全 文 ：书宁南旱地草粮轮作田土壤水可持续利用模拟研究
王学春１，李军１，２，王美艳３，方新宇１
（１．西北农林科技大学农学院，陕西 杨凌７１２１００；２．中国科学院、水利部水土保持研究所，陕西 杨凌７１２１００；
３．中国科学院南京土壤研究所，江苏 南京２１０００８）
摘要：采用野外调查和计算机模拟相结合的方法对宁夏南部旱地草粮轮作田土壤水分恢复问题进行了模拟研究。
结果表明，模拟土壤湿度和观测土壤湿度剖面分布自上而下的变化趋势一致，土壤湿度模拟值基本能够反映苜蓿
地土壤湿度等级在不同土层的分布。苜蓿地土壤干燥化进程和土壤湿度恢复进程均表现为前期快后期慢。在宁
夏南部丘陵半干旱区，８～１０ｍ土层土壤湿度恢复较困难，种植苜蓿期间应尽量避免该土层土壤湿度等级降低到Ｄ
以下，即土壤湿度不应低于８．５％。在宁夏南部丘陵半干旱区苜蓿适宜种植年限为６～８年，翻耕后适宜采用ＰＰＷ
轮作模式 （马铃薯→马铃薯→春小麦）进行土壤水分恢复，种植１６～２０年粮食作物后可以再次种植苜蓿。
关键词：土壤水分恢复；草粮轮作；半干旱区；ＥＰＩＣ模型
中图分类号：Ｓ３４４．１＋６；Ｓ１５２．７　　文献标识码：Ａ　　文章编号：１００４５７５９（２０１１）０３００１０１０
　 紫花苜蓿（犕犲犱犻犮犪犵狅狊犪狋犻狏犪）是宁南半干旱区广泛栽培的优质多年生豆科饲草作物。２０世纪７０年代前，黄
土高原地区苜蓿种植面积占总耕地面积的１５％左右［１］；８０年代前后，受人口压力的影响苜蓿种植面积下降到总
耕地面积的５％左右［２］；９０年代前后由于薄膜覆盖和微集雨技术的发展和应用，粮食产量得到了提高，粮食作物
和饲草作物争地的矛盾有所缓解，苜蓿播种面积又得到了一定程度的恢复［３］；近年来，随着退耕还林还草工程的
推进，苜蓿草地在黄土高原地区的播种面积逐年得到了恢复和提高［４，５］。由于苜蓿是深根系高耗水作物，苜蓿草
地土壤干燥化过程十分强烈。多年连续种植苜蓿导致的土壤干燥化现象［１］，使苜蓿生长到第６年开始出现衰败
迹象［６］，影响了苜蓿自身和后续作物的生长和产量［１，７９］。因此，苜蓿地土壤干层恢复问题成为众多学者研究的焦
点。苜蓿草地土壤干层形成后的恢复过程缓慢，需要年限较长，采取定点试验的方法研究苜蓿地土壤水分恢复问
题，几乎是不可能的。目前，主要采取空间分布代替时间序列的方法［１０，１１］和定点观测与数学估算相结合的方
法［１２］进行研究，前者忽略了降水在年际间的差异和土壤水分在水平面上的变异；后者往往依据短期试验数据建
立一定的数学方程，这些数学方程往往不能反映土壤湿度变化对土壤水分恢复速度的影响。虽然２种研究方法
存在一定的局限性，一些关于草粮轮作的理论问题基本探明。王俊等［１３］的研究表明，苜蓿地上部分生物量与１
ｍ以下土壤水分含量呈显著相关；万素梅等［９］的研究表明，苜蓿草地适宜的翻耕年限为７～９年；王美艳等［１０］的
研究表明，苜蓿翻耕后种植１３年粮食作物土壤水分可以得到较好的恢复。受研究方法的限制，目前还没见到关
于宁南旱作草粮轮作田合理轮作模式的报道。计算机模拟是国际上普遍采用的研究复杂农业系统的有效方法之
一。ＥＰＩＣ（ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｐｏｌｉｃｙｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｃｌｉｍａｔｅｍｏｄｅｌ）模型是为数不多的能够同时模拟深层土壤水分和作物
产量的计算机模型之一。Ｃｅｏｔｔｏ等［１４］的研究认为ＥＰＩＣ模型是研究不同轮作系统作物产量和土壤水分动态变
化的有效工具。Ｗａｎｇ和Ｌｉ［１５］对ＥＰＩＣ模型模拟的春玉米（犣犲犪犿犪狔狊）和冬小麦（犜狉犻狋犻犮狌犿犪犲狊狋犻狏狌犿）产量进行了
模拟精度评价，结果表明，模拟产量和观测产量间的均方根差（ｒｏｏｔｍｅａｎｓｑｕａｒｅｅｒｒｏｒ，ＲＭＳＥ）值分别为０．８９９
和０．８０３ｔ／ｈｍ２，模型能够较精确的模拟黄土高原冬小麦和春玉米田作物产量和土壤水分的年际变化。
本研究拟借助作物生产力模型ＥＰＩＣ０５０９，采取野外调查和计算机模拟相结合的方法，对宁南旱地苜蓿→粮
食作物轮作效应进行长周期定量模拟研究，分析苜蓿草地轮作不同类型粮食作物时的产量和土壤水分动态，揭示
苜蓿→粮食作物轮作过程中土壤水分恢复和作物产量变化规律，探寻可能与当地降水资源相适应的粮草轮作模
１０－１９
２０１１年６月
　　　草　业　学　报　　　
　　　ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ　　　
第２０卷　第３期
Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．３
 收稿日期：２０１００４０７；改回日期：２０１００６２４
基金项目：国家自然科学基金项目（３０７７１２８０）和黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室基金项目（１０５０１１８０）资助。
作者简介：王学春 （１９７９），男，山东威海人，博士。Ｅｍａｉｌ：ｌａｎｇｚｉ０５０９＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ
