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封育方式下伊犁绢蒿可塑性贮藏
营养物质的动态变化
孙宗玖 ,安沙舟 ,李培英
(新疆农业大学草业与环境科学学院 新疆草地资源与生态重点实验室 ,新疆 乌鲁木齐 830052)
摘要:2006 年 5-11 月 ,在新疆阿什里乡对不同封育方式下伊犁绢蒿 Seriphidium transi liense 可溶性碳水
化合物 、淀粉 、粗蛋白的变化进行研究。结果表明 ,不同封育方式下伊犁绢蒿根中贮藏物质的变化规律基本
一致;可溶性碳水化合物呈“单峰”特征 ,多年封育地 、禁牧后放牧地 、连续放牧地最高可达 53.43 、36.77 和
32.63 mg/ g , 而淀粉呈倒“ V”特征;粗蛋白呈“降低-升高-再降低”特征 , 且峰值出现时间及持续期上存在
差异;3 种封育方式间可溶性碳水化合物 、淀粉及粗蛋白含量差异显著(P <0.01), 可溶性碳水化合物含量
上多年封育地>禁牧后放牧地>连续放牧地 ,淀粉含量上为多年封育地>连续放牧地>禁牧后放牧地 , 而
粗蛋白含量上则以连续放牧地最高。
关键词:封育方式;伊犁绢蒿荒漠;可溶性碳水化合物;淀粉;粗蛋白
中图分类号:S812.8　　　文献标识码:A　　　文章编号:1001-0629(2008)10-0070-05
＊ 　伊犁绢蒿 Seriphidium transi liense 隶属于菊
科绢蒿属半灌木 ,我国新疆是其分布中心[ 1] ,是新
疆荒漠草地中饲用价值较高的一类植物 。由于主
要作为春秋牧场利用 ,伊犁绢蒿荒漠草地退化十
分严重 ,已经成为制约新疆北疆季节畜牧业发展
的瓶颈。近年来 ,随着退牧还草 、休牧 、禁牧政策
的实施 ,蒿类荒漠草地由于受到不同程度的封育
保护而形成了不同的利用方式 。目前 ,对荒漠草
地封育效果的研究多集中在植被的数量特征 、构
件变化 、土壤种子库及其理化性质等方面[ 2-7] ,但
对封育后植物体贮藏物质的积累及动态变化未见
报道 。因此研究以伊犁绢蒿为对象 ,通过对其在
不同封育方式下根中可塑性贮藏营养物质的测
定 ,探讨封育对可塑性贮藏营养物质差异及变化
规律 ,为今后荒漠草地合理利用提供一定的基础
资料和科学依据 。
1　研究区概况与方法
1.1 研究区概况　研究区位于中亚荒漠天山北
坡中段昌吉市西南部阿什里乡 , 43°49′26″～
43°56′51″N ,87°02′08″～ 87°05′24″E ,为山前洪积
冲积扇河阶二级台地 ,海拔 700 ～ 1 000 m 。年降
水量 180 ～ 190 mm ,年蒸发量 1 760 mm ,干燥度
4 ～ 10。年均温 6.5 ℃,无霜期 160 ～ 190 d。土壤
为灰漠土 ,成土母质为黄土状物质 ,土层较厚 。伊
犁绢蒿荒漠是该地的地带性植被 ,春季有弯果胡
芦巴 Trigonel la arcuata 、刺果鹤虱 Lappula spi-
nocarpa 、四齿芥 Tetracme quadricornis 、荒漠蒲
公英 Tara xacum monochlamydeum 、伊犁郁金香
Tulipa i liensis 、毛梗顶冰花 Gagea alberti i 、涩芥
Malcolmia a f ricana 、角果毛茛 Ceratocephalus
orthoceras 、旱麦草 Eremop yrum tri ticeum 、全缘
独行菜 Lepid ium f erganense 等短生 、类短生植
物存在;夏季有角果藜 Ceratocarpus arenarius 、
叉毛蓬 Petrosimonia sibirica 、猪毛菜 Salsola
col lina 等一年生植物形成亚优势层片 ,生产上用
作春秋季利用草场。
1.2 试验设计　2006年 ,在野外调测和踏查的
基础上 ,共设 3个处理 。即多年封育地(至少 20
年未进行放牧利用)、禁牧后放牧地(2003-2005
年禁牧 ,2006年开始连续放牧 ,但放牧始期晚于
70
10/ 2008 草　业　科　学PRATACULTURAL SCIENC E 25 卷 10 期Vol.25.No.10
＊收稿日期:2007-10-29
基金项目:新疆草地资源与生态重点实验室开放项目
(XJDX0209-2007-05);教育部博士点基金项目
