全 文 ：第 16 卷 第 3 期
Vol. 16 No . 3
草 地 学 报
ACTA AGRESTIA SINICA
2008 年 5 月
May 2008
紫花苜蓿根系入土深度
孙洪仁, 武瑞鑫, 李品红 , 邵 帅, 戚琳璐, 韩建国*
(中国农业大学草地研究所, 北京 100094)
摘要:综述了紫花苜蓿( Med icago sativa L. )根系入土深度的影响因子和若干自然区域的紫花苜蓿根系入土深度,
为其根系的深入研究及栽培管理提供依据。影响紫花苜蓿根系入土深度的因子包括土层厚度、地下水位、土壤特
性、耕作、施肥、灌溉、刈割、生长调节剂、品种和生长年限,其中土层厚度、地下水位、土壤特性和生长年限对紫花苜
蓿根系入土深度的影响较大;土层越薄、地下水位越高、土壤障碍(酸、碱、盐、粘重、紧实和贫瘠)越重、生长年限越
短,根系入土深度越浅; 深耕、施肥和应用生长调节剂皆可促进苜蓿根系下扎 ;不同灌溉模式根系入土深度略有不
同;刈割频率越高, 根系入土深度越浅;不同品种根系入土深度存在一定差异 ;不同自然区域和生长年限紫花苜蓿
根系入土深度差异很大;在土层薄及地下水位高的情况下 ,紫花苜蓿根系入土深度取决于土层厚度和地下水位; 当
土壤障碍较为严重时,紫花苜蓿根系入土深度常可浅至不足 1 m, 一般不超过 2 m;在无明显土壤障碍因子的情况
下,生长 1 年紫花苜蓿根系入土深度约为 1~ 2 m,生长 2- 5年者多在 2~ 5 m 之间。
关键词:紫花苜蓿; 根系; 入土深度; 生长年限
中图分类号: S812 文献标识码: A 文章编号: 10070435( 2008) 03030705
Rooting Depth of Alfalfa
SU N H ongr en, WU Ruix in, LI Pinhong, SHAO Shuai, Q I Linlu, HA N Jianguo*
( Inst itute of Gras sland S cience, Chin a Agricul tural U nivers ity, Beijing 100094, China)
Abstract: Factors affect ing the alfalfa ro ot ing depth and the roo ting depth in sever al natural regions w ere
review ed in this paper. Facto rs af fect ing the alfalfa root ing depth include the depth of the soil layer, under
g round w ater level, the soil characteristics, ploughing, fer tilizat ion, irrig at ion, defo liat ion, growth regu
lators, cult iv ar s and gr ow ing year. Depth of soil layer, underground w ater lev el, soil characterist ics and
grow ing year had a great inf luence on the alfalfa r oot ing depth. T hinner the depth of soil lay er, higher the
underg round w ater level, sever er the soil obstacle, sho rter the g row ing year, the roo ting depth w as shallo
wer. Deep t illage, fert ilizat ion, applicat ion of plant grow th regulators could promote the ro ot penet rat ion.
Under different irrig ation pat terns, the ro ot ing depth was slight ly different . T he mor e f requent the clip
ping , the shallow er the roo ting depth w as. There w as a certain degr ee dif ference w ith the ro ot ing depth
betw een dif ferent varieties. Among the different natural r eg ions and g row ing year, there w as g reat differ
ence w ith the root ing depth. In some situat ions w hich the depth o f soil layer w as thin and the underg round
w ater level w as high , the root ing depth depended on the depth of the soil layer and underground w ater
lev el. When the soil obstacle w as severer, the ro ot ing depth w as alw ays below 1 m, generally less than 2
m. In some situations w ithout obvious soil obstacle, the root ing depth o f one grow ing year alfalfa w as
about 1~ 2 m, that o f 2 to 5 grow ing year s w as about 2~ 5 m .
