全 文 ：书紫穗槐植株的养分含量及分布特征
刘雪云，周志宇，郭霞，王瑞，梁坤伦
（兰州大学草地农业科技学院 草地农业生态系统国家重点实验室，甘肃 兰州７３００２０）
摘要：为了探明紫穗槐植株的营养结构特征，测定了生长季（６，７，８，９月）紫穗槐叶和不同径级根、茎的１０种养分
（有机碳、Ｎ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｎ）含量。结果表明，１）根和茎的Ｎ、Ｐ、Ｋ含量与径级呈典型逆相关关系，即
随着径级的增大养分含量减少，含量最高的部位集中于叶及小径级的根、茎。２）各级根、茎的Ｃａ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｕ、
Ｚｎ含量没有固定的分布特征。３）微量元素间的相关性比其与大量元素的相关性差，茎中所含相关元素对最多，其
次是叶，根最少；从元素方面看，Ｎ、Ｐ、Ｋ与较多的元素间存在相关性，与Ｃ、Ｚｎ、Ｃａ相关的元素较少。４）生长季紫穗
槐叶的Ｃ、Ｎ、Ｃａ、Ｍｎ、Ｃｕ含量高于根和茎，叶中大量元素的含量顺序为Ｃ＞Ｎ＞Ｋ＞Ｃａ＞Ｍｇ＞Ｐ，微量元素为Ｆｅ＞
Ｍｎ＞Ｚｎ＞Ｃｕ。
关键词：紫穗槐；养分含量；分布特征；径级；相关性
中图分类号：Ｑ９４３．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４５７５９（２０１２）０５０２６４１０
植物的养分含量既是植物在一定生境条件下吸收营养元素的能力表现［１］，又是生态系统营养循环的一个组
成部分。Ａｂｒａｈａｍｓｏｎ和Ｈａｌ［２］认为养分资源比生物量更加重要，重要养分在植物体内的分配反映物种的生态策
略以及个体的生存策略，即如何在体内分配这种养分影响到它对环境的适应性。植物体内养分含量分布特征，反
映其养分利用的总体效率，最有效的分布特征应是将有限养分资源用于最需要的部位，即在生理机能最强的部位
投入大量的养分来获得旺盛生长，而在不必要的部位以尽可能少的养分维持，从而具有很强的适应性和竞争
力［３］。
紫穗槐（犃犿狅狉狆犺犪犳狉狌狋犻犮狅狊犪）又名穗花槐、椒条，豆科紫穗槐属，是一种易繁殖多年生落叶小灌木，原产美国，
现广泛栽植于我国华北、东北、西南及长江、黄河流域等地，具有耐寒、耐盐碱、耐旱涝、耐瘠薄，根系发达，适应性
强的特点，成为西北干旱、半干旱地区适宜发展的优良灌木［４，５］。紫穗槐具有良好的生态、经济效益：营养丰富，
饲用价值较高，为豆科固氮种，适作绿肥，改土肥田；可防风固沙，保持水土，又可降低土壤盐分，改良盐碱地，还
是造纸、编织副业的好原料。
近年国内外对紫穗槐的研究主要集中于以下几个方面：余海燕等［６］、南德标和姜同弟［７］总结了紫穗槐的生态
习性和形态特征，研究了紫穗槐的繁殖、栽培技术以及在城市绿化中的应用；邹丽娜［８］研究了紫穗槐在盐分胁迫
下的生长及养分特征，表明紫穗槐叶片中ＳＯＤ活性、ＭＤＡ含量、脯氨酸以及光合色素均随盐分浓度升高而增
加，在０．５％～０．６％盐浓度时达到最大值，尤其脯氨酸含量在０．５％盐浓度时为对照的７．８倍，反映出紫穗槐对
盐渍环境的适应性；颜淑云［９］研究了紫穗槐幼苗对干旱胁迫的生理生化响应，表明紫穗槐幼苗叶片的蒸腾速率、
水分利用效率、可溶性糖及Ｋ含量、ＳＯＤ及ＰＯＤ活性、根及茎水势、游离脯氨酸等均能客观反映其对干旱胁迫
的适应性，具有较强的抗旱能力，适合在干旱区种植；Ｈａｋ等［１０］研究了紫穗槐果实中的鱼藤酮类生物碱对人体
免疫细胞生长的影响，表明其能促进人体Ｔ细胞的增殖；Ｅｎ等［１１］通过对ＤＮＡ的结构分析，表明能与紫穗槐互
利共生的中慢生根瘤菌最初来源于美国土壤中。目前对紫穗槐营养结构的研究还比较少，本试验研究生长季紫
穗槐的叶和不同径级根、茎的养分含量特征，初步探讨其对环境的适应性，为其适应瘠薄环境形成营养策略提供
理论依据。
２６４－２７３
２０１２年１０月
草 业 学 报
ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ
第２１卷 第５期
Ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．５
收稿日期：２０１１０５１６；改回日期：２０１１１１０７
基金项目：国家重点基础研究发展规划项目（９７３项目）（２００７ＣＢ１０８９０３）和国家自然科学基金项目（３０８００８０１）资助。
