紫花苜蓿建植技术
时间:2017/7/31 12:01:45

Marvin H. Hall, 美国宾夕法尼亚州大学作物与土壤系,农学教授

John A. Jennings, 推广副教授

Glenn E. Shewmaker 爱德华州立大学,副教授

牧草与青贮研究中心编译

    高产优质苜蓿为奶牛等家畜饲养获取效益奠定了基础。枝繁叶茂、稠密的植株是苜蓿高产的关键(图1),这就需要正确的播种方式、有利于种子萌发的苗床及环境条件。决定是否能获得高密度、繁茂植株的关键因素在于:合适的土壤pH和肥力、种床准备良好、调整轮作顺序避免前茬农药残留影响、选择优良品种、适时播种、播种机能精确调整播量和播深、能控制杂草和害虫的危害。

 

1 长势旺盛的苜蓿

 

播前准备

    随着种植年限延长,苜蓿地的密度会不断降低,新种子又不能在苜蓿地里自然萌发,因此建植良好的苜蓿地才能持久利用。种床最好能提前一年准备,采用免耕播种最好在播种前二年开始准备。

 

1  地块选择

 

2:高产苜蓿地

    苜蓿具有发育深根系的潜能,最适合在土层深厚的地块种植,那样根系可以在大范围的土壤中获取水分和养分。在土壤没有限制层的情况下,苜蓿根系可深入到地下4-5米,因此耐干旱能力较强。具有浅的硬质地层、岩石层或地下水位高的地块,会限制根系发育,不适合种植苜蓿。种植苜蓿的地要求地表0.9-1米以下没有限制根系生长的限制层。在易干旱地区,土层深度小于0.9米很难保证有充足的水分供苜蓿良好生长或保证植株存活。苜蓿对土壤质地的要求较为宽泛,中等质地的土壤如壤土、淤沙土和沙质壤土最好;粗沙等轻质土容易干旱,除非具备灌溉条件,不适宜种植苜蓿;粘土等重质土壤往往水分含量太高,不利于根系健康生长,而且容易发生苜蓿冬季冻伤的现象。岩质土壤中如果岩石块不很大且没有形成硬质层限制根系生长,苜蓿生长良好。土壤表层的石块在种植苜蓿时可以清理出去或用磙子压入地下。

 

    苜蓿种植地的地表必须较为平坦、排水良好。只有在排水能力好的土壤上苜蓿才能获得最高的产量和持久利用。排水性能差的地里种植苜蓿持久性差,因为引发根腐病的病菌在湿润的土壤中的密度很大,会导致苜蓿植株不断死亡。苜蓿根系对缺氧环境比较敏感,土壤达到最高田间持水量或被淹一定时间后苜蓿便会死亡。

    表层土下的土壤颜色可在一定程度上反应该土壤的排水能力,灰色及杂色土壤排水性差,棕色或红色的土壤排水性良好。各地土层深度及土壤排水性能的相关信息可在各县土壤调查手册中查询。一个地方的土壤调查信息对于评价该地是否适合苜蓿生产非常重要。

 

用石灰和肥料改良土壤

    石灰和肥力调节:根据土壤检测结果确定施肥量是种植高产且利用年限长的苜蓿地的一个重要环节。应根据土壤PH值、土壤肥力和种植历史制定施肥计划。翻耕种植的地块要从耕作层取土样才能代表种床情况,免耕直播的地块土壤样品要取两个点,表层05cm取一个点测定pH值和养分,地表以下大约25cm处取另一个样品。前茬免耕播种的地块取浅层土样进行测量非常重要,因为免耕播种作物需要经常表施氮肥,表层土可能会呈强酸性。

