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红三叶草地土壤---植物系统中矿质元素的数量特征（2）
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题记：这是一篇专论，写于2010年，原为《红三叶草地生态系统管理》一书的第五章，共7节，即：（1）红三叶的矿质元素含量及其动态；（2）红三叶矿质元素相对生物吸收能力；（3）红三叶群落的矿质元素积累特征；（4）红三叶种群凋落物在分解过程中矿质元素的变化；（5）红三叶草地矿质元素的生物循环；（6）刈割时期对红三叶种群矿质元素特征的影响；（7）施肥对红三叶群落矿质元素特征的影响。
由于某种原因，未能出版发行，现以博文形式发表。
红三叶的矿质元素含量及其动态
1红三叶矿质元素含量的一般特征
植物矿质元素的含量，是指单位重量的干物质中所含某种元素的重量；反映了该元素在有机体中的浓度。不同种类和类群的植物对元素的选择吸收力不同，因此其化学元素含量具有相对的稳定性。这是植物在长期进化和发育过程中所形成的新陈代谢的遗传特征。（林厚萱，1957）
表1列出了红三叶植物体中23种矿质元素的含量。其特征可从以下几个方面进行分析。
表1 红三叶矿质元素的含量
营养元素 N P K Ca Mg S Fe Mn Zn Cu B Mo g/kg mg/kg |
地上部(A) 35.0 2.84 15.0 28.5 2.98 0.632 224 73.6 38.7 16.3 17.8 0.253 地下部(B) 23.6 2.41 5.88 7.94 2.88 2.11 2430 149 47.2 24.4 13.0 0.169 全株 29.6 2.65 11.7 23.3 2.96 0.92 866 97.8 43.4 18.4 16.6 0.213 A/B 1.48 1.18 2.54 3.59 1.03 0.30 0.09 0.50 0.82 0.67 1.37 1.50 |
|
其他元素 Na Co Sr V Ni Al Cr Pb Ba Li Ti mg/kg |
地上部(A) 104 0.486 42.1 1.94 5.49 160 4.67 2.15 37.3 0.637 6.77 地下部(B) 695 1.84 39.0 5.35 8.71 2704 6.71 2.45 50.7 2.30 26.6 全株 287 0.935 42.2 3.08 6.47 884 5.42 2.13 43.1 1.17 13.0 A/B 0.15 0.26 1.08 0.36 0.63 0.06 0.70 0.87 0.74 0.28 0.25 |
注：1.地上部为绿色部分。
2.S为6月中旬1次采样；其余22种元素均为4～9月8次采样的平均值。
3.全株含量，是依据地上部和地下部元素含量的测值，进行加权计算得出的。
1.1红三叶矿质元素的生物吸收系列
植物矿质元素的含量高低，显示了其对元素绝对生物吸收能力的强弱。因此，可根据不同元素含量的大小，进行排序，形成一个系列，并依此确定其吸收类型。表5-1的测定结果表明，红三叶地上部元素生物吸收系列为：Ｎ>Ca>Ｋ>Mg>Ｐ>Ｓ>Fe>Al>Na>
Mn>Sr>Zn>Ba>B>Cu>Ti>Ni>Cr>Pb>V>Li>Co>Mo。地下部的生物吸收系列为Ｎ>Ca>
Ｋ>Mg>Ｐ>Al>Fe>Ｓ>Na>Mn>Ba>Zn>Sr>Ti>Cu>B>Ni>Cr>V>Pb>Li>Co>Mo。地上部与地下部比较，Ｎ、Ca、Ｋ、Mg、Ｐ、Fe、Na、Mn、Zn、Cu、Ni、Cr、Li、Co、Mo 15种元素的序位完全相同；S与Al、Sr与Ba、B与Ti、Pb与V的序位有所差异。根据首位元素定大类，第二位元素定类型的原则，红三叶属Ｎ—Ca类型植物。