作者简介：刘雪云 （１９８７），女，山东济宁人，在读硕士。Ｅｍａｉｌ：ｌｉｕｘｕｅｙｕｎ５＠１２６．ｃｏｍ
通讯作者。Ｅｍａｉｌ：ｚｙｚｈｏｕ＠ｌｚｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
１ 材料与方法
１．１ 试验地概况
试验在兰州大学榆中校区试验田进行，位于甘肃省兰州市榆中县（３５°５７′Ｎ，１０４°０９′Ｅ），属大陆性半干旱气
候，大陆性季风气候明显，气候干燥，降水３８２ｍｍ，昼夜温差大，年均温７．７℃，无霜期为１８０ｄ。日照多，光能潜
力大，年日照时数为２６００ｈ。土壤类型为灰钙土，试验田土壤基本状况见表１。
表１ 试验田土壤基本状况
犜犪犫犾犲１ 犛狅犻犾犫犪狊犻犮狊犻狋狌犪狋犻狅狀狅犳犲狓狆犲狉犻犿犲狀狋犳犪狉犿犾犪狀犱
土壤深度
Ｓｏｉｌｄｅｐｔｈ
（ｃｍ）
有机碳
ＯｒｇａｎｉｃＣ
（ｍｇ／ｇ）
全Ｎ
ＴｏｔａｌＮ
（ｍｇ／ｇ）
全Ｐ
ＴｏｔａｌＰ
（ｍｇ／ｇ）
有效Ｆｅ
ＡｖａｉｌａｂｌｅＦｅ
（μｇ／ｇ）
有效 Ｍｎ
ＡｖａｉｌａｂｌｅＭｎ
（μｇ／ｇ）
有效Ｃｕ
ＡｖａｉｌａｂｌｅＣｕ
（μｇ／ｇ）
有效Ｚｎ
ＡｖａｉｌａｂｌｅＺｎ
（μｇ／ｇ）
ｐＨ
０～２０ ４．９１７０ １．７０９７ ０．３１１５ ５．４０６０ ０．６１３２ ０．７５７６ ０．１２５９ ８．３９
２０～４０ ５．５６８６ １．６３７９ ０．３０１０ ５．４１９３ ０．４８１５ ０．３１７５ ０．１０９５ ８．３１
４０～５０ ３．７９４９ １．６４０２ ０．３１６４ ５．５４２５ ０．５８４７ ０．３６５８ ０．１２９３ ８．３０
１．２ 试验材料
供试材料为试验地种植的３年生紫穗槐，于２００８年４月１７日播种，行间距与株间距均为１ｍ，样地面积为６
ｍ×５０ｍ和１０ｍ×５０ｍ，并分别于２００９年４月、２０１０年４月２０日对试验田的植株齐地平茬。
１．３ 样品采集与分析
１．３．１ 样品采集 ２０１０年在紫穗槐生长季（６，７，８，９月）的每月５日采集样品，在试验地内随机选取５株株高、
冠幅以及生长状况相似的紫穗槐，剪取整株植物后立即进行茎、叶分离并将根、茎依直径大小严格按３个径级取
样（所有的枝条完全按粗细分级），即小径级（＜３．５ｍｍ），中间径级（３．５～５．０ｍｍ），粗径级（＞５．０ｍｍ）。取样
方法如下：每个径级均为多点的混合，即在每个枝条上获得３个径级的等量样品，既避免在２个不同的枝条上分
别获得粗径级样和小径级样，又排除在不同枝条上获得不等比例的样品量。之后１０５℃杀青１５ｍｉｎ［１２］，在６５℃
下烘干备用。
１．３．２ 样品分析 分析测定１０种营养元素，即有机碳、Ｎ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｕ和Ｚｎ。有机碳用重铬酸钾
外加热法测定［１３］，Ｎ、Ｐ用硫酸消化，流动分析仪测定［１４］，其他金属元素微波消解（ＨＦＨ２Ｏ２ＨＮＯ３）后，消化液
用火焰光度计测定Ｋ［１５］，用原子吸收光谱仪测定Ｃａ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｕ和Ｚｎ［１６］。每个样作３次平行测定。
１．４ 数据处理
所有分析数据以干重为计算基础；用 ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＥｘｃｅｌ２００３处理原始数据并作图，ＳＰＳＳ１７．０进行差异显著
性及相关性分析。
２ 结果与分析
２．１ 紫穗槐不同部位有机碳的含量特征
不同月份的有机碳具有不同的分布特征（图１）：６和８月份根的含量顺序为小径级＞中间径级＞粗径级，７
和９月份根的含量顺序为中间径级＞小径级＞粗径级；茎的含碳量６、７月份和８、９月份具有不同的分布特点，分
别为粗径级和中间径级的茎含量最高。碳含量最高的部位，６月份为粗径级的茎，其他月份均为叶。不同月份以
及不同部位的有机碳含量差异不显著。叶的有机碳含量随其生长先增加后减少，８月份最高。
２．２ 紫穗槐不同部位Ｎ、Ｐ、Ｋ的含量特征
Ｎ、Ｐ、Ｋ三大元素的含量格局相似（图２～４），茎和根的含量与径级呈典型的逆相关关系，即径级越粗，养分
含量越低。根中Ｎ、Ｐ、Ｋ的含量顺序为小径级＞中间径级＞粗径级（８月份的Ｎ除外，９月份的Ｋ除外），８月份
