姚江華，劉惠青，楊 濤，趙曉慧，于 輝

（1.內(nèi)蒙古鄂爾多斯市草原工作站，內(nèi)蒙古 東勝區(qū) 017000；2.內(nèi)蒙古鄂爾多斯市杭錦旗草原站，內(nèi)蒙古 杭錦旗 017400；3.內(nèi)蒙古鄂爾多斯市農(nóng)牧學(xué)校，內(nèi)蒙古 達(dá)拉特旗 014300）

紫花苜蓿（Medicago.sativa L.）在我國(guó)種植歷史悠久，特別是近年來(lái)隨著西部生態(tài)環(huán)境建設(shè)和畜牧業(yè)發(fā)展，其在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的作用逐漸增加〔1〕。紫花苜蓿是最重要的豆科作物之一，較高的產(chǎn)量和優(yōu)良的品質(zhì)使其優(yōu)于其他飼料作物〔2〕。它適應(yīng)性強(qiáng)、根系發(fā)達(dá)、分枝多、產(chǎn)量高，既可防風(fēng)固沙，又是優(yōu)質(zhì)的高蛋白飼料〔3〕。由于苜蓿具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益，生態(tài)建設(shè)和退耕還草中越來(lái)越受到重視，種植面積不斷增加〔4〕。同時(shí)由于紫花苜蓿具有保持水土、改良土壤、抗旱性較強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是有較好推廣前景的牧草〔5〕。鄂爾多斯地處北方地區(qū)，種植紫花苜蓿不僅要考慮到當(dāng)年的產(chǎn)草量，還要兼顧能否安全越冬〔6〕。越冬性是指冬春季節(jié)對(duì)外界綜合的不良條件的抵抗能力，除冷害這一因素外，尚包括霜凍、雪害、冬季病害、濕害及春季地表晝消夜凍造成的機(jī)械損傷等〔7〕。為此，分析不同時(shí)間覆蓋、灌水處理下準(zhǔn)格爾苜蓿越冬率及田間土壤溫濕度的差異對(duì)鄂爾多斯地區(qū)的紫花苜蓿生產(chǎn)有重要的意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2009～2010年在鄂爾多斯納林希里實(shí)驗(yàn)站進(jìn)行，地理位置為東經(jīng)108°58′、北緯39°49′，海拔1 556m。年降雨量340mm，全年蒸發(fā)量2 163mm；年平均氣溫6.2℃，極端最低氣溫－31.4℃，極端最高氣溫36.6℃，無(wú)霜期130d；年日照時(shí)數(shù)3 100h，屬溫帶大陸性氣候，土壤為栗鈣土。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

1.2.1 試驗(yàn)材料

供試紫花苜蓿品種為準(zhǔn)格爾苜蓿，來(lái)源于鄂爾多斯市草原工作站。

1.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)小區(qū)面積4m×3m。2005年5月初播種，播種量為15kg／hm2，條播，行距60cm。紫花苜蓿在2009年、2010年（種植第2年、3年）每年均刈割2次，均在初花期刈割。

紫花苜蓿在2009年、2010年均設(shè)如下處理：WW（封凍前灌水），WC（封凍前至解凍前覆蓋），SW（解凍后灌水），SC（解凍前至返青覆蓋），CK（對(duì)照不灌水不覆蓋）。覆蓋：將玉米秸稈均勻覆蓋于苜蓿田地表，厚度20cm，苜蓿田間全部覆蓋。灌水：灌水量由水表控制并測(cè)量，各小區(qū)間鋪埋防滲膜，埋入地下約100cm處，灌水量0.33m3／m2。

1.2.3 試驗(yàn)方法

1.2.3.1 土壤溫度測(cè)定

越冬、返青期間測(cè)定土壤5cm處溫度，計(jì)算平均溫度。在地表下5cm處，用WQG－16曲管地溫表（錦州利誠(chéng)生產(chǎn)）測(cè)定各處理的土壤溫度。每處理每次測(cè)量3個(gè)地方，取其平均值。測(cè)定時(shí)間與土壤濕度測(cè)定同時(shí)進(jìn)行〔8〕。

1.2.3.2 土壤含水量測(cè)定

封凍前、解凍后測(cè)定土壤60cm深的容積含水量，計(jì)算平均含水量。在60cm深度，用CNC100型智能中子水分儀（北京超能生產(chǎn)）進(jìn)行土壤含水量監(jiān)測(cè)，每處理分別埋入中子測(cè)定管2根，每根深度100cm。土壤含水量監(jiān)測(cè)平均10d測(cè)量1次，取其平均值。

