全 文 ：中国生态农业学报 2012年 7月 第 20卷 第 7期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, Jul. 2012, 20(7): 914−920


* 甘肃农业大学科技创新基金项目(GAU-CX1020)、农业部行业专项(nyhyzx07-022)、国家现代牧草产业技术体系和国家自然基金项目
(41163002)资助
** 通讯作者: 师尚礼(1962—), 男, 博士, 教授, 主要从事草种质资源与育种研究。E-mail: shishl@gsau.edu.cn
南丽丽(1979—), 女, 博士, 副教授, 主要从事草种质资源与育种研究。E-mail: nanll@gsau.edu.cn
收稿日期: 2011-11-15 接受日期: 2012-02-08
DOI: 10.3724/SP.J.1011.2012.00914
不同根型苜蓿根颈变化特征分析*
南丽丽1 师尚礼1** 郭全恩2 田 丰1 范俊俊1
(1. 甘肃农业大学草业学院 草业生态系统教育部重点实验室 甘肃省草业工程实验室 中美草地畜牧业可持续发展研究中心
兰州 730070; 2. 甘肃省农业科学院土壤肥料与节水农业研究所 兰州 730070)
摘 要 在甘肃省 3 个不同生态区(天水半湿润区、兰州半干旱区和武威干旱区), 应用 Marquez-Ortiz 法和
Johnson 法对根茎型“清水”苜蓿(Medicago sativa L. cv. “Qingshui”)、根蘖型野生黄花苜蓿(native M. falcata
material)和“甘农 2 号”杂花苜蓿(M. varia Martin. cv. “Gannong No.2”)及直根型“陇东”苜蓿(M. sativa L. cv.
“Longdong”)生长前 3 年的根颈特性进行了连续研究。结果表明, 在 3 个生态区, 不同根型苜蓿根颈特性差异
显著, 其中根茎型“清水”苜蓿根颈直径和分枝直径均较细, 根颈入土深度较深, 根颈分枝数较多; 根蘖型野生
黄花苜蓿和“甘农 2号”杂花苜蓿的根颈直径和分枝直径均较粗, 根颈入土深度相对较浅, 根颈分枝数与根茎型
“清水”苜蓿差异不显著; 直根型“陇东”苜蓿的各项指标介于根茎型与根蘖型苜蓿之间, 与根蘖型苜蓿更接近。
根茎型、根蘖型苜蓿的水平伸展特性在不同生态区和不同土壤质地生长当年和生长第 2年均未表现, 生长第 3
年根茎/根蘖性状在 3 个生态区均得到表达, 但根茎率/根蘖率不同。根茎率在天水半湿润区最高, 武威干旱区
最低; 根蘖率在武威干旱区和兰州半干旱区较高, 天水半湿润区较低, 且根茎率/根蘖率随生育时期的延长呈
增加趋势。结荚期根茎型“清水”苜蓿在天水半湿润区根茎率为 76.7%, 兰州半干旱区、武威干旱区分别为 43.5%
和 39.0%。根蘖型黄花苜蓿和“甘农 2号”杂花苜蓿的根蘖率在兰州半干旱区为 61.2%和 50.6%, 在武威干旱区
为 58.7%和 54.7%, 在天水半湿润区为 44.5%和 36.3%。
关键词 苜蓿 根型 根颈特性 根茎率 根蘖率 半湿润区 半干旱区 干旱区
中图分类号: S541+9 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2012)07-0914-07
Analysis of dynamic variations in crown characteristics of
different root-type alfalfa plants
NAN Li-Li1, SHI Shang-Li1, GUO Quan-En2, TIAN Feng1, FAN Jun-Jun1
(1. College of Pratacultural Science, Gansu Agricultural University; Key Laboratory of Grassland Ecosystem of Ministry of
Education; Pratacultural Engineering Laboratory of Gansu Province; Sino-US Centers for Grazingland Ecosystem
Sustainability, Lanzhou 730070, China; 2. Institute for Soil Fertilizer and Water-saving Agriculture, Gansu Academy of
Agricultural Sciences, Lanzhou 730070, China)
Abstract Alfalfas are divided into tap-rooted, branch-rooted, creep-rooted and rhizome-rooted plant types. Rhizome-rooted alfalfa
is a relative independence germplasm resource with great genetic distance between rhizome-rooted alfalfa and international registry
of other alfalfa varieties. It is an important gene-pool for alfalfa breeding and varietal improvement. Retrospective review on past
papers shows that a huge amount of work have focused on introduction, breeding, productive performance, resistance and genetic
diversity of tap-rooted and creeping-rooted alfalfas. Also the mechanisms, genetic characters and environment impacts of
branch-rooted alfalfa have been extensively documented. However, only a few studies have focused on rhizome-rooted alfalfa and
fewer still on the contrasts among different root-type alfalfas. Therefore, four alfalfa materials with three root-types (rhizome-rooted
Medicago sativa L. cv. “Qingshui”, creep-rooted native M. falcata material, creep-rooted M. varia Martin.cv. “Gannong No.2” and
tap-rooted M. sativa L.cv. “Longdong”) were used to determine the differences in crown characteristics in the semi-humid region of
第 7期 南丽丽等: 不同根型苜蓿根颈变化特征分析 915


