饲用苎麻地上部5种元素含量动态变化及相关性分析

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　　摘要 以饲用苎麻（Boehmeria nivea L.）“中饲苎1号”为研究对象，研究了饲用苎麻地上部分叶、茎中N、P、K、Ca、Mg元素含量的动态变化、分布情况及各元素之间的相关性。结果表明，饲用苎麻叶、茎中相对应的N、P、K、Ca、Mg元素含量变化趋势各不相同。饲用苎麻叶、茎对N、P、K、Ca、Mg元素吸收的选择性不同，叶片不同元素含量由高到低依次为N、Ca、K、Mg、P;茎部依次为N、K、Ca、Mg、P。叶片对N、Ca、Mg、P有较强吸收和积累，而茎中则贮存了较多的K。叶片中Ca含量与Mg含量间呈极显著正相关;茎部N含量与K、Mg含量间呈极显著正相关，与Ca含量呈显著正相关;叶片N与茎部N含量间呈极显著正相关，与茎部Ca、Mg含量之间呈显著正相关;叶片K与茎部K含量之间呈显著负相关，与茎部Mg含量之间呈极显著负相关。
　　
　　关键词 饲用苎麻;元素含量;动态变化;相关性分析
　　
　　中图分类号 S563.1 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2020）11-0029-03
　　Abstract With feeding ramie （Boehmeria nivea L.） Zhongsizhu No.1 as the research objects， the dynamic changes and distribution of N， P， K， Ca and Mg in leaves and stems of feeding ramie were studied. Correlation between the content of five elements in leaves and stems of feeding ramie was analyzed. The results showed that the contents of the five elements of N， P， K， Ca and Mg in the leaves and stems of the feeding ramie were different. The selective absorption of N， P， K， Ca， Mg by leaves and stems of the feeding ramie was different. The element contents in leaves from high to low were in the order of N， Ca， K， Mg， P， and those in stem were in the order of N， K， Ca， Mg， P. The leaves had strong absorption and accumulation of N， Ca， Mg， and P， while more K was stored in the stem. There was an extremely positive correlation between Ca content and Mg content in the leaves. There was an extremely positive correlation between N content and K， Mg contents， and a positive correlation between N and Ca content in the stems. There was an extremely positive correlation between leaf N and stem N contents， and positive correlation between leaf N and stem Ca， Mg contents. There was an extremely negative correlation between leaf K and stem K contents， and a negative correlation with stem Mg content.