通讯作者。Ｅｍａｉｌ：ｎｗｊｕｎｌｉ＠１２６．ｃｏｍ
式，为黄土高原半干旱区苜蓿草地可持续利用提供科学依据。
１　材料与方法
１．１　试验地概况
固原（东经１０６°１０′，北纬３６°０５′）地处黄土高原中部，属黄土丘陵半干旱区。其地貌以丘陵为主，平均海拔为
１６７６ｍ；年降水量从２６０ｍｍ至８２０ｍｍ不等，年际间差异较大；年均降水量４５５ｍｍ，比年蒸发量少１２６７ｍｍ；
年均气温６．１℃，≥１０℃年积温２２６０℃，无霜期１５２ｄ；年均日照时数２５１８ｈ；属温带半干旱气候。其典型土
壤———黄绵土的田间持水量、凋萎湿度和稳定湿度分别为１９％，５％和１２％，容重为１．３０ｇ／ｃｍ３。
苜蓿因其根系深、抗旱能力强而在固原得到广泛的种植。苜蓿衰败后，主要种植的粮食作物为马铃薯（犛狅犾犪
狀狌犿狋狌犫犲狉狅狊狌犿）、胡麻（犛犲狊犪犿狌犿犻狀犱犻犮狌犿）、荞麦（犉犪犵狅狆狔狉狌犿犲狊犮狌犾犲狀狋狌犿）、高粱（犛狅狉犵犺狌犿犫犻犮狅犾狅狉）、玉米和小麦
等。本研究所调查苜蓿地的土壤为典型黄绵土，土层厚度均超过１０ｍ；由于苜蓿自身具有生物固氮的功能，当地
农民很少对苜蓿进行施肥；田间管理较为粗放，部分苜蓿地甚至没有进行杂草清除；地下水获得费用较高，很少用
于灌溉苜蓿，调查苜蓿地均未进行灌溉；苜蓿每年收获２次，分别为６月中旬和１０月中旬。
为研究半干旱区不同种植年限苜蓿地土壤干层分布情况和苜蓿翻耕后种植粮食作物的土壤水分恢复情况，
在２００５年１０月对固原７和１０年生苜蓿地０～１０ｍ土层土壤湿度分别进行了调查。在２００８年７月对固原１，７
和１２年生苜蓿地土壤湿度分别进行了调查；同时对苜蓿翻耕后种植４，６和２５年粮食作物的农田０～１０ｍ土层
土壤湿度分别进行了调查。土壤质量含水率的测定采用土钻取样，烘干法测定，每０．２０ｍ取样１次，分别称量铝
盒重和湿土重，在１０５℃烘干至恒重，称量干土重，最后计算各层土壤质量含水率。
１．２　模拟设计
在ＥＰＩＣ模型中包括三大基本数据库：土壤数据库、作物数据库和气象数据库。土壤数据库中的土壤可以分
成若干土层（ＥＰＩＣ０５０９最大土层数为１５层）；每个土层的参数包括土壤容重、沙粒含量、粉粒含量、田间持水量、
萎蔫系数、饱和导水率、Ｎ含量、Ｐ含量和Ｋ含量等土壤物理指标和化学指标。模型气象数据库中包括两部分，
逐日气象统计参数数据和逐日实时气象数据。通常模型用逐日实时气象数据进行模拟计算，如果缺少逐日实时
气象数据，模型能够根据逐日气象统计参数模拟生成逐日气象数据用于模拟计算。模型中的作物数据库包括株
高、根深、最低生长温度和最适生长温度等６２个参数。模型利用作物参数和气象数据计算作物潜在生物量；依据
作物生长需求和土壤、气象等参数计算作物所遭受的养分胁迫、水分胁迫和温度胁迫等；依据作物所遭受的胁迫
程度和潜在生物量计算作物产量。所有过程均以天为时间步长进行计算。
相关的研究表明苜蓿地合理种植年限为６～１０年［１２，１６，１７］，在固原主要粮食作物为春小麦，春玉米和马铃薯。
因此，本研究确定了如下５种不同粮食轮作模式：连作春小麦（ＷＷＷ）、连作春玉米（ＣＣＣ）、连作马铃薯（ＰＰＰ）、
马铃薯→马铃薯→春小麦（ＰＰＷ）和马铃薯→马铃薯→春玉米（ＰＰＣ），在７年生苜蓿翻耕后进行种植。将相应的
轮作模式在ＯＰＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｄａｔａ）文件中建立完整后，在实时气象条件下使模型从１９５９年运行至１９９０年，输出
模拟结果。其中１９６０－１９６６年为苜蓿连作（１９５９年秋季播种），１９６７－１９９０年为不同粮食作物的轮作。利用模
型输出的土壤水分结果和作物产量结果分析不同轮作模式的土壤水分恢复效应，探寻可能适合当地环境条件的
草粮轮作模式。
１．３　分析方法
依据李军等［１８］提出的土壤干燥化程度定义：
犛犇犐＝犛犕－犠犕犛犛犕－犠犕
（１）
利用土壤干燥化程度（犛犇犐），凋萎湿度（犠犕）、稳定湿度（犛犛犕）计算得到相应的土壤湿度（犛犕），从而将黄绵土土
壤湿度划分为６个等级（表１）。
土壤有效含水量采用公式（２）和（３）进行计算：
犃犛犠＝∑
１０
犼＝１
犃犛犠犼 （２）
１１第２０卷第３期 草业学报２０１１年
犃犛犠犻＝（犛犠犻－犠犘犻）×犘犻×犎犻×１０ （３）
式中，犃犛犠 为１０ｍ土层有效含水量，犃犛犠犻为第犻土层有效含水量（ｍｍ），犛犠犻为第犻土层土壤湿度（％），犠犘犻
为第犻土层土壤萎蔫湿度（％），犘犻为第犻土层土壤容重（ｇ／ｃｍ３），犎犻为第犻土层的土层厚度（ｃｍ）。
表１　黄绵土土壤干燥化等级和土壤湿度等级
犜犪犫犾犲１　犇犲犮犻狊犻狅狀狋犪犫犾犲狅犳狊狅犻犾犱犲狊犻犮犮犪狋犻狅狀犵狉犪犱犲犪狀犱狊狅犻犾犿狅犻狊狋狌狉犲犾犲狏犲犾犳狅狉犎狌犪狀犵犿犻犪狀狊狅犻犾
土壤湿度等级
Ｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅｇｒａｄｅ
土壤湿度
Ｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅ（犛犕，％）
