博文
红三叶草地土壤植物系统中矿质元素的数量特征（8）
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第七节 施肥对红三叶群落矿质元素特征的影响
上述研究表明，红三叶人工草地所生产的营养物质，除部分产物作为凋落物和刈后残留物归还给土壤之外，大部分以收获物的形式输出草地系统；而降水和干沉降补给草地的营养元素却是微不足道的。此外，在多雨的亚热带中高山地区，淋失和反硝化所损失的养分是相当可观的；而土壤风化作用和矿化作用释放的营养元素，又往往赶不上养分损耗的速度。所以，红三叶人工草地系统的养分必然导致负的平衡。因此，必须通过施肥，弥补土壤养分的亏损。
本项实验共设3个处理：施Ｎ肥（尿素150kg／hm2）；施Ｐ肥（过磷酸钙150kg／hm2）；不施肥（对照）。施肥时间在４月中旬（分枝期）。实验小区面积3×5m2，每处理设５个小区。红三叶群落以建群种红三叶占绝对优势，其次为鸭茅(Dactylis glomerata)，其它植物主要有穗序剪股颖（Agrostis hugoniana）、草地早熟禾(Poa pratensis)、银叶委陵菜(Potentilla leuconota)、灰苞蒿(Artemisia roxburghiana)等。所以，可将群落分为2类，即红三叶种群和以鸭茅为主的禾本科及杂类草构成的其他草群。
测定时间在６月上旬，为红三叶刈割利用的最佳时期-开花期。样品的地上部和地下部分别按红三叶和其他草群二类分检。
1.施肥对红三叶草地矿质元素含量的影响
1.1 施肥对红三叶种群矿质元素含量的影响
表5-36的结果表明，施N肥后，红三叶种群地上部Ba 、Na、Ni含量有所升高，其中，以Ba幅度最大，达53％；B、Fe有所降低，其中，以B幅度较大，为25％；其余5种元素变化极小，12种元素没有变化。施P肥后，Na、Ba、Ni含量均有所升高，其中，亦为Ba幅度较大，达49％；N、Fe、B、Al有所降低，其中以N幅度较大，为36％；其余6种元素变化极小，9种元素没有变化。任继周(1985)曾报道N肥对豆科牧草的Mg含量没有影响，与本项实验结果是一致的。
施N或P肥，对红三叶种群地下部元素含量均有明显的正面影响。施N肥后，只有P、Na含量有所降低， K、Mg、Cu、Mo、Pb几无变化，其余15种元素均有不同程度的增高，其中，以Co、Al、Cr、Ba幅度为大，超过50％。施P肥后，只有Cu含量有所下降；B、Ni变化极小；Mo含量没有变化；其余18种元素均有不同程度的增高，其中，以Co幅度最大，达270，K、Mn、Na、Al、Pb、Ti次之，在50％～80％之间。
表36 施肥对红三叶种群矿质元素含量的影响
营养元素 N P K Ca Mg Fe Mn Cu Zn B Mo |
地上部 施N肥 30.9 1.80 8.93 17.0 3.46 145 65.5 11.1 33.1 24.5 0.030 施P肥 19.3 2.05 8.98 17.7 3.33 132 68.1 10.6 32.7 23.2 0.030 对照 30.0 1.94 9.49 16.8 3.36 166 64.8 11.1 30.6 32.7 0.030 地下部 施N肥 17.8 1.33 3.92 4.87 3.67 902 48.1 18.1 21.1 35.9 0.030 施P肥 17.6 2.02 7.03 5.02 4.38 848 58.0 15.2 23.0 25.9 0.030 对照 15.3 1.50 3.90 3.86 3.49 761 34.6 18.0 19.1 24.3 0.030 |
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其他元素 Na Co V Sr Ni Pb Al Cr Ba Ti Li |
地上部 施N肥 468 0.040 0.99 55.3 2.00 0.028 131 1.98 74.1 6.78 0.129 施P肥 459 0.040 1.02 59.5 1.90 0.082 103 2.04 72.0 6.77 0.129 对照 359 0.040 1.03 54.4 1.58 0.083 128 2.04 48.3 6.79 0.130 地下部 施N肥 1107 0.184 2.12 37.3 4.89 0.641 944 7.11 56.3 16.1 0.882 施P肥 2020 0.382 2.15 36.3 4.42 0.906 887 5.89 39.5 19.4 0.998 对照 1271 0.103 1.54 30.4 4.03 0.605 586 4.67 36.0 12.1 0.732 |
注：N、P、K、Ca、Mg含量的单位为g/kg；其余元素为mg/kg。
1.2施肥对其他草群矿质元素含量的影响
从表5-37可以看出，施N肥后， 其他草群地上部N、Mg、Fe、V、Al、Ti含量有所
升高，其中，Al、Fe幅度最大，约50％左右；Ni、P、B有所下降；其余13种元素基本变化。施P肥后，Na、Mn含量有所升高； Fe、Sr、Ni、Al、Ba、Ti有所下降，其中，Ba最为明显，达44％；其余3种元素变化极小，11种元素几无变化。