1.2.3.3 越冬率調(diào)查

在紫花苜蓿開(kāi)始返青后，定點(diǎn)測(cè)定成活株數(shù)和死亡株數(shù)。越冬率（%）＝存活總株數(shù)／植株總數(shù)×100。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

文中數(shù)據(jù)均用EXCEL、DPS軟件〔9〕進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和方差分析。

通過(guò)DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)軟件進(jìn)行回歸分析：以越冬率作為不同處理下準(zhǔn)格爾苜蓿越冬性（越冬能力）的衡量標(biāo)準(zhǔn)，利用兩年間X1（封凍期土壤溫度）、X2（返青期土壤溫度）、X3（封凍前土壤容積含水量）、X4（解凍后土壤容積含水量）與Y（越冬率）建立回歸方程，分別進(jìn)行相關(guān)分析、偏相關(guān)分析、通徑分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 越冬率

越冬率（Winter survival rate）是植物經(jīng)過(guò)冬季寒冷脅迫后的返青存活率，是體現(xiàn)植物抗寒性的關(guān)鍵指標(biāo)之一〔10〕。由表1可看出，2009年，WW（封凍前灌水）越冬率高于其他品種，與SW（解凍后灌水）差異不顯著；SW與 WC（封凍前至解凍前覆蓋）差異不顯著，但均顯著高于SC（解凍前至返青覆蓋）；各處理越冬率均極顯著高于CK（對(duì)照不灌水不覆蓋）。2010年，WW越冬率極顯著高于其他品種；SW與 WC差異不顯著，但均極顯著高于SC；各處理越冬率均極顯著高于CK。

表1 不同處理下準(zhǔn)格爾苜蓿的越冬率（%）

2.2 土壤溫度和土壤含水量

2.2.1 土壤溫度

土壤溫度（soil temperature）是指地面以下土壤中的溫度，主要指與植物生長(zhǎng)發(fā)育直接有關(guān)的地面下淺層內(nèi)的溫度〔11〕。表2可知，2009、2010年封凍期，WC地溫極顯著高于其他處理。2009年返青期，SC、WC、CK3者差異不顯著，但土壤溫度均顯著高于 WW、SW，WW 與SW 差異不顯著。2010年返青期，各處理差異不顯著，SC土壤溫度最高，SW最低。

2.2.2 土壤含水量

土壤含水量（Soil moisture）是土壤中所含水分的數(shù)量，土壤容積含水量是指土壤中水分占有的體積和土壤總體積的比值。由表3可知，2009、2010年封凍前，WW土壤容積含水量極顯著高于其他各處理。2009年解凍后，SW土壤容積含水量極顯著高于其他各處理，WW次之，WC再次，SC與CK最低且差異不顯著。2010年解凍后，各處理土壤容積含水量狀況與2009年基本相同。

表3 準(zhǔn)格爾苜蓿不同處理的土壤容積含水量（%）

2.3 回歸分析

根據(jù)以上分析，以越冬率作為不同處理下準(zhǔn)格爾苜蓿越冬能力的衡量標(biāo)準(zhǔn)，利用DPS統(tǒng)計(jì)軟件，對(duì)兩年間X1（封凍期土壤溫度）、X2（返青期土壤溫度）、X3（封凍前土壤容積含水量）、X4（解凍后土壤容積含水量）與Y（越冬率）進(jìn)行回歸分析，建立關(guān)于準(zhǔn)格爾苜蓿越冬率的回歸方程：

經(jīng)檢驗(yàn)，F(xiàn)＝5.3465，p＝0.0473，達(dá)到顯著水平，回歸方程成立。

表4 準(zhǔn)格爾苜蓿不同處理的相關(guān)系數(shù)

由表4可以看出，準(zhǔn)格爾苜蓿兩年間的X1、X3、X4均與Y呈正相關(guān)，其中X4與Y正相關(guān)達(dá)到極顯著水平；而X2與Y呈負(fù)相關(guān)，且不顯著。

表5 準(zhǔn)格爾苜蓿不同處理的偏相關(guān)系數(shù)