土壤干燥化等级
Ｓｏｉｌｄｅｓｉｃｃａｔｉｏｎｇｒａｄｅ
土壤干燥化程度
Ｓｏｉｌｄｅｓｉｃｃａｔｉｏｎｉｎｄｅｘ（犛犇犐）
Ａ 犛犕≥１２．０ 无 Ｎｏ 犛犇犐≥１．００
Ｂ １２．０＞犛犕≥１０．２ 轻度Ｓｌｉｇｈｔｌｙ １．００＞犛犇犐≥０．７５
Ｃ １０．２＞犛犕≥８．５ 中度 Ｍｉｄｄｌｅ ０．７５＞犛犇犐≥０．５０
Ｄ ８．５＞犛犕≥６．８ 严重Ｓｅｒｉｏｕｓ ０．５０＞犛犇犐≥０．２５
Ｅ ６．８＞犛犕≥５．０ 强烈Ｓｔｒｏｎｇ ０．２５＞犛犇犐≥０．００
Ｆ 犛犕＜５．０ 极度Ｅｘｔｒｅｍｅ 犛犇犐＜０．００
２　结果与分析
２．１　调查结果
同是７年生苜蓿，调查年份不同得到的结果差异较大（图１）。２００５年７月调查结果显示，７年生苜蓿地土壤
湿度等级分布为０～１ｍ土层大部分为Ａ，１～２ｍ土层为Ｃ，２～３和９～１０ｍ土层均为Ｄ，３～９ｍ土层为Ｅ；２００８
年调查结果表明，７年生苜蓿地土壤湿度等级分布为１～１．５和７．５～９．５ｍ土层均为Ｄ，１．５～７．５ｍ土层为Ｆ，
９．５～１０和０．５～１ｍ土层均为Ｅ。采用空间分布代替时间序列的方法研究苜蓿地土壤水分问题会因调查年份
的不同而获得不同的结果。
受土壤湿度减少的影响，苜蓿地在前７年（１年生到７年生）的土壤干燥化进程明显快于后５年（７～１２年生）
（图２）。种植苜蓿期间，每个土层的土壤湿度等级在前７年几乎都降低了３个等级，如８～１０ｍ土层在苜蓿１年
生时的土壤湿度等级为Ａ，而到了７年生时则降低到了Ｄ；在后５年每个土层土壤湿度等级基本没有发生变化，
只是土壤湿度略有下降，如２～６ｍ土层土壤湿度等级在５年生和７年生苜蓿地均为Ｆ，只是７年生苜蓿地的该
土层土壤湿度略低于５年生。
粮食作物轮作期间的土壤湿度恢复进程，前６年（苜蓿翻耕到种植６年粮食作物）明显快于后１９年（种植６
～２５年粮食作物）（图３）。土壤湿度等级在前６年几乎每个土层都升高了２～３个等级，如在１～６ｍ土层的土壤
湿度等级从Ｆ升高到了Ｄ，在８～１０ｍ土层则从Ｄ升高到了Ａ；在后１９年只是在２～７ｍ土层升高了１个等级，
其他土层土壤湿度等级没有发生变化。
从调查结果看，苜蓿在生长７年后，２～１０ｍ土层土壤湿度等级均低于Ｄ，在部分土层已经降低到了Ｆ。如
２００８年调查的７年生苜蓿地在２～７ｍ土层，土壤湿度等级为Ｆ。通过对苜蓿翻耕后的粮田土壤湿度调查发现，
２５年苜蓿地在２．５～５．５ｍ土层的土壤湿度等级仍然为Ｃ，其中４～５ｍ土层土壤湿度接近Ｃ和Ｄ的临界值；其
他土层土壤湿度均恢复到了Ｂ以上。苜蓿地土壤湿度低于田间持水量的５０％时，不利于苜蓿的生长［１９］。本研
究以１０．２５％（比田间持水量的５０％略高）作为适宜种植苜蓿的临界值，即Ｂ或者Ａ为适宜种植苜蓿的土壤湿度
等级。７年生苜蓿翻耕后需要种植超过２５年的粮食作物才能使１～１０ｍ土层土壤湿度等级恢复到Ｂ以上。７
年生苜蓿翻耕后如要再次种植苜蓿，粮食作物种植年限为２５年以上。
采用空间分布代替时间序列的方法，可以粗略确定适宜再次种植苜蓿的粮食作物种植年限，但无法比较不同
轮作模式对土壤水分恢复的影响，更无法探寻适宜当地气候条件的草粮轮作模式。
２．２　模型验证
一方面，缺少土壤湿度的长期定位试验数据，另一方面本研究是在本课题组前２个课题的基础上完成的，模
２１ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１１） Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．３
型中的大部分数据都经历过详细的验证过程，能够满足模拟不同粮草轮作模式土壤水分效应的基本需求。在将
ＥＰＩＣ模型应用于本研究之前，根据野外调查数据，对模型中的土壤参数进行了微调，因此，仍然需要对模型的模
拟精度进行必要的验证。本次验证主要验证模型能否模拟土壤湿度在不同土层中的等级分布情况。
图１　不同年份调查的７年生苜蓿地土壤湿度比较
犉犻犵．１　犆狅犿狆犪狉犻狊狅狀狅犳狊狅犻犾犿狅犻狊狋狌狉犲狅犳７狊狋犪狀犱犪犵犲
犪犾犳犪犾犳犪犾犪狀犱犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狔犲犪狉狊
图２　不同生长年限苜蓿地在２００８年的土壤湿度比较
犉犻犵．２　犆狅犿狆犪狉犻狊狅狀狅犳狊狅犻犾犿狅犻狊狋狌狉犲犻狀犪犾犳犪犾犳犪
犾犪狀犱狑犻狋犺犱犻犳犳犲狉犲狀狋狊狋犪狀犱犪犵犲犻狀２００８
在调查期间，从固原气象站得到了１９５７－２００１年实时气象数据。因缺少２００２－２０１０年实时气象数据，在验
证模型的过程中，采用模型自带的气象模拟软件（ＷＸＧＥＮ），根据马尔科夫规则［１５］和１９５７－２００１年实时气象数
据模拟生成了２００２－２０１０年逐日气象数据。结合实时气象数据和模拟气象数据分别模拟了１２年生（１９９６－
２００８年）、１０年生（１９９５－２００５年）和７年生（２００１－２００８年）苜蓿地在２００８年７月（１０年生苜蓿输出２００５年１０
月）的土壤湿度剖面分布情况。受模型最大土层数的限制，模型中的土壤分层和取样时的差异较大。在验证模型
前对调查得到的土壤湿度进行了标准化处理。在作图比较时，观测值分别取０．５，１，２，３，４，５，６，８和１０ｍ土层的