Key words: Alfalfa; Roo t sy stem; Root ing depth; Grow ing year
根系是植物吸收水分和养分的主要器官, 同时
具有合成有机物、支持和固定植株, 改变土壤的物
理、化学和生物特性,及固持水土等功能。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,亦与土壤耕作及作物种植制度密切相关。多
年来,国内外学者对被誉为牧草之王的紫花苜蓿
收稿日期: 20071010; 修回日期: 20070403
基金项目: 农业部 948国际先进农业科技引进重大专项( 2006G38) ;科技部 十一五科技支撑项目( 2006BAD16B03) ; 山西省雁门关生
态畜牧经济区科技合作项目
作者简介: 孙洪仁( 1965) ,男,吉林怀德人,副教授,主要从事人工草地栽培管理及宏观草业研究, Email: su nhongren@ cau. edu. cn; * 通
讯作者 Auth or for correspon dence
草 地 学 报 第 16卷
(Medicago sat iv a L. )的研究集中于地上枝条部
分,而对地下根系的研究较少,目标零散。作为公认
的深根植物,紫花苜蓿根系的入土深度究竟有多深,
影响因子有哪些,至今未见较为全面系统的综述文
献。本文拟在全面总结现有紫花苜蓿根系入土深度
研究基础上,系统地探讨紫花苜蓿的根系入土深度
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 紫花苜蓿根系入土深度的影响因子
1. 1 土层厚度
当土层较薄时,根系入土深度将受到土层厚度
的局限。土层越薄, 根系入土深度越浅。Oddie 和
Bailey[ 1]在加拿大艾伯塔省中部开展露天煤矿土地
复垦研究, 在苏打质矿弃土上覆土 0. 15、0. 70、
1. 10、1. 50、2. 00和 3. 60 m, 紫花苜蓿和无芒雀麦
混播草地(生长 3 - 5 年)的根系入土深度分别为
0. 57、0. 79、1. 10、1. 43、1. 59 和 1. 66 m。杨吉华
等[ 2]在山东省莒县低山丘陵区荒山荒坡开展紫花苜
蓿保持水土效益研究,试验区土层厚度多在 0. 10~
0. 50 m 之间,紫花苜蓿(生长 3年)的根系入土深度
也基本上被限制在 0. 50 m 之内。但亦有研究表
明,紫花苜蓿根系可深入到母岩中。如 Fehren
bacher等 [ 3]在美国伊利诺伊州西北部的研究表明,
紫花苜蓿根系可沿裂隙表面深入至土层之下的页岩
中。当土层厚度0. 71 m 时,紫花苜蓿(生长 1年)的
根深 1. 14 m 左右, 深者达 1. 37 m; 土层厚度 1. 07
m 时,根深 1. 27 m 左右,深者达 1. 47 m。
1. 2 地下水位
当地下水位较高时, 根系入土深度将受到地下
水位的限制。地下水位越高, 根系入土深度越浅。
Fox 和 Lipps[ 4] 在美国内布拉斯加州普拉特谷地的
研究结果为, 在地下水位 1. 50 m 左右的近河岸冲
积性Wann类土壤上,紫花苜蓿(生长 2- 3年)根系
入土深度被限定在地下水位之上 0. 10~ 0. 20 m
处;但在地下水位 3. 50 m 左右的低阶台地黄土质
Hall类土壤上,紫花苜蓿根系深入到了地下水位之
下 0. 30 m 处。刘法涛等[ 5] 在新疆准格尔盆地北部
灌区(地下 2~ 3 m 处存在第三纪不透水泥层)的研
究结果为, 当地下水位分别为 0. 75、1. 05、1. 40 和
1. 60 m 时, 紫花苜蓿(生长 3- 7年)的根系入土深
度依次为 0. 42、0. 75、1. 13和 1. 30 m。马其东等 [ 6]
在山东无棣黄河三角洲地区(海拔 2~ 3 m)以无棣
苜蓿为试验材料的研究结果为,当地下水位 0. 5~
2 m时,紫花苜蓿(生长2- 5年)根系入土深度仅为
0. 30~ 0. 70 m。阿德力 麦地等 [ 7] 在新疆尉犁孔
雀河流域(地下水位 0. 8~ 1. 2 m)的研究结果为,春
播当年 5 月龄阿尔冈金苜蓿主根长度仅 0. 40 m。
王亚琴等 [ 8]在浙江象山县(海拔低, 降水丰沛,地下
水位高)的研究表明, 2003 年 10 月中旬秋播苜蓿,
至 2004年 6 月下旬第 2茬刈割时, 15个品种的主
根长度仅 0. 16~ 0. 21 m。
1. 3 土壤特性
土壤特性影响根系入土深度。土壤障碍(酸、
碱、盐、粘重、紧实和贫瘠)越重, 根系入土深度越浅。
Lamba等[ 9] 在美国威斯康星州的研究结果为,生长
2年的紫花苜蓿在 Miami粉沙壤土、Spencer粉沙壤
土和Plainf ield沙土中的根系入土深度分别为1. 91、