的Ｎ和９月份的Ｋ含量顺序均为粗径级＞小径级＞中间径级，整个生长季茎的Ｎ、Ｐ、Ｋ含量顺序为小径级＞中
间径级＞粗径级。
５６２第２１卷第５期 草业学报２０１２年
图１ 生长季紫穗槐不同部位的有机碳含量
犉犻犵．１ 犜犺犲狅狉犵犪狀犻犮犮犪狉犫狅狀犮狅狀狋犲狀狋狅犳犃．犳狉狌犻狋犻犮狅狊犪犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狆犪狉狋狊犻狀犵狉狅狑犻狀犵狊犲犪狊狅狀
同一月份不同部位间相同字母表示差异不显著。下同。Ａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐａｒｔｓｉｎｔｈｅｓａｍｅｍｏｎｔｈｗｉｔｈｔｈｅｓａｍｅｌｅｔｔｅｒｓ
ｍｅａｎｎｏｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ．Ｔｈｅｓａｍｅａｓｂｅｌｏｗ．
图２ 生长季紫穗槐不同部位的氮含量
犉犻犵．２ 犜犺犲狀犻狋狉狅犵犲狀犮狅狀狋犲狀狋狅犳犃．犳狉狌犻狋犻犮狅狊犪犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狆犪狉狋狊犻狀犵狉狅狑犻狀犵狊犲犪狊狅狀
同一月份不同部位间不同字母表示差异显著。下同。Ａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐａｒｔｓｉｎｔｈｅｓａｍｅｍｏｎｔｈｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｅｔｔｅｒｓ
ｍｅａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ．Ｔｈｅｓａｍｅａｓｂｅｌｏｗ．
图３ 生长季紫穗槐不同部位的磷含量
犉犻犵．３ 犜犺犲狆犺狅狊狆犺狅狉狌狊犮狅狀狋犲狀狋狅犳犃．犳狉狌犻狋犻犮狅狊犪犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狆犪狉狋狊犻狀犵狉狅狑犻狀犵狊犲犪狊狅狀
６６２ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１２） Ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．５
图４ 生长季紫穗槐不同部位的钾含量
犉犻犵．４ 犜犺犲狆狅狋犪狊狊犻狌犿犮狅狀狋犲狀狋狅犳犃．犳狉狌犻狋犻犮狅狊犪犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狆犪狉狋狊犻狀犵狉狅狑犻狀犵狊犲犪狊狅狀
每个月份Ｎ含量最高的部位，除６月为小径级的茎以外，其他月份均为叶，且叶与根和茎的差异均显著；每
个月份Ｐ含量最高的部位，９月份为小径级的根，其他月份均为小径级的茎；每个月份Ｋ含量最高的部位，６、７月
为小径级的茎，８、９月为小径级的根。总之，Ｎ、Ｐ、Ｋ含量较高的部位集中于叶以及小径级的根、茎。叶的Ｎ、Ｐ含
量随其生长逐渐减少，６月最高，９月最低；叶的Ｋ含量６月最高，９月最低。
２．３ 紫穗槐不同部位Ｃａ、Ｍｇ的含量特征
Ｃａ的含量特征为（图５），６、７月份根的Ｃａ含量顺序为中间径级＞粗径级＞小径级，８、９月份小径级根的Ｃａ
含量高于其他２个径级。各级茎的Ｃａ含量除６月粗径级的含量最高外，其他３个月份均为小径级的茎含量最
高。整个生长季叶的Ｃａ含量高于各级茎和根，且随其生长先增加后减少，６月最低，８月最高。
图５ 生长季紫穗槐不同部位的钙含量
犉犻犵．５ 犜犺犲犮犪犾犮犻狌犿犮狅狀狋犲狀狋狅犳犃．犳狉狌犻狋犻犮狅狊犪犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狆犪狉狋狊犻狀犵狉狅狑犻狀犵狊犲犪狊狅狀
Ｍｇ的含量特征与Ｃａ相似（图６），６、７月份中间径级的根含量最高，８、９月份小径级的根含量最高。茎的
Ｍｇ含量，６月中间径级高于其他２个径级，其他３个月份的含量均是小径级＞中间径级＞粗径级。Ｍｇ含量最
高的部位，６、７月为中间径级的根，８月为小径级的根，９月为叶。叶的 Ｍｇ含量随其生长逐渐增加，６月最低，９
月最高。
