种植方式对陇中干旱区扁蓿豆种子产量及构成因素的影响

王玉霞，柴锦隆，周洋洋，徐长林，王琳，鱼小军

（甘肃农业大学草业学院，草业生态系统教育部重点实验室，中-美草地畜牧业可持续发展研究中心，甘肃兰州730070）

扁蓿豆（Medicago ruthenica），又叫花苜蓿、扁豆子、野苜蓿、网果葫芦巴、扁豆草等，为豆科（Leguminosae）苜蓿属多年生草本植物［1-2］。其主要分布于国外的朝鲜、蒙古、俄罗斯（西伯利亚）以及我国的甘肃、宁夏、内蒙古、山西、陕西、河北、辽宁、吉林、黑龙江、新疆、青海、西藏、四川等地。扁蓿豆含有较高的粗蛋白且适口性好，各种家畜均喜采食，其具有抗旱、抗寒、耐盐碱、耐贫瘠、耐践踏等优良特性，可以在紫花苜蓿不能越冬的寒冷地区及干旱区安全越冬和生长。由于扁蓿豆能很好地适应干旱和半干旱地区的不良环境，在人工草地建植和天然草地补播方面有很大前景［1，3-4］。目前，优质扁蓿豆种子供不应求［5］，因此其种子生产显得尤为重要。

陇中地区位于祁连山以东、陇山以西、甘南高原和陇南山以北的甘肃省中部。陇中干旱区属典型的雨养农业经济区，占甘肃省面积的16.8%，海拔一般为1200~2500 m，气候干燥温凉，年降水量在250~350 mm，并伴有严重的水土流失现象［6-7］。水分不足是制约该地区农业发展的重要因素，采用节水栽培方式把有限的降水合理充分利用，是发展旱地节水农业、提高水分利用率的主要途径，也对当地农业和农村经济可持续发展具有极其重要的意义［8-9］。

近年来，干旱地区采用的节水栽培技术主要有地膜覆盖、秸秆覆盖和微垄沟集雨等［10-11］。这些种植方式皆能明显提高降水和灌溉水利用效率，从而实现作物增产，达到提高经济效益的目的。大量文献表明，覆盖种植具有保墒调温作用，可以促进农作物生长发育和提高种子产量［12-20］。目前，我国对于扁蓿豆的研究主要集中于其分布、形态指标、生物学特性以及引种选育等方面［1，21］，但对种子生产方面还鲜见报道［22-24］，尤其对陇中干旱农业区栽培方式的研究仍处于空白阶段。因此，本试验利用不同种植方式对陇中干旱区扁蓿豆种子产量及构成因素进行研究，筛选出扁蓿豆种子生产的适宜种植方式，为该地区及类似区域扁蓿豆种子生产提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试原材料扁蓿豆由甘肃农业大学草业学院提供。于2012年采自甘肃宁县，于2014年在甘肃省武威市黄羊镇牧草实验站进行扩繁后用于本试验种植。

1.2 试验地概况

试验地设在甘肃省定西市安定区凤翔镇安家坡六社，地理坐标位于E 104°62′，N 35°58′），海拔2000 m，主要土壤类型为黄绵土。光照充足，年日照时数2408.6 h，年均气温6.3℃，≥5℃的年活动积温2782.5℃，≥10℃的年活动积温2239.1℃，极端最高温度34.3℃，最低温度-27.1℃，年均降水量427 mm，降水分布极不均匀，年平均蒸发量1510 mm，年均无霜期141 d。土壤p H 7.0~8.2。土壤全氮1.38 g·kg-1、全磷1.10 g·kg-1、全钾8.36 g·kg-1、有机质含量4.78%、碱解氮36.32 mg·kg-1、速效磷7.37 mg·kg-1、速效钾159.89 mg·kg-1。2017-2019年月平均温度和降水情况如图1所示。

图1 试验区3年温度和降水情况Fig.1 The temperature and precipitation of three years in the inspection area

