全 文 ：不同种植年限人工苜蓿草地植物和土壤化学计量特征
杨菁１，谢应忠１，２，吴旭东１，徐坤１
（１．宁夏大学西北土地退化与生态恢复国家重点实验室培育基地，宁夏 银川７５００２１；２．宁夏大学草业科学研究所，宁夏 银川７５００２１）
摘要：通过测定并分析不同种植年限（种植１，３，４，５及８年）人工苜蓿草地苜蓿叶片、茎秆及０～２０ｃｍ土壤中Ｃ、
Ｎ、Ｐ含量及其化学计量比，研究了种植年限对人工苜蓿草地土壤及植物养分含量及其化学计量比的影响。结果表
明，１）０～２０ｃｍ土壤Ｃ、Ｎ含量随种植年限的增加，呈先增后减的趋势，Ｐ含量与之相反，各年限间有显著差异（犘＜
０．０５）。２）随种植年限的增加，苜蓿叶片Ｃ含量总体呈下降趋势，Ｐ含量先升后降。茎中各养分的变化规律与土壤
养分变化规律相似，变化幅度小于叶片养分。３）苜蓿叶片Ｎ∶Ｐ及Ｃ∶Ｐ与叶片Ｐ含量显著负相关，与叶片Ｎ含量
无显著相关性，土壤Ｐ与茎的Ｃ、Ｎ、Ｐ及化学计量比均有一定相关性。
关键词：化学计量学；种植年限；苜蓿；土壤
中图分类号：Ｑ９４８．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４５７５９（２０１４）０２０３４００６
犇犗犐：１０．１１６８６／ｃｙｘｂ２０１４０２４０
生态化学计量学（ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｓｔｏｉｃｈｉｏｍｅｔｒｙ）结合了生物学、化学和物理学等基本原理，包括了生态学和化学
计量学的基本原理，是研究生物系统能量平衡和多重化学元素（主要是碳、氮、磷）平衡的科学，以及元素平衡对生
态交互作用影响的一种理论，这一研究领域使得生物学科不同层次的研究理论能够有机地统一起来［１］。Ｃ、Ｎ、Ｐ
是植物生长的主要化学元素，Ｃ是构成植物体内干物质的最主要元素［２］，而Ｎ和Ｐ是各种蛋白质和遗传物质的
重要组成元素。作为重要的生理指标，Ｃ∶Ｎ和Ｃ∶Ｐ反映了植物生长速度［３］，并与植物对Ｎ和Ｐ的利用效率有
关，Ｎ∶Ｐ可以作为对生产力起限制性作用的营养元素的指示剂［４］。土壤作为植物生长所需养分的主要来源，对
调节植物生长具有重要作用［５］。因此，生态化学计量学的提出为探究植物与土壤之间的Ｃ、Ｎ、Ｐ相关性及植物生
长与养分供应的关系提供了有效手段［６］。
紫花苜蓿（犕犲犱犻犮犪犵狅狊犪狋犻狏犪）有“牧草之王”的美称［７］，其对于保持水土、改善土壤结构、增强土壤肥力等方面
发挥着极为重要的作用［８］，尤其在西北生态脆弱区的生态修复和畜牧业发展中具有重要意义［９］。
目前，国内外在生态化学计量学方面的研究已取得了一系列成果和进展，但研究大多集中在对植物Ｃ、Ｎ、Ｐ
生态化学特征的一些研究，以及不同演替阶段优势物种植物Ｃ、Ｎ、Ｐ及生态化学计量特征［４］的研究等方面。而对
探究土壤养分与植物养分之间的关系及规律方面研究较少。由此本文对不同种植年限人工苜蓿地植物和土壤
Ｃ、Ｎ、Ｐ及化学计量特征进行分析，以期揭示Ｃ、Ｎ、Ｐ随着年限的变化在植物与土壤中的交换过程和格局，从而为
该区域科学施肥，制定合理的轮作周期以及评价高产栽培条件下紫花苜蓿改良土壤的效应提供理论参考。
１ 材料与方法
１．１ 研究区概况
试验区为典型的温带半干旱气候，年平均气温８．５～９．０℃，≥１０℃有效年积温３１３５～３２７２℃，昼夜温差１０～
１５℃，年平均降水量在１８０～２００ｍｍ，无霜期１５０ｄ左右，年日照时数３０３０ｈ，日照率６７％，为贺兰山东麓冲积扇
与黄河冲积平原之间的宽阔地带。试验在贺兰山农牧场进行，地理坐标为３８°３２′Ｎ，１０６°０５′Ｅ，土壤为淡灰钙
土，为当地主要土壤类型。土壤全盐含量０．７６ｇ／ｋｇ，全氮含量０．８４ｇ／ｋｇ，有机质含量１１．０４ｇ／ｋｇ，碱解氮７３．６８
ｍｇ／ｋｇ，速效磷１３．８０ｍｇ／ｋｇ，速效钾１１１．７６ｍｇ／ｋｇ，ｐＨ８．４２。农场目前种植苜蓿面积约２．７万ｈｍ２，种植年龄
３４０－３４５
２０１４年４月
