全 文 ：1 9 84年 甘 肃 农 大 学 报 专辑
高山草原青草一禾草型草地秋季危机
时期物质转化规律的初探
孙吉雄 张积祥
(甘肃农业大学 ) (黄河水利委员会西峰水土科学试验站 )
【摘要 】 试验依据传统概念 , 在高山草原篙草一禾草型草地拟以 9 月一
1 0月为草类的秋季危机时期 。 以不同时期为处理 , 通过生 物现存量 、 主要营养
物质动态的定量研究 , 以期达到摸清该期内物质转化规律的目的 , 为该类型草
地的合理利用和丰产培育提供科学依据 。 试验结果表明 : 试验期内生物现存量
基本处于相对稳定的状态 ; 生物现存量主要 分布于地下部 , 地下部约为地上部的
10 倍 ; 营养物质地上部分拐失较大 , 地下部则较稳定 。试验认为该草地秋季危机
时期应在 9 月 18 日以前 , 传统的秋季危机时期应作适 当的修正 。
一 、 问 题 的 提 出
草原多年生草类在秋季生殖生 长停止后 ,其地上部分逐渐趋于枯萎和死亡 , 尔后进入
冬眠 。 通常多年生草类在迸入冬眠的前 一生育阶段 ’ , 就开始在地下部积累营养物质 , 并
以贮藏营养物质的方式贮存起来 , 一 以备越冬和来春萌发 、 再生之用 . 。 该期草类贮存的营
养物质是来春再生 的物质基础 。 其质的高低 , 量的多寡 ,都将直接影响来年草地的长势和
产 量 。 为此 , 在草原生产 中把这一重要时期称作 _ “ 草原牧草的秋季危机时期” 。
本试验拟对高山草原篙草一禾草型草地草类秋季危 机时期地上 、 地下部现存量及主
要营养物质动态进行定量的研究 , 探寻该期内物质转化及营养成分变化的规律 , 为草原
的合理利用与正确制定丰产培育方案提供科学依据 。
二 、 试验地的基本条件
试验在甘肃农业大学天祝高山草原试验站进行 。 供 试天然草地位于天祝金强河河谷
汪玺同志在试脸营养成分的分析工作中给我们大力帮助 , 张自和同志也予以支持 , 在此一
并致谢 。
DOI : 10. 13432 /j . cnki . jgsau. 1984. s1. 007
甘 肃 农 大 学 报 19 84年
二级阶地上 , 海拔 2 8 8 5米 。 该地年平均气温 一 0 . JC 。 , 极端最低温度达 一 3 6 C “ , 无绝对
无霜期 。 全年全 OC 。 积温 1 3 0 C “ , 年 降雨量在 4 0 毫米上下 。 草原类型依草原综 合 顺
序分类法乡类,属寒姆潮湿草地类 、 河谷阶地亚类 、 肖草一禾草型草地 。 草地结构紧密 ,
草层高度 2 0一 60 厘米 , 盖度在 80 一 90 % 以上 。 可食牧草有 高山篙草 ( K o b r e s ia
p y g m a e a )
、 早熟禾 ( p o a s p p . ) 、 垂穗披碱草 ( E l y m u s n u t a n s ) 、 鹅观 草
( R
o e g n e r i a k a 二 o j i ) 、 塔草 ( K o e l o r i a e r i s t a t a ) 、 苔草 ( C a r e x s p p ) 、
扁蓄豆 ( T r i g o n e l l a r u t h e n i e a ) 等 。 主要有毒有害植物是 狼 毒 ( S t e l l e r a
e
h
a m a j a s m e L
.
