全 文 ：第20卷 第5期
Vol.20 No.5
草 地 学 报
ACTA AGRESTIA SINICA
2012年 9月
Sep. 2012
紫花苜蓿根系生物量垂直分布规律
李 扬1a,孙洪仁2a*,沈 月2,邵光武2,曹 影2,刘 琳2,吴雅娜2
(1.中晟环保科技开发投资有限公司云南分公司,云南 昆明 650000;2.中国农业大学草地研究所,北京 100193)
摘要:本文综述了紫花苜蓿(MedicagosativaL.)根系生物量垂直分布的影响因子和若干自然区域内紫花苜蓿根
系生物量的垂直分布及其规律。紫花苜蓿根系生物量垂直分布的影响因子包括土层厚度、地下水位、土壤特性、施
肥、灌溉、刈割、混播、品种和生长年限。土层越薄、地下水位越高、土壤障碍(酸、碱、盐、粘重和紧实)越重,紫花苜
蓿根系生物量在土壤浅层的分布比例越高。施(磷)肥会提高紫花苜蓿根系生物量在土壤深层的分布比例。灌溉
对紫花苜蓿根系生物量垂直分布的影响,因灌溉定额、灌水定额和灌水频率的不同而异,降低灌溉定额可提高紫花
苜蓿根系生物量在土壤深层的分布比例;降低灌水定额和提高灌水频率则提高其在土壤浅层的分布比例。随着刈
割频率的增加,紫花苜蓿根系生物量在土壤浅层的分布比例逐渐提高。与禾本科牧草混播,使紫花苜蓿根系生物
量在表土层的分布比例提高。不同品种紫花苜蓿根系生物量的垂直分布比例存在差异。随着生长年限增加,紫花
苜蓿根系生物量在土壤深层的分布比例提高。一般而言,由浅至深,紫花苜蓿根系生物量逐层递减,而且,随着土
层深度增加呈指数函数规律递减。通常情况下,紫花苜蓿根系生物量在0~30cm土层的分布比例在60%~90%
之间,0~60cm土层为65%~95%。
关键词:紫花苜蓿;根系;根系生物量;垂直分布;垂直分布规律
中图分类号:S154.4 文献标识码:A 文章编号:1007-0435(2012)05-793-07
TheVerticalDistributionPaternofAlfalfa’s(MedicagosativaL.)RootBiomass
LIYang1a,SUNHong-ren2a*,SHENYue2,SHAOGuang-wu2,CAOYing2,LIULin2,WUYa-na2
(1.ZhongshengEnvironmentalTechnologyDevelopmentandInvestmentCo.,Ltd.YunnanBranch,Kunming,
YunnanProvince650000,China;2.InstituteofGrasslandScience,ChinaAgricultureUniversity,Beijing100193,China)
Abstract:Inordertoprovidetheevidencesforfurtherresearchofalfalfa(MedicagosativaL.),thesub-
stantialstudiesofalfalfarootbiomassinChina,theUnitedStatesandCanadaweresummarized.Thever-
ticaldistributionpatternofalfalfarootbiomassanditsdominantfactorsindifferentnaturalregionswere
discussed.Factorsincludedthedepthofsoillayer,undergroundwaterlevel,soilproperties,fertilization,
irrigation,cutting,mixturesowing,cultivar,andgrowthperiod.Thedistributionofalfalfarootbiomass
intopsoilwasincreasedasthedepthofsoillayerlessenedandthelevelofundergroundwaterincreased,or
soilconditionsbecameworse.Fertilization,especialyphosphatefertilizerincreasedthedistributioninsub-
mergedsoil.Differentirrigationamount,frequencyandpatternhadthecomplexeffectonverticaldistribu-
tionofalfalfarootbiomass.Lesssingleirrigationamountsandhigherirrigationfrequencyincreasedthe
distributionofalfalfarootbiomassintopsoil.Highercuttingfrequencydecreasedthedistributioninsub-
mergedsoil.Mixturesowingwithgraminousplantsincreasedthedistributionofalfalfarootbiomassin
topsoil.Alfalfacultivarshavedifferentverticaldistributionpatternsofrootbiomass.Thesoillayerofver-
ticaldistributionbecamedeeperastheplantsgrew.Alfalfarootbiomassdecreasedexponentialywithsoil
depthincreasing.Undernormalconditions,thedistributionratiosofalfalfarootbiomassinthe0~30cm
depthwereabout60%to90%,andinthe0~60cmdepthwereabout65%to95%.
