全 文 ：B UL L ET IN OF B OL N I A IC AR E SR E A CH
第 盈 O卷 ,
V o l
.
l o
第 4期
N 0
.
4
19 90
U C t
年 10 月
1 9 9 )
羊草及羊草割草地营养元素的动态研究
李景信 马义 杨树安
T H E S T U D Y O N T H E AB S O R P T 10 N O F NU T R ! E N T
E LE M EN T S O F L E YM U S C H IN E N S E A N D IT S
C IRC U LA T O RY C O N D !T !O N S O N C U T T ! N G G RA S SL AN D
L 1 J i n g
一 x i n M a Y i Y a n g S h u
一 a n
〔提要 〕 本文分析 N,J 定了羊草 (L ge m u : 。几1ne sn e) 及 羊 革割 草 地 营 养
元素的动态变化 。 结果表明 , 羊草对 N 、 M g 、 C a 、 K 元素的 吸 收 童 大 , 对
C u 元素的吸收量 小 。 羊草对各营养元素的吸收量和积 累量以生长初期 最 高 ,
以后随时间推移 , 其积 累量逐渐下降 , 但 N a 元素于生长初期至中期含童 一直
较低 , 至 生长末期 出现急剧增加趋势 。 C u 在整个生长期中含登都很 低 , ·随 时
间变动不大 。
在羊草割草地 中 , 羊草从割草地土攘 中吸收营养元素量 为 4 0 . 27 k g . h -a ` ,
a 一 ’ , 羊草割草地 由 于 列 割羊草地上部分而榆 出的营养元素量为 25 . 71 k g’ h a 一 ` ,
a 一 ` , 而羊草凋落物与茎茬中残留的管养元素量为 10 . 5 8 k g . h a 一 ` . a 一 ` , 归还土
攘的营 养元素量 为 4 . 02 k .g h a 一 ` . a 一 ’ 。 由 此可见 , 羊草刻 草地营养元紊的输 出
量大于输入量 , 这是永久性羊草 .SJ 草场土镶肥力 日趋下降 、 草原退化 、 生产力
逐渐降低的重要原 因之一 。
羊草 (L 叨m 、 hc 劫 。二 e) 是松嫩草原植被的主要建群种 , 是该草原的 主 要 优 良牧
草 , 素以营养价值高 、 适 口性好而驰名中外 。 目前 , 羊草草原的利用方式有放牧场和割
草场两种 。 近年来 , 由于多年连续割草 , 羊草割草场的生产力 日趋降低 , 因而 , 引起人
们的重视 。 本文从草— 土之间营养元素的动态出发 , 研究了羊草及羊草割草地营养元
李景信 、 杨树安 : 黑龙江 省 , 哈 尔 滨 市 . 哈 尔 滨 师 范 大 学 ( H a r b i n T e a e h e r s U n i v e r s i t y , H a r b i n ,
H e il o n g j i
a 。 ` )
马 义 : 黑龙江省肇东市畜牧局草原监理站 。
一 1哪 一
素的动态变化 , 其 目的在于为羊草草原改良及合理利用提供科学的依据 。
一 、 自 然 概 况
研究地点位于黑龙江省肇东市五里木草原试验场 。 该地区属温带大陆性季风气候 ,年
平均气温 3 . 2℃ , 最冷月一月平均气温 一 2 0 . 2℃ , 极端最低气温 一 3 8 . 4℃ , , 最热 月七
月平均气温 2 2 . 8℃ , 极端最高气温 3 6 。 5℃ 。年平均降水量 43 8 m m , 多集中在六— 八月份 。 年蒸发量 1 , 6 2 m m , 约是年降水量的 3 。 8 倍 。 无 霜 期 140 天 , 日照 2 , 8 43 小时 ,
) 10 ℃ 积温 2 , 7 65 ℃ , 光热资源比较充足 。 土壤为碱性草甸土 。 草场群落 组 成 种 类单
纯 , 结构简单 , 以羊草占绝对优势 , 构成群落建群种 , 生长发育良好 , 覆 盖 度 达 85 一
95 %
, 其生物量约是群落地上部总生物量的 90 %左右 , 是多年永久性的天然割草地 。