“蒿类荒漠春秋牧场主要群地下生物量形成规律
研究”(2007-2009)
作者简介:孙宗玖(1975-), 男 ,内蒙古赤峰人 , 讲师 , 在读博
士生 ,主要从事草地培育与草坪草教学与科研工
作。 E mail:nmsz j@21cn.com
通讯作者:安沙舟　E m ail:xjasz@126.com
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连续放牧地 1月 ,转场时间相同)、连续放牧地(长
期进行放牧利用 ,放牧时期为 4 月上旬 -6月下
旬和 9月上旬-11 月中旬)3类不同利用状态的
伊犁绢蒿荒漠草地 ,试验地面积分别为 500 、800 、
1 000 m2 。
1.3 取样和测定方法　试验前 ,对多年封育地
内伊犁绢蒿进行大(直径>20 cm)、中(直径 10 ～
20 cm)、小(直径<10 cm)标记。2006年 4月-
11月 ,每月取样 1次 ,多年封育地内按照 3级标
准随机挖取伊犁绢蒿单株 ,每级 5株 ,而禁牧后放
牧地和连续放牧地内则随机挖取单株 15株 ,置于
密封袋内带回。室内轻轻抖掉土后 ,距地表 1 cm
处剪掉地上部分 ,获取地下根系(地表 1 cm 木质
化部分+距地表 15 cm 根颈)后 ,用清水冲洗干
净 ,阴干。试验前将样品粉碎后过直径为 0.4
mm 的分析筛 ,烘干 ,形成混合样 ,待用 。
1.3.1 可溶性碳水化合物　采用蒽酮比色法[ 8] ,
620 nm 处测定光密度值 , 从标准曲线(y =
6.809×10-3 x-2.999×10-3 , r=0.998)上计算
可溶性碳水化合物含量。
1.3.2淀粉 　委托新疆农科院测试分析中心测
定 ,参考翟永信方法[ 9] 。准确称取待用混合样品
1.0 g ,重复 3次 ,分别置于三角瓶中 ,加入 50.0
mL 蒸馏水 ,沸水浴中浸煮 5 min ,冷却。吸浸提
液5 mL 置于 25 mL 容量瓶内 ,依次加入5 mL 蒸
馏水 、10 mL 碘试剂(5.0 g KI+30 mL 冰乙酸+
15 mL 0.5 mol/ L KIO3 定容在 1 000 mL 容量瓶
内),混匀 ,放置 5 min 后定容 , 670 nm 处测定光
密度值 ,从标准曲线(y =0.467 5 x +0.008 86 ,
r=0.999 6)上计算淀粉含量。
1.3.3粗蛋白　采用凯式定氮法[ 10] 。
2　结果与分析
2.1 可溶性碳水化合物动态比较　从图 1看
出 ,3种封育方式中 ,伊犁绢蒿根中可溶性碳水化
合物基本呈现“单峰”趋势 ,但出现峰值的时间具
有一定差异性 ,禁牧后放牧地出现较早 ,为 8月
24日-10 月 17 日 ,最高可达 36.77 mg/g ,而多
年封育地和连续放牧地出现较晚 ,均为 10月 17
日 ,含量依次为 53.43 、32.63 mg/g 。方差分析
(图 1)表明 , 3种封育方式间可溶性碳水化合物含
量差异极显著(P<0.01),多年封育地最高 ,禁牧
后放牧地次之 ,连续放牧地最低 ,尤其在 7月 13
日-10月 17日期间更明显 ,说明草地封育后 ,有
利于根部可溶性碳水化合物的积累 ,以满足冬季
越冬和次年返青生长的需要 ,且封育时间越长 ,积
累贮藏营养物质就越多。
2.2 淀粉动态比较　从图 2 看出 ,不同的生长
季内 3种封育方式下伊犁绢蒿根中淀粉含量变幅
较大 ,但基本呈倒“V”字形变化。从总淀粉含量
上看 ,多年封育地>连续放牧地>禁牧后放牧地 ,
且方差分析表明其峰值出现时间具有一定差异 ,
图 1　封育方式对伊犁绢蒿根中可溶性碳水化合物含量的影响
　注:不同小写字母表示差异达到 0.05 水平 , 不同大写字母表示差异达到 0.01 水平。下同。
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连续放牧地出现较早 ,为 6月 18日;多年封育地
次之 ,为 8 月 24日;禁牧后放牧地最晚 ,为 10 月
17日 ,可能与其长期受到外界环境及放牧的影响
而形成的适应机制相关 。从图 2 也可看出 , 3 种
封育方式间伊犁绢蒿根中淀粉含量差异极显著
(P<0.01),多年封育地极显著高于禁牧后放牧
和连续放牧地(P <0.01),而禁牧后放牧地极显
著低于连续放牧地(P <0.01),说明长期放牧和
