全 文 ：书小黑麦植株铁、锰、铜、锌含量对氮素
反应的品种差异及其类型
匡艺，李廷轩，余海英
（四川农业大学资源环境学院，四川 雅安６２５０１４）
摘要：采用盆栽试验，以３１份具有不同遗传背景的小黑麦品种为材料，设置低氮和正常供氮２个氮素水平，探讨小
黑麦最佳刈割时期———抽穗期时植株体内铁、锰、铜、锌含量对氮素反应的品种差异及其类型。结果表明，１）不同
供氮条件下，小黑麦植株中铁、锰、铜、锌含量以正常供氮条件显著高于低氮条件；相同供氮条件下小黑麦植株中的
铁、锰、铜、锌含量存在显著的品种差异，变异系数为１４．１６％～３２．７５％；同时各微量元素的含量受供氮水平和氮素
水平与品种的互作效应的影响。２）铁、锰、铜、锌含量对氮素反应的敏感性存在差异，以各小黑麦品种的微量元素
含量对氮素响应的敏感程度，可将其分为钝感型、中间型和敏感型３种类型。３）相关分析表明，铁含量与地上部生
物量相关性不显著，锰、铜、锌含量与植株地上部生物量呈极显著正相关（相关系数分别为０．３６，０．４３和０．４４）。因
此，可通过品种与环境的双重调节，实现高产、富含矿质元素的小黑麦饲草种植。
关键词：小黑麦；微量元素；品种差异；类型
中图分类号：Ｑ９４５．１２；Ｓ５１２．４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４５７５９（２０１１）０４００８２０８
微量营养元素中的碘、硒、锌、铁、铜、锰、铬等已被国际上确定为“维持机体正常生命活动所不可缺少的必需
微量元素”［１］。人体微量元素缺乏将导致贫血、免疫功能降低、神经衰弱、智力发育不良等一系列严重后果［２］。传
统的药物治疗和食物营养强化只能起到暂时缓解病症的作用，不能从根本上解决这一难题，同时其有效性和毒副
作用也一直是人们关注的焦点［３］。因此，通过培育富含微量元素的作物来解决世界矿质营养含量缺乏的生物强
化技术受到广泛关注［４，５］。已有的研究表明，作物体内铁、锰、铜、锌含量存在显著的品种差异［３，６］，并可通过此种
差异来获取富含微量元素的作物新品种。如Ｄｏｍａｇｏｊ等［７］的研究认为，玉米（犣犲犪犿犪狔狊）铁和锌含量存在基因型
差异。李晨等［８］利用已有的水稻（犗狉狔狕犪狊犪狋犻狏犪）种质材料对糙米中铁含量进行分析，并获取到１份富铁栽培稻种
质。郝志等［９］对小麦（犜狉犻狋犻犮狌犿犪犲狊狋犻狏狌犿）的研究发现，其籽粒微量元素含量具有较高的改良潜力，并从参试的品
种中获得了富铁、富锰、富锌、富铜材料。据报道，作物体内微量元素含量除受自身的遗传因素影响外，还受土壤、
施肥、温度等环境因素及二者互作效应的调控［１０１３］。随着人口的增加和耕地的减少，施用化肥成为农业生产获得
高产与稳定的措施，而氮肥调控则是取得作物优质高产的主要途径。因此，进行施氮处理对作物体内铁、锰、铜、
锌含量的影响及其品种差异的相关研究不仅可为其遗传效应与环境效应的互作提供系统的资料，同时为高产富
铁、富锰、富铜、富锌作物品种的培育和应用打下良好的基础。饲草作为畜牧业生产的物质基础，其品质的好坏对
作物－家畜综合系统的生产力产生重要影响。目前对于饲草的研究主要集中于施肥对饲草产量、经济效益和养
分吸收的影响方面［１４１６］，针对施用氮肥对饲草中微量元素含量的影响研究鲜见报道。而小黑麦（犜狉犻狋犻犮狅狊犲犮犪犾犲）作
为禾本科牧草中的优良种，在我国饲草中占有重要的地位［１７］，其植株体内微量元素含量的高低，通过影响动物生
长，最终对人体健康产生影响。为此，本研究以代表不同遗传背景的３１份小黑麦品种为材料，设置２种氮素水
平，研究各小黑麦品种在最佳刈割时期———抽穗期［１８］植株中铁、锰、铜、锌含量存在的差异和对氮肥的响应、以及
其含量与植株地上部生物量的关系，以期为高产富含微量元素的小黑麦饲草的合理选育和种植提供一定的理论
依据。
８２－８９
２０１１年８月
草 业 学 报
ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ
第２０卷 第４期
Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．４
收稿日期：２０１００６０８；改回日期：２０１００７２９
基金项目：国家自然科学基金（４０９０１１３８），国家科技支撑计划子课题（２００８ＢＡＤ９８Ｂ０３）和四川省教育厅基金项目（０７ＺＢ０６３）资助。
作者简介：匡艺（１９８７），女，四川内江人，在读硕士。Ｅｍａｉｌ：ｋｕａｎｇｙｉｇａｒ＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ
通讯作者。Ｅｍａｉｌ：ｌｉｔｉｎｘ＠２６３．ｎｅｔ
１ 材料与方法
１．１ 供试材料
本研究选择具有不同遗传背景的３１份小黑麦品种为试验材料，其编号和品种见表１。盆栽用土为青衣江河
