全 文 ：三叶草属牧草苗期耐钴性评价
陆　宇 ,袁庆华
(中国农业科学院 北京畜牧兽医研究所 , 北京　100094)
摘要:通过盆栽试验 ,对 30个三叶草属材料进行 5个梯度(0 、100 、200 、400 、600 mg/kg), 30 d的钴
处理 ,就其相对存活率 、相对株高 、相对植物量 、相对质膜透性 4 个指标进行综合评价 。结果表明:100
mg/kg 钴处理对各材料的生长没有显著影响 ,随着处理浓度的升高 ,各材料存活率下降 ,株高降低 ,植物
量减少 ,相对质膜透性升高 ,600 mg/kg 钴处理已不适合三叶草属牧草生长 。耐钴性较强的材料有白三
叶(Tri folium repens)的 81-87 ,红三叶(Tri folium pratense)的 2000-71 , 86-339 ,耐钴较弱的有红三叶
的 87-177 , 81-49和 80-89 ,其余材料耐钴性中等 。
关键词:钴;三叶草属;苗期;综合评价
中图分类号:S 541　　文献标识码:A　　文章编号:1009-5500(2009)01-0015-06
　　三叶草属(Tri f ol ium)植物为豆科多年生牧草 ,广
泛分布于全世界温带地区 ,尤其以非洲南部 、南美的温
带分布较多 。三叶草具有很高的饲用价值和很强的生
态作用 ,与其他豆科饲料相比 ,优点在于家畜喜食 ,多
食后不胀肚 ,消化率高。返青早 ,枯黄晚 ,供青饲季节
长且耐牧性好[ 1] 。
钴是维生素 B12的组成成分 ,不但为人和动物所必
需 ,而且是蓝藻微生物和豆科植物固氮所必需的元
素[ 2] 。石晶波等[ 3] 报道钴能提高大豆的固氮能力 、增
加根瘤量 、而且可增加叶片中氮 、磷含量及种子产量 。
喻敏等[ 4] 报道钴能提高花生种子的含油量 、蛋白质含
量 ,氮 、磷 、钾和锰的吸收量 ,而且能促进增产。近年
来 ,对钴在过量情况下产生的毒害作用也有研究 ,结果
表明过量的钴会导致植物叶片发生缺铁性褪绿病 ,出
现白色坏死斑点 ,还可产生畸形变态枝和皮上长瘤[ 5] 。
以 30个三叶草属材料为研究对象 ,通过盆栽试验
及成活率 、株高 、生物量 、伤害率 4个生长指标的测定 ,
研究钴处理对三叶草属牧草材料的影响 ,并对 30份材
料进行耐钴性综合评价 ,为三叶草属材料的抗性评价
及品种选育提供一定的依据。
收稿日期:2008-02-23
基金项目:基本科研业务费专项(YWF-TD-3)资助
作者简介:陆宇(1981-), 男 ,山西运城人 , 在读硕士。
袁庆华为通讯作者。
1　材料和方法
1.1　供试材料
供试材料为 30份三叶草属材料(表 1),由中国农
业科学院北京畜牧兽医研究所提供。
1.2　供试试剂
供试试剂为六水合氯化钴(CoCl2 ·6H 2O),分子
量是 237.93。
1.3　试验方法
于 2007年 5 ～ 7月在中国农业科学院北京畜牧兽
医研究所试验地进行盆栽试验 ,5月上旬育苗 ,出苗 20
d后间苗 ,每盆 10 株。钴处理的方法[ 6] 为:将六水合
氯化钴制成一定浓度的溶液 ,再将溶液施入已间苗盆
中 ,使处理后土壤含水率为最大持水量的 70%。钴离
子浓度设置:0(对照)、100 、200 、400 、600 mg/kg(风干
土重),每处理设 6个重复 。经过 30 d的处理 ,对各材
料的存活率 、株高 、植物量 、相对质膜透性进行测定 ,并
通过上述 4个指标对各材料进行综合评价。处理期间
对幼苗进行日常的养护管理 。试验盆用无孔塑料花盆
(高 20 cm ,底径 15 cm ,口径 20 cm),每盆装土 2 kg 。
盆栽用土为试验地壤土 ,去掉石块 、杂质 ,过 60目筛 。
1.4　测定指标及方法
成活率:成活率=成活数/总数。
株高:用卷尺测量幼苗的垂直高度 ,每盆测 5 株 ,
15草原与草坪　　2009年　　第 1期　　总第 132期
共测 3盆 ,精确到 0.01 cm 。
植物量:烘干称重法测量 ,每盆测 5株 ,共测 3盆 ,
精确到 0.01 g 。
相对质膜透性:电导法[ 7] 。
利用公式(1)对原始数据进行处理 ,得各评价指标
的相对值 。
指标相对值=处理测定值对照测定值×100% (1)
利用公式(2)计算各单项指标的耐钴系数 。
　　耐钴系数=不同浓度处理下平均测定值对照测定值 ×100%
(2)
2　结果与分析
2.1　钴处理对各材料相对存活率的影响
钴处理下 ,各材料存活率随处理浓度的升高而降
低 , 100 mg/kg 处理下各材料相对存活率都为 100%;
表 1　试验材料的来源与类型
Tab.1　List of tested materials
序号 材料编号 种名 材料来源 序号 材料编号 种名 材料来源
T1 81-88 白三叶 丹麦 T16 2000-83 白三叶 日本
T2 中畜-021 白三叶 云南 T17 中畜-30 红三叶 乌鲁木齐
T3 中畜-020 白三叶 乌鲁木齐 T18 2000-71 红三叶 加拿大
T4 84-814 白三叶 澳大利亚 T19 2000-83 红三叶 日本
T5 80-61 白三叶 新西兰 T20 87-177 红三叶 荷兰
T6 84-758 白三叶 新西兰 T21 86-339 红三叶 瑞典
T7 2001-87 白三叶 丹麦 T22 81-49 红三叶 澳大利亚
T8 81-175 白三叶 荷兰 T23 85-103 红三叶 荷兰
T9 79-140 白三叶 澳大利亚 T24 80-89 红三叶 澳大利亚
T10 81-87 白三叶 丹麦 T25 80-72 红三叶 新西兰