0. 56 和 1. 22 m。Upchurch 和 Lovvorn [ 10] 在美国
北卡莱罗纳州的研究结果为, 10 月龄紫花苜蓿在
Cecil粘壤土和 Norfolk 沙壤土(表层 1米左右之下
为粘土)中的根系入土深度分别为 1. 2 和 1. 8 m;生
长 6年者分别为 1. 2和 2. 1 m。Fox 和 Lipps[ 4] 在
美国内布拉斯加州普拉特谷地于地下水位 1. 50 m
左右的近河岸冲积性 Wann 类土壤上的研究结果
为,生长 2年的紫花苜蓿在心土沙砾质、极度缺磷地
块的根系入土深度仅 0. 60~ 0. 90 m; 而在心土质地
较细、磷含量稍高地块则深达 1. 35 m 左右。Sai
ni
[ 11]在加拿大新不伦瑞克省人工生长室内(模仿弗
雷德里克顿 6- 9月气候)采用根箱法(根箱长、宽和
深分别为 0. 21、0. 05和 0. 75 m ; 0~ 0. 15 m 表土容
重 1. 24 g/ cm3 )的研究结果为, 120日龄紫花苜蓿在
心土压实至容重 1. 90 g/ cm3 条件下根系入土深度
仅为 0. 33 m, 而不压实条件下则达到 0. 61 m。陈默
君等[ 12]在北京平原区研究结果为, 在养分贫瘠的沙
荒地, 8月中旬秋播紫花苜蓿, 11月底越冬前根系入
土深度仅为 0. 20 m, 而在低产田和中等肥力壤质农
田分别为0. 40和 0. 60 m。
同为生长 2年的紫花苜蓿, 在河北省保定市河
北农业大学实验农场 pH7. 5的褐土中根系入土深达
4. 67 m[ 13] ,而在美国爱达荷州中南部 Portneuf 粉沙
壤土中根系入土深度 2. 3 m 以上[ 14] , 在黑龙江省肇
源县 pH8. 5以上的低湿盐碱地上主根长度 0. 62~
0. 65 m
[ 15]
,在黑龙江省宝清县的白浆土上根系入土
深度 0. 60 m[ 16] ,在江西省 pH4. 8~ 4. 9的酸性红壤
低丘岗地上主根长度和入土深度分别为 0. 31~
0. 54 m 和 0. 19~ 0. 26 m[ 17] , 在黑龙江省密山市的
308
第 3期 孙洪仁等:紫花苜蓿根系入土深度
白浆土上根系入土深度 0. 60~ 0. 70 m[ 18]。
1. 4 耕作
播种前耕作深度影响根系入土深度。深耕可促
进生长第 1 年苜蓿根系下扎。孙启忠等 [ 19] 在内蒙
古敖汉旗以敖汉苜蓿为试验材料的研究表明, 深耕
促进春播当年根系下扎, 浅耕( 0. 12 m )处理春播当
年冬前根系入土深度 0. 80 m, 而中深耕( 0. 18 m )和
深耕( 0. 28 m )处理分别为 1. 10和 1. 20 m。
但播种前耕作方式对主根长度影响不大。裴志
等[ 15]在黑龙江省肇源县低湿盐碱地( pH8. 5以上)
的研究结果为, 翻耙(耕翻深度 0. 20 m)处理生长 2
年紫花苜蓿的主根长度为 0. 65 m, 重轻耙(耙口深
度 0. 15 m)处理为 0. 62 m。
1. 5 施肥
施肥可促进苜蓿根系下扎。Fox 和 Lipps[ 4] 在
美国内布拉斯加州普拉特谷地的研究表明, 在缺磷
地块施磷明显促进了紫花苜蓿根系下扎。Bouton
等[ 20] 在美国佐治亚州于温室内采用根箱法 (根箱
长、宽和深分别为 0. 75、0. 12和 0. 80 m; 0~ 0. 20 m
表土 pH 6. 6)的研究表明, 0. 20~ 0. 80 m 酸性土壤
心土层( pH4. 2)施用 CaCO 3 或 CaSO 4 显著增加了
紫花苜蓿播种后 250 d 的根系入土深度, 处理组为
0. 43~ 0. 49 m,对照组 0. 32 m。
1. 6 灌溉
灌溉影响根系入土深度。不同灌溉模式根系入
土深度不同。Bennet t 和 Doss[ 21] 在美国亚拉巴马
州的研究表明, 3种不同灌溉模式对紫花苜蓿根系
入土深度影响较大, 0~ 0. 91 m 根区土壤有效水消
耗 80%时灌溉至田间持水量根系入土深度最深, 消
耗 30%时灌溉最浅,消耗 65%时灌溉居中。Jodari
Karimi等[ 22] 在美国密西西比州温室采用筒栽法(深
1. 2 m,直径 0. 30 m)研究表明,灌溉对约 4月龄紫花
苜蓿根长具有显著影响,灌溉者最大根长1. 08~ 1. 15
m,而未灌溉者则长达 1. 47 m。白文明等[ 23]在内蒙
古蹬口县(年降水量 142. 7 mm)以准噶尔苜蓿为试验
材料的研究表明, 3种不同灌溉量对春播当年根系入
土深度具有显著影响, 灌溉 33 mm 者入土深度近
1. 10 m,而103和 133 mm者仅0. 80~ 0. 90 m。
1. 7 刈割
刈割降低根系入土深度;刈割频率越高,根系入