Tianshui, semi-arid region of Lanzhou and arid region of Wuwei in Gansu Province. The results showed significant differences
among different root-type alfalfas regarding crown characteristics, crown diameter and crown branch diameter. Rhizome-rooted al-
falfa was relatively thinner with deeper crown depth and more crown branches. Crown diameter and crown branch diameter of
creep-rooted alfalfa were relatively thicker with shallower crown depth. There was no significant difference in crown branches be-
tween rhizome-rooted and creep-rooted alfalfa. The indexes of tap-rooted alfalfa were between those of rhizome-rooted and
creep-rooted alfalfas, but were much closer to those of creep-rooted alfalfa. Experiments showed that temperature, fixed growth
number of years and ecological zones obviously influenced alfalfa crown characteristics. Within 3 years of growth, crown diameter of
all the root-type alfalfas was remarkably influenced by growth temperature. Crown diameter growth was generally faster in sum-
mer/autumn than in winter/spring. Horizontal extensions of creep-rooted and rhizome-rooted alfalfas were not detected at the differ-
ent experimental sites and soil textures in the first and second years of growth. In the third year, plants appeared rhizome and creep-
ing characters at three experimental sites but with different rhizome or creeping rates. Rhizome rate of rhizome-rooted alfalfa was
highest in Tianshui and lowest in Wuwei. Creeping rate of creep-rooted alfalfa was higher in Wuwei and Lanzhou, and lower in
Tianshui. Both rhizome and creeping rates increased with growth stage. Rhizome rate of rhizome-rooted M. sativa L. cv. “Qingshui”
at podding stage reached 76.7%, 43.5% and 39.0% in Tianshui, Lanzhou and Wuwei, respectively. Creeping rates of creep-rooted
native M. falcata material and creep-rooted M. varia Martin. cv. “Gannong No.2” reached 61.2 % and 50.6% in Lanzhou, 58.7% and
54.7 % in Wuwei and 44.5% and 36.3% in Tianshui, respectively.
Key words Alfalfa, Root-type, Crown characteristics, Rhizome rate, Creeping rate, Semi-humid region, Semi-arid region, Arid region
(Received Nov. 15, 2011; accepted Feb. 8, 2012)
苜蓿(Medicago sativa L.)为多年生优质豆科草
本植物 , 被誉为“牧草之王”, 是我国种植面积最大
的人工牧草[1], 具有产草量高、营养丰富、适口性好、
消化率高、利用年限长等特点, 其根系类型可划分
为直根型(tap rooted)、侧根型(branch rooted)、根蘖
型(creeping rooted)和根茎型(rhizome rooted)4类[2]。4
类根型苜蓿根系差异首先表现于根颈 [3−5]: 直根型
苜蓿的根颈相对较窄而突出; 侧根型苜蓿有一个粗
大而斜向生长的根颈, 从根颈上发生若干个而不是
单一的主根, 在这些根上可发育出不定枝; 根蘖型
苜蓿在主根上发出大量的水平根, 并在其上产生距
离不等的根蘖节, 可形成新芽继而长出地面形成新
的枝条, 当主根颈死亡后, 可形成许多独立的植株;
根茎型苜蓿的根颈距地表相对较低, 并从其主根中
轴发育出类似根状的茎, 萌发出营养枝。苜蓿根颈
是苜蓿吸收运输养分和水分的重要器官, 同时也是
产生枝条的重要部位, 直接影响苜蓿生产性能和可
持续利用, 如再生性、耐寒性、抗旱性和抗病害等
都与其密切有关[6]。苜蓿根颈是冬季植物体的最上
部休眠器官 , 是冷冻害的最敏感部位 [7], 对苜蓿越
冬和春季返青时的萌芽发枝至关重要。
目前有关苜蓿根系的研究主要集中在根颈根系
形态特征[5−6]、根系发育能力[8−10]、根蘖特性与环境
的关系[11]、密度对根蘖型苜蓿的影响[12−14]等方面, 对
不同根型苜蓿抗逆性[15−17]和根系形态特征[18]的对比
研究已有报道, 有关不同根型苜蓿在不同生态区根
颈特性表现的研究报道较少。为此, 本研究以根茎
型、直根型和根蘖型苜蓿为材料, 在田间条件下对不
同根型苜蓿的根颈特性进行比较研究, 旨在了解不
同根型苜蓿在半湿润、半干旱和干旱区环境中的生长
发育差异, 为苜蓿种质资源的利用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料与田间管理
供试材料共 4 份 : . Ⅰ 根茎型紫花苜蓿 “清
水”(rhizome-rooted Medicago sativa L. cv. “Qing-
shui”)、Ⅱ. 根蘖型野生黄花苜蓿材料(creeping- rooted
native M. falcata material)、 . Ⅲ 根蘖型杂花苜蓿“甘
农 2号”(creeping-rooted M. varia Martin. cv. “Gannong
No.2”)、Ⅳ. 直根型紫花苜蓿“陇东”(tap-rooted M. sativa
L. cv. “Longdong”), 其中Ⅱ的种子由中国农业科学院
草原研究所提供, 其余均由甘肃农业大学草业学院提
供。试验于 2009—2011 年在甘肃省半湿润区天水市
麦积区中滩镇、半干旱区兰州市榆中县和平镇和干旱
区武威市凉州区黄羊镇 3 个生态区进行, 土壤类型分
别为沙壤土、黑垆土、灌淤土, 其地理位置和立地条
件参见文献[15]。除武威地区苜蓿每年进行冬灌外,
其余地区苜蓿完全在自然降水条件下生长, 田间管理
措施一致, 生育期间不施肥, 只进行人工除草。
1.2 试验设计
3 个生态区均采用完全随机设计, 3 次重复, 12
个小区; 人工开沟条播, 播深 2 cm, 行距 30 cm, 播
量 12 kg‚hm−2, 小区面积 15 m2。
3 个生态区于种植当年(2009 年)、生长第 2 年
(2010 年)和生长第 3 年(2011 年)苜蓿初花期各茬刈
割时进行取样(表 1), 各生态区每小区选取 3个生长
916 中国生态农业学报 2012 第 20卷