1.3 试验设计

设置垄沟覆膜、地膜平覆、垄沟覆秸、平作覆秸、垄沟和平作（对照）处理［地膜选用幅宽1.2 m、厚度为0.008 mm的白色地膜，秸秆选用长20 cm的燕麦（Avena stiva）秸秆，覆盖量为4500 kg·hm-2］（图2）。垄为集雨区，沟为种植区，垄宽30 cm，垄高10 cm，垄坡45°，于2017年5月2日播种，每个小区面积2 m×5 m，小区间间隔0.5 m，重复3次，随机区组设计。试验均为穴播，每穴播种5~10粒，播种深度2~3 cm，株距10 cm，行距30 cm，出苗后酌情补苗和减苗，确保每穴有3~5个植株成活。播种前，种子用硫酸浸泡15 min，大量流水冲洗干净以打破种子硬实。

图2 扁蓿豆种植示意图Fig.2 Schematic diagram of M.ruthenica planting

1.4 测定指标及方法

1.4.1 地上指标测定 于10月上旬，在每个试验小区内远离边行随机选取10株具有代表性植株，测定植株绝对高度、一级分枝数、植株节数、主枝直径，计算平均值。

于7月中旬，随机选取小区长势一致，叶片节间相似的扁蓿豆叶片作为测定叶片，采用产于美国CID公司，型号为CI-202便携式光电叶面积仪进行扫描，测得叶面积，重复30次，计算平均值。

2017年7 月中旬晴朗天气时，于上午9：00-11：00选择扁蓿豆叶片进行气体交换参数的测定。

在种子成熟期，各小区随机取10株扁蓿豆植株，每株上取其成熟荚果2个，测量荚果最长处的长度，计算平均值。

在盛花期，在各小区随机取20株扁蓿豆植株统计每株的花序数、每花序的荚果数、每荚果的种子数，重复3次，计算平均值。

在种子成熟期，每个处理中随机数出100粒种子，用电子天平称量，重复10次。千粒重（g）=（百粒重/100）×1000。表现种子产量（kg·hm-2）=单位面积荚果数（m2）×每荚果种子数×种子千粒重（g）×10-2，重复3次，计算平均值。种子成熟期，远离边行，在样地中选取100 cm×100 cm样方，测定实际种子产量（kg·hm-2），重复3次，计算平均值。

1.4.2 地下指标测定 于10月上旬，在每个试验小区内远离边行处随机挖取15株扁蓿豆植株，用小铲清除根旁土，取得完整根系，除去最大和最小植株，然后选取10株大小基本一致、具有代表性植株测定主根长度、主根直径、侧根数、根颈芽数、根颈直径等指标。

1.5 数据分析

结果用“平均值±标准误”表示，利用SPSS version 22中Compare Means对不同种植方式下扁蓿豆各指标进行单因素方差分析，采用Duncan法进行差异显著性（P<0.05）多重比较分析；采用Excel 2010制图。

2 结果与分析

2.1 不同种植方式对扁蓿豆地上部分特征的影响

在6种不同种植方式下，2017-2019年扁蓿豆植株绝对高度总体表现出垄沟覆膜>地膜平覆>平作覆秸>垄沟覆秸>垄沟>平作的变化趋势（表1）。2017年垄沟覆膜和地膜平覆处理下扁蓿豆植株绝对高度显著高于其他处理（P<0.05）。垄沟覆秸、平作覆秸和垄沟处理间植株绝对高度差异不显著（P>0.05），垄沟覆膜、地膜平覆、垄沟覆秸和平作覆秸处理下扁蓿豆绝对高度显著高于平作处理（P<0.05）；垄沟覆膜、地膜平覆、垄沟覆秸、平作覆秸、垄沟处理在2017、2018和2019年植株绝对高度较平作处理分别升高了100.6%、96.4%、15.4%、16.5%、12.7%和68.4%、51.6%、41.7%、46.9%、7.5%和46.7%、43.3%、41.9%、44.7%、4.2%。