草 业 学 报
ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ
第２３卷 第２期
Ｖｏｌ．２３，Ｎｏ．２
收稿日期：２０１３０８２２；改回日期：２０１３１１０６
基金项目：国家９７３计划前期研究项目（２０１０ＣＢ３４８０５）资助。
作者简介：杨菁（１９８７），女，宁夏银川人，在读硕士。Ｅｍａｉｌ：ｇｕｉｚｉ２００５＠１６３．ｃｏｍ
通讯作者。Ｅｍａｉｌ：ｘｉｅｙｚ＠ｎｘｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
最长的为８年，最短的为１年，生长季内每月中旬刈割，共刈割４次，全部采用扬黄灌溉，每年苜蓿地均施４０
ｋｇ／ｈｍ２尿素，１２ｋｇ／ｈｍ２ 磷肥，３．５ｋｇ／ｈｍ２ 钾肥。
１．２ 样地选取
于２０１２年７月选取贺兰山农牧场不同种植年限的紫花苜蓿地（１，３，４，５，８年），供试紫花苜蓿品种为阿尔冈
金（Ａｌｇｏｎｑｕｉｎ），由美国引进。试验田为２００４，２００７，２００８，２００９，２０１１年春播的紫花苜蓿地，地力及栽培管理一致
（表１）。
表１ 土壤采样点０～２０犮犿基本信息
犜犪犫犾犲１ 犆犺犪狉犪犮狋犲狉犻狊狋犻犮狊狅犳狊狅犻犾狊犪犿狆犾犻狀犵狊犻狋犲狊
年限
Ｙｅａｒ
纬度
Ｌａｔｉｔｕｄｅ
（Ｎ）
经度
Ｌｏｎｇｉｔｕｄｅ
（Ｅ）
土壤容重
Ｓｏｉｌｂｕｌｋｄｅｎｓｉｔｙ
（ｇ／ｃｍ３）
ｐＨ 有机质
Ｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒ
（ｇ／ｋｇ）
速效氮
Ａｖａｉｌａｂｌｅｎｉｔｒｏｇｅｎ
（ｍｇ／ｋｇ）
速效磷
Ａｖａｉｌａｂｌｅｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ
（ｍｇ／ｋｇ）
速效钾
Ａｖａｉｌａｂｌｅｐｏｔａｓｓｉｕｍ
（ｍｇ／ｋｇ）
１ ３８°３５′ １０６°０３′ １．７１３ ８．３４ ８．９８ ４８．３３ ８．５０ ７６．４５
３ ３８°３３′ １０６°０３′ １．７０４ ８．４２ １０．９２ ９０．０６ ８．５０ ７０．２３
４ ３８°３３′ １０６°０４′ １．６８６ ８．０７ １１．７５ １０４．１７ ９．２８ １０８．０８
５ ３８°３４′ １０６°０３′ １．７０５ ８．２９ １３．８４ ８５．３２ １１．６０ １１５．６７
８ ３８°３１′ １０６°０３′ １．７２９ ８．３７ ９．６８ ８０．９８ １２．７４ ９６．０９
１．３ 土壤和植物的取样方法
２０１２年７月下旬在各个样地内（表１），采用土钻法，按“Ｓ”形取土壤样品，每块样地为３个重复，取样深度为
０～２０ｃｍ，每１０ｃｍ一层。每层均为５点混合样，每个采样点取样３个重复。同时，在上述５个样地内进行了植
物样品的采集，每块样地随机选取３个５０ｃｍ×５０ｃｍ的样方进行取样，为了消除取样误差，植物样品均是采集的
当年生成熟健康叶片。所有样品带回实验室分析。
１．４ 土壤和植物的测定方法
在测定前，土壤样品自然风干，剔除植物根系等杂物，采用四分法取适量土壤样品，过０．２５ｍｍ筛，用于测定
土壤有机碳、土壤全氮及土壤全磷，每一测定项目做３个重复。植物样品是将每个样地２０株植株上的新鲜叶片
和茎分别装入牛皮纸信封袋内自然风干至恒重。土壤和植物样品的有机碳采用重铬酸钾容量法测定［１０］，全氮采
用半微量凯氏法［１０］，全磷采用钼锑抗比色法［１０］。
１．５ 数据处理
采用 ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＥｘｃｅｌ２００３对数据进行处理和绘图，用统计分析软件ＳＡＳ８．０对数据进行差异显著性检验
（ＬＳＤ法）和相关性分析。
２ 结果与分析
２．１ 土壤Ｃ、Ｎ、Ｐ含量及化学计量比
土壤Ｃ、Ｎ、Ｐ含量在各种植年限间均存在显著差异（犘＜０．０５）（图１Ａ）。随着苜蓿种植年限增加，土壤Ｃ、Ｎ
