最
高，之后产草量逐渐下降，１４ 年生苜蓿产草量仅为
４０００ ｋｇ·ｈｍ－２（图 ４）．１～１４年生苜蓿产草量随种植
年限的动态变化关系可拟合为三次曲线方程：
Ｙ＝ １３．４６Ｘ３－５２９．８４Ｘ２＋５３３６Ｘ－４００７．５
Ｒ２ ＝ ０．８４ （６）
式中：Ｙ为苜蓿产草量（ ｋｇ·ｈｍ－２）；Ｘ 为苜蓿种植
年限．
根据苜蓿 １～１４年生产草量可进一步作出平均
产量和边际产量随种植年限变化的动态趋势（图
５）．平均产量和边际产量随生长年限变化的拟合曲
线方程如下：
Ｙａ ＝ －２４．５５Ｘ２＋２６２．９４Ｘ＋１１８４．４ 　 　 Ｒ２ ＝ ０．７３
（７）
图 ４　 不同种植年限苜蓿产草量及 ０～３００ ｃｍ土壤水分动态
Ｆｉｇ．４　 Ｂｉｏｍａｓｓ ａｎｄ ｓｏｉｌ ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｄｙｎａｍｉｃｓ ｉｎ ０－３００ ｃｍ ｏｆ ａｌ⁃
ｆａｌｆａ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｇｒｏｗｔｈ ｙｅａｒｓ．
Ⅰ： 产草量 Ｂｉｏｍａｓｓ；Ⅱ： 土壤湿度 Ｓｏｉｌ ｍｏｉｓｔｕｒｅ； Ⅲ： 产草量动态曲
线 Ｂｉｏｍａｓｓ ｄｙｎａｍｉｃ ｃｕｒｖｅ．
图 ５　 不同种植年限苜蓿平均产量及边际产量动态
Ｆｉｇ．５　 Ａｖｅｒａｇｅ ｂｉｏｍａｓｓ ａｎｄ ｍａｒｇｉｎａｌ ｂｉｏｍａｓｓ ｄｙｎａｍｉｃｓ ｏｆ ａｌ⁃
ｆａｌｆａ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｇｒｏｗｔｈ ｙｅａｒｓ．
Ⅰ： 平均产量 Ａｖｅｒａｇｅ ｂｉｏｍａｓｓ；Ⅱ： 边际产量 Ｍａｒｇｉｎａｌ ｂｉｏｍａｓｓ．
　 　 Ｙｍ ＝ －３１．９５Ｘ２＋１９９．２２Ｘ＋１６１８．３　 　 Ｒ２ ＝ ０．７８
（８）
由式（７）和（８）分别求导得出，５．４ 年平均产草
量最高，３．１年边际产草量最高，由此可知第 ３ ～ ６ 年
为苜蓿的旺盛生长阶段，经济效益最高．第 ５．４ 年边
际产量等于平均产量，即图 ５中两曲线相交点，之后
二者均呈现逐年下降趋势，直到 １０．９ 年边际产量为
０，总产草量最高；此后边际产量转为负值，总产量下
降，苜蓿生长进入不合理生产阶段．因而，单独从苜
蓿产草量角度考虑，取得最大经济效益的生长年限
应＜１０年．
为了使粮草轮作系统达到最佳经济效益和生态
效益，确定苜蓿草地适宜翻耕轮作年限时既要考虑
产草量，又要保证土壤水分能满足后续轮作作物正
常生长的水分需求．粮食作物根系耗水范围主要在
０～３００ ｃｍ土层，为了保障作物能够正常生长，苜蓿
翻耕地 ０ ～ ３００ ｃｍ 土层湿度要保持在一定水平之
上，其下限不应低于凋萎湿度（１０．６％）．１、３、８、１２ 和
１４ 年生苜蓿地 ０ ～ ３００ ｃｍ 土层土壤湿度分别为
１５􀆰 ９％、１１．９％、１１．４％、９．２％和 ７．１％，对不同种植年
限苜蓿地 ０ ～ ３００ ｃｍ 土壤水分变化拟合回归方程
如下：
Ｙ＝ －０．０１８Ｘ３＋０．４０４Ｘ２－３．３０９Ｘ＋１８．３０４
Ｒ２ ＝ ０．９８ （９）
式中：Ｙ为土壤体积含水量；Ｘ为苜蓿种植年限．
通过式（９）计算得到，１、３、８、１２ 和 １４ 年生苜蓿
地 ０ ～ ３００ ｃｍ 土层湿度值分别为 １５． ７％、１２． ４％、
１０􀆰 ９％、９．８％、６．９％．苜蓿持续种植 ８ 年 ０ ～ ３００ ｃｍ
土层湿度实测值和拟合值都处于凋萎湿度边缘，所
以苜蓿翻耕轮作年限不宜超过 ８ 年，这样既能阻止
苜蓿地土壤水分生态环境进一步恶化，又能为下茬
３６０３１０期　 　 　 　 　 　 　 　 　 罗珠珠等： 陇中黄土高原半干旱区苜蓿地土壤干燥化特征及适宜种植年限　 　 　 　
作物生长保留一定数量的土壤水分．进一步由式（９）
求导得出，７．６９年为苜蓿地土壤水分急剧降低的关
键点，８．８３年为苜蓿地土壤水分最低点．由于水分是
制约旱区农业生产的首要因素，也是确定苜蓿适宜
翻耕轮作年限的关键．结合产草量和土壤水分测定
结果，陇中黄土高原半干旱区苜蓿草地实行草粮轮
作的最佳种植年限为 ８～１０年．
３　 讨　 　 论
陇中黄土高原半干旱区年降水量仅为 ４００ ｍｍ
左右，通常降水入渗深度不足 ２００ ｃｍ，并且在多年
生苜蓿连续生长期间，苜蓿生长耗水强烈，雨季降水
补给又很快被苜蓿生长消耗， ２００ ｃｍ以下干燥化土
壤难以得到降水入渗补充和恢复，土壤湿度长期处
于干燥化状态．本研究发现，随苜蓿生长年限的增
加，０～３００ ｃｍ土层平均土壤湿度、土壤贮水量、土壤
有效贮水量呈现逐年降低趋势，相应地土壤水分过
