全 文 ：第21卷 第5期
Vol.21 No.5
草 地 学 报
ACTA AGRESTIA SINICA
2013年 9月
Sep. 2013
doi:10.11733/j.issn.1007-0435.2013.05.020
黄土高原4种豆科牧草生产性能及根系发育特征
张建全,张吉宇,王彦荣*,李竣成
(草地农业生态系统国家重点实验室 兰州大学草地农业科技学院,甘肃 兰州 730020)
摘要:2007-2008年在庆阳黄土高原试验站连续2年观测了紫花苜蓿(Medicagosativa)、红豆草(Onobrychisvici-
aefolia)、百脉根(Lotuscorniculatus)和东方山羊豆(Galegaofficinalis)4种豆科牧草地上部分生物量、株高、冠
幅、单位面积枝条数、单位面积生殖枝数、茎叶比及干鲜比等生产性能,并分层研究其根系发育分布特征。结果表
明:花期4种豆科牧草2年平均(4和5龄)单茬单位面积生物量为百脉根>紫花苜蓿>红豆草>东方山羊豆,2年
平均株高为红豆草>紫花苜蓿>东方山羊豆>百脉根,单位面积枝条数为紫花苜蓿>百脉根>红豆草>东方山羊
豆;单位面积生殖枝数为红豆草>紫花苜蓿>百脉根>东方山羊豆,茎叶比为东方山羊豆>紫花苜蓿>红豆草>
百脉根,4种豆科牧草初花期平均含水量为东方山羊豆>百脉根>紫花苜蓿=红豆草。2008年与2007年相比,除
茎叶比和含水量外,其他生物学指标均不同程度降低;4种豆科牧草根系分布范围5龄较4龄萎缩幅度较大,5龄
紫花苜蓿0~40cm土层内的根系占98.3%,红豆草0~30cm土层内的根系占85.8%,百脉根0~10cm土层内的
根系占80%,东方山羊豆0~40cm土层内的根系占81.4%。百脉根适合于退化草地短期恢复改良,提供大量优质
牧草;东方山羊豆叶量丰富,根系发达适宜于贫瘠地的中长期改造;而紫花苜蓿和红豆草根深草密,适宜于严重退
化草地的长期水土保持改良利用。
关键词:黄土高原;豆科牧草;生物量;生产性能;根系;水土保持
中图分类号:S541 文献标识码:A 文章编号:1007-0435(2013)05-0965-06
ProductivePerformanceandDevelopmentCharacteristicsofRootSystems
of4ForageLegumeSpeciesinLoessPlateau,China
ZHANGJian-quan,ZHANGJi-yu,WANGYan-rong*,LIJun-cheng
(StateKeylaboratoryofGrasslandAgro-ecosystems,SchoolofPastoralAgricultureScienceandTechnology,
LanzhouUniversity,Lanzhou,GansuProvince730020,China)
Abstract:Productiveperformanceincludingtheplantheight,above-groundbiomassperunitarea,tilers
perunitarea,fertiletilersperunitarea,shoot/leafandfresh/drymatterweightratiosweredetermined
andthedistributioncharacteristicsofrootsystemsin0~100cmsoillayerswith10cmintervalfor4forage
legumesspeciesofMedicagosativa,Onobrychisviciifolia,LotuscorniculatusandGalegaofficinalis
werestudied.Resultsshowedthatthesequenceofaverageabove-groundfreshbiomass(4aand5a)inone
cuttingfor4foragelegumesspecieswasasfolow:L.corniculatus>M.sativa>O.viciifolia>G.offi-
cinalis.ThesequenceofaverageplantheightintwoyearswasO.viciifolia>M.sativa>G.officinalis
>L.corniculatus.Tilerspersquaremeterintwoyearsfor4foragelegumespecieswereM.sativa>L.
