全 文 ：第 4 卷
V o l
.
4 N o
第 4 期
4
草 地 学 报
A C T A A G R E S T IA S IN C A
1 9 9 6 年
1 9 96
不同利用期对红三叶种群营养元素
含量和积累速率的影响
杜占池 李继由 钟华平
(中国科学院 , 国家计划委员会自然资源综合考察委员会 , 北京 100 1 0 1)
摘要 : 本文研究不同利用期对四川巫溪县红池坝亚热带高海拔地区红三叶人工草地 n 种营养
元素含量和积累速率的影响 , 结果如下 : 不同季节 , 即 3 一 5 月( I ) 、 6 一 7 月 (n )和 8 一 9 月(班) , 对
红三叶营养元素含量和积累速率的影响如下 : 氮 、磷 、钙 、镁 . 锰的含量为 I < n < 1 , 钠为 I > n >
1
, 钾 、铜 、钻为 n > I > m 。 锌的含量三者相近 。 营养元素最大积累速率出现的顺序为 H > I >
nI
。 红三叶在不同生育期对营养元素含量和积累速率的影响如下 : 随着生育期的后移 , 氮、磷 、钾 、
铜 、锌含量通常逐渐下降。 在相同生育期的条件下 , 再生草与刘前 比较 , 氮 、磷 、钾 、铜 、锌的含量较
低 , 而钙含量较高 。 在生长初期营养元素的平均积累速率较低 , 但随着利用期的推迟而逐渐升高 。
在现蓄一开花期利用 , 大多数元素的平均积累速率最高。
关镇词 :红三叶 ; 利用期 ; 营养元素含量 ; 积累速率
1 前言
植物元素的积累特征虽然主要决定于种的遗传性 , 但生长期对其也有 明显影响 (蒙格尔
等 , 19 8 7 )。 有关不同利用期对牧草营养物质的影响 , 以往多侧重有机营养物质和常规营养元
素含量的研究 , (内蒙古农牧学院 , 1 9 8 1 ; Fab re g a s 等 , 19 83 ; M o rh a e 等 , 19 8 9 )。 而对植物微量
营养元素含量及积累速率的影响却很少探讨 。 为此 , 以我国北亚热带中山地区的主要优良豆
科牧草之一红三叶(Tr ifo li u m Pra ten se )为材料 , 在营养元素的器官分配特征及其季节动态研
究的基础上 (钟华平等 , 1 9 95 ) , 进一步探讨不同利用时期对种群营养元素含量和积累速率的影
响 , 以便为合理利用提供科学依据 。
2 材料和方法
2
.
1 自然概况
试验在四川省巫溪县红池坝地区进行 , 地处大巴 山东部边缘 , 位于东经 10 9 0 1 5 ’ , 北纬 31 。
3 0
‘ , 海拔 1 80 m 的中山山间谷地 , 年均气温 7 . 2℃ , 一月和七月分别为 一 3 . 5 和 17 . 7℃ , 全年
) 10℃积温为 2 0 4 6℃ 。 年降水量 2 0 24 m m , 4 一 9 月降水量占全年的 7 . 5 % 。 年 日照时数
1224
.
3 小时。 年均相对湿度 84 % , 无霜期 13 5 天 。 属北亚热带温凉 、多雨 、少 日照的气候环
境。 土壤为石灰岩洪积冲积物形成的灰棕壤 。
2
.