耗量逐年增大，由 ３ 年生苜蓿地的 １０３．０９ ｍｍ 增加
到 １４年生苜蓿地的 ２４４．９６ ｍｍ，增加了 １４１．８７ ｍｍ，
相当于该试区年均降雨量（３９０．９０ ｍｍ）的 ３６．３％．除
１ 年生苜蓿地土壤无干燥化现象之外，其余种植年
限苜蓿地土壤均达到了不同程度的干燥化，这表明
在黄土高原半干旱区苜蓿地降水入渗深度以下土壤
干层是多年生苜蓿连续生长过程中土壤水分过耗作
用长期累积的结果，且随种植年限的延长干燥化程
度加剧．
紫花苜蓿属于多年生、深根系、强耗水作物，年
需水量 ５００～９００ ｍｍ，明显高于当地 ４００ ｍｍ的年降
水量，其生长前期耗水依靠自然降水和深层土壤贮
水双重供给，水分满足程度较高，产草量也较高．但
随着苜蓿生长年限的增加，深层土壤水分过耗强烈，
土壤水库贮水量逐年降低，根系耗水深度逐渐加深，
土壤干层逐渐形成并不断加厚，深层土壤水分供给
量逐渐减少以至最终消失，苜蓿生长主要依靠当年
降水供给，水分供应不足导致苜蓿生长逐渐衰败和
死亡，加之 １ 年生杂草的竞争，产量也随之降低．因
此，苜蓿种植一定年限后需要及时翻耕，缓解土壤干
燥化强度并恢复干层的土壤湿度，以保证苜蓿草地
的可持续利用，而苜蓿种植的适宜年限取决于降雨
量、土壤水分以及苜蓿翻耕之后的预期土地用途等
因素［２７］ ．刘沛松等［２８］研究表明，若单从经济效益考
虑，宁南山区苜蓿生长到 ９～１０ 年总产量达到最高，
且花费农业生产时期较短，是翻耕轮作倒茬的最佳
时期．李玉山［２］则认为，以单纯追求高产为目标的草
地生产，应调整为以得到适度产量为目标，并缓解或
避免土壤干层的形成．因此，在确定苜蓿翻耕年限
时，要从经济效益和生态效益双方面考虑，既要求苜
蓿取得较高的总产草量，又要求土壤水分不至于消
耗太多，能保证土壤中留下较为足量的水分来满足
后茬轮作作物的正常生长，从而达到苜蓿和粮食作
物双丰收，保持农地土壤水分平衡，维持雨养农业系
统的可持续发展．根据苜蓿生产力动态和土壤水分
状况，本研究认为在陇中黄土高原雨养农业系统，紫
花苜蓿适宜的生长年限为 ８ ～ １０ 年，这与韩仕峰［２９］
和王美艳等［３０］提出的半干旱区苜蓿草地最佳利用
年限接近．
４　 结　 　 论
陇中黄土高原半干旱区苜蓿地，由于强烈蒸散
过度消耗深层储水而又长期得不到降水入渗补给，
除 １ 年生苜蓿地外，其余不同种植年限苜蓿地 ０ ～
３００ ｃｍ土层土壤湿度均低于当地土壤稳定湿度，都
发生了不同程度的土壤干燥化现象，平均干燥化速
率为 ２０．２９ ｍｍ·ａ－１ ．随着苜蓿种植年限的延长，干
燥化程度逐渐加剧，甚至出现了土壤湿度低于 ＣＬＬ
的极度干燥化土层，其中 １２ 和 １４ 年生苜蓿地位于
５０ ｃｍ以下，８年生苜蓿地位于 １４０ ｃｍ 以下，３ 年生
苜蓿地位于 １７０ ｃｍ以下．
水分是旱区农业生产的首要限制因素，也是确
定苜蓿耕翻轮作年限的关键．在陇中黄土高原半干
旱雨养农业系统，为了使整个粮草轮作系统取得最
佳经济效益和生态效益，苜蓿地进行翻耕轮作的最
适种植年限应为 ８ ～ １０ 年，这既能阻止苜蓿地土壤
水分生态环境进一步恶化，又能为下茬作物生长保
留一定的土壤水分，促进半干旱区雨养农业系统的
可持续发展．
参考文献
［１］　 Ｓｕｎ Ｊ⁃Ｈ （孙建华）， Ｗａｎｇ Ｙ⁃Ｒ （王彦荣）． Ｙｉｅｌｄ ｃｈａｒａ⁃
ｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｇｅｎｅｔｉｃ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ ｍａｉｎ ａｌｆａｌｆａ ｖａｒｉｅｔｉｅｓ ｉｎ
Ｃｈｉｎａ． Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｅｃｏｌｏｇｙ （应用生态学
报）， ２００４， １５（５）： ８０３－８０８ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［２］　 Ｌｉ Ｙ⁃Ｓ （李玉山）． Ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｄｙｎａｍｉｃｓ ｏｆ ａｌｆａｌｆａ ａｎｄ
ｉｔｓ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ ｗａｔｅｒ ｅｃｏ⁃ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ． Ａｃｔａ Ｐｅｏｄｌｏｇｉｃａ
Ｓｉｎｉｃａ （土壤学报）， ２００２， ３９（３）： ４０４－４１１ （ ｉｎ Ｃｈｉ⁃