1.2红三叶矿质元素的含量水平
根据各元素含量的高低，可将红三叶矿质元素的含量水平大致分为6个等级。从表2可见，全株和地上部元素的含量水平是基本一致的，N、Ca和K为高量级，Mg和P为中量级，S、Fe、Na、Al为低量级，Mn、Zn、Sr、Cu、B、Ba为小量级，Ni、V、Cr、Pb为微量级，Co、Mo为超微量级；只有Ti、Li稍有不同。与地上部比较，地下部与其差异较大，只有N属于高量级；Ca、K、S、Fe、Al均为中量级，Mn为低量级；仅Co为超微量级。
表2 红三叶矿质元素的含量水平
含量等级 高量级 中量级 低量级 小量级 微量级 超微量级 含量水平 >10g/kg 10~1g/kg 1~0.1g/kg 100~10mg/kg 10~1mg/kg <1mg/kg |
地上部 N、Ca、K Mg、P S、Fe、 Mn、Zn、B、 Ni、V、Cr、 Co、Mo Na、Al Cu、Sr、Ba Pb、Ti、 Li 地下部 N Ca、K、Mg、 Na、Mn Zn、Sr、Cu、 Ni、V、Co、 Mo P、Fe、S、Al B 、Ba、Ti Cr、Pb、Li 全株 N、Ca、K Mg、P Fe、S、Na、 Mn、Zn、Cu、 Ni、V、Cr、 Co、Mo Al B、Sr、Ba、Ti Pb、Li |
与全国或其他地区的有关测值相比较，红三叶矿质元素含量有着明显的特殊之处：（1）如用我国一般植物(地上部)的平均值来衡量，红三叶的P含量属高量级（标准分别为>2g/kg）。(候学煜，1982)（2）与我国温带79种草原植物的平均值相比，红三叶N、Ｐ、Ｍg、Ｍn和Cu的含量水平，达到了其富集标准（标准依次为>30g/kg、>2g/kg、>0.5g/kg、50mg/kg、10mg/kg）。(陈佐忠, 1994) 。
1.3红三叶地上部不同器官矿质元素的含量特征
如图1所示，红三叶地上部不同器官矿质元素含量有所差异。其中，N、K、Ca、Fe、Mn、Zn、Cu、Na、V、Sr、Ni、 Pb、Al、Ti、Li 15种元素的含量均以叶为高；Mo与Cr的含量以花序较高；Ba以茎较高。叶与花序的P、B、Co含量相近，但均高于茎；叶与茎的Mg含量相当，但高于花序。
图1 红三叶地上部不同器官的矿质元素含量
（元素含量均为5～9月7次采样的平均值）
1.4红三叶地上部与地下部矿质元素含量的比值
从物质循环的角度看，植物地上部和地下部都是化学元素的生物贮存库；具有同样重要的作用。但就畜牧业生产而言，地上部是家畜的利用对象，具有更为特殊的重要意义。地上部含量高的营养元素,意味着收获时带走的数量较多，需要更多的补充，才能保持其在系统中的平衡。红三叶地上部与地下部的元素含量比值，如表5-1所示，Ca、K大于2；N、P、Mg、B、Mo、Sr介于2～１之间，Zn、Cu、Ni、Pb、Cr、Ba介于1～0.5之间，S、Mn、Na、Co、V、Li、Ti介于0.5～0.1之间，Al和Fe小于0.1。
2红三叶矿质元素含量的动态特征
在生长季节，由于牧草在各个生育阶段对每种矿质元素的需求不同，且环境条件亦在不断变化，所以其元素含量必然随之发生变动，从而显示出各自的动态特征。
2.1红三叶地上部矿质元素含量的动态特征
图2和图3的分析结果表明，在生长期内，红三叶地上部，有18种矿质元素含量随时间变化的动态模型，符合二次多项式（y=cx2+bx+a）。其中，Ca和Cr的常数c<0，b>0；其余16种元素均为c>0，b<0。上述的函数关系的显著水平，N、K、Mo为α＝0.001（极显著）；P、Fe、Cu、Na、Co、V、Pb、Ti、Li为α＝0.01（相当显著）；Ca、Mn、Zn、Ni、Al、Cr为α＝0.05（较显著）。其余4种元素Mg、B、Sr、Ba，不呈函数关系。