数据，其中０．５ｍ土层土壤湿度为０．２～０．４和０．４～０．６ｍ土层土壤湿度的平均值，其他土层土壤湿度数据均为
调查数据。由于调查时没有取到０．０１ｍ土层的土样，因此模型模拟的０～０．０１ｍ土层土壤湿度数据不参与验
证过程。
模拟土壤湿度和观测土壤湿度剖面分布自上而下的变化趋势一致（图４），１～６ｍ土层土壤湿度等级模拟值
和观测值大部分一致，均为Ｆ。在６ｍ处，７和１２年生苜蓿地土壤湿度等级观测值均为Ｅ，模拟值均为Ｆ。其中７
和１２年生苜蓿地土壤湿度观测值分别为５．５７％和５．１５％，均接近土壤湿度等级Ｅ和Ｆ的分界值５％。在８ｍ
处，７，１０和１２年生苜蓿地土壤湿度等级模拟值和观测值相同；在１０ｍ处，７和１０年生苜蓿地土壤湿度等级模拟
值和观测值相同，１２年生苜蓿地的土壤湿度等级，模拟值为Ｅ，观测值为Ｆ，其模拟值为６．５％，距Ｅ和Ｆ的分界
值６．７５％很近。０．５ｍ处土壤湿度变化较活跃，观测土壤湿度等级和模拟土壤湿度等级差距较大。综上所述，土
壤湿度的模拟值基本能够反映苜蓿地土壤湿度等级在不同土层的分布，尤其是在１～１０ｍ土层。关于模型的数
据库组建过程，参考文献［２０，２１］。
２．３　模拟结果
２．３．１　轮作粮田逐月土壤有效含水量　不同草粮轮作模式对土壤水分利用的强度和深度不同，土壤水分恢复量
差异显著。在７年生苜蓿翻耕后轮作粮食作物期间，ＷＷＷ、ＣＣＣ、ＰＰＰ、ＰＰＷ 和ＰＰＣ的０～１０ｍ逐月土壤有效
３１第２０卷第３期 草业学报２０１１年
含水量均呈波动性增加趋势（图５），分别在３６０～１０１０，３６０～７１０，３６０～１１４０，３６０～１２１０和３６０～１０４０ｍｍ内
波动，平均值分别为６１９．９，６０８．７，７５９．５，８６２．２和７１６．６ｍｍ，标准差分别为１７０．３，５４．０，１９８．６，２１２．５和１６６．２
ｍｍ，变异系数分别为２７．５％，８．９％，２６．１％，２５．７％和２３．２％。与轮作初期相比，５种轮作粮田０～１０ｍ土层土
壤有效含水量在轮作中期（第１５年）分别增加了３４０，２９０，４９０，５４０和４３０ｍｍ，在轮作后期（第２４年）分别增加了
６１０，２７０，７７０，８４０和６６０ｍｍ，以ＰＰＷ模式土壤水分恢复量最高，而以ＣＣＣ模式最低。从土壤水分恢复状况来
看，宁南半干旱区７年生苜蓿翻耕后的最佳轮作模式为ＰＰＷ（马铃薯→马铃薯→春小麦）。
　 图３　７年生苜蓿翻耕后种植不同年限粮食作物后的土壤湿度比较
犉犻犵．３　犆狅犿狆犪狉犻狊狅狀狅犳狊狅犻犾犿狅犻狊狋狌狉犲犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋
犮犲狉犲犪犾犾犪狀犱狊犪犳狋犲狉７狊狋犪狀犱犪犵犲犪犾犳犪犾犳犪
图４　７，１０和１２年生苜蓿地土壤湿度模拟值和观测值比较
犉犻犵．４　犆狅犿狆犪狉犻狊狅狀狅犳狊犻犿狌犾犪狋犲犱犪狀犱狅犫狊犲狉狏犲犱狊狅犻犾犿狅犻狊狋狌狉犲犻狀
７狊狋犪狀犱犪犵犲，１０狊狋犪狀犱犪犵犲犪狀犱１２狊狋犪狀犱犪犵犲犪犾犳犪犾犳犪犾犪狀犱
２．３．２　草粮轮作田土壤湿度剖面分布　７年生苜蓿翻耕后，轮作不同粮食作物的过程中，５种粮食轮作模式的０
～１０ｍ土层土壤湿度剖面分布特征差异明显，土壤湿度恢复程度和深度差异显著（图６）。除连作春玉米外
（ＣＣＣ），其他４种草粮轮作模式（ＷＷＷ、ＰＰＰ、ＰＰＷ 和ＰＰＣ）的土壤水分恢复深度均随着轮作年限延长而加大。
ＷＷＷ 在轮作的第２４年，１～４ｍ土层土壤湿度等级恢复到Ａ，４～５ｍ开始恢复，５～８和８～１０ｍ土层土壤湿度
等级与苜蓿翻耕时的等级相同，分别为Ｅ和Ｂ（图６）；ＰＰＰ在轮作的第２４年，１～５ｍ土层的土壤湿度等级恢复到
Ａ，５～６ｍ开始恢复，６～８和８～１０ｍ土层土壤湿度等级与苜蓿翻耕时的等级相同，分别为Ｅ和Ｂ（图６）；ＰＰＷ
在轮作的第１６年，１～６ｍ土层土壤湿度等级恢复到Ａ，６～８ｍ土层也出现了一定程度的恢复，８～１０ｍ土层有
恢复，但其土壤湿度等级与苜蓿翻耕的比较没有发生变化（图６）。ＰＰＣ在第１５年１～３ｍ土层土壤湿度等级恢
复到Ａ，３～４ｍ有一定程度的恢复，４～１０ｍ土层土壤湿度等级与苜蓿翻耕时的土壤湿度等级相比没有发生变
化（图６）。ＣＣＣ模式在轮作的第８年１～４ｍ土层土壤湿度等级恢复到了Ａ，这之后，其土壤湿度等级并没有随
着轮作年限的延长而增加，直到轮作的第２４年，其４～１０ｍ土层的土壤湿度等级也没得到提高，４～６ｍ土层土
壤湿度等级仍然为Ｆ；从轮作的第１７年开始，１～２ｍ土层土壤湿度开始出现减少的趋势（图６）。５种轮作模式
中，以ＰＰＷ土壤水分恢复状况最佳，到轮作的第２４年，１～６ｍ土层土壤湿度等级均恢复到了Ａ；６～８ｍ土壤
湿度等级接近Ｃ，其中６～７ｍ土层土壤湿度等级已恢复到Ｂ；８～１０ｍ土层开始恢复，但恢复进程缓慢，从第１４
年开始恢复，到第２４年土壤湿度等级仍然没有发生变化。
４１ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１１） Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．３