ｎｅｓｅ）
［３］　 Ｙａｎｇ Ｗ⁃Ｚ （杨文治）， Ｔｉａｎ Ｊ⁃Ｌ （田均良）． Ｅｓｓｅｎｔｉａｌ ｅｘ⁃
ｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｏｉｌ ａｒｉｄｉｚａｔｉｏｎ ｉｎ Ｌｏｅｓｓ Ｐｌａｔｅａｕ． Ａｃｔａ Ｐｅｄｏ⁃
ｌｏｇｉｃａ Ｓｉｎｉｃａ （土壤学报）， ２００４， ４１（１）： １ － ６ （ ｉｎ
Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［４］　 Ｓｈｅｎ ＹＹ， Ｌｉ ＬＬ， Ｃｈｅｎ Ｗ， ｅｔ ａｌ． Ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒ， ｓｏｉｌ ｎｉｔｒｏ⁃
ｇｅｎ ａｎｄ ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｌｕｃｅｒｎｅ⁃ｗｈｅａｔ ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ ｏｎ ｄｅｅｐ
４６０３ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷
ｓｉｌｔ ｌｏａｍｓ ｉｎ ａ ｓｕｍｍｅｒ ｄｏｍｉｎａｎｔ ｒａｉｎｆａｌｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．
Ｆｉｅｌｄ Ｃｒｏｐｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ， ２００９， １１１： ９７－１０８
［５］　 ＭｃＣａｌｌｕｍ Ｍ， Ｃｏｎｎｏｒ Ｄ， Ｏ’Ｌｅａｒｙ Ｇ． Ｗａｔｅｒ ｕｓｅ ｂｙ ｌｕ⁃
ｃｅｒｎｅ ａｎｄ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｃｒｏｐｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｖｉｃｔｏｒｉａｎ Ｗｉｍｍｅｒａ．
Ａｕｓｔｒａｌｉａｎ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｏｉｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ， ２００１， ５２： １９３－２０１
［６］　 Ｌｉ ＬＬ， Ｈｕａｎｇ ＧＢ， Ｚｈａｎｇ ＲＺ， ｅｔ ａｌ． Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｌｕｃｅｒｎｅ
ｒｅｍｏｖａｌ ｔｉｍｅ ｏｎ ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｉｎ ａ ｌｕｃｅｒｎｅ⁃
ｗｈｅａｔ ｒｏｔａｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｗｅｓｔｅｒｎ Ｌｏｅｓｓ Ｐｌａｔｅａｕ． Ａｃｔａ Ａｇｒｏ⁃
ｎｏｍｉｃａ Ｓｉｎｉｃａ， ２０１１， ３７： ６８６－６９３
［７］　 Ｃｈｅｎｇ Ｊ⁃Ｍ （程积民）， Ｗａｎ Ｈ⁃Ｅ （万惠娥）， Ｗａｎｇ Ｊ
（王　 静）． Ａｌｆａｌｆａ ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ ｉｔｓ ｒｅｌａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒ
ｓｔａｔｕｓ ｉｎ ｌｏｅｓｓ ｈｉｌｌｙ ａｎｄ ｇｕｌｌｙ ｒｅｇｉｏｎ． Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ
Ａｐｐｌｉｅｄ Ｅｃｏｌｏｇｙ （应用生态学报）， ２００５， １６ （ ３）：
４３５－４３８ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［８］ 　 Ｌｉ Ｊ （李 　 军）， Ｃｈｅｎ Ｂ （陈 　 兵）， Ｌｉ Ｘ⁃Ｆ （李小
芳）， ｅｔ ａｌ． Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｄｅｅｐ ｓｏｉｌ ｄｅｓｉｃｃａｔｉｏｎ ｓ ｏｎ ａｌｆａｌｆａ
ｇｒａｓｓｌａｎｄｓ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｒａｉｎｆａｌｌ ａｒｅａｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｌｏｅｓｓ Ｐｌａｔｅａｕ