表1 不同种植方式对扁蓿豆地上部分特征的影响Table 1 Effects of different planting methods on the aboveground characteristics of M.ruthenica

扁蓿豆一级分枝数3年均表现为垄沟覆膜>地膜平覆>平作覆秸>垄沟覆秸>垄沟>平作处理（表1）。2017年垄沟覆膜、地膜平覆处理下扁蓿豆植株一级分枝数显著高于垄沟覆秸和平作覆秸处理，垄沟和平作处理植株一级分枝数显著低于其他处理（P<0.05），垄沟覆膜和地膜平覆、垄沟覆秸和平作覆秸、垄沟和平作处理间差异均不显著（P>0.05）。2018年垄沟覆膜、地膜平覆、垄沟覆秸和平作覆秸处理下植株一级分枝数显著高于垄沟和平作处理（P<0.05），且垄沟覆膜、地膜平覆、垄沟覆秸和平作覆秸处理间差异均不显著。2019年一级分枝数在垄沟覆膜、地膜平覆、垄沟覆秸和平作覆秸处理间差异均不显著，垄沟覆秸和垄沟处理间差异不显著（P>0.05），但平作处理显著低于垄沟覆膜、地膜平覆、垄沟覆秸和平作覆秸处理（P<0.05）。垄沟覆膜、地膜平覆、垄沟覆秸、平作覆秸和垄沟处理下2017、2018和2019年植株一级分枝数与平作处理相比，分别增加96.8%、95.0%、26.8%、28.3%、10.0%和29.1%、26.5%、16.9%、18.2%、0和35.8%、31.8%、19.9%、23.8%、6.7%。

2017年地膜平覆处理下扁蓿豆植株主枝直径最大，为2.42 mm（表1）；其次是垄沟覆膜（2.28 mm）处理，且二者差异不显著，但显著高于其他处理（P<0.05），垄沟覆秸、垄沟和平作处理间差异均不显著（P>0.05），且显著低于平作覆秸处理（P<0.05）。2018和2019年植株主枝直径均为垄沟覆膜处理最大，分别是2.46和2.47 mm。2018年地膜平覆、垄沟覆秸、平作覆秸、垄沟和平作处理间主枝直径差异均不显著（P>0.05）；2019年垄沟覆膜、地膜平覆、垄沟覆秸和平作覆秸处理下主枝直径显著高于垄沟和平作处理（P<0.05），垄沟覆膜、地膜平覆、垄沟覆秸和平作覆秸处理间差异均不显著（P>0.05）。

扁蓿豆植株节数在2017-2019年均呈垄沟覆膜>地膜平覆>平作覆秸>垄沟覆秸>垄沟>平作处理的变化趋势（表1）。3年植株节数均为垄沟覆膜处理最多，分别为18.73、33.50和34.44。2017年植株节数在各处理间均无显著性差异（P>0.05）；2018年垄沟覆膜和地膜平覆处理下植株节数显著高于垄沟和平作处理，垄沟显著高于平作处理，垄沟覆膜和地膜平覆处理间差异不显著。2019年植株节数在垄沟覆膜、地膜平覆、平作覆秸和垄沟覆秸处理间差异均不显著（P>0.05），垄沟和平作处理显著低于其他处理（P<0.05）。

植株叶面积在2017-2019年均表现为垄沟覆膜>地膜平覆>平作覆秸>垄沟覆秸>垄沟>平作处理（表1）。2017年垄沟覆膜处理下植株叶面积显著高于其他处理，平作覆秸处理下叶面积显著高于平作处理（P<0.05）；2018-2019年叶面积在垄沟覆膜和地膜平覆、垄沟覆秸和平作覆秸、垄沟和平作处理间差异均不显著（P>0.05），且垄沟覆膜处理显著高于垄沟和平作处理（P<0.05）。