    土壤酸性是限制苜蓿高产的重要因素,因为会影响苜蓿对养分的吸收。施用石灰可调节土壤酸度并提供钙或镁。适宜的pH值(6.5-7.0)不仅能增强对营养元素的吸收,促进有益微生物的生长,还能降低铝、锰等有害元素的危害。最好在播种前6—12个月施用石灰并翻耕,使其作用于耕作层。对于免耕直播的地块,应在播前1—2年表施石灰,以便其逐渐渗入土壤各层。研究表明,种植当年施用石灰并翻耕的苜蓿地,产量明显高于表施石灰的产量,但随后的每年和6年的总产量两种方法间的差异不明显。

    种植前施用粪肥或化肥都可提高土壤肥力。磷的含量水平对幼苗的影响最大。在含磷低到中的土壤,施磷肥能促进根系的快速生长和幼苗成功建植。苜蓿幼苗对钾肥的需求量相对较低,但钾肥对建植好的苜蓿地的高产和再生非常重要。应尽量避免种子和化肥的直接接触,以免影响种子萌发。

    当土壤N含量较低(低于15ppm)或土壤有机质含量低于1.5%时,可在种植时施加氮肥以增加产量。当土壤氮含量高于15ppm且土壤环境适于根瘤固氮时(土壤Ph6.2-7.5且土壤固氮菌丰富),用氮肥做基肥不仅不能增加产量,还会抑制根瘤菌生长,影响固氮。

 

 

图三:老鹳草等杂草危害苜蓿幼苗

 

杂草控制

    苗期杂草控制方案应该在苜蓿播种前就制定好并开始实施(图3)。制定防控措施时要考虑到前茬作物使用的除草剂的残留效应。如前茬作物是玉米,种植苜蓿时往往会遇到三嗪类除草剂的残留问题,如果在播种前施用石灰,残留除草剂对苜蓿的危害会加重。

    防除杂草是春季种植苜蓿很关键的环节,大量杂草的竞争以及干热的环境,如果没有杂草防治措施的话,苜蓿建植很难成功。秋季种植苜蓿杂草相对较少,但前茬是一年生黑麦草的话会导致新建植的苜蓿密度非常低,因为一年生黑麦草的竞争力极强。传统翻耕播种,种植前应该使用苗前除草剂防治杂草竞争,如果苜蓿出苗后仍有杂草,需要施用苗后除草剂。免耕直播因为无法将苗前除草剂混土施药,只能用苗后除草剂。

 

苜蓿自毒性

 

    土壤适合种植苜蓿且管理良好的地区,苜蓿可利用5年,有时甚至710年还能维持一定的产量。老苜蓿收获后最好不要马上接着播种苜蓿,因为苜蓿会产生有害化学物质危害新出的幼苗。如果连续种植苜蓿或中间间隔时间太短的话,新种的苜蓿存活率较低,即便是存活并生长起来的植株,虽然表观上看起来没有问题,后期的产量也会持续性地减少。

    因为苜蓿具有自毒性,通过补播增加苜蓿密度很难成功,现存的植株会抑制它周围半径20cm范围内的种子出苗和幼苗生长,也就是说,苜蓿密度达到每平方米8株的话,整个地块的幼苗都会受到抑制。研究表明,同一地块苜蓿轮作间隔时间一年就足够了。

 

品种选择

 

    选择苜蓿品种非常重要,因为这会影响苜蓿整个生产周期的产量。在一个特定地区,可能很多苜蓿品种表现相似,很难做出明确的选择。究竟要选择什么品种,要根据农场自身情况以及农场内不同地块的情况而定。

    种子价格往往是选择品种时主要考虑的因素,然而,长期利用选用较为便宜的旧品种比选用价格高一些的经改良的新品种成本更高。新品种的改良特性会给农牧场带来更高的价值回报。将种植成本分摊到每个生产年份的话,利用年限是品种选择考虑的首要因素。