均匀的样方(1.0 m×1.0 m), 割掉地上部分, 地下部
分用壕沟法挖去土层, 截取 30 cm 土层根系, 取代
表性单株 3 株, 清水洗净, 自然风干后测定根颈指
标。同时, 调查根茎/根蘖植株发生状况。
1.3 指标测定
用Marquez-Ortiz法 [19]和Johnson法 [20]测定苜蓿
根颈形态。(1)根颈入土深度, 从地表到根颈膨大处
(从地表到根颈上端的垂直距离); (2)根颈直径, 用游
标卡尺测根颈膨大处; (3)根颈分枝数, 从根颈直接长
出的分枝; (4)分枝直径, 用游标卡尺测分枝基部; (5)
根颈入土速率, 用每100 d根颈向下生长的长度(cm)
表示, 根颈增粗速率用每100 d根颈直径增加量(cm)
表示; (6)调查根茎型苜蓿“清水”产生根茎的株数、根
蘖型野生黄花苜蓿和杂花苜蓿“甘农2号”产生根蘖枝
条的株数 , 并计算根茎率(产生根茎的株数 /总株数
×100%)和根蘖率(产生根蘖的株数/总株数×100%)。
1.4 数据统计分析
采用Excel 2003进行数据处理, 用SPSS 16.0进
行方差分析和Duncan新复极差检验。
2 结果与分析
2.1 不同根型苜蓿根颈直径的比较
天水、兰州和武威 3 个生态区各根型苜蓿根颈
直径差异明显(表 2)。在天水、武威地区, “甘农 2号”
的根颈直径在各茬收获时均显著高于“清水”、野生
黄花苜蓿和“陇东”(P<0.05); 第 3年最后一次刈割时,
“甘农 2号”在天水、武威地区根颈直径最粗, 分别为
1.98 cm和 1.60 cm, “清水”苜蓿最小, 分别为 1.37 cm
和 0.98 cm。在兰州地区, 野生黄花苜蓿根颈直径在
种植当年第 1茬收获时显著小于“甘农 2号”(P<0.05),
第 2年各茬收获时均与“甘农 2号”差异不显著, 但显
著高于“清水”和“陇东”(P<0.05); 第 3 年各茬收获时
均显著高于其他 3份苜蓿材料(P<0.05); 第 7次刈割
时, 野生黄花苜蓿根颈直径最粗, 为 1.56 cm, “清
水”苜蓿最细, 为 1.29 cm。
种植当年(2009年)第 2次刈割时 , 在天水地区
野生黄花苜蓿和“甘农 2 号”的根颈增粗速率比“清
水”和“陇东”大。生长第 2 年和第 3 年 , 各生态区
第 2次刈割时 , 由于夏季温度升高 , 从而促进了根
颈的增粗 , 各根型苜蓿根颈增粗生长均达到最快 ;
第 3 次刈割时 , 由于各生态区秋季温度持续偏高 ,
各根型苜蓿根颈持续增粗生长 , 但小于第 2 次刈
割。3 年内 , 各根型苜蓿根颈生长受温度影响非常
明显 , 在温度较高的夏秋季 , 根颈直径增长较快
(图 1)。