T11 80-65 白三叶 肯尼亚 T26 2001-72 红三叶 加拿大
T12 2000-82 白三叶 美国 T27 2001-75 红三叶 新西兰
T13 79-121 白三叶 澳大利亚 T28 84-856 红三叶 澳大利亚
T14 中畜-34 白三叶 乌鲁木齐 T29 80-13 红三叶 美国
T15 80-67 白三叶 美国 T30 81-48 红三叶 澳大利亚
200 mg/kg 处理下 T2 、T6等 10个材料的相对存活率
下降 ,但仍都在 85%以上;400 mg/kg 处理下 ,各材料
存活率均值为 63.8%,最高为 87%,最低为 41%,其中
T6 、T14 、T24的存活率降到了 50%以下;600 mg/kg
处理下 ,各材料的存活率均值为 24.3%,最低为 7%,
最高为 44%(表 2)。
表 2　各材料的相对存活率及耐钴系数
Tab.2　The relative survival rate and Co-tolerance coefficient
序号
相对存活率/ %
100 200 400 600
/ mg· kg -1
耐钴系数 序号
相对存活率/ %
100 200 400 600
/ mg· kg-1
耐钴系数
T1 100 100 75 31 76.5 T16 100 92 57 15 66.0
T2 100 85 54 24 65.8 T17 100 100 66 27 73.3
T3 100 100 58 22 70.0 T18 100 100 73 34 76.8
T4 100 100 61 18 69.8 T19 100 95 60 31 71.5
T5 100 100 69 26 73.8 T20 100 100 58 20 69.5
T6 100 97 45 20 65.5 T21 100 100 68 39 76.8
T7 100 100 80 33 78.3 T22 100 93 52 24 67.3
T8 100 87 51 7 61.3 T23 100 88 56 16 65.0
T9 100 100 64 30 73.5 T24 100 90 41 10 60.3
T10 100 100 77 28 76.3 T25 100 100 65 27 73.0
T11 100 100 72 31 75.8 T26 100 100 72 27 74.8
T12 100 100 63 25 72.0 T27 100 100 87 36 80.8
T13 100 100 81 44 81.3 T28 100 100 60 20 70.0
T14 100 91 47 16 63.5 T29 100 96 63 18 69.3
T15 100 100 82 25 76.8 T30 100 100 58 15 68.3
16 Grassland and Turf　　(Bimonthly)　　2009　　No.1　　(Sum　N o.132)
表 3　各材料的相对株高及耐钴系数
Tab.3　The relative plant height and Co-tolerance coeff icient
序号
相对株高/ %
100 200 400 600
/ mg· kg -1
耐钴系数 序号
相对株高/ %
100 200 400 600
/ mg· kg-1
耐钴系数
T1 101 87 64 45 74.3 T16 97 76 64 41 69.5
T2 94 71 52 38 63.8 T17 99 79 66 42 71.5
T3 98 76 55 39 67.0 T18 100 82 69 43 73.5
T4 100 83 59 41 70.8 T19 99 78 57 40 68.5
T5 97 74 50 38 64.8 T20 95 73 51 38 64.3
T6 97 75 52 40 66.0 T21 100 85 55 39 69.8
T7 103 85 73 48 77.3 T22 96 72 47 37 63.0
T8 96 73 51 37 64.3 T23 96 73 53 39 65.3
T9 99 78 55 39 67.8 T24 93 66 45 36 60.0
T10 101 82 57 45 71.3 T25 99 75 55 41 67.5
T11 103 85 65 49 75.5 T26 101 88 69 48 76.5
T12 100 84 63 46 73.3 T27 99 83 68 46 74.0
T13 104 85 70 48 76.8 T28 100 86 71 46 75.8
T14 96 77 62 40 68.8 T29 97 77 64 39 69.3
T15 97 81 68 44 72.5 T30 98 82 58 42 70.0
2.2　钴处理对各材料相对株高的影响
钴处理下 ,各材料的相对株高随处理浓度的升高
而降低(表 3),100 mg/kg 处理下 T1 、T7等 6个材料
的相对株高大于 100%,表明 100 mg/kg 钴处理对这
些材料的生长有一定促进作用;200 mg/kg 处理下各
材料的相对株高均值为 78.9%,最低为 88%,最高为
66%;400 mg/kg 处理各材料相对株高均值为
59.6%,最高为 73%, 最低为 45%, 600 mg/kg 处理
各材料相对株高均值为 41.8%,最高为 49%, 最低
为36%。
表 4　钴处理下各材料的相对植物量及耐钴系数
Tab.4　The relative biomass and Co-tolerance coef ficient