Keywords:MedicagosativaL.;Root;RootBiomass;Verticaldistribution;Verticaldistributionpattern
收稿日期:2011-12-09;修回日期:2012-07-13
基金项目:科技部碳汇研究重大专项“草地固碳与减排技术集成与研究示范”(2008BAD95B03);农业部公益性行业科研专项“牧区优质高效饲
草生产利用技术研究示范”(201003023);农业部现代农业产业技术体系建设项目“现代牧草产业技术体系建设”(CARS-35)资助
作者简介:李扬(1981-),女,内蒙古赤峰人,硕士,E-mail:liyang_ibcas@126.com;*通信作者 Authorforcorrespondence,E-mail:sun-
hongren@cau.edu.cn;a代表二位作者为共同第一作者arepresentsthatLIYangandSUNHong-rencontributedequalyto
thisworkasco-firstauthors
草 地 学 报 第20卷
根系不仅具有支撑、吸收、同化、贮藏和再生等
对植株自身生长发育十分重要的功能,而且在“土
壤-植物-大气连续体(SPAC)”中的水、碳和氮循环
过程中发挥着重要作用。根系在土壤中的机械穿
插、化学分泌,及死亡后的腐解转化对土壤的物理、
化学和生物性质影响重大。根系还具有强大的固持
水土功能。根系特征是牧草水分和养分管理、刈割
和放牧利用的基本依据,与土壤耕作及作物种植制
度关系密切[1-2]。
多年来,国内外学者关于“牧草之王”紫花苜蓿
(MedicagosativaL.)的研究多集中在地上枝条部
分,而对根系,尤其是田间条件下的根系研究较少,
且目标零散。孙洪仁等[1]、李扬等[2]对紫花苜蓿根
系入土深度和根系生物量做了系统总结。但关于紫
花苜蓿根系生物量的垂直分布规律及其影响因子的
研究,至今未见较为全面系统的综述文献。本文在
全面总结现有紫花苜蓿根系生物量及其垂直分布规
律研究的基础上,系统地探讨紫花苜蓿根系生物量
垂直分布规律及其影响因子,以期为紫花苜蓿的栽
培管理提供依据,为进一步开展紫花苜蓿根系研究
奠定基础。
1 紫花苜蓿根系生物量垂直分布的影
响因子
1.1 土壤特性
土壤紧实度和土壤类型影响紫花苜蓿根系生物
量的垂直分布。
Mapfumo等[3]在加拿大进行温室盆栽试验(直径
15cm,深20cm;土层厚度13cm,其中紧实底土层厚10
cm,非紧实表土层厚3cm。),以沙壤土为基质,底土层
土壤紧实度从1.20mg·m-3增至1.74mg·m-3,紫
花苜蓿根系生物量在非紧实表土层中的比例从34%
增至51%;以粘壤土为基质,底土层土壤紧实度从
1.15mg·m-3增至1.50mg·m-3,紫花苜蓿根系生
物量在非紧实表土层中的比例从36%增至46%。
1.2 施肥
施磷提高紫花苜蓿根系生物量在深层土壤的分
布比例。
Sanderson等[4]在美国德克萨斯A&M 大学研
究中心进行田间试验,发现未施磷对照组生长第2
年的Cimarron苜蓿有近80%根系生物量分布在
0~20cm土层,而施磷处理组(59kgP·hm-2)相
近比例的根系生物量则分布在0~40cm或0~50
cm土层。
1.3 灌溉
灌溉量(灌溉定额,灌水定额)和灌溉模式(灌水
频率)影响紫花苜蓿根系生物量垂直分布。
Bennett等[5]在美国阿拉巴马州进行田间试验,
发现在0~91cm根区土壤有效水分消耗80%时灌
溉至田间持水量的处理,生长第4年的 Atlantic苜
蓿根系生物量在0~23,23~61和61~122cm土层
的分布比例分别为87.6%,7.6%和4.8%;消耗
65%时灌溉至田间持水量的处理,依次为81.8%,
11.4%和6.8%;消耗30%时灌溉至田间持水量的
处理,分别为89.0%,8.3%和2.7%。白文明等[6]
在内蒙古磴口县进行田间试验,发现灌溉133mm
的处理春播当年准噶尔苜蓿的根系生物量在0~
30,30~60和60~110cm土层的分布比例分别为
69.6%,24.6%和5.8%,灌溉103mm的处理分别
为72.4%,25.1%和2.5%,灌溉33mm的处理分