    选用优质种子很重要,应尽量选择纯度高和品质优越的种子,很多新品种在产量、抗病性、抗虫性等方面比价格低的老品种表现更好,种植经济效益更高。

    要根据种植地点和用途选择苜蓿品种,有些品种适宜生产干草,有些适宜放牧,还有些是刈牧兼用。

    苜蓿有秋眠级的划分,秋眠级为1-3的品种越冬性能好,适合在北部地区种植,秋眠级为8-9的品种冬季不休眠,只适合在冬季温暖的南部地区种植。

    抗病性也是选择苜蓿品种时的一个重要参考指标,抗根腐病(如疫霉根腐病)的品种才能种在排水不良或偶尔被淹的地块,因为这些地块往往比排水良好的地块病害更为严重。

 

6. 苜蓿与多年生禾草混播

    单播苜蓿比混合播种苜蓿和禾草更容易。比如,单种苜蓿有多种除草剂可以选择,而适合苜蓿-禾草混种的除草剂比较少。混种同样给收割带来困难,尤其是禾草最佳收获期与苜蓿的不一致时。此外,管理不良的话禾草在混播中所占的比例会增大,导致干草或青贮的饲喂价值降低。

    苜蓿-禾草混种需要较高的管理水平来维持苜蓿和禾草间的适宜比例,但相比单播苜蓿,混种的优势在于:

1.苜蓿可以固定大气中的氮,减少禾草对氮肥的需求;

2.苜蓿禾草混种建植成功后,更容易防止杂草入侵;

3.混种能更好的保护植株不受冻害和冻胀,并减少水土流失;

4.混播牧草比单播的苜蓿更容易调制干草;

5.混种适宜于更多的土壤类型;

6.苜蓿-禾草混播饲喂家畜更安全,一般禾草比例高于40%时,饲喂鲜草不会发生腹胀病;

7.与禾草混播可以减少苜蓿倒伏。

 

播种指导:

 

1. 适时播种

    两个最适宜播种苜蓿的时间春季和秋季,但各地差异较大,最佳播种时间要视当地具体情况而定。气候冷凉地区一般采用春播,但是如果太早播种,冷凉湿润的土壤会造成发芽率低、真菌病害导致的死苗以及幼苗纤弱等问题。另一方面,春播太晚容易因高温干旱、杂草竞争导致建植失败。

    气候较温暖地区夏末播种较好,苜蓿幼苗可以在更加凉爽的环境中成长。夏末秋初播种的好处在于,杂草竞争少,减少了春季的农忙时的工作量,土壤更加干燥而不易板结,枯萎病发病率降低。

    夏末秋初播种要注意两点,一需要足够的水分,二要保证霜冻来临前有足够的积温。因此,最晚播种时间在致死霜冻之前6周。这意味着北方地区多需要在8月前完成播种,而在南部和西南部部分地区可以晚至11月播种。在美国宾夕法尼亚州,播种时间每比81日晚一天,第二年的亩产量便会降低12kg

    夏末秋初播种苜蓿比春季播种更容易出现菌核病和茎腐病,如果生产环境容易导致这类病害发生,苜蓿可能全部死掉。种植地块如果以前发生过菌核病或有可能发生菌核病,最好采取春季播种,或者夏末尽早播种,以保证在病害发生前全部出苗。

 

2. 播种深度

    苜蓿种子子叶小,供其发芽出苗的能量很少,因而合适的播种深度很重要。播种太深不能出苗;播种在土壤表面、播种太浅、播在太松散或土块太大的种床上会导致种子与土壤无法充分接触,如播种后出现干旱,幼苗会缺水甚至旱死。土壤类型不同(沙性土、粘土、壤土)、土壤湿度、播种时间、种床松软度不同适应的播种深度也不同。

    紧实的种床有助于播种深度适中以及种子充分接触土壤,这是播种成功的关键。种子要覆盖足够的土以便为发芽提供所需的水分,但不能播种太深导致幼苗顶不出土。

 

3. 种子与土壤的接触

    苜蓿种子至少要吸收和自身重量相当的水分才能启动萌发,水分一般从周边土壤进入到种子。种子与土壤的充分接触能确保种子快速获取水分。因土壤情况(土块多或太疏松)导致种子和土壤无法紧密接触的话,种子发芽时间往往较长且发芽不整齐。播种后镇压可增强种子与土壤的接触。