二 、 研 究 方 法
在研究地点选取典型样地 , 从五月上旬至十月下旬测定羊草各部分 (根 、 茎 、 茎
茬 、 叶 ) 营养元素的动态变化 , 每月取样一次 , 每次三个重复 。 羊草生物量采用收获法
于七月下旬至八月上旬进行测定 , 其凋落物采用敷网法进行测定 , 于生长季节开始时清
理样地内的地表 , 并铺设铁丝网和围罩 , 每月取样一次 , 进行凋落物量的测定 , 另用网
袋法测定凋落物的分解速率 。
羊草各部分样品在室内进行营养元素含量的测定 , 其中 N 用维康皿法测定 , P 用紫
外分光光度计测定 , F e 、 M g 、 C a 、 C u 用原子吸收分光光度计测定 , K 、 N a 用 火焰光
度计测定 。
三 、 结 果 与 分 析
(一 ) 羊草对营养元素的吸收和体内分配状况 ,
从分析测定的羊草体内八种主要营养元素的吸收量来看 (表 1 ) , 羊草对 N 、 M g 、
C a
、
K 四种营养元素吸收量较大 , 其中 N 元素的吸收量最大 , 约占总生物量的 1 . 08 % ,
其次是 F e 、 N a 、 P , 对 C u 吸收量最小 , 仅为 。 . 0 02 % 。 各营养元素在羊草各器官的含
量比率亦有差异 , 其中根内 N 、 M g 、 C a 、 F e 四种营养元素的含量多于 叶 和 茎 , 而叶
内 K 、 P 元素的含量多于茎和根 。 此外 , 叶内 N a 元素的含量多于根和茎 ; 根 内 C u 元
素的含量多于茎和叶 。
衰 1 羊草根 、 茎 、 叶内 ! 养元 t 含 t 比率 ( 占千 , % )
含 盛 一 元 素 { ) { } … … } …育窗火丈夭 } N二少9 J C“ { K ) F’ 1“ a …P { C u
茎
叶
平 均
兰…卫 -…竺 - !竺…竺一上竺 ~ {兰些 }二里生}土竺…上生
11些 {」 i竺-…兰里竺!兰竺 {一二些 -
1
.
0 8 0
。
5 2 } 0
。
4 8 】 0 。 3 2 0。 1 1
0
。
0 6 0
.
0 7
0
。
15 0
。
10
0
。
0 0 2 8
0
.
0 0 23
0
。
00 1 5
0
。
0 0 2
一 1 0 8一
羊草营养元素的积累量是在七月末至八月初生物量最大时期测定的 。 此时期羊草生
物量为 8 , 2 6 o k g . h a 一 ` , 其 中地上部为 2 , 3 1 0 k g 一 h a 一 ` , 地下部为 5 , 9 5 0 k g · h a 一 ` , 地下
部生物量约是地上部现存生物量的 2 . 6倍 。 羊草体内营养元 素 的 总 积 累 量 为 2 74 . 27
k g
·
h -a `
, 占现存总生物量的 3 。 3 % 。 其中地上部总积累量为 40 . 27 k g · h a 一 ’ , , 占总 积
累量的 15 写 , 地下部总积累量为 2 3 4k .g h a 一 ` , 占总积累 量 的 85 写。 可见 , 地下部营养
元素的积累量远大于地上部 , 是地上部的 5 . 8 倍 。 羊草体内各营养元素的总积累量顺序
为 : N > M g > C a > K > F e > N a > P > C u , 这和羊草对各元素的吸收量顺序相一致 (表
2 )
。
表 2 羊草现存生物 , 与营养元案的总积累含 t 表 k( g’ h a 一 ’ )
气星誉兰、…猫 · …碗一兰竺一…竺…翌…竺一` 竺上竺一!一竺生卜竺i胜 }旦1 1
合 计 } 8 26 0 } 9 6
·
6 5 1 7 0
·
5
K F e N a P
8
.
5 5 1
.
7 3 2
.
0 8 1
.
8 5 0
.
0 5
5
.
95 1 1
.
3 0 5
.
72 2
。
5 6 0
.
1 2
1 4
.
5 1 3
。
0 3 7
.
8
合 计
竺…
}万 }
} :
.。。 1 1
.
7 3 12 0 5 } 1 5 5 …。 . 0 5 } 4 0 . 2 7
2 3 4
2 7 4
.
2 7
.23
一
49
.