22种元素含量最低或最高值的出现时间均有所不同。其最低值，Ca、B、Sr为苗期；N、P、K、Fe、Mn、Zn、Cu、Na、Ni、Ti 10种元素出现于开花期；Co、V、Li为结实初-中期；Cr、Ba为结实末期；Mg、Mo、Pb、Al的最低值不明显。其高峰值，N、P、Fe、Mn、Zn、Cu、Na、Co、V、Ni、Al、Cr、Ba、Ti、Li 15种元素均见于苗期；Ca在开花期；Mg、B、Sr于结实初-中期；K、Mo、Pb为结实末期。
22种矿质元素含量在生育期内的变化幅度有所差异。其中，Ti、Li、Mo、Pb、Co变化幅度较大，最高与最低的比值大于30，变异系数高于90%；Mg、Ba、Sr、P、B变化幅度较小，最高与最低的比值小于2，变异系数低于20%；其余元素N、K、Ca、Fe、Mn、Zn、Cu、Na、V、Ni、Al、Cr介于上述之间。（表3）
表3 红三叶地上部生育期间矿质元素含量的变动特征
营养元素 N P K Ca Mg Fe Mn Zn Cu B Mo |
标准差 10.7 0.549 4.54 15.5 0.198 88.3 29.4 10.8 8.49 3.62 0.415 变异系数 30.6 19.3 30.4 54.5 6.7 39.5 39.9 27.8 52.0 20.3 163.9 最高值/最低值 2.33 1.75 2.23 4.59 1.21 2.47 2.99 2.20 3.36 1.93 33.95 |
其他元素 Na Co Sr V Ni Al Cr Pb Ba Li Ti |
标准差 47.1 0.443 6.06 1.68 1.86 88.9 2.82 2.54 5.12 10.9 1.17 变异系数 45.1 91.1 14.4 86.5 33.9 55.6 60.4 118.4 13.7 171.4 172.7 最高值/最低值 3.41 36.56 1.57 6.76 2.80 3.60 28.75 102.9 1.41 109.9 29.5 |
注：1. .地上部为绿色部分。
2.N、P、K、Ca、Mg含量的单位为g/kg，其余元素为mg/kg。
图2红三叶地上部营养元素含量动态
横坐标1～8分别表示：苗期（4/4）、分枝期（5/5）、现蕾期（28/5）、开花期（14/6）、
结实初期（30/6）、结实中期（27/7）、结实后期（24/8）和结实末期（24/9）
图3红三叶地上部其他矿质元素含量动态
横坐标1～8分别表示：苗期（4/4）、分枝期（5/5）、现蕾期（28/5）、开花期（14/6）、
结实初期（30/6）、结实中期（27/7）、结实后期（24/8）和结实末期（24/9）
2.2红三叶地下部矿质元素含量的动态特征
与地上部有所不同，红三叶地下部矿质元素含量在生育期间的动态变化，通常不呈函数曲线；其变动大致可分为3种类型：双峰型、单峰型和波动型。呈双峰型的有N、P、K、Ca、Mg5种常量营养元素及Zn、Na、Pb。Mo为单峰型；其余13种元素均为波动型。各元素最大值的出现时期，N在开花期；Mg、Na在结实后期；P、K、B、Mo、Co、Ni、Pb为结实末期；其余12种元素均为苗期。其最小值的出现时期，k、Zn在开花期；B在结实初期；Sr、Al在结实中期；Cu、Cr在结实后期；Mg、Na、Pb在苗期；其余12种元素均在分枝期。（图4和图5）
就变动幅度而言，以Mo、Pb较大，最高与最低的比值分别为33.4和14.7，变异系数各为221.4%和103.1%；N、Ca、Mg、Cu、B、Sr、Ni、Ba的变化幅度较小，最高与最低的比值小于2，变异系数一般小于20％；其余12种元素，最高与最低比值介于2～5，变异系数介于20%～70%。（表4）
图4 红三叶地下部营养元素含量动态
横坐标1～8分别表示：苗期（4/4）、分枝期（5/5）、现蕾期（28/5）、开花期（14/6）、