流冲积物发育而来的潮土，采自四川省雅安市雨城区大兴镇。其基本理化性质为：有机质２４．４１ｇ／ｋｇ、全氮０．７６
ｇ／ｋｇ、碱解氮５８．３８ｍｇ／ｋｇ、速效磷１８．２９ｍｇ／ｋｇ、速效钾３５．６３ｍｇ／ｋｇ、有效铁１７．２９ｍｇ／ｋｇ、有效锰３．６７
ｍｇ／ｋｇ、有效铜２．５１ｍｇ／ｋｇ、有效锌３．３９ｍｇ／ｋｇ、ｐＨ６．９８。所用尿素含 Ｎ４６．７０％，磷酸二氢钾含 Ｐ２Ｏ５
５２．１７％、含Ｋ２Ｏ３４．５３％，硫酸钾含Ｋ２Ｏ５３．９４％；其中尿素为市场购买，磷酸二氢钾和硫酸钾为分析纯试剂。
表１ 供试小黑麦品种编号及名称
犜犪犫犾犲１ 犖狌犿犫犲狉狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋狋狉犻狋犻犮犪犾犲犮狌犾狋犻狏犪狉狊
编号Ｎｏ． 品种Ｃｕｌｔｉｖａｒｓ 编号Ｎｏ． 品种Ｃｕｌｔｉｖａｒｓ 编号Ｎｏ． 品种Ｃｕｌｔｉｖａｒｓ 编号Ｎｏ． 品种Ｃｕｌｔｉｖａｒｓ
１ ＣＩｘｔ３３ ９ ＰＩ５８７２４０ １７ ＣＩｘｔ８１ ２５ ＰＩ４２８９５４
２ ＣＩｘｔ７２ １０ ＰＩ５８７２４１ １８ ＣＩｘｔ８２ ２６ ＰＩ４２８９５５
３ ＰＩ４２９１８６ １１ ＰＩ５８７３８４ １９ ＰＩ４２８７６５ ２７ ＰＩ４２９１０６
４ ＰＩ５０８２４９ １２ ＰＩ６１３３５４ ２０ ＰＩ４２８７６８ ２８ ＰＩ４２９１０９
５ ＰＩ５２７３４０ １３ ＣＩｘｔ７４ ２１ ＰＩ４２８７９５ ２９ ＰＩ４２９２２８
６ ＰＩ５８７２３３ １４ ＣＩｘｔ７５ ２２ ＰＩ４２８８０４ ３０ ＰＩ５４２５５８
７ ＰＩ５８７２３８ １５ ＣＩｘｔ７６ ２３ ＰＩ４２８８３６ ３１ ＰＩ５８７２４２
８ ＰＩ５８７２３９ １６ ＣＩｘｔ７７ ２４ ＰＩ４２８８４１
１．２ 试验处理
采用塑料桶（上口径，２７ｃｍ；下口径，２０ｃｍ；高２３ｃｍ）进行盆栽试验，每盆装潮土１５ｋｇ。试验设低氮（－Ｎ）
和正常供氮（＋Ｎ）２个处理，其中低氮处理为不向土壤中施入氮肥，正常供氮为每千克土施入纯Ｎ６６．６６ｍｇ。所
有处理的磷、钾肥用量一致，按每千克土施入Ｐ２Ｏ５４０ｍｇ、Ｋ２Ｏ３３．３３ｍｇ。肥料配制成溶液在播种前５ｄ施入土
壤，每个处理重复４次，完全随机排列。
试验于２００８年１１月－２００９年６月在四川农业大学教学科研园有防雨设施的网室中进行，播种前选取饱满
的种子，用５０％多菌灵消毒后堆闷６ｈ。２００８年１１月１２日播种，每盆播种１０粒种子，及时补种，于２００８年１２
月１１日，定苗为８株。全生育期进行病虫害防治并适时灌溉，采用自然光照。
１．３ 测定内容与方法
于小黑麦的抽穗期（出苗后１５４ｄ）进行采样，采收前１４ｈ对每盆浇水５００ｍＬ，并在次日上午８点对样品进
行采集，每盆采长势一致的小黑麦２株。采收后，先用自来水冲洗再用蒸馏水润洗。将样品根系和地上部剪断分
开，于烘箱中１０５℃杀青３０ｍｉｎ，将温度调至７５℃烘干至恒重，然后测定根系和地上部干重，样品粉碎后装袋备
用。样品中铁、锰、铜、锌含量采用 ＨＮＯ３＋ＨＣｌＯ４（５∶１）消煮制备待测液，用美国 Ｔｈｅｒｍｏｅｌｅｍｅｎｔａｌ公司，
ＭＫＩＩＭ６型原子吸收分光光度计测定；土壤基本理化性质采用常规分析方法［１９］。
１．４ 数据分析
采用Ｅｘｃｅｌ２００３、唐启义和冯明光［２０］的ＤＰＳ数据处理系统进行数据统计分析。
２ 结果与分析
２．１ 小黑麦植株铁、锰、铜、锌含量和生物量的差异
不同氮肥施用条件下，小黑麦植株中铁、锰、铜、锌含量存在差异（表２），其同一元素的含量为正常供氮条件
高于低氮条件，正常供氮条件下其含量分别为低氮条件下的１．１９，１．１９，１．４７和１．２３倍。相同供氮条件下，小黑
麦植株中铁、锰、铜、锌含量存在显著的品种差异，变异系数为１４．１６％～３２．７５％。就不同氮肥施用条件下各品
种小黑麦植株中的铁、锰、铜、锌含量而言，在低氮条件下其变异系数分别为正常供氮的１．３６，０．９３，０．９５和１．５０
３８第２０卷第４期 草业学报２０１１年
倍。这表明供氮水平对其体内微量元素含量的影响不一致，低氮条件下小黑麦植株中铁、锌含量较正常供氮更能
体现各品种间的差异；对锰、铜含量而言，正常供氮条件下较低氮条件更能体现其品种差异。对不同供氮条件下
小黑麦植株中铁、锰、铜、锌含量进行方差分析，结果表明品种、供氮水平及品种与氮素水平的互作效应对小黑麦
植株中铁、锰、铜、锌含量均达到显著水平。不同供氮条件下，小黑麦植株地上部生物量也存在显著的差异（表
２）。地上部生物量均表现为正常供氮大于低氮条件。相同供氮条件下，小黑麦地上部生物量同样存在显著的品
种差异，其变异系数为４０．０８％～４７．５９％。
表２ 不同施氮量下小黑麦植株中铁、锰、铜、锌含量和生物量的差异
犜犪犫犾犲２ 犆狌犾狋犻狏犪狉犱犻犳犳犲狉犲狀犮犲狅犳狋犺犲犮狅狀狋犲狀狋狅犳犉犲，犕狀，犆狌，犣狀犪狀犱犫犻狅犿犪狊狊狅犳狊犺狅狅狋犻狀狋狉犻狋犻犮犪犾犲狌狀犱犲狉犱犻犳犳犲狉犲狀狋犖犾犲狏犲犾狊
