全 文 ：58　 草　业　科　学 22卷 6期
6/ 2005 P RAT ACULT URA L SCIENCE Vol.22No.6
刈割对芨芨草生长的影响
王静1 , 2 ,程积民2 ,万惠娥2 ,方锋3
(1.中国气象局兰州干旱气象研究所 甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室 ,甘肃 兰州 730020;
2.中国科学院水利部水土保持研究所 ,陕西杨陵 712100;3.兰州中心气象台 ,甘肃 兰州 730020)
摘要:研究了刈割对芨芨草 Achnatherum splendens 生长状况及光合生理特征方面的影响 , 结果表明:刈割
对芨芨草叶片生长 、生物量积累及生理特征存在明显的影响。同试验前一年未刈割的芨芨草株丛相比 , 刈
割过的芨芨草株丛各叶位叶片长度 、叶面积均较小 , 单位叶面积的干质量也较少;营养枝及生殖枝的茎基粗
分别减少了 1.1%～ 5.5%, 1.7%～ 13.5%;其总生物量 、同化器官生物量及非同化器官生物量分别降低了
7.9%, 15.1%和 1.3 %;在整个生育期刈割过的芨芨草株丛光合速率及蒸腾速率也较未刈割过的株丛减少
了 2.9%～ 29.5%, 4.3%～ 23.6%。
关键词:芨芨草;刈割;生长
中图分类号:S543.05　　　文献标识码:A　　　文章编号:1001-0629(2005)06-0058-04
　芨芨草 Achnatherum sp lendens 为多年生草
本植物 ,属于禾本科芨芨草属 。草秆坚硬 ,直立丛
生 ,植株高大 ,株高 90 ～ 220 cm , 直径 3 ～ 5 mm 。
叶片坚韧 ,细长 ,下表面有脊。芨芨草冬季残留性
能好 ,是牲畜的一种御寒屏障。耐旱 、耐寒 、耐盐
碱 ,能固沙保土且营养品质好 ,是一种优良的牧
草[ 1] 。目前 ,国内外对芨芨草的研究很少 ,主要见
于一些文献上的简单描述[ 2-5] 。由于舍饲养殖业
的发展 ,刈割日益成为牧草的一种主要利用方式。
有关刈割对草地的影响 ,国内外已有许多人进行
了这方面的工作[ 6 , 7-10] 。因此 ,从开发 、利用芨芨
草的角度 ,进行芨芨草的刈割研究 ,为今后芨芨草
的合理利用和管理提供科学依据。
1　材料与方法
1.1 自然概况　试验在中国科学院宁夏固原生
态试验站内进行 ,试验站位于固原县西北部 ,海拔
1 750 ～ 1 800 m ,年均温 6 ～ 8 ℃,最高气温为33 ℃
(7月),最低气温为 -15 ℃(1 月), 年均积温为
3 000 ～ 3 200 ℃。年辐射量 524.4 J/cm2 ,全年日
照时间 2 500 h ,无霜期 110 ～ 140 d ,林草生长期
244 d。干燥度 1.2 ～ 1.55 ,年降水量 400 ～ 450
mm ,降水分布不均匀 ,主要集中于 7—8月 ,属于中
温带半干旱的黄土丘陵区。该区土壤主要为缃黄
土 ,有机质含量仅 0.5%～ 0.7%,全氮则在 0.05%
以下 ,土层较薄 ,肥力低下 ,保肥能力很差[ 11] 。
1.2 试验材料　固原生态站内 3年生人工芨芨
草种群 ,在生长的前 3年每年秋季全部刈割。
1.3 试验方法　芨芨草丛行距1 m ,株距 0.5 m 。
试验设 2个处理:①刈割:前 1年(即 2001 年)秋
季齐地刈割;②不刈割:前 1年秋季不刈割 。试
验测定从 2002年 5月开始 ,主要测定在返青后
2种处理的芨芨草株丛生物学及生理方面的特
性差异 。
1.4 测定内容　每月月底从上至下选取各叶位
叶片10余片 ,分别测定芨芨草叶片长度 、宽度 、叶
面积(网格法),同时选取 10余片叶 ,测定每片叶子
的鲜 、干质量及叶面积 ,计算单位叶面积的质量。
每月分别随机选取 10个营养枝及 10个生殖
枝 ,测定其茎基部粗度。
每月随机选取 1丛测定其茎 、叶 、穗鲜质量 ,
之后烘干称量 ,计算干质量及组织含水量。
从 2002年 5月开始 ,每月月底选取一晴朗标
准日 ,用英国产 ADC 便携式光合仪测定叶片的
光合特征 ,测定时间为 8:00—18:00 ,每隔 2 h测
定 1次 ,最后计算日均光合速率及蒸腾速率。
收稿日期:2004-06-18
基金项目:中国科技部公益性研究专项(2001-82);兰州干旱