corniculatus>O.viciifolia>G.officinalis.FertiletilerspersquaremeterintwoyearswereO.viciifo-
lia>M.sativa>L.corniculatus>G.officinalis.Averageshoot/leafratiosintwoyearswereG.offici-
nalis>M.sativa>O.viciifolia>L.corniculatus.Averagemoisturecontentsintwoyearsfor4forage
legumespecieswereG.officinalis>L.corniculatus>M.sativa=O.viciifolia.Thedistributioncharac-
teristicsofrootsystemsin0~100cmsoillayersfor4foragelegumesspecieswereasfolow:theroot
weightsofalfalfain0~40cmsoillayersaccountedforabout98.3%oftotal,thatofO.viciifoliain0~
收稿日期:2013-03-26;修回日期:2013-05-15
基金项目:国家基础研究发展规划(973)课题“牧草、乡土草繁殖特性的遗传与选育的基础研究”(2007CB108904);国家自然科学基金“荒
漠旱生无芒隐子草抗旱功能基因的鉴定及共转化植物抗旱性的研究”(31101759);甘肃省农业生物技术应用和开发项目“以紫
花苜蓿为受体的抗旱转基因应用研究”(CNSW-2011-16);中央高校基本科研专项(lzujbky-2013-81);中央高校基本科研专项
(lzujbky-2013-81)资助
作者简介:张建全:(1973-),男,甘肃武威人,讲师,博士研究生,研究方向为草类作物育种与种子学,E-mail:jqzhang@lzu.edu.cn;*通信
作者 Authorforcorrespondence,E-mail:yrwang@lzu.edu.cn
草 地 学 报 第21卷
30cmsoillayerswas85.8%,thatofL.corniculatusin0~10cmsoillayerswas80%,thatofG.offici-
nalisin0~40cmsoillayerswas81.4%.TheseresultssuggestedthatL.corniculatuswassuitedtoplant
inslighterdegradedpastureforwaterandsoilerosioncontrolintheearlystage,G.officinaliswith
stronglateralrootswasadaptedtodegradedgrasslandintheLossesPlateauwhichsoilnutrientwaspoor,
whileO.viciifoliaandM.sativawithpotentialystrongmainrootwerefitforwaterandsoilconservation
intheLossesPlateauforalongtime.
Keywords:TheLoessPlateau;Foragelegumes;Biomass;Productiveperformance;Rootsystems;Soil
conservation
黄土高原丘陵沟壑区占我国国土面积的6%,是
传统意义上的农牧交错带[1]。长期以来由于滥牧、过
牧引起草地严重退化,水土流失加剧,目前已成为世
界上水土流失最严重的地区之一,年输入黄河泥沙
16亿t[2]。黄土高原受水土流失、气候共同影响,重度
退化草地面积达0.03亿hm2,占草地面积的14%[3]。
草地退化与水土流失致使黄土高原土壤有机质降
低,尤其表层土壤养分十分匮乏。实践证明种草不
仅可有效控制水土流失,而且能提高土壤养分[4-7]。