结实初期（30/6）、结实中期（27/7）、结实后期（24/8）和结实末期（24/9）
图5 红三叶地下部其他矿质元素含量动态
横坐标1～8分别表示：苗期（4/4）、分枝期（5/5）、现蕾期（28/5）、开花期（14/6）、
结实初期（30/6）、结实中期（27/7）、结实后期（24/8）和结实末期（24/9）
表4 红三叶地下部生育期间矿质元素含量的变动特征
营养元素 N P K Ca Mg Fe Mn Zn Cu B Mo |
标准差 3.18 0.563 2.15 0.885 0.408 646 33.8 31.9 3.85 2.80 0.373 变异系数 13.5 23.3 36.7 11.1 14.1 26.6 22.7 67.5 15.8 21.5 221.4 最高值/最低值 1.55 2.15 2.45 1.43 1.55 2.41 2.09 4.35 1.52 1.87 33.4 |
其他元素 Na Co Sr V Ni Al Cr Pb Ba Li Ti |
标准差 261 0.566 5.57 1.76 1.33 479 2.21 2.53 10.1 0.930 9.19 变异系数 37.6 30.7 14.3 32.9 15.3 17.7 32.9 103.1 19.9 40.4 34.5 最高值/最低值 4.34 2.21 1.57 2.25 1.63 2.57 4.23 14.7 1.63 2.73 2.49 |
注：.N、P、K、Ca、Mg含量的单位为g/kg，其余元素为mg/kg。
3红三叶矿质元素含量的相关性
在植物生长期间，各种矿质元素的含量不仅是变动的，而且它们之间是相互影响的。这种关系，有的表现为协同作用，有的显示为拮抗作用。（黄友庭，1996；孔令韶，1994；常杰，1995）因此，元素含量相关性研究对于探讨植物的吸收功能及其营养特征，以及人工草地的合理利用，具有重要的理论和实践意义。
元素含量的相关系数愈接近±1，表示它们之间的线性关系愈好。相关系数为正，表明两种元素之间具有相互促进的协同作用；相关系数为负，说明二者之间具有相互抑制的拮抗作用。
3.1红三叶矿质元素含量之间的相关性分析
3.1.1红三叶地上部矿质元素含量之间的相关性
表5为红三叶地上部22种矿质元素含量的相关矩阵。在231对元素中，有90对相关性显著，占总元素对的39.0%。其中，极显著（α≤0.001）者占16.0%，相当显著（α=0.01）者占13.9%，较显著（α=0.05）者占9.1%。在90对呈显著相关的元素对中，有12对为显著负相关，其中6对与Sr有关。从各元素看，与N、Fe、Mn、Zn、Cu、Na、Co、V、Ni、Al、Ti、Li呈显著相关的元素较多，各在10种以上；与K、Ca、Mg、Mo、Pb、Cr、Ba呈显著相关的元素较少，各在5种以下；与P和Sr呈显著相关者分别为9和7种元素；没有与B呈显著相关的元素。
就11种营养元素来看，在其55对元素中，共有16对元素呈显著相关，其中只有Ca-Zn、Ca-P呈负相关；与N、Mn、Zn成正相关者均达5种之多。没有与Mg、B呈显著相关者。
根据上述研究结果，可建立相应的线性相关方程(Y=bX+a)，以达到用一种元素含量，预测另一种元素含量或变化范围的目的。下面仅列出与5种常量营养元素呈显著相关者(共10对)的回归方程式（元素含量的单位为mg/kg）：
P=0.0399N+1446.5；Fe=0.0932N-2660.9；Mn=0.0026N-16.128；Zn=0.0009N+6.2398；Cu=-0.0008N-10.279；Ca=-25.985P+102382；Mn=0.0418P-45.131；Zn=0.0182P-13.056；
Mo=0.00009K-1.0461；Zn=-0.0005Ca+53.409.