 

4. 播种量

    美国各州的推荐播种量是不同的,甚至在同一个州也会因土质、气候、播种方法等不同而不同。播下的种子不到三分之一能出苗是正常的,幼苗一般经过一年后也留下一半。因此播种量通常为区间值,比如马里兰州的推荐播种量(裸种)为1.1 -1.3公斤/亩,爱荷华州的推荐播种量为0.9-1.5公斤/亩,加利福尼亚中部为1.5-2.2公斤/亩,加利福尼亚南部为1.8-2.6 公斤/亩。我国大部地区为1.5公斤/亩左右。

 

5. 接种根瘤菌

苜蓿在播种前应用合适的固氮菌菌株进行接种。现在市场上很多苜蓿种子是已经接种好的,但多数国内生产或包衣的种子没有接种。如果使用没有接种或者已接种但超过有效期的种子,播种前应用新鲜的固氮菌接种。选用合适的根瘤菌菌系进行接种非常重要,因为根瘤菌与苜蓿植株之间有很强的特异相关性。

高温、阳光直射和脱水都会导致根瘤菌失活。根瘤菌应保存在冰箱中,接种后的种子播种前应保存在阴凉干燥的地方。此外,购买接种材料和接种过的种子时要注意检查有效期。

 

6. 其它种子处理技术

其它苜蓿种子处理技术包括用粘土、石灰、聚合物、石膏包衣和用杀菌剂拌种。石灰拌种在酸性土壤中可立即改良种子的生存环境,但在适合苜蓿生产的土壤中,石灰包衣不会提高苜蓿的存活率和产量。石膏添加钼作为种子包衣剂在西部那些苜蓿出苗困难的地块有效。用杀菌剂(如甲霜灵)处理种子可有效防止苜蓿的立枯病和根腐病。

 

7. 保护作物

北部地区春播苜蓿可用小谷粒作物(最好是燕麦)或小谷粒作物与豌豆混合作为保护性作物(图4)。保护性作物播种后比苜蓿出苗快,在苜蓿萌发期间能够起到挡风、减少水土流失和抑制杂草的作用,为苜蓿生长提供适宜的苗床并可刈割做青饲料或青贮。

 

 


4 保护苜蓿幼苗的作物

 

    用于春播的保护性小谷粒作物其播种量应低于单播时播量的75%,以避免与苜蓿的过度竞争。同样应该避免表土上播种小谷粒时施太多氮肥。及时用除草剂杀死保护性作物或者将其刈割做青贮饲料利于苜蓿种植成功。保护性作物的枝叶会增加防治苜蓿虫害的难度。保护性作物在特定的情况下才应用,如水土流失、杂草严重的地块或者种植者当年急需收获牧草,保护性作物在南部地区并不常用。

 

播种方法

 

    根据土壤耕作方式的不同,播种大概可以分为整地播种和免耕播种。

1. 整地播种

    播种前需翻耕土地。铧式犁或重型圆盘耙会将大多数地表残茬翻到地下,留下裸露的土壤,容易发生水土流失。决定种植方式前需要考虑种植地发生水土流失的可能性,坡地要特别小心。翻耕土壤的目的是松土、去除植被残留、将地表杂草种子埋入地下、使土壤与石灰或者肥料混匀混合,以及为以后的收获准备一个平坦的地表。然而,翻耕会造成土壤水分散失,并易导致土壤流失。

    翻耕有助于石灰和肥料作用于苜蓿根际土壤,利于苜蓿尽快出苗,利于苗前除草剂发挥作用减少杂草危害。然而,这种传统的翻耕播种不适于在岩溶地区及陡峭的坡地上,因为地表土会被疏松,导致水土过度流失。