以种草为主的草地建设不仅是半干旱黄土丘陵
区生态恢复的重要组成内容,亦是发展畜牧业的可
再生资源。建植人工草地及合理利用草地资源是保
证黄土高原生态系统平衡,实现畜牧业可持续发展
的基础和重要措施[8]。以往研究人工种草对黄土丘
陵区土壤腐殖质及组成的影响表明禾草多为浅表性
须根,改良土壤的范围有限[9];豆科牧草根系深且分
布于浅层的水平根成网状,使土壤有较高的水稳结
构和较强的抗蚀强度,从而使附着在牧草根系的土
壤不易被径流带走,从根本上增强了土壤的抗冲
性[10]。种植豆科牧草还有利于解决草地供氮不足
和蛋白饲料缺乏的问题,对草地畜牧业可持续发展
有着深远影响[11]。
改善水土流失、恢复受损生态和植被的举措有
合理封育、引种豆科牧草和灌草合理搭配及立体种
植,进而从局部到整体逐步改善受损生态[12-13]。本
试验选择黄土高原人工栽培的4种豆科牧草为对
象[14],评价其生产性能和根系发育特征。为建植高
产稳产的人工草地、改良丘陵区表土瘠薄、水稳性差
的脆弱生态系统及发展当地畜牧业提供基础数据和
科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验区概况
试验点位于甘肃省庆阳市西峰区兰州大学草地
农业科技学院庆阳黄土高原试验站牧草种质资源
圃,地理坐标N36°24′,E108°36′,海拔1229m,属
暖温带大陆性气候。年平均温度8.8℃,无霜期182
d,多年平均降雨量510mm,年日照时数2588h,土
壤为黄绵土。2007和2008年2年的月平均气温和
月降雨量如图1所示。
1.2 试验材料
供试紫花苜蓿(Medicagosativa)、红豆草(On-
obrychisviciaefolia)、百脉根(Lotuscorniculatus)
和东方山羊豆(Galegaofficinalis)种子来自甘肃
农业大学草业工程系,于2003年4月上旬播种,条
播,行距25cm,小区面积2m×2m,播量参照《牧
草饲料作物栽培学》[15]。小区间采用随机区组排
列,3次重复。播后覆土1~3cm,适当镇压,适时进
行田间杂草防除。
1.3 测定项目和方法
2007和2008年7月初,选初花期的上述4种
豆科牧草,观测其地上部分生物量、冠幅、株高、单位
面积枝条数和单位面积生殖枝数,4种牧草的干鲜
比和茎叶比[16]。
生物量、冠幅、株高、单位面积枝条数和单位面
积生殖枝数测定:生物量测定采用样方法。即随机
选取3个1m×1m样方,齐地面割下,随即带回实
验室测定鲜重,数出分枝数和生殖枝数,之后将茎
叶分开(花归为叶),分别称重,即为鲜重茎叶比;分
别装入信封袋,于85℃烘箱中烘干48h,称重,即为
单位面积生物量的干重,计算获得干鲜比;另随机选
取10株有代表性的单株用钢卷尺测量自地面到植
株最高点的高度,取其平均值即为初花期该种牧草
的高度;同时对上述10株牧草测定其最大胸径处的
长和宽,取平均值作为该种牧草的冠幅。
根系发育特征研究:采用植物生态学中的常规
方法[17]。用直径为9cm 的根钻,在该种牧草主根
附近2cm左右位置垂直钻取带根的土样,每种牧草
钻取3钻,即3次重复,由地表向下钻至100cm深,
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第5期 张健全等:黄土高原4种豆科牧草生产性能及根系发育特征
图1 2007-2008年庆阳试验站月均温与月降雨量
Fig.1 Averagemonthlytemperatureandmonthlyrainfalbetween2007and2008intheQingyangStationofLoessPlateau
每10cm取一层,将土钻提起,各层土样倒至土壤筛
上,用镊子将根系捡出,分层装入信封袋,迅速在精
度为0.0001g电子天平上称重,之后将各层根系倒
入装有一定体积水的量筒中,测量该层根系的体积
并记录。统计各层根系重量和体积占0~100cm内
钻出根系总重量和总体积的百分比。
1.4 数据处理