3.1.2红三叶地下部矿质元素含量之间的相关性
表6为红三叶地下部22种矿质元素含量的相关矩阵。在231对元素中，有63对相关性显著，占总元素对的27.3%。其中，极显著（α≤0.001）者占3.9%，相当显著（α=0.01）者占9.5%，较显著（α=0.05）者占13.9%。在63对呈显著相关的元素对中，仅有2对为显著负相关，为Cr-Mg、Cr-Na。从各元素看，与Fe、Al、Ti、Li成显著相关的元素较多，各在10种以上；与N、P、K、Mg、B、Mo、Na、Pb、Cr成显著相关的元素较少，各在5种以下；与其余元素呈显著相关者介于5～9种之间。
就11种营养元素来看，在其55对元素中，共有9对元素呈显著相关，其中没有呈负相关者，且没有与P、Mg呈显著相关的营养元素。
根据上述研究结果，将与5种常量营养元素呈显著相关者（共5对）的线性方程（元素含量的单位：mg/kg）,建立如下：
Ca=0.2214N+2719.6；B=0.001K+6.8682；Mo=0.0001K-0.7042；Mn=0.029Ca-81.707；Zn=0.0304Ca-193.74。
上述红三叶地上部的研究结果，与其他地区用其他植物的研究结果进行比较，有些是一致的，有些是不同的。与本文研究结果一致的，如：常杰（1995）在吉林省长岭地区用羊草群落的研究指出，Cu与Zn为显著正相关；贺金生（1998）分析了长江三峡地区16种优势植物，结果指出，Al与Fe、Ti、Cr、V，Fe与V、Cr、Ti，Na与Ni，V与Ti呈显著正相关；莫大伦（1988）在海南岛对分属40科86种植物的研究结果，P与N、K，Mo与P、K、Pb，Cu与Zn、Fe、Ni，Zn与Fe，Fe与Ni、Cr均为显著正相关；孔令韶（1995）在喀喇昆仑、昆仑山海拔2000～5200m地带，采集87种中高山植物，分析结果显示，Fe与Al、V、Ba、Ti，Ba与V、Al、Ti呈显著正相关，K与Al为显著负相关。与本文研究结果不同的，如：周志宇（1990）在阿拉善荒漠地区的研究表明，Mo与Ca为显著负相关，Mo与Cu、Zn为显著正相关，本文为不相关；贺金生（1998）在长江三峡地区用的研究显示，Mg与P、Na、Cu，Mo与Sr为显著正相关，Mg与Mo、Al、Ti，Na与Cr呈显著负相关，本文的上述元素对均为不相关；莫大伦（1988）在海南岛的研究结果，N与Ca、Cu、Zn、Mo，Mg与Cu、Zn、Mo、Ni、Cr、Pb，Cr与Pb均为显著正相关，本文的上述元素对均为不相关；孔令韶（1994）在新疆呼图壁地区，采集当地25种优势种，分析结果显示Ca与Mg为显著正相关，本文为不相关；孔令韶（1995）在喀喇昆仑、昆仑山地区的研究结果，K与Na为显著正相关，本文为负相关；Mg与Fe、Mn、V、Sr、Al、Ti呈显著正相关，本文为不相关。这些研究表明，尽管研究地区和植物种类各异，但某些植物对某些元素的吸收具有共同之处。然而，由于上述研究是分别在温性荒漠、盐生荒漠、盐生草甸、温性草甸、温性草原、亚热带森林和灌草丛、热带森林和灌草丛、寒旱区山地植被等不同地区进行的，其环境条件差别很大，且测定材料在植物分类学上极不相同，所以元素的相互关系又有明显差别。
表5红三叶地上部矿质元素含量的相关矩阵
N P K Ca Mg Fe Mn Zn Cu B Mo Na Co V Ni Sr Pb Al Cr Ba Ti Li |
N 1.000 * *** *** ** *** ** *** *** ** -* *** *** *** P 0.778 1.000 -** * *** ** ** * * -* -** K 0.111 0.590 1.000 *** ** Ca -0.608 -0.917 -0.638 1.000 -* -* Mg -0.390 -0.577 -0.587 0.485 1.000 * Fe 0.939 0.657 -0.145 -0.454 -0.314 1.000 *** ** *** -* ** *** ** *** *** *** Mn 0.934 0.781 -0.026 -0.609 -0.273 0.954 1.00 *** *** * ** *** ** *** *** *** Zn 0.921 0.927 0.306 -0.741 -0.455 0.864 0.937 1.000 ** ** ** ** ** -* ** ** ** Cu 0.958 0.671 -0.115 -0.515 -0.330 0.985 0.948 