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不同利用期对红三叶种群微量营养元素积累量的影响
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不同利用期对红三叶种群微量营养元素积累量的影响
杜占池 李继由 钟华平
（中国科学院地理科学与资源研究所)
植物群落营养元素积累量是其生产力的表征形式之一。以我国北亚热带中高山地区的主要人工草地-红三叶（Trifolium pratense）群落为对象进行这项研究，为其合理利用提供科学依据，无论在实践还是在理论上均具有重要意义。
1.条件和方法
1.1.研究条件
研究地点位于重庆市巫溪县红池坝地区, 海拔高度约1800m。该地区气候温凉潮湿, 日照较少。年平均气温约7℃，≥0℃积温2880℃, 年降水量2000mm左右，年相对湿度84%，年日照时数约1200h,日照百分率仅28%。
实验地位于山间谷地。红三叶(品种为巫溪红三叶)群落为6年生人工草地。
1.2.实验方法
实验处理分为二级。
一级处理反映不同季节利用对元素积累量的影响，分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期。处理I的实验时间为3月5日至5月31日, 处理Ⅱ为6月4日至7月24日，处理Ⅲ为7月28日至9月26日。在处理Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ期实验完成之后, 将实验地上的草群全部割掉, 时间分别为6月1日，7月25日和9月27日。
二级处理反映不同刈割时间造成的红三叶不同生育期对元素积累量的影响，即在每个一级处理之中,各设5类样地, 按不同时间逐次剪割, 其代号分别设为A、B、C、D、E 5个处理, 在最后剪割处理E时, 同时刈取处理A、B、C、D的再生草, 其代号依次设为a、b、c、d 4个处理。即每个一级处理内各有9个二级处理。
一、二级处理总共27个，其处理方式详见表1。
生物量采用收获法测定，齐地面刈取。样方面积为1×1m2，重复4次。植物样品在65℃下烘干，称重，粉碎，而后在实验室用ICP发射光谱法测定微量元素Fe、Mn、Zn、Cu、Na、Co的含量。
表1.红三叶种群不同处理的刈割期和生长期
一级处理 二级处理 A B C D E a b c d |
刈割期 26/3 15/4 30/4 16/5 1/6 1/6 1/6 1/6 1/6 Ⅰ 生育期 VP VP VP ESP EFP EFP VP VP VP 生长时间 5/3~25/3 5/3~14/4 5/3~29/4 5/3~15/5 5/3~31/5 26/3~31/5 15/4~31/5 30/4~31/5 16/5~31/5 生长天数 21 41 56 72 88 67 47 32 16 |
刈割期 15/6 26/6 5/7 15/7 25/7 25/7 25/7 25/7 25/7 Ⅱ 生育期 VP VP ESP EFP FFP EFP VP VP VP 生长时间 4/6~14/6 4/6~25/6 4/6~4/7 4/6~14/7 4/6~24/7 15/6~24/7 26/6~24/7 5/7~24/7 15/7~24/7 生长天数 11 22 31 41 51 40 29 20 10 |
刈割期 8/8 18/8 30/8 12/9 27/9 27/9 27/9 27/9 27/9 Ⅲ 生育期 VP VP VP ESP EFP VP VP VP VP 生长时间 28/7~7/8 28/7~17/8 28/7~29/8 28/7~11/9 28/7~26/9 8/8~26/9 18/8~26/9 30/8~26/9 12/9~26/9 生长天数 11 21 33 46 61 50 40 28 15 |
注：VP：营养期；ESP：现蕾初期；EFP：开花初期；FFP：开花盛期
2.结果与分析
图1为不同利用期对红三叶种群微量营养元素积累量影响的实验结果。现对其进行如下分析。
图1.不同利用期对红三叶种群微量营养元素积累量的影响
○ 一级处理Ⅰ；×一级处理Ⅱ； ▲ 一级处理Ⅲ
2.1．二级处理（不同刈割时间）对红三叶种群微量营养元素积累量的影响
由图1可见，每个一级处理中，在花期之前，各微量营养元素积累量通常均随红三叶种群生长时间的增长而升高，只有当某元素含量在某一处理降低幅度相当大的情况下，才出现例外。分析结果指出，在决定元素积累量的两个因素中，生物量与各元素积累量均成线性正相关，显著性水平皆为P=0.001,；而元素含量与其积累量均成负相关，且相关系数明显低于前者。(表2) 这说明红三叶微量营养元素积累量随种群生长时间的增长，决定于生物量的增加。