)
、 马先篙 ( P e d i e u l a l i s s p p . ) 、 翠雀花 ( D e l p h i n i u m
a lb 。 。 。 e r u le u m )等 。 其中可食牧草占总重量的 90 % 以上 。 土壤为黑钙土 , 富 含 有机
质 。 试验地的总面积 3 3 0 0米 ’ 。
三 、 试验设计与测试方法
本试验在拟定的该类草地秋季危机时期 ( 9 月一 10 月 ) 内进行 。 试验依时间分设 I
( 1 8 /正 ) 、 I ( 2 8 /援 ) 和 互 ( 8 / X ) 三个处理 。 每一处理在样地内随机设立三个 24 米 2
( 长 6 米 , 宽 4 米 ) 的取样小 区 , 用铁丝笼罩加 以保护 。 各处 理均进行下述 项 目 的测
定 :
1
. 用剪割法 (样方面积。 . 25 米 : , 齐地面剪割 ) 测定地上部现存量 。
2
. 用钻取法 ( 用小 二 3 . 5厘米土钻 , 每一样方取 15 钻 , 总面积为 14 厘米 名 ) 和 水洗
法 ( 纱布过滤水洗 , 悬浮分离 ) 分五层 ( o一 1 0 , 1 0一 Z o j 2 0一 3 0 , 3 0一 4 0 , 4 0一 5 0厘
米 ) 测定地下部现存量 。
3
.用常规化学分析法测定地上 、 地下部各处理试样的主要成分 ( 风干重 、 初水分 、
吸附水 、 绝干重 ) 和营养物质含量 ( 粗脂肪 、 粗蛋 白质 、 粗灰分 、 碳水化合物 ) 。
试验设三个处理 , 每处理三个重复 , 分地上和地下两部分分别进特。
四 、 结果与分析
试验欲测项 目均按设计要求进行 , 对所得数据进行了必要的统计分析 , 其 结 果 如
下 :
1
. 现存量 试验期内各处理的草类现存量分总现存量 、 地上部现存量和地下部现存
量三项分别加以统计 , 其结果见表 1 , 方差分析结果见表 2 。
从表 1 和表 2 的结果和分析可知 , 三项处理间总现存量和地上部现存量均无明显差
异 , 而地下部现存量出现增大的趋势 , 但未达到差异显著水平 ( F l . 3 4< 5 . 14 ) 。 因而
可认为该草地多年生草类在此期间 , 地上部量基本上处于相对稳定的状态 , 地下部则处
于微量变化的状态之中。
2
. 吸附水 各处理样品吸附水测定结果见表 1 , 方差结果见表 8 。
专辑 离山草原篙草 一禾草型草地秋季危机时期物质转化规律的初探 9 3
衰 1现存 , 洲定总衰 (克 /米 乞 )
、火几 - - - -一内手一 \ 一 、 \ 项 处 理 {x (
1 5 /兀 ) l ( 2 8 / l ) 1 ( 8 /X )』 三 - - -一 } _
风干重
吸附水 ( % )
绝干重
地上 : 地下
4 8 9 6 4 2 0 2 4 8 2 2
8
。
7 2 7
。
3 3 6
。
6 5
4 4 6 9 3 8 9 6
1 t 10
。
3 1
: 7
。
5
4 5 4 8
1 . 1 0
。
7
现总存量
鲜草重
初水分 ( % )
风干重
吸附水 ( % )
绝干重
干 : 青
1 1 4 8 1 0 6 0 6 8 8
C Z
。
3 5 3
。
7 4 1
。
0
4 3 8 4 9 4 4 1 2
9
。
3 0 7
。
9 8 5
。
60
3 9 7 4 5 6 3 8 8
1 , 2
。
8 9 1 . 忿。 3 2 7 7
地上现部存重
风干重 4 4 5 8 3 7 0 8 4 40 9
吸附水 ( % ) 8 。 7 4 7 。 3 3 5 。 5 9
绝干重 4 0 69 3 4 38 4 ’ 6 0
地下现部存量
衰 2 现存且侧定结果方 注分析
内 容 全 部 地上部 地下部
ù匕O”
S
仲`
1m
:3n甘nU
变异来源
处理
误差
总变异
S S
0
。
7 5
F
O
。
8 9 7
F
`
0
。
2 2 0
2
。
6 0
3
。
2 5 0
。
4 1 0
结果 F O
.
o s = 5
。
14
F O
。
8 9 7 < 5
。
1 4
5 5 m s
0
。
0 0 8 0 4 0
。
0 0 4 0 2
0
。
1 0 9 5 3 0
。
0 1 8 2 5
0
。
1 1 7 5 7 1 0
。
0 14 69
F 0
.