别为56.7%,29.8%和13.5%。党志强等[7]在甘肃
省张掖市进行田间试验,发现水分下限为85%田间
持水量处理春播当年甘农3号紫花苜蓿的根系生物
量在0~20,20~40,40~80,80~120和120~200cm
土层的分布比例分别为53.7%,33.8%,10.8%,
1.6%和0.1%,水分下限为70%的处理分别为
43.9%,30.9%,15.9%,7.8%和1.5%,水分下限为
55%的处理分别为41.0%,34.7%,13.0%,6.2%和
5.1%。韩德梁等[8]在甘肃省张掖市进行田间试验,
发现水分下限为85%田间持水量的处理春播当年
甘农3号紫花苜蓿的根系生物量在0~20,20~40,
40~80,80~120和120~200cm土层内的分布比
例分别为52.6%,33.0%,10.6%,3.6%和0.2%,
水分下限为70%的处理分别为43.9%,30.9%,
15.9%,7.8%和1.5%,水分下限为55%的处理分
别为41.4%,35.1%,13.2%,6.3%和4.0%。
1.4 刈割
随着刈割频率的增加,紫花苜蓿根系生物量在
浅层土壤的分布比例逐渐提高,而在深层土壤中则
逐渐降低。Comstock等[9]在美国华盛顿农业试验
站进行田间试验,发现年刈割1次处理生长3年紫
花苜蓿的根系生物量在0~30,30~61,61~91和
91~122cm土层的分布比例依次为65.4%,18.4%,
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第5期 李扬等:紫花苜蓿根系生物量垂直分布规律
9.3%和6.9%,年刈割2~3次处理依次为68.5%,
17.5%,14.0%和0%。郭正刚等[10]在甘肃省张掖市
兰州大学草地农业科技学院基地进行田间试验,发现
年刈割0次处理生长1年的金皇后苜蓿根系生物量
在0~20,20~40和>40cm土层的分布比例分别为
60.6%,31.6%和7.8%,年刈割1次处理分别为
63.8%,34.5%和1.67%,年刈割2次处理分别为
67.2,31.7%和1.1%,年 刈 割 3 次 处 理 分 别 为
91.0%,9.0%和0.0%。
1.5 混播
与禾本科牧草混播可提高紫花苜蓿根系生物量
在表土层的分布比例。
Waley等[11]在加拿大萨斯喀彻温省 Sas-
gatchewan灌溉发展中心进行田间试验,发现单播
生长3年的Beave苜蓿根系生物量在0~15和15~
30cm土层的分布比例分别为35.75%和64.25%,
而与Fleet无芒雀麦(Bromusinermis)混播者分别
为51.50%和48.50%。
1.6 品种
不同品种紫花苜蓿根系生物量的垂直分布存在
差异。
Bennett等[5]在美国阿拉巴马州进行田间试验,
发现在0~91cm根区土壤有效水分消耗65%时灌
溉至田间持水量,生长第4年的 Atlantic苜蓿根系
生物量在0~46cm土层的分布比例为89.1%,而
African苜蓿为97.4%。郭彦军等[12]在重庆市北碚
区进行田间试验,发现生长3年的敦煌苜蓿根系生
物量在0~30,30~60和>60cm土层的分布比例
依次为57.9%,24.5%和17.6%,而 Moapa苜蓿分
别为75.2%,17.4%和7.4%。万素梅等[13]在陕西
宝鸡渭北旱塬丘陵沟壑区进行田间试验,发现生长
2年的 WL-323HQ苜蓿根系生物量在0~10,10~
20,20~30,30~40和40~50cm土层的分布比例
依次为31.2%,29.0%,19.6%,11.8%和8.5%,而
Cimmaron苜蓿分别为50.4%,25.1%,11.0%,
7.7%和5.8%。南丽丽等[14]于2009年在甘肃天水
进行田间试验,发现生长1年的清水和陇东苜蓿根
系生物量在0~30cm 土层的分布比例分别为
67.6%和78.1%。
1.7 生长年限
不同生长年限紫花苜蓿根系生物量的垂直分布
存在差异。
吴晶等[15]在黑龙江宝清县白浆土上进行田间
试验,发现八五三农场生长1年的肇东苜蓿根系生
物量在耕层(0~30cm)和白浆层(30~48cm)的分
布比例分别为98.5%和1.5%;灯塔村生长2年者