序号
相对植物量/ %
100 200 400 600
/ mg· kg -1
耐钴系数 序号
相对植物量/ %
100 200 400 600
/ mg· kg-1
耐钴系数
T1 102 71 48 31 63.0 T16 99 65 43 25 58.0
T2 93 61 40 23 54.3 T17 98 64 43 26 57.8
T3 99 66 45 27 59.3 T18 101 70 48 28 61.8
T4 101 70 49 31 62.8 T19 98 62 42 25 56.8
T5 95 60 39 22 54.0 T20 93 55 36 20 51.0
T6 98 63 41 25 56.8 T21 102 77 50 32 65.3
T7 102 72 50 32 64.0 T22 97 61 39 23 55.0
T8 95 59 38 22 53.5 T23 95 58 38 21 53.0
T9 97 63 42 25 56.8 T24 89 54 34 20 49.3
T10 100 68 57 35 65.0 T25 99 66 55 34 63.5
T11 104 73 49 31 64.3 T26 101 70 47 31 62.3
T12 100 68 56 34 64.5 T27 100 69 46 30 61.3
T13 103 71 47 28 62.3 T28 101 71 47 30 62.3
T14 96 62 40 24 55.5 T29 98 64 44 27 58.3
T15 96 61 38 23 54.5 T30 98 65 44 28 58.8
2.3　钴处理对各材料相对植物量的影响
钴处理下 ,各材料的相对植物量随处理浓度的
升高而降低 , 100 mg/kg 处理下 T1 、T4 等 9 个材料
的相对植物量值大于 100%,表明 100 mg/kg 钴处
理促进上述材料的生长;200 mg/kg 处理下各材料
的相对生物量均值为 65.3%,最高为 77%,最低为
54%;400 mg/kg 处理相对生物量均值为44.6%,
最高为 57%, 最低为 34%, 600 mg/kg 处理下相对
株高的均值为 27.1%, 最高为 35%,最低为 20%
(表 4)。
17草原与草坪　　2009年　　第 1期　　总第 132期
表 5　钴处理下各材料的相对质膜透性及耐钴系数
Tab.5　The relative plasmalemma permeability and Co-tolerance coeff icient
序号
相对质膜透性/ %
100 200 400 600
/ mg· kg -1
耐钴系数 序号
相对质膜透性/ %
100 200 400 600
/ mg· kg-1
耐钴系数
T1 98 167 246 473 246.0 T16 100 176 277 482 258.8
T2 103 189 279 508 269.8 T17 100 178 280 478 259.0
T3 100 183 276 495 263.5 T18 101 198 302 493 273.5
T4 98 155 261 437 237.8 T19 100 186 295 467 262.0
T5 102 181 273 479 258.8 T20 100 182 274 478 258.5
T6 101 176 255 470 250.5 T21 104 210 310 500 281.0
T7 99 154 234 446 233.3 T22 99 177 268 454 249.5
T8 102 190 307 503 275.5 T23 100 186 290 472 262.0
T9 100 188 289 481 264.5 T24 105 204 305 525 284.8
T10 101 201 315 488 276.3 T25 100 192 282 491 266.3
T11 100 179 264 469 253.0 T26 100 186 278 478 260.5
T12 98 161 248 415 230.5 T27 100 174 283 490 261.8
T13 98 160 246 444 237.0 T28 101 195 311 503 277.5
T14 101 182 297 482 265.5 T29 100 182 289 476 261.8
T15 103 185 291 520 274.8 T30 99 166 253 463 245.3
2.4　钴处理对各材料相对质膜透性的影响
钴处理下 ,各材料的相对质膜透性随处理浓度的
升高而升高。质膜透性越高表明受胁迫越严重 ,对逆
境胁迫越敏感 ,相应的产生胁迫的抗性也越差[ 8] 。100
mg/kg 处理下 T1 、T4等 7个材料的相对相对质膜透
性小于 100%,说明此浓度钴处理增强了以上各材料
的抗性。200 mg/kg 处理下各材料的相对植物量均值
为 181.5%,最高为 210%,最低为 154%;400 mg/kg
处理下相对生物量均值为 279.0%,最高为 315%, 最
低为 234%, 600 mg/kg 处理下相对株高均值为
478%,最高为 525%,最低为 415%(表 5)。
2.5　综合评价
首先 ,利用五级评分法[ 9] ,对各单项指标的评价值
进行定量分析 ,处理方法如下:
D =(Hn -Hs)/5 (3)
E =(H -Hs)/D +1 (4)