ｏｆ Ｃｈｉｎａ． Ａｃｔａ Ｅｃｏｌｏｇｉｃａ Ｓｉｎｉｃａ （生态学报）， ２００７， ２７
（１）： ７５－８９ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［９］　 Ｈｕａｎｇ Ｍ⁃Ｂ （黄明斌）， Ｙａｎｇ Ｘ⁃Ｍ （杨新民）， Ｌｉ Ｙ⁃Ｓ
（李玉山）． Ｈｙｄｒｏ⁃ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｄｒｙ ｌａｙｅｒ
ａｓ ａｆｆｅｃｔｅｄ ｂｙ ｂｉｏｔａ ｕｓｅ ｉｎ ｔｈｅ Ｌｏｅｓｓ Ｐｌａｔｅａｕ． Ｃｈｉｎｅｓｅ
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅｃｏ⁃Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ （中国生态农业学报），
２００３， １１（３）： １１４－１１６ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［１０］　 Ｚｈａｎｇ Ｃ⁃Ｘ （张春霞）， Ｈａｏ Ｍ⁃Ｄ （郝明德）， Ｗｅｉ Ｘ⁃Ｒ
（魏孝荣）， ｅｔ ａｌ． Ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ
ａｌｆａｌｆａ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｌａｎｔｉｎｇ ｙｅａｒｓ ｉｎ ｔｈｅ ｇｕｌｌｙ ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ
Ｌｏｅｓｓ Ｐｌａｔｅａｕ． Ｐｌａｎｔ Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ ａｎｄ Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ （植
物营养与肥料学报）， ２００４， １０（６）： ６０４ － ６０７ （ ｉｎ
Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［１１］　 Ｄｕ Ｓ⁃Ｐ （杜世平）， Ｗａｎｇ Ｌ⁃Ｆ （王留芳）， Ｌｏｎｇ Ｍ⁃Ｘ
（龙明秀）． Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｓｏｉｌ ｍｏｉｓｔｕｒｅ ａｎｄ ｙｉｅｌｄ ｄｙｎａｍｉｃ ｏｆ
ａｒｉｄ ａｌｆａｌｆａ ｇｒａｓｓｌａｎｄ ｉｎ ｍｏｕｎｔａｉｎ ａｒｅａｓ ｏｆ ｓｏｕｔｈｅｒｎ
Ｎｉｎｇｘｉａ． Ｐｒａｔａｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ （草业科学）， １９９９， １８
（１）： １２－１７ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［１２］　 Ｓａｅｅｄ ＩＡＭ， Ｎａｄｉ ＡＨＥＩ． Ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ ｔｈｅ
ｇｒｏｗｔｈ， ｙｉｅｌｄ， ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｕｓｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ａｌｆａｌｆａ． Ｉｒｒｉｇａ⁃
ｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ， １９９７， １７： ６３－６８
［１３］　 Ｌｕｏ Ｚ⁃Ｚ （罗珠珠）， Ｎｉｕ Ｙ⁃Ｎ （牛伊宁）， Ｌｉ Ｌ⁃Ｌ （李
玲玲）， ｅｔ ａｌ． Ｓｏｉｌ ｍｏｉｓｔｕｒｅ ａｎｄ ａｌｆａｌｆａ ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｒｅ⁃
ｓｐｏｎｓｅ ｆｒｏｍ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｙｅａｒｓ ｏｆ ｇｒｏｗｔｈ ｏｎ ｔｈｅ Ｌｏｅｓｓ Ｐｌａ⁃
ｔｅａｕ ｏｆ ｃｅｎｔｒａｌ Ｇａｎｓｕ． Ａｃｔａ Ｐｒａｔａｃｕｌｔｕａｅ Ｓｉｎｉｃａ （草业学
