本文于2005～2006年对黄土高原沟壑区不同种植年限苜蓿地产量、土壤质量和生物多样性进行调查研究，同时结合1984年建立的黄土高原旱地长期定位试验中粮草轮作和连作苜蓿施肥试验进行研究，以查明苜蓿草地随生长年限延长草地生产力、土壤质量和生物多样性阶段性变化，以及施肥对苜蓿生产力和土壤质量的影响，为黄土高原沟壑区苜蓿草地持续高效利用提供科学的依据。研究所得主要结论如下： 1．在黄土高原沟壑区，苜蓿生长年限可长达数十年，第6～7年为产量高峰期，最高产量可达18142.6 kg/hm<2>；苜蓿产量与生长年限的函数关系为：y=-0.3582x<4>+26.392x<3>-651.72x<2>+5489.5x-324.09，R<2>=0.99**。 2．苜蓿草地的演替过程可划分为三个阶段：一是苜蓿草地阶段(1～11年)，二是苜蓿草地向天然草地演替的过渡阶段(11～26年)，三是开始演替到长芒草草地阶段(26年以上)。苜蓿草地大概经过26年，开始演替为自然草地，施肥在一定程度上可延缓人工草地的自然演替进程。 3．连续多年种植苜蓿土壤水分环境恶化，随生长年限的增加，土壤干燥化程度日趋严重，2米以下干层厚度由种植苜蓿第2年的1.2米增至第18年的8.6米，含水量仅为8.7％；苜蓿草地退化后，3m以上土壤水分可以自然恢复，3m以下形成的干层则难以恢复。 4．随着苜蓿生长年限增加土壤有机质含量增加1.8～40.9％，全氮增加6.7％～47.2％，土壤全磷含量增加了3.3％～16.4％，而速效磷含量由种植第1年的13.23 mg/kg降至26年后的2.65 mg/kg，下降了80.0％。土壤中氮、磷养分失衡。连续多年种植苜蓿后脲酶和碱性磷酸酶活性显著增加。 5．连续施用NPM肥23年，苜蓿平均增产14.9％，土壤容重下降14.2％，总孔隙度增加7.6％，土壤有机质增加54.7％，全氮、碱解氮和速效磷分别增加55.7％、36.8％和467.6％；长期单施P肥年均增产8.7％，容重增加6.0％，总孔隙度下降了2.4％，土壤有机质增加4.1个百分点，全氮、碱解氮和速效磷分别增加12.4％、7.3％和288.2％。施用NPM和单施P肥苜蓿地0-3m土层内储水量分别减少了63.0mm和60.6mm；与单施P相比，施用NPM能增加土壤0～60cm内土壤含水量。 6．粮草轮作连续种植苜蓿4年后，与种植第1年相比，苜蓿产量提高82.3％，有机质增加了32.3％，全氮和碱解氮分别增加了18.8％和15.7％，而全磷和速效磷含量有所下降。