2 实验于1 9 9 3年进行 , 实验地为 1 9 8 7 年培植的巫溪红三叶人工草地 , 面积约 4 0 衬 。 3 月
5 日返青 , 生长期间分别在分枝初期和第 1 、 2 次 xt] 割后施磷酸钙 3 次 ;每次施量为 225 kg / h a 。
据测定 , 红三叶种群生物量约占群落的 80 % 。 实验处理分为二级 。 一级为 I 、 n 、 m 期 。 处理
I (3 月 5 日至 5 月 3 1 日) , 处理 1 (6 月 4 日至 7 月 2 4 日) , 处理 1 (7 月 2 8 日至 9 月 2 6 日)。
一级处理为不同利用期对元素积累的影响 。 在处理 I 或 n 期完成后分别割掉地上部 (在 6 月
4 日和 7 月 28 日)。 二级处理 :在一级处理的每期中各设五类样地 , 按不同时间逐次刘割 , 代
第 4 期 杜占池等 : 不同利用期对红三叶种群营养元素含量和积累速率的影响
号为 A 、 B 、C 、 D 、E , 在刘割处理 E 时 , 同时XlJ 割处理 A 、B 、C 、D 的再生草 , 代号依次为 a 、 b 、。、 do
即每期各有 9 个处理 。 二级处理为红三叶不同XlJ 割时间所造成的不同生育期对营养元素积累
的影响 。 一 、二级处理总共 27 个 , 详见表 l。
表 1 红三叶种群不同处理的刘创期和生长期
T a b le 1 Cu
t ti雌 tim e an d gr o w in g 伴石司 for Tr ifo liu m Pra ten se p o p u la tio n a t d iffe re n t trea tm en ts
一 级
处 理
No
.
l
二 级
处 理
No
.
2
A B C D E a b
切图切艺川 t双泊们, 甲们 t
1/6VP1/6vPl/6VP/6FPE1/6FPl6/5ESP30/’vP15/4VP26/3vP刘割期Cu tt吨 da t e
生育期
G ro w ing pe ri记
生长时间
G ro , Ing da te
生长天数
Grow ing da
y
义d割期
Cu
tr ing da te
生育期
G
~ ng
pe ri司
生长时间
G r ow ing da te
生长天数
5/ 3 一 25 / 3 5/ 3一 14 / 4 5/ 3一 29/ 4 5/ 3一 15 / 5 5 / 3一 3 1/ 5 26 / 3 一 3 1/ 5 15/ 4 一 3 1/ 5 30 / 4 一 3 1/ 5 16 / 5 一 3 1/ 5
8 8 67 4 7 3 2 16
25/7vP25/7vP25/7vP25/7EFP25/7FPl5/7EFP5/7ESP26/vPl5/6VP
4/ 6一 14 / 6 4 / 6一 2 5/ 6 4 / 6一 4 / 7 4 / 6一 14/ 7 4/ 6 一 24 / 7 15 / 6一 2 4/ 7 2 6/ 6 一 24 / 7 5/ 7一 24 / 7 15/ 7一 2 4/ 7
G ro w lng day
27/9vP27/9vP27/9vP27/9vP27/9脚l2/9ESP30/8vP8/VP8/VP又吐侧期Cu t ting da te
生育期
皿 G ro w ing pe ri记
生长时间
Grow ing ds
te
生长天数
G ~
ing da y
28 / 7一 7/ 8 2 8/ 7 一 17/ 8 2 8/ 7 一 29 / 8 28 / 7 一 11/ 9 2 8/ 7 一 26 / 9 8/ 8一 26 / 9 18 / 8一 2 6/ 9 3 0/ 8一 26 / 9 12 / 9一 2 6/ 9
1 1 2 1 3 3 46 6 1 50 40 28 15
注 : V P : 营养期 ; ES P : 现蓄初期 ; E FP : 开花初期 ; FFP : 开花盛期
N o tes : V P : V 饱eta t io n pe ri闭 ; ES P : Ea r ly b u d pe ri记 ; E FP : E汤r ly 月o w eri ng pe ri od ; FFP : F u lllo w eri ng pe ri 记
2
.
3 测定时 , 将样方内的红三叶齐地 XfJ 取 , 在 65 ℃下烘干 、称重 、粉碎后留待分析 。 样方面积
1衬(1 x lm ) , 重复 4 次 。
2
.
4 全 N 用高氯酸—硫酸硝化法分析 , 其他元素均用 ICP 发射光谱法测定。 元素含量均以占干重的比例表示 。
3 结果与分析
3
.
1 不 同利用期对红三 叶种群营养元素含量的影响
研究结果表明 , 不同XlJ 割时期对各种营养元素含量都有一定的影响 , 分别论述如下 :
3
.