表1 不同生态区各根型苜蓿初花期刈割时间
Table 1 Harvesting time of early flowering stage of different root types of alfalfa in three experimental sites
刈割时间 Harvesting time (year-month-day)
生态区
Experimental site 第 1茬(T1)
1st crop
第 2茬(T2)
2nd crop
第 3茬(T3)
3rd crop
第 4茬(T4)
4th crop
第 5茬(T5)
5th crop
第 6茬(T6)
6th crop
第 7茬(T7)
7th crop
第 8茬(T8)
8th crop
半湿润区(天水)
Semi-humid region (Tianshui)
2009-07-20 2009-09-02 2010-05-24 2010-07-22 2010-08-25 2011-05-28 2011-07-20 2011-08-27
半干旱区(兰州)
Semi-arid region (Lanzhou)
2009-08-01 2010-06-05 2010-07-27 2010-09-03 2011-06-08 2011-07-29 2011-09-04 —
干旱区(武威)
Arid region (Wuwei)
2009-08-03 2010-06-16 2010-07-30 2010-09-14 2011-06-18 2011-08-01 2011-09-15 —

表2 不同生态区各根型苜蓿根颈直径的比较
Table 2 Comparison in crown diameter of different root types of alfalfa in three experimental sites cm
半湿润区(天水)
Semi-humid region (Tianshui)
半干旱区(兰州)
Semi-arid region (Lanzhou)
干旱区(武威)
Arid region (Wuwei) 刈割时间
Harvesting time
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
T1 0.68c 0.75b 0.82a 0.75b 0.73b 0.75b 0.84a 0.76b 0.58c 0.75b 1.04a 0.48d
T2 0.69c 0.85b 0.91a 0.79b 0.79c 0.96a 0.98a 0.87b 0.62c 0.78b 1.21a 0.68c
T3 0.76d 0.92c 1.11a 1.01b 0.85b 1.18a 1.17a 0.95b 0.65c 0.84b 1.24a 0.79b
T4 0.90c 1.13b 1.26a 1.13b 0.93b 1.28a 1.25a 0.98b 0.74c 0.95b 1.29a 0.90b
T5 0.93d 1.24b 1.32a 1.17c 1.04c 1.42a 1.33b 1.11c 0.82c 1.13b 1.34a 1.14b
T6 1.04d 1.49b 1.65a 1.27c 1.24d 1.52a 1.43b 1.35c 0.91c 1.25b 1.43a 1.24b
T7 1.26d 1.65b 1.86a 1.45c 1.29c 1.56a 1.47b 1.45b 0.98c 1.36b 1.60a 1.33b
T8 1.37d 1.74b 1.98a 1.55c — — — — — — — —