２．４ 紫穗槐不同部位Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｎ的含量特征
６、８月份根的Ｆｅ含量顺序为小径级＞粗径级＞中间径级，７、９月份为小径级＞中间径级＞粗径级（图７）；Ｆｅ
含量最高的部位，６、７月为中间径级的茎，８、９月为叶。叶的Ｆｅ含量随其生长先增加后减少，８月最高，６月最
低。根的Ｍｎ含量（图８），除７月份中间径级的最高外，其他月份均为小径级＞中间径级＞粗径级；茎的Ｍｎ含量
无明显分布规律；整个生长季叶的 Ｍｎ含量高于各级茎和根，且随其生长逐渐增加，６月最低，９月最高。
７６２第２１卷第５期 草业学报２０１２年
图６ 生长季紫穗槐不同部位的镁含量
犉犻犵．６ 犜犺犲犿犪犵狀犲狊犻狌犿犮狅狀狋犲狀狋狅犳犃．犳狉狌犻狋犻犮狅狊犪犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狆犪狉狋狊犻狀犵狉狅狑犻狀犵狊犲犪狊狅狀
图７ 生长季紫穗槐不同部位的铁含量
犉犻犵．７ 犜犺犲犻狉狅狀犮狅狀狋犲狀狋狅犳犃．犳狉狌犻狋犻犮狅狊犪犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狆犪狉狋狊犻狀犵狉狅狑犻狀犵狊犲犪狊狅狀
图８ 生长季紫穗槐不同部位的锰含量
犉犻犵．８ 犜犺犲犿犪狀犵犪狀犲狊犲犮狅狀狋犲狀狋狅犳犃．犳狉狌犻狋犻犮狅狊犪犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狆犪狉狋狊犻狀犵狉狅狑犻狀犵狊犲犪狊狅狀
根的Ｃｕ含量（图９），除７月份中间径级的最高外，其他月份小径级的最高；茎的Ｃｕ含量，６月份中间径级＞
小径级＞粗径级，其他月份均为小径级＞中间径级＞粗径级；整个生长季叶的 Ｍｎ含量高于各级茎和根，且随其
生长逐渐增加，９月最高。
根的Ｚｎ含量（图１０）无明显分布规律；茎的Ｚｎ含量，６、９月份为中间径级＞粗径级＞小径级，７月份小径级
的最高，８月份为粗径级＞小径级＞中间径级；Ｚｎ含量最高的部位，６、７月分别为中间、小径级的茎，８、９月份为
叶。叶的Ｚｎ含量随其生长先减少后增加，７月最低，９月最高。
８６２ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１２） Ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．５
图９ 生长季紫穗槐不同部位的铜含量
犉犻犵．９ 犜犺犲犮狅狆狆犲狉犮狅狀狋犲狀狋狅犳犃．犳狉狌犻狋犻犮狅狊犪犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狆犪狉狋狊犻狀犵狉狅狑犻狀犵狊犲犪狊狅狀
图１０ 生长季紫穗槐不同部位的锌含量
犉犻犵．１０ 犜犺犲狕犻狀犮犮狅狀狋犲狀狋狅犳犃．犳狉狌犻狋犻犮狅狊犪犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狆犪狉狋狊犻狀犵狉狅狑犻狀犵狊犲犪狊狅狀
２．５ 营养元素间的相关性分析
表２和表３分别列出紫穗槐不同部位极显著（犘＜０．０１）和显著（犘＜０．０５）相关的元素对。茎所含相关元素
对最多（粗径级１４对，中、小径级２５对），其次是叶（１４对），根最少（粗径级５对，中、小径级４对）。
从元素方面来看，Ｐ、Ｍｇ与其他元素的相关性最多，其次是Ｃｕ、Ｎ，再次是Ｆｅ、Ｋ，Ｃ、Ｚｎ、Ｃａ的相关性较少。
在叶及中、小径级根中，Ｃａ、Ｍｇ呈显著正相关（犘＜０．０５），在茎中呈极显著正相关（犘＜０．０１）。Ｋ与Ｃａ，Ｋ与
Ｍｇ，Ｍｎ与Ｃｕ间呈极显著负相关关系（犘＜０．０１）。
３ 讨论
３．１ 紫穗槐叶片营养元素含量的基本特征
紫穗槐叶的有机碳含量显著高于其他９种元素，为Ｎ、Ｋ的１０～６５倍，并高于秦海等［１７］报道的陆生植物含
量，其他９种元素的含量都在所报道的陆生植物含量范围之内。不同月份大量元素的含量顺序不同，但总体上为
Ｎ（２６．５２～４７．１３ｍｇ／ｇ）＞Ｋ（７．５０～１１．７６ｍｇ／ｇ）＞Ｃａ（４．２７～９．８２ｍｇ／ｇ）＞Ｍｇ（１．５４～５．４５ｍｇ／ｇ）＞Ｐ（１．９７
～４．７６ｍｇ／ｇ），既表明紫穗槐在不同生长阶段对各元素有不同的需求，也表明紫穗槐是富集Ｎ的植物种，这与其
所处的生境条件相适应，即处于西北半干旱地区，土壤偏碱性，与热带、亚热带的酸性土壤相比，土壤中的Ｎ不易