含量呈先升后降的趋势，土壤Ｃ含量在种植５年时最高（２９．６９ｇ／ｋｇ），种植８年时最低（２２．６９ｇ／ｋｇ），土壤Ｎ含
量由高到低依次为３年＞１年＞４年＞５年＞８年。土壤Ｐ含量与土壤Ｃ、Ｎ含量变化规律相反，在种植８年时最
高（２．９０ｇ／ｋｇ），种植４年时最低（１．１７ｇ／ｋｇ）。
土壤Ｃ∶Ｎ在各年限间无显著性差异（图１Ｂ），土壤Ｃ∶Ｎ与Ｃ∶Ｐ在种植１～５年时呈“金字塔”式分布；土
壤Ｃ∶Ｐ除种植１年外，种植８年与其他年限间有显著性差异；Ｎ∶Ｐ在３～８年间呈“倒金字塔”分布模式，在种
植８年时最低（０．５２），种植３年与４年、５年与８年间有显著性差异，其余年份间无显著性差异（图１Ｂ）。
１４３第２３卷第２期 草业学报２０１４年
图１ 不同种植年限苜蓿地土壤碳、氮、磷含量及化学计量比
犉犻犵．１ 犆，犖犪狀犱犘犮狅狀犮犲狀狋狉犪狋犻狅狀狊犪狀犱狊狋狅犻犮犺犻狅犿犲狋狉狔狅犳狊狅犻犾犪狋犱犻犳犳犲狉犲狀狋狆犾犪狀狋犪狋犻狅狀犪犵犲狊
柱状图顶部的不同字母表示存在显著性差异（犘＜０．０５）。Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｅｔｔｅｒｓｉｎｄｉｃａｔｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅａｔ犘＜０．０５．
２．２ 苜蓿叶片Ｃ、Ｎ、Ｐ含量及化学计量比
不同种植年限苜蓿叶片Ｃ含量范围为３３６．４３～３８３．２３ｇ／ｋｇ，种植１年时最高，３年时最低，种植１年与４
年、５年间无显著性差异，与３年、８年间有显著性差异。叶片Ｎ含量由高到低依次为５年＞３年＞４年＞８年＞１
年，３年、４年与５年之间无显著性差异，其与１年有显著性差异。叶片Ｐ含量范围为１．５３～２．５７ｇ／ｋｇ，种植３年
时最高，种植５年时最低，５年与８年间无显著性差异，与其他年份有显著性差异，３年与４年间无显著性差异。
不同种植年限苜蓿叶片Ｃ∶Ｎ由高到低依次为１年＞４年＞５年＞８年＞３年，３年与其他年份间有显著性
差异，１年与４年无显著性差异。苜蓿叶片Ｃ∶Ｐ和Ｎ∶Ｐ的变化趋势一致，均是种植５年最高，种植３年最低。
叶片Ｃ∶Ｐ中，３年与其他年份有显著性差异；叶片Ｎ∶Ｐ中，５年与８年间无显著性差异，与其他年份有显著性差
异（表２）。
表２ 植物犆、犖、犘含量及化学计量比
犜犪犫犾犲２ 犆，犖，犘犮狅狀犮犲狀狋狉犪狋犻狅狀狊犪狀犱狊狋狅犻犮犺犻狅犿犲狋狉狔狅犳狆犾犪狀狋犪狋犱犻犳犳犲狉犲狀狋狆犾犪狀狋犪狋犻狅狀犪犵犲狊
化学元素Ｅｌｅｍｅｎｔｓ
种植年限Ｐｌａｎｔａｔｉｏｎａｇｅｓ（年 Ｙｅａｒ）
１ ３ ４ ５ ８
叶片Ｌｅａｆ Ｃ（ｇ／ｋｇ） ３８３．２３±８．７１ａ ３３６．４３±３．９５ｃ ３７９．８３±１．４９ａ ３７２．５３±０．５７ａ ３５５．３９±９．１４ｂ
Ｎ（ｇ／ｋｇ） １９．２６±０．３９ｃ １９．９７±０．０８ａｂ １９．７６±０．２２ａｂ ２０．０４±０．１１ａ １９．６１±０．０８ｂｃ
Ｐ（ｇ／ｋｇ） ２．３１±０．１５ｂ ２．５７±０．２６ａ ２．４０±０．０８ａｂ １．５３±０．００ｃ １．５５±０．００ｃ
Ｃ∶Ｎ １９．９０±０．８５ａ １６．８５±０．２７ｄ １９．２２±０．２９ａｂ １８．５９±０．０８ｂｃ １８．１２±０．３９ｃ
Ｃ∶Ｐ １６６．５０±１４．９０ｂ １３１．９４±１４．８０ｃ １５８．３１±５．７３ｂ ２４３．１０±０．３８ａ ２２８．９０±５．８９ａ
Ｎ∶Ｐ ８．３５±０．３９ｂ ７．８２±０．７５ｂ ８．２３±０．１８ｂ １３．０８±０．０７ａ １２．６３±０．０５ａ
茎Ｓｔｅｍ Ｃ（ｇ／ｋｇ） ３７５．６０±２．１６ｃ ３８０．０３±０８７ｂｃ ３８７．８０±０．２９ｄ ３８４．００±０．０８ａｂ ３７５．８４±７．２５ｃ
Ｎ（ｇ／ｋｇ） １１．３６±０．０３ａ １０．５５±０．０６ｂ １０．７４±０．００ｂ １０．６６±０．０９ｂ １１．２０±０．２５ａ