指标Ｉｎｄｅｘ
范围Ｒａｎｇｅ
－Ｎ ＋Ｎ
均值 Ｍｅａｎ
－Ｎ ＋Ｎ
方差分析ＡＮＯＶＡ
品种
Ｃｕｌｔｉｖａｒ
氮水平
Ｎｌｅｖｅｌ
Ｃ×Ｎ
变异系数ＣＶ（％）
－Ｎ ＋Ｎ
铁含量Ｆｅｃｏｎｔｅｎｔ（ｍｇ／ｋｇ） ８２．１９～２９３．８１９８．７７～２４６．０２ １４８．４３±４８．６２ｂ１７６．０４±４２．４５ａ ３２．７５ ２４．１２
锰含量 Ｍｎｃｏｎｔｅｎｔ（ｍｇ／ｋｇ） ７．８３～２６．７６ ９．３１～４０．４４ １７．２９±４．７７ｂ ２０．５２±６．１１ａ ２７．５７ ２９．７８
铜含量Ｃｕｃｏｎｔｅｎｔ（ｍｇ／ｋｇ） ３．８０～８．９１ ６．３３～１６．１７ ６．２１±１．３０ｂ ９．１５±２．０１ａ ２０．９８ ２２．０５
锌含量Ｚｎｃｏｎｔｅｎｔ（ｍｇ／ｋｇ） １６．８０～４５．３２ ２８．２７～４８．７７ ３０．４８±５．２９ｂ ３７．３５±６．４８ａ ２１．２７ １４．１６
地上部生物量
Ｂｉｏｍａｓｓｏｆｓｈｏｏｔ（ｇ／株Ｐｌａｎｔ）
１．４４～７．６９ ２．７３～１１．８６ ３．６３±１．７３ｂ ６．２８±２．５２ａ ４７．５９ ４０．０８
注：不同小写字母表示５％水平上差异显著，和表示５％和１％水平上差异显著；－Ｎ，低氮；＋Ｎ，正常供氮，下同。
Ｎｏｔｅ：Ｍｅａｎｓｆｏｌｏｗｅｄｂｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｅｔｔｅｒｓａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｔ５％ｌｅｖｅｌ，ａｎｄｄｅｎｏｔｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｔ５％ａｎｄ１％ｌｅｖｅｌ；－Ｎ，
ｌｏｗｎｉｔｒｏｇｅｎｓｕｐｐｌｙ；＋Ｎ，ｎｏｒｍａｌｎｉｔｒｏｇｅｎｓｕｐｐｌｙ，ｔｈｅｓａｍｅｂｅｌｏｗ．
２．２ 小黑麦植株铁、锰、铜、锌含量对氮素反应的敏感性分类
同一小黑麦品种在不同供氮量条件下植株中铁含量的极差最小为０．６７ｍｇ／ｋｇ，最大为１２５．８８ｍｇ／ｋｇ
（表３）；锰含量的极差最小为０．０２ｍｇ／ｋｇ，最大为２４．５６ｍｇ／ｋｇ；铜含量的极差最小为０．２３ｍｇ／ｋｇ，最大为８．１６
ｍｇ／ｋｇ；锌含量的极差最小为０．１３ｍｇ／ｋｇ，最大为２４．２６ｍｇ／ｋｇ。铁含量变异系数最小为０．２２％，最大为
５１．８３％；锰含量变异系数最小为０．０９％，最大为６１．６８％；铜含量变异系数最小为２．３３％，最大为５７．１３％。由
此可见，小黑麦植株中的铁、锰、铜、锌含量受氮素水平的影响，且其对氮素反应的敏感程度存在品种差异。为比
较不同小黑麦品种植株中铁、锰、铜、锌含量对氮素反应的敏感程度，本研究以各小黑麦在２种供氮条件下植株中
铁、锰、铜、锌含量的极差和变异系数为指标［２１］，对参试的３１份小黑麦品种进行聚类分析，将小黑麦植株中的铁、
锰、铜、锌含量对氮素的敏感性分为钝感型、中间型、敏感型３类（图１，表３）。
铁含量对氮素反应钝感的小黑麦共计９份，占总数的２９．０３％；对氮素反应居于中间型的小黑麦为１６份，是
总数的５１．６２％；对氮素反应敏感的为６份，为总数的１９．３５％。锰含量对氮素反应钝感的小黑麦共计２０份，占
总数的６４．５２％；对氮素反应居于中间型的小黑麦为８份，是总数的２５．８１％；对氮素反应敏感的为３份，为总数
的９．３８％。铜含量对氮素反应钝感的小黑麦共计１１份，占总数的３４．４８％；对氮素反应居于中间型的小黑麦为
１２份，是总数的３８．７１％；对氮素反应敏感的为８份，为总数的２５．８１％。锌含量对氮素反应钝感的小黑麦共计
１１份，占总数的３４．４８％；对氮素反应居于中间型的小黑麦为１５份，是总数的４８．３９％；对氮素反应敏感的为５
份，为总数的１６．１３％。对氮素反应钝感的小黑麦为在不同氮肥施用量下小黑麦植株中铁、锰、铜、锌含量变化相
对稳定的小黑麦品种，其体内微量元素的变化受环境的影响较小，其含量主要由自身的遗传物质控制，可作为遗
传改良材料，通过育种手段或现代分子生物学技术增加小黑麦饲草中微量元素的含量。对氮素反应敏感的小黑
麦中的铁、锰、铜、锌含量随氮肥用量的增加呈上升趋势的品种具有生产运用价值，能满足高产、富含矿质营养小
黑麦的生产需求。对氮素反应处于中间型的小黑麦品种，其应用与利用价值介于钝感型和敏感型。针对同一小
４８ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１１） Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．４
黑麦品种，铁、锰含量对氮素响应均为钝感型的为２（ＣＩｘｔ７２）、６（ＰＩ５８７２３３）、７（ＰＩ５８７２３８）、１３（ＣＩｘｔ７４）、１６