扁蓿豆荚果长在2017-2019年基本呈现出垄沟覆膜>地膜平覆>平作覆秸>垄沟覆秸>垄沟>平作处理的变化趋势（表1）。2017年荚果长地膜平覆处理最大，为13.58 cm。2018和2019年荚果长在垄沟覆膜和地膜平覆处理下均显著高于其他处理（P<0.05）。2017、2018和2019年在垄沟覆膜、地膜平覆、垄沟覆秸、平作覆秸和垄沟处理下扁蓿豆荚果长较平作处理，分别上升了30.3%、31.6%、6.4%、6.6%、2.5%和34.2%、27.2%、18.1%、18.7%、14.4%和23.8%、17.7%、8.0%、8.6%、6.2%。

2.2 不同种植方式对扁蓿豆地下部分特征的影响

从表2可知，在6种不同种植方式下，2017-2019年扁蓿豆主根长度均表现为：垄沟覆膜>地膜平覆>平作覆秸>垄沟覆秸>垄沟>平作处理。2017和2019年垄沟覆膜和地膜平覆处理下扁蓿豆植株主根长度显著高于其他处理（P<0.05），且垄沟覆膜和地膜平覆处理间主根长度差异不显著；2018年垄沟覆膜和地膜平覆处理下扁蓿豆主根长度显著高于垄沟和平作处理（P<0.05）。垄沟覆膜、地膜平覆、垄沟覆秸、平作覆秸和垄沟处理下2017、2018和2019年植株主根长度较平作处理，分别增加了100.3%、82.0%、27.5%、39.4%、2.3%和37.9%、32.7%、19.7%、24.3%、7.4%和25.8%、23.8%、14.2%、15.3%、3.7%。

侧根数在2018-2019年均表现为：垄沟覆膜>地膜平覆>平作覆秸>垄沟覆秸>垄沟>平作处理（表2）。2017年地膜平覆处理下侧根数最多是9.48，其次是垄沟覆膜处理为8.81。2017-2018年垄沟覆膜和地膜平覆、垄沟覆秸和平作覆秸、垄沟和平作处理间差异均不显著，垄沟覆膜和地膜平覆处理显著高于垄沟和平作处理（P<0.05）。2019年植株侧根数在垄沟覆膜处理下显著高于其他处理，且垄沟处理显著高于平作处理（P<0.05），垄沟覆秸和平作覆秸处理间差异不显著。

2017年在垄沟覆膜处理下植株主根直径最大，为9.39 mm，且显著高于其他处理（P<0.05）。垄沟覆秸和平作覆秸、垄沟和平作处理间差异均不显著（表2），2018-2019年垄沟覆膜和地膜平覆处理下植株主根直径显著高于其他处理（P<0.05），垄沟覆膜和地膜平覆、垄沟覆秸和平作覆秸、垄沟和平作处理间差异均不显著（P>0.05）。

表2 不同种植方式对扁蓿豆地下部分特征的影响Table 2 Effects of differ ent planting methods on the under ground char acter istics of M.ruthenica

2017和2019 年的植株根颈直径在垄沟覆膜和地膜平覆、垄沟覆秸和平作覆秸、垄沟和平作处理间差异均不显著，但2017年垄沟覆膜和地膜平覆处理显著高于其他处理（P<0.05）；2018年根颈直径在垄沟覆膜和地膜平覆、垄沟覆秸和平作覆秸、垄沟和平作处理间根颈直径差异均不显著（P>0.05）（表2）。2017年根颈直径地膜平覆处理最大，为3.17 mm。2018-2019年根颈直径垄沟覆膜处理最大，分别为16.31和19.69 mm。

2017和2019 年垄沟覆膜和地膜平覆处理下扁蓿豆植株根颈芽数均显著高于其他处理（P<0.05），且垄沟覆膜和地膜平覆处理间差异不显著。2018年根颈芽数在垄沟覆膜、地膜平覆和平作覆秸处理间差异均不显著，但显著高于其他处理（P<0.05）。与平作处理相比（表2），2017、2018和2019年植株根颈芽数在垄沟覆膜、地膜平覆、垄沟覆秸、平作覆秸和垄沟处理下，分别提高111.5%、130.1%、18.6%、29.2%、15.1%和39.7%、36.8%、13.4%、29.4%、12.0%和83.0%、76.3%、29.4%、34.3%、4.8%。

