环县紫花苜蓿种植的农业气候分析＊

李巧霞，焦美玲,张永霞,宋亚男

（1.甘肃省环县气象局，甘肃 环县745700；2.甘肃省庆阳市气象局，甘肃 庆阳745000）3.甘肃省合水县气象局，甘肃 合水745400）

紫花苜蓿为多年豆科牧草，素有牧草之王之称，寿命可达二三十年，具有耐寒、抗旱、耐贫瘠,耐盐碱固氮、适应性强，产量高,耐多茬收割，持久性好，经济效益高等特点[1-5]；紫花苜蓿的适应性极强，对土壤的要求不严格[6]，能生长在多种类型的气候土壤环境下，是目前最好、最经济的饲料品种之一；紫花苜蓿草质优良是世界上优质牧草之一；是世界上利用最早、历史悠久、栽培最广的一种优良的豆科牧草[7-11]；容易加工储存普遍喜食，牛、羊、猪等草食家母目前在我国北方地区的农牧区广泛种植种植方式为多年生牧草[12]，这既节约了人力及肥水，又改良土壤结构，增强地力,因此随着我国畜牧业的发展和种植结构的调整，紫花苜蓿种植面积逐年增加，亚欧大陆和世界各国广泛种植[13-15]。虽然种植紫花苜蓿的面积逐年增长，但是种植优质苜蓿仍受到气象因素的制约[16-18]，结合气象指标分析苜蓿不同刈割时期不同刈割茬次产量和品质动态变化，旨在找出苜蓿产量和品质变化的外界影响因素[19-20]。笔者利用环县站近10年观测的紫花苜蓿物候资料，分析紫花苜蓿生长发育特征对气象条件的要求及合理的紫花苜蓿种植区划，为人们调整种植结构，以提高产量为目的提供参考价值。

1 资料与方法

1.1 试验地点

观测试验地段设在甘肃省环县国家基本气象农气观测站紫花苜蓿观测地段（ 36°34′N，108°17′E，海拔高度1255.6m）。试验地形、地貌、土壤和气候在陇东地区紫花苜蓿适宜种植区有广泛的代表性。

1.2 资料来源

资料来源于环县国家基本气象观测站常规气象观测数据和二级农业气象试验站2008～2017年春播多年生紫花苜蓿发育期观测资料及产量监测资料，同时还参考了环县部分乡镇6要素区域自动站气象观测资料。

1.3 分析方法

紫花苜蓿返青期 、分枝期 、现蕾期 、开花期和果实种子成熟（黄枯）期的观测参考《苜蓿观测规范》进行,鉴别标准为:参考《苜蓿生产与管理指南》进行,50%的植株达到某一生育阶段即判为到达该生育期;10%～20%植株达到判为初期;80%植株到达判为盛期。对紫花苜蓿全生育期生长状况（高度、干物重、产量）与气象条件（温度条件、降水(土壤墒情）、光照)进行统计分析，获得紫花苜蓿生长发育农业气象指标。

资料整理和统计计算、图表制作均采用Excel2010电子表格来完成。

2 结果与分析

2.1 紫花苜蓿生长发育特性

如图1所示，从10年来的观测试验结果分析，环县紫花苜蓿平均在每年3月下旬返青 （出苗），6月下旬进入花序普遍期，7月中下旬达到种籽成熟，平均生长期第一茬110d；

第二茬从萌芽到刈割为87d,不能完成种籽成熟，达到枯黄刈割。全年生长季最长达118d，第一茬苜蓿返青到种子-开花各发育期比第二茬间隔天数长，仅开花-种子成熟（刈割）。

图1 环县紫花苜蓿生长发育日期统计

2.2 紫花苜蓿的气候适应性

通过对紫花苜蓿全生育期气象资料进行分析，得出紫花苜蓿种植的有关农业气象指标 （如图1、图 2、图 5所示），从图 2、图 5可以看出如（图 1、图5）所示2008年～2017年紫花苜蓿第一茬返青-分枝生长期平均气温18.0℃，平均最高气温15.1℃，平均最低气温7.8℃，降水量188.8 mm；分枝-现蕾平均气温13.0℃，平均最高气温15.5℃，平均最低气温7.0℃，降水量369.0 mm；现蕾-开花平均气温16.6℃，平均最高气温18.0℃，平均最低气温15.2℃，降水量242.6mm；开花-种子成熟平均气温21.4℃，平均最高气温23.7℃，平均最低气温20.3℃，降水量1267.7 mm；可见多年生越冬到返青前冷空气频繁，温度低，但能满足萌芽的需求，此后随着温度升高，苜蓿的生长速率逐渐加大，直到开花以后气温下降，生长速率减缓，8月下旬开花后，平均气温持续下降，紫花苜蓿没有进入种子成熟阶段，直至10月中下旬枯萎达到刈割期。