被淋洗掉，且适宜固氮细菌和硝化细菌的生活［１８］。微量元素Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｎ的含量顺序是：Ｆｅ（０．２１５１～０．６０１
９ｍｇ／ｇ）＞Ｍｎ（０．１００８～０．１５４７ｍｇ／ｇ）＞Ｚｎ（０．０７２８～０．１０２９ｍｇ／ｇ）＞Ｃｕ（０．００９０～０．０１２２ｍｇ／ｇ），即Ｆｅ
含量最高，Ｃｕ含量最低，与方运霆等［１］的研究结果一致，符合大多数植物的微量元素含量特点，是由植物的需求
和选择性吸收决定的。
９６２第２１卷第５期 草业学报２０１２年
表２ 紫穗槐不同部位极显著相关的元素对及其相关系数（犘＜０．０１）
犜犪犫犾犲２ 犈犾犲犿犲狀狋狆犪犻狉狊狑犻狋犺狊犻犵狀犻犳犻犮犪狀狋犮狅狉狉犲犾犪狋犻狅狀犪狀犱狋犺犲犻狉狏犪犾狌犲狊（犘＜０．０１）
项目Ｉｔｅｍ 极显著相关的元素对Ｅｌｅｍｅｎｔｐａｉｒｓｗｉｔｈｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ
根Ｒｏｏｔ＞５ｍｍ ＰＭｇ （－０．７１４）
根Ｒｏｏｔ＜５ｍｍ ＦｅＣｕ （０．７１９）
茎Ｓｔｅｍ＞５ｍｍ ＮＰ ＮＫ ＮＭｎ ＮＣｕ ＰＭｎ ＰＣｕ ＫＣｕ ＣａＭｇ ＣａＦｅ
（０．９４０） （０．６３４） （－０．６８５） （０．８７１） （－０．６２７） （０．８８３） （０．６５３） （０．６８５） （－０．７４３）
ＭｇＦｅ （－０．８７１）
茎Ｓｔｅｍ＜５ｍｍ ＮＰ ＮＫ ＮＣａ ＮＭｇ ＮＦｅ ＮＣｕ ＰＫ ＰＭｇ ＰＦｅ
（０．９２２） （０．８５２） （－０．５４８） （－０．５５４） （０．６０４） （０．７９９） （０．７９２） （－０．５３７） （０．４８９）
ＰＭｎ ＰＣｕ ＫＣａ ＫＭｇ ＫＦｅ ＫＣｕ ＣａＭｇ ＣａＦｅ ＭｇＦｅ
（－０．４９１） （０．７８２） （－０．５４５） （－０．６３４） （０．８１６） （０．８５９） （０．４９８） （－０．６５２） （－０．４９８）
ＭｇＣｕ ＦｅＣｕ ＭｎＣｕ
（－０．５５２） （０．６０１） （－０．５２９）
叶Ｌｅａｆ ＣＣａ ＮＰ ＮＭｇ ＮＭｎ ＰＭｇ ＰＣｕ
（０．６３０） （０．８４３） （－０．７６８） （－０．６２８） （－０．７８９） （０．８１８）
括号中数字为相关系数（犘＜０．０１）。
Ｔｈｅｎｕｍｂｅｒｓｉｎｔｈｅｂｒａｃｋｅｔａｒｅｔｈｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｖａｌｕｅｓ（犘＜０．０１）．
表３ 紫穗槐不同部位显著相关的元素对及其相关系数（犘＜０．０５）
犜犪犫犾犲３ 犈犾犲犿犲狀狋狆犪犻狉狊狑犻狋犺狊犻犵狀犻犳犻犮犪狀狋犮狅狉狉犲犾犪狋犻狅狀犪狀犱狋犺犲犻狉狏犪犾狌犲狊（犘＜０．０５）
项目Ｉｔｅｍ 显著相关的元素对Ｅｌｅｍｅｎｔｐａｉｒｓｗｉｔｈｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ
根Ｒｏｏｔ＞５ｍｍ ＣＫ ＭｇＭｎ ＦｅＣｕ ＦｅＺｎ
（０．６５２） （０．６８４） （０．６０２） （０．６５７）
根Ｒｏｏｔ＜５ｍｍ ＣａＭｇ ＭｇＣｕ ＭｎＣｕ
（０．４４０） （０．４２６） （０．４９０）
茎Ｓｔｅｍ＞５ｍｍ ＰＫ ＫＦｅ ＭｎＣｕ ＣｕＺｎ
（０．５９０） （０．６１５） （－０．６１０） （０．５９２）
茎Ｓｔｅｍ＜５ｍｍ ＮＺｎ ＰＣａ ＰＺｎ ＭｇＭｎ
（０．４１０） （－０．４０７） （０．４２７） （０．４１３）
叶Ｌｅａｆ ＮＦｅ ＮＣｕ ＰＫ ＰＭｎ ＫＺｎ ＣａＭｇ ＭｇＦｅ ＭｇＭｎ
（－０．５３４） （０．５２６） （０．５６７） （－０．５４７） （０．５３５） （０．５８８） （０．５４１） （０．５４０）
括号中数字为相关系数（犘＜０．０５）。
Ｔｈｅｎｕｍｂｅｒｓｉｎｔｈｅｂｒａｃｋｅｔａｒｅｔｈｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｖａｌｕｅｓ（犘＜０．０５）．
紫穗槐叶中各营养元素变异系数，最小的是Ｃ，为６．７４％，最大含量仅是最小含量的１．３倍（表４）；变异系数