图５　７年生苜蓿翻耕后的粮食轮作田０～１０犿土层土壤有效含水量变化动态
犉犻犵．５　犇狔狀犪犿犻犮犮犺犪狀犵犲狅犳犪狏犪犻犾犪犫犾犲狊狅犻犾狑犪狋犲狉犻狀０－１０犿狊狅犻犾犻狀狊狌犫狊犲狇狌犲狀狋犮狉狅狆犳犻犲犾犱犪犳狋犲狉７狊狋犪狀犱犪犵犲犪犾犳犪犾犳犪
　ＷＷＷ为冬小麦连作；ＣＣＣ为春玉米连作；ＰＰＰ为马铃薯连作；ＰＰＷ 为马铃薯／马铃薯／冬小麦；ＰＰＣ为马铃薯／马铃薯／春玉米；下同Ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔ
ｃｒｏｐｓｙｓｔｅｍＷＷＷｗａｓｍｏｎｏｗｉｎｔｅｒｗｈｅａｔ；ＣＣＣｗａｓｍｏｎｏｓｐｒｉｎｇｍａｉｚｅ；ＰＰＰｗａｓｍｏｎｏｐｏｔａｔｏ；ＰＰＷｗａｓｐｏｔａｔｏ／ｐｏｔａｔｏ／ｗｉｎｔｅｒｗｈｅａｔ；ＰＰＣｗａｓ
ｐｏｔａｔｏ／ｐｏｔａｔｏ／ｓｐｒｉｎｇｍａｉｚｅ；ｔｈｅｓａｍｅｂｅｌｏｗ
２．３．３　苜蓿翻耕后粮食产量　７年生苜蓿翻耕后，模式 ＷＷＷ、ＣＣＣ、ＰＰＰ、ＰＰＷ 和ＰＰＣ的２４年模拟产量平均
值分别为１．８９，２．２９，２．０６，２．２７和２．３３ｔ／ｈｍ２（马铃薯产量以１∶５折粮计算）。其中在轮作前期（第１～８年）５
种模式的产量平均值分别为１．６６，２．０５，１．８５，１．９８和２．１０ｔ／ｈｍ２，在轮作中期（第９～１６年）分别为２．１０，２．４６，
２．１４，２．６０和２．６８ｔ／ｈｍ２，在轮作后期（第１７～２４年）分别为１．９１，２．３８，２．１９，２．３２和２．３３ｔ／ｈｍ２。轮作前期产
量水平较低，轮作中期产量最高，后期产量又略有下降（图７）。在ＰＰＷ 轮作模式中，马铃薯和春小麦的产量２４
年平均值分别为２．２９和２．２４ｔ／ｈｍ２，在ＰＰＣ轮作模式中，马铃薯和春玉米的产量分别为２．２４和２．５４ｔ／ｈｍ２；马
铃薯产量在２种轮作模式间差异不显著，春小麦和春玉米产量差异显著。与ＣＣＣ模式相比，ＰＰＣ中的春玉米产
量增产１０．９％；与 ＷＷＷ模式相比，ＰＰＷ 中的冬小麦增产１８．５％；与ＰＰＰ轮作模式相比，ＰＰＷ 和ＰＰＣ中的马
铃薯均没有显著增产或者减产。
３　讨论
３．１　关于模拟结果
模拟结果和大田调查结果一致，均表明苜蓿地土壤干燥化进程前期（１～７年生）快，后期（７～１２年生）慢（图
２，８），土壤湿度恢复进程同样表现为前期快后期慢（图３，６）。所有轮作模式土壤水分恢复进程均表现为１７～２４
年期间的较１～８年期间的缓慢。在模拟研究期间，８～１０ｍ土层在很长一段时间内土壤湿度都没有得到恢复，
这与２００８年调查的７年苜蓿翻耕后种植４年粮食的农田结果相同，与２００８年调查的种植６和２５年粮食作物农
田８～１０ｍ土层土壤湿度得到了较好恢复的结果不同。在模拟结果中即使在恢复效果最好的ＰＰＷ 模式下，８～
１０ｍ土层土壤湿度也只是从第１４年开始出现恢复程度不大的恢复迹象。在黄土高原半干旱区地下水位在４０～
１００ｍ以下，难以对０～１５００ｃｍ土层水分恢复发挥作用［２２］。深层土壤水分恢复只能依赖于粮食作物生长耗水
节余的降水量［２３］，自上而下逐渐得到恢复。７年生苜蓿地和７年生苜蓿翻耕后种植４年粮食作物的农田是在同
一地点，均为彭堡乡；７年生苜蓿翻耕后种植６和２５年粮食作物的农田在同一地点均为中河乡。并且在种植６
和２５年粮食作物的农田土壤湿度在８～１０ｍ土层差异不大，其等级均为Ａ。调查结果中出现的土壤水分恢复现
象是调查地点不同造成的恢复假象。模拟结果所反映的８～１０ｍ土层土壤湿度恢复情况更为合理一些。
３．２　适宜的轮作模式
７年生苜蓿翻耕后，粮食作物的产量在轮作中期最高，后期粮食作物产量有下降趋势。从这个意义上说，７年
５１第２０卷第３期 草业学报２０１１年
图６　７年生苜蓿草地翻耕后不同粮食作物轮作模式０～１０犿土层土壤湿度剖面分布
犉犻犵．６　犇犻狊狋狉犻犫狌狋犻狅狀狅犳狊狅犻犾犿狅犻狊狋狌狉犲犻狀０－１０犿狊狅犻犾犳狅狉犱犻犳犳犲狉犲狀狋狊狌犫狊犲狇狌犲狀狋犮狉狅狆狆犻狀犵狊狔狊狋犲犿狊犪犳狋犲狉７狊狋犪狀犱犪犵犲犪犾犳犪犾犳犪
　ＷＷＷ、ＣＣＣ、ＰＰＰ、ＰＰＷ、ＰＰＣ后的数字为苜蓿翻耕后相应轮作模式的种植年限；Ａ７为７年生苜蓿地ＴｈｅｎｕｍｂｅｒａｆｔｅｒＷＷＷ，ＣＣＣ，ＰＰＰ，ＰＰＷ，
ＰＰＣｗｅｒｅｔｈｅｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎｙｅａｒｓｆｏｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔｃｒｏｐｐｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓ．Ａ７ｗａｓ７ｓｔａｎｄａｇｅａｌｆａｌｆａｌａｎｄ
生苜蓿翻耕后适宜在轮作１６年粮食后开始种植苜蓿。但从土壤水分恢复可以看到，在水分恢复效果最佳的
ＰＰＷ模式中，到第１６年土壤湿度恢复情况为１～６ｍ完全恢复（土壤湿度等级为Ａ），６～８ｍ有一定程度恢复，
但没有恢复到适宜苜蓿生长的土壤湿度等级Ｂ，８～１０ｍ土壤湿度刚开始恢复，土壤湿度等级为Ｆ和Ｄ。
在ＰＰＷ 轮作模式中，１～７ｍ土层土壤湿度等级从苜蓿翻耕时的Ｆ恢复到适宜苜蓿生长的等级Ｂ，所需要的