用SPSS17.1软件(SPSSInc.,USA)对数据
进行单因素方差分析(ANOVA),用Duncan多重比
较进行差异显著性分析。用Excel2007作图。
2 结果与分析
2.1 4种豆科牧草地上生物量、株高、茎叶比、干鲜
比、单位面积枝条数和单位面积生殖枝数
4种豆科牧草在黄土高原试验区2007-2008
年2年生产性能各项指标测定结果如表1所示。
表1 2007-2008年4种豆科牧草生产性能表
Table1 Productionperformanceof4foragelegumespeciescultivatedintheLossesPlateau
种
Species
观测项目
Items
冠幅
Range
株高
Height/cm
单位面积枝条数
Tilers·m-2
单位面积生殖枝数
Fertiletilers·m-2
生物量
Biomass/g·m-2
茎叶比
Shoot/leafratio
干鲜比
Dry/freshmatterratio/%
苜蓿
M.sativa
2007 25.7×23.0 82.0 607.3 87.3 1372.2 1∶0.91 0.44
2008 34.7×33.3 54.3 479.7 71.9 806.7 1∶0.87 0.43
平均 Mean 30.2×28.2c 68.2a 543.5a 79.6a 1089.5b 1∶0.89a 0.44
红豆草
O.viciifolia
2007 76.7×68.3 90.7 243.3 95.0 978.3 1∶0.88 0.43
2008 43.3×43.0 64.3 241.7 79.0 806.9 1∶0.82 0.44
平均 Mean 60.0×55.7b 77.5a 242.5c 87.0a 892.6b 1∶0.85a 0.44
百脉根
L.corniculatus
2007 75.7×52.5 55.0 368.0 44.3 1901.1 1∶0.51 0.37
2008 68.3×44.7 49.0 294.0 38.2 1245.4 1∶0.53 0.36
平均 Mean 72.0×48.6a 52.0b 331.0b 41.3b 1573.3a 1∶0.52b 0.37
东方山羊豆
G.officinalis
2007 25.2×21.4 65.9 113.9 24.6 587.2 1∶0.95 0.35
2008 33.6×20.8 62.7 100.7 22.4 494.3 1∶0.96 0.36
平均 Mean 29.4×21.1d 64.3b 107.3d 23.5c 540.8c 1∶0.96a 0.36
注:同列均值后标注不同字母者表示0.05%水平上差异显著。下同
Note:Differentlettersinthesamecolumnrepresentsignificantdifferenceatthe0.05%level.Thesameasbelow
由表1可以看出,4种豆科牧草从4龄至5龄期
间,株高均有不同程度的下降,其中紫花苜蓿下降幅
度达35%,红豆草为29%,百脉根为11%,东方山羊
豆为5%,4中豆科牧草株高呈依次降低的趋势;4龄
时株高为红豆草>紫花苜蓿>东方山羊豆>百脉根,
4~5龄2年平均值仍然为红豆草>紫花苜蓿>东方
山羊豆>百脉根。冠幅从2007年到2008年亦呈现
下降趋势,4~5龄平均冠幅大小顺序为:红豆草>百
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草 地 学 报 第21卷
脉根>紫花苜蓿>东方山羊豆,红豆草株丛胸径长与
百脉根接近,为紫花苜蓿和东方山羊豆的3倍,其胸
径宽是百脉根的1.2倍,是紫花苜蓿和东方山羊豆的
3倍多;红豆草冠幅在除百脉根外与其他2种牧草之
间存在显著差异(P<0.05),而其他3种豆科牧草之
间差异不显著。
4龄时4种豆科牧草单位面积枝条数为紫花苜
蓿>百脉根>红豆草>东方山羊豆,紫花苜蓿单位面
积枝条数是百脉根的1.7倍,是红豆草的2.5倍,是
东方山羊豆的5.3倍。紫花苜蓿的单位面积枝条数
