摘要：红三叶各器官矿质元素生物吸收系数的季节动态可分为5个类型：升-降型、降-升型、升-降-升型、降-升-降型和波动型型。其中，以降-升-降型和升-降型为主。从各器官来看，根和茎均以降-升-降型居多；叶以升-降型为主，没有升-降-升型和波动型；花全为升-降型和降-升-降型。各种器官的N、P、Ca均为富集元素，其余21种均为贫集元素，唯有花中的Mo例外。

关键词：红三叶；器官；矿质元素；生物吸收系数；动态

矿质元素从土壤转移到植物体的过程，是生物群落物质循环的主要环节之一。以往，对植物元素含量的研究较多，但含量难以用来判断植物对元素的吸收能力。目前，定量评价植物对土壤元素的选择性吸收能力，通常采用生物吸收系数作指标。

以往，对植物生物吸收系数的探讨，多以木本、药用或天然的草本植物为对象，对栽培牧草的研究十分缺乏；取样部位通常为地上部或叶片，未分器官进行测定；大都为一次性测定，没有反映季节动态；。^[1-12]我们以我国亚热带山地大量种植的优质高产牧草红三叶( Trifoliumpratense ) 的根、茎、叶、花为对象，研究了它们的生物吸收系数及其动态特征，以便为红三叶人工草地的管理和利用提供科学依据。

1.条件、材料与方法

1.1环境条件

实验地位于重庆市巫溪县红池坝地区，海拔高度1800m左右。该地属北亚热带中山地区，气候温凉湿润，日照较少。年平均气温7.2⁰C，1月和7月平均气温分别为–3.5⁰C和17.7⁰C，年降水量2025mm，年相对湿度84%，年日照时数1224小时。

人工草地种植在山间盆地。土壤母质为第四纪近代松散堆积物，其成分以石灰岩和砂岩占优势。土壤为山地黄棕壤，质地为粉砂或粘砂壤土。土层0~250px的有机质平均含量5.16%。土层0~750px的土壤容重1.1 g/cm³；pH值约5.7；各元素平均含量依次为：N1.05g/kg，P0.77g/kg，K19.87g/kg，Ca2.11g/kg，Mg9.36g/kg，Na4.84g/kg，Fe35.58g/kg，Mn1.05g/kg，Al61.02g/kg，Ba0.56g/kg，Ti4.45g/kg，Cu31.22mg/kg，Zn79.62mg/kg，Mo0.67mg/kg，Co15.54mg/kg，V99.84mg/kg，Sr59.47mg/kg，Ni35.64mg/kg，Pb21.42mg/kg，Cr78.36mg/kg，Li38.60mg/kg，Ce59.98mg/kg，La25.55mg/kg，Y26.17mg/kg。上述生态条件对植物的生物吸收能力有一定影响。

1.2试验材料

研究材料为人工草地红三叶种群。在生长季节，按根系、茎系、叶片和花序4种器官，分别在营养期、现蕾期、开花期、结实期和枯萎期采样，而后在65℃下烘干，称重，粉碎，于实验室进行化学分析。土壤取样时间与植物相同，深度为0～750px，。

1.3分析和计算方法

共测定了24种元素含量。其中，植物的宏量必需元素5种：N、P、K、Ca、Mg；微量必需元素5种：Fe、Mn、Cu、Zn、Mo；有益元素5种：Na、Co、V、Sr、Ni；其他元素9种： Pb、Al、Cr、Ba、Ti、Li、Ce、La、Y。

分析方法如下：N用高氯酸－硫酸硝化法；Mo用极谱催化波法；其余22种元素均采用等离体发射光谱法。

植物的元素生物吸收系数(Ae)用下式计算：

Ae_＝＝Ep / Es

Ep和Es分别代表元素在植物干物质中的含量与其生长地土壤中的含量。

2结果与讨论

2.1红三叶不同器官矿质元素生物吸收系数动态

图1显示了根、茎、叶和花4种器官24种矿质元素生物吸收系数的动态特征。研究表明，红三叶各器官矿质元素吸收系数的动态可以分为5个类型：降-升型（∨型）、升-降型（∧型）、升-降-升（N型）、降-升-降（И型）和波动型（～型）。其中：（1）∨型有茎的N、K、Fe，叶的K；（2）∧型有根的P、K、Mo、Na、Ce、La、Y，茎的Mn、Mo、Sr、Pb、Li、Y，叶的Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Mo、Na、Co、V、Sr、Ni、Ba、Pb、Al、Ti、Li、La、Y，花的K、Ca、Fe、Mo、Na、Sr、Ba、Al；Ti、Li、La、Y。（3）N型有根的N，茎的Al、Ti；（4）И型有根的Ca、Fe、Mn、Cu、Zn、Co、V、Sr、Ni、Ba、Pb、Al、Cr、Ti、Li；茎的P、Ca、Cu、Zn、Co、V、Ni、Ba、Cr、Ce、La，叶的N、P；Cu、Cr、Ce，花的N、P、Mg、Mn、Cu、Zn、Co、V、Ni、Pb、Cr、Ce；（5）～型有根的Mg，茎的Mg、Na。

在生育期内，生物吸收系数的最高值，各器官均多出现于结实期；最低值，根、茎和叶多数出现于枯萎期，花通常出现于枯萎期或现蕾期。根在现蕾期和开花期以及花在营养期和枯萎期均不出现最高值；各器官的所有元素在结实期均不出现最低值。

生长期间的变化幅度有明显不同。变异系数大于100%者：根为Mo、Pb，茎为Mo、Cr、Pb，叶为Cr、Mo，花：没有。变异系数小于15%者：根的Ca、Sr；茎的Na、Ca、Sr、N、Mg；叶的N、Na、Mg、Zn；花的K、Mg、N。现将不同器官24种元素各动态类型的个数列入表1。