2.3 不同种植方式对种植当年扁蓿豆叶片光合指标的影响

不同种植方式下，种植当年扁蓿豆胞间CO2浓度在垄沟和平作处理下显著高于其他处理（P<0.05），平作处理下数值最大，为322.14×10-6，垄沟覆膜处理下最小，为263.65×10-6。扁蓿豆胞间CO2浓度在垄沟覆秸和平作覆秸处理下差异不显著，但显著低于垄沟和平作处理。扁蓿豆的胞间CO2浓度在垄沟覆膜、地膜平覆、垄沟覆秸、平作覆秸和垄沟较平作处理，分别下降18.2%、14.2%、9.9%、10.5%和2.7%（表3）。

表3 不同种植方式对种植当年扁蓿豆叶片光合指标的影响Table 3 Effects of differ ent planting methods on photosynthetic index of M.ruthenica in the planting year

扁蓿豆净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和水分利用率均表现为：垄沟覆膜>地膜平覆>平作覆秸>垄沟覆秸>垄沟>平作处理。净光合速率在平作处理下显著低于其他处理，垄沟覆膜和地膜平覆处理下显著高于垄沟覆秸和平作覆秸处理，且垄沟覆膜和地膜平覆处理间差异显著。气孔导度在垄沟覆膜和地膜平覆处理间差异不显著，但均显著高于其他处理（P<0.05），垄沟覆秸和平作覆秸处理间差异不显著（P>0.05）。与平作处理相比，净光合速率和气孔导度在垄沟覆膜、地膜平覆、垄沟覆秸、平作覆秸和垄沟处理下，分别上升了64.0%、46.5%、26.4%、32.6%、17.7%和35.9%、32.9%、3.3%、12.6%、0.5%。蒸腾速率和水分利用率在垄沟覆膜和地膜平覆处理下均显著高于平作处理（P<0.05），垄沟覆秸和平作覆秸、垄沟覆膜和地膜平覆处理间差异均不显著（P>0.05）。垄沟覆膜、地膜平覆、垄沟覆秸、平作覆秸和垄沟处理下蒸腾速率和水分利用率较平作处理，分别上升了34.0%、27.2%、13.4%、16.1%、8.0%和28.2%、19.7%、11.1%、14.5%、8.8%。

2.4 不同种植方式对扁蓿豆繁殖特征的影响

在不同种植方式下，2017-2018年扁蓿豆每枝花序数均表现为：垄沟覆膜>地膜平覆>平作覆秸>垄沟覆秸>垄沟>平作处理（表4）。2019年每枝花序数呈垄沟覆膜>平作覆秸>地膜平覆>垄沟覆秸>垄沟>平作处理的变化趋势。每枝花序数在垄沟覆膜和地膜平覆、垄沟覆秸和平作覆秸、垄沟和平作处理间差异均不显著（P>0.05）。垄沟覆膜、地膜平覆、垄沟覆秸、平作覆秸和垄沟处理下2017、2018和2019年每枝花序数与平作处理相比，分别升高13.2%、10.6%、5.2%、7.6%、1.2%和27.2%、25.4%、18.1%、19.9%、4.5%和19.4%、11.8%、6.6%、14.2%、4.3%。

3年扁蓿豆每花序荚果数均表现为：垄沟覆膜>地膜平覆>平作覆秸>垄沟覆秸>垄沟>平作处理（表4）。2017和2018年垄沟覆膜和地膜平覆处理下每花序荚果数显著高于其他处理（P<0.05），且垄沟覆膜和地膜平覆处理间差异不显著。2019年每花序荚果数在垄沟覆膜、地膜平覆、平作覆秸和垄沟覆秸处理间差异均不显著（P>0.05），但均显著高于平作处理（P<0.05）。垄沟覆膜、地膜平覆、垄沟覆秸、平作覆秸和垄沟处理下2017、2018和2019年每花序荚果数与平作处理相比，分别增加了46.3%、44.2%、24.8%、26.9%、0.5%和20.9%、17.4%、9.6%、11.6%、5.0%和21.1%、17.4%、15.0%、16.0%、6.5%。