（ＣＩｘｔ７７）、２０（ＰＩ４２８７６８）；铁、铜含量对氮素响应均为钝感型的为６（ＰＩ５８７２３３）、７（ＰＩ５８７２３８）、８（ＰＩ５８７２３９）、１７
（ＣＩｘｔ８１）、１８（ＣＩｘｔ８２）；铁、锌含量对氮素响应均为钝感型的为２（ＣＩｘｔ７２）、６（ＰＩ５８７２３３）、７（Ｐ１５８７２３８）；锰、铜含量
对氮素响应均为钝感型的为６（ＰＩ５８７２３３）、７（ＰＩ５８７２３８）、９（ＰＩ５８７２４０）、２５（ＰＩ４２８９５４）；锰、锌含量对氮素响应均
为钝感型的为１（ＣＩｘｔ３３）、２（ＣＩｘｔ７２）、６（ＰＩ５８７２３３）、７（ＰＩ５８７２３８）、１４（ＣＩｘｔ７５）、１９（ＰＩ４２８７６５）、２５（ＰＩ４２８９５４）、２９
（ＰＩ４２９２２８）；铜、锌含量对氮素响应均为钝感型的为３（ＰＩ４２９１８６）、６（ＰＩ５８７２３３）、７（ＰＩ５８７２３８）、２３（ＰＩ４２８８３６）。
对同一小黑麦品种铁、铜含量对氮素响应均为敏感型的为１０（ＰＩ５８７２４１）、２４（ＰＩ４２８８４１）、２６（ＰＩ４２８９５５）、３０
（ＰＩ５４２５５８）；铁、锌含量对氮素响应均为敏感型的为２８（ＰＩ４２９１０９），其余元素含量对氮素响应均为敏感型的无品
种重叠的情况。这表明对参试的部份小黑麦品种而言，其对氮素供应的响应可同时表现为对某２种或多种微量
元素为钝感，这为通过遗传改良同时提高小黑麦饲草中微量元素含量成为可能；对氮素供应的响应均表现为敏感
的小黑麦品种，可通过氮肥的合量调控，达到同时富含多种微量元素的优质小黑麦饲草的种植。
表３ 小黑麦植株中铁、锰、铜、锌含量对施氮水平反应的敏感性分类
犜犪犫犾犲３ 犛犲狀狊犻狋犻狏犻狋狔犮犾犪狊狊犻犳犻犮犪狋犻狅狀狅犳狋犺犲狉犲狊狆狅狀狊犲狅犳狋犺犲犮狅狀狋犲狀狋狊狅犳犉犲，犕狀，犆狌，犣狀犻狀狋狉犻狋犻犮犪犾犲狋狅犱犻犳犳犲狉犲狀狋犖犾犲狏犲犾狊
指标
Ｉｎｄｅｘ
类型
Ｔｙｐｅ
极差变幅
Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｒａｎｇｅ（ｍｇ／ｋｇ）
变异系数变幅
ＲａｎｇｅｏｆＣＶ（％）
品种编号
ＣｕｌｔｉｖａｒｓＮｏ．
铁 钝感型Ｉｎｓｅｎｓｉｔｉｖｅｔｙｐｅ ０．６７～２５．３７ ０．２２～１０．７１ ２，６，７，８，１３，１６，１７，１８，２０
Ｆｅ 中间型Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｔｙｐｅ ３０．５２～８５．６３ １２．２６～３５．９０ ３，４，５，９，１１，１２，１４，１５，１９，２１，２２，２３，２５，２８，２９，３１
敏感型Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅｔｙｐｅ ８７．４０～１２５．８８ ３５．９８～５１．８３ １，１０，２４，２６，２７，３０
锰 钝感型Ｉｎｓｅｎｓｉｔｉｖｅｔｙｐｅ ０．０２～４．６６ ０．０９～１８．３５ １，２，６，７，９，１０，１３，１４，１５，１６，１９，２０，２４，２５，２６，２７，２８，２９，３０，３１
Ｍｎ 中间型Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｔｙｐｅ ５．７０～８．３７ １８．６８～４４．８９ ３，４，５，８，１１，１２，１７，１８
敏感型Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅｔｙｐｅ １６．４２～２４．５６ ４６．５５～６１．６８ ２１，２２，２３
铜 钝感型Ｉｎｓｅｎｓｉｔｉｖｅｔｙｐｅ ０．２３～１．９８ ２．３３～１８．６４ ３，６，７，８，９，１７，１８，２１，２２，２３，２５
Ｃｕ 中间型Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｔｙｐｅ ２．３７～３．９４ ２３．５６～４６．２４ １，２，４，１１，１２，１３，１５，２０，２７，２８，２９，３１
敏感型Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅｔｙｐｅ ４．７６～８．１６ ３８．８９～５７．１３ ５，１０，１４，１６，１９，２４，２６，３０
锌 钝感型Ｉｎｓｅｎｓｉｔｉｖｅｔｙｐｅ ０．１３～３．９４ ０．２５～１０．４０ １，２，３，４，６，７，１４，１９，２３，２５，２９
Ｚｎ 中间型Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｔｙｐｅ ６．５３～１０．９０ １２．１４～２４．４２ ５，８，９，１０，１１，１３，１６，１８，２０，２１，２２，２４，２６，２８，３０