7
综合上述 , 羊草体内各营养元素以根部合量最多 , 其次是叶片 , 茎内含量最低 。 羊
草现存总生物量和营养元素总积累量均以地下部分最多 , 远远大于地上部 。 羊草各部分
营养元素的这种分配特点与其生物学特性有关 , 因为羊草是具根茎的多年生植物 , 在天
然群落中除进行种子繁殖外 , 主要靠根茎进行无性繁殖 。 羊草地下部贮藏大 量 营 养 物
、公年 I公顷》
} 质
, 将可保证羊草生长和繁殖过程
中对营养的需求。
(二 ) 羊草体内营养元素吸收 、
积累与时间动态 ;
从研究测定可知 , 羊草对各营
养元素的吸收积累在其不同的发育
时期有很大差异 (图 2 ) 。 从 图 2
表明羊草在生长初期其 N 、 K 元素
的含量最高 , 以后直至生长末期逐
月减少 。 P和 F e 在 整 个生长期 含
量波动不大 , 但 F e 在 生长末期含
量亦趋减少 。 M g 、 C a 生长初期含
80Q67543021
图 1 . 羊草草地凋落物产量 的月变化
量高 , 以后减少 , 直到生长末期稍略有增加 。 C u 在整个生长期中含量都很低 , 变动不
大 , 但在生长末期也稍略有增多 。 N a 在 生 长初期至 中期含量均低 , 至生长末期含量迅
速增多。
(三 ) 羊草凋落物营养元素的动态变化 ,
在整个生长季节内 , 羊草凋落物的生物量从生长季节开始随时间推移逐渐增加 , 在
生长季节结束前的 + 月份达到最高值 (图 1 ) , 为 7 8 k0 g · h -a ` , 是地上部现存 生 物量
一 1 0 9
刹摘 ) {
以 · 。 :`
}欺… \一、 /分一 _ _ _ _ _ _ _ 56 TO , 月( , ` 护` )
:
.
:
咄切洲肆娜川
一火一~戈 \ 认
\ . 。
}
. 、
~ ~
.
一
i
-一一 -r C 习耳图 2 . 羊草地上都分营养元素含量时间动态
的 3 3 。 8 % 。
羊草凋落物中营养元素的积累量为 10 . 04 k g . h a 一 ’ · a 一 ` , 约 占 地上部营养元素积累
量 的 25 % 。 羊草凋落物的分解速率为 0 . 0 0 25 9 . 9 一 ` . d 一 ’ 。 由此可计算出羊草凋落物的消
失量为 3 12 k g . h -a ` . a 一 ` 。 这样羊草凋落物中所含的营养元素通过微生物的分解活动 归
还于土壤之中 , 其归还量为 4 . 02 k g . h a “ ` · a 一 ` , 仅为羊草地 _ 匕部营养元素积累量的 10 %
(表 8 ) 。
表 3 凋落物曹养元素的积累与归还土坡 , ( k g’ h a “ ’ · a 一 ` )
项 目
现存量
消失量
干物质 N M g 尹_ } C “
0
.
3 1 1 0
.
0 3
. . .
~
. . . . . . . . . .月
Z卜 布卜「习 卜 .
7 8 0 3
.
1 4 1 0
.
0 4
31 2 1
.
26 0
.
1 2
1 0
.
0 1 透 . 0 2
一 1 1 0一
( 四 )羊草割草地营养元素的动态循环 ,
羊草割草地营养元素动态循环的研究结果列于表 4 , 从中可以看出羊草割草地营养
元素输人与输出的基本状况 。
裹 4 羊草创草地营养元寮的动态循环 ( k g · h a 一 ` · a 一 ’ )
奥尽}巡…一兰一…匹少1掣华一{里三竺~ {竺州j 生 ~ !里些 -壁色翌竺一巴…吕爪!二竺一 }二竺生
残留量
归还量
8 33 } 3
.
3 3 1 1
.
83 0
.
6 5 2
.
0 8
3 1 2 ! 1
.
2 6 1 0
.
7 0
,
2 5 5
.
7 9
F e N a P C u
1
.
7 3 2
.
0 8 1
。
8 5 0
。
0 5 4 0
.
2 7
1
.
1 0 1
。
3 2 1
.
1 8 0
。
0 3 2 5
。
7 1
0
。
6 0 1
.
77 0
。
31 0
。
0 1 5 10
。
5 8
0
.
2 2 0
.
6 7 0
.
12 0
。
0 1
由表 4 可知 , 羊草割草地地上部吸收和积累的营养元素总量为 4 0 . 2 7 k g . h a 一 ` . a 一 ` ,
因割草而使营养元素从羊 草割草地输出和移出的总量为 25 . 7 I k g · h a 一 ’ · a 一 ` , 而 以 羊草
茎茬和凋落物形式使营养元素残留在割草地残留物中的总量为 1 0 . 5 8 k g · h a 一 ` · a 一 ` 。 通过
土壤微生物的分解活动 ,使羊草凋落物中的营养元素归还至土壤的总量为 4 . 02 k g o h a 一 ’ .