施N肥或P肥对其他草群地下部有所含量均有明显的负面影响。施N肥后，只有Cr、B含量有所升高；Ni、Co变化极小，N、Mn、Zn、Mo几无变化；其余14种元素均有所下降，其中，以Pb幅度最大，达37％。施P肥后，B、N、Zn含量有所升高，其中，以B幅度较大，为35％；Ca、Mg、Na、Sr、Ni、Pb均有所下降；其余13种元素基本没有变化。
表37 施肥对其他草群矿质元素含量的影响
营养元素 N P K Ca Mg Fe Mn Cu Zn B Mo |
地上部 施N肥 22.5 2.58 11.0 6.94 2.37 362 226 13.6 41.3 23.6 0.030 施P肥 17.6 3.45 10.7 6.30 1.94 212 244 12.6 38.7 22.8 0.029 对 照 17.4 3.33 11.0 6.75 2.10 242 220 13.8 40.6 27.4 0.030 地下部 施N肥 17.1 1.22 3.44 8.09 1.23 225 222 22.4 44.2 22.1 0.029 施P肥 21.0 1.52 4.07 7.78 1.40 282 230 27.2 50.8 24.9 0.029 对 照 16.9 1.54 4.27 9.08 1.75 307 233 29.3 45.2 18.5 0.030 |
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其他元素 Na Co V Sr Ni Pb Al Cr Ba Ti Li |
地上部 施N肥 418 0.039 0.932 21.1 1.35 0.082 352 4.72 40.8 10.1 0.082 施P肥 585 0.039 0.739 17.8 1.52 0.081 177 4.64 23.3 7.33 0.081 对 照 408 0.040 0.747 20.2 1.96 0.083 227 4.89 41.9 8.30 0.083 地下部 施N肥 107 1.79 4.70 35.2 6.31 6.21 291 11.0 43.8 38.7 2.39 施P肥 111 1.86 5.89 34.7 6.01 7.65 358 9.43 47.3 43.7 3.06 对 照 127 1.89 5.99 41.6 6.94 9.92 3.64 8.79 52.7 43.8 3.14 |
注：N、P、K、Ca、Mg含量的单位为g/kg；其余元素为mg/kg。
2.施肥对红三叶草地矿质元素积累量的影响
2.1施肥对红三叶种群矿质元素积累量的影响
由表5-38可见，施N肥后，红三叶种群地上部只有B的积累量有所下降； Zn、Na、Ni、Ba有所升高，其中以Ba幅度最大，达61％；其余7种元素变化极小，10种元素均几无变化。施P肥对红三叶元素的影响最为明显，只有N、B有所降低；Fe、Al没有变化；其余18种元素均有不同幅度的增高。其中Ba、Na幅度较大，超过50％。
对红三叶种群地下部来说，施N肥后，Mn、B、Co、V、Al、Cr、Ba、Ti的积累量均有所升高，其中，以Co幅度最大，达49％；N、Fe、Sr、Ni、Li、Ca几无变化；其余8种元素有所降低，其中，P、Na降幅较大，约26％。施P肥，对其地下部元素积累量的作用十分显著，除Cu有所降低，B、Ni、Ba、Mo变化极小外，其余17种元素积累量均有所升高。其中，以Co升幅最大，达268％，其次为K、Mn、Ti、Na、Al，在50％～80％。
表38 施肥对红三叶种群矿质元素积累量的影响
营养元素 N P K Ca Mg Fe Mn Cu Zn B Mo |
地上部 施N肥 11.2 0.652 3.24 6.16 1.26 52.8 23.8 4.02 12.0 8.88 0.011 施P肥 8.21 0.870 3.82 7.54 1.42 56.2 29.0 4.52 13.9 9.84 0.013 对照 10.4 0.670 3.28 5.80 1.16 57.3 22.4 3.83 10.6 11.3 0.010 地下部 施N肥 2.11 0.158 0.467 0.579 0.436 107 5.72 2.15 2.51 4.28 0.0035 施P肥 2.48 0.284 0.992 0.708 0.618 120 8.17 2.14 3.25 3.64 0.0042 对照 2.17 0.212 0.553 0.549 0.495 108 4.91 2.55 2.71 3.45 0.0042 |
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其他元素 Na Co V Sr Ni Pb Al Cr Ba Ti Li |
地上部 施N肥 170 0.014 0.358 20.1 0.727 0.030 47.4 0.720 26.9 2.46 0.047 施P肥 195 0.017 0.435 25.3 0.807 0.035 43.7 0.865 30.6 2.88 0.055 对 照 124 0.014 0.355 18.8 0.545 0.029 44.0 0.703 16.7 2.34 0.045 地下部 施N肥 132 0.022 0.252 4.44 0.582 0.076 112 0.846 6.70 1.91 0.105 施P肥 285 0.054 0.303 5.12 0.623 0.128 125 0.830 5.57 2.74 0.141 对 照 180 0.015 0.219 4.31 0.572 0.086 83.2 0.663 5.11 1.71 0.104 |
