全 文 ：植物生理学通讯 第 45卷 第 11期，2009年 11月 1061
收稿 2009-05-18 修定 　2009-11-03
资助 宁夏 “ 十一五 ” 科技攻关项目。
* 通讯作者(E-mail: dai_hj@nxu.edu.cn; Tel: 13139589616)。
不同刈割程度对紫花苜蓿生长、净光合速率和可溶性糖含量的影响
代红军 1,*, 谢应忠 1, 胡艳莉 2
1宁夏大学农学院, 银川 750021; 2宁夏固原云雾山自然保护区, 宁夏固原 750104
提要: 研究不同刈割程度对紫花苜蓿生长和相关生理指标影响的结果表明: 适度刈割可以提高苜蓿的再生能力和生物量;
刈割后苜蓿的叶绿素a含量和叶绿素a/b比值及净光合速率均增加; 其叶中的可溶性糖含量也增加, 轻度刈割的最高, 重度
刈割的次之, 不刈割的最低。
关键词: 刈割; 紫花苜蓿; 生长; 净光合速率; 可溶性糖
Effects of Different Mowing Intensities on Growth and Net Photosynthesis and
Soluble Sugar Content of Medicago sativa Linn.
DAI Hong-Jun1,*, XIE Ying-Zhong1, HU Yan-Li2
1School of Agriculture, Ningxia University, Yinchuan 750021, China; 2Yunwushan Nature Protect District, Guyuan, Ningxia 750104,
China
Abstract: The effects of different mowing intensities on the growth and physiological indices of Medicago
sativa were studied. The results showed that moderate mowing could promote the regenerative capacity and the
biomass. After mowing the leaf chlorophyll a content, the ratio of chlorophyll a/b and the net photosynthesis
efficiency of Medicago sativa increased. And soluble sugar content of Medicago sativa leaves also increased,
the range of soluble sugar content with light mowing intensity was greatest in three treatments, that with heavy
mowing was next, and the range of sugar content without mowing was lowest.
Key words: mowing; Medicago sativa; growth; net photosynthesis; soluble sugar
刈割是牧草生产中一种较为常见的收获方式,
对植物地上部生长有直接损伤。不同的刈割频率
(刈割间期)与强度(留茬高度)对牧草的生理生态、
品质、干物质分配以及生物量和产量等都有不同
程度的影响(常会宁等 1996; 包国章等 2003; 章家
恩等 2005; 王静等 2003)。紫花苜蓿作为优质的多
年生豆科牧草,具有适应性强、产草量高、品质
优和耐刈割等特点,有 “牧草之王 ”的美誉。近年
来, 我国优质牧草及饲料作物种植面积大幅度增加,
紫花苜蓿的种植面积居世界第5位, 并且随着西部
生态环境建设和农业结构调整的不断推进, 紫花苜
蓿人工草地面积逐年增加。通过刈割紫花苜蓿人
工草地, 舍饲家畜的畜牧业发展模式逐渐成为西部
农业生产地区畜牧业发展的主流。
在这种背景下, 刈割措施有可能成为紫花苜蓿
人工草地未来利用的主要方式。为此, 我们进行了
不同刈割程度对混播草地苜蓿生长和相关生理指标
影响的研究, 以期揭示刈割程度与紫花苜蓿补偿性
生长之间的关系, 为牧草的合理刈割利用提供参考。
材料与方法
试验区位于宁夏省东部盐池县城郊乡四墩子
行政村, 北纬37o4612~37o4619, 东经107o1644.5~
107o1652.7, 为典型大陆性气候。大地貌为缓坡
丘陵, 地带性土壤为灰钙土、风沙土, 耕作土壤
