干旱区生态环境知识资源中心(Arid): 黄土高原紫花苜蓿生长及其土壤生态效应响应之研究

Arid

	黄土高原紫花苜蓿生长及其土壤生态效应响应之研究
	韩清芳; 贾志宽; 刘玉华; 任小龙; 寇建村; 万素梅; 丁瑞霞; 聂俊峰; 蒙海涛; 曹永红; 吴新卫; 王振
完成单位	西北农林科技大学
登记(发布)日期	2013
中文摘要	本项目属农业科学领域。先后得到农业部948项目“高产优质抗逆苜蓿新品种的引进及繁育”、教育部重点研究项目“农牧交错区草业助推技术体系研究”、农业部农业结构调整重大技术研究专项 “西北旱区优质高产抗逆紫花苜蓿品种的筛选及其配套栽培技术研究” 、陕西省自然科学基金“黄土高原不同秋眠型苜蓿根系发育规律研究”等的支持,针对我国牧草作物研究基础薄弱,黄土高原苜蓿生产中苜蓿草地气候生产潜力开发不足、现实生产力低下、人工苜蓿草地持续生态效应评价等问题,围绕黄土高原苜蓿生长发育规律与土壤水分养分效应,持续进行了13年的研究,在理论上取得了重要突破。 1.首次系统揭示了黄土高原苜蓿生长物候期、生长特性、草产量与气象条件的关系。 ①在黄土高原半湿润区,苜蓿返青的临界温度指标为日均温5℃的初日,≥5℃积温达90度日时苜蓿即可返青;从返青到结荚,需要≥5℃积温为1230℃。 ②黄土高原苜蓿全年产草量与6～8月的温度、4～6月的降水量关联度最大。 2.基本明确了苜蓿的返青机理。根系内赤霉素(GA3)、生长素(IAA)和脱落酸(ABA)3种激素水平共同调控苜蓿的返青。整个返青生长过程,秋眠型苜蓿根系ABA 含量明显高于半秋眠和非秋眠型品种,并始终维持相对高的水平,是其返青生长速度较慢的主要原因。 3.揭示了苜蓿根系生长规律。在半湿润区,当年生苜蓿主根入土深度可达160 cm;侧根主要发生在距地表0～30 cm的主根段;生长第二年主根入土深度可达300cm,但60 cm土层的根系生物量占84%～94%;第三年侧根主要发生于0～40 cm土层,且随生长时间的推移侧根位置逐渐下移。 4.明确了不同深度断根水分胁迫对苜蓿生长的影响。在4年生苜蓿返青期40-500cm土层进行不同深度的断根试验证明,苜蓿根系深层断根(≥360cm)对生长和抗旱性无显著影响;中间层断根(120～320cm)对地上生长的影响最大;浅层断根(≤80cm)对当年第一茬苜蓿分枝期到初花期生长影响最大。断根后第二年苜蓿产草量高低表现为浅层断根＞深层断根＞中间层断根。 5.明确了半湿润区苜蓿生长耗水规律及水分生产效率。 ①3年生紫花苜蓿全生长期内耗水量约575mm左右。 ②随生长年限的延长,水分利用效率降低。4～8年生苜蓿水分利用效率较高,超过50kg.mm～1.hm-2;苜蓿生长至12年后,水分利用效率仅为20kg.mm～1.hm-2左右。 ③苜蓿干草产量与土壤水分极显著正相关(r = 0.8695**),表明土壤水分是影响苜蓿产量的主要因子。 6.基本明确了不同生长年限苜蓿对深层土壤水分的影响。在降雨量540mm的黄土高原半湿润塬区,3～6年生苜蓿草地0-1000cm土层水分含量达14%左右,8年生苜蓿草地可达13.0%,12年生以上苜蓿草地土壤含水量低于11%。3～12年生苜蓿地土壤含水量变幅最大主要发生在80-100cm 土层。 7.探明了苜蓿草地生产力动态变化规律。在半湿润区,3～6年生苜蓿产量相对稳定,6年之后产量开始下降,超过8年生长发生衰退,当苜蓿生长至18年,生长严重衰败。 8.系统揭示了苜蓿草地的土壤物理性质、土壤水分变化规律。 ①土壤孔隙度随苜蓿生长年限的延长而增加,3年生以上苜蓿草地0～60cm土层土壤容重逐渐变小。 ②在半湿润区,生长年限≤8年苜蓿草地,2m以下出现轻度干层(土壤湿度9%-11%);＞8年出现中度干层(土壤湿度7%-9%);受水分过耗和降水量少的影响,土壤干层水分年均恢复仅 1.5%。 9.揭示了苜蓿草地的持续土壤养分动态规律。 ①在黄土高原半湿润区,5-10年生苜蓿提高土壤含碳量最显著,0～80 cm土层占总固碳量的40%。 ②3～10年生苜蓿草地均显著提高了0～300 cm土层土壤碱解氮及60 cm以上土层的硝态氮含量。 ③4-18年生苜蓿草地0～1000cm土层潜在矿化氮量较天然草地提高了9-95%,在0-200cm土层提高最显著(43-165%)。研究共发表91篇学术论文,总引用频次达1210余次,出版1部专著,培养37名硕博士研究生。研究结果对推进我国苜蓿产业化发展、苜蓿生产合理布局、生态农业建设具有重要的理论与实践意义。
中文关键词	紫花苜蓿 ; 生长规律 ; 根系 ; 水分 ; 养分
成果类型	基础理论
语种	中文
国家	中国
中图法分类号	S541.9
URL	http://dbpub.cnki.net/grid2008/dbpub/detail.aspx?dbcode=SNAD&dbname=SNAD&filename=SNAD000001638406
来源机构	西北农林科技大学
资源类型	成果
条目标识符	http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/243175
推荐引用方式 GB/T 7714	韩清芳,贾志宽,刘玉华,等. 黄土高原紫花苜蓿生长及其土壤生态效应响应之研究[Z]. 基础理论,2013.