与其他3种牧草之间差异显著(P<0.05)。2年平均
的单位面积生殖枝数为红豆草>紫花苜蓿>百脉根
>东方山羊豆,红豆草单位面积生殖枝数和紫花苜蓿
接近,是百脉根的1.9倍,东方山羊豆的3.4倍;紫花
苜蓿和红豆草之间单位面积生殖枝数差异不显著,但
与百脉根和东方山羊豆之间存在差异显著(P<
0.05),百脉根和东方山羊豆二者之间差异不显著。4
种豆科牧草4龄时正处于产草盛期,单位面积地上部
分生物量在4龄时和5龄时略有变化,但平均值表现
为百脉根>红豆草>紫花苜蓿 >东方山羊豆,百脉
根单位面积生物量约为紫花苜蓿的1.4倍,红豆草的
1.9倍,东方山羊豆的3.2倍;百脉根和其他3种豆科
牧草之间存在显著差异(P<0.05),紫花苜蓿和红豆
草二者之间差异不显著,但均和东方山羊斗之间存在
显著差异。单位面积枝条数和单位面积生殖枝数5
龄时均较4龄时有所下降,但下降幅度因种而异。
茎叶比的2年平均值表现为东方山羊豆>紫花
苜蓿>红豆草>百脉根,东方山羊豆和紫花苜蓿的茎
叶鲜草重量接近1∶1,而红豆草叶量是茎的0.9左
右,百脉根叶量只有茎的一半;茎叶比在百脉根和其
他3种牧草之间存在显著差异(P<0.05),而紫花苜
蓿、红豆草和东方山羊豆之间不存在明显差异,4种
牧草4龄至5龄茎叶比基本维持在同一水平,变化不
大。4种豆科牧草含水量为东方山羊豆>百脉根>
红豆草>紫花苜蓿,但4种豆科牧草干鲜比均在0.45
左右,表现为每2.5kg鲜草可调制1kg对应的干草,
干鲜比在4种牧草之间差异不显著。
2.2 4种豆科牧草植物根系分布和发育特征
2007-2008年4种豆科牧草0~100cm土层内
每10cm土层的根系重量和根系体积占0~100cm
土层内根系总重和总体积的百分比如表2所示。
表2 4种豆科牧草根系发育特征
Table2 Developmentalcharacteristicsofrootsystemsfor4foragelegumespecies
种
Species
指标
Index
年份
Year
土壤层次Soildepth/cm
0~10 10~20 20~30 30~40 40~50 50~60 60~70 70~80 80~90 90~100
苜蓿
M.sativa
分层重量比
Layeredweight
ratio/%
2007 0.4 6.5 9.0 7.6 19.5 9.7 15.2 5.1 26.7 0.4
2008 23.0 71.6 0.2 3.5 1.0 0.5 0.2 0.0 0.0 0.0
平均 Mean 1.4 39.1 4.6 5.6 10.3 5.1 7.7 2.5 13.3 0.2
分层体积比
Layeredvolume
ratio/%
2007 0.4 6.9 8.9 7.5 19.5 9.7 15.0 5.2 26.4 0.4
2008 27.4 54.8 1.4 6.8 4.1 4.1 1.4 0.0 0.0 0.0
平均 Mean 13.9 30.9 5.2 7.1 11.8 6.9 8.2 2.6 13.2 0.2
红豆草
O.viciifolia
分层重量比
Layeredweight
ratio/%
2007 64.0 16.6 6.1 2.8 0.9 0.8 1.6 2.9 1.1 3.2
2008 29.4 23.5 32.9 9.4 0.0 4.7 0.0 0.0 0.0 0.0
平均 Mean 46.7 20.0 19.5 6.1 0.5 2.8 0.8 1.4 0.5 1.6
分层体积比
Layeredvolume
ratio/%
2007 47.3 17.8 8.9 5.9 4.7 3.0 4.7 4.1 2.3 1.2
2008 25.4 22.7 34.5 10.9 0.0 6.4 0.0 0.0 0.0 0.0
平均 Mean 36.4 20.2 21.7 8.4 2.4 4.7 2.3 2.1 1.1 0.6
百脉根
L.corniculatus
分层重量比
Layeredweight
ratio/%