1
.
1 由于处理 I 、 1 、 1 所处的季节不同 , 所以大气生态环境和牧草的生长状况有所差别 ,
因此 , 红三叶的元素含量各异 。 分析表 2 , 可以看出 , 元素含量随着季节的变化而变动的趋势
大致分为三类 : (1 )升高型 , 包括 N 、 P 、C a 、M g 、 M n 五种元素 ; (z )降低型 : 只有 N a 属此类 : (3 )
稳定型 : Z n 的变化小于 5 % 。 (4 )变动型 : K 、C u 、Co 表现为中期 (处理 狂)增高 , Fe 则在中期降
草 地 学 报 1 99 6 年
低 。 在计算家畜的营养需要量时 , 应考虑不同元素含量的上述动态特征 。
裹 2 一级处理对红三叶种群曹养元素含t 的影响
T ab le 2 T h e e ha n g es of N o
.
1 tr ea tm
en t of n u tri e n t d e m en ts con
te n t in Tr ifo li
u m Pra ten , p
o p u la tio n
一级处理
N o
.
1
Tr ea tm
e n t
N P K Ca Mg N
a Fe M
n
Cu Z
n
Co
(% ) (p pm )
800
”I „RS”,l
J.l
口、Ž4月‘„n”一曰、72
,l凡‘…”„bZZn”一洲„,人
‘.孟11八jZ70
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1 2
.
64
1 2
.
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.
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.
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0
.
37 3
0
.
4 0 1
1
.
7 7
1
.
9 1
1
.
52
0
.
2 7 9
0
.
3 1 3
0
.
3 33
19 80
23 7 7
18 7 9
0
.
4 7
0
.
7 1
0
.
6 8
注 :表中数字为一级处理中 9 个二级处理的平均值 。
N ot es : T h e n urn
e ral s in the t ab le are th e a v e r ag e va l
u e o f 9 N o
.
2 t r ea tm e n t in N o
.
1 trea tm
e n t
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(B)夕一
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0 1
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图 1 不同利用期对红三叶种群常t 营养元紊含t 的影响
Fi g
.
1 T he e ft ec t o f d iffe ren t u t iliza t io n 伴ri 记 on con t e n t of m ic ro n u tri e n t e le m e n t in T
.
Pra ten se p
o p u le tio n
-— . 处理 1 T r ea trn e n t l ; O—O 处理 1 T rea tm e n t H ; x— x 处理 m T r ea tm e n t m ;
(A )又d割前草群 FO ra g e be lo r e 。u t t in g ; (B )再生草 Fo r a g e o f a ft erm a th ;
3
.
1
.
2 在每个一级处理中 , 从 A 至 E 的五个二级处理 , 随着红三叶生育期的变动 , N 、 P 、 K 、
Cu
、
Z n 的含量逐渐下降 , 一级处理 I 、 n 、 m 中表现相同 。 结果与 Fa br eg as 等 ( 19 83 )的研究是
一致的。 同时 , 工、 1 处理中 Fe 的含量和 n 、 1 处理中 M g 的含量也呈下降趋势 。 其中, 处理
1 F e 的含量下降幅度最大 , 达 72 . 8 % , 其他元素降低幅度小于 50 % 。 唯处理 1 Ca 含量是随着
生育期的后移而增高 , 且增高幅度高达 1 37 . 6 % 。 其余元素呈波动状态 (图 1 和 2 , ( A ) ) 。 从 d
至 a 的四个二级处理 , A 至 D 再生草的变动规律同上 , 如图 1 和 2 ( B) 所示 , 在三个一级处理
中 , N 、 P 含量均随着生育期的后移呈现下降趋势 。 同时处理 I 、 1 M n 的含量和处理 n 、 Il K 、
第 4 期 杜占池等 : 不同利用期对红三叶种群营养元素含量和积累速率的影响
Zn
、
C u 的含量亦逐渐降低 。 其中 , Cu 降低幅度最大 , 达 65 . 4 % , 余者皆小于 40 % 。 其他元素
一般呈波动状态 。 其中 , 处理 n Co 的含量变动较小 , 约 6 % 。
3
.
