全 文 ：* 收稿日期：2004-08-07 改回日期：2004-09-20
东北农牧交错带种植苜蓿与玉米综合效益研究*
杨恒山 曹敏建 范 富 李春龙 李凤山
（沈阳农业大学农学院 沈阳 110161）（内蒙古民族大学农学院 通辽 028042）
摘 要 研究表明种植苜蓿当年干物质量仅为玉米干物质量的48.8%，而粗蛋白质量较玉米高66.3%，其投入及
产出均低于种植玉米，其净产值与种植玉米接近；0~30cm土层内苜蓿根干物质量为玉米的3.06倍，苜蓿地土壤
容重、孔隙度分别为玉米地的95.53%和104.81%，pH较玉米地下降0.1；0~20cm土层内苜蓿地土壤有机质、碱
解氮和速效磷含量均低于玉米地，速效钾含量则高于玉米地；春季苜蓿地土壤风蚀量仅为玉米地的41.81%。
关键词 苜蓿 玉米 综合效益 农牧交错带
CoLparisonofcoLprehensivebenefitsbetweenalfalfaandcorninagriculture-pastureecotoneintheNortheastChina.
YANGHeng-Shan，CAOMin-Jian（ColegeofAgronomy，ShenyangAgriculturalUniversity，Shenyang110161，China），
FANFu，LIChun-Long，LIFeng-Shan（ColegeofAgronomy，InnerMongoliaUniversityforNationalides，Tongliao
028042，China），CJEA，2005，13（4）：107~109
Abstract AfieldexperimentwasconductedtocomparethecomprehensivebenefitofalfalfawiththatofcorninTongliao
inInnerMongolia.Theresultsshowthatthedrymatteryieldofalfalfaisonly48.8%ofthatofcorn，whilethecrude
proteinyieldofalfalfaishigherthanthatofcornwith66.3%.Althoughtheinputandoutputvaluesofalfalfaareboth
lowerthanthoseofcorn，thenetoutputvaluesofthemarenearlyequivalent.Thedryrootweightofalfalfais3.06times
ofthatofcorn，bulkdensityandporosityofalfalfafieldare95.53%and104.81%ofthoseofcornfieldrespectivelyin
0~30cmsoillayer.Theorganicmatter，alkalinehydrolysisN，availablePandpHofalfalfafieldareallowerthanthoseof
cornfield，whileavailableKishigherthancornfieldin0~20cmsoillayer.Thedeflationofalfalfafieldisonly41.81%of
thatofcornfieldinspring.
Keywords Alfalfa，Corn，Comprehensivebenefit，Agriculture-pastureecotone
（ReceivedAug.7，2004；revisedSept.20，2004）
东北农牧交错带沙漠化日趋严重，草地超载过牧和不合理农垦是导致其沙漠化的主要原因［1，2］。自
2002年始东北农牧交错带逐步实施草地禁牧舍饲后，饲草短缺成为制约当地畜牧业发展的瓶颈，而实施农
田种草是解决草地禁牧与畜牧业发展矛盾的有效途径［3，4］。本试验研究了东北农牧交错带种植苜蓿与玉米
的综合效益，为该区种植业结构调整、引草入田提供理论依据。
1 试验材料与方法
试验于2002年5月~2003年4月在内蒙古通辽市内蒙古民族大学农学院试验农场进行，试验地属典
型温带大陆性季风气候，年均气温6.4࠷，极端最低气温-30.9࠷，≥10࠷年活动积温3184࠷，年均降水量
399.1mm，生长季内（4~9月份）降水量占全年降水量的89%，年无霜期150d。试验田土壤为灰色草甸土，
土壤有机质含量16.29g／kg，碱解氮52.01mg／kg，速效磷35.80mg／kg，速效钾194.76mg／kg，pH8.38。供试
紫花苜蓿品种“阿尔冈金”（MedicagosativaAlgonquin）由加拿大引进，秋眠级数为2级，供试玉米品种为试
区主栽品种“哲单14”，由通辽市农业科学研究所培育。
苜蓿与玉米试验田面积均为0.2hm2，相邻种植。于5月15日人工条播苜蓿，播量15kg／hm2，行距
30cm，基施P2O554kg／hm2、S45kg／hm2、Ca72kg／hm2、K2O90kg／hm2，生长季内铲草、灌水各3次，中耕培
土1次，苗期防地下害虫2次。5月1日播种玉米，播量45kg／hm2，行距60cm，株距30cm，基施P2O5