小于３０％的元素为Ｃｕ、Ｍｎ、Ｋ、Ｎ，变异系数大于３０％的元素为Ｚｎ、Ｐ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｃａ，其中 Ｍｇ的最大含量是最小含
量的１０．８倍，Ｆｅ为７．２倍，Ｃａ为５．６倍。
叶的养分含量随生长时间表现出不同的变化趋势（图１～１０）：叶的Ｎ、Ｐ、Ｋ、Ｚｎ、Ｃｕ含量６月份最高，其中Ｐ、
Ｋ含量随生长时间逐渐减少，Ｎ、Ｚｎ、Ｃｕ含量随生长时间先减少后增加；Ｃ、Ｃａ、Ｆｅ含量８月份最高，随生长时间先
增加后减少；Ｍｇ、Ｍｎ含量随生长时间逐渐增加，９月份最高。
植物对元素的选择性吸收能力用生物吸收系数（Ａｘ）［１９，２０］表示：犃狓＝犈狆／犈狊，犈狆和犈狊分别表示元素在植物
干物质中的含量与其生长地土壤中的含量（微量元素为土壤有效含量）。紫穗槐对Ｚｎ的选择性吸收能力最强，
吸收系数达到７４５．００，其次为Ｍｎ（２１６．６１），Ｃ（１００．９３），Ｆｅ（６８．５２），Ｎ（２１．３６），Ｃｕ（２１．０４），Ｐ（９．３１）。虽然土壤中各
种养分含量很低，但紫穗槐通过这种很强的吸收或富集能力来满足自身生长的需要，提高对瘠薄环境的适应性。
０７２ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１２） Ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．５
表４ 紫穗槐生长季叶营养元素含量（占干重）的变异
犜犪犫犾犲４ 犞犪狉犻犪狋犻狅狀狅犳犾犲犪犳犲犾犲犿犲狀狋狊（犻狀犱狉狔犿犪狋狋犲狉）狅犳犃．犳狉狌犻狋犻犮狅狊犪犻狀犵狉狅狑犻狀犵狊犲犪狊狅狀
元素
Ｅｌｅｍｅｎｔ
最大值
Ｍａｘ．（ｍｇ／ｇ）
最小值
Ｍｉｎ．（ｍｇ／ｇ）
最大值／最小值
Ｍａｘ．／Ｍｉｎ．
平均值
Ｍｅａｎ（ｍｇ／ｇ）
标准差
ＳＤ
变异系数
ＣＶ（％）
陆生植物含量
Ｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌｐｌａｎｔｓ（ｍｇ／ｇ）
Ｃ ５４３．６８ ４１８．８７ １．３ ４８４．６４ ３２．６５ ６．７４ ４２８～４５０
Ｎ ４８．５１ ２２．６８ ２．１ ３５．５１ ９．４７ ２６．６８ １２～７５
Ｐ ４．８２ １．５１ ３．２ ２．８９ １．１８ ４０．７８ ０．１２～１０
Ｋ １４．５８ ５．５２ ２．６ ９．６５ ２．４０ ２４．８７ １～６８
Ｃａ １７．２２ ３．０６ ５．６ ６．９５ ４．１１ ５９．２２ ０．４～５０
Ｍｇ ８．６２ ０．８０ １０．８ ４．０９ ２．０５ ５０．０７ ０．７～９
Ｆｅ ０．７４ ０．１０ ７．２ ０．３７ ０．２２ ５８．３３ ０．００２～０．７
Ｍｎ ０．１９ ０．０８ ２．３ ０．１２ ０．０３ ２２．７５ ０．０００３～１
Ｃｕ ０．０１ ０．０１ １．５ ０．０１ ０．００ １３．８６ ０．００４～０．０２
Ｚｎ ０．１５ ０．０４ ３．５ ０．０９ ０．０３ ３３．４５ ０．００１～０．４
３．２ 紫穗槐不同器官、径级间的元素含量差异
紫穗槐不同器官的养分含量不同，对于大多数养分元素而言，叶的含量高于茎和根，Ｎ可高出约３～４倍，Ｃａ
约１～５倍，Ｍｎ约３～４倍，Ｃｕ约１～７倍；其他元素在不同器官中的含量顺序不同，且随时间而变化，反映了植物
不同器官具有不同的生理和生物学特性。紫穗槐不同器官中以及同一器官不同径级中的碳含量差异最小，基本
上在４６％左右。
紫穗槐茎、根的Ｎ、Ｐ、Ｋ含量与径级变化呈典型的逆相关关系，即随着径级的增大养分含量减少，与李志安
和彭少麟［２１］对人工林体内营养结构的研究结果一致。紫穗槐不同径级间Ｎ、Ｐ含量的差别比Ｋ大，小径级茎的
Ｎ含量是粗径级的１．８～２．９倍，Ｐ含量为２．１～３．８倍，Ｋ含量为１．３～１．６倍。叶以及最细的根、茎形成一个高
于其他样本的高等次养分含量，以上均表明紫穗槐在Ｎ、Ｐ、Ｋ的营养利用上是高效的。
对Ｃａ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｎ来说，径级变化对养分含量的影响没有固定的格局，只是某些时期的根和（或）茎
仍表现上述逆相关关系，显然，其他生长时期粗径级茎和根的木质化程度的提高并没有产生养分含量的显著降
低，这可能与不同元素的固定、移动和利用策略有关。