偏相關(guān)系數(shù)表示在其他各個(gè)變量都保持一定時(shí)，指定的2個(gè)變量間相關(guān)的密切程度。在多個(gè)變量錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系中，簡(jiǎn)單相關(guān)分析沒(méi)有考慮其他變量對(duì)2個(gè)相關(guān)變量的影響，不能真實(shí)反映2個(gè)變量的相關(guān)關(guān)系，偏相關(guān)系數(shù)可幫助排除假象相關(guān)，找到真實(shí)聯(lián)系最為密切的變量〔12〕。由表5可見(jiàn)，X4與Y的偏相關(guān)系數(shù)達(dá)到顯著水平，而X1、X2、X3與Y偏相關(guān)均不顯著。說(shuō)明兩年間不同時(shí)間的土壤溫濕度在影響準(zhǔn)格爾苜蓿越冬率時(shí)，解凍后土壤容積含水量起了最主要的作用。

表6 準(zhǔn)格爾苜蓿不同處理的通徑系數(shù)

根據(jù)相關(guān)系數(shù)的組成效應(yīng)將其剖分為各指標(biāo)的直接影響（直接通徑系數(shù)P）和間接影響（間接通徑系數(shù)→X）兩部分，因此，通徑系數(shù)分析能準(zhǔn)確反映各自變量如何直接和間接地影響依變量。從表6中比較兩年間不同時(shí)間的土壤溫濕度與準(zhǔn)格爾苜蓿越冬率的通徑系數(shù)，X4對(duì)Y產(chǎn)生很大的直接影響；X3通過(guò)X4對(duì)Y產(chǎn)生較大的間接影響；X1、X2、X3對(duì)Y的直接影響均較小，間接影響也都很小。說(shuō)明兩年間解凍后土壤容積含水量對(duì)準(zhǔn)格爾苜蓿越冬率產(chǎn)生了最直接的作用，貢獻(xiàn)率最大。

3 討論與結(jié)論

3.1 兩年間，各處理越冬率均極顯著高于對(duì)照不灌水不覆蓋的處理，其中封凍前灌水的處理越冬率最高。2009、2010年封凍期，封凍前至解凍前覆蓋的處理地溫極顯著高于其他處理。2009、2010年返青期，解凍前至返青覆蓋的處理土壤溫度最高，解凍后灌水的處理最低。2009、2010年解凍后，解凍后灌水的處理土壤容積含水量極顯著高于其他各處理，解凍前至返青覆蓋的處理與對(duì)照不灌水不覆蓋的處理最低且差異不顯著。

3.2 試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，解凍后土壤容積含水量與準(zhǔn)格爾苜蓿越冬率呈極顯著正相關(guān)，并且對(duì)苜蓿越冬能力起了最主要和最直接的作用，說(shuō)明影響鄂爾多斯地區(qū)苜蓿越冬的最主要因素是春季干旱，而最佳解決方式是封凍前灌水。封凍前土壤容積含水量對(duì)苜蓿越冬能力起到的直接作用比封凍期土壤溫度要大，并通過(guò)解凍后土壤容積含水量起了較大的間接作用。而返青期土壤溫度對(duì)苜蓿越冬能力起到直接的副作用，說(shuō)明返青期溫度偏高促使苜蓿較早發(fā)芽，容易受到倒春寒、晝消夜凍等的影響。

3.3 準(zhǔn)格爾苜蓿封凍前灌水其越冬率表現(xiàn)最優(yōu)，該方式適合在本地區(qū)應(yīng)用。但由于紫花苜蓿品種、種植地點(diǎn)不同，覆蓋、灌水對(duì)紫花苜蓿兩年間越冬率的影響也不盡相同，因此試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)只針對(duì)準(zhǔn)格爾苜蓿在鄂爾多斯的應(yīng)用。

3.4 試驗(yàn)選取生長(zhǎng)第2、3年的測(cè)定數(shù)據(jù)，因其表現(xiàn)比較穩(wěn)定，且在整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程中受外界因素干擾較小，所測(cè)定的數(shù)據(jù)代表了該品種在本地區(qū)的性狀表現(xiàn)，具有一定的說(shuō)服力。苜蓿越冬性的深層次評(píng)價(jià)應(yīng)該采用露地越冬與實(shí)驗(yàn)室溫度、水分、凍融交替等脅迫試驗(yàn)相結(jié)合，在研究中未做此項(xiàng)工作，將在今后的試驗(yàn)中進(jìn)一步完善。

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