0 5 = 5
.
1 4
F O
。
2 2 0 < 5
.
1 4
5 5 m S F
0
。
9 2 4 0
。
4 6 2 1
。
3 4
2
。
0 7 0
.
3 4 5
2
。
9 9 0
。
3 7
F O
。
0 5 = 5
。
14
F l
。
3 4 < 5
。
1 4
甘 肃 农 大 学 报 19 84年
衰 3吸附水测定结果方差分析
内 容 地上 部 地下部
变异来源
处理
误差
总变异
S S
1 8
。
9 8
m S F
一差异显著性
4. 5
` 7. 7
> Fg常
m S
7
。
1 5
F差异显著性
3` · 9 > 0 F
g劣
1
。
6 1
0 2
。
8 0
0
。
9 1 8
2
。
51
S S
14
。
3 0
1
。
3 7
1 5
。
6 7
。
23
。
96
由表 3的分析结果可知 , 地上部和地下部吸附水含量均有差异 , 说 明处理均具有效
应 。 为明确说明处理效果 的显著性 , 进一步用新复极差法 ( S S R法 ) 进行比较 。
( 1 ) 地上部 S E = o 。 3 6 5
P = Z V = 6 L S R O
.
0 5 x S E = 1
.
2 6
P 二 3 V = 6 L S R o . o s 又 S E = 1 . 3 2
P = Z V = 6 L S R o
。
o l x S E = 1
.
9 1
P = 3 V = 6 工 S R o 。 0 1 火 S E = 2 . 0 1
结果比较 x : 一 又: = 1 . 09
艾 : 一又。 二 3 . 4 4 , ,
( 2 ) 地下部
X
么 一 X 。 = 2 。 3 5
S E = 0
.
2 7 7
P = Z V 二 6 L S R O . 0 5 x S E 二 0 . 9 6
L S R O
.
0 1 x S E 二 1 。 4 5
P = 3 V 二 6 L S R O。 O s x S E 二 0 . 9 9
L S R o
.
o l x S E 二 1 . 5 3
结果比较 又 : 一 又: = 1 . 41 ,
又 : 一 又 3 = 3 . 1 5 , :
又: 一 又 3 = 2 . 7 4 , ,
从上述结果分析可知 , 试验期内随时间的推移 ( 处理 ) , 草类 吸附水的能力下降 ,后
期降低的程度尤 其 显 著 ( 又 : 一又 : 的 值 , 地 上 部 2 . 35 > 2 . 01 . * , 地 下 部 1 . 74 >
1
.