图2 环县紫花苜蓿生长发育期统计

2.3 气象条件对产量的影响

一般光照时间与紫花苜蓿积累的干物质之间呈正比例关系[21]。通过试验观测得出，紫花苜蓿全生育期可分为两个重要生长发育阶段，即现蕾期至开花期和开花至成熟期，两个阶段对温度、降水和日照等气象条件需求不同。由图5、图3得出，此时温度、日照满足其生长需要，降水量的多少是生长发育快慢的主要因子，当然温度适宜，日照时间长短是影响牧草产量的积累。

紫花苜蓿不同的物候期对水分的需求不同[21]，由图5可以得出紫花苜蓿最适宜生长期是出苗到开花期，不同的物候期对水分的需求不同，从2008～2017年环县国家基本气象站地面观测资料统计分析，紫花苜蓿整个生育期内，需水量是前期小，中期大，后期小的变化规律。第一茬苜蓿返青～分枝期是生长发育的前期，发育生长的快慢主要受温度影响最大，其次是降水影响。2010年、2012年返青～分枝期平均温度7.8℃、8.9℃，低于10年平均温度，生长发育缓慢，高度增长量12 cm、13 cm，低于平均增长量，发育间隔天数较长，19d、17d。2011年返青～分枝期平均温度15.1℃，高于10年平均值，返青后墒情一直不好，降水分布不均匀，生长较缓慢，高度增长量7 cm。第二茬苜蓿返青-分枝期10年的平均温度23.1℃比第一茬高12.3℃、平均间隔天数比第一茬小4d，平均增长量高，比第一茬大10cm，生长发育较快，表明紫花苜蓿生长前期发育期快慢主要受温度影响，需水量小，前期干旱无需灌溉。如图4所示。

图3 环县紫花苜蓿生长发育期及产量统计

图4 环县紫花苜蓿各生育期高度增长量统计

图5 环县紫花苜蓿各生育期高度增长量统计

表1中的数据得出2008年返青～分枝期降水2.7mm，该发育期内10年中是最少的，生长发育间隔天数21天，是10年中间隔天数最长，植株高度增长量14cm，降水最多年份为2010年、2015年，均为38.9 mm，生长发育间隔天数21天，高度增长量12cm和14cm，小于平均增长高度2cm，表明苜蓿前期发育快慢与降水影响不大。紫花苜蓿中期即现蕾～开花期，2013年，49.0mm,是10年最大，高度增长量20cm,10年高度增长最大，说明此发育期降水量对发育期快慢影响很大。2012年现蕾～开花期降水量43.5 mm、开花～种子成熟期降水量253.9 mm，是10年来降水量最大值，牧草产量26004.0kg/hm2，是10年中产量最高。说明紫花苜蓿对降水的敏感指数规律是现蕾期和开花期较大，返青期和分枝期较小，从而在现蕾和开花期灌水对作物的产量影响较大。

表1 环县紫花苜蓿全生育期平均气温和降水量

表2 环县各试验地2018年降水量、产量分析

2.4 根据年降水量区划适宜种植区

由表2分析可知，环县北部乡镇年降水量少于环县中南部乡镇，相应的北部紫花苜蓿产量低于中南部，由此可知，降水量是影响紫花苜蓿产量的主要因子，其年产量与降水量成正比。年降水量大于450mm为最适宜区；400～450mm为适宜区;小于400mm为次适宜区。所以，根据年降水量进行区划种植，曲子、环城、木钵等乡镇最适宜紫花苜蓿生长发育,产量最高；天池、合道 、八珠、演武等乡镇次之；甜水和毛井等乡镇一般。

3 结论与讨论

1)光、热、水三个气象指标，直接影响着紫花苜蓿生长发育的全过程，其中降雨量是主要因子，紫花苜蓿全生育期需水量的变化规律是前期小，中期大，后期小。

2)紫花苜蓿返青至分枝期是生长发育的前期，其生长快慢受温度影响最大，其次是降水。

3)环县紫花苜蓿生长发育的关键期，以年降水量400mm作为一级指标进行种植区划；光照长短在紫花苜蓿生长发育的关键期影响着干物质的积累，从而影响后期的产量，因此将日平均气温稳定通过0℃的积温作为二级指标进行种植区划。

4)环县中南部，在紫花苜蓿生长的关键时期，降水量较北部丰富且分布均匀，能满足苜蓿生长对水分的需求；早春气温回升快，光照充足，最利于紫花苜蓿前期生长对光、热的需求，是适宜种植区；环县北部，最低气温较南部偏低，春季气温回升较慢，但光照条件较好，可基本满足紫花苜蓿生长发育的气象条件，是次适宜种植区。

环县地处毛乌素沙漠边缘丘陵沟壑区，是“半农半牧县”，也是甘肃省41个国扶贫困县和20个干旱县之一。紫花苜蓿显著的农业利用价值、特殊的生态、经济效益，应在这样特殊的县域内、在优化农业产业结构、积极培育壮大畜牧业、改善宜居环境、尽快脱贫致富奔小康的战略格局中，发挥出其不可磨灭的作用和贡献。