82.8kg／hm2、N32.4kg／hm2，追施N208.35kg／hm2，生长季内铲草、中耕培土各2次，灌水3次，防治玉米螟
第13卷第4期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol.13 No.4
2005年10月 ChineseJournalofEco-Agriculture Oct.，2005
1次。分别于7月15日和9月20日现蕾初花期刈割苜蓿，留茬10cm，测产面积为不含边行及两头10行
10m的3个样方；取样1kg于65࠷恒温箱烘干，测其鲜干比并折算干草产量。9月26日收获玉米，测产面积
为不含边行及两头5行10m的3个样方，籽粒风干后测产，茎叶测鲜产，并取样3株于65࠷恒温箱烘干测其
鲜干比并折算干草产量。取上述测定鲜干比的烘干样品及籽粒风干样品各1kg，用凯氏定N法测粗蛋白质
含量［5］。2003年4月6日测定残茬及根重，苜蓿地选取2垄2m、玉米地选取2垄1.8m各3个样方，齐地面
剪下残茬称重，之后分0~10cm、10~20cm和20~30cm3个土层取根，洗净、烘干后称重。用剖面法采集土
壤样品，在苜蓿地、玉米地均取茎茬均匀的3个样点，每样点在0~10cm、10~20cm和20~30cm土层各取3
个土样，用环刀法测定土壤容重，用计算法测定孔隙度，用重铬酸钾氧化容量法测定土壤有机质含量，用凯
氏定N法测定土壤全N含量，用扩散吸收法测定碱解氮含量，用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测定速效磷含
量，用四苯硼钠比浊法测定速效钾含量，用电位法测定pH［6］。试验在土壤风蚀最严重的3月下旬至4月中
旬早7：00~18：00用自制风蚀仪测定土壤风蚀量，试验共进行7次。当天试验结束后分别保存土样，全部试
验结束后风干土样，电子天平称重。
2 结果与分析
2.1 经济效益
苜蓿与玉米干物质及粗蛋白质产量研究表明，苜蓿第1茬、第2茬及玉米秸秆、籽粒干物质产量分别为
5.4551t／hm2、4.9199t／hm2、13.2237t／hm2和8.0339t／hm2，粗蛋白质产量分别为0.9563t／hm2、0.7586t／hm2、
0.4126t／hm2和0.6189t／hm2，干物质产量苜蓿低于玉米（鲜干比苜蓿第1茬为4.12，第2茬为4.09，玉米秸秆为
3.04），但粗蛋白质产量苜蓿高于玉米（粗蛋白质含量苜蓿第1茬为17.53%，第2茬为15.42%，玉米籽粒为
7.02%，秸秆为3.12%），干物质产量苜蓿仅为玉米的48.8%，粗蛋白质产量苜蓿比玉米高66.3%，当前畜牧业
生产蛋白质饲料不足，草地禁牧下青绿饲草短缺，部分玉米田改种苜蓿其饲料效益更为明显。种植苜蓿与玉米
经济效益比较表明，种植苜蓿投入、产值及净产值分别为2310.0元／hm2、7262.5元／hm2和4952.5元／hm2，种植
玉米投入、产值及净产值分别为2530.0元／hm2、7485.01元／hm2和4955.01元／hm2，投入与产出种植苜蓿均较
种植玉米低（化肥、种子、水费、农药、地租玉米投入分别为810元／hm2、225元／hm2、450元／hm2、45元／hm2和
1000元／hm2，苜蓿分别为435元／hm2、225元／hm2、600元／hm2、50元／hm2和1000元／hm2，苜蓿干草0.70
元／kg，玉米籽粒0.80元／kg，玉米秸秆0.08元／kg），但纯利润种植苜蓿与种植玉米基本持平，种植苜蓿第2年
后草产量增加且投入减少，则种植苜蓿经济效益将超过种植玉米。
表1 苜蓿与玉米地土壤容重及总孔隙度分布状况
Tab.1 Soilbulkdensitiesandporositiesofalfalfaandcornfields
土层／cm 土壤容重／g·cm-3Soilbulkdensity 总孔隙度／% Porosity
Soillayer 苜蓿
Alfalfa
玉米
Corn
苜蓿／玉米
Alfalfa／corn
苜蓿
Alfalfa
玉米
Corn
苜蓿／玉米
Alfalfa／corn
0~10 1.2945 1.3325 0.9715 51.1497 49.7183 1.0288
10~20 1.3195 1.3838 0.9535 50.2069 47.7812 1.0508
20~30 1.3259 1.4078 0.9418 49.9674 46.8754 1.0660
平 均 1.3133 1.3747 0.9553 50.4413 48.1250 1.0481
2.2 生态效益
苜蓿、玉米根重及其分布
比较表明，0~10cm、10~20cm
和20~30cm土层苜蓿根干物
质 量 分 别 为 234.44g／m2、
103.61g／m2和52.23g／m2，玉米
根干物质量分别为116.88g／m2、
7.19g／m2 和 3.38g／m2，0~
30cm土层内根干物质量苜蓿
为玉米的3.06倍，玉米
根重主 要集中在 0~
10cm土层内，而苜蓿根
重10~30cm土层内仍占
相当比例。由表1可知，
0~30cm土层内种植苜
蓿较种植玉米土壤容重