1
.
3 为研究元素含量在生长阶段中的变化 , 在每个一级处理中 , 取XlJ 割株高 18 c m (营养期 )
与处理 E( 开花期 )进行比较 。 从图中可以看出营养生长阶段 N 、P 、 K 、M g 、F e 、C u 、z n 的含量均
高于开花期 。 其中 N 、P 、K 的含量高出 35 % 以上 。 仅处理 1 C a 、N a 、M n 的含量 , 处理 n Co 的
含量和处理 Il M n 、Co 的含量低于营养生长阶段 。 B an sz ki (19 90 )的研究结果表明 , 牧草中 N 、
P
、
K 的含量在营养生长初期最高 。
3
.
1
.
4 再生草与XlJ 前草元素含量的差异 , 为排除生育期的影响 , 仅选用一级处理中生长天数
相近的两个处理进行对比 , 结果除再生草的 Ca 含量较高外 , N 、P 、 K 、 Cu 、 Z n 的含量在XlJ 割前
均高于再生草 。 其他元素同此 , 仅少数情况例外。
:
:已少片{
ƒ注民)-u‘ZŽ产-‘tu†一国
制如拓旧
A B C D E a b e
二级处理 N o 2 tre a rm e n 。
图 2 不同利用期对红三叶种群徽t 营养元素含t 的影响
Fig
.
2 T h e e ffe e t o f d iffe r e n t u t iliza t io n p e r i记 o n e o n t e n t s o f m i e ro n u t ri e n t e le m e n t in
T
. 户r a如se p o pul a t io n ( 图例同图 1 L e g e n d se e F ig . 1 )
3
.
2 不 同利用期对红三 叶营养元素积累速率的影响
各处理的元素积累速率 (图 3 、 4 ) 。 就XlJ 前草而言 , 在三个一级处理中 , 各元素的积累速率
在生长阶段最早的处理 A 反而较低 , 而后逐渐升高 ; 其最大值的出现则 因元素和处理不同而
异 : 在处理 I 中 , N 、Ca 、M g 、 M n 、 z n 出现于处理 E , P 、 K 、N a 、 Cu 、Co 出现于处理 D , Fe 发生于处
理 C; 在处理 1 中 , 只有 N 、M n 的积累高峰出现在处理 C , 其余元素均出现于处理 D ; 在处理 m
中 , 除 Co 出现于处理 E , K 、 F e 出现于处理 B 外 , 余者均出现在处理 D 。 对于再生草来说 , 在处
理 I 、 n 中 , 各元素积累速率的最低值一般出现于处理 d( 仅处理 I 中的 F e 例外 ) ; 在处理 1
中 , 最低值出现于处理 C 。 最大积累速率的出现同样因再生草的生育期而异 , 但与XlJ 前草有所
不同。 在处理 I 中 , K 、C a 、 M g 、 z n 、 co 的积累高峰出现于处理 a , N 、 P 、 N a 、 Fe 、 M n 、 C u 出现在
2 7 0 草 地 学 报 1 99 6 年
处理 b 。 在处理 n 中 , 除 Fe 外 , 其余元素的积累高峰均出现在处理 a 。 在处理 1 中 , 除 N a 外 ,
均出现于处理 do
(B )
泛泛gM\一\ .
(A)/夕
.
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.
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{立么⋯巨全⋯玉 ⋯ƒ下、三、-u)。”Ž.奋l二一,tn弓-‘内”目
‘. . . . . . 曰‘. ~ ~ ~ . 曲. . 一一 , . ‘. . . . . . J‘- ‘ ~ . ~ ~ ~ ~‘~ . . 曰曰‘. .