Ｐ（ｇ／ｋｇ） １．７２±０．１８ｂ １．８３±０．２８ａｂ １．８２±０．２８ａｂ １．３４±０．２６ｂ ２．３２±０．４１ａ
Ｃ∶Ｎ ３３．０６±０．２７ｃ ３６．０４±０．２７ａ ３６．１０±０．０３ａ ３６．０１±０．２７ａ ３３．５６±０．１０ｂ
Ｃ∶Ｐ ２２０．２９±２４．４１ｂ ２１１．２９±３２．６５ｂ ２１６．１８±３４．０６ｂ ２９３．２３±５７．５０ａ １６５．８７±３３．１３ｂ
Ｎ∶Ｐ ６．６６±０．６８ａｂ ５．８７±０．９５ｂ ５．９９±０．９４ｂ ８．１５±１．６６ａ ４．９６±１．０２ｂ
注：不同小写字母表示不同种植年限差异显著（犘＜０．０５）。
Ｎｏｔｅ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｍａｌｌｅｔｔｅｒｓｉｎｄｉｃａｔｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅａｔ犘＜０．０５．
２４３ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１４） Ｖｏｌ．２３，Ｎｏ．２
２．３ 苜蓿茎Ｃ、Ｎ、Ｐ含量及化学计量比
不同种植年限苜蓿茎的Ｃ含量从高到低依次为：４年＞５年＞３年＞８年＞１年，４年与其他年份间有显著性
差异，１年与８年间无显著性差异。苜蓿茎Ｎ含量与叶片Ｎ含量的变化规律相反，种植１年时最高，种植３年时
最低，１年与８年无显著性差异，与其他年份有显著性差异。苜蓿茎的Ｐ含量范围为１．３４～２．３２ｇ／ｋｇ，种植８年
时最高，种植５年时最低，除了８年外，其余年份间无显著性差异，８年与３年、４年间有显著性差异。
不同种植年限苜蓿茎的Ｃ∶Ｎ呈先升后降的变化规律，种植４年时最高，种植１年时最低，４年与３年、５年
间无显著性差异，与１年、８年间有显著性差异。苜蓿茎的Ｃ∶Ｐ和Ｎ∶Ｐ变化规律一致，在种植５年时最高，种
植８年时最低，且均是５年与其他年限有显著性差异，而其他年份间无显著性差异（表２）。
２．４ 植物与土壤Ｃ、Ｎ、Ｐ间的关系
２．４．１ 植物叶片与土壤Ｃ、Ｎ、Ｐ间的关系 通过对不同种植年限苜蓿叶片与土壤Ｃ、Ｎ、Ｐ及化学计量比的相关
分析，从表３可以看出：土壤Ｃ与土壤Ｐ显著负相关（犘＜０．０５），土壤Ｎ与叶片Ｐ显著正相关（犘＜０．０５），与叶片
Ｃ∶Ｐ显著负相关（犘＜０．０５）；土壤Ｎ∶Ｐ与叶片Ｎ显著正相关（犘＜０．０５）；叶片Ｃ∶Ｐ与叶片Ｎ∶Ｐ极显著正相
关（犘＜０．０１）；叶片Ｐ与叶片Ｃ∶Ｐ及叶片Ｎ∶Ｐ极显著负相关（犘＜０．０１）。
表３ 不同种植年限苜蓿叶片与土壤犆、犖、犘的关系
犜犪犫犾犲３ 犚犲犾犪狋犻狅狀狊犺犻狆狊狅犳犆，犖，犘犫犲狋狑犲犲狀犾犲犪犳犪狀犱狊狅犻犾犪狋犱犻犳犳犲狉犲狀狋狆犾犪狀狋犪狋犻狅狀犪犵犲狊
指标
Ｉｎｄｅｘ
土壤碳
Ｓｏｉｌ
ｃａｒｂｏｎ
叶片碳
Ｌｅａｆ
ｃａｒｂｏｎ
土壤氮
Ｓｏｉｌ
ｎｉｔｒｏｇｅｎ
叶片氮
Ｌｅａｆ
ｎｉｔｒｏｇｅｎ
土壤磷
Ｓｏｉｌ
ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ
叶片磷
Ｌｅａｆ
ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ
土壤
Ｃ∶Ｎ
Ｓｏｉｌ
Ｃ∶Ｎ
叶片
Ｃ∶Ｎ
Ｌｅａｆ
Ｃ∶Ｎ
土壤
Ｃ∶Ｐ
Ｓｏｉｌ
Ｃ∶Ｐ
叶片
Ｃ∶Ｐ
Ｌｅａｆ
Ｃ∶Ｐ
土壤
Ｎ∶Ｐ
Ｓｏｉｌ
Ｎ∶Ｐ
叶片
Ｎ∶Ｐ
Ｌｅａｆ
Ｎ∶Ｐ
土壤碳Ｓｏｉｌｃａｒｂｏｎ １
叶片碳Ｌｅａｆｃａｒｂｏｎ ０．２５１ １
土壤氮Ｓｏｉｌｎｉｔｒｏｇｅｎ ０．１５７ －０．４８７ １
叶片氮Ｌｅａｆｎｉｔｒｏｇｅｎ ０．５２５ －０．４６７ －０．０６４ １
土壤磷Ｓｏｉｌｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ －０．８７５－０．００９ －０．４２４ －０．４６７ １