表1 红三叶不同器官矿质元素各动态类型个数比较

由表1可见，红三叶矿质元素的动态类型以И和∧型型为主，分别占类型总数的46.9%和41.7%。其他3种类型均很少，∨型、N型和～型依次占4.2%、3.1%和4.2%。从各器官来看，根和茎均以И型为主，分别占66.7%和45.8%；∧型次之，分别占25.0%和20.8%；叶以∧型为主，占75.0%；И型次之，占20.8%；花全为И型和∧型，分别占54.2%和45.8%。根没有∨型，叶没有N型和～型，而花既没有∨型，也无N型和～型。

2.2生长期内红三叶不同器官矿质元素生物吸收系数的数量特征

研究表明，生育期间红三叶根、茎、叶和花中元素生物吸收系数的排序分别为N>P>Ca>Cu>Sr>Mg>K>Mo>Zn>Ni>Na>Pb<Ce>La>Ba>Co>Mn>Y>Cr>Fe>V>Li>Al>Ti；N>Ca>P>Sr>K>Cu>Mo>Zn>Mg>Ni>Ce>Pb<Ba>La>Mn>Co>Na>Y>V>Cr>Li>Fe>Al>Ti；N>Ca>P>Mo>K>Sr>Zn>Cu>Mg>Pb>Ni>Ce>La>Mn>Ba>Co>Y>Na>V>Li>Fe>Cr>Al>Ti；N>Ca>P>Mo>K>Zn>Cu>Sr>Mg>Pb>Ni>Ce>La>Mn>Co>Ba>Na>Y>V>Cr>Li>Fe>Al>Ti。

下面根据测定数据，进一步将不同器官的生物吸收系数进行分级，结果列入表2。可见，4种器官的N、P、Ca均为富集元素，其余21种均为贫集元素，唯有花中的Mo例外。进一步的分析表明，4种器官的相同之处在于：（1）N均为高富集元素；（2）K、Mg、Cu、Zn、Sr、Ni、Pb、Ce 8种元素均为低贫集元素；Co、V、Ba、Y 4种元素均为中贫集元素；Ti均为高贫集元素。4种器官的差异表现为：（1）Mo在花中为低富集元素，在根、茎和叶中为低贫集元素；（2）在富集元素中，Ca在叶中为高富集元素，在茎和花中为中富集元素，在根中为低富集元素；P在花中为中富集元素，在根、茎和叶片中属低富集元素。（3）在贫集元素中，Mn和La在叶中为低贫集元素，在根、茎和花中为中贫集元素；Na在根中为低贫集元素，在茎、叶和花中为中贫集元素；Fe、Al和Li在根中为中贫集元素，在茎叶花中为高贫集元素；Cr在根和花中为中贫集元素，在茎和叶中为高贫集元素。这表明，不同器官各种矿质元素的生物吸收系数既有相同也有相异之处。

表2生长期内红三叶不同器官矿质元素生物吸收系数（k）的数量特征

注：生物系数系数（K）的分级指标如下：高富集元素，k≥10；中富集元素，10＞k≥5；低富集元素，5＞k≥1；低贫集元素，1＞k≥0.1；中贫集元素，0.1＞k≥0.01；高贫集元素，k＜0.01。  

2.3红三叶不同器官矿质元素生物吸收系数的相关特征

分析表明，在24种元素的276对元素对中，呈显著相关的元素对，根、茎、叶和花序分别有56、45、61和32对，依次占20.3%、16.3%、22.1%和11.6%。在根系中，与La、和Mn呈显著相关的元素较多，分别有11和10对；在茎中，与La和Y呈显著相关的元素较多，各有8对；在叶片中，与Mn和Zn相关者较多，依次有9和8对；在花序中，与Y和La相关者较多，各6对。在4种器官中均呈显著相关的元素对较少，只有Fe-Al；Fe-Ti、Al-Ti、V-La4对元素。与任何元素均不相关者，根有2对，为K和Mg；茎有5对，为N、P、Mg、Na和Mn；叶有3对，为N、P和K；花序有5对，为N、、K、Mg、Na和Ba。（表3）

表3红三叶不同器官生物吸收系数呈显著相关的元素对

注：显著性水平：α_0.001＝0.992；α_0.01＝0.95；α_0.05＝0.878

3.结语

3.1红三叶各器官矿质元素吸收系数的动态可以分为5个类型：降-升型、升-降型、升-降-升型、降-升-降型和波动型。其中，降-升-降型和升-降型为主要类型，分别占46.9和41.7%，其他3种类型均不足5%。从各器官来看，根和茎均以降-升-降型居多，没有降-升型；叶以升-降型为主，没有升-降型和波动型；花全为升-降型和降-升-降型。

3.2在各种器官中，N、P、Ca均为富集元素，其余21种均为贫集元素，唯有花中的Mo例外。4种器官的相同之处在于：N均为高富集元素；K、Mg、Cu、Zn、Sr、Ni、Pb、Ce 8种元素均为低贫集元素；Co、V、Ba、Y 4种元素均为中贫集元素；Ti均为高贫集元素。

3.3在各器官中，呈显著相关的元素对的个数不等，依次为叶>根>茎>花序。呈显著相关较多的元素，根为La、Mn；茎为La和Y；叶为Mn、Zn；花序为Y和La。在4种器官中均呈显著相关的元素对，只有Fe-Al；Fe-Ti、Al-Ti和V-La。

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（测定者：杜占池  钟华平）