扭身、 ’ :纵 / 一\ P铃划映彩摇嗽 介夕一 : {执‘. ~ . ~ ~ J一一 ~ , ‘‘~ ~ ~ ~ 曰‘~ ~~ ~ J . ~ ‘. . . . . 曰‘ . . . . . 目‘一A B C D E a b e d O‘一一A B C D E a b e d二级处理 N o . 2 t . tm 翻t图 3 不同利用期对红三叶种群常t 曹养元素积果速率的形响F ig . 3 T ha ef fec t of d if e ren t u tiliza t io n 咪r i司s on ae e u m ul a t iv e ra t e of m ic ron u tri e n t el em e n t inT . 户朋如se 卯p u la ti o n (图例同图 1 L eg e nd se Fi g . 1)
衰 3 一级处理对红三叶刘前草和再生草元素积票速率的影响
T a ble 3 T he e ffec
t of N o
.
1 trea
tm en t o n e lem
e n t a e e u m ul a t iv e ra t e in fo r a g e be fo re e u t t in g
a n d a ft e rm
at h of T
.
Pra 之e ”se
处 理 N p K Ca Mg N a 凡 Mn Cu z n co
T rea tm en t m g/ 衬 · d 拌g/ 耐 · d
又IJ前草 1 5 6 . 0 7 . 6 4 5 . 3 38 . 7 6 . 6 0 . 334 0 . 4 64 0 . 1 2 1 0 . 0 4 7 0 . 19 8 1 . 0 0
Fora g
e
1 10 9
.
0 14
.
6 73
.
6 7 2
.
9 13
.
2 0
.
66 9 0
.
5 5 1 0
.
363 0
.
082 0
.
3 1 0 3
.
0 9
be lo r e 1 8 0
.
5 9
.
6 37
.
8 4 2
.
2 7
.
5 0
.
19 5 0
.
5 8 1 0
.
1 79 0
.
03 9 0
.
18 4 1
.
3 3
cu t t in g
再生草 1 6 8 . 3 8 . 2 4 2 . 3 4 8 . 0 7 . 1 0 . 4 35 0 . 3 73 0 . 14 8 0 . 046 0 . 18 9 1 . 24
Af t
e
rm
a th 1 4 6
.
0 6
.
8 33
.
1 32
.
7 6
.
0 0
.
08 1 0
.
3 26 0
.
1 5 8 0
.
03 8 0
.
1 4 0 1
.
36
m 36
.
2 4
.
0 1 5
.
6 2 0
.
7 3
.
9 0
.
07 6 0
.
3 22 0
.
09 5 0
.
0 1 9 0
.
08 4 0
.
85
注 : XlJ 前草和再生草的积累速率分别为处理 A 、 B 、 C 、 D 的平均值和处理 。、 b 、 c 、d 的平均值
N o t es : Ac cum
ul a t iv e ra tes in fo r a罗 be for e e u t t in g a n d a fterm
a th are a v e ra g e val
u e of A
、
B
、
C
、
D t r ea m e n t s a n d of
a 、b
、 e 、d
.
在三个一级处理间 , 元素积累速率多以处理 1 最高 , 处理 I 次之 , 处理 m 最低 , 但只有 Fe
例外 。 其中 , 在XlJ 前草中 , 处理 n 的积累速率较高 ;在再生草中则以处理 I 较高 , 例外者仅刘前
草的 Fe 和再生草的 M n 和 Co (表 3 ) 。
第 4 期 杜占池等 : 不同利用期对红三叶种群营养元素含量和积累速率的影响
(A )
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A B C D E
二级 处理 N o 2 tr e a tm e n t
图 4 不同利用期对红三叶种群徽t 营养元紊积累速率的影呐
Fig
.
4 T h e e f ec t of d i ffe ren
t u t iliza t ion 伴r i司 s o n a e e u m u la t ive ra t e of m ie ron u t ri e n t e le m e n t i n
T
. 户扭如se po pul at io n ( 图例同图 I L馆e n d se Fig . 1 )
4 讨论
4
.