土深度越浅。Hodgkinson 和 Bass Becking[ 24]在澳大
利亚新南威尔士州采用根箱法(根箱长、宽和深分别
为 0. 30、0. 30和 2. 00 m; 栽培基质为纯沙,每 2- 3 d
供应一次完全营养液)以 6月龄苜蓿(试验前已刈割
1~ 2次)为试验材料的研究表明,刈割显著降低了根
系伸长速率( 65%)和入土深度( 0. 20 m 以上)。郭正
刚等[ 25]在甘肃省张掖市以 2001年秋播金皇后苜蓿
为试验材料的研究表明,刈割降低了根系入土深度,
刈割频率越高,根系入土深度越浅, 不刈割者 2002年
9月入土近 0. 60 m,而刈割3次者不足 0. 40 m。
1. 8 生长调节剂
生长调节剂可促进苜蓿根系下扎。Saini[ 11] 在
加拿大新不伦瑞克省人工生长室(模仿弗雷德里克
顿 6- 9月气候)采用根箱法(根箱长、宽和深分别为
0. 21、0. 05 和 0. 75 m; 0~ 0. 15 m 表土和 0. 15~
0. 73 m心土容重分别为 1. 24 g/ cm3 和 1. 90 g/
cm3 )研究结果为, 120 日龄紫花苜蓿在表土混施赤
霉酸和二碘羟基苯酸条件下根系入土深度分别达到
0. 49和 0. 51 m ,而对照则仅为 0. 33 m。
1. 9 植株密度
在一定范围内植株密度对播种当年现蕾期根长
没有显著影响。杜汉强等 [ 26] 在甘肃省天水市以春
播当年德宝苜蓿为试验材料的研究表明, 不同植株
密度( 120~ 300株/ m2 )对现蕾期根长没有显著影
响,范围为 0. 29~ 0. 34 m。
1. 10 品种
不同品种 ( 材料 ) 根系入土深度存在差异。
Bouton等[ 20] 在美国佐治亚州于温室采用根箱法
(根箱长、宽和深分别为 0. 75、0. 12和 0. 80 m; 0~
0. 20 m 表土 pH6.6, 0. 20~ 0. 80 m心土 pH4. 2)研究
表明, 酸性土壤条件下筛选出来的苜蓿材料播种后
250 d根系入土深度( 0. 36 m)显著深于在施用石灰条
件下筛选出来的材料( 0. 28 m)。易克贤等[ 17] 在江西
省酸性红壤低丘岗地( 0~ 0. 20 m 土层, pH4. 8~ 4. 9)
上的研究表明, 引自国内外不同地区、生长 1 年的
11 个紫花苜蓿品种根系入土深度差别明显, 深者
0. 21 m,浅者仅 0. 03 m。孙启忠等[ 19] 在内蒙古敖
汉旗的研究表明, 不同苜蓿品种根系入土深度不同,
春播当年敖汉、Vertus和草原 2号苜蓿冬前根系入
土深度分别为 1. 40、1. 90和 2. 10 m。郭彦军等[ 27]
在重庆市北碚区以国内外 6个苜蓿品种为试验材料
的研究表明,不同品种 14月龄根系入土深度差异显
著,深者 (敦煌苜蓿) 达到 1. 11 m , 浅者 (游客和
Moapa 苜蓿)不足 0. 85 m。郭正刚等[ 28] 在甘肃省
定西县以2000年 6月中旬播种的国内外 9个苜蓿品
309
草 地 学 报 第 16卷
种为试验材料的研究表明, 不同品种 2001年成熟期
根系入土深度差异显著, 深者超过 1. 10 m ( Amer
istand201苜蓿) ,浅者不足 0. 50 m(陇东苜蓿)。
1. 11 生长年限
生长年限影响根系入土深度。生长年限越短,
根系入土深度越浅。Lamba 等[ 9] 在美国威斯康星
州的研究结果为, 在 M iami粉沙壤土中生长 1和 2
年紫花苜蓿的根系入土深度分别为 0. 91 和 1. 91
m;在 Spencer 粉沙壤土中分别为 0. 20 和 0. 56 m;
在Plainf ield沙土中分别为 0. 76 和 1. 22 m。吴晶
等[ 16] 在黑龙江省宝清县白浆土上的研究结果为, 生
长1、2和 3年的肇东苜蓿根系入土深度分别为 0. 48、
0. 60和 0. 88 m。易克贤等[ 17] 在江西省 pH4. 8~ 4. 9
的酸性红壤低丘岗地上的研究结果为, 生长 1 年的
紫花苜蓿根系入土深度为 0. 03~ 0. 21 m, 生长 2年
者为 0. 19~ 0. 26 m。黄铁燕等 [ 18]在黑龙江省密山
市白浆土上的研究结果为,生长 1、2和 3年的紫花
苜蓿根系入土深度分别为 0. 30~ 0. 40、0. 60~ 0. 70
和 1. 30 m, 4- 5年者 1. 50 m 以上。陈默君等 [ 12]在
北京平原区沙荒地的研究结果为, 8月中旬播种之
紫花苜蓿, 当年 11月底根系入土深度为 0. 20 m, 第
2年 11月底增至 1. 80 m,第 3年 6月达到 2. 40 m。
陈世锽等[ 29] 报道,在粘壤土中生长 1年的紫花苜蓿
根系入土深度为 0. 62 m, 2年者达 1. 60 m。