降低，孔隙度增加，且随
土壤深度的增加效应增
表2 苜蓿与玉米地土壤养分状况
Tab.2 Soilnutrientcontentsofalfalfaandcornfields
土层／cm 有机质／g·kg-1 碱解氮／mg·kg-1 速效磷／mg·kg-1 速效钾／mg·kg-1 pH值
Soillayer OrganicmatterAlkalinehydrolysisN AvailableP AvailableK pHvalue
苜蓿 玉米 苜蓿 玉米 苜蓿 玉米 苜蓿 玉米 苜蓿 玉米
Alfalfa Corn Alfalfa Corn Alfalfa Corn Alfalfa Corn Alfalfa Corn
0~10 16.263 18.087 45.69 55.49 34.32 44.15 238.33 220.00 8.20 8.29
10~20 11.997 15.773 36.08 48.93 24.05 27.86 180.17 172.67 8.30 8.40
20~30 14.500 14.003 44.17 45.13 39.57 29.01 194.00 192.33 8.25 8.35
平 均 14.253 15.954 41.98 49.85 32.65 33.67 204.17 195.00 8.25 8.35
强。苜蓿对土壤结构的改善主要在于其根系发达，穿透土壤能力强。由表2可知0~30cm土层内土壤有机
质、碱解氮和速效磷含量苜蓿地均低于玉米地，其中0~10cm土层尤为显著，这主要是由于测定时苜蓿根系
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仍为活体，其培肥地力的作用尚未发挥，而此时玉米根系已部分分解，且碱解氮和速效磷含量玉米地偏高与
其化肥残留有关。苜蓿地速效钾含量3个土层均高于玉米地，主要原因为苜蓿地施用K肥（基于安全越冬
和刈后再生考虑）而玉米地未施K肥，且玉米耗K量大于苜蓿。苜蓿地各土层pH均较玉米地低，表明苜蓿
具有改碱作用。苜蓿地各速效养分含量、玉米地速效磷及速效钾含量均为10~20cm土层最低，说明P、K肥
宜深施。由表3可知苜蓿地输土量仅为玉米地输土量的
41.81%，玉米地因根茬稀疏（残茬量仅为95.33g／m2），输
土量随高度变化与裸地相似；而苜蓿地因根茬密集（残
茬量高达326.54g／m2），贴地气层风速小，输土量自下
而上增加。5cm、15cm、25cm和35cm高度处苜蓿地输
土量分别为玉米地的16.42%、39.41%、57.56%和
73.67%，随高度增加，二者渐趋一致。同一背景下不同
茬口进入风筒内土量的比值可反映土壤相对风蚀量的
大小，苜蓿地土壤风蚀量远小于玉米地，种植苜蓿可显
著减少土壤风蚀，保持地力。
表3 苜蓿与玉米地输土量比较*
Tab.3 Transportedsoilamountsofalfalfaandcornfields
风筒高度／cm
Heightof
windtube
输土量／gTransportedsoilamount
苜蓿地 玉米地
Alfalfafield Cornfield
比 值
Rates
5 0.5330 3.2436 0.1643
15 0.8796 2.2317 0.3941
25 1.0986 1.9085 0.5756
35 1.3315 1.8073 0.7367
总计 3.8427 9.1911 0.4181
*风筒高度为风筒中心距地面高度，输土量为7日输土总量。
3 小 结
东北农牧交错带种植苜蓿，播种当年干物质量仅为玉米干物质量的48.8%，但粗蛋白质产量较玉米高
66.3%；种植苜蓿生产投入及产出均低于种植玉米，但二者净产值相近。种植当年苜蓿根系远较玉米发达，
0~30cm土层内苜蓿地较玉米地土壤容重减小、孔隙度增加、pH值下降，同时随深度增加其效应愈明显。
0~20cm土层内苜蓿地土壤有机质、碱解氮和速效磷含量均低于玉米地，其原因主要是施肥残留对土壤养分
存在影响，且苜蓿（1年生）根系仍为活体而玉米根系已部分分解。苜蓿地茎茬密集，土壤风蚀量仅为玉米地
的41.81%，春旱风蚀严重的农牧交错带种植苜蓿可有效控制土壤风蚀。苜蓿为多年生牧草，翌年后草产量
增加且生产投入成本减少，经济效益将高于玉米，且种植苜蓿具有显著生态效益，故东北农牧交错带部分玉
米地改种苜蓿为经济效益、生态效益双赢之举。
参 考 文 献
1 程 序.农牧交错带研究中的现代生态学前沿问题.资源科学，1999，21（5）：1~8
2 廖允成，付增光，贾志宽等.中国北方农牧交错带土地沙漠化成因与防治技术.干旱地区农业研究，2002，20（2）：95~98
3 任继周.藏粮于草施行草地农业系统———西部农业结构改革的一种设想.草业学报，2002，11（1）：1~3
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5 宁开桂.实用饲料分析手册.北京：中国农业科技出版社，1993.45~51
6 陆 欣.土壤肥料学.北京：中国农业大学出版社，2002.436~475
第4期 杨恒山等：东北农牧交错带种植苜蓿与玉米综合效益研究 109