有机质含量为 0.5%~0.8%, pH值 7.5~8.5。年平
均气温为 7.7 ℃, ≥ 10 ℃的年积温为 2 949.9 ℃,
年无霜期 162 d左右, 年降水量为 289.4 mm, 冬春
少雨雪。
刈割试验为单因子试验(刈割频率相同, 时间
研究报告 Original Papers
植物生理学通讯 第 45卷 第 11期，2009年 11月1062
相同)。在混播草地上选取紫花苜蓿(Medicago sa-
tiva Linn.)长势较好、较为均匀的地方作为试验样
地, 2007年 6月 10日进行刈割试验(此时苜蓿大致
处于盛花期)。根据苜蓿的基本生理特性, 设计轻
度刈割(留茬 20 cm)、重度刈割(留茬 5 cm)和不
刈割(对照)3种处理。每处理重复 3次, 随机排列
共 9个小区, 每个小区面积是 3 m×5 m。于刈割
前(6月 10日)和刈割后(6月 11日、7月 10日、8
月10日和9月10日)分别取样测定紫花苜蓿的生长
指标和生理指标。生理指标的测定在宁夏大学农
学院草业科学研究所进行。
紫花苜蓿植株高度和生物量直接在试验地测
定; 叶绿素含量测定参照邹琦(2003)书中的方法, 采
用 95%乙醇浸提, 然后用分光光度计法测定; 净光
合速率( P n)采用英国 P P S ys t e ms 公司生产的
CIRAS-1便携式光合测定仪测定; 叶中可溶性糖含
量测定参照邹琦(2003)书中的蒽酮法测定。
结果与讨论
1 刈割对紫花苜蓿株高及其再生能力的影响
从表 1可见: (1)刈割前(6月 10日), 紫花苜蓿
株高在 44~45 cm, 3种处理苜蓿的株高差异都不显
著,说明 3种刈割程度在刈割前不存在土壤肥力与
其它环境要素在本底上和管理上的差异。从不同
刈割程度的苜蓿高度的发展动态来看, 刈割后, 3种
刈割方式刈割的苜蓿株高增长逐渐发生显著性差异
(P< 0.05), 其中不刈割的苜蓿株高在 7~8月间增长
很少; 而轻度刈割的苜蓿在 9月份即恢复到 44 cm,
表 1 紫花苜蓿刈割前后株高变化
Table 1 Changes in height of M. sativa before and after mowing
苜蓿高度 /cm
刈割程度
6月 10日 6月 11日 7月 10日 8月 10日 9月 10日
不刈割 44.75±1.26a 44.75±1.26a 47.25±1.26a 48.00±0.82a 44.28±0.49a
轻度刈割 44.00±0.82a 20.02±0.02b 26.00±0.82b 39.50±1.29b 44.95±0.12a
重度刈割 44.50±1.29a 3.00±0.01c 8.00±0.08c 30.13±0.85c 44.26±0.31a
　　同列中相同字母表示在 0.05 水平差异不显著, 不同字母表示在 0.0 5 水平下差异显著。下表同此。
9月 10日达到刈割前的高度; 8~9月重度刈割的苜
蓿株高增长很快速, 到9月份, 3种刈割程度的苜蓿
高度差异不显著(P>0.05)。(2)不同程度刈割后 1
周,苜蓿开始重新长出新芽, 并迅速生长。重度刈
割的植株新芽再生速度较快, 轻度刈割的再生速度
相对较慢, 二者差异显著(P<0.05)。8月 10日, 轻
度刈割的新梢增长约19.48 cm, 重度刈割的新梢增
加约27.13 cm, 说明刈割对苜蓿的再生能力有一定
的促进作用。
2 刈割对紫花苜蓿地上部生物量的影响
图 1显示, 刈割前 3种刈割程度的苜蓿生物量
差异不显著, 干重均在 395 g·m-2以上, 说明三者的
生长状况基本上相同。刈割后, 三者之间的生物量
都有增加趋势, 表现为不刈割<重度刈割<轻度刈割,
到 9月 10日, 轻度刈割和不刈割之间的差异性显著
(P<0.05), 轻度刈割和重度刈割之间差异不显著(P>
0.05), 三者之间的生物量以轻度刈割的最高, 为904.50
g·m-2; 重度刈割的次之, 为 899.00 g·m-2; 不刈割的
最少, 为 807.25 g·m-2, 说明一定程度的刈割可以促
进苜蓿的生长, 表现出超补偿生长现象。
图 1 苜蓿刈割前后的生物量变化
Fig.1 Change in biomass of M. sativa
before and after mowing
植物生理学通讯 第 45卷 第 11期，2009年 11月 1063
3 刈割对苜蓿净光合速率(Pn)的影响
由图 2可见, 刈割前(6月 10日), 3种刈割程
度苜蓿叶片净光合速率差异不显著(P>0.05)。刈