a 一 ’ 。 由 此 可见 , 羊草割草地士壤中营养元素的输人量与输出量相差很大 , 其移走量约
占吸收量的 6 4% , 残留量约占吸收量的 26 % , 归还量约占吸收量的 10 % , 因而影响羊草
草地营养元素的动态平衡 , 年复一年的割草会加重羊草割草地营养元素 日趋贫乏的恶性
循环局面 。 有鉴于此 , 每年向羊草割草地输人一定量的无机和有机肥料以补充营养元素
的损失 , 使营养元素的输出与输人保持平衡 , 这是防止羊草割草地进一步退化并不断提
高其初级生产力的有效途径之一 。
A B ST RA C T
W
e i n t h i s a
r t i ` l e , h a v e a n a l y s e d 8 k i n d s o f n u t : i e n t e l e m e n t w i t h i n
t h e b o d y o f L e夕n z: `5 e h i ,: : n s : o n e u t t i n g g r a s s l a n d . I t h a s f o u n d o u t t h a t
L e万z, 2 2` s c人i n e n s e a b s o r b s l a r g e q u a n t i t y o f n u t r i e n t f r o m t h e e l e m e n t o f N .
M g
.
C a
.
K
. a n d : m a l l q u a n t i t y f r o m t h e e l e nr e n t o f C 往 . I t h a s m o r e q u a n -
t i t y a t r o o t s t h a n i n l e a v e s
.
E a e h n u t r i e n t e l e m e n t a b o r b e d a n d a e e u m u l a t e d
15 i n li i g h e s t q 以 a n t i t y a t t h e f i r s t p e r i o d o f i t s g r o w t h . A n d t h e q u a n t i t y
o f a e e u m u l a t i o n r e d u e e s f r o m t i m e t o t i m e
。
T h e e l e m e n t o f N a h a s i t s l o w e
q u a n t i t y a t t h e f i r s t a n d m i d d l e p e r i o d o f g r o w t h
,
b u t a s u d d e n i n e r e a
-
5 i n g t e n d e n e y o e e u r s a t i t s l a s t P e r i o d o f g r o w t ll
。
C u k e e p s i t s l o w e r
q 一l a n t i t y f r o m b e g i n i n g t o t h e e n d w i t h l i t t l e e h a n g e
.
T h e q u a n t i t y o f n u t r i e n t e l e m e n t s a b s o r b e d a n d a e e u m u l a t e d
b y L : 夕zn u s c h i n e z: 5 0 o n e u t t i n g g r a s s l a n d 15 4 0 . 2 7 k g . p e r h e e t a r e
f r o m
e a e h
5 0 11
V e a r .
T h e q u a n t i t y o f n u t r i e n t e l e m e n t s t h a t h a s b e e n b r o u g h t o 认 t o f t h e
g r a s s l a n d 15 2 5
。
7 1 k g
。
T h e s u r v i v e d n u t r i e n t e l e m e n t s i n w i t h e r e d
e u t t i n g
t h i n g s
一 1 1 1 一
an d e ut
一 、 t e m一 at ub l e of gr a s s ar e 10 . 58 k g。 P r eh e et ar e e a eh y e ar 。 C ir e ul at or y
-
q un at it yt h at h a sr et r un edt o 50 11 1
54
。
0 2 k g
。
P r eh e et r a e e a eh yr e a
.
T er e
-
f or e
, e x P o r t q u a n t i t y o f n u t r i e n t e l e m e n t o f L e脚 u s e h i ” e o s e o n g r a s s l a n d i各
m u e h Ia r g e r t h a n im p o r t q u a n t i t y
.
T h i s 15 t h e e s s e n t i a l r e a s o n w h y t h e
-
f e r t i l i t y o f 5 0 11 r e d u e e s g r a d u a l ly
,
t h e g r a s s l a n d d e g e n e r a t e d a n d P r o d u e t i v 合
p o w e r f a l l
s d o w n
。
, 考 文 做
〔 l 〕 丁宝永等 , 19 8 9 : 兴安落叶松人工林曹养元素的分析 , 生 态学报 , 9 ( l) : 71 一 76
〔 2 〕 于天仁等 , 19 89 : 土鱿分析化学 , 科学 出版社 。
〔 3 ) 中国科学院 南京土旋研究所 , 19 78 : 土峨理化分析 , 上海科学技术 出版社 。
〔 4 ) 木村允著 , 姜恕等译 , 19 81 : 防地植钧群落的生产 t 洲定法 , 科学 出版社 .
. . , . . . . . . . . . . . . , , . . . . . .口 . . . . . . . . . . . . . . . . …
一 1 1 2 一