Ⅰ. “清水”紫花苜蓿 M. sativa L. cv. “Qingshui”; Ⅱ. 野生黄花苜蓿 Native M. falcata material; Ⅲ.“甘农 2号”杂花苜蓿 M. varia Martin.
cv. “Gannong No.2”; Ⅳ. “陇东”苜蓿 M. sativa L. cv. “Longdong”. 同一生态区同一行数据间不同字母表示差异显著(P＜0.05) Different letters in
each row mean significant at 0.05 level in the same experimental site.下同 The same below.
第 7期 南丽丽等: 不同根型苜蓿根颈变化特征分析 917


2.2 不同根型苜蓿根颈入土深度变化
由表 3可知, 生长前 3年, 不同根型苜蓿根颈入
土深度差异显著(P<0.05)。随着生长年限的延长, 苜
蓿根颈入土深度逐渐增加。经过 3 年生长, “清水”
苜蓿在天水和兰州地区根颈入土深度均最深, 分别
为 8.8 cm和 10.1 cm, 显著大于野生黄花苜蓿、“甘
农 2号”和“陇东”(P<0.05), 且野生黄花苜蓿、“甘农
2 号”和“陇东”之间差异不显著; 野生黄花苜蓿在武
威根颈入土深度最深, 为 9.1 cm, 显著大于其他 3份
材料(P<0.05)。
苜蓿播种当年, 在天水地区各根型苜蓿根颈入
土深度差异不显著; 在兰州地区“甘农 2 号”入土最
深, 为 3.2 cm; 在武威地区“清水”苜蓿入土最浅, 仅
3.2 cm。生长第 2年和第 3年, 第 2次刈割时, 处于
苜蓿年内生长期的 5—7月, 光照强、温度逐渐增高,
地温亦随之升高, 加之第 1 茬生长为根系贮存了丰
富的营养物质, 苜蓿地下部生长速度较快, 除野生
黄花苜蓿之外, 其余苜蓿在 3 个生态区的根颈入土
速率均达到最快。“清水”、“甘农 2号”和“陇东”第 2、
3 年第 2 茬在天水地区根颈入土速率(cm·100d−1)分
别为 2.1、1.4、1.9 和 3.0、2.5、2.6, 兰州地区分别
为 3.6、2.4、1.1 和 2.8、1.9、3.2, 武威地区分别为
1.6、1.2、1.6和 1.9、2.0、1.9。生长第 2、3年第 3
次刈割时, 随着气温逐渐降低, 苜蓿植株生长缓慢,
根颈生长相应减慢, 而野生黄花苜蓿对秋季温度降
低反应较不敏感, 根颈持续生长, 根颈入土速率达
到最大, 第 2 年在天水、兰州、武威地区根颈入土
速率(cm·100d−1)分别为 1.5、 2.1、1.6, 第 3年在天
水、兰州、武威地区分别为 2.5、3.6、2.0(图 2)。
2.3 不同根型苜蓿根颈分枝数变化
由表 4 可知, 不同根型苜蓿间根颈分枝数差异
明显。生长 3年内, “清水”苜蓿的根颈分枝数除在天
水地区播种当年外, 其余各茬刈割期均高于野生黄
花苜蓿、“甘农 2号”和“陇东”; “陇东”苜蓿根颈分枝
数在天水地区生长第 1 年第 1 次刈割期、第 3 年第
7、8 次刈割期, 兰州地区第 1 至第 7 次刈割期, 武
威地区生长第 1年第 1次刈割期、第 2年第 2、3、
4 次刈割期均显著低于其他苜蓿材料(P<0.05)。第 3
年最后一次刈割期, 在天水、兰州和武威 3 个生态
区, “清水”苜蓿根颈分枝数分别为 32 个·株−1、27
个·株−1、25 个·株−1, 除在兰州和武威地区与“甘农 2
号”差异不显著外, 其余均显著高于其他 3份苜蓿材