2007 33.2 28.9 12.5 3.0 2.7 4.4 6.5 3.0 3.6 2.3
2008 79.5 11.1 6.0 2.6 0.9 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
平均 Mean 56.4 20.0 9.2 2.8 1.8 2.2 3.2 1.5 1.8 1.2
分层体积比
Layeredvolume
ratio/%
2007 47.3 17.8 8.9 5.9 4.7 3.0 4.7 4.1 2.3 1.2
2008 80.0 10.7 5.3 2.7 1.3 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
平均 Mean 63.6 14.3 7.1 4.3 3.0 1.5 2.4 2.0 1.2 0.6
东方山羊豆
G.officinalis
分层重量比
Layeredweight
ratio/%
2007 47.4 5.1 14.9 6.8 4.2 9.6 5.1 4.5 1.3 1.3
2008 14.3 37.0 23.8 6.3 5.4 8.9 4.3 0.0 0.0 0.0
平均 Mean 30.9 21.1 19.4 6.6 4.8 9.2 4.7 2.2 0.7 0.6
分层体积比
Layeredvolume
ratio/%
2007 47.7 4.7 14.0 5.6 4.7 10.3 5.6 3.7 1.9 1.9
2008 14.5 22.9 24.1 14.5 8.2 10.8 4.8 0.0 0.0 0.0
平均 Mean 31.1 13.8 19.0 10.1 6.5 10.5 5.2 1.8 1.0 1.0
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第5期 张健全等:黄土高原4种豆科牧草生产性能及根系发育特征
由表2可知,4种豆科牧草5龄时根系分布较4
龄时均有所萎缩,在距地表70~100cm内罕有根系
分布。紫花苜蓿0~40cm 土层内的根系重占钻出
根系总重的98.3%,41~70cm内仅占1.3%;红豆
草主要分布在0~60cm 土层,其中0~30cm土层
内根系重占钻出总根重的85.8%,31~60cm土层
中根系仅占14.2%;百脉根主要分布于0~50cm
土层内,其中0~10cm土层内根系重占钻出总根重
的80%,11~50cm土层内的根系仅占20%;东方
山羊豆主要分布于0~70cm土层中,其中0~40
cm土层内的根系占钻出总根重的81.4%,41~70
cm土壤层中根系重仅占18.6%。
从表2各层土壤内根系重量和体积占0~100
cm根系总重和总体积的比重还可以发现:4种牧草
根系在地下的分布各呈一定特征。紫花苜蓿在50
cm以内根系数量多,占整个根系的43%,在距地表
80~90cm深处,又有一个根系集中分布的耕层,钻
出根系重占总根重的26.7%,两者之和达70%左
右,而其他土层根系分布较少,紫花苜蓿根系从地表
至100cm呈现出“I”(工字形)型分布。红豆草根系
集中分布在0~40cm土层,该土层中的根系重占钻
出根系总重的84.5%,在40~60cm土层中根系较
少,但60~100cm土层为根系分布较多的另一个重
要耕层,根系含量占10%,呈不均衡“哑铃形”分布。
百脉根0~40cm土层中根系重量占钻出总根重的
77.6%,40~100cm中根系各层少且分布均匀,每
层占2%~6%不等,呈“倒三角形”分布特征。东方
山羊豆0~40cm土层中的根系重占钻出总根重的
50%以上,80~100cm土层中根系仅为5%左右,呈
“漏斗状”分布特征。综上百脉根和东方山羊豆属浅
根系豆科牧草,而紫花苜蓿和红豆草属深根系豆科
植物。但东方山羊豆根系主要分布于0~80cm土
壤,而百脉根根系主要分布于0~60cm土壤。
3 讨论
3.1 豆科牧草的引种研究
豆科植物不仅可提供粮食、饲料和绿肥大多还
是生物质能源燃料的潜在储备。因此黄土高原地区