报）， ２０１５， ２４（１）： ３１－３８ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［１４］　 Ｃｏｎｎｏｒ ＤＪ． Ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ｃｒｏｐｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｕｓｅ ｏｆ
ｌｉｍｉｔｅｄ ｗａｔｅｒ ｉｎ ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ａｕｓｔｒａｌｉａ． Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ
Ａｇｒｏｎｏｍｙ， ２００４， ２１： ４１９－４３１
［１５］　 Ｋｌｏｃｋｉｎｇ Ｂ， Ｈａｂｅｒｌａｎｄｔ Ｕ． Ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｌａｎｄ ｕｓｅ ｃｈａｎｇｅｓ
ｏｎ ｗａｔｅｒ ｄｙｎａｍｉｃｓ： Ａ ｃａｓｅ ｓｔｕｄｙ ｉｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｅ ｍｅｓｏ ａｎｄ
ｍａｃｒｏｓｃａｌｅ ｒｉｖｅｒ ｂａｓｉｎｓ． Ｐｈｙｓｉｃｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｏｆ ｔｈｅ
Ｅａｒｔｈ， ２００２， ２７： ６１９－６２９
［１６］　 Ｄｏｍｉｎｇｏ Ｆ， Ｖｉｌｌａｇａｒｃａ Ｌ， Ｂｏｅｒ ＭＭ， ｅｔ ａｌ． Ｅｖａｌｕａｔｉｎｇ ｔｈｅ
ｌｏｎｇ⁃ｔｅｒｍ ｗａｔｅｒ ｂａｌａｎｃｅ ｏｆ ａｒｉｄ ｚｏｎｅ ｓｔｒｅａｍ ｂｅｄ ｖｅｇｅ⁃
ｔａｔｉｏｎ ｕｓｉｎｇ ｅｖａｐｏｔｒａｎｓｐｉｒａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ａｎｄ ｈｉｌｌ ｓｌｏｐｅ
ｒｕｎｏｆｆ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｙｄｒｏｌｏｇｙ， ２００１， ２４３：
１７－３０
［１７］　 Ｇｒｅａｃｅｎ ＥＬ， Ｈｉｇｎｅｔｔ ＣＴ． Ｓｏｕｒｃｅｓ ｏｆ ｂｉａｓ ｉｎ ｔｈｅ ｆｉｌｅｄ
ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｎｅｕｔｒｏｎ ｍｅｔｅｒ． Ａｕｓｔｒａｌｉａｎ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｏｉｌ
Ｒｅｓｅａｒｃｈ， １９７９， １７： ４０５－４１５
［１８］　 Ｄａｌｇｌｉｅｓｈ Ｎ， Ｆｏａｌｅ Ｍ． Ｓｏｉｌ Ｍａｔｔｅｒｓ． Ｔｏｏｗｏｏｍｂａ： Ｃｒａｎ⁃
ｂｒｏｏｋ Ｐｒｅｓｓ， １９９８
［１９］　 Ｙａｎｇ Ｗ⁃Ｚ （杨文治）， Ｓｈａｏ Ｍ⁃Ａ （邵明安）． Ｓｔｕｄｙ ｏｎ
Ｓｏｉｌ Ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｉｎ Ｌｏｅｓｓ Ｐｌａｔｅａｕ． Ｂｅｉｊｉｎｇ： Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｐｒｅｓｓ，
２０００ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［２０］　 Ｙａｎｇ Ｗ⁃Ｚ （杨文治）． Ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ ａｆｆｏｒｅｓｔ⁃
ａｔｉｏｎ ｉｎ Ｌｏｅｓｓ Ｐｌａｔｅａｕ． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎａｔｕｒａｌ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ （自
然资源学报）， ２００１， １６（５）： ４３３－４３８ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［２１］　 Ｌｉ Ｙ⁃Ｓ （李玉山）． Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｆｏｒｅｓｔ ｏｎ ｗａｔｅｒ ｃｙｃｌｅ ｏｎ ｔｈｅ
Ｌｏｅｓｓ Ｐｌａｔｅａｕ． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎａｔｕｒａｌ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ （自然资源