为进一步比较各一级处理中不同刈割时间对微量营养元素积累量的影响，现把其刈割前草群与其相应的再生草的元素积累量相加，分成5组(A+a、B+b、C+c、D+d和E)进行比较, 如图2所示。这5组处理的生长天数，在3个一级处理中均是相同的，依次为88、51和61天，但其元素积累量的高值通常均出现于D+d组(现蕾期)或E组（开花期）；只有一级处理中的Co例外，最高值出现在A+a组。
表2.红三叶种群微量营养元素积累量(ER)与生物量(BM) 或元素含量(EC)的相关系数
Fe Mn Cu Zn Na Co |
BM与ER 0.936 0.946 0.992 0.995 0.914 0.846 EC与ER -0.534 -0.392 -0.427 -0.580 -0.532 -0.175 |
注：n=27 P0.001 = 0.597 P0.01 = 0.487 P0.05 = 0.381
图2.二级处理对红三叶种群微量营养元素积累量的影响
◇ 一级处理Ⅰ；● 一级处理Ⅱ； △ 一级处理Ⅲ
2.2．一级处理（不同利用季节）对红三叶种群微量营养元素积累量的影响
从表3可以看出，在各一级处理中，5组二级处理的各微量营养元素最大积累量有显著差异：Cu、Zn、Mn和Na为Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ；Fe为Ⅰ>Ⅲ>Ⅱ；Co为Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ。其平均积累量，除Mn为Ⅰ≈Ⅱ>Ⅲ外，其余元素的排序与最大积累量一致。
表3.一级处理中红三叶种群微量营养元素积累量的最大值和平均值(mg/m2)
处理 项目 Fe Mn Cu Zn Na Co |
Ⅰ 最大值 42.95 23.61 6.07 28.15 55.74 0.143 平均值 40.36 15.84 5.10 22.00 37.14 0.113 |
Ⅱ 最大值 31.80 21.45 5.17 19.69 43.43 0.179 平均值 25.85 16.64 3.71 14.80 26.01 0.149 |
Ⅲ 最大值 34.86 15.29 2.59 13.57 26.99 0.111 平均值 27.37 9.58 1.87 9.00 13.39 0.070 |
2.3．红三叶再生草群与其刈割之前草群微量营养元素积累量的比较
如将每个一级处理中的4个刈前草群（即处理A、B、C、D）与其相应的再生草群（即处理d、c、b、a）的元素积累量平均值进行比较, 各一级处理之中，在牧草生长天数相近的条件下，通常是再生草低于刈前草群的元素积累量，只有处理Ⅰ中的 Mn和Co例外。3个一级处理比较，刈前草群高于再生草群元素积累量的幅度，以处理Ⅱ最大，其中Na高出746.5％；其次为处理Ⅲ；处理I最小。（表4）
表4.红三叶再生草群与刈前草群微量营养元素积累量(mg/m2)的比较
处理 Fe Mn Cu Zn Na Co |
Ⅰ 刈前草群 23.58 6.94 2.60 11.00 20.11 0.0555 再生草群 16.92 6.94 2.25 9.46 12.38 0.0610 |
Ⅱ 刈前草群 15.39 10.90 2.47 9.49 20.74 0.1010 再生草群 8.98 4.54 1.02 4.09 2.45 0.0404 |
Ⅲ 刈前草群 16.76 5.17 1.10 5.41 6.81 0.0351 再生草群 10.35 2.98 0.59 2.47 3.18 0.0244 |
注：刈前草群和再生草群的微量营养元素积累量分别代表处理A、B、C、D的平均值和a、b、c、d的平均值。
3.结语
（1）在一级处理中，花期之前6种微量营养元素的积累量，通常均随红三叶种群生长时间增长而升高。各元素
积累量与其含量呈负相关，与生物量呈线性正相关。
（2）6种微量营养元素积累量的高值，通常均出现于D+d组(现蕾期)或E组（开花期）。
（3）各一级处理中的5组二级处理，其各微量营养元素最大积累量和平均积累量均有明显不同：Cu、Zn、Mn和
Na为Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ；Fe为Ⅰ>Ⅲ>Ⅱ；Co为Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ。
（4）在各一级处理中，刈前草群的微量元素积累量平均值通常高于相应的再生草群，其中以处理Ⅱ高出幅度最
大。
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