在耕层(0~20cm)、白浆层(20~38cm)和淀积层
(38cm以下)的分布比例依次为79.3%,15.9%和
4.8%,生长3年者分别为90.8%,6.9%和2.3%。
Bolinder等[16]在加拿大新不伦瑞克省弗雷德
里克顿农业与食品研究中心进行田间试验,发现生
长2年的Apica苜蓿根系生物量在0~15,15~30
和30~45cm 土层的分布比例依次为30.3%,
46.5%和23.2%,而生长3年者分别为46.2%,
29.4%和24.4%。
杨恒山等[17]在内蒙古通辽市科尔沁区内蒙古
民族大学试验农场进行田间试验,发现生长2年的
阿尔冈金苜蓿根系生物量在0~10,10~20,20~30
和30~40cm 土层的分布比例依次为54.3%,
19.9%,14.8%和11.0%,而生长5年者分别为
51.8%,23.3%,14.6%和10.3%。
2 若干自然区域紫花苜蓿根系生物量
的垂直分布
关于紫花苜蓿根系生物量垂直分布的研究多数
集中于北美洲和中国。
2.1 北美洲
北美洲关于紫花苜蓿根系生物量垂直分布的研
究文献数量不多,且不够系统。系统性差主要表现
为生长年限不全,多数研究仅为1个生长年限,最多
涉及2个。通常情况下,紫花苜蓿根系生物量在0
~30cm土层的分布比例在65%~85%之间,0~60
cm土层为80%~95%。
2.1.1 美国 威斯康星州 Miami砂壤土上,生长2
年的Grimm苜蓿根系的生物量在0~20,20~41,
41~61,61~81,81~102,102~122cm土层内的分
布比例依次为57.3%,11.8%,10.5%,9.2%,
7.5%和3.8%[18]。阿拉巴马州 Greenvile细沙壤
土上,在不同灌溉处理条件下,生长4年的Atlantic
苜蓿根系生物量在0~8,8~15,15~23,23~30,30
~46,46~61,61~91和91~122cm土层的分布比
例分别在 42.1% ~52.3%,20.4% ~28.6%,
597
草 地 学 报 第20卷
16.9%~25.7%,2.4%~4.0%,3.3%~4.1%,
1.0%~4.1%,1.9%~3.8%和0.8%~3.0%之
间;而African苜蓿则依次在41.3%~49.6%,11.8%
~29.1%,7.8%~20.1%,3.3%~6.7%,3.7%~
12.6%,1.0%~6.2%,1.6%~2.5%和0~2.8%之
间[5]。华盛顿州Palouse粉砂壤土上,不同刈割处
理条件下,生长4年的紫花苜蓿根系生物量在0~
15,15~30,30~61,61~91和91~122cm土层的
分布比例分别在 47.1% ~51.8%,16.7% ~
18.4%,17.5%~18.4%,9.3%~14.0%和0~
6.9%之间[9]。伊利诺斯州西北部,生长2年的紫花
苜蓿在Derinada粉砂壤土上,0~18,18~30,30~
46,46~71和71~132cm土层的根系生物量分布
比例依次为65.4%,15.8%,8.5%,5.3%和4.9%;
在Eleroy粉砂壤土上,0~20,20~43,43~53,53~
74,74~97,97~107和107~132cm土层的根系生
物量分布比例分别为82.0%,9.5%,2.0%,2.8%,
2.4%,0.5%和0.8%[19]。德克萨斯州 Windthorst
细砂壤土上,生长第2年Cimarron苜蓿的根系生物
量近80%分布于0~20cm或0~50cm土层[4]。
2.1.2 加拿大 萨斯喀彻温省Bradwel 沙壤土
上,生长3年的Beave苜蓿根系生物量在0~15和
15~30cm 土层的分布比例分别为 35.8% 和
64.2%[11]。新不伦瑞克省Riverbank细沙壤土上,
生长2年的Apica苜蓿根系生物量在0~15,15~
30和30~45cm土层的分布比例依次为30.4%,
46.5%和23.2%;生长3年者分别为 46.2%,
29.4%和24.4%[16]。
2.2 中国
中国关于紫花苜蓿根系生物量垂直分布的研究
文献数量也较少,同时亦不够系统。系统性差还是
表现为生长年限不全,多数研究仅为1个生长年限,
涉及2~3个生长年限的研究仅3项。黑龙江宝清