如果翻耕过程中留下太多的作物残茬或其它杂质,可能导致种子入土太浅,种子有可能落在残茬表面。大颗粒或土块太多的种床因为太粗糙或不平,种子的播种深度很难保持一致,也不利于种子与土壤充分接触。耕翻过度会形成蓬松且粉状颗粒的种床,导致土壤水分快速散失或者雨后地表板结影响出苗。

    准备好的苗床要足够平整,以方便收割机及其它机械的每年多次的田间作业。最后一遍耙地后,可用镇压器或圆滚压地以保证地表紧实和平坦。成年人走在种床可以判断种床的硬度是否合适。足够紧实的种床,成年人的脚印大约2.5公分深。种床太松软会导致播种太深,种床太紧实或者土颗粒过大,种子很难与土壤充分接触,不利于种子萌发。

    撒播泛指将种子撒播在土壤表面的多种播种方法。撒播种子没有清晰的行距。

 

 

5:开沟镇压播种机

 

开沟镇压播种:

    开沟镇压播种机有两套波状辊,排种盒在它们中间(图5)。第一套辊开出波浪似的小沟,接着种盒排出种子,第二个辊滚压后土壤覆盖住种子,并压实种子周围的土壤。这种播种机容易控制播种深度并使土壤与种子充分接触,在翻耕过的土地上播种苜蓿多年来主要使用这种播种机。

    对于质地中等或粘重的土壤,有些种子会落在垄背顶层、边上或垄沟底部,第二个辊轴镇压过后,种子的播种深度上下不超过2.5公分。对于沙性土壤,绝大部分种子会滑落到垄沟底部,所以容易覆土太深。精细翻耕过的粘性土壤如用这种播种机,容易造成表土板结。另外,残茬较多的土壤用这种播种机,土壤可能不能很好地覆盖种子。

 

其它播种方法

    使用其它播种机也能达到与开沟镇压播种机同样的效果(播种浅且种子土壤接触良好)。翻耕地后通过波状镇压器压紧土壤,地表会有浅垄沟,然后不管用什么方法将苜蓿种子撒播在地表,再用镇压器走一遍种子就会被垄上的土壤覆盖。撒播可用旋转式播种机、带有小籽粒播种箱的谷物条播机、大功率喷雾器或飞机播种。带小籽粒播种箱的谷物条播机通常从距地面60公分处撒落种子,因此播种时应该用高出地面的圆盘耙防止种子入土太深。利用喷雾器播种是一种相对较新的播种方法,通常指通过液体或悬浮液播种。这种播种方法可有效地在短时间内大面积地将种子均匀播种,一般要用定制的喷头。但是大家对播种的精确性和液体对豆科根瘤菌的影响有所怀疑。

 

条播

    带有小籽粒播种箱和延伸到地面的排种管的谷物条播机可以准确控制种子播量,但比较难控制播种深度。相当一部分种子可能覆土太深不能出苗,特别当开沟器太深且种子落在开沟器的前面或附近时,因为落入开沟器将要开沟地方的种子往往由于覆土太深不能发芽。如果沟开得太深,落入沟内的种子也会因覆土太深不能出苗,尤其是下雨天泥土被雨水冲刷进垄沟内的时候。要适当提高播种量以弥补种子的损失。

    如果能保持浅且同一的播种深度,使用带有镇压轮的条播机的播种效果也很理想。植物残茬量大的时候这种播种机的播种效果要好于带波状镇压器的播种机。不带镇压轮的条播机后面应该跟一个镇压器以确保种子与土壤充分接触。有些地方农户会用轻耙代替镇压,但轻耙不能达到镇压后种子与土壤紧密接触的效果。

 