式中 Hn 表示各指标测定的最大值;Hs 表示各指
标测定的最小值;H 表示各指标测定的任意值;D为得
分极差(每得 1分之差);E 是各指标应得分 。先将各个
指标测定的最大值定为 5分 ,最小值定为 1分 ,将D 值
代入公式(2)求出任意测定值的应得分 E(表 6)。
表 6　各评价指标标准化处理值
Tab.6　The standardized value of evaluation index
序号 标准化处理值相对存活率 相对株高 相对植物量 相对质膜透性 序号
标准化处理值
相对存活率 相对株高 相对植物量 相对质膜透性
T1 4.87 5.13 5.30 2.43 T16 2.37 3.75 3.73 3.60
T2 1.71 2.09 2.56 4.62 T17 4.10 4.33 3.66 3.63
T3 3.32 3.03 4.13 4.04 T18 4.93 4.91 4.91 4.96
T4 3.26 4.12 5.22 1.67 T19 3.68 3.46 3.34 3.90
T5 4.21 2.38 2.48 3.60 T20 3.20 2.23 1.55 3.58
T6 2.25 2.74 3.34 2.84 T21 4.93 3.83 6.00 5.65
T7 5.29 6.00 5.61 1.25 T22 2.67 1.87 2.80 2.75
T8 1.24 2.23 2.33 5.15 T23 2.13 2.52 2.17 3.90
T9 4.15 3.25 3.34 4.13 T24 1.00 1.00 1.00 6.00
T10 4.81 4.26 5.92 5.22 T25 4.04 3.17 5.45 4.29
T11 4.69 5.49 5.69 3.07 T26 4.45 5.78 5.06 3.76
T12 3.80 4.84 5.77 1.00 T27 5.88 5.06 4.75 3.88
T13 6.00 5.86 5.06 1.60 T28 3.32 5.57 5.06 5.33
T14 1.77 3.54 2.95 4.23 T29 3.14 3.68 3.81 3.88
T15 4.93 4.62 2.64 5.08 T30 2.90 3.90 3.97 2.36
18 Grassland and Turf　　(Bimonthly)　　2009　　No.1　　(Sum　N o.132)
　　其次 ,根据公式 CV j = ∑
n
i=1
(X ij-X j)
X j
(5)
Wj =CVj/ ∑n
j =1
CVj (6)
计算各指标变异系数及其综合评价体系中权重系
数。其中 CVj 为第 j 个指标的变异系数 ,Wj 为第 j 个指
标的权重系数。各指标权重系数为相对存活率0.26 ,
相对株高 0.25 ,相对植物量 0.25 ,相对质膜透性0.25。
再次 ,利用公式 B=A×R 计算各材料的综合评价
值 ,式中 B 代表综合评价值 , A 表示权重系数矩阵 , R
各个指标标准化处理值 ,并根据综合评价值进行位次
排序(表 7)。
表 7　综合评价位次
Tab.7　The order of comprehensive evaluation
材料编号 综合评价值 位次 材料编号 综合评价值 位次 材料编号 综合评价值 位次
T21 5.104 1 T15 4.318 11 T30 3.281 21
T10 5.053 2 T25 4.242 12 T5 3.177 22
T18 4.928 3 T17 3.928 13 T14 3.110 23
T27 4.901 4 T12 3.856 14 T6 2.791 24
T28 4.807 5 T9 3.722 15 T2 2.736 25
T26 4.763 6 T3 3.628 16 T8 2.722 26
T11 4.738 7 T29 3.625 17 T23 2.676 27
T13 4.642 8 T19 3.597 18 T20 2.642 28
T7 4.547 9 T4 3.568 19 T22 2.523 29
T1 4.438 10 T16 3.357 20 T24 2.235 30
3　结论与讨论
(1)钴处理下对 30 份三叶草属材料进行综合评
价 ,从中得出耐钴性较强的材料有 T21 、T10 、T18 ,耐
钴性较弱的材料有 T20 、T22 、T24 ,其余材料耐钴性位
于中间。
(2)100 mg/kg 钴处理下 T1 、T7 、T13等材料的相
对株高 、相对植物量大于 100%,表明钴处理对这些材
料的生长有促进作用 ,但未达到显著水平 ,在 0 ～ 100
mg/kg 处理是否存在对三叶草生长显著促进的处理浓
度有待进一步研究 ,200 mg/kg 处理下各材料的相对
存活率 、相对株高 、相对生物量下降 ,相对质膜透性升
高 ,表明此浓度处理对三叶草的生长产生了逆境胁迫 ,
各材料的生长受到抑制。之后 ,随着处理浓度的升高 ,
逆境胁迫进一步加重 , 600 mg/kg 处理下各材料存活
率均值降到 24.3%,已经不适合三叶草的生长 。
(3)利用相对存活率 、相对株高 、相对植物量 、相对
质膜透性 4个指标可简单准确的对三叶草属材料进行
耐钴胁迫评价 ,但不同生育期牧草抗逆性不同 ,因此利
用盆栽试验进行评价有一定的局限性 ,实际工作中最
好采取试验与田间观测相结合的方法。
参考文献:
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(下转第 26 页)