县三江平原的研究涉及3个生长年限,但生长1年
者与生长2年和3年者的地点不同,2个地点的耕
层厚度有别[15],取样层次划分存在差异,导致数据
可比性下降。不同区域紫花苜蓿根系生物量垂直分
布存在较大差异。通常情况下,紫花苜蓿根系生物
量在0~30cm土层的分布比例在60%~90%之间,
0~60cm土层在65%~95%之间。
2.2.1 黄淮海地区 河南郑州黄河滩壤土上,生长
4年不同施肥处理亮苜-400苜蓿的0~50cm土层
根系生物量在0~10,10~20,20~30,30~40和40
~50cm土层的分布比例分别在66.8%~69.4%,
25.3%~28.0%,3.9%~4.2%,1.0%~1.2%和
0.1%~0.2%之间[20]。山东日照莒县低山丘陵荒
山荒坡(土层厚度50cm)褐土上,生长3年紫花苜
蓿的全土层根系生物量在0~10,10~20,20~30,
30~40和40~50cm土层内根系生物量分布比例
依次为24.7%,34.0%,19.6%,12.3%和9.4%[21]。
山东无棣县滨海盐土上(潜水水位1~1.5m),生长4
年紫花苜蓿的根系生物量在0~10,10~20,20~30
和>30cm土层内根系生物量分布比例在55.5%~
57.4%,28.2%~28.6%,11.8%~12.6%和2.3%~
2.6%之间[22]。河南济源市灰色壤土上,果草间作条
件下,生长2年阿尔冈金苜蓿的全土层根系生物量在
0~10,10~20,20~30,30~40,40~50cm和>50cm
土层的分布比例分别为45.5%,30.0%,13.8%,
6.8%,2.6%和1.3%[23]。
2.2.2 东北平原 黑龙江宝清县白浆土上,生长1
年的肇东苜蓿根系生物量在耕层(0~30cm)和白浆
层(30~48cm)的分布比例分别为98.5%和1.5%,
生长2年者在耕层(0~20cm)、白浆层(20~38cm)
和淀积层(38~60cm)的分布比例依次为79.3%,
15.9%和4.8%,生长3年者在耕层(0~20cm)、白
浆层(20~38cm)和淀积层(38~88cm)的分布比例
分别为90.8%,6.9%和2.3%[15]。内蒙古通辽市
灰色草甸土上,生长2年的阿尔冈金苜蓿0~40cm
土层根系生物量在0~10,10~20,20~30和30~
40cm 土层的分布比例依次为54.3%,19.9%,
14.8%和 11.0%,生长 5 年者分别为 51.8%,
23.3%,14.6%和10.3%[17];生长6年的阿尔冈金
苜蓿根系生物量在0~10,10~20,20~30,30~40
和40~50cm土层的分布比例依次为52%,26%,
11%,6.1%和4.9%[24];生长7年的阿尔冈金苜蓿
根系生物量在0~10,10~20,20~30,30~40和40
~50cm土层的分布比例依次为70.5%,14.5%,
7.2%,4.2%和3.6%[25]。
2.2.3 科尔沁沙地 内蒙古赤峰敖汉旗砂质栗钙
土上,春播当年草原2号苜蓿的根系生物量在0~40,
40~80,80~120,120~160和160~200cm土层的分
布比例为51.59%,21.55%,16.09%,10.44%和
2.56%[26]。
2.2.4 河套地区 内蒙古巴彦淖尔盟磴口县沙壤
土上,生长1年不同灌溉处理紫花苜蓿的根系生物
量在0~10,10~20,20~30,30~40,40~50,50~
60,60~70,70~80,80~90,90~100和100~110cm
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第5期 李扬等:紫花苜蓿根系生物量垂直分布规律
土层的分布比例分别在20.9%~32.5%,20.1%~
27.8%,13.2%~17.0%,9.8%~12.0%,8.0%~
9.8%,5.4%~8.1%,2.2%~6.8%,0.2%~4.4%,
0.1%~1.2%,0~0.8%和0~0.3%之间[6]。
2.2.5 黄土高原 陕西宝鸡渭北旱塬丘陵沟壑区
黄绵土上,生长2年不同品种苜蓿的根系生物量在
0~10,10~20,20~30,30~40和40~50cm土层