学报）， ２００１， １６（５）： ４２７－４３２ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［２２］　 Ｙａｎｇ Ｗ⁃Ｚ （杨文治）． Ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ
ｏｆ ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ ｆｏｒｅｓｔ ａｎｄ ｇｒａｓｓｌａｎｄ ｉｎ ｔｈｅ ｌｏｅｓｓ ｈｉｌｌｙ ａｒｅａ．
Ｍｅｍｏｉｒ ｏｆ ｔｈｅ Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｏｉｌ ａｎｄ Ｗａｔｅｒ
Ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ， Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ ａｎｄ Ｍｉｎｉｓ⁃
ｔｒｙ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ， １９８５（２）： １８－２８ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［２３］　 Ｆａｎｇ Ｘ⁃Ｙ （方新宇）， Ｌｉ Ｊ （李　 军）， Ｗａｎｇ Ｘ⁃Ｃ （王
学春）， ｅｔ ａｌ． Ｓｏｉｌ ｄｅｓｉｃｃａｔｉｏｎ ｏｆ ａｌｆａｌｆａ ｆｉｅｌｄｓ ａｎｄ ｅｆｆｅｃｔｓ
ｏｆ ａｌｆａｌｆａ⁃ｇｒａｉｎ ｃｒｏｐ ｒｏｔａｔｉｏｎ ｏｎ ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ
ｄｅｓｉｃｃａｔｅｄ ａｌｆａｌｆａ ｆｉｅｌｄｓ ｉｎ ｓｅｍｉ⁃ｈｕｍｉｄ ａｒｅａｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｌｏｅｓｓ
Ｐｌａｔｅａｕ． Ｓｃｉｅｎｔｉａ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａ Ｓｉｎｉｃａ （中国农业科学），
２０１０， ４３（１６）： ３３４８－３３５６ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［２４］　 Ｌｉ Ｙ⁃Ｓ （李玉山）． Ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ ｏｆ ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒ ｃｙｃｌｉｎｇ ａｎｄ
ｉｔｓ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ ｏｎ ｌａｎｄ ｗａｔｅｒ ｃｙｃｌｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｌｏｅｓｓ ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ
Ｃｈｉｎａ． Ａｃｔａ Ｅｃｏｌｏｇｉｃａ Ｓｉｎｉｃａ （生态学报）， １９８３， ３
（２）： ９１－１０１ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［２５］　 Ｗａｎｇ Ｚ⁃Ｑ （王志强）， Ｌｉｕ Ｂ⁃Ｙ （刘宝元）， Ｌｕ Ｂ⁃Ｊ （路
炳军）． Ａ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｒｙ ｓｏｉｌ ｌａｙｅｒｓ ｉｎ
ｔｈｅ ｓｅｍｉ⁃ａｒｉｄ ａｒｅａ ｏｆ Ｌｏｅｓｓ Ｐｌａｔｅａｕ． Ａｃｔａ Ｅｃｏｌｏｇｉｃａ Ｓｉｎｉ⁃
ｃａ （生态学报）， ２００３， ２３（９）： １９４４－１９５０ （ ｉｎ Ｃｈｉ⁃
ｎｅｓｅ）
［２６］　 Ｓｕｎ Ｊ （孙　 剑）， Ｌｉ Ｊ （李 　 军）， Ｗａｎｇ Ｍ⁃Ｙ （王美
艳）， ｅｔ ａｌ． Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ａｌｆａｌｆａ⁃ｇｒａｉｎ ｒｏｔａｔｉｏｎ ｏｎ ｓｏｉｌ ｍｏｉｓ⁃
ｔｕｒｅ ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ ｉｎ ｓｅｍｉ⁃ａｒｉｄ ａｎｄ ｄｒｏｕｇｈｔ⁃ｉｎｃｌｉｎｅｄ ａｒｅａｓ