气象研究所启动资金资助
作者简介:王静(1978-),女 , 陕西汉中人 , 助理研究员 ,生态
学硕士。 E m ail:w angjing1102@163.net
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2　结果与分析
2.1 刈割对芨芨草叶片生长状况的影响　
刈割对芨芨草叶片生长的影响见表 1。同前一年
未刈割过的株丛叶片生长状况相比 ,刈割过的株
丛返青后生殖枝上的不同叶位叶片及下部丛生叶
片的长度较未刈割过的株丛叶片短 ,在芨芨草生
育期内 ,刈割过的株丛各叶位叶片长度比未刈割
处理的减少了 4.2%～ 26.9%。2个处理不同叶
位叶面积差异也很显著 ,刈割处理各叶位叶片叶
面积比未刈割处理降低了 4.0%～ 17.9%。结果
反映出 ,适当的延长刈割周期有利于芨芨草叶片
的生长 ,芨芨草属于多年生草本植物 ,来年返青生
长所需的营养物质很大一部分来源于株丛以前的
储备及土壤中 ,而连年刈割对于土壤来说只有索
取 ,没有补偿 ,牧草也由于缺少相应的补充 ,导致
生长较为缓慢。
表 1　刈割对芨芨草叶片的影响
类项 叶位 5 月不刈割 刈割
6 月
不刈割 刈割
7 月
不刈割 刈割
8月
不刈割 刈割
9 月
不刈割 刈割
长度
(cm)
第 1 叶 16.97 15.37 22.43 21.14 22.56 21.28
第 2 叶 32.73 31.35 34.09 1.95 39.02 34.15
第 3 叶 51.28 39.37 54.89 40.16 57.05 42.85
第 4 叶 54.78 41.70 57.40 43.70 64.35 51.04
下位叶 51.48 39.20 75.37 66.58 81.05 69.40 94.85 80.06
叶面积
(cm2)
第 1 叶 4.21 3.98 5.66 5.37 5.82 5.52
第 2 叶 10.94 10.28 11.97 11.05 13.51 12.77
第 3 叶 20.85 17.11 20.96 17.88 21.05 18.88
第 4 叶 21.18 18.88 22.88 20.01 25.32 21.96
下位叶 17.97 17.25 26.95 24.45 27.19 25.43 31.48 27.43
单位叶
面积干
质量(g)
第 2 叶 0.009 0 0.008 4 0.015 5 0.012 5 0.017 6 0.0143
第 3 叶 0.011 4 0.010 8 0.016 2 0.013 1 0.017 9 0.015 5
下位叶 0.012 0 0.011 0 0.012 8 0.011 3 0.014 8 0.013 7 0.017 0 0.016 0 0.022 4 0.019 3
　　刈割对单位叶面积干质量的影响见表 1。前一
年刈割过的芨芨草其单位叶面积干质量均较前一
年未刈割过的芨芨草株丛单位叶面积干质量小。
前一年刈割过的株丛第 2叶单位叶面积干质量在
整个生育期较未刈割过的株丛低 6.7%～ 19.4%;
第3叶则低了 5.3%～ 19.1%,下部丛生叶片单位
叶面积较未刈割过的株丛低5.9%～ 13.8%。
2.2刈割对芨芨草茎基粗度的影响　刈割对
芨芨草茎基的影响见表 2。无论是生殖枝或营养
枝 ,前一年刈割过的芨芨草株丛的茎基均较未刈
割过的芨芨草植株茎基部细。在整个生育期 ,刈
割处理的芨芨草株丛营养枝茎基粗度较未刈割处
理的芨芨草株丛减少了 1.1%～ 5.5%,生殖枝则
减少了 1.7%～ 13.5%。生殖枝的平均茎基粗度
呈逐渐增加趋势 ,而营养枝平均茎基粗度在 8月
有所减小。芨芨草 3月开始返青 , 5 月底后生长
旺盛 ,进入生殖生长阶段后 ,但基部仍不断有新的
分枝长出 ,8月雨水较足 ,降水量超过 100 mm ,这
种情况更为明显 ,因此影响了整丛营养枝的平均
茎基粗度。
表 2　刈割对芨芨草茎基粗度的影响 cm
类别 5 月不刈割 刈割
6月
不刈割 刈割
7 月
不刈割 刈割
8 月
不刈割 刈割
营养枝 0.211 0.203 0.219 0.207 0.268 0.265 0.252 0.261
生殖枝 0.408 0.353 0.418 0.409 0.464 0.456