时间为１３～１７年。１～２，２～３，３～４，４～５，５～６ｍ土层土壤湿度等级从苜蓿翻耕时的Ｆ恢复到Ａ所需时间分
别为３，６，１０，１３和１７年。土壤干层厚度越大，恢复的难度越大，需要的时间越长。虽然在轮作的第１４年８～１０ｍ
６１ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１１） Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．３
图７　７年生苜蓿翻耕后不同轮作模式粮食作物产量动态变化
犉犻犵．７　犇狔狀犪犿犻犮犮犺犪狀犵犲狅犳犮狉狅狆狔犻犲犾犱犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狊狌犫狊犲狇狌犲狀狋犮狉狅狆犳犻犲犾犱狊犪犳狋犲狉７狊狋犪狀犱犪犵犲犪犾犳犪犾犳犪
土层就开始恢复，但其恢复进程缓慢，直到第２４年，
图８　１～１２年生苜蓿地模拟土壤湿度剖面分布
犉犻犵．８　犇犻狊狋狉犻犫狌狋犻狅狀狅犳狊狅犻犾犿狅犻狊狋狌狉犲犻狀０－１０犿狊狅犻犾
狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋犪犵犲犱（１－１２狔犲犪狉）犪犾犳犪犾犳犪犾犪狀犱狊
土壤湿度等级仍然没有发生变化，因此，８～１０ｍ土
层土壤湿度等级恢复到Ｂ，需要的时间会更长，估计
超过２０年。在种植苜蓿期间应避免８ｍ以下土层
土壤湿度等级降到Ｄ或者以下。从１～１２年生苜
蓿土壤湿度剖面分布看（图８），苜蓿地在第７～９年
８～１０ｍ土层土壤湿度等级开始从Ｂ向Ｄ过渡，因
此，在半干旱区，苜蓿的种植年限以６～８年为宜，最
迟不应超过１０年（８～１０ｍ土层土壤湿度等级已经
降到Ｅ）。种植６年的苜蓿地翻耕后１～６ｍ土层土
壤湿度等级为Ｆ，８和１０ｍ处土壤湿度等级分别为
Ｂ和Ａ；如采用ＰＰＷ 模式进行土壤水分恢复，到第
１３年１～５和５～６ｍ土层土壤湿度等级可以恢复
到Ａ 和 Ｂ，适合再次种植苜蓿，这个结果与韩仕
峰［１６］和刘沛松等［１７］的研究结论相似。８年生苜蓿
地翻耕后土壤湿度等级分布为１～７ｍ为Ｆ，８和１０
ｍ处分别为Ｄ和Ａ，如采取ＰＰＷ轮作模式，到第２０
～２４年，１～６ｍ土层土壤湿度可以恢复到Ａ，６～７
ｍ土层可以恢复到Ｂ，可以再次种植苜蓿。
７年生苜蓿在翻耕后，ＰＰＷ 模式的作物产量在
第１３年最高，之后开始下降。６年生苜蓿翻耕后，
如采取ＰＰＷ 模式进行土壤湿度恢复，因其土壤水分恢复压力比７年生苜蓿小，高产年份会在第１３年之前出现。
因此，６年生苜蓿翻耕后在第１３年已经可以种植苜蓿，但５～６ｍ土层土壤湿度等级并没有恢复到Ａ，土壤湿度
仍有恢复的空间。从粮食作物的产量考虑，在产量较高的中期阶段，种植粮食比在初期更有经济效益。因此，６
和７年生苜蓿翻耕后均可以在种植１６～２０年粮食作物后继续种植苜蓿。
综上所述，半干旱区苜蓿适宜翻耕年限为６～８年，最迟不超过１０年，苜蓿翻耕后采用ＰＰＷ 轮作模式进行
１６～２０年的种植后，可以再次种植苜蓿。
在实际苜蓿生产中，苜蓿的种植年限大部分超过了１０年，有的甚至达到２０几年，调查和模拟结果均表明在
宁夏干旱区种植１０年以上的苜蓿地１～１０ｍ土层湿度等级为Ｅ或者Ｆ，属强烈以上土壤干燥化。对于这样的苜
７１第２０卷第３期 草业学报２０１１年
蓿地仅通过轮作粮食作物的模式恢复土壤水分需要的时间可能超过３０年（恢复到适合再次种植苜蓿的程度），如
果当地生产条件允许，可以结合休闲的模式加快其土壤水分的恢复。
４　结论
苜蓿地土壤干燥化进程和土壤湿度恢复进程均表现为前期快后期慢。采用空间分布代替时间变异的方法，
研究苜蓿地土壤水分问题会因研究年份的不同而出现不同的结果。
８ｍ以下土壤湿度难以恢复，在种植苜蓿的过程中应尽量避免８ｍ以下土层土壤湿度等级降低到Ｄ以下，即
土壤湿度不应低于８．５％。
宁南干旱区苜蓿适宜翻耕年限为６～８年，翻耕后适宜采用ＰＰＷ（马铃薯－马铃薯－春小麦）粮食轮作模式
进行土壤水分恢复，经过１６～２０年后可以再次种植苜蓿。
参考文献：
［１］　李玉山．苜蓿生产力动态及其水分生态环境效应［Ｊ］．土壤学报，２００２，（５）：４０４４１０．
［２］　ＰｅｎｇＬ．ＲｅｓｐｏｎｓｅｏｆａｌｆａｌｆａｙｉｅｌｄｔｏＮ，Ｐ，ＫｉｎｔｈｅＬｏｅｓｓＰｌａｔｅａｕ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｏｉｌ＆ ＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ，１９９５，１９：
２６３４．
［３］　任继周，林慧龙．农区种草是改进农业系统、保证粮食安全的重大步骤［Ｊ］．草业学报，２００９，１８（５）：１９．
［４］　李毓堂．草产业和牧区畜牧业改革发展３０年［Ｊ］．草业科学，２００９，２６（１）：３７．
［５］　山仑，徐炳成．黄土高原半干旱地区建设稳定人工草地的探讨［Ｊ］．草业学报，２００９，１８（２）：１２．
［６］　程积民，万惠娥，王静．黄土丘陵区紫花苜蓿生长与土壤水分变化［Ｊ］．应用生态学报，２００５，１６（３）：４３５４３８．