ｏｆ ｔｈｅ Ｌｏｅｓｓ Ｐｌａｔｅａｕ． Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ
ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ （农业工程学报）， ２００９，
２５（６）： ３３－３９ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［２７］　 Ｌａｔｔａ ＲＡ， Ｃｏｃｋ ＰＳ， Ｍａｔｔｈｅｗｓ Ｃ． Ｌｕｃｅｒｎｅ ｐａｓｔｕｒｅｓ ｔｏ
ｓｕｓｔａｉｎ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｉｎ ｓｏｕｔｈｗｅｓｔｅｒｎ Ａｕｓｔｒａｌｉａ．
Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｗａｔｅｒ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ， ２００２， ５３： ９９－１０９
［２８］　 Ｌｉｕ Ｐ⁃Ｓ （刘沛松）， Ｌｉ Ｊ （李 　 军）， Ｊｉａ Ｚ⁃Ｋ （贾志
宽）， ｅｔ ａｌ． Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｓｕｍｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ａｌ⁃
ｆａｌｆａ ｇｒａｓｓｌａｎｄ ａｎｄ ｒｅｓｕｍｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ａｆｔｅｒ ｇｒａｉｎｓ ｒｏｔａｔｉｏｎ ｉｎ
ｍｏｕｎｔａｉｎ ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｎｉｎｇｘｉａ． Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒ⁃
ａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ （中国农学通报）， ２００５， ２１（９）：
２７０－２７４ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［２９］　 Ｈａｎ Ｓ⁃Ｆ （韩仕峰）． Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒ ｕｔｉｌｉｚａ⁃
ｔｉｏｎ ｏｆ ａｌｆａｌｆａ ｇｒａｓｓｌａｎｄ ｏｎ ｍｏｕｎｔａｉｎｏｕｓ ａｒｅａ ｏｆ ｓｏｕｔｈ
Ｎｉｎｇｘｉａ． Ｐｒａｔａｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ （草业科学）， １９９０， ７
（５）： ４７－５２ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［３０］　 Ｗａｎｇ Ｍ⁃Ｙ （王美艳）， Ｌｉ Ｊ （李 　 军）， Ｓｕｎ Ｊ （孙 　
剑）， ｅｔ ａｌ． Ｓｏｉｌ ｄｅｓｉｃｃａｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ａｌｆａｌｆａ
ｇｒａｓｓｌａｎｄｓ ａｎｄ ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔｓ ｉｎ ａｌｆａｌｆａ⁃
ｇｒａｉｎ ｃｒｏｐ ｒｏｔａｔｉｏｎｓ ｏｎ ｔｈｅ ｓｅｍｉ⁃ａｒｉｄ ａｒｅａｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｌｏｅｓｓ
Ｐｌａｔｅａｕ． Ａｃｔａ Ｅｃｏｌｏｇｉｃａ Ｓｉｎｉｃａ （生态学报）， ２００９， ２９
（８）： ４５２６－４５３４ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
作者简介　 罗珠珠，女，１９７９ 年生，博士，副教授． 主要从事
农业生态研究． Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｌｕｏｚｚ＠ ｇｓａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
责任编辑　 孙　 菊
５６０３１０期　 　 　 　 　 　 　 　 　 罗珠珠等： 陇中黄土高原半干旱区苜蓿地土壤干燥化特征及适宜种植年限