環縣紫花苜蓿種植的農業氣候分析＊

李巧霞，焦美玲,張永霞,宋亞男

（1.甘肅省環縣氣象局，甘肅 環縣745700；2.甘肅省慶陽市氣象局，甘肅 慶陽745000）3.甘肅省合水縣氣象局，甘肅 合水745400）

紫花苜蓿為多年豆科牧草，素有牧草之王之稱，壽命可達二三十年，具有耐寒、抗旱、耐貧瘠,耐鹽堿固氮、適應性強，產量高,耐多茬收割，持久性好，經濟效益高等特點[1-5]；紫花苜蓿的適應性極強，對土壤的要求不嚴格[6]，能生長在多種類型的氣候土壤環境下，是目前最好、最經濟的飼料品種之一；紫花苜蓿草質優良是世界上優質牧草之一；是世界上利用最早、歷史悠久、栽培最廣的一種優良的豆科牧草[7-11]；容易加工儲存普遍喜食，牛、羊、豬等草食家母目前在我國北方地區的農牧區廣泛種植種植方式為多年生牧草[12]，這既節約了人力及肥水，又改良土壤結構，增強地力,因此隨著我國畜牧業的發展和種植結構的調整，紫花苜蓿種植面積逐年增加，亞歐大陸和世界各國廣泛種植[13-15]。雖然種植紫花苜蓿的面積逐年增長，但是種植優質苜蓿仍受到氣象因素的制約[16-18]，結合氣象指標分析苜蓿不同刈割時期不同刈割茬次產量和品質動態變化，旨在找出苜蓿產量和品質變化的外界影響因素[19-20]。筆者利用環縣站近10年觀測的紫花苜蓿物候資料，分析紫花苜蓿生長發育特征對氣象條件的要求及合理的紫花苜蓿種植區劃，為人們調整種植結構，以提高產量為目的提供參考價值。

1 資料與方法

1.1 試驗地點

觀測試驗地段設在甘肅省環縣國家基本氣象農氣觀測站紫花苜蓿觀測地段（ 36°34′N，108°17′E，海拔高度1255.6m）。試驗地形、地貌、土壤和氣候在隴東地區紫花苜蓿適宜種植區有廣泛的代表性。

1.2 資料來源

資料來源于環縣國家基本氣象觀測站常規氣象觀測數據和二級農業氣象試驗站2008～2017年春播多年生紫花苜蓿發育期觀測資料及產量監測資料，同時還參考了環縣部分鄉鎮6要素區域自動站氣象觀測資料。

1.3 分析方法

紫花苜蓿返青期 、分枝期 、現蕾期 、開花期和果實種子成熟（黃枯）期的觀測參考《苜蓿觀測規范》進行,鑒別標準為:參考《苜蓿生產與管理指南》進行,50%的植株達到某一生育階段即判為到達該生育期;10%～20%植株達到判為初期;80%植株到達判為盛期。對紫花苜蓿全生育期生長狀況（高度、干物重、產量）與氣象條件（溫度條件、降水(土壤墑情）、光照)進行統計分析，獲得紫花苜蓿生長發育農業氣象指標。

資料整理和統計計算、圖表制作均采用Excel2010電子表格來完成。

2 結果與分析

2.1 紫花苜蓿生長發育特性

如圖1所示，從10年來的觀測試驗結果分析，環縣紫花苜蓿平均在每年3月下旬返青 （出苗），6月下旬進入花序普遍期，7月中下旬達到種籽成熟，平均生長期第一茬110d；

第二茬從萌芽到刈割為87d,不能完成種籽成熟，達到枯黃刈割。全年生長季最長達118d，第一茬苜蓿返青到種子-開花各發育期比第二茬間隔天數長，僅開花-種子成熟（刈割）。

圖1 環縣紫花苜蓿生長發育日期統計

2.2 紫花苜蓿的氣候適應性

通過對紫花苜蓿全生育期氣象資料進行分析，得出紫花苜蓿種植的有關農業氣象指標 （如圖1、圖 2、圖 5所示），從圖 2、圖 5可以看出如（圖 1、圖5）所示2008年～2017年紫花苜蓿第一茬返青-分枝生長期平均氣溫18.0℃，平均最高氣溫15.1℃，平均最低氣溫7.8℃，降水量188.8 mm；分枝-現蕾平均氣溫13.0℃，平均最高氣溫15.5℃，平均最低氣溫7.0℃，降水量369.0 mm；現蕾-開花平均氣溫16.6℃，平均最高氣溫18.0℃，平均最低氣溫15.2℃，降水量242.6mm；開花-種子成熟平均氣溫21.4℃，平均最高氣溫23.7℃，平均最低氣溫20.3℃，降水量1267.7 mm；可見多年生越冬到返青前冷空氣頻繁，溫度低，但能滿足萌芽的需求，此后隨著溫度升高，苜蓿的生長速率逐漸加大，直到開花以后氣溫下降，生長速率減緩，8月下旬開花后，平均氣溫持續下降，紫花苜蓿沒有進入種子成熟階段，直至10月中下旬枯萎達到刈割期。