径级越粗营养越低，有２种过程在起作用［２２］：一是某些部位（叶及小径级的根茎）生长旺盛时需要大量的养
分，从而促成养分被部分转移到这些部位；二是单位长度茎、根生物量的增加，形成营养的稀释。这２种作用都有
利于植物对营养的有效利用，即木质化程度较高的茎、根，其后期生长不再需要额外的营养投入，甚至将剩余的养
分转移到更需要的部位。因此，当径级间的营养级差越大时，表明植物的营养利用效率更高，对瘠薄环境的适应
性越强。
３．３ 营养元素间的相互关系
紫穗槐体内微量元素与大量元素间的相关性较好，微量元素与微量元素间的相关性较差，仅Ｆｅ与Ｃｕ、Ｚｎ，
Ｃｕ与 Ｍｎ、Ｚｎ之间存在显著的相关性。本研究中一些元素间的关系和其他地区是一致的［２３，２４］，如Ｎ与Ｐ，Ｐ与
Ｋ，Ｐ与Ｃｕ，Ｆｅ与Ｚｎ。有些元素则不一样，如Ｎ与 Ｍｇ，Ｍｇ与Ｃｕ在本研究中为极显著负相关关系，而在海南热
带植物中表现出极显著的正相关，在贵州喀斯特山区则不相关。
紫穗槐茎所含相关元素对最多，叶次之，根最少，说明紫穗槐茎、叶中不同元素间的相关性较好，２个器官在
利用这些营养元素时是按一定的比例关系进行的［２５］。从元素方面看，Ｎ、Ｐ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｆｅ与较多的元素间存在
相关性，Ｃ、Ｚｎ、Ｃａ的相关性较少。Ｎ、Ｐ、Ｋ和 Ｍｇ被认为是生理元素，Ｃａ是结构元素［２６］，可见植物体内的正常代
谢要求生理元素间更协调的关系，并在体内保持相对平衡。
在紫穗槐叶及中、小径级根中，Ｃａ、Ｍｇ呈显著正相关，在茎中呈极显著正相关，是因为镁含量过高会产生毒
１７２第２１卷第５期 草业学报２０１２年
害作用，植物通过提高Ｃａ的吸收来防止镁毒害，常杰和葛滢［２７］的研究表明，增加钙吸收并不能促进镁的吸收，说
明植物对不同元素的吸收或排斥具有一定的适应策略。紫穗槐茎中的 Ｍｎ与Ｃｕ呈极显著的负相关性，研究证
明［２８］，Ｍｎ、Ｃｕ之间存在拮抗作用，其中一种元素的吸收量增加会减少对另一种元素的吸收。紫穗槐茎中Ｋ与
Ｃａ、Ｍｇ间均呈极显著负相关关系，研究证明，Ｋ的吸收方式为高速主动吸收，对其他阳离子的吸收形成强烈竞
争。
４ 结论
紫穗槐叶中大多数养分含量高于茎和根，且叶中有机碳的含量显著高于其他９种元素，为Ｎ、Ｋ的１０～６５
倍，并高于所报道的陆生植物含量。大量元素总体上属于Ｎ（２６．５２０２～４７．１３３９ｍｇ／ｇ）＞Ｋ（７．４９５９～１１．７５６４
ｍｇ／ｇ）＞Ｃａ（４．２７１０～９．８１７１ｍｇ／ｇ）＞Ｍｇ（１．５３７５～５．４５１９ｍｇ／ｇ）＞Ｐ（１．９６５９～４．７５７９ｍｇ／ｇ）；微量元素
的含量顺序是：Ｆｅ（０．２１５１～０．６０１９ｍｇ／ｇ）＞Ｍｎ（０．１００８～０．１５４７ｍｇ／ｇ）＞Ｚｎ（０．０７２８～０．１０２９ｍｇ／ｇ）＞Ｃｕ
（０．００９０～０．０１２２ｍｇ／ｇ），符合大多数植物的微量元素含量特点。有机碳的变异系数最小，为６．７４％，变异系数
小于３０％的元素为Ｃｕ、Ｍｎ、Ｋ、Ｎ，变异系数大于３０％的元素为Ｚｎ、Ｐ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｃａ。紫穗槐对Ｚｎ的选择性吸收能
力最强，吸收系数达到７４５．００，其次为 Ｍｎ（２１６．６１），Ｃ（１００．９３），Ｆｅ（６８．５２），Ｎ（２１．３６），Ｃｕ（２１．０４），Ｐ（９．３１），表
明紫穗槐具有较强的吸收或富集能力，对瘠薄环境有较好的适应性。
紫穗槐茎、根的Ｎ、Ｐ、Ｋ含量随着径级的增大而减少，且不同径级间Ｎ、Ｐ含量的差别比Ｋ大，表明紫穗槐在
Ｎ、Ｐ、Ｋ的营养利用上是高效的，且对Ｎ、Ｐ的利用效率比Ｋ更高。
紫穗槐体内微量元素与大量元素间的相关性较好，微量元素与微量元素间的相关性较差，茎中所含相关元素
对最多，叶次之，根最少，从元素方面看，Ｎ、Ｐ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｆｅ与较多的元素间存在相关性，Ｃ、Ｚｎ、Ｃａ的相关性较
少。在紫穗槐叶及中、小径级根中，Ｃａ、Ｍｇ呈显著正相关，在茎中呈极显著正相关，茎中的 Ｍｎ与Ｃｕ，Ｋ与Ｃａ、
Ｍｇ间均呈极显著负相关关系。
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ＬＩＵＸｕｅｙｕｎ，ＺＨＯＵＺｈｉｙｕ，ＧＵＯＸｉａ，ＷＡＮＧＲｕｉ，ＬＩＡＮＧＫｕｎｌｕｎ