0.853 1.000 * ** *** ** *** *** *** B -0.413 -0.101 0.351 -0.199 0.170 -0.623 -0.426-0.360 -0.506 1.000 Mo 0.045 0.502 0.951 -0.460 -0.545 -0.170 -0.085 0.269 -0.186 0.157 1.000 *** -*** Na 0.834 0.894 0.475 -0.575 -0.610 0.765 0.770 0.895 0.748 -0.422 0.441 1.000 *** ** * * * * Co 0.935 0.834 0.308 -0.652 -0.605 0.861 0.855 0.915 0.861 -0.416 0.253 0.931 1.000 *** ** -* ** ** ** V 0.967 0.742 0.006 -0.540 -0.426 0.986 0.952 0.911 0.975 -0.578 -0.028 0.848 0.933 1.000 ** -* *** *** *** Ni 0.880 0.785 0.070 -0.705 -0.418 0.882 0.922 0.862 0.902 -0.295 -0.065 0.808 0.887 0.911 1.000 -* ** ** ** Sr -0.719 -0.781 -0.361 0.605 0.819 -0.668 -0.701-0.788 -0.684 0.243 -0.304-0.699-0.792-0.734-0.707 1.000 Pb 0.228 0.592 0.906 -0.480 -0.669 0.012 0.091 0.418 -0.007 0.072 0.941 0.560 0.470 0.167 0.139 -0.491 1.000 -* Al 0.935 0.641 -0.164 -0.441 -0.302 1.000 0.950 0.853 0.986 -0.625 -0.190 0.754 0.853 0.983 0.878-0.656 -0.008 1.000 *** *** Cr 0.216 -0.202 -0.836 0.201 0.455 0.382 0.377 0.040 0.406 -0.107 -0.925 -0.229 0.004 0.261 0.339 0.054 -0.793 0.397 1.000 * Ba 0.298 0.153 -0.528 -0.200 0.451 0.439 0.516 0.285 0.459 -0.081 -0.607 -0.001 0.020 0.317 0.366-0.013 -0.657 0.447 0.715 1.000 Ti 0.949 0.679 -0.108 -0.477 -0.330 0.999 0.955 0.877 0.985 -0.618 -0.133 0.788 0.875 0.990 0.883-0.675 0.045 0.998 0.347 0.420 1.000 *** Li 0.938 0.658 -0.136 -0.442 -0.294 0.998 0.954 0.871 0.974 -0.641 -0.148 0.776 0.868 0.986 0.875 -0.648 0.037 0.997 0.364 0.417 0.9971.000 |
注：样本数n=8，α0.001=0.925***，α0.01=0.834**，α0.05=0.707*
表6红三叶地下部矿质元素含量的相关矩阵
N P K Ca Mg Fe Mn Zn Cu B Mo Na Co V Ni Sr Pb Al Cr Ba Ti Li |
N 1.000 * P 0.171 1.000 * K -0.417 0.666 1.000 * ** ** Ca 0.796 0.262-0.354 1.000 * ** * * * * Mg -0.201 0.455 0.591-0.300 1.000 ** -* Fe 0.352 0.428 0.247 0.648 -0.316 1.000 ** * *** ** *** ** ** * ** *** Mn 0.504 0.501-0.006 0.760 -0.453 0.840 1.000 * * * * * * Zn 0.566 0.055 -0.271 0.843 -0.532 0.726 0.692 