耿华珠等[ 30] 认为,生长 1 年的紫花苜蓿根系入
土深度 1~ 2 m, 甚至超过 2 m; 生长 9年者则可达 6
m 以上。陈宝书和王建光[ 31] 认为,紫花苜蓿种植当
年根系入土深度可达 1 m 以上, 生长多年者深达数
米,乃至 10~ 30 m。王堃和陈默君[ 32]认为,紫花苜蓿
春播当年生长3个月后,入土深度 0. 60~ 0. 70 m,冬
前枯黄期可达2 m以上;生长 5- 8年者可深达 6 m。
杨青川[ 33]认为,紫花苜蓿种植当年根系入土深度可
超过 1 m,生长多年者深达数米,直至 10 m 以上。
2 若干区域紫花苜蓿根系入土深度
关于紫花苜蓿根系入土深度的研究集中于北美
洲和中国。
2. 1 北美洲
北美洲关于紫花苜蓿根系入土深度的研究文
献不多, 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。美国北卡莱罗纳州的研究能较好地揭示规
律, 尽管涉及生长年限仅为 2 个, 但年限间距大
(分别为 1和 6年) ,且在其特定的土壤条件下 2个
生长年限差别很大, 而入土深度差别很小。北美
洲不同土层厚度、地下水位和土壤特性的自然区
域及不同生长年限的紫花苜蓿根系入土深度差别
较大。缺素地块施肥紫花苜蓿根系入土深度明显
深于对照。当土壤障碍因子较为严重时, 紫花苜
蓿根系入土深度可浅至不足 0. 6 m, 甚至生长年限
5、6年者亦不超过 1. 5 m。在无明显土壤障碍因
子的情况下, 生长 1 年的紫花苜蓿根系入土深度
约为 1~ 2 m; 生长 2 年以上者多在 2~ 4. 5 m 之
间,最深达 39 m。
2. 1. 1 美国 伊利诺伊州西北部土层厚度 0. 71和
1. 07 m区域, 生长 1年紫花苜蓿根系入土深度分别
为 1. 14~ 1. 37和 1. 27~ 1. 47 m[ 3]。内布拉斯加州
普拉特谷地地下水位 1. 50 m 左右的近河岸冲积性
Wann类土壤上,生长 2- 3年紫花苜蓿根深 1. 30~
1. 40 m(但在心土沙砾质、极度缺磷、未施肥地块,
生长 2年紫花苜蓿根深仅为 0. 60~ 0. 90 m) ; 地下
水位 3. 50 m 的低阶台地黄土质 Hall类土壤上, 生
长 2- 3年紫花苜蓿根系深达 3. 80 m[ 4]。威斯康星
州 M iam i粉沙壤土、Spencer 粉沙壤土和 Plainf ield
沙土上,生长 1年紫花苜蓿的根系入土深度分别为
0. 91、0. 20 和 0. 76 m, 生长 2 年者分别为 1. 91、
0. 56和 1. 22 m[ 9] 。北卡莱罗纳州 Cecil粘壤土和
Nor fo lk沙壤土(表层 1 m 左右之下为粘土)上, 10
月龄紫花苜蓿根系入土深度分别为 1. 2和 1. 8 m;
生长6年者分别为 1. 2和 2. 1 m[ 10]。美国爱达荷州
中南部 Portneuf粉沙壤土上, 生长 2年紫花苜蓿根
系入土深度 2. 3 m 以上[ 14] 。美国俄亥俄州和科罗
拉多州紫花苜蓿根系入土深度一般低于 4. 5 m[ 10]。
全美观测到的紫花苜蓿根系入土最深记录为 39 m,
位于一处矿井之上,生长年限不详 [ 34] 。
2. 1. 2 加拿大 艾伯塔省中部苏打质矿弃土上覆
土 0. 15、0. 70、1. 10、1. 50、2. 00和 3. 60 m 情况下,生
长 3- 5年与无芒雀麦混播紫花苜蓿根系入土深度分
别为 0. 57、0. 79、1. 10、1. 43、1. 59和 1. 66 m[ 1]。
2. 2 中国
中国关于紫花苜蓿根系入土深度的研究文献虽
较美洲为多,但亦十分有限, 且不够系统, 主要表现
为生长年限不全, 多数研究仅为 1个生长年限, 少数
涉及 2~ 3个,涉及 4~ 5个生长年限的研究仅 2项。
山东省无棣县黄河三角洲地区的研究最为系统, 涉
及 4个生长年限(分别为 2、3、4和 5年)。新疆准格
尔盆地北部灌区的研究亦能较好地说明问题,涉及
生长年限 5个( 3- 7年) , 尽管未作区分, 但在其特
310
第 3期 孙洪仁等:紫花苜蓿根系入土深度
定的土壤和灌溉条件下, 地下水位的高低成为紫花
苜蓿根系入土深度的决定因子, 生长年限之间差别
消失。不同土层厚度、地下水位和土壤特性自然区
域及不同生长年限紫花苜蓿根系入土深度差别较
大。不同耕作深度、灌溉量、刈割频率及品种的紫花
苜蓿根系入土深度亦有一定差异。当土壤障碍因子
较重时,紫花苜蓿根系入土深度可浅至 0. 3 m ,甚至
生长年限 5- 7年者亦不超过 1. 3 m。在无明显土
壤障碍因子情况下, 生长 1年紫花苜蓿根系入土深
度为 1~ 2 m;生长 2年以上者多在 2~ 5 m 之间。
2. 2. 1 东北平原 黑龙江省肇源县低湿盐碱地上,