叶片磷Ｌｅａｆｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ０．３０１ －０．１０５ ０．７２３ －０．１４５ －０．６８５ １
土壤Ｃ∶ＮＳｏｉｌＣ∶Ｎ ０．３９９ ０．５２４ －０．８４０ ０．４１０ －０．０８４ －０．５３０ １
叶片Ｃ∶ＮＬｅａｆＣ∶Ｎ ０．０８２ ０．９７３－０．３８９ －０．６５９ ０．１０８ －０．０４５ ０．３３４ １
土壤Ｃ∶ＰＳｏｉｌＣ∶Ｐ ０．９６６０．０７７ ０．２５３ ０．６０４ －０．９５８ ０．４５０ ０．３００ －０．０８６ １
叶片Ｃ∶ＰＬｅａｆＣ∶Ｐ －０．２１３ ０．２１６ －０．７６０ ０．１３５ ０．６２８ －０．９９２ ０．６０７ ０．１４２ －０．３８１ １
土壤Ｎ∶ＰＳｏｉｌＮ∶Ｐ －０．０５４ ０．４７９ ０．３９４ －０．８２０ ０．０８３ ０．３０９ －０．４５９ ０．６２８ －０．１７８－０．２６８ １
叶片Ｎ∶ＰＬｅａｆＮ∶Ｐ －０．２４６ ０．０２４ －０．６９４ ０．２５７ ０．６２４ －０．９９３ ０．５４１ －０．０５３ －０．３８１ ０．９８１－０．３９４ １
注：相关性在０．０１水平上显著，在０．０５水平上显著，下同。
Ｎｏｔｅ：ｓｈｏｗｓｔｈｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎａｔｔｈｅ０．０１ｌｅｖｅｌ，ａｎｄ ｍｅａｎｓａｔｔｈｅ０．０５ｌｅｖｅｌ，ｔｈｅｓａｍｅａｓｂｅｌｏｗ．
２．４．２ 植物茎与土壤Ｃ、Ｎ、Ｐ间的关系 通过对不同种植年限苜蓿茎与土壤Ｃ、Ｎ、Ｐ及化学计量比间的相关分
析，从表４可以看出：土壤Ｃ与茎秆Ｐ极显著负相关（犘＜０．０１），与茎秆Ｃ、茎秆Ｃ∶Ｎ、茎秆Ｃ∶Ｐ及茎秆Ｎ∶Ｐ
显著正相关（犘＜０．０５）。土壤Ｐ与茎秆Ｎ和茎秆Ｃ∶Ｎ分别显著正相关（犘＜０．０５）和显著负相关（犘＜０．０５）。
土壤Ｃ∶Ｐ与茎秆Ｃ、茎秆Ｃ∶Ｎ及茎秆Ｃ∶Ｐ显著正相关（犘＜０．０５），与茎秆Ｎ显著负相关（犘＜０．０５）。茎秆
Ｃ∶Ｐ与茎秆Ｎ∶Ｐ呈极显著正相关性（犘＜０．０１）。
３ 结论与讨论
植物枯落物是苜蓿草地土壤Ｃ的重要来源，土壤Ｃ含量随种植年限的增加而增加，在５年时达到峰值，这表
３４３第２３卷第２期 草业学报２０１４年
明种植苜蓿对土壤Ｃ有累积作用，能够改良土壤，提高土壤肥力，而在８年时降低是由于种植年限过长导致苜蓿
平均盖度下降，高频刈割造成枯落物还田减少［１１］，以及实验期间适宜的水热条件加速了土壤有机质的分解等综
合因素的作用。土壤Ｎ含量的变化受苜蓿根际土壤固氮力的影响显著，邰继承等［１２］研究发现，苜蓿的根际土壤
固氮力随种植年限的增加呈先增后减的趋势，并在３年时达到最大值，本文的研究结果与此一致。苜蓿作为一种
大量需Ｐ的作物［１３］，随着种植年限的增加，土壤Ｐ含量呈先降后升的趋势，这主要受苜蓿生长期内对Ｐ的吸收规
律影响。
表４ 不同种植年限苜蓿茎与土壤犆、犖、犘的关系
犜犪犫犾犲４ 犚犲犾犪狋犻狅狀狊犺犻狆狊狅犳犆，犖，犘犫犲狋狑犲犲狀狊狋犲犿犪狀犱狊狅犻犾犪狋犱犻犳犳犲狉犲狀狋狆犾犪狀狋犪狋犻狅狀犪犵犲狊
指标
Ｉｎｄｅｘ
土壤碳
Ｓｏｉｌ
ｃａｒｂｏｎ
茎秆碳
Ｓｔｅｍ
ｃａｒｂｏｎ
土壤氮
Ｓｏｉｌ
ｎｉｔｒｏｇｅｎ
茎秆氮
Ｓｔｅｍ
ｎｉｔｒｏｇｅｎ
土壤磷
Ｓｏｉｌ
ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ
茎秆磷
Ｓｔｅｍ
ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ
土壤
Ｃ∶Ｎ
Ｓｏｉｌ
Ｃ∶Ｎ
茎秆
Ｃ∶Ｎ
Ｓｔｅｍ
Ｃ∶Ｎ
土壤
Ｃ∶Ｐ
Ｓｏｉｌ
Ｃ∶Ｐ
茎秆
Ｃ∶Ｐ
Ｓｔｅｍ
Ｃ∶Ｐ
土壤
Ｎ∶Ｐ
Ｓｏｉｌ
Ｎ∶Ｐ
茎秆
Ｎ∶Ｐ
Ｓｔｅｍ
Ｎ∶Ｐ
土壤碳Ｓｏｉｌｃａｒｂｏｎ １