　　Key words Feeding ramie （Boehmeria nivea L.）;Element content;Dynamic change;Correlation analysis
　　
　　飼草营养物质是动物营养的基础，动物正常生命活动中所必需的营养元素大部分都是从饲草中获取[1]。饲草的营养元素含量不仅对于其生长发育的生理生化过程具有极其重要的作用，而且对于评定其营养价值以及放牧家畜营养状况诊断都具有重要意义[2]。因此，动物营养学家在研究动物营养的同时，对饲草营养元素的吸收、积累、动态及相关性也进行了大量的深入研究[3-5] 。
　　苎麻（Boehmeria nivea L.）是荨麻科苎麻属多年生草本植物，不仅是一种优良的天然纤维作物，近年来还被作为高品质的青绿饲草用于饲喂家畜[6-7]。
　　近年来很多关于饲用苎麻的研究，但是主要集中在饲用苎麻作为饲草营养价值评定[8-9]，但是关于饲用苎麻作为饲草其营养元素吸收、积累、动态变化的研究鲜有报道。鉴于此，笔者以“中饲苎1号”饲用苎麻为研究对象，对饲用苎麻叶片和茎部不同茬次的N、P、K、Ca、Mg共5种元素进行深入研究，以期进一步了解饲用苎麻地上部N、P、K、Ca、Mg元素的含量动态变化及元素之间的相关性。
　　1 材料与方法
　　1.1 试验地概况
　　试验点位于通山县长丰村，位于湖北省东南部（114°22′55.40″E，29°34′57.79″N），属亚热带季风气候，海拔 94 m。年平均温度 16.3 ℃，极端最高温40 ℃，极端最低温-7 ℃。年平均降雨量 1 541 mm，多集中在 4—8 月。≥10 ℃年积温5 137 ℃，全年无霜期 226 d。试验地地势平坦、开阔，土壤为通气性良好的砂壤土，前茬为油菜。 　　1.2 试验材料
　　供试材料为“中饲苎1号”。
　　1.3 试验方法
　　2016年5月移栽种植，采用无性繁殖，穴栽，行距 50 cm，株距 40 cm，整个试验地面积0.133 hm2，四周设1 m以上保护行。试验于2017年进行，当植株株高达 90 cm时在试验地随机选取生长一致、长宽为 3 m×3 m 的样地进行刈割，3 次重复，每次重复取约1 kg样品，将茎、叶（含花序）2部分分开，带回实验室烘干至恒重，最后用植物粉碎机磨成粉备用。2017年共收获了6茬次，刈割收获时间分别为：4月19日、6月1日、7月3日、8月12日、9月15日、10月27日。
　　1.4 测定项目
　　叶片和茎部矿质元素的含量测定：采用H2SO4-H2O2法消煮，称取样品0.2（准确至0.000 1）+浓H2SO4 5 mL，放置过夜，次日继续加热消煮，采用凯氏定氮法测定N含量;采用钼锑抗比色法测定P含量;采用AAS法测定K、Ca、Mg含量[10]。
　　1.5 数据整理与统计分析
　　采用Excel 2010软件进行数据整理和图表制作，采用SPSS 21.0统计软件对数据进行差异显著性及相关性分析。
　　2 结果与分析
　　2.1 饲用苎麻叶、茎5种营养元素含量动态
　　由图1可知，叶片N含量总体呈下降-上升的趋势;P含量较稳定，变化不大;K含量呈上升-下降-上升的趋势，最大值在第6茬，为18%。叶片中Ca、Mg含量变化趋势一致，都表现为上升-下降-上升-下降的趋势。
　　 由图2可知，饲用苎麻茎部中N含量总体呈下降-上升-下降的趋势; P含量最低，最小值只有0.20%，呈上升-下降-上升-下降趋势; K含量呈波浪形变化，与叶片K含量最大值相同，均为1.8%。茎部中Ca、Mg含量变化趋势一致，都呈下降-上升-下降的的趋势。
　　2.2 饲用苎麻茎、叶中5种营养元素含量的差异
　　饲用苎麻叶、茎中5种营养元素含量及平均值如表1所示。由表1可知，饲用苎麻叶片中5种大、中量营养元素含量的平均值和每一茬收获时的营养元素含量由大到小的顺序均为N>Ca>K>Mg>P。饲用苎麻茎部中5种营养元素含量的平均值和每一茬收获时的营养元素含量大小也都呈现相同的顺序，为N>K>Ca>Mg>P。因此，叶片和茎部的P含量最小，Mg含量次之，N含量最大，在叶片和茎部5种元素顺序中只有K和Ca的顺序不同。叶片的N、Ca、Mg、P含量大于茎部相应元素的含量，但是茎部的 K含量大于叶片K含量。