2. 免耕播种

现在的技术和设备已经能够在不进行土壤耕翻的情况下达到理想的苜蓿种植效果(图6)。免耕播种不仅能有效避免水土流失,还能保护土壤中的水分供种子萌发和幼苗生发时利用。此外,还能减少燃料和人力投入,缩短耕作时间。种床因为不需要镇压,就避免了耕翻过的种床常出现的表层结壳的现象。石块多的地块,由于不影响免耕播种,播种前和播种后就不用捡了。但是,免耕播种无法对土壤表面进行平整,可能影响收割作业,且可能加重立枯病、茎腐病等病害。

6:苜蓿免耕直播机

3.  免耕播种机

免耕直播机有多种类型,构造和价格差异很大,调整和操作合适的话,播种效果都很好。播种效果好的免耕播种机具有的特点为:

1  具有足够的重力将种子放入地下合适的深度;

2) 足够的动力推动犁刀划破草皮层;

3) 双轮或其他类型的播种设备可以将种子精确放到犁刀划开的狭缝中;

4) 每个播种设备后带有轮,深度限制器或其它可以控制播种深度的设备;

5  有独立操作系统适应不同地形;

6) 有滚轮镇压保证种子充分接触土壤(图7)。

 

7:镇压轮保证种子与土壤接触

 

    镇压轮的重要性随土壤粘性和土壤含水量降低而增加。如果粘土湿度大,使用镇压轮甚至有负面作用,最好去掉,种沟不用覆盖以便种子在沟底萌发。如果镇压轮将开出的种沟覆盖,种子可能覆土太深而不能萌发。

 

4. 免耕播种前除杂草.

    免耕播种可以在多种地表有残茬的情况下进行(8)。夏末将苜蓿直接播到谷物残茬地里是最常见的免耕模式,这种模式使得播种时间更为灵活。小麦等谷物收获后,留出2-3周的时间让尽可能多的杂草发芽,然后用非选择性的除草剂最大限度地消灭杂草。如果播种时还有杂草发芽,要再次使用除草剂。由于不需要翻耕土壤,雨后可以尽快播种,种床中可供种子萌发的水分要多于耕翻过的种床。作物残茬降低了水土流失的可能性,并为幼苗遮挡住了强光,避免了吹起的沙粒或土对幼苗的损害。

    为准备免耕播种苜蓿,使用过除草剂的草地,会使害虫的食物供应和适宜生存场所大大减少,新出土的苜蓿幼苗可能成为害虫主要的食物来源,因此使用杀虫剂经常能在免耕种植苜蓿时取得更好的效果。

 

8 免耕播种

5. 顶凌撒播

    冬末可以将苜蓿种子直接撒播在秋播的谷物地的表面。土壤的冻融和降雨可以将种子埋在土里使种子与土壤紧密接触。顶凌播种只有在土壤和气候条件都合适的短时间内播种能获得成功。如果播种延迟至土壤解冻和地表变干,就不推荐使用顶凌播种。

 

苜蓿幼苗管理

 

    播深、水分和温度都合适的话,苜蓿种子一周之内就可出苗,如播种深于1.3公分,出苗较慢,深于2.5公分的话可能无法出苗。

    如果播种方法合适,加上气候适宜,播种一个月后0.1m2内应该有2530株幼苗。苜蓿密度当年降低较快,随后个体死亡速度会大为降低。植株死亡后,其临近植株的株冠增大,枝条数增加。

    尽量减少杂草和病虫害促进苜蓿幼苗生长发育,以及最佳土壤肥力、最佳收获管理等措施均可增加苜蓿种植收益(图9)。杂草最容易侵害小苗,如果不防治杂草可能导致苜蓿密度降低。刈割杂草危害的苜蓿地可能非常必要,但不能刈割的太早,因为太早的话往往只除掉顶芽,留下的茎秆上还有可以发育成新枝的侧芽,新枝的竞争力往往更强。可以让杂草充分生长后再刈割,这样可以除去杂草大多数的活力芽。苜蓿可从根冠上发出新芽,低茬刈割对它的损害不会太大。刈割太频繁会影响苜蓿幼苗生长,并降低苜蓿来年的产量。

9:叶蝉导致苜蓿叶变黄