注：N、P、K、Ca、Mg积累量的单位为g/m2；其余元素为mg/ m2。
2.2施肥对其他草群（含鸭茅）矿质元素积累量的影响
施N肥对其他草群地上部元素积累量的作用极其显著，所有22种元素均有所升高，其中，Fe、Al、N、V、Ti的升幅皆超过100％，B、P、Ni在17％～47％之间，其余14种元素介于66％～92％；施P肥后，除Ba有所下降，Ni、Al变化极小外，其余19种元素均有所增高，其中，Mn、Na升幅在50%以上。（表5-39）
施肥对其他草群地下部元素积累量的作用不如对其地上部的影响大。施N肥后，只有B、Cr升幅较高，超过35％，N、Zn略有升高；Mg、Fe、Cu、V、Pb、Li有所降低，其中Pb降幅较大，为29％；其余12种元素变化极小或没有变化。施P肥后，N、Zn、B、Cr、有所升高，其中B、N升幅较大，在32％以上；Mg、Sr、Pb略有降低；其余15种元素基本不变。（表5-39）
表39 施肥对其他草群矿质元素积累量的影响
营养元素 N P K Ca Mg Fe Mn Cu Zn B Mo |
地上部 施N肥 2.88 0.330 1.41 0.889 0.303 46.3 29.0 1.75 5.28 3.03 0.0038 施P肥 1.81 0.356 1.10 0.649 0.200 21.9 25.1 1.29 3.99 2.35 0.0030 对 照 1.31 0.250 0.82 0.506 0.158 18.2 16.5 1.03 3.04 2.05 0.0022 地下部 施N肥 1.59 0.114 0.319 0.752 0.115 209 20.6 2.09 4.11 2.06 0.0027 施P肥 1.83 0.132 0.354 0.677 0.122 246 20.0 2.37 4.42 2.17 0.0026 对照 1.38 0.127 0.350 0.744 0.144 251 19.1 2.41 3.71 1.52 0.0025 |
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其他元素 Na Co V Sr Ni Pb Al Cr Ba Ti Li |
地上部 施N肥 53.5 0.0051 0.119 2.70 0.172 0.011 45.0 0.604 5.22 1.289 0.0105 施P肥 60.2 0.0040 0.076 1.83 0.157 0.008 18.2 0.478 2.40 0.755 0.0083 对 照 30.6 0.0030 0.056 1.51 0.147 0.006 17.1 0.367 3.14 0.622 0.0062 地下部 施N肥 100 0.166 0.437 3.27 0.586 0.578 270 1.02 4.08 3.60 0.223 施P肥 97 0.162 0.513 3.02 0.523 0.666 311 0.82 4.11 3.80 0.266 对 照 104 0.155 0.491 3.41 0.569 0.813 299 0.72 4.32 3.59 0.257 |
注：N、P、K、Ca、Mg积累量的单位为g/m2；其余元素为mg/ m2。
3.结语
综合上述，施肥对红三叶草地矿质元素含量和积累量主要有如下的影响：
3.1从元素含量来看，施肥后明显降低的有：（1）施N肥后，红三叶种群地上部的B；以及其他草群地上部的Ni和地下部的Mg、Fe、Al；（2）施P肥后，红三叶种群地上部的N和其他草群地上部的Ba。施肥后明显升高的有：（1）施N肥后，其他草群地上部的Fe、Al；红三叶种群地下部的Co、Al、Cr、Ba；（2）施P肥后，红三叶种群地下部的K、Mn、Na、Co、Pb、Al、Ba。
3.2就元素积累量而言，其地上部：（1）施N肥后，红三叶种群大多数（17种）元素变化极小；其他草群的所有22种元素均有所增高，且幅度较大；（2）施P肥后，2类草群大多数（分别为18和19种）元素均有所升高。其地下部：（1）施N肥后，红三叶种群的P、Na及其他草群的Pb降幅较大；（2）施P肥后，红三叶种群大多数（17种）元素有所升高；其他草群多数（15种）元素变化极小。
3.3二类草群矿质元素含量对施肥反应一致的有：（1）施N或P肥后，二类草群地上部的K、Ca、Cu、Zn、Mo、Co、Pb、Cr、Li含量均变化极小；（2）施N肥后，它们地上部B含量有所降低；地下部的B、Cr含量均有所升高，P、Na含量有所下降；（3）施P肥后，其地上部的Fe、Al含量有所下降，Na有所升高；地下部的N、Zn含量有所升高。
3.4二类草群矿质元素积累量对施肥反应一致的有：（1）施N或P肥后，二类草群地上部的Zn、Na积累量及其地下部的Cr积累量皆有所升高；（2）施N肥后，它们地上部的Ni、Ba积累量有所升高；地下部的Mg、Cu、Pb积累量有所下降，B、Cr有所上升；（3）施P肥后，其地下部的N、Zn、Cr积累量均有所升高。
参 考 文 献
[1]任继周，等．草原化学生态［M］．北京：农业出版社，1985.
（参加本项研究工作的还有：钟华平、孙庆国、李继由）
https://m.sciencenet.cn/blog-39664-570070.html
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