2017年扁蓿豆每荚果种子数在地膜平覆处理下最大，为4.59。2018-2019年扁蓿豆每荚果种子数均表现为：垄沟覆膜>地膜平覆>平作覆秸>垄沟覆秸>垄沟>平作处理（表4）。3年扁蓿豆每荚果种子数在垄沟覆膜和地膜平覆、垄沟覆秸和平作覆秸、垄沟和平作处理间均无显著性差异（P>0.05），2017年垄沟覆膜和地膜平覆处理显著高于其他处理（P<0.05）。垄沟覆膜、地膜平覆、垄沟覆秸、平作覆秸和垄沟处理在2017、2018和2019年每荚果种子数较平作处理，分别提高23.5%、23.7%、7.5%、8.4%、0.3%和43.2%、35.5%、13.0%、14.7%、1.0%和39.9%、38.0%、14.9%、17.5%、12.3%。

2017-2019 年种子千粒重总体表现为：垄沟覆膜>地膜平覆>平作覆秸>垄沟覆秸>垄沟>平作处理（表4）。2017年垄沟覆膜和地膜平覆处理下的千粒重显著高于其他各处理，且垄沟和平作处理显著低于其他各处理（P<0.05）；2018年垄沟覆膜和地膜平覆处理显著高于其他处理，平作覆秸、垄沟覆秸、垄沟和平作处理间均无显著性差异。2019年垄沟覆膜、地膜平覆、平作覆秸处理间差异均不显著，但显著高于垄沟和平作处理（P<0.05）。2017、2018和2019年垄沟覆膜、地膜平覆、垄沟覆秸、平作覆秸和垄沟处理下种子千粒重分别较平作处理增大11.7%、11.1%、5.6%、9.9%、0.6%和6.6%、7.2%、1.7%、2.8%、2.2%和3.4%、2.8%、1.1%、1.7%、1.1%。

表4 不同种植方式对扁蓿豆繁殖特征的影响Table 4 Effects of different planting methods on reproductive characteristics of M.ruthenica

2.5 不同种植方式对扁蓿豆种子产量的影响

在6种不同种植方式下，3年扁蓿豆的表现种子产量均表现为：垄沟覆膜>地膜平覆>平作覆秸>垄沟覆秸>垄沟>平作处理（图3），垄沟和平作处理显著低于其他处理（P<0.05），垄沟覆膜和地膜平覆、垄沟覆秸和平作覆秸、垄沟和平作处理间差异均不显著（P>0.05）。垄沟覆膜、地膜平覆、垄沟覆秸、平作覆秸和垄沟处理下2017、2018和2019年表现种子产量与平作处理相比，分别提高165.8%、131.4%、68.4%、74.5%、8.9%和72.9%、66.6%、49.6%、55.5%、11.5%和56.4%、51.8%、33.1%、36.2%、6.9%。

图3 不同种植方式对扁蓿豆表现种子产量和实际种子产量的影响Fig.3 Effects of different planting methods on performance seed yield and actual seed yield of M.ruthenica

3年实际种子产量均表现为：垄沟覆膜>地膜平覆>平作覆秸>垄沟覆秸>垄沟>平作处理。2017和2018年平作和垄沟处理显著低于其他处理（P<0.05），垄沟覆膜和地膜平覆、垄沟覆秸和平作覆秸处理间均无显著性差异（P>0.05）；2019年实际种子产量平作处理下显著低于其他处理（P<0.05）。垄沟覆膜、地膜平覆、垄沟覆秸、平作覆秸和垄沟处理下2017、2018和2019年实际种子产量与平作处理相比，分别提高110.4%、94.6%、37.2%、48.0%、4.5%和38.6%、38.4%、35.6%、37.1%、9.5%和20.4%、15.5%、6.9%、13.3%、5.6%。