选择适宜的豆科牧草进行种植,其根系固定的氮素
不但供自身生长发育,其附加效应还包括所在群落
植物蓄水、保土,增强土壤肥力,加速土壤的生物化
进程。
针对黄土高原不同侵蚀地带综合治理水土流
失,改善土壤贫瘠现状,并在开发当地野生豆科种质
的同时积极合理引种驯化其他优良豆科牧草能发挥
因地制宜的作用,这在西部大开发构建生态文明中
具有重要的现实意义[18]。王彦荣等[19]于1980年代
调查了当地野生豆科植物资源,共鉴定豆科牧草30
余种,优势种有野豌豆(Viciasp.)、野大豆(Glycine
soja)、天蓝苜蓿(Medicagolupulina)和花苜蓿
(Pocockiaruthenica),但多为伴生种,株体矮小产
量低下,改良水土的价值十分有限。
紫花苜蓿能大幅度提高土壤有机氮含量和团粒
结构,其发达的根系具有良好的蓄水保土性能,为黄
土高原防止水土流失的首选豆科植物,红豆草根系
深3~4m,侧根发达,根瘤丛生成串,能给土壤留下
大量有机质和氮素,为黄土高原地区良好的覆地改
土作物。东方山羊豆野生种分布于前苏联外高加索
高地,1990年代引入我国,为根颈型牧草,根系发
达,既有豆科牧草发达的主根,又有禾本科牧草须根
系特征,叶量丰富,茎叶柔嫩,为多种家畜所喜
食[20-22]。
而在定西黄土高原区有报道称通过种草种树等
生态修复措施,使当地原生植被盖度由30%提高到
60%,效益非常显著[23];因此从国内外引进种植多
年生人工栽培豆科牧草对改善当地严峻的水土流失
问题是一项持之以恒的课题。
3.2 生产性能和根系分布年际变化特征
大多数研究认为紫花苜蓿种植第4~5年为产
草盛期,此后由于受病原菌感染等众多因素影响而
逐渐衰退。本研究观测到4种豆科牧草2008年较
2007年地上部分生物量均有一定程度下降,表明4
种豆科牧草在黄土高原地区5年左右为盛期,此后产
草量开始下降,此时应适宜的给予施肥或病虫害防
治,以保持其高产和稳产。郭正刚等[24]于2002年研
究了黄土高原区紫花苜蓿根系发育特征,结果表明根
系分布集中在10~20cm土层内,距地表50cm以
下,根系分布量锐减,且随深度增加,呈递减趋势,本
试验结果与其结论一致,但亦有差别。2008年4种豆
科牧草根系在土壤中的分布范围较2007年有所缩
减,部分原因是2008年1-2月气温异常,2月份极端
气温达-23℃,致使部分弱小根系死亡,加之植物自
然衰老过程的不可抗拒,从而引起地上部分营养物质
输送能力的降低,导致其生物量下降。黄晓红等[25]
研究结果亦证明黄土高原区紫花苜蓿3龄为产草盛
期,之后开始逐步下降。本研究也印证了上述结论。
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草 地 学 报 第21卷
3.3 豆科牧草植物的选择
根系分布特征及年际变化研究表明,紫花苜蓿
和红豆草属深根系豆科植物,而百脉根和东方山羊
豆属浅根系豆科牧草,尤其是4种牧草经5~6年栽
培后根系均有不同程度的萎缩,根系越发向浅层集
中。其中百脉根和东方山羊豆集中分布于0~50
cm土层,而紫花苜蓿和红豆草集中分布于0~80
cm土层内,尤其是红豆草根系退化极其严重,至第
6年根系大部分退化至0~30cm表土层,严重地影
响地上部分生物量形成。百脉根根系集中分布于0
~30cm表土层,属于头重脚轻型牧草,适宜于水土
流失早期发生的地区,是用于迅速建植和短期见效
的草种;东方山羊豆主根和侧根均较发达,且根系衰
退速度较缓,利用年限长,适宜于冲刷较为严重的贫
瘠坡地种植;而紫花苜蓿和红豆草根系分布范围
广,主根发达,适宜于大面积退化草地的综合整治,
但红豆草利用年限较紫花苜蓿短,视情况苜蓿和红
豆草可与其他优良禾本科牧草混播,形成纵深根系,
从而发挥其最佳的生态恢复作用。
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(责任编辑 刘云霞)
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