（ＣｏｌｅｇｅｏｆＰａｓｔｏｒａｌＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＬａｎｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＳｔａｔｅＫｅｙ
ＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＧｒａｓｓｌａｎｄＡｇｒｏｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ，Ｌａｎｚｈｏｕ７３００２０，Ｃｈｉｎａ）
犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｔｈｅｎｕｔｒｉｅｎｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆ犃犿狅狉狆犺犪犳狉狌狋犻犮狅狊犪ｗａｓｓｔｕｄｉｅｄｄｕｒｉｎｇｔｈｅｇｒｏｗｉｎｇｓｅａｓｏｎｂｙａｎａｌｙｓｉｎｇｔｈｅ
ｎｕｔｒｉｅｎｔｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｌｅａｖｅｓ，ｓｔｅｍｓａｎｄｒｏｏｔｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｉａｍｅｔｅｒｆｏｒＣ，Ｎ，Ｐ，Ｋ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｆｅ，Ｍｎ，Ｃｕ，ａｎｄ
Ｚｎ．１）ＴｈｅｎｕｔｒｉｅｎｔｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆＮ，ＰａｎｄＫｗｅｒｅｔｈｅｉｎｖｅｒｓｅｏｆｓｔｅｍａｎｄｒｏｏｔｄｉａｍｅｔｅｒ（ｔｈｅｙｒｅｄｕｃｅｄａｓｔｈｅｄｉ
ａｍｅｔｅｒｉｎｃｒｅａｓｅｄ）．Ｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｃｏｎｔｅｎｔｓｗｅｒｅｉｎｔｈｅｌｅａｆ，ｓｔｅｍａｎｄｔｈｉｎｒｏｏｔｓ．２）Ｔｈｅｒｅｗａｓｎｏｓｐｅｃｉｆｉｃｐａｔｔｅｒｎ
ｏｆＣａ，Ｍｇ，Ｆｅ，Ｍｎ，Ｃｕ，ａｎｄＺｎｃｏｎｔｅｎｔｓｗｉｔｈｓｔｅｍａｎｄｒｏｏｔｄｉａｍｅｔｅｒｓ．３）Ｔｈｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｒａｃｅｅｌｅ
ｍｅｎｔｓｗａｓｐｏｏｒｅｒｔｈａｎｔｈａｔｂｅｔｗｅｅｎｔｒａｃｅｅｌｅｍｅｎｔｓａｎｄｍａｃｒｏｅｌｅｍｅｎｔｓ．Ｍｏｓｔｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｅｌｅｍｅｎｔｐａｉｒｓｗｅｒｅｉｎ
ｔｈｅｓｔｅｍ，ｆｏｌｏｗｅｄｂｙｔｈｅｌｅａｖｅｓ，ｔｈｅｎｒｏｏｔｓ．Ｎ，Ｐ，ａｎｄＫｈａｄｔｈｅｍｏｓｔｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓｗｉｔｈｏｔｈｅｒｅｌｅｍｅｎｔｓｂｕｔ
Ｃ，ＺｎａｎｄＣａｈａｄｆｅｗｅｒ．４）Ｔｈｅｒｅｗａｓｍｏｒｅｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎ，Ｎ，Ｃａ，ＭｎａｎｄＣｕｉｎｔｈｅｌｅａｖｅｓｔｈａｎｉｎｔｈｅｓｔｅｍｓ
ａｎｄｒｏｏｔｓｏｆ犃．犳狉狌狋犻犮狅狊犪ｄｕｒｉｎｇｔｈｅｗｈｏｌｅｇｒｏｗｉｎｇｈｓｅａｓｏｎ．Ｔｈｅｏｒｄｅｒｏｆｍａｃｒｏｅｌｅｍｅｎｔｃｏｎｔｅｎｔｉｎｌｅａｖｅｓｗａｓ
Ｃ＞Ｎ＞Ｋ＞Ｃａ＞Ｍｇ＞Ｐ，ａｎｄｔｈｅｏｒｄｅｒｏｆｔｒａｃｅｅｌｅｍｅｎｔｃｏｎｔｅｎｔｓｗａｓＦｅ＞Ｍｎ＞Ｚｎ＞Ｃｕ．
犓犲狔狑狅狉犱狊：犃犿狅狉狆犺犪犳狉狌狋犻犮狅狊犪；ｎｕｔｒｉｅｎｔｃｏｎｔｅｎｔ；ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ；ｄｉａｍｅｔｅｒ；ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ
３７２第２１卷第５期 草业学报２０１２年