的分布比例分别在31.2%~50.4%,22.3%~
33.3%,11.0%~19.6%,7.5%~12.0%和5.4%
~9.0%之间[13]。陕西杨凌黑垆土上,春播生长1
年的不同品种苜蓿根系生物量在0~10,10~20,20
~30,30~40,40~50和50~60cm土层的分布比
例分别在42.6%~82.7%,12.1%~38.9%,0%~
16.9%,0%~6.5%,0%~2.9%和0%~2.0%之
间;秋播生长 1 年者分别在 35.9% ~68.2%,
12.4%~48.4%,3.1%~18.6%,1.3%~7.3%,
0.4%~4.0%和0.2%~3.6%之间[27-28]。甘肃天
水黄绵土上,生长1年不同品种苜蓿的根系生物量
在0~30cm土层的分布比例在67.6%~78.1%之
间;兰州榆中县草甸土上者在64.5%~75.8%之
间[14]。甘肃定西县粉质黄栌土上,生长1年的不同
品种苜蓿根系生物量在0~10,10~20,20~30,30
~40和40~50cm 土层的分布比例在27.1%~
36.1%,18.2%~30.5%,19.3%~26.9%,10.3%
~16.4%和2.4%~11.3%之间[29];兰州盐土轻壤
土上,生长3年不同种植密度的“牧1”苜蓿根系生
物量在0~20,20~40和40~60cm土层内的分布
比例在60%~70%,15%~25%和5%~15%之
间[30]。陕西长武县粘黑垆土上,生长2年阿尔冈金
苜蓿的根系生物量在0~60cm土层的分布比例占
全土层(0~2m)的66%[31]。
2.2.6 河西走廊 甘肃张掖沙壤土上,生长1年不
同刈割处理金皇后苜蓿的根系生物量在0~10,10
~20,20~30,30~40,40~50和>50cm土层的分
布比例分别在33.7%~60.9%,26.9%~30.1%,
6.1%~21.6%,2.9%~12.9%,1.1%~6.1%和
0%~1.7%之间[11];生长1年不同水分处理甘农3
号紫花苜蓿的根系生物量在0~20,20~40,40~
80,80~120和120~200cm土层内的分布比例分别
在41%~53.7%,30.9%~33.8%,10.6%~15.9%,
1.6%~7.8%和0.1%~5.1%[7-8]。甘肃武威风砂
土上,生长1年不同品种苜蓿的根系生物量在0~
30cm土层的分布比例在77.8%~92.4%之间[14]。
2.2.7 青藏高原 青海省海南州淡栗钙土上,生长
第4年的芋县苜蓿根系生物量在0~10,10~20,20
~30,30~40,40~50,50~60,60~70,70~80,80~
90,90~100,100~110,110~120,120~130,130~
140,140~150,150~160,160~170,170~180,180
~190,190~200,200~210,210~220,220~230,
230~240和240~250cm土层的分布比例分别为
29.22%,14.58%,9.66%,5.94%,4.22%,4.61%,
4.22%,3.29%,2.81%,2.44%,1.87%,1.86%,
1.68%,1.53%,1.33%,1.52%,1.38%,1.09%,
1.34%,1.35%,0.99%,1.09%,0.78%,0.74%和
0.46%[32]。
2.2.8 四川盆地 重庆北碚区紫色土上,生长3年
不同品种苜蓿的根系生物量在0~30,30~60和>60
cm土层的分布比例分别在57.9%~75.2%,14.1%
~26.8%和7.4%~23.6%之间[10]。四川西昌红壤
上,生长3年的不同品系紫花苜蓿根系生物量在0~
30,30~60和>60cm土层的分布比例在67.26%~
78.59%,17.95%~24.36%和3.46%~8.38%之
间[33]。
2.2.9 长江下游 江苏南京马肝土上,生长2年的
紫花苜蓿根系生物量在0~10,10~20,20~30,30
~40和40~50cm土层的分布比例分别在61.7%
~96.6%,1.9%~31.7%,0.5%~8.0%,0.2%~
2.5%和0.1%~1.2%之间[34]。
3 讨论与结论
3.1 紫花苜蓿根系生物量垂直分布规律的影响
因子