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2.3 刈割对芨芨草生物量的影响　刈割对芨
芨草生物量的影响见表 3 , 4。在各月份 ,刈割处
理的芨芨草株丛其总生物量 、同化器官生物量 、非
同化器官生物量均较未刈割处理的芨芨草株丛
高。刈割处理的芨芨草株丛每丛总生物量鲜质量
最高可达 1 022.146 g/株丛 ,干物质量达 481.690
g/株丛 , 分别较未刈割处理的芨芨草株丛低
20.2%,7.9%,其株丛含水量除 6月外 ,整个生育
期均较未刈割处理的芨芨草株丛低。这 2种处理
的非同化器官生物量和同化器官生物量之间的差
异也十分显著。非同化器官主要指茎秆和穗 ,同
化器官主要指叶片 ,从表 3可以看出 ,刈割处理的
芨芨草株丛非同化器官鲜质量最高为 558.582 g/
株丛 ,干质量最高为 259.391 g/株丛 ,较未刈割过
的株丛分别低 27.2%, 15.1%, 同化器官鲜质量
最高可达549.206 g/株丛 ,干质量为229.717 g/株
丛 ,较未刈割过的株丛分别低 9.0%,1.3 %。
植物同化器官生物量(F)与非同化器官生物量
(C)的比例关系是植物光合作用的重要特征 ,一般
用净生产量(ΔPN)/总生产量(ΔPg)作为衡量光合
表 3　刈割对芨芨草总生物量的影响 g/株丛
时间 鲜质量不刈割 刈割
干质量
不刈割 刈割
植株含水量
不刈割 刈割
5月 1 130.493 749.385 240.750 178.123 0.787 0.762
6月 1 244.330 835.768 445.768 267.394 0.642 0.680
7月 1 274.941 892.811 495.930 371.977 0.611 0.583
8月 1 280.734 1 022.146 522.866 481.690 0.592 0.529
9月 731.534 568.898 404.834 391.753 0.447 0.311
表 4　刈割对芨芨草同化 、非同化器官生物量的影响 g/株丛
时间
非同化器官
鲜质量
不刈割 刈割
干质量
不刈割 刈割
同化器官
鲜质量
不刈割 刈割
干质量
不刈割 刈割
5 月 82.046 81.320 22.968 24.970 158.704 96.806 52.398 24.989
6 月 751.972 558.582 265.173 172.314 492.358 277.186 180.595 95.080
7 月 767.748 528.759 305.409 230.706 507.193 364.052 190.520 141.271
8 月 677.483 472.940 290.091 251.973 603.252 549.206 232.775 229.717
9 月 365.948 335.651 243.363 259.391 365.587 233.247 161.471 132.362
物质生产效率的指标之一 , ΔPN/ ΔPg 比值越高 ,
生产效应越高 , 因为净生产是扣除了呼吸消耗
(ΔR)的余差 ,即 ΔP N =ΔP g-ΔR ,而 ΔR 又与C
的生物量呈正相关性 ,所以 F/C愈大 ,表示 ΔR 较
小 ,则相对的使 ΔPN/ ΔPg 提高[ 12] 。在整个生育
期 ,刈割处理的芨芨草株丛其 F/C各月分别为
2.28 ,0.68 ,0.62 , 0.80 , 0.66 ,未刈割处理的芨芨
草株丛其 F/C各月分别为 1.0 ,0.55 ,0.61 , 0.91 ,
0.51 ,除 8 月外 ,其他各月刈割株丛 F/C值均低
于未刈割处理的株丛 。
2.4刈割对芨芨草生理特征的影响　植物的
光合作用一方面为植物体内提供了最基本的有机
物质 ———碳水化合物 ,为合成其他重要物质提供
了原料 ,另一方面又固定了太阳能 ,为植物生命活
动提供了能量 ,是植物生活中最重要最基本的功
能过程 。刈割对芨芨草生理特征的影响见表 5。
表 5　刈割对芨芨草生理特征的影响
月份
光合速率
[ μmo l/(m2 · s)]
不刈割 刈割
蒸腾速率
[ mmo l/(m2 · s)]
不刈割 刈割
5 月 14.780 12.485 0.671 0.574