图 1 不同生态区各根型苜蓿根颈直径增粗速率变化
Fig.1 Changes of increasing rate of crown diameter of different root types of alfalfa in three experimental sites

表3 不同生态区各根型苜蓿根颈入土深度变化
Table 3 Changes of crown depth of different root types of alfalfa in three experimental sites cm
半湿润区(天水)
Semi-humid region (Tianshui)
半干旱区(兰州)
Semi-arid region (Lanzhou)
干旱区(武威)
Arid region (Wuwei) 刈割时间
Harvesting time Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
T1 2.9a 3.0a 2.9a 2.9a 2.8ab 2.9ab 3.2a 2.8b 3.2c 4.1a 3.8b 4.3a
T2 3.3a 3.3a 3.6a 3.3a 4.7a 4.4ab 4.1b 4.3ab 4.3b 4.7a 4.5a 4.7a
T3 3.9a 3.8a 3.8a 3.8a 6.6a 5.4b 5.4b 4.9c 4.9b 5.1ab 5.0ab 5.3a
T4 5.1a 4.5b 4.6ab 4.8ab 7.0a 6.1b 5.6c 5.1d 5.5b 5.9a 5.3b 5.8ab
T5 5.5a 5.0b 4.9b 5.3a 8.0a 7.2b 7.5b 6.6c 6.7b 7.6a 5.9b 6.6b
T6 6.4a 5.8b 6.0b 6.1a 9.4a 8.0b 8.4b 8.3b 7.9b 8.2a 6.8b 7.2b
T7 8.0a 6.8b 7.3b 7.4b 10.1a 9.2b 8.8b 9.2b 8.7b 9.1a 7.6c 8.0b
T8 8.8a 7.7b 8.0b 7.9b — — — — — — — —

918 中国生态农业学报 2012 第 20卷


料(P<0.05), “陇东”苜蓿除在武威地区与黄花差异不
显著外, 其余均显著低于其他苜蓿材料(P<0.05)。3
年内, 根茎型“清水”苜蓿根颈分枝相对较多, 直根
型“陇东”苜蓿根颈分枝相对较少。
2.4 不同根型苜蓿根颈分枝直径变化
由表 5 可知, 不同根型苜蓿间根颈分枝直径也
表现出显著差异(P<0.05)。在 3 个生态区, “甘农 2
号”的根颈分枝直径在各茬刈割时均最粗, “清水”苜
蓿的根颈分枝直径除播种当年外, 生长第 2年和第 3
年各茬刈割时均最细。第 3年最后一茬刈割时, “甘
农 2号”的根颈分枝直径在天水、兰州、武威地区分
别为 0.92 cm、0.81 cm和 0.76 cm, 除在武威地区与
野生黄花苜蓿差异不显著外, 其余均显著高于其他
苜蓿材料(P<0.05)。“清水”苜蓿的根颈分枝直径均最
小, 在天水、兰州和武威地区分别为 0.71 cm、0.48
cm和 0.49 cm。对生长 3年苜蓿根颈各性状的平均
值进行相关分析, 结果表明, 根颈直径与根颈分枝
直径呈极显著正相关, 相关系数为 0.796; 根颈入土
深度与根颈分枝数、分枝直径均呈显著负相关, 相
关系数分别为 0.630和 0.576。