生长 2年紫花苜蓿的主根长度为 0. 62~ 0. 65 m [ 15]。
黑龙江省宝清县白浆土上,生长 1、2和 3年的肇东
苜蓿根系入土深度分别为 0. 48、0. 60和0. 88 m [ 16]。
黑龙江省密山市白浆土上,生长 1、2和 3年的紫花
苜蓿根系入土深度分别为 0. 30~ 0. 40、0. 60~ 0. 70
和 1. 30 m, 4~ 5年者 1. 50 m 以上[ 18]。
2. 2. 2 内蒙古高原 内蒙古蹬口县春播当年不同
灌溉量准噶尔苜蓿根系入土深度 0. 80 ~ 1. 10
m
[ 23]。内蒙古敖汉旗春播当年 Ver tus 和草原 2 号
苜蓿冬前根系入土深度分别为 1. 90和 2. 10 m, 不
同耕深处理敖汉苜蓿为 0. 80~ 1. 40 m[ 19]。呼和浩
特市春播当年公农 1号苜蓿苗期、分枝期、现蕾期、
开花期和枯黄期前分别为 0. 05、0. 34、0. 68、0. 96和
1. 06 m
[ 31] 。甘肃省张掖市秋播金皇后苜蓿,第 2年
9月刈割 3次者根系入土深度 0. 40 m, 不刈割者近
0. 60 m[ 25] 。
2. 2. 3 黄淮海地区 北京平原区沙荒地上, 3、15和
27月龄秋播紫花苜蓿根系入土深度分别为 0. 20、1.
80和 2. 40 m;低产田和中等肥力壤质农田上, 3月龄
秋播紫花苜蓿根深分别为 0. 40和 0. 60 m[ 12]。河北
省保定市 pH 中性褐土上,生长 2年紫花苜蓿根系入
土最深可达 4. 67 m[ 13]。山东省莒县低山丘陵区土层
厚度 0. 10~ 0. 50 m 区域, 生长 3年紫花苜蓿的根系
入土深度不超过 0. 50 m[ 2]。山东省无棣县黄河三角
洲地区 海拔 2~ 3 m、地下水位 0. 5~ 2 m 区域, 生长
2、3、4、5年无棣苜蓿根系入土深度 0. 30~ 0. 70 m[6] 。
2. 2. 4 黄土高原 山西省中、南部地区生长 4~ 5
年的晋南苜蓿根系入土深度多在 3~ 4 m 之间, 深
者可达 6 m[ 35] 。甘肃省天水市春播德宝苜蓿当年
现蕾期根长 0. 29~ 0. 34 m[ 26]。甘肃省定西县 6 月
中旬播种,至第 2年成熟期, 9个品种中根系入土深
度浅者 (陇东苜蓿 ) 不足 0. 50 m , 深者 ( Amer
istand201苜蓿)超过 1. 10 m [ 28]。青海省贵德县生
长 4年紫花苜蓿根系入土深度 2. 50 m[ 36]。
2. 2. 5 长江中下游地区 浙江省象山县 10月中旬
秋播紫花苜蓿,至第 2年 6月下旬第 2茬刈割时, 15
个品种的主根长度在 0. 16~ 0. 21 m 之间[ 8] 。江西
省酸性红壤低丘岗地土壤 pH4. 8~ 4. 9区域, 11个
紫花苜蓿品种生长 1和 2年的根系入土深度范围分
别为 0. 03~ 0. 21和 0. 19~ 0. 26 m[ 17]。
2. 2. 6 四川盆地 重庆北碚区 14月龄苜蓿, 6个
品种中根系入土深度浅者(游客和 Moapa 苜蓿)不
足 0. 85 m,深者(敦煌苜蓿)达到 1. 11 m[ 27]。
2. 2. 7 新疆 尉犁县孔雀河流域地下水位 0. 8~
1. 2 m区域,春播当年 5月龄阿尔冈金苜蓿主根长度
0. 40 m[ 7]。准格尔盆地北部灌区地下 2~ 3 m处存在
第三纪不透水泥层区域, 当地下水位分别为 0. 75、
1. 05、1. 40和 1. 60 m 时,生长 3- 7年紫花苜蓿的根
系入土深度依次为 0. 42、0. 75、1. 13和 1. 30 m[ 5]。
3 讨论与结论
3. 1 紫花苜蓿根系入土深度的影响因子
影响紫花苜蓿根系入土深度的因子包括土层厚
度、地下水位、土壤特性、耕作、施肥、灌溉、刈割、生
长调节剂、品种和生长年限。其中土层厚度、地下水
位、土壤特性和生长年限对紫花苜蓿根系入土深度
的影响较大。土层越薄、地下水位越高、土壤障碍
(酸、碱、盐、粘重、紧实和贫瘠)越重、生长年限越短,
根系入土深度越浅。耕作、施肥和应用生长调节剂
对播种当年紫花苜蓿入土深度具有一定影响。深
耕、施肥和应用生长调节剂皆可促进根系下扎。不
同灌溉模式根系入土深度略有不同。刈割频率越
高,根系入土深度越浅。不同品种根系入土深度存
在一定差异。
3. 2 紫花苜蓿根系入土深度的陈述限定
由于影响因子较多, 因而在陈述紫花苜蓿根
系入土深度时应附以一定的限定条件。土层厚
度、地下水位和土壤特性属于人类较为难以改变
的自然条件, 且对紫花苜蓿根系入土深度的影响
较大,限定较为硬性, 因此宜作为第一级陈述限
定。该 3项影响因子因地区而异, 因而可将其定
为自然区域。生长年限属于人类无意改变的自然
进程,对紫花苜蓿根系入土深度的影响亦较大, 可