敏感型Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅｔｙｐｅ １３．９４～２４．２６ ２７．０１～４８．２４ １２，１５，１７，２７，３１
注：铁、锰、铜、锌含量的极差与变异系数变幅为同一品种小黑麦在不同供氮条件下的值。
Ｎｏｔｅ：ＲａｎｇｅｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｉｎｍａｘｉｍｕｍａｎｄｍｉｎｉｍｕｍａｎｄｔｈｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｖａｒｉａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆＦｅ，Ｍｎ，Ｃｕ，Ｚｎａｒｅｔｈｅｓａｍｅｃｕｌｔｉｖａｒｔｒｉｔｉ
ｃａｌｅｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔＮｌｅｖｅｌｓ．
２．３ 小黑麦植株铁、锰、铜、锌含量与生物量的相关性
小黑麦植株中铁、锰、铜、锌含量与地上部生物量呈线性关系（图２）。相关分析表明，小黑麦植株中的铁含量
与地上部生物量的相关性不显著（相关系数为０．０４）；植株中的锰、铜、锌含量则与地上部生物量呈显著或极显著
正相关，其相关系数分别为０．３６，０．４３，０．４４。由前文可知，敏感型小黑麦植株中的铁、锰、铜、锌含量以及各小黑
麦品种的地上部生物量均受氮肥调节。因此，虽然植株中铁含量与地上部生物量无必然联系，但其在正常供氮条
件下的铁含量与地上部生物量均显著高于低氮条件，故可通过施用氮肥来提高小黑麦敏感型植株中铁含量和地
上部生物量，实现富铁、高产小黑麦的种植。对小黑麦植株中锰、铜、锌而言，其含量与地上部生物量相关性显著，
说明它们与地上部生物量有协同提高的趋势，对氮素供应响应为敏感型的小黑麦在提高生物量的同时，能大幅提
高锰、铜、锌的含量与积累量，实现富锰、富铜、富锌、高产的种植。
３ 讨论
已有的研究表明，无论是植株还是籽粒中的铁、锰、铜、锌含量均存在显著的品种差异，这种差异为通过获得
５８第２０卷第４期 草业学报２０１１年
图１ 不同小黑麦品种植株中犉犲（犃）、犕狀（犅）、犆狌（犆）、犣狀（犇）含量对氮素反应的聚类分析
犉犻犵．１ 犆犾狌狊狋犲狉犪狀犪犾狔狊犻狊狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋狋狉犻狋犻犮犪犾犲犮狌犾狋犻狏犪狉狊犪犮犮狅狉犱犻狀犵狋狅狋犺犲狉犲狊狆狅狀狊犲狅犳狋犺犲犮狅狀狋犲狀狋狊狅犳
犉犲（犃），犕狀（犅），犆狌（犆）犪狀犱犣狀（犇）犻狀狋狉犻狋犻犮犪犾犲狋狅狀犻狋狉狅犵犲狀犾犲狏犲犾狊
富含矿质元素的作物，进而为实现品种的遗传改良提供了可能性［４］。本试验通过对３１份小黑麦品种在２种供氮
条件下植株中的铁、锰、铜、锌含量的研究发现，相同供氮条件下，小黑麦最佳刈割时期———抽穗期植株中铁、锰、
铜、锌含量均存在显著的品种差异。这使得通过育种或遗传改良来提升小黑麦饲草中微量元素含量成为可能。
除品种自身的遗传因素外，作物的铁、锰、铜、锌含量还受环境因素及二者互作效应的影响［３，１２，１３］。因此，对
小黑麦植株中铁、锰、铜、锌含量的品种与环境互作效应进行研究，对于富铁、富锰、富铜和富锌小黑麦饲草的选育
以及合理种植具有重要意义。本研究表明，小黑麦植株中铁、锰、铜、锌含量对氮素供应的响应体现出多样性，究
其原因，一方面可能与氮肥施用影响土壤中铁、锰、铜、锌含量的有效性有关［２２］，另一方面也与植株根系和土壤中
铁、锰、铜、锌、氮的相互作用及其吸收也有着密切的关系［１０］，同时作物在吸收土壤中微量元素的基础上，其在体
内的运转和各器官中的分配与积累能力差异也是决定植株中铁、锰、铜、锌含量品种差异的重要原因［２３］。按照各
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图２ 小黑麦植株中铁、锰、铜、锌含量与地上部生物量的相关性
犉犻犵．２ 犚犲犾犪狋犻狅狀狊犺犻狆狊犫犲狋狑犲犲狀狋犺犲犮狅狀狋犲狀狋狊狅犳犉犲，犕狀，犆狌犪狀犱犣狀犪狀犱犫犻狅犿犪狊狊狅犳狊犺狅狅狋犻狀狋狉犻狋犻犮犪犾犲狆犾犪狀狋
小黑麦品种微量元素含量对氮素供应的响应程度可将其分别划分为钝感型、中间型和敏感型３种。对氮素供应
表现为钝感小黑麦，其体内微量矿质元素的含量主要受基因的调控，其在２种供氮条件下铁、锰、铜、锌含量均较
高的小黑麦品种，为受环境因素影响较小的品种，可作为遗传改良的材料。对氮素供应表现为敏感类型的小黑
麦，其体内铁、锰、铜、锌含量随供氮水平的增加而升高，该类小黑麦品种在现代小黑麦饲草的种植重视氮肥施用
的大背景下具有更加广泛的应用价值，它为种植高产优质小黑麦饲草提供了可能的途径。
有关铁、锰、铜、锌含量与植株地上部生物量相关性表明，植株中的铁含量与地上部生物量不相关，锰、铜、锌