圖2 環縣紫花苜蓿生長發育期統計

2.3 氣象條件對產量的影響

一般光照時間與紫花苜蓿積累的干物質之間呈正比例關系[21]。通過試驗觀測得出，紫花苜蓿全生育期可分為兩個重要生長發育階段，即現蕾期至開花期和開花至成熟期，兩個階段對溫度、降水和日照等氣象條件需求不同。由圖5、圖3得出，此時溫度、日照滿足其生長需要，降水量的多少是生長發育快慢的主要因子，當然溫度適宜，日照時間長短是影響牧草產量的積累。

紫花苜蓿不同的物候期對水分的需求不同[21]，由圖5可以得出紫花苜蓿最適宜生長期是出苗到開花期，不同的物候期對水分的需求不同，從2008～2017年環縣國家基本氣象站地面觀測資料統計分析，紫花苜蓿整個生育期內，需水量是前期小，中期大，后期小的變化規律。第一茬苜蓿返青～分枝期是生長發育的前期，發育生長的快慢主要受溫度影響最大，其次是降水影響。2010年、2012年返青～分枝期平均溫度7.8℃、8.9℃，低于10年平均溫度，生長發育緩慢，高度增長量12 cm、13 cm，低于平均增長量，發育間隔天數較長，19d、17d。2011年返青～分枝期平均溫度15.1℃，高于10年平均值，返青后墑情一直不好，降水分布不均勻，生長較緩慢，高度增長量7 cm。第二茬苜蓿返青-分枝期10年的平均溫度23.1℃比第一茬高12.3℃、平均間隔天數比第一茬小4d，平均增長量高，比第一茬大10cm，生長發育較快，表明紫花苜蓿生長前期發育期快慢主要受溫度影響，需水量小，前期干旱無需灌溉。如圖4所示。

圖3 環縣紫花苜蓿生長發育期及產量統計

圖4 環縣紫花苜蓿各生育期高度增長量統計

圖5 環縣紫花苜蓿各生育期高度增長量統計

表1中的數據得出2008年返青～分枝期降水2.7mm，該發育期內10年中是最少的，生長發育間隔天數21天，是10年中間隔天數最長，植株高度增長量14cm，降水最多年份為2010年、2015年，均為38.9 mm，生長發育間隔天數21天，高度增長量12cm和14cm，小于平均增長高度2cm，表明苜蓿前期發育快慢與降水影響不大。紫花苜蓿中期即現蕾～開花期，2013年，49.0mm,是10年最大，高度增長量20cm,10年高度增長最大，說明此發育期降水量對發育期快慢影響很大。2012年現蕾～開花期降水量43.5 mm、開花～種子成熟期降水量253.9 mm，是10年來降水量最大值，牧草產量26004.0kg/hm2，是10年中產量最高。說明紫花苜蓿對降水的敏感指數規律是現蕾期和開花期較大，返青期和分枝期較小，從而在現蕾和開花期灌水對作物的產量影響較大。

表1 環縣紫花苜蓿全生育期平均氣溫和降水量

表2 環縣各試驗地2018年降水量、產量分析

2.4 根據年降水量區劃適宜種植區

由表2分析可知，環縣北部鄉鎮年降水量少于環縣中南部鄉鎮，相應的北部紫花苜蓿產量低于中南部，由此可知，降水量是影響紫花苜蓿產量的主要因子，其年產量與降水量成正比。年降水量大于450mm為最適宜區；400～450mm為適宜區;小于400mm為次適宜區。所以，根據年降水量進行區劃種植，曲子、環城、木缽等鄉鎮最適宜紫花苜蓿生長發育,產量最高；天池、合道 、八珠、演武等鄉鎮次之；甜水和毛井等鄉鎮一般。

3 結論與討論

1)光、熱、水三個氣象指標，直接影響著紫花苜蓿生長發育的全過程，其中降雨量是主要因子，紫花苜蓿全生育期需水量的變化規律是前期小，中期大，后期小。

2)紫花苜蓿返青至分枝期是生長發育的前期，其生長快慢受溫度影響最大，其次是降水。

3)環縣紫花苜蓿生長發育的關鍵期，以年降水量400mm作為一級指標進行種植區劃；光照長短在紫花苜蓿生長發育的關鍵期影響著干物質的積累，從而影響后期的產量，因此將日平均氣溫穩定通過0℃的積溫作為二級指標進行種植區劃。

4)環縣中南部，在紫花苜蓿生長的關鍵時期，降水量較北部豐富且分布均勻，能滿足苜蓿生長對水分的需求；早春氣溫回升快，光照充足，最利于紫花苜蓿前期生長對光、熱的需求，是適宜種植區；環縣北部，最低氣溫較南部偏低，春季氣溫回升較慢，但光照條件較好，可基本滿足紫花苜蓿生長發育的氣象條件，是次適宜種植區。

環縣地處毛烏素沙漠邊緣丘陵溝壑區，是“半農半牧縣”，也是甘肅省41個國扶貧困縣和20個干旱縣之一。紫花苜蓿顯著的農業利用價值、特殊的生態、經濟效益，應在這樣特殊的縣域內、在優化農業產業結構、積極培育壯大畜牧業、改善宜居環境、盡快脫貧致富奔小康的戰略格局中，發揮出其不可磨滅的作用和貢獻。