茎秆碳Ｓｔｅｍｃａｒｂｏｎ ０．７１６ １
土壤氮Ｓｏｉｌｎｉｔｒｏｇｅｎ ０．１５７ －０．３４４ １
茎秆氮Ｓｔｅｍｎｉｔｒｏｇｅｎ －０．６７７ －０．７２７ －０．１４１ １
土壤磷Ｓｏｉｌｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ －０．８７５ －０．６８９ －０．４２４ ０．７３６ １
茎秆磷Ｓｔｅｍｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ－０．９１２－０．４７１ －０．０８２ ０．４２７ ０．６２６ １
土壤Ｃ∶ＮＳｏｉｌＣ∶Ｎ ０．３９９ ０．７１９ －０．８４０ －０．２９０ －０．０８４ －０．４１３ １
茎秆Ｃ∶ＮＳｔｅｍＣ∶Ｎ ０．７３６ ０．８５７ ０．００５ －０．９７７－０．７７２ －０．４７２ ０．４３９ １
土壤Ｃ∶ＰＳｏｉｌＣ∶Ｐ ０．９６６ ０．７６６ ０．２５３ －０．７９７ －０．９５８ －０．７８２ ０．３００ ０．８４２ １
茎Ｃ∶ＰＳｔｅｍＣ∶Ｐ ０．８６３ ０．４９３ －０．０７９ －０．４４４ －０．５１５ －０．９７８ ０．５４５ ０．４９１ ０．７１８ １
土壤Ｎ∶ＰＳｏｉｌＮ∶Ｐ －０．０３９ －０．５３２ ０．４３１ ０．６６９ ０．０５５ －０．１５５ －０．４８４ －０．６６１ －０．１５６ ０．０１６ １
茎Ｎ∶ＰＳｔｅｍＮ∶Ｐ ０．７８５ ０．３４４ －０．０６５ －０．２６０ －０．４０６ －０．９６７ ０．４７８ ０．３０７ ０．６０５ ０．９７９０．１８９ １
苜蓿叶片Ｐ含量随种植年限的增加呈先升后降的趋势，这与葛选良等［１３］对不同生长年限紫花苜蓿需磷规律
研究结果相同。植物的Ｃ∶Ｎ和Ｃ∶Ｐ除与植物体中养分含量高低有关，也与植物的生长速度改变有关。本实
验中在苜蓿生长旺盛的１～４年，叶片的Ｃ∶Ｐ明显下降，而随着植株逐渐进入平稳到衰老期的５～８年，叶片的
Ｃ∶Ｐ明显上升，这也与Ａｇｒｅｎ［３］关于较低的Ｃ∶Ｐ反映了分配到ｒＲＮＡ中Ｐ的增加，用以满足植物快速生长需要
的结论相佐证。按照对欧洲湿地植物［１４］和Ｇüｓｅｗｅｌ［１５］的植物Ｎ∶Ｐ限制性养分判断标准，本实验苜蓿地均为Ｎ
限制，或Ｎ和Ｐ共同作用。但是本实验中苜蓿叶片Ｎ∶Ｐ和Ｃ∶Ｐ与叶片Ｐ含量呈显著负相关，而与叶片Ｎ含
量无显著相关性（表３），说明本实验中苜蓿生长主要受到Ｐ含量的影响。这是由于苜蓿的生物固氮作用能有效
保证其对Ｎ的需求［１６］，而Ｐ以多种方式参与植物的生长发育和新陈代谢［１７］的同时，连年的高频刈割导致大量磷
素被转移出农田系统，造成Ｐ元素的供需矛盾。另外，包括我国草地在内的中国区域的植被普遍受到Ｐ限制［１８］，
也是一个很好的佐证。苜蓿茎作为连接土壤和叶片的中间部分，其各养分含量基本均高于土壤而低于叶片，变化
趋势与土壤养分变化规律相似，变化幅度小于叶片养分。土壤Ｐ与茎的Ｃ、Ｎ、Ｐ及化学计量特征均有一定的相
关性，这也都印证苜蓿生长受到Ｐ元素的影响。所以在宁夏贺兰山东麓淡灰钙土区的人工苜蓿草地，在种植到
一定年限或频繁刈割后，应适当增施Ｐ肥，以保证植株的良好生长，促进土壤与植物中营养物质的良性循环。
参考文献：
［１］ 王绍强，于贵瑞．生态系统碳氮磷元素的生态化学计量学特征［Ｊ］．生态学报，２００８，２８（８）：３９３７３９４７．
［２］ 项文化，黄志宏，闫文德，等．森林生态系统碳氮循环功能耦合研究综述［Ｊ］．生态学报，２００６，２６（７）：２３６５２３７２．
４４３ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１４） Ｖｏｌ．２３，Ｎｏ．２
［３］ ＡｇｒｅｎＧＩ．ＴｈｅＣ∶Ｎ∶Ｐｓｔｏｉｃｈｉｏｍｅｔｒｙｏｆａｕｔｏｔｒｏｐｈｓｔｈｅｏｒｙａｎｄｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＥｃｏｌｏｇｙＬｅｔｔｅｒｓ，２００４，７（３）：１８５１９１．