1.000 ** ** * ** Cu 0.207 0.369 0.297 0.490 -0.386 0.969 0.816 0.615 1.000 ** ** ** * * ** B -0.548 0.314 0.808 -0.472 0.584 0.092-0.333 -0.348 0.101 1.000 * Mo -0.214 0.561 0.857 -0.252 0.289 0.465 0.207 -0.195 0.561 0.668 1.000 * * ** Na -0.039 0.465 0.386 -0.291 0.890 -0.495-0.448-0.609 -0.580 0.371 0.118 1.000 -** Co 0.019 0.595 0.644 0.287 0.131 0.834 0.592 0.288 0.854 0.445 0.779 -0.159 1.000 ** *** * * V 0.227 0.407 0.302 0.606 -0.191 0.970 0.735 0.688 0.921 0.234 0.447 -0.438 0.861 1.000 * ** * *** *** Ni 0.193 0.785 0.620 0.404 0.095 0.852 0.739 0.344 0.845 0.332 0.750 -0.063 0.938 0.827 1.000 * Sr 0.398-0.196 -0.347 0.747 -0.408 0.646 0.465 0.849 0.536-0.201 -0.245 -0.617 0.323 0.703 0.221 1.000 ** ** * Pb -0.287 0.662 0.889 -0.286 0.636 0.256 0.050 -0.408 0.314 0.717 0.890 0.445 0.719 0.302 0.672 -0.349 1.000 Al 0.445 0.165 -0.080 0.799 -0.434 0.913 0.760 0.883 0.828 -0.083 0.100 -0.602 0.610 0.918 0.599 0.888 -0.082 1.000 * *** *** Cr 0.223 -0.542 -0.598 0.364 -0.809 0.383 0.409 0.451 0.454 -0.534 -0.219 -0.874 0.094 0.321-0.020 0.602-0.436 0.526 1.000 Ba 0.193 0.629 0.387 0.608 0.205 0.717 0.545 0.580 0.572 0.347 0.251 0.018 0.669 0.813 0.708 0.555 0.305 0.716-0.163 1.000 * * Ti 0.372 0.199 -0.029 0.773 -0.337 0.904 0.736 0.813 0.820 -0.017 0.131 -0.545 0.671 0.938 0.631 0.883 0.010 0.985 0.505 0.760 1.000 *** Li 0.377 0.250 0.040 0.754 -0.414 0.962 0.810 0.841 0.905 -0.033 0.229 -0.606 0.712 0.957 0.700 0.821 0.038 0.986 0.508 0.723 0.978 1.000 |
注：样本数n=8，α0.001=0.925***，α0.01=0.834**，α0.05=0.707*
3.2红三叶各类矿质元素含量之间的相关性分析
3.2.1按营养功能和含量等级进行分类
按照矿质元素对植物的营养功能及其含量，可将22种元素分为常量营养元素、微量营养元素，有益元素及有毒或无益元素四类。由表7可以看出，无论地上部还是地下部，红三叶的常量与微量营养元素、有益元素之间，以及微量营养元素与有益元素之间，均呈显著正相关（α=0.001）。而有毒或无益元素与另外3类元素之间通常呈负相关，但只有地下部的常量营养与有毒或无益元素呈显著负相关（α=0.05）。（莫大伦，1988；管东生，2003）在海南岛以植物叶片和枝条为材料的研究表明，常量与微量营养元素之间呈显著正相关，常量营养元素与有毒或无益元素之间不相关，与本文是一致的。
表7按营养功能和含量等级分类时各类元素含量的相关矩阵
地上部 地下部 A B C D A B C D |