不放牧情况下 ,伊犁绢蒿根部淀粉在对外输出中
具有一定保留性 ,而短时间禁牧后则改变了其原
有的生长特性 ,使贮藏物质多用于营养生长 ,导致
其含量下降 。从整个生活史看 ,伊犁绢蒿经过夏
季休眠后 ,根中淀粉均在 10月 17日出现积累高
峰 。
图 2　封育方式对伊犁绢蒿根中淀粉含量的影响
2.3 粗蛋白动态比较　从表 1看出 ,3种封育
方式下伊犁绢蒿根中粗蛋白基本呈“降低 —升
高—再降低”特征 ,6月 18日前基本呈下降趋势 ,
之后回升。禁牧后放牧地回升速度较快 ,7 月 13
日达到最高值 ,粗蛋白含量为 75.70 mg/g;而多
年封育地和连续放牧地则在 8 月 24 日达到最高
值 ,分别为 82.05和 87.55 mg/g ,之后基本呈下
降趋势 ,但在后期会出现一定的反弹 。方差分析
(表 1)表明 ,不同封育方式间伊犁绢蒿根中粗蛋
白质含量差异极显著(P<0.01),多年封育地极
表 1　封育方式对伊犁绢蒿根粗蛋白的影响
日期
(月-日)
多年封育
(mg/g)
禁牧后放牧
(mg/ g)
连续放牧
(mg/ g)
05-04 68.00bB±0.10 63.70cC ±1.60 83.30aA±0.30
06-18 65.10aA±0.20 60.30bB±0.70 59.90bB±0.30
07-13 67.00cC ±0.80 75.70aA±1.20 71.45bB±0.15
08-24 82.05bB±0.35 69.90cC ±0.50 87.55aA±0.15
09-09 64.25cC ±1.85 70.50bB±0.01 87.10aA±2.50
10-17 79.80aA±0.90 69.30bB±0.20 78.25aA±1.65
11-14 62.50bB±0.30 64.90bB±1.50 87.25aA±0.35
显著低于连续放牧地(P <0.01),但与禁牧后放
牧地间的差异不同时间表现并不一致 ,说明放牧
时间越短 ,其木质化程度越大 ,引起粗蛋白含量降
低就越多 。
3　结论与讨论
3.1 贮藏物质是植物生长发育的重要能源物质 ,
对植物的生命活动具有重要的调节作用 。大量研
究表明 ,刈割和放牧等均能影响植物贮藏物质的
分布和含量[ 11-13] ,并在一定程度上反应了其对环
境的适应策略[ 14 , 15] 。研究结果表明 ,多年封育地
伊犁绢蒿根中可溶性碳水化合物(图 1)、淀粉含
量(图 2)显著高于禁牧后放牧地和连续放牧地 ,
说明封育促进伊犁绢蒿贮藏营养物质的积累 ,促
进其个体的生长发育潜能 ,引起荒漠草地植被盖
度 、高度和产量出现大幅度的提高[ 2 , 5 , 6] ,这可能
是围栏封育后提高了荒漠区土壤全氮 、全磷 、全钾
含量 ,有助于保持土壤肥力相关[ 16] ,但粗蛋白呈
现下降趋势。11月 14日多年封育地可溶性碳水
化合物及淀粉含量明显低于连续放牧地 ,是由于
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多年封育情况下 ,伊犁绢蒿已经逐渐进入枯黄期 ,
营养物质开始逐渐消耗;而连续放牧地则由于放
牧干扰延长了其光合作用时间所致 。
3.2 不同封育方式间伊犁绢蒿根中可溶性碳水
化合物 、淀粉及粗蛋白含量适应情况存在一定差
异。可溶性碳水化合物基本表现为多年封育地>
禁牧后放牧地>连续放牧地 ,这与王静等[ 17] 研究
结果冷蒿在生长初期(6月上旬)和盛期(7 月下
旬)可溶性糖含量随放牧强度的增加变化不显著
但在生长末期(9月中旬)则表现出显著降低相
悖;淀粉则表现为多年封育地>连续放牧地>禁
牧后放牧地 ,而粗蛋白含量则以连续放牧地最高 ,
多年封育地和禁牧后放牧地间差异不稳定 ,出现
交错现象 。
3.3 多年生牧草体内贮藏物质的动态变化反映
了其在一年中的利用和贮存状态。从月动态变化
看 ,不同封育方式下伊犁绢蒿根中贮藏物质的变
化规律基本一致 。可溶性碳水化合物呈“单峰”特
征 ,粗蛋白呈“降低-升高-再降低”特征 ,但在峰
值出现的时间及持续期上存在一定差异 ,这是其
对放牧干扰与否的一种适应策略 ,而淀粉含量虽
然波动性较大 ,但基本呈 2 ～ 3次的倒“V”特征 ,
该结果与朱桂林等[ 18] 对短花针茅 S tipa brevi-
f lora 草原主要种群根部可溶性碳水化合物 、还
原糖及张光辉等[ 19] 对我国典型草原植物大针茅