［４］ 刘万德，苏建荣，李帅锋，等．云南普洱季风常绿阔叶林演替系列植物和土壤Ｃ、Ｎ、Ｐ化学计量特征［Ｊ］．生态学报，２０１０，
３０（２３）：６５８１６５９０．
［５］ 杨雪，李奇，王绍美，等．两种白刺叶片及沙堆土壤化学计量学特征的比较［Ｊ］．中国沙漠，２０１１，３１（５）：１１５６１１６０．
［６］ 王维奇，徐玲琳，曾从盛，等．河口湿地植物活体枯落物土壤的碳氮磷生态化学计量特征［Ｊ］．生态学报，２０１１，３１（２３）：
７１１９７１２４．
［７］ 孙彦，龙瑞才，张铁军，等．紫花苜蓿皂苷研究进展［Ｊ］．草业学报，２０１３，２２（３）：２７４２８３．
［８］ 耿华珠，吴永敷，曹致中．中国苜蓿［Ｍ］．北京：中国农业出版社，１９９５：２１０．
［９］ 姜慧新，沈益新，翟桂玉，等．施磷对紫花苜蓿分枝生长及产草量的影响［Ｊ］．草地学报，２００９，１７（５）：５８８５９２．
［１０］ 鲁如坤．土壤农业化学分析方法［Ｍ］．北京：中国农业出版社，２０００．
［１１］ 张英俊，杨高文，刘楠，等．草原碳汇管理对策［Ｊ］．草业学报，２０１３，２２（２）：２９０２９９．
［１２］ 邰继承，杨恒山，张庆国，等．种植年限对紫花苜蓿人工草地土壤碳、氮含量及根际土壤固氮力的影响［Ｊ］．土壤通报，
２０１０，４１（３）：６０３６０７．
［１３］ 葛选良，杨恒山，邰继承，等．不同生长年限紫花苜蓿需磷规律及其土壤供磷能力的研究［Ｊ］．土壤通报，２００９，４０（５）：
１１３１１１３４．
［１４］ ＴｅｓｓｉｅｒＪＴ，ＲａｙｎａｌＤＪ．Ｕｓｅｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎｔｏｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｒａｔｉｏｓｉｎｐｌａｎｔｔｉｓｓｕｅａｓａｎｉｎｄｉｃａｔｏｒｏｆｎｕｔｒｉｅｎｔｌｉｍｉｔａｔｉｏｎａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎ
ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＥｃｏｌｏｇｙ，２００３，４０：５２３５３４．
［１５］ ＧüｓｅｗｅｌＳ．Ｎ∶Ｐｒａｔｉｏｓｉｎｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌｐｌａｎｔｓ：ｖａｒｉａｔｉｏｎａｎｄｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ［Ｊ］．ＮｅｗＰｈｙｔｏｌｏｇｉｓｔ，２００４，１６４：２４３
２６６．
［１６］ 马霞，王丽丽，李卫军，等．不同施氮水平下接种根瘤菌对苜蓿固氮效能及种子生产的影响［Ｊ］．草业学报，２０１３，２２（１）：
９５１０２．
［１７］ 丁玉川，陈明昌，程滨，等．不同大豆品种磷吸收利用特性比较研究［Ｊ］．西北植物学报，２００５，２５（９）：１７９１１７９７．
［１８］ 张文彦，樊江文，钟华平，等．中国典型草原优势植物功能群氮磷化学计量学特征研究［Ｊ］．草地学报，２０１０，１８（４）：５０３
５０９．
犛狋狅犻犮犺犻狅犿犲狋狉狔犮犺犪狉犪犮狋犲狉犻狊狋犻犮狊狅犳狆犾犪狀狋犪狀犱狊狅犻犾犻狀犪犾犳犪犾犳犪犵狉犪狊狊犾犪狀犱狑犻狋犺犱犻犳犳犲狉犲狀狋犵狉狅狑犻狀犵狔犲犪狉狊
ＹＡＮＧＪｉｎｇ１，ＸＩＥＹｉｎｇｚｈｏｎｇ１，２，ＷＵＸｕｄｏｎｇ１，ＸＵＫｕｎ１
（１．ＢｒｅｅｄｉｎｇＢａｓｅｏｆＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＰｒｅｖｅｎｔｉｎｇＬａｎｄＤｅｇｒａｄａｔｉｏｎａｎｄＥｃｏｌｏｇｉｃａｌＲｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ，
ＮｉｎｇｘｉａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙｉｎｃｈｕａｎ７５００２１，Ｃｈｉｎａ；２．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｒａｓｓｌａｎｄＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｎｉｎｇｘｉａ
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙｉｎｃｈｕａｎ７５００２１，Ｃｈｉｎａ）
犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｔｈｒｏｕｇｈｍｅａｓｕｒｉｎｇａｎｄａｎａｌｙｚｉｎｇｃａｒｂｏｎ（Ｃ），ｎｉｔｒｏｇｅｎ（Ｎ），ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ（Ｐ），ａｎｄｉｔｓｓｔｏｉｃｈｉｏｍｅｔｒｙ
ｒａｔｉｏｓｏｆｌｅａｆ，ｓｔｅｍａｎｄ０－２０ｃｍｓｏｉｌｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｌａｎｔａｇｅｓ（１，３，４，５ｔｏ８ｙｅａｒｓ）ｏｆａｌｆａｌｆａａｔｔｈｅｆｏｏｔｏｆ
ＨｅｌａｎＭｏｕｎｔａｉｎｉｎＮｉｎｇｘｉａ，ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｐｌａｎｔｉｎｇａｇｅｏｎｎｕｔｒｉｅｎｔｃｏｎｔｅｎｔａｎｄｓｔｏｉｃｈｉｏｍｅｔｒｙｏｆｓｏｉｌａｎｄ
ｐｌａｎｔｉｎａｌｆａｌｆａｇｒａｓｓｌａｎｄｗｅｒｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ．１）Ｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｐｌａｎｔｔｉｍｅ，０－２０ｃｍｓｏｉｌＣａｎｄＮｆｉｒｓｔｌｙｉｎ
ｃｒｅａｓｅａｎｄｔｈｅｎｄｅｓｃｅｎｄ，ｂｕｔｔｈｅＰｉｓｃｏｎｔｒａｒｙ．Ｔｈｅｒｅｗｅｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｂｅｔｗｅｅｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｌａｎｔｉｎｇ
ａｇｅ（犘＜０．０５）．２）ＴｈｅＣｉｎｌｅａｆｄｅｃｒｅａｓｅｄａｎｄＰｉｎｌｅａｆｄｅｃｒｅａｓｅｄａｆｔｅｒｉｎｃｒｅａｓｅｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｏｆｐｌａｎｔ
ｔｉｍｅ．Ｅａｃｈｏｆｓｔｅｍｎｕｔｒｉｅｎｔｃｏｎｔｅｎｔｃｈａｎｇｅａｓｗｅｌａｓｓｏｉｌｎｕｔｒｉｅｎｔｃｏｎｔｅｎｔ，ｂｕｔｔｈｅａｍｐｌｉｔｕｄｅｏｆｖａｒｉａｔｉｏｎｉｓ
ｌｅｓｓｔｈａｎｌｅａｆｎｕｔｒｉｅｎｔｃｏｎｔｅｎｔ．３）ＴｈｅＮ／ＰａｎｄＣ／ＰｉｎｌｅａｆｓｈｏｗｅｄａｎｅｇａｔｉｖｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｗｉｔｈＰｉｎｌｅａｆ，ｂｕｔ
ｓｈｏｗｅｄｎｏｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｗｉｔｈＮｉｎｌｅａｆ．ＴｈｅｒｅｗｅｒｅａｃｅｒｔａｉｎｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎＰｉｎｓｏｉｌａｎｄＣ，Ｎ，Ｐａｎｄｉｔｓ
ｓｔｏｉｃｈｉｏｍｅｔｒｙｉｎｓｔｅｍ．
犓犲狔狑狅狉犱狊：ｓｔｏｉｃｈｉｏｍｅｔｒｙ；ｐｌａｎｔｉｎｇａｇｅ；ａｌｆａｌｆａ；ｓｏｉｌ
５４３第２３卷第２期 草业学报２０１４年