A常量营养元素 1.000 *** *** 1.000 *** *** -* B微量营养元素 0.500 1.000 *** 0.903 1.000 *** C有益元素 0.791 0.673 1.000 0.883 0.807 1.000 D有毒或无益元素 -0.180 -0.004 -0.142 1.000 -0.363 -0.137 -0.241 1.000 |
注：n=48，α0.001=0.465***，α0.01=0.372**，α0.05=0.288*
3.2.2按生物化学作用和生理功能进行分类
根据植物的生物化学作用和生理功能可将22种元素分为四组：A组：包括N、P、B,为有机物的主要组分，或与植物体内的天然醇类进行酯化作用；B组：包括K、Na、Mg、Ca、Mn，其功能是形成渗透势，并使酶蛋白的构造成为最佳状态；C组：包括Fe、Cu、Zn、Mo，主要以螯合物结合于辅基内，功能为传递电子；D组：为有毒元素Pb、Al、Cr、Ba（蒙格尔，1987）。研究结果表明，无论地上部，还是地下部，其A组与B组、D组均呈显著正相关（α=0.001）。此外，地下部的A组与C组成显著负相关（α=0.01）；B组与C组、D组均成显著正相关（分别为α=0.05和α=0.001）。（表8）
表8按生物化学作用和生理功能分类时各类元素含量的相关矩阵
地上部 地下部 A B C D A B C D |
A组 1.000 *** *** 1.000 *** -** *** B组 0.537 1.000 0.676 1.000 * *** C组 -0.220 0.042 1.000 -0.458 0.317 1.000 D组 0.517 0.074 -0.063 1.000 0.907 0.665 -0.296 |
注：n=40，α0.001=0.490***，α0.01=0.393**，α0.05=0.304*
3.2.3按矿质元素含量等级进行分类
依据上文划分的矿质元素的含量水平等级进行相关分析，结果显示，地上部或地下部的高-中量级与低-小量级元素之间均呈显著负相关（α=0.01）。除此之外，地下部的微-超微量级与高-中量级或低-小量级元素元素之间皆呈显著正相关（α=0.001）。（表5-9）
表9按矿质元素含量等级分类时各类元素含量的相关矩阵
地上部 地下部 A B C A B C |
A高-中量级元素 1.000 -** 1.000 -*** *** B低-小量级元素 -0.366 1.000 -0.623 1.000 -*** C微-超微量级元素 -0.090 -0.101 1.000 0.704 -0.390 1.000 |
注：n=72，α0.001=0.380***，α0.01=0.302**，α0.05=0.232*
3.2.4按金属元素的比重进行分类
按照化学元素比重的大小，将有关元素分为2类：比重>5的重金属和黑色金属；比重<5轻金属。前者包括：Cu、Ni、Pb、Zn、Co、V、Fe、Cr、Mn；后者包含：Ca、Mg、Al、K、Na、B、Sr、Li、Ti。相关分析表明，无论地上部，还是地下部，这2类元素之间虽均为负相关，但均不显著（α＞0.05）。
3.3红三叶地上部与地下部矿质元素含量之间的相关性
3.3.1地上部与地下部的同种矿质元素含量之间的相关性
分析表明，红三叶地上部与地下部的同种矿质元素之间，有12种元素呈显著正相关，占总元素的54.5%；没有呈负相关者。其中K和Pb的显著性水平达到了0.001（极显著）；V、Al、Cr、Ta、Li为0.01（相当显著）；Fe、Mn、Zn、Mo、Co为0.05（较显著）。而营养元素N、P、Ca、Mg、Cu、B的相关性均不显著（α＞0.05）。王启基（1994）在青海高寒草甸对14种植物的研究表明，地上部与地下部之间N、P、K均呈显著正相关。这与本文的研究结果既有相同也有不同之处。这表明，高寒草甸植物与人工牧草红三叶地上部与地下部之间，同种元素的相关性特征并不完全一致。
3.3.2地上部与地下部的同类矿质元素含量之间的相关性
分析结果表明，无论是常量营养元素，还是微量营养元素，无论是有益元素，还是有毒或无益元素，红三叶地上部与地下部的同类矿质元素之间，均呈显著正相关（α=0.001）。
参 考 文 献
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（参加本项研究工作的还有：钟华平、孙庆国、李继由）
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