作为第二级陈述限定。其他影响因子属于人类可
以调控的栽培管理措施, 通常在同一自然区域内
较为固定和一致, 而且对紫花苜蓿根系入土深度的
影响相对较小,因此可不作为陈述限定条件(确有必
要时,可作为第三级)。如我们可以说北京平原区
生长 2年或陕北黄土高原生长 4年紫花苜蓿的
311
草 地 学 报 第 16卷
根系入土深度。
3. 3 紫花苜蓿根系入土深度
不同自然区域和生长年限紫花苜蓿根系入土深
度差异很大。在土层薄及地下水位高的情形下, 紫
花苜蓿根系入土深度取决于土层厚度和地下水位。
当存在较为严重的土壤障碍因子时,紫花苜蓿根系
入土深度常可浅至不足 1 m, 一般不超过 2 m。在
无明显土壤障碍因子的情形下,生长 1年紫花苜蓿
根系入土深度约为 1~ 2 m; 生长 2- 5年者多在2~
5 m 之间。
关于紫花苜蓿根系入土深度的研究数量极其有
限,且很不系统。系统性不强主要表现为生长年限
不全,多数研究仅为 1个生长年限, 少数涉及 2~ 3
个,涉及 4~ 5个生长年限的研究仅见 2项。山东省
无棣县黄河三角洲地区的研究最为系统, 新疆准格
尔盆地北部灌区和美国北卡莱罗纳州的研究亦能较
好揭示规律。其他地区不同生长年限紫花苜蓿根系
入土深度规律皆未得到系统揭示。
参考文献
[ 1] Oddie T A, Bailey A W. Sub soil thickn ess effect s on yield and
soil w ater w hen reclaiming sodic minespoil[ J] . J ournal of envi
ronm ental qu alit y, 1988, 17( 4) : 623627
[ 2] 杨吉华,张光灿,刘霞,等.紫花苜蓿保持水土效益的研究[ J] .
土壤侵蚀与水土保持学报, 1997, 3( 2) : 9196
[ 3] Fehrenbacher J B, Ray B W, Edw ards W M. Rooting volum e
of corn and alfalfa in shale influen ced soils in northw estern Il li
nois [ J] . Soil Sci. S oc. Am. Proc. 1965, 29: 591594
[ 4] Fox R L, Lipps R C. Subirrigat ion and plant nu t riti on. I. Al fal
f a root dist rib ut ion and soil propert ies [ J ] . S oil S ci. Soc. Am.
Proc. , 1955, 19: 468473
[ 5] 刘法涛,杨志忠,条了汉.地下水位与紫花苜蓿根深关系及其灌
溉方法[ J ] .中国草地, 1995, ( 3) : 4849, 73
[ 6] 马其东,高振声,洪绂曾,等.黄河三角洲地区苜蓿生态适应性
研究[ J ] .草地学报, 1999, 7( 1) : 2838
[ 7] 阿德力 麦地,胡玉昆,艾合买提 库尔班, 等.塔里木河中下
游退耕地种植苜蓿试验效果分析 [ J] . 干旱区研究, 2004, 21
( 2) : 157160
[ 8] 王亚琴,孙红霞,鲍明道,等.浙江地区不同品种紫花苜蓿不同
刈割期二茬性状表现[ J] .草业科学, 2005, 22( 9) : 4144
[ 9] Lamba P S, Ahlgren H L, Muckenhirn R J. Root growth of alfalfa,
medium red clover, bromegrass, and t imothy under various soil
condit ions[ J] . Agronomy journal, 1949, 41( 10) : 451458
[ 10] U pchu rch R P, Lovvorn R L. Gross morph ological r oot habit s
of alfalfa in North Carolina [ J ] . Agronomy Jou rnal , 1951, 43:
493498
[ 11] S aini G R.Root elon gat ion and plant grow th in a basal t ill com
pact soil t reated w ith 3, 5diiodo4hydroxybenzoic acid and
gib berellic acid[ J] . Agronomy journal, 1979, 71( 6) : 10671070
[ 12] 陈默君,贾慎修.北京沙荒地牧草种植及生长发育研究[ A] .