土壤特性、施肥、灌溉、刈割、混播、品种和生长
年限皆对紫花苜蓿根系生物量垂直分布规律具有显
著影响。
孙洪仁等[1]指出,土层厚度越薄和地下水位越
高,紫花苜蓿根系入土深度越浅。显然,当土层厚度
过薄,或地下水位过高时,紫花苜蓿根系的垂直分布
将随着入土深度的变浅而上移,浅层分布比例势必
提高。因此,土层厚度和地下水位亦是紫花苜蓿根
系生物量垂直分布的影响因子。
土层越薄、地下水位越高、土壤障碍(酸、碱、盐、
粘重和紧实)越重,紫花苜蓿根系生物量在土壤浅层
的分布比例越高。
施(磷)肥能提高紫花苜蓿根系生物量在土壤深
层的分布比例。
灌溉对紫花苜蓿根系生物量垂直分布的影响因
797
草 地 学 报 第20卷
灌溉定额、灌水定额和灌水频率不同而异。一般而
言,降低灌溉定额可提高紫花苜蓿根系生物量在土
壤深层的分布比例;降低灌水定额和提高灌水频率
会提高紫花苜蓿根系生物量在土壤浅层的分布比
例。
随着刈割频率增加,紫花苜蓿根系生物量在土
壤浅层的分布比例逐渐提高。
与禾本科牧草混播使紫花苜蓿根系生物量在表
土层的分布比例提高。
不同品种紫花苜蓿根系生物量的垂直分布存在
差异。
孙洪仁等[1]指出,随着生长年限增加,紫花苜蓿
的根系入土深度增加。因此,当生长年限增加时,紫
花苜蓿根系的垂直分布将随着入土深度的变深而下
移,土壤深层分布比例势必提高。
3.2 紫花苜蓿根系生物量垂直分布规律
一般而言,由浅至深,紫花苜蓿根系生物量逐层
递减。前人研究表明,该逐层递减符合指数函数规
律[6,12]。现对文献[5-13]、[15]和[17-34]的数据进
行根系生物量与土层深度之间的回归分析,结果表
明,紫花苜蓿根系生物量随着土层深度增加的确呈
指数函数(Y=aebX,Y 为根系生物量(g),X 为土层
深度(cm),a和b为常数(21≤a≤336,-0.145≤b
≤-0.015))规律递减。但当土壤分层厚度较薄时
(如10或15cm),也有亚表层根系生物量高于表层
的情形出现[16,22]。
通常情况下,紫花苜蓿根系生物量在0~30cm
土层的分布比例在60%~90%之间,0~60cm土层
为65%~95%。
3.3 问题与建议
关于紫花苜蓿根系生物量垂直分布的田间研究
文献数量不多,且取样深度大多偏浅,非为全土层,
亦不够系统。系统性差主要表现为生长年限不全,
绝大多数研究仅为1个生长年限。黑龙江宝清县三
江平原的研究涉及3个生长年限,但生长1年者与
生长2年和3年者的地点不同,2个地点的耕层厚
度有别,取样层次划分也存在差异,导致数据可比性
下降。
建议有三:一是针对不同自然区域和不同生长
年限的紫花苜蓿主栽品种开展系统研究;二是增加
取样深度,最好全土层取样;三是加强垂直分布规律
模型的研究。
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(责任编辑 李美娟
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)
中国科技核心期刊、中国农业核心期刊、
全国中文核心期刊、全国优秀农业期刊
《植物遗传资源学报》征订启事
《植物遗传资源学报》是中国农业科学院作物科学研究所和中国农学会主办的学术期刊,为中国科
技论文统计源期刊、中国科学引文数据库来源期刊(核心期刊)、中国核心期刊(遴选)数据库收录期刊、
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响因子在自然科学与工程技术类学科排序第9名。
报道内容为大田、园艺作物,观赏、药用植物,林用植物、草类植物及其一切经济植物的有关植物遗
传资源基础理论研究、应用研究方面的研究成果、创新性学术论文和高水平综述或评论。诸如,种质资
源的考察、收集、保存、评价、利用、创新,信息学、管理学等;起源、演化、分类等系统学;基因发掘、鉴定、
克隆、基因文库建立、遗传多样性研究。
双月刊,大16开本,128页。定价20元,全年120元。各地邮局发行。
邮发代号:82-643。国内刊号CN11-4996/S,国际统一刊号ISSN1672-1810。
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