3 讨论

3.1 种植方式对扁蓿豆地上、地下部分特征的影响

陇中干旱区为雨养农业区，降水量低蒸发量高，仅靠自然降水很难满足扁蓿豆作物生长对水分的需要，水分是传统平作种植方式的主要限制因素，筛选出最佳覆膜或覆秸的种植方式对于该地区扁蓿豆种子的生产显得极其重要。本试验首次在陇中干旱雨养地区采用不同节水栽培技术，通过不同栽培方式探讨陇中地区连续3年牧草扁蓿豆种子产量和构成因素的影响机制，结果表明，2017-2019年陇中干旱区扁蓿豆植株绝对高度、一级分枝数和节数都表现为：垄沟覆膜>地膜平覆>平作覆秸>垄沟覆秸>垄沟>平作处理。贾玉柱等［25］，王小亮等［26］就小麦（Triticum aestivum）垄作研究发现，垄作栽培提高了小麦的个体发育情况以及各种农艺性状，本试验与此研究结果一致。垄作栽培通过改变土地地形，不仅增大了通风受热面积，而且改善了土壤的理化性和透气性，同时垄作种植方式的集雨叠加效应增加了土壤水分利用效率，促使扁蓿豆生长发育，从而提高了其种子产量［27］。本试验扁蓿豆植株地上和地下特征均表现为地膜覆盖>秸秆覆盖>无覆盖，垄沟处理>平作处理，这与邓浩亮等［28］，张万文等［29］和唐伟［30］的研究结果一致。3年扁蓿豆植株分枝数均表现为地表覆盖地膜>无覆盖处理，景媛媛等［31］就高寒半干旱地区的苜蓿（Medicago sativa）生长特征影响研究发现，苜蓿生长状况覆膜优于不覆盖处理，本研究结果与其一致。地膜覆盖栽培通过在膜内形成水分小循环，使得地表土壤含水量提高，地膜覆盖吸收的热量在相对封闭环境内土壤上下传递，提高了土壤保温性，促进扁蓿豆生长发育以及提高了扁蓿豆种子产量［32］。而秸秆覆盖提高土壤含水量的机制和地膜覆盖相似，但秸秆覆盖可以拦截和吸收地表太阳辐射，平抑了土壤温度变化，降温作用提高了土壤的有机物质源，以及土壤透气孔隙，从而促进作物生长发育［33］。本试验研究表明，平作覆秸处理种子产量始终高于垄沟覆秸处理，秸秆覆盖具有降温作用，且垄沟覆秸处理含水量高于平作覆秸处理，垄沟覆秸温度低于平作覆秸处理，导致作物生育期延迟，而扁蓿豆种子具有花期长，荚果极易开裂、种子成熟不一等特点，从而导致垄沟覆秸扁蓿豆种子产量低于平作覆秸。本试验中第3年扁蓿豆植株绝对高度表现出平作覆秸>地膜平覆>垄沟覆秸>无覆盖处理的变化趋势，这与徐磊等［34］就秸秆覆盖与可降解地膜覆盖对大蒜（Allium satirum）品质和产量的研究结果不一致，可能原因与地膜覆盖处理后期的“青干现象”和过度耗水有关。牟鸿燕等［35］通过半干旱区不同秋覆盖方式对农田土壤水温效应及玉米（Zea mays）水分利用效率影响的研究表明，干旱区空间降水极不均匀，是导致后期作物生长水分不足的主要原因。