6 月 9.578 9.300 4.592 3.922
7 月 7.589 5.353 2.822 2.156
8 月 9.864 9.553 5.356 5.028
9 月 3.067 2.250 1.933 1.850
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　　这 2种处理的芨芨草株丛生理特征存在明显
的差异 ,刈割处理的芨芨草株丛光合速率 、蒸腾速
率均较未刈割处理的芨芨草株丛低。在整个生育
期 ,前者处理较后者光合速率低 2.9%～ 29.5%,
蒸腾速率低 4.3%～ 23.6%。并且这种差异在高
温 、强光 、干旱少雨的 7月最为明显 。
3　结论
刈割明显影响芨芨草的生长状况 ,前一年刈
割处理过的芨芨草株丛无论是叶片的生长状况还
是生物量积累情况均不如前一年未刈割处理过的
芨芨草株丛 。刈割处理的株丛各叶位叶片长度比
未刈割处理的减少了 4.2%～ 26.9%,叶面积比
未刈割处理降低了 4.0%～ 17.9%,单位叶面积
干质量则减小了 5.3%～ 19.4%,最大生物量减
小了 7.9%。
刈割同时对芨芨草的生理特性也存在重要影
响 ,经过刈割处理的芨芨草株丛在整个生育期其
单位叶面积的光合速率及蒸腾速率明显低于未刈
割处理的株丛。
这充分说明了牧草的利用需要适当的休闲恢
复 ,连续利用会因只索取 、不投入而造成恶性循
环 ,最终地力下降 ,牧草产量降低 ,农牧业的可持
续发展受到影响 。
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The influence of cutting on Achnatherum splendens growth
WANG Jing
1 , CHENG Ji-min2 ,WAN Hui-er2 ,FANG Feng3
(1.Lanzhou Institute o f Arid Meteo rolog y , Chinese M eteoro logical Adm inist ra tion ,Lanzhou
730020 ,China;2.Northwest Sci-Tech Univer sity of A gricul ture &Forest ry , Institute
of Soil and Water Conservation of CAS , Yangling , Shanxi 712100 , China;
3.Lanzhou Central M eteoro logical Observato ry , Lanzhou 730020 , China)
Abstract:The influence of cut ting on the g row th and pho to synthetic characterist ics w as studied.The
results show ed that cut ting had distinct effect on leaf g row th , biomass accumulat ion and photosynthe-
sis.Compared to non-cut ting t reatment in last year , leaf leng th , leaf area and dry w eight per unit leaf
area w ere less , basal stem wide of nutri tion and breeding branch reduced 1.1%～ 5.5%, 1.7%～
13.5%, respectively , and its to tal biomass , assimi lation and non-assimilation o rgan biomass decreased
7.9%,15.1%,1.3 % , respectively.In addi tion , pho to synthesis rate and transpiration rate reduced
2.9%～ 29.5%,4.3%～ 23.6%.
Key words:A chna therum splendens;cut ting;grow th