含量则与其呈显著或极显著正相关。这说明，对不同微量元素的含量而言，其与地上部生物量的关系不一致，但
仍完全有可能通过基因与环境的双重调节，实现高产、富铁、富锰、富铜和富锌小黑麦饲草的种植。
４ 结论
不同供氮条件下，小黑麦植株中铁、锰、铜、锌含量以正常供氮条件显著高于低氮条件。相同供氮条件下，小
黑麦植株中铁、锰、铜、锌含量存在显著的品种差异，其变异系数为１４．１６％～３２．７５％。供氮水平对其体内微量
元素含量的影响不一致，低氮条件下小黑麦植株中铁、锌含量较正常供氮更能体现各品种间的差异，其变异系数
为正常供氮的１．３６和１．５０倍；对锰、铜含量而言，正常供氮条件下较低氮条件更能体现其品种差异，低氮条件下
的变异系数为正常供氮的０．９３和０．９５倍。按照小黑麦植株中铁、锰、铜、锌含量对氮素供应的响应可将其分别
划分为３种类型，钝感型、中间型和敏感型。针对同一小黑麦品种而言，出现了铁、锰、铜、锌含量同时对氮素供应
表现为钝感的品种６（ＰＩ５８７２３３）和７（ＰＩ５８７２３８）；由于品种自身的原因，未出现铁、锰、铜、锌含量同时对供氮表
现为敏感型的小黑麦品种。小黑麦植株中铁、锰、铜、锌含量与植株地上部生物量呈线性相关。铁含量与地上部
生物量相关性不显著，锰、铜、锌含量与植株地上部生物量呈极显著正相关，其相关系数分别为０．３６，０．４３，０．４４。
这说明，不同矿质元素的含量与地上部生物量的密切程度不一致，但仍可能通过品种环境的双重调节，实现高产、
富铁、富锰、富铜和富锌小黑麦饲草的种植。
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参考文献：
［１］ 钟秀倩，钟俊辉．微量元素与人体健康［Ｊ］．现代预防医学，２００７，３４（１）：６１６３．
［２］ 考希宾，王治伦，高艳．微量元素锌和人体健康［Ｊ］．中国地方病防治杂志，２００７，２２（３）：１９２１９４．
［３］ 魏海燕，张洪程，戴其根，等．施氮处理对水稻精米中铁含量的影响及基因型差异［Ｊ］．中国水稻科学，２０１０，２４（１）：５５６１．
［４］ ＭａｙｅｒＪＥ，ＰｆｅｉｆｆｅｒＷ Ｈ，ＢｅｙｅｒＰ．Ｂｉｏｆｏｒｔｉｆｉｅｄｃｒｏｐｓｔｏａｌｅｖｉａｔｅｍｉｃｒｏｎｕｔｒｉｅｎｔｍａｌｎｕｔｒｉｔｉｏｎ［Ｊ］．ＣｕｒｒｅｎｔＯｐｉｎｉｏｎｉｎＰｌａｎｔＢｉ
ｏｌｏｇｙ，２００８，１１：１６６１７０．
［５］ ＭｅｅｎａｋｓｈｉＪＶ，ＪｏｈｎｓｏｎＮＬ，ＤｅｇｒｏｏｔｅＨ，犲狋犪犾．Ｈｏｗｃｏｓｔｅｆｆｅｃｔｉｖｅｉｓｂｉｏｆｏｒｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｉｎｃｏｍｂａｔｉｎｇｍｉｃｒｏｎｕｔｒｉｅｎｔｍａｌｎｕｔｒｉ
ｔｉｏｎ？Ａｎｅｘａｎｔｅａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ［Ｊ］．ＷｏｒｌｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，２０１０，３８（１）：６４７５．
［６］ ＺｈａｏＦＪ，ＳｕＹＨ，ＤｕｎｈａｍＳＪ，犲狋犪犾．Ｖａｒｉａｔｉｏｎｉｎｍｉｎｅｒａｌｍｉｃｒｏｎｕｔｒｉｅｎｔｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｉｎｇｒａｉｎｏｆｗｈｅａｔｌｉｎｅｓｏｆｄｉｖｅｒｓｅｏｒｉ
ｇｉｎ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｅｒｅａｌＳｃｉｅｎｃｅ，２００９，４９：２９０２９５．
［７］ Ｄｏｍａｇｏｊ，ＲｅｚｉｃａＳ，ＴａｔｊａｎａＬ，犲狋犪犾．Ｇｅｎｅｔｉｃｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｂｉｏａｖａｉｌａｂｌｅｉｒｏｎａｎｄｚｉｎｃｉｎｇｒａｉｎｏｆａｍａｉｚｅｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｊｏｕｒ
ｎａｌｏｆＣｅｒｅａｌＳｃｉｅｎｃｅ，２００９，５０：３９２３９７．
［８］ 李晨，涂从勇，刘军，等．一份富铁栽培稻新种质的发现［Ｊ］．广东农业科学，２００４，５：６７６８．
［９］ 郝志，田纪春，姜小苓．小麦主要亲缘种籽粒的Ｆｅ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｍｎ含量及其聚类分析［Ｊ］．作物学报，２００７，３３（１１）：１８３４１８３９．
［１０］ 钱晓晴，王娟娟，周明耀，等．不同水、氮供应条件下水稻锰素营养状况研究［Ｊ］．作物学报，２００６，３２（１１）：１６８９１６９４．