3.2 种植方式对扁蓿豆种植当年植株光合指标的影响

光合作用是植物干物质积累和产量的基础。许大全［36］研究发现植物干物质的95%左右来自光合作用同化的CO2。本试验结果表明，在种植当年扁蓿豆的叶面积、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和水分利用率均表现为：垄沟覆膜>地膜平覆>平作覆秸>垄沟覆秸>垄沟>平作处理，与徐成忠等［37］就垄作栽培夏玉米叶片生长发育的研究结果相一致。垄沟种植方式不仅增加了受热面积，而且集雨叠加提高了水分利用率，促进了作物生长。不同处理下扁蓿豆叶片光合指标基本呈现出地膜覆盖>秸秆覆盖的变化趋势，这与Li等［38］、于晓蕾等［39］、张静等［40］、张春明等［41］的研究结果一致。与裸地无覆盖相比，秸秆覆盖和地膜覆盖栽培具有保墒调温、抑制杂草生长的作用，促进作物根系数量增加和向下生长，增强吸收水分和养分的能力，从而使更多有机物分配给扁蓿豆叶片和根系，最终促进了扁蓿豆植株地上、地下部的生长发育［42］。

3.3 种植方式对扁蓿豆种子产量的影响

本试验结果表明，3年扁蓿豆每枝花序数、每花序荚果数、每荚果种子数和种子千粒重均表现为：垄沟覆膜>地膜平覆>平作覆秸>垄沟覆秸>垄沟>平作处理的变化趋势，这与谷晓博［43］，黄明等［44］，Stagnari等［45］以及张万文［29］的研究结果一致，地表覆盖和垄沟处理均可以提高土壤含水量，改善土壤温度，引起土壤微生物与土壤肥力变化，从而促进作物生长发育［46］。本试验研究显示，3年扁蓿豆种子产量皆为地膜覆盖>秸秆覆盖>平作，这与王平等［19］、Ma等［47］、冯梅等［48］、Li等［49］的研究结果一致，其原因是地表覆盖处理和垄沟种植方式主要通过蓄积自然降水，提高降水利用率的方式实现种子产量增加，而垄沟对自然降水有叠加效应，地膜覆盖在作物生育前期保水性较覆秸秆处理效果好，且覆盖地膜栽培在增温、促进耗水作用下使作物各生育期提前并增加单株干重，所以地膜覆盖处理扁蓿豆种子产量高于秸秆覆盖处理［50-51］。

本研究结果表明，平作处理的扁蓿豆实际种子产量占表现种子产量最高为7.4%，地膜平覆处理的实际种子产量占表现种子产量最低为6.1%。有研究表明，牧草的潜在种子产量很高，但最终实际种子产量都很低，潜在种子产量和实际种子产量之间存在很大差距，且牧草种子实际种子产量是潜在种子产量的12%~20%或者更低［52］。由于扁蓿豆开花期长，种子成熟期不一致，裂荚性强、种子落粒性严重，严重导致了扁蓿豆实际种子产量减少［23］。李海贤等［53-54］的研究结果表明，在扁蓿豆种子完全成熟时有92.8%的裂荚率，在全田大部分荚果种子成熟时收获，产量仅只有120 kg·hm-2。另外，收获过程中种子损失也会造成实际种子产量降低。

综上所述，不同种植方式下，无论扁蓿豆植株地上、地下部分，还是其植株光合特性和实际种子产量，都是覆盖地膜最好，其次是秸秆覆盖，无覆盖效果最差。但是由于地膜覆盖容易残留在土壤中，且具有不降解性，严重危害到农作物的出苗和正常生长，对土壤理化性质也具有潜在风险，除此之外，地膜残留造成的“白色污染”也成为造成土壤污染的另一个严重问题［55-56］。因此在陇中干旱区进行种植扁蓿豆种子生产，优先考虑秸秆覆盖种植方式。

4 结论

在陇中干旱地区采用不同种植方式对扁蓿豆种子产量和构成因素影响进行研究，经过扁蓿豆地上、地下、光合指标和种子产量的测定，通过数据统计分析得出，扁蓿豆株高、分枝数、荚果数和种子产量均表现出垄沟覆膜>地膜平覆>平作覆秸>垄沟覆秸>垄沟>平作处理的变化趋势。但综合各方面考虑，以及覆膜种植成本、耕作便捷程度和对土壤污染等情况，在陇中黄土高原区进行扁蓿豆种子生产，最适宜的种植方式首选平作覆秸种植。