S.gigantea 、羊草 Leymus chinensis 根部可溶性
碳水化合物 、淀粉的动态变化规律存在一定的差
异 ,可能与所处区域温度 、降水量的调控相关 ,也
与其取样时间密集程度有一定的关联性 。
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10/ 2008 草　业　科　学(第 25 卷 10 期)
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Effect of different enclosure models on flexible nutrition of Seriphidium transil iense
SUN Zong-jiu , AN Sha-zhou , LI Pei-ying
(Co llege of Pratacultural and Environmental Science , Xinjiang Ag ricultural University , Key
Labo rato ry of G rassland Resource and Ecology in Xinjiang , Urumqi 830052 ,China)
Abstract:The changes of soluble carbohydrate , starch , crude pro tein of S eriphidium transi l lense un-
der dif fe rent enclosure models w ere analyzed in A shi li country in Xinjiang f rom M ay to November
2006.The resul ts show ed tha t the change regulat ion of storage substance w as a simi lar pat tern under
dif ferent enclo sure models.Soluble carbohydrate contents in S.transil lense roo t show ed a “ single
peak” t rend , and the highest contents for perennial enclo sure , fo rbidden grazing land and cont inual
grazing land w ere 53.43 mg/g , 36.77 mg/g , and 32.63 mg/g respectively;the starch contents ap-
peared reverse “V” .The crude protein contents show ed “down-up-down” t rend , and the dif ference s
existed in the emerging time and durat ion o f the peak.Contents of soluble carbohydrate , starch and
crude pro tein w ere significant ly dif ferent among three enclo sure models(P<0.01), and the o rder of
soluble ca rbohydrate w as perennial enclosure >forbidden g razing >continual g razing ;the order of
starch w as pe rennial enclo sure>continual grazing>fo rbidden g razing;C rude protein w as the highest
in continual g razing land.
Key words:enclo sure model;S eriphidium transi liense dese rt;so luble carbohydrate;starch;crude
pro tein
PRATACULTURAL SCIENCE(Vo l.25.No.10) 10/ 2008