［１１］ ＳｈｉＲＬ，ＺｈａｎｇＹＱ，ＣｈｅｎＸＰ，犲狋犪犾．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｌｏｎｇｔｅｒｍｎｉｔｒｏｇｅｎｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｎｍｉｃｒｏｎｕｔｒｉｅｎｔｄｅｎｓｉｔｙｉｎｇｒａｉｎｏｆｗｉｎｔｅｒ
ｗｈｅａｔ（犜狉犻狋犻犮狌犿犪犲狊狋犻狏狌犿Ｌ．）［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｅｒｅａｌＳｃｉｅｎｃｅ，２０１０，５１：１６５１７０．
［１２］ ＪｏｓｈｉＡＫ，ＣｒｏｓｓａＪ，ＡｒｕｎＢ，犲狋犪犾．Ｇｅｎｏｔｙｐｅ×ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｆｏｒｚｉｎｃａｎｄｉｒｏｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｗｈｅａｔｇｒａｉｎｉｎ
ｅａｓｔｅｒｎＧａｎｇｅｔｉｃｐｌａｉｎｓｏｆＩｎｄｉａ［Ｊ］．ＦｉｅｌｄＣｒｏｐｓＲｅｓｅａｒｃｈ，２０１０，１１６：２６８２７７．
［１３］ ＴｈａｖａｒａｊａｈＤ，ＴｈａｖａｒａｊｓｈＰ，ＳｅｅＣＴ，犲狋犪犾．ＰｈｙｔｉｃａｃｉｄａｎｄＦｅａｎｄＺｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｉｎｌｅｎｔｉｌ（犔犲狀狊犮狌犾犻狀犪狉犻狊Ｌ．）ｓｅｅｄｓｉｓ
ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄｂｙｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｕｒｉｎｇｓｅｅｄｆｉｌｉｎｇｐｅｒｉｏｄ［Ｊ］．ＦｏｏｄＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，２０１０，１２２：２５４２５９．
［１４］ 李志坚，祝廷成，秦明．不同施肥水平与组合对饲用黑麦经济效益的影响及施肥决策［Ｊ］．草业学报，２００９，１８（３）：１４８
１５３．
［１５］ 何丹，李向林，万里强，等．施用尿素对当年退化天然草地物种地上部生物量和重要值的影响［Ｊ］．草业学报，２００９，１８（３）：
１５４１５８．
［１６］ 李文西，鲁剑巍，杨娟．苏丹草－黑麦草轮作制中施肥对饲草产量及养分吸收的影响［Ｊ］．草业学报，２００９，１８（３）：１６５
１７０．
［１７］ 李焰焰，聂传朋，董召荣．优质饲草小黑麦的品种特性及研究现状［Ｊ］．安徽农业科学，２００５，３３（６）：１０９３１０９４，１１０６．
［１８］ 贾慎修．中国饲用植物志（第１卷）［Ｍ］．北京：农业出版社，１９８７：３０９３１３．
［１９］ 鲁如坤．土壤农业化学分析方法［Ｍ］．北京：中国农业科技出版社，２０００：１４６３１５．
［２０］ 唐启义，冯明光．实用统计分析及其ＤＰＳ数据处理系统［Ｍ］．北京：北京科学出版社，２００２．
［２１］ 叶全宝，张洪程，夏科，等．水稻粒重对氮素反应的基因型差异及其类型［Ｊ］．作物学报，２００５，３１（８）：１０２１１０２８．
［２２］ 张淑香，王小彬，金柯，等．干旱条件下氮、磷水平对土壤锌、铜、锰、铁有效性的影响［Ｊ］．植物营养与肥料学报，２００１，
７（４）：３９１３９６．
［２３］ 春亮，陈范骏，宋建兰，等．氮素供应对玉米子粒铁累积的影响［Ｊ］．植物营养与肥料学报，２００６，１２（６）：８１１８１５．
８８ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１１） Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．４
犆狌犾狋犻狏犪狉犱犻犳犳犲狉犲狀犮犲狊犪狀犱犮犾犪狊狊犻犳犻犮犪狋犻狅狀狅犳狉犲狊狆狅狀狊犲狊狋狅狀犻狋狉狅犵犲狀狅犳
犉犲，犕狀，犆狌犪狀犱犣狀犮狅狀狋犲狀狋狊狅犳狋狉犻狋犻犮犪犾犲狆犾犪狀狋
ＫＵＡＮＧＹｉ，ＬＩＴｉｎｇｘｕａｎ，ＹＵＨａｉｙｉｎｇ
（ＣｏｌｅｇｅｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅ，ＳｉｃｈｕａｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａ’ａｎ６２５０１４，Ｃｈｉｎａ）
犃犫狊狋狉犪犮狋：ＴｏａｓｓｅｓｓｃｕｌｔｉｖａｒｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｉｎｒｅｓｐｏｎｓｅｔｏｎｉｔｒｏｇｅｎｏｆＦｅ，Ｍｎ，ＣｕａｎｄＺｎｃｏｎｔｅｎｔｓａｎｄｔｈｅｉｒｔｙｐｅｓ