19草原与草坪　　2009年　　第 1期　　总第 132期
　　Abstract:The alpine grassland area located in the no rthw estern Sichuan Province w as one of the five main
pasturing a reas in China , and as the headst ream of bo th Yel low River and Yang tze Rive r , i t w as a very impo rtant
ecosy stem.However , the deg radation and sandif icat ion situat ion in this area is very serious in recent years.The
main reasons of the grassland deg radation and sandif ication w as studied by taking Hongyuan County as the ex-
ample through field invest igation and 3S techno logies.The results show ed that the degradat ion and sandi ficat ion
of the grassland w ere caused by the ef fects of na tural facto rs and man-made facto rs.The natural causes w ere
landfo rm ,parent materials and weather.The man-made causes w ere over g razing and est repement.The natural
facto rs were the basic causes o f sandification in Hongyuan.The unreasonable economic activi ties caused and
great ly accelerated the g rassland sandif ication at a certain ex tent.However , the man-made factor is the most im-
po rtant cause to the degradat ion succession of bog meadow-g rassland meadow-grassland-deg radat ion g rassland ,
and over g razing w as the most common and serious cause.
Key words:g rassland;degradat ion;sandification;cause
(上接第 19 页)
Evaluation on the cobalt tolerance of clover
in seedling stage
LU Yu ,YUAN Qing-hua
(Insti tute of Animal Sciences , Chinese Academy of A gricultural S cience , Bei j ing 100094 , China)
Abstract:The ef fects of cobalt t reatment on clov er(Tri f ol ium spp.)were studied by po t experiment.The
Co concentrat ions w ere 0 , 100 , 200 , 400 and 600 mg/kg .Survival rate , plant height , biomass and relative pe r-
meabi li ty of plasmalemma w ere measured af te r 30 day s.The resul t show ed that the ef fect of 100 mg/kg treat-
ment on grow th w as no t signif icant , however , with the increase of Co concentration , the survival rate , plant
height and biomass reduced and the relative plasmalemma permeabi li ty increased.Under 600 mg/kg-t reatment ,
the clover could not normally g row .The Co resistance of 81-87 in w hife clovers and 2000-71 and 86-339 in red
clov ers w ere st ronger.87-177 ,81-49 and 80-89 in red clover s w ere poor and the rest w as medium.
Key words:cobal t;clover;seedling stage;comprehensive evaluation
26 Grassland and Turf　　(Bimonthly)　　2009　　No.1　　(Sum　N o.132)