5 3 t . )
。
3
.现存量的垂直分布根根测得的数据 , 以绝干重 ( 总重 ) 为基数 , 分别求出地上部
与地下部 、 地下部不同层次现存量的比例与相对含量 ( 表 1 和表 4 ) , 绘制地下部现存
量与分布见图 。
从上述结果可知 , 现存量主要分布在地下部 , 在该草原上 , 试验期内地下部为地上
部的 9 . 5倍 。 地下部生物现存量随深度的增加而锐减 , 。一 10 厘米层占总量的 60 %以上 ,
在 40 厘米以下 , 仅占总量的 6 % 以下 , 呈规则的倒梯形分布 。
专辑 高山草原篙草一禾章型草地秋季危机时期物质转化规律的初探
裹 4地下部各层千物质 含 t (克 /工 4皿米 2)
嘀 ~吐 i0 一0 10 1一0 2 20 一0 0 3 3一0 4 40 一0 5小讨
绝对位 4 3。 9 9。 5 5。 3 3。 2 2。6 2 4。
相对值6 8。 8 14。 78。 2 4。 9 3。 4 10 0
绝对值 4 3。 8
相对值6 5。 3
8
。
2
1 5
。
3
4
,
8 3
。
2 2
。
3 5 3
。
2
9
。
0 6
。
0 4
。
3 1 0 0
绝对值 3 8 。 8 1 3 。 4 4 。 9 4 。 0 2 。 6 6 3 。 5
相对道 6 0 。 8 7 。 7 6 。 3 4 。 1 1 0 0
( 尤 ]
,o 之峥 初 b4 和
I (一色l皿 J
冲0t和平层深度ē反雍à
地下部现杆童分 f布困
4
. 主要营养成分的变化 试验各处理试样主要营养成分含量见表 5 , 方差分析结早
见表 6 。
由上 述结果和分析可知 :
( 1 ) 地上部主要营养物质成分变化较大 。 粗蛋 白质含量由处理 I 的 10 . 4 % 降 至
处理 l 的 6 . 31 % , 减少了 4 . 13 % , 即下降了 3 9 。 6 。% 。 方差分析证 明 , 在此期间粗蛋 白
质含量的变化达显著水平 , 粗脂肪 也表现出下降的趋势 , 从 3 . 21 % 降至 2 . 52 % , 下 降
了 2 1 . 6 。% 。 方差分析表明 , 粗脂肪含量虽然下降 , 但尚未达到显著水平 。
甘 肃 农 夫 学 报 198 4年
粗脂肪
粗蛋 白质
粗灰分
碳水化合物
3
。
1 2 2
1 0
。
4 4
1 2
。
5 5
8 7
。
45
2
。
8 3 0
7
。
1 5
9
。
8 8
9 0
。
1 2
2
。
1 5 7
6
。
3 1
1 1
。
3 5
8 8
。
4 7
地上部
粗脂肪
粗蛋白质
粗灰分
碳水化合物
J
。
3 1 0
1 1
。
7 0
3 1
。
73
8 6
。
2 7
1
。
3 3 5
j l
。
4 0
1 4
。
07
8 5
。
9 3
l
。
3 51
1 0
。
9 5
13
。
75
8 6
。
25
地下部
( 2)地下部粗蛋 白质 、 粗脂肪的含量基本保持不变 , 各主要营养成分含量处于相
对的稳定状态 。
裹 6 地上部营养成分方差分析 ( % )
粗蛋 白质 粗脂肪
差异显著 性 5 5 m s
处理
误差
总变异
5 3
。
8 1 2 6
。
9 1
2 2
。
1 1 3
。
6 9
.
2 9 > F O
。
0 5 井
差异显著性
< F O
.
05
3 1 2
。
5 3 9
。
7 6 9
。
9 4 1
。
7 1
。
3 8 5
。
1 5 7
。
2 4 0
五 、 小 结 与 讨 论
从上述结果及分析可得出如下认识 :
1
. 高山草原篙草一禾草型草地在试验期内 ( 日月 18 日一10 月 8 日 ) 现存量基本上处
于相对稳定的状态 。
2
. 试验期内现存量主要分布在地下部 , 地下部约为地上部的 10 倍 。 地下部生物现存
量则呈规则的倒梯形分布 , 0一 10 厘米层 占总量的 60 % 以上 , 40 厘米 以上 占总量的 95 % 。
3
. 地上 部主要营养 物质损失较 大 , 地下部则处于相对稳定状态 。
根据试验结果 , 尚有 以下 两点 需改进和商榷 :
1
. 试验期内该草地无论是现存量或主要营养成分含量变化 均 不 显 著 , 山 此 可 推
知 , 此时草类巳接近或进入冬眠期 。 因而高山草原篙草一禾草型草地秋季危机时期至少
在 9 月中旬 以前 , 本试验拟定的试验期有些过迟 。
2
。 吸附水分的能力 , 在处理 I 和 l 间差异不显著 , 在处理 亚和 l 间差异极显著 , 这
一现象表明 , 该类草地 草类的地上部分在 9 月 28 日后存在着强烈的物理变化。 这在草原
的利用上是值得 引起注意的问题 。