ｉｎｔｒｉｔｉｃａｌｅ（犜狉犻狋犻犮狅狊犲犮犪犾犲）ｐｌａｎｔｓａｔｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｃｕｔｔｉｎｇｓｔａｇｅｈｅａｄｉｎｇｓｔａｇｅ，ａｐｏｔｔｅｄｐｌａｎｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｗａｓ
ｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｕｓｉｎｇｔｗｏＮｌｅｖｅｌｓ（ｌｏｗａｎｄｎｏｒｍａｌＮ）ｕｓｉｎｇ３１ｔｒｉｔｉｃａｌｅｃｕｌｔｉｖａｒｓｆｒｏｍｄｉｆｆｅｒｅｎｔｏｒｉｇｉｎｓ．１）Ｕｎｄｅｒ
ｎｏｒｍａｌｎｉｔｒｏｇｅｎｓｕｐｐｌｙ，Ｆｅ，Ｍｎ，Ｃｕ，Ｚｎｃｏｎｔｅｎｔｓｉｎｔｒｉｔｉｃａｌｅｐｌａｎｔｓｗｅｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｉｎ
ｐｌａｎｔｓｗｉｔｈａｌｏｗｎｉｔｒｏｇｅｎｓｕｐｐｌｙ．ＴｈｅｒｅｗｅｒｅｃｕｌｔｉｖａｒｖａｒｉａｔｉｏｎｓｉｎＦｅ，Ｍｎ，Ｃｕ，Ｚｎｃｏｎｔｅｎｔｓ．Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｏｆ
ｖａｒｉａｔｉｏｎｗｅｒｅ１４．１６％－３２．７５％．ＩｎａｄｄｉｔｉｏｎｔｏｔｈｅｃｕｌｔｉｖａｒａｎｄＮｌｅｖｅｌｓ，ｔｈｅｒｅｗａｓａｃｕｌｔｉｖａｒ×Ｎｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ
ｏｆｍｉｃｒｏｎｕｔｒｉｅｎｔｃｏｎｔｅｎｔｓ．２）ＴｈｅｒｅｗｅｒｅａｌｓｏｖａｒｉａｔｉｏｎｓｉｎｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆＦｅ，Ｍｎ，Ｃｕ，Ｚｎｃｏｎｔｅｎｔｓｉｎｔｒｉｔｉｃａｌｅ
ｐｌａｎｔｓ．ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅｒａｎｇｅａｎｄｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｏｆｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆＦｅ，Ｍｎ，Ｃｕ，ＺｎｃｏｎｔｅｎｔｓｉｎｔｒｉｔｉｃａｌｅｕｎｄｅｒｔｗｏＮ
ｌｅｖｅｌｓ，ｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆＦｅ，Ｍｎ，Ｃｕ，ＺｎｃｏｎｔｅｎｔｓｉｎｔｒｉｔｉｃａｌｅｐｌａｎｔｓｔｏＮｌｅｖｅｌｓｃｏｕｌｄｂｅｃｌａｓｓｉｆｉｅｄｉｎｔｏｔｈｒｅｅ
ｔｙｐｅｓ：ｉｎｓｅｎｓｉｔｉｖｅ，ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ，ａｎｄｓｅｎｓｉｔｉｖｅｔｙｐｅｓ．３）ＣｏｒｒｅｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔＦｅｃｏｎｔｅｎｔｗａｓｎｏｔ
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｃｏｒｒｅｌａｔｅｄｗｉｔｈｓｈｏｏｔｂｉｏｍａｓｓｉｎｔｒｉｔｉｃａｌｅｂｕｔｔｈｅｒｅｗｅｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｏｒｈｉｇｈｌｙｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｃｏｒｒｅｌａ
ｔｉｏｎｓ（ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｏｆ０．３６，０．４３ａｎｄ０．４４，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ）ｂｅｔｗｅｅｎＭｎ，Ｃｕ，Ｚｎｃｏｎｔｅｎｔｓａｎｄｓｈｏｏｔｂｉｏｍａｓｓｉｎ
ｔｒｉｔｉｃａｌｅｐｌａｎｔｓ．Ｓｏ，ｔｈｅｃｕｌｔｉｖａｒ×ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｃａｎｂｅｍａｎｉｐｕｌａｔｅｄｔｏｒｅａｃｈｈｉｇｈｅｒｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙａｎｄ
ｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔｏｆｍｉｃｒｏｎｕｔｒｉｅｎｔｉｎｔｒｉｔｉｃａｌｅｐｌａｎｔｉｎｇａｎｄｂｒｅｅｄｉｎｇ．
犓犲狔狑狅狉犱狊：ｔｒｉｔｉｃａｌｅ；ｍｉｃｒｏｎｕｔｒｉｅｎｔ；ｃｕｌｔｉｖａｒｖａｒｉａｔｉｏｎ；ｔｙｐｅ
９８第２０卷第４期 草业学报２０１１年