［７］　ＨｕＳＬ，ＪｉａＺＫ，ＷａｎＳＭ．ＳｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎａｎｄｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｅｆｆｅｃｔｓｉｎａｌｆａｌｆａｇｒａｓｓｌａｎｄｓｉｎＬｏｎｇｄｏｎｇａｒｅａｏｆＬｏｅｓｓ
Ｐｌａｔｅａｕ［Ｊ］．ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅＣＳＡＥ，２００９，２５（８）：４８５３．
［８］　樊虎玲，郝明德，李志西．黄土高原旱地小麦－苜蓿轮作对小麦品质和子粒氨基酸含量的影响［Ｊ］．植物营养与肥料学报，
２００７，１３（２）：２６２２６６．
［９］　万素梅，胡守林，贾志宽，等．黄土高原地区苜蓿生产力动态及其土壤水分消耗规律［Ｊ］．农业工程学报，２００７，１３（２）：
３０３４．
［１０］　王美艳，李军，孙剑，等．黄土高原半干旱区苜蓿草地土壤干燥化特征与粮草轮作土壤水分恢复效应［Ｊ］．生态学报，２００９，
２９（８）：４５２６４５３４．
［１１］　孙剑，李军，王美艳，等．黄土高原半干旱偏旱区苜蓿－粮食轮作土壤水分恢复效应［Ｊ］．农业工程学报，２００９，２５（６）：３３
３９．
［１２］　刘沛松，贾志宽，李军，等．宁南山区紫花苜蓿（犕犲犱犻犮犪犵狅狊犪狋犻狏犪）土壤干层水分动态及草粮轮作恢复效应［Ｊ］．生态学报，
２００８，２８（１）：１８３１９１．
［１３］　王俊，刘文兆，钟良平，等．长期连续种植苜蓿草地地上部分生物量与土壤水分的空间差异性［Ｊ］．草业学报，２００９，１８（４）：
４１４６．
［１４］　ＣｅｏｔｔｏＥ，ＤｏｎａｔｅｌｉＭ，ＣａｓｔｅｌｉＦ，犲狋犪犾．ＵｓｉｎｇｔｈｅｍｏｄｅｌＥＰＩＣｉｎｓｉｍｕｌａｔｉｎｇｃｒｏｐｐｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓｉｎＩｔａｌｉａｎｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ．ＩＩ．
Ｖａｌｉｄａｔｉｏｎｏｆｙｉｅｌｄｄａｔａ［Ｊ］．ＡｇｒｉｃｕｌｔｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅ，１９９３，１５１：２０９２２８．
［１５］　ＷａｎｇＸＣ，ＬｉＪ．ＥｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｃｒｏｐｙｉｅｌｄａｎｄｓｏｉｌｗａｔｅｒｅｓｔｉｍａｔｅｓｕｓｉｎｇｔｈｅＥＰＩＣｍｏｄｅｌｆｏｒｔｈｅＬｏｅｓｓＰｌａｔｅａｕｏｆＣｈｉｎａ［Ｊ］．
ＭａｔｈｉｍａｔｉｃａｌａｎｄＣｏｍｐｕｔｅｒＭｏｄｅｌｉｎｇ，２０１０，５１：１３９０１３９７．
［１６］　韩仕峰．宁南山区苜蓿草地土壤水分利用特征［Ｊ］．草业科学，１９９０，７（５）：４７５３．
［１７］　刘沛松，贾志宽，李军，等．宁南旱区草粮轮作系统中紫花苜蓿适宜利用年限研究［Ｊ］．草业科学，２００８，１７（３）：３１３９．
［１８］　李军，陈兵，李小芳，等．黄土高原不同植被类型区人工林地深层土壤干燥化效应［Ｊ］．生态学报，２００７，２８（４）：１４２９
１４４５．
［１９］　徐炳成，山仑．苜蓿和沙打旺苗期需水及其根冠比［Ｊ］．草地学报，２００３，１１（１）：７８８２．
［２０］　王学春，李军，蒋斌，等．黄土高原不同降水类型区旱作玉米田土壤干燥化效应与土壤水分承载力模拟研究［Ｊ］．生态学报，
２００９，２９（４）：２０５３２０６６．
［２１］　胡伟，李军，王学春，等．宁南旱地连作春小麦产量动态与土壤干燥化效应模拟研究［Ｊ］．麦类学报，２００８，２８（２）：２９５
８１ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１１） Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．３
３００．
［２２］　李玉山．黄土高原森林植被对陆地水循环影响的研究［Ｊ］，自然资源学报，２００１，１６（５）：４２７４３２．
［２３］　ＹａｎｇＸＭ，ＫａｙＢＤ．ＲｏｔａｔｉｏｎａｎｄｔｉｌａｇｅｅｆｆｅｃｔｓｏｎｓｏｉｌｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎｓｅｑｕｅｓｔｒａｔｉｏｎｉｎｔｙｐｉｃＨａｐｌｕｄａｌｆｉｎＳｏｕｔｈＯｎｔａｒｉｏ［Ｊ］．
ＳｏｉｌａｎｄＴｉｌａｇｅＲｅｓｅａｒｃｈ，２００１，５９：１０７１１４．
犃狊犻犿狌犾犪狋犻狅狀狊狋狌犱狔狅狀狋犺犲狊狌狊狋犪犻狀犪犫犾犲狌狊犲狅犳狊狅犻犾狑犪狋犲狉犻狀犱狉狔犾犪狀犱犳狅狉犪犾犳犪犾犳犪犮狉狅狆
狉狅狋犪狋犻狅狀狊狔狊狋犲犿狊犻狀狋犺犲狊犲犿犻犪狉犻犱狉犲犵犻狅狀狅犳狊狅狌狋犺犲狉狀犖犻狀犵狓犻犪
ＷＡＮＧＸｕｅｃｈｕｎ１，ＬＩＪｕｎ１，２，ＷＡＮＧＭｅｉｙａｎ３，ＦＡＮＧＸｉｎｙｕ１