图 2 不同生态区各根型苜蓿根颈入土速率变化
Fig. 2 Changes of penetration rate of crown of different root types of alfalfa in three experimental sites

表4 不同生态区各根型苜蓿单株根颈分枝数变化
Table 4 Changes of crown branches number per plant of different root types of alfalfa in three experimental sites
半湿润区(天水)
Semi-humid region (Tianshui)
半干旱区(兰州)
Semi-arid region (Lanzhou)
干旱区(武威)
Arid region (Wuwei) 刈割时间
Harvesting time
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
T1 4b 4b 5a 3c 5a 4b 4b 3c 7a 3b 6a 2c
T2 9b 9b 11a 11a 8a 6c 7b 5d 8a 6c 7b 4d
T3 17a 12c 17a 15b 10a 9b 8b 6c 12a 9c 11b 5d
T4 24a 15d 18c 21b 13a 9c 12b 8d 14a 10b 13a 7c
T5 25a 18d 22a 23b 16a 11c 14b 9d 17a 12b 16a 12b
T6 29a 25c 26 b 25c 19a 13c 16b 10d 18a 14b 17a 15b
T7 30a 27b 27b 26c 27a 19b 26a 17c 25a 18b 24a 19b
T8 32a 29b 29b 28c — — — — — — — —

表5 不同生态区各根型苜蓿根颈分枝直径变化
Table 5 Changes of crown branch diameters of different root types of alfalfa in three experimental sites cm
半湿润区(天水)
Semi-humid region (Tianshui)
半干旱区(兰州)
Semi-arid region (Lanzhou)
干旱区(武威)
Arid region (Wuwei) 刈割时间
Harvesting time
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
T1 0.21a 0.23a 0.24a 0.23a 0.19a 0.18a 0.22a 0.18a 0.23b 0.23b 0.30a 0.18c
T2 0.23a 0.25a 0.26a 0.25a 0.24b 0.25b 0.29a 0.27ab 0.26b 0.27b 0.33a 0.22c
T3 0.24c 0.27bc 0.33a 0.29b 0.26b 0.34a 0.36a 0.34a 0.31b 0.35a 0.38a 0.28b
T4 0.29c 0.35b 0.37a 0.35b 0.31b 0.40a 0.42a 0.36b 0.34c 0.42ab 0.44a 0.39b
T5 0.32c 0.42b 0.52a 0.42b 0.36c 0.49a 0.52a 0.40b 0.41b 0.49a 0.51a 0.44b
T6 0.44d 0.54b 0.59a 0.49c 0.40d 0.58b 0.63a 0.48c 0.46b 0.64a 0.65a 0.53b
T7 0.57d 0.72b 0.78a 0.67c 0.48c 0.66b 0.81a 0.61b 0.49c 0.74a 0.76a 0.65b
T8 0.71d 0.84b 0.92a 0.76c — — — — — — — —

第 7期 南丽丽等: 不同根型苜蓿根颈变化特征分析 919


2.5 不同根型苜蓿根茎率/根蘖率变化
调查表明, 播种当年和生长第 2年, 在天水、兰
州和武威 3个生态区, 根茎型“清水”苜蓿、根蘖型野
生黄花苜蓿和“甘农 2 号”的根茎/根蘖性状均未表
现。生长第 3年, 在 3个生态区, 根茎型“清水”苜蓿、
根蘖型野生黄花苜蓿和“甘农 2 号”苜蓿的根茎/根蘖
性状均有不同程度的表现。由图 3 可知, 生长第 3
年, 根茎型“清水”苜蓿产生根状茎的株数、根蘖型野
生黄花苜蓿和“甘农 2 号”产生根蘖枝条的株数随生
育时期的延长呈增加趋势, 结荚期根状茎在天水表
达率(根茎率)最高, 为 76.7%, 兰州次之, 为 43.5%,
武威最低, 仅 39.0%; 根蘖性状在武威、兰州表达率
均较高, 在天水较低, 结荚期根蘖型野生黄花苜蓿
和“甘农 2号”的根蘖率在兰州分别为 61.2%和 50.6%,
在武威分别为 58.7%和 54.7%, 在天水分别为 44.5%
和 36.3%。