见:贾慎修文集编委会. 贾慎修文集 [ C] . 北京:中国农业大学
出版社, 2002. 192199
[ 13] 孙醒东,缪应庭. 华北地区重要绿肥作物根系的研究 [ J] .河北
农业学报, 1962, 1( 2) : 4572
[ 14] Kohl R A, Kolar J J. S oil w ater uptake by al falfa[ J ] . Agon .
J. , 1976, 68: 536538
[ 15] 裴志,于长和,刘彦胜.不同整地方式影响苜蓿产量的初步观察
[ J] .黑龙江畜牧兽医, 1987, ( 3) : 1920
[ 16] 吴晶,宫玉芝,赵德林,等.三江平原种植多年生牧草改良岗地
白浆土的研究[ J] .中国草地, 1991, ( 1) : 1721
[ 17] 易克贤,刘斌,詹爱民,等.紫花苜蓿在江西红壤低丘岗地的生
长观察[ J] .江西农业大学学报, 1991, 13( 6) : 5561
[ 18] 黄铁燕,冯海红,门福强.紫花苜蓿改良白浆土的效果[ J] .作物
杂志, 1996, ( 1) : 31
[ 19] 孙启忠,韩建国, 桂荣, 等. 科尔沁沙地苜蓿根系和根颈特性
[ J] .草地学报, 2001, 9( 4) : 269276
[ 20] Bouton J H, Hammel J E, S umner M E. Alafal fa, Med icag o
sat iv a L. , in highly w eather ed, acid s oils. . Root grow th into
acid subsoil of plants selected for acid tolerance[ J ] . Plant an d
Soil, 1982, 65: 187192
[ 21] Benn et t O S, Doss B D. Ef fect s of soil m ois ture level on root
dist ribu tion of coolseason forage species[ J] . Agron . J. , 1960,
52: 204207
[ 22] JodariKarimi F, Watson V, H odges H , et al . Root dist ribu tion
an d w ater us e eff iciency of alfalfa as inf luen ced b y depth of irri
gat ion[ J] . Ag ron . J. , 1983, 75( 2) : 207211
[ 23] 白文明,左强,黄元仿,等.乌兰布和沙区紫花苜蓿根系生长及
吸水规律的研究[ J] .植物生态学报, 2001, 25( 1) : 3541
[ 24] Hodgkinson K C, Bass Beck ing H G. E ffect of d efol iat ion on
root grow th of some arid zone perennial plan ts [ J] . Aust . J. Ag
ric. Res. , 1977, 29: 3142
[ 25] 郭正刚,刘慧霞,王彦荣.刈割对紫花苜蓿根系生长影响的初步
分析[ J] .西北植物学报, 2004, 24( 2) : 215220
[ 26] 杜汉强,牛一川,赵晓玲,等.不同播种密度对紫花苜蓿主要性
状的影响[ J] .草业科学, 2004, 21( 3) : 4245
[ 27] 郭彦军,徐恢仲,张家骅.紫花苜蓿根系形态学研究[ J] .西南农
业大学学报, 2002, 24(6) : 484486
[ 28] 郭正刚,王锁民, 张自和. 紫花苜蓿品种间根系发育过程分析
[ J] .应用与环境生物学报, 2003, 9( 4) : 367371
[ 29] 陈世锽,张昊,王立群,等. 中国北方草地植物根系[ M ] .长春:
吉林大学出版社, 2001. 180
[ 30] 耿华珠,吴永敷,曹致中.中国苜蓿[ M ] .北京:中国农业出版
社, 1995. 2526
[ 31] 陈宝书,王建光.牧草饲料作物栽培学[ M ] .北京: 中国农业出
版社, 2001. 210211
[ 32] 王堃,陈默君.苜蓿产业化生产技术 [ M ] . 北京:中国农业科技
出版社, 2001. 8
[ 33] 杨青川.苜蓿生产与管理指南 [ M ] .北京: 中国林业出版社,
2003. 9
[ 34] H anson A A, Barnes D K, H ill R R. Alfal fa and alfalfa im
provement [ M ] . M adis on , W iscon sin, USA: Am erican Society
of Agronomy, Inc. , Pub lish er, 1988. 377
[ 35] 潘幸来,孙来虎,王永杰,等.黄土高原冬小麦及苜蓿的根系构
形特征[ J] .麦类作物, 1997, 17( 1) : 3235
[ 36] 王海林,公保才让.高寒牧区栽培苜蓿根系的研究[ J ] .草业与
畜牧, 2007, ( 8) : 79
(责任编辑 才 杰)
312