　　
　　 饲用苎麻叶、茎中N平均含量分别为19.17%、8.91%;P含量为0.28%、0.21%;K含量为1.45%、1.62%;Ca含量为6.82%、0.85%;Mg含量为0.55%、0.33%。饲用苎麻地上部分N含量为5.21%～25.40%;P含量为0.16%～0.31%;K含量为130%～1.80%;Ca含量为0.66%～8.40%，Mg含量为0.22%～0.66%。
　　同时，不同收获茬次叶片和茎部各元素的含量高低及其差异显著性也不同。叶片中N含量以第1茬的含量最高（25.4%），第5茬含量最低（13.4%），两者差异显著。叶片中P含量差异不显著。茎部中N含量最大值在第1茬（1740%），最小值在第6茬（5.21%），两者达到显著性差异。
　　2.3 饲用苎麻叶、茎营养元素含量间的相关分析
　　饲用苎麻叶、茎5种营养元素含量间的相关系数如表3所示。由表3可知，叶片营养元素中Ca与Mg含量间呈极显著正相关（P<0.01），其相关系数为r（CaL，MgL）=1.000;茎部营养元素中的N与K、Mg含量间呈极显著正相关（P<0.01），其相关系数分别为r（NS，KS）=0.467、r（NS，MgS）=0.466，茎部N与Ca含量呈顯著正相关（P<0.05），其相关系数为r（NS，CaS）=0.753;叶片N与茎部N含量间呈极显著正相关（P<0.01），其相关系数为r（NL，NS）=0.902;叶片的N含量与茎部Ca、Mg含量之间呈显著正相关（P<0.05），其相关系数分别为r（NL，CaS）=0.513、r（NL，MgS）=0.486;叶片K与茎部K含量之间呈显著负相关（P<0.05），其相关系数为r（KL，KS）=-0.509;叶片K与茎部Mg含量间呈极显著负相关（P<001），其相关系数为r（KL，MgS）=-0.614。而其余元素间相关性均未达到显著水平。
　　3 结论与讨论
　　饲用苎麻叶、茎中相对应的N、P、K、Ca、Mg共5种元素含量变化趋势各不相同，这与红三叶等[11]、星星草等[12]研究中的N、P、K、Ca、Mg元素含量变化规律不同，这主要是因为饲草中矿质营养元素的含量受饲草的种类、土壤、气候等生态因子、农业技术（施肥、灌溉）等多种因素的影响[1]。
　　植物器官中元素含量的高低可以反映该器官对这种元素选择性吸收能力的强弱[13-14]。饲用苎麻叶、茎对N、P、K、Ca、Mg元素吸收的选择性不同，叶表现为N>Ca>K>Mg>P，茎表现为N>K>Ca>Mg>P。植物器官中元素含量的大小也反映了元素吸收积累能力的差异[11]。饲用苎麻N、P、K、Ca、Mg 在叶、茎中含量水平各异，叶、茎元素积累能力各异，叶N、Ca、Mg、P含量大于茎，茎K含量大于叶。可见茎、叶对元素的吸收积累情况有所不同。叶对N、Ca、Mg、P有较强吸收和积累，而茎中则贮存了较多的K。这与红三叶等[11]、星星草等[12]研究中叶、茎元素积累能力不同，其原因可能与植物的品种、土壤、气候有关。 　　饲用苎麻地上部分N含量为5.21%～25.4%、P含量为0.16%～0.31%、K含量为1.30%～1.80%、Ca含量为0.66%～8.4%、Mg含量为0.22%～0.66%。在家畜營养方面，羊生长发育对P的需要量为 0.17%[14]，K为0.7%，牛对Ca的需求最低值为0.27%，Mg为0.07%[15]。因此饲用苎麻完全能满足牛羊生长发育对N、P、Ca、Mg元素的最低需要。
　　饲用苎麻叶片中的Ca与Mg吸收过程相互间具有促进作用，茎部中的N与茎部中的K、Ca、Mg吸收过程相互间具有促进作用，叶片的N与茎部的N、Ca、Mg吸收过程相互间具有促进作用，而叶片的K与茎部的K、Mg吸收之间存在拮抗关系;同时也说明饲用苎麻叶片和茎部各种营养元素间存在不同程度的协同或拮抗关系，某种元素过多可能会促进或限制其他元素的有效吸收与积累，叶、茎主要的矿质元素处于协同或拮抗的动态平衡，这与袁紫倩等[16]研究薄壳山核桃的结果一致。
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