图 3 不同生态区各根型苜蓿总根茎(根蘖枝条)
占总株数的比例
Fig. 3 Proportion of rhizomatous rooted or creeping rooted plant
number to total plant number of different root types of alfalfa in
three experimental sites

3 讨论和结论
在甘肃天水、兰州和武威 3 个生态区, 不同根
型苜蓿根颈特性差异明显, 其中根茎型苜蓿的根颈
直径和根颈分枝直径均较细 , 根颈入土深度较深 ,
根颈分枝数较多; 根蘖型苜蓿的根颈直径和根颈分
枝直径均较粗, 根颈入土深度相对较浅, 根颈分枝
数较多; 直根型苜蓿的根颈各指标介于根茎型和根
蘖型苜蓿之间, 与根蘖型苜蓿更接近。苜蓿的抗寒
性很大程度上取决于根系。一般认为, 直根型苜蓿
基因源主要来自于紫花苜蓿, 侧根型、根蘖型和根
茎型苜蓿都不同程度地具有野生黄花苜蓿的基因[21],
其对干旱、严寒的抵抗力较强。但引种观察表明, 在
一些地区根蘖型苜蓿并未表现出比直根型苜蓿更抗
寒[22]。梁慧敏和夏阳[23]报道根蘖型苜蓿的抗寒越冬
力强于直根型苜蓿。McKenzie 等[24]、王俊杰等[25]
和刘英俊等[26]的研究均表明黄花苜蓿的抗寒性明显
优于紫花苜蓿品种。从本试验的结果看, 根蘖型野
生黄花苜蓿在甘肃 3 个生态区每年第 3 茬生长期的
根颈入土速率全年最大, 说明野生黄花苜蓿对秋季
温度降低反应较不敏感, 根颈能持续生长, 根颈入
土速率达到最大, 且在武威地区根颈入土最深, 说
明野生黄花苜蓿的根颈入土深度可能对苜蓿的耐寒
性影响很大。
温度、种植密度、生长年限、不同生态区域对
各根型苜蓿根系特性有显著影响。在种植前 3年内,
各根型苜蓿根颈生长受温度的影响非常明显, 在温
度较高的夏季和秋季, 根颈直径增长较快。根茎型、
根蘖型苜蓿的水平伸展特性在不同生态区和不同土
壤质地播种当年均未表现, 这与高振生等[11]、洪绂
曾等[22]的研究结论一致。生长第 2 年, 根茎枝条和
根蘖枝条仍未表现, 这可能与种植密度有关。据报
道 [12−14], 不同种植密度对根蘖性状的表现有影响 ,
过分密植使根蘖株率下降。本研究 3 份材料的播种
量均为 12 kg·hm−2, 相对较密, 影响了根茎/根蘖性
状的表达。生长第 3 年, 根茎/根蘖性状在各生态区
均得到表达, 但根茎率/根蘖率不同。根茎型“清水”
苜蓿在天水根茎率最高, 在武威最低, 而根蘖型黄
花苜蓿和“甘农 2号”的根蘖率在武威、兰州较高, 在
天水较低, 这是由于苜蓿根状茎的发育与土壤水分
有密切关系。天水为半湿润地区, 气候湿润、土壤水
分充足, 根状茎发育强烈, 根蘖习性则相反, 在武威
干旱和兰州半干旱地区发育良好, 这与梁慧敏[27]报
道结果一致。另外, 根茎型、根蘖型苜蓿的根茎率/
根蘖率在 3个生态区均未 100%表达, 这可能与栽培
年限有关, 还有待于进一步研究。
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