割后(8月 10日), 三者之间的净光合速率差异显著
(P<0.05), 表现为轻度刈割>重度刈割>不刈割, 这
些与刈割后其叶中叶绿素 a含量变化趋势是一致
的。说明一定程度的刈割苜蓿的光合作用表现出
一定程度的补偿作用。
4 刈割对紫花苜蓿叶中叶绿素和可溶性糖含量的
影响
表 2和图 3显示, (1)刈割前(6月 10日), 3种
刈割程度的苜蓿叶片中叶绿素总量差异不显著。
表 2 苜蓿刈割前后叶中叶绿素 a和叶绿素 b含量的变化
Table 2 Changes in contents of chlorophyII a and b of M. sativa before and after mowing
叶绿素含量单位: mg·g (DW)-1

处理时间 不刈割 轻度刈割 重度刈割

(月 -日)
chl a chl b chl a chl b chl a chl b
06-10 0.625±0.004a 0.348±0.012a 0.623±0.003a 0.351±0.007a 0.626±0.002a 0.350±0.003a
07-10 0.696±0.003b 0.373±0.002a 0.758±0.002a 0.379±0.001a 0.755±0.002a 0.381±0.001a
08-10 0.702±0.001c 0.360±0.005a 0.796±0.015a 0.325±0.002c 0.763±0.002b 0.341±0.005b
09-10 0.792±0.003b 0.352±0.008a 0.918±0.004a 0.343±0.006b 0.916±0.002a 0.339±0.008b
图 2 苜蓿刈割前后的净光合速率的变化
Fig.2 Change in net photosynthesis of M.
sativa before and after mowing
图 3 不同刈割程度对苜蓿叶中可溶性糖含量的影响
Fig.3 Changes in soluble sugar content of M. sativa under
different mowing intensities
刈割后, 三者之间随刈割程度的增加差异显著。叶
绿素a含量变化趋势表现为重度刈割和轻度刈割的
均高于不刈割的(8月10日); 叶绿素b为不刈割>重
刈割>轻度刈割, 并且差异显著(P<0.05)。不同程
度刈割后的叶绿素 a 含量增加, 叶绿素 b含量减
少。刈割前苜蓿叶中叶绿素含量 a/b为 1.80:1, 刈
割后(8月 10日)上升, 达到 2.45:1 (轻度刈割)和
2.24:1 (重度刈割), 而不刈割的仅为 1.95:1, 说明刈
割对苜蓿叶中叶绿素组成有一定的影响。
(2)刈割前(6月 10日), 3种刈割程度的苜蓿叶
中可溶性糖含量差异不显著(P>0.05)。刈割后, 随
着刈割时间的延长, 三者之间的苜蓿叶中可溶性糖
含量均增加, 其中轻度刈割的增加幅度最大, 重度
刈割的次之, 不刈割的增加最小。生长末期(9月
10日), 轻度刈割与重度刈割的苜蓿叶中可溶性糖
的含量是同期不刈割的1.97倍和1.60倍, 且二者分
别比其生长盛期高出33%和30%, 即重度刈割的在
9月初仍保持一定的生长能力, 说明随着刈割程度
的增加, 其营养生长时间似有延长, 表现出一定程
度的生理补偿作用。
综上所述, 不同刈割留茬高度对牧草的生长和
植物生理学通讯 第 45卷 第 11期，2009年 11月1064
生理有一定的影响。适度刈割在一定程度上可以
促进植物的再生生长,即表现为补偿或超补偿生长
现象。本文中重度刈割(留茬 5 cm)虽然在刈割初
期对植株的再生能力和生长造成一定的影响,但是
其最终的生物量仍高于不刈割的,说明在宁夏地区,
当年种植的苜蓿其首次刈割高度可以低于 5 cm。
参考文献
包国章, 李向林, 沈万斌, 谢忠雷, 康春莉(2003). 刈割频次对白三
叶能量分配及构型的影响. 应用生态学报, 14 (2): 215~218
常会宁, 李固江, 王文焕(1998). 刈割对羊茅黑麦草叶片生长的
影响. 中国草地, (3): 9~12
王静, 杨持, 韩文权, 刘美玲(2003). 刈割强度对冷蒿可溶性碳水
化合物的影响. 生态学报, 23 (50): 908~913
章家恩, 刘文高, 陈景青, 施耀才, 蔡燕飞(2005). 不同刈割强度
对牧草地上部和地下部生长性状的影响. 应用生态学报, 16
(9): 1740~1744
邹琦(2003). 植物生理学实验指导. 北京: 中国农业出版社, 68~69,
110~112