（１．ＣｏｌｅｇｅｏｆＡｇｒｏｎｏｍｙ，ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＡ＆ＦＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａｎｇｌｉｎｇ７１２１００，Ｃｈｉｎａ；２．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｏｉｌａｎｄ
ＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ，ＣＡＳ＆ ＭＷＲ，Ｙａｎｇｌｉｎｇ７１２１００，Ｃｈｉｎａ；３．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｏｉｌ
Ｓｃｉｅｎｃｅ，ＣＡＳ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１０００８，Ｃｈｉｎａ）
犃犫狊狋狉犪犮狋：ＲｅｓｔｏｒａｔｉｏｎｏｆｓｏｉｌｗａｔｅｒｉｎａｌｆａｌｆａｃｒｏｐｌａｎｄｗａｓｓｉｍｕｌａｔｅｄｉｎｔｈｅｈｉｌｙａｒｉｄｒｅｇｉｏｎｏｆｓｏｕｔｈｅｒｎＮｉｎｇｘｉａ
ｂｙａｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｓｕｒｖｅｙａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓ．Ｓｉｍｕｌａｔｅｄｖｅｒｔｉｃａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｓｏｉｌｗａｔｅｒｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｏｉｌ
ｌａｙｅｒｓｗａｓｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｗｉｔｈｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓａｎｄａｇｏｏｄａｇｒｅｅｍｅｎｔｗａｓｆｏｕｎｄｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｅｄａｎｄｏｂｓｅｒｖｅｄ
ｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅｇｒａｄｅｓｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｏｉｌｌａｙｅｒｓ．Ａｓｉｍｉｌａｒｔｒｅｎｄ（ｈｉｇｈｅｒｓｐｅｅｄａｔｔｈｅｅａｒｌｉｅｒｓｔａｇｅａｎｄｌｏｗｅｒｓｐｅｅｄａｔ
ｔｈｅｌａｔｅｒｓｔａｇｅ）ｗａｓｆｏｕｎｄｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｆｏｒｍｉｎｇａｎｄｅｌｉｍｉｎａｔｉｎｇｔｈｅｓｏｉｌｄｅｓｉｃｃａｔｉｏｎｌａｙｅｒ．Ｉｔｗａｓｄｉｆｆｉｃｕｌｔ
ｆｏｒｔｈｅｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎｏｆｓｏｉｌｗａｔｅｒｉｎ８－１０ｍｓｏｉｌ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅｉｎｔｈｉｓｓｏｉｌｌａｙｅｒｓｈｏｕｌｄｎｏｔｂｅｌｏｗｅｒ
ｔｈａｎＤｇｒａｄｅ，ｉ．ｅ．ｓｏｉｌｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔｓｈｏｕｌｄｎｏｔｂｅｌｅｓｓｔｈａｎ８．５％ｄｕｒｉｎｇｔｈｅｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆａｌｆａｌｆａ．Ｆｏｒ
ｔｈｅｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｔｈｅａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅａｌｆａｌｆａｓｔａｎｄａｇｅｗａｓ６－８ｙｅａｒｓ；ｔｈｅ
ｏｐｔｉｍｕｍｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔｃｒｏｐｐｉｎｇｓｙｓｔｅｍｔｏｒｅｃｏｖｅｒｓｏｉｌｗａｔｅｒｗａｓｐｏｔａｔｏ／ｐｏｔａｔｏ／ｓｐｒｉｎｇｗｈｅａｔ；ａｎｄｔｈｅａｐｐｒｏｐｒｉ
ａｔｅｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎｙｅａｒｓｏｆｔｈｉｓｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔｃｏｐｐｉｎｇｓｙｓｔｅｍｗａｓ１６－２０ｙｅａｒｓｂｅｆｏｒｅａｌｆａｌｆａｗａｓｒｅｐｌａｎｔｅｄａｇａｉｎ．
犓犲狔狑狅狉犱狊：ｓｏｉｌｗａｔｅｒｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ；ａｌｆａｌｆａｃｒｏｐｒｏｔａｔｉｏｎ；ｓｅｍｉａｒｉｄｒｅｇｉｏｎ；ＥＰＩＣｍｏｄｅｌ
９１第２０卷第３期 草业学报２０１１年