1 红三叶草地的合理放牡利用时期
作为放牧利用的红三叶草地 , 适宜的利用期是个值得商榷的问题 。 从红三叶营养元素积
累特征分析 , 在 7 月底以前 , 植株低于 10 c m 时 , 积累速率较低 ; 当株高达到 2 0c m 时 , 速率明显
加快 , 逐渐步入积累营养物质的高峰 。 但如果此时利用 , 尚不能发挥红三叶的生长优势 。 当株
高 30 cln 左右时 , 其积累速率才达到或接近高峰 (表 4 ) 。 因此 , 放牧高度不宜低于 2 0 c m (王淑
强等 , 19 92 ) 。 但在确定最佳利用期的同时还要考虑地下部贮藏物质数量的动态变化 , 如果在
株高 30c m 时地下部贮藏物质尚未处于高峰期 , 此时XlJ 割则须增加留茬高度 , 因为留茬增高 ,
意味着放牧利用之后 , 草地将保留较多的可塑性营养物质和光合器官 , 这不仅有利于牧草的再
生 , 也可减少因再生对地下部营养物质的消耗 。 总之 , 应正确处理放牧高度与留茬高度的辩证
关系 , 对此 , 有待进一步研究。 还需指出 , 在进入 8 月份以后 , 红三叶再生速率降低 , 植株最大
高度仅 2 0c m 左右 , 因此放牧高度应有所降低 。 由此可见 , 由于红三叶生长和元素积累速度随
季节而变化 , 所以放牧高度亦应据此进行调整 。
此外 , 早春时 , 红三叶的株高通常低于 5 。m 。 此时 , 元素积累速率很低 , N 、 P 、 K 的积 累速
率为最大积累速率的 35 % 左右。 c a 和 M g 仅为 9 % 和 21 % 。 如果这时放牧利用 , 刚刚积累的
营养物质 , 则被啃食殆尽 , 红三叶不得不再次动用地下部贮存的营养物质 , 以生长新的枝条 , 致
草 地 学 报 199 6 年
使地下部贮藏物质继续减少 。 这无论对当年 , 还是对以后年分的产草量都会产生极为不利的
影响 , 从而加速草群退化速度 。 因此 , 另外开辟早春饲草来源 , 如培育返青更早的牧草种类以
及增加冬春贮草量 , 是确保红三叶草地持续利用的重要措施。
表 4 红三叶 N 、P 、K 积撰速率与株高的关系
Ta bl
e 4 T he rel
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lons
hi 讲 be tw e n a
cum
ul a tive ra tes of N
,
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,
K an d p lan t ha 语ht in T . 户阴如se p o pul atio n
处 理 株高(cYn )
Pla n t h e igh t
P
(m g/ 衬 · d )
B 5
.
0 36
.
2 5
.
0 2 1
.
7
C 1 7
.
3 83
.
0 1 0
.
7 65
.
9
1 D 3 4
.
9 7 4
.
9 10
.
7 68
.
1
E 54
.
0 87
.
5 9
.
0 60
.
4
A 9
.
4 58
.
0 7
.
1 38
.
1
B 1 7
.
6 1 12
.
1 12
.
4 63
.
6
1 C 3 1
.
2 167
.
4 19
.
2 90
.
2
D 4 8
.
1 9 8
.
6 19
.
9 102
.
7
A 1 0
.
0 7 3
.
0 9
.
1 35
.
4
B 1 4
.
5 8 4
.
1 1 0
.
7 4 6
.
2
1 D 1 9
.
3 10 1
.
8 1 0
.
8 4 3
.
6
E 1 9
.
4 8 0
.
0 1 0
.
1 33
.
6
4
.
2 再生草管养成分含贡
研究结果表明 , 红三叶再生草的营养元素含量通常低于XlJ 前草 , 与禾本科牧草为材料的研
究结果不完全一致(杜占池 , 1 9 8 9; 中国农业科学院草原研究所 , 1 9 9 0 )。 究其原因 , 可能是 以往
研究时所采集的再生草和XlJ 前草样品的生育期不一致的缘故 。 故此两类样品的分析结果没有
可比性 。 因为无论是刘前草 , 还是再生草 , 其主要营养元素含量通常是随生育期后移而 降低
(图 1 ) 。 本项研究所用的再生草和 XlJ 前草 , 不仅取自同一地块 , 而且生长天数一致 , 所以研究
结果较为可信 。
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