温性荒漠草原不同放牧强度草地锰和铜动态变化

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇温性荒漠草原不同放牧强度草地锰和铜动态变化范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要：为探讨不同放牧强度下温性荒漠草原土-草体系中微量元素锰和铜的变化，对土壤、牧草中锰和铜含量进行了测定。结果表明，除中牧区以外，其他放牧区土壤锰含量随季节的推移极显著下降（P

关键词：温性荒漠草原；放牧强度；锰；铜

中图分类号：S 812文献标识码：A文章编号：10095500（2014）05006005

锰和铜是土壤和牧草中含量极微少的化学元素，但它们是土壤中化学性质十分活跃的营养元素，锰的氧化还原和淋溶特征是土壤中锰容易缺乏或过量的重要原因，土壤中锰元素的氧化物和氢氧化物对环境污染治理具有重要意义[1，2]，而土壤中微量元素不足或过剩都不利于植物的发育，甚至引起植株病害。锰作为植物体生长必需的微量营养元素，有助于增加牧草产量[3-5]，锰也是动物骨基质形成的不可缺少的成分[6]。而作为畜禽必需的微量元素铜，不但参与造血和骨髓蛋白的合成，促进畜禽生长，还可使皮肤和毛发在生长和外观上都发生改变，如羊表现为羊毛数量和质量下降，羊毛变直、强度降低[7]。以往对青藏高原土壤―牧草体系中锰和铜的分布与利用有所研究。辛国省等[8]对青藏高原东北缘土壤矿物元素的研究表明，土壤中的铜和锰含量随着地区和土壤类型的不同而表现出一定的差异性。刘育红[9]报道，三江源地区轻度和中度退化草地土壤中的有效铜随退化程度的减轻其含量逐渐增高；贺兰山西坡不同草地类型土壤有效态锰含量随着海拔的降低而逐渐降低[10]。焦婷等[11]研究表明，高寒草地夏、秋、冬季土壤铜含量处于临界缺乏状态，牧草冬季缺铜[11]。以上研究探讨了不同地区、草地类型及利用方式等对矿物元素的影响，且多集中在土壤方面，而对温性荒漠草原土-草体系中锰铜含量的季节动态研究较少。对不同放牧强度下甘肃景泰温性荒漠草原土-草体系中锰和铜的季节变化进行研究，并分析其盈缺，以期为更有效地防治该地滩羊矿物元素代谢病，合理使用矿物元素添加剂及制定针对性的补添措施提供科学依据。

1研究方法[HT]

1.1样地概况

甘肃省景泰县寺滩乡新墩湾村，位于景泰县西南部，地理位置E 103°31′～103°38′，N 37°06′～37°13′，属黄土高原与腾格里沙漠过渡地段，海拔1 300～3 321 m，属温带干旱大陆性气候，年日照2 657.9 h，少雨，多风，气候干燥，年平均温度8.3 ℃，年平均降水量185 mm，多集中在7～9月，年平均蒸发量3 081 mm，是年降水量的16倍，夏季干旱酷热，冬季少雪寒冷，最大年温差达63.90 ℃。草原类型主要有温性荒漠草原和高寒灌丛草甸，其中，温性荒漠草地类占草地总面积的78.48%，组成其草群的植物种以中生、中旱生为主，主要植物有短花针茅（Stipa breviflora）、扁穗冰草（Agropyron cristatum ）、无芒隐子草（Cleistogenes mutica）、扁蓿豆（Pocockia ruthenia）、棘豆（Oxytropis aciphylla）、苔草（Carex liparocarpos）、珠芽蓼（Po lygonum viviparum）、火绒草（Leontopodium leontop odioides）、狭叶锦鸡儿（Caragana stenophylla）等。土壤类型以洪积灰棕荒漠土和灰钙土为主，主要家畜有滩羊、山羊和骆驼等。

1.2试验设计

试验草地处于甘肃省景泰县寺滩乡新墩湾村。2003年以来，草地保持了相对稳定的放牧强度，从地表特征、牧草组成等方面形成了一个明显的放牧梯度，根据荒漠草原草地植被类型、草地产草量和现场调查牲畜数量及参考退化草地分级方法[12]分别标记为轻牧（LG，0.45羊单位/hm2）、中牧（MG，0.75羊单位/hm2）和重牧（HG，1.50羊单位/hm2），并选择围封不放牧的草地为对照区（表1）。

表1不同放牧区试验地概况

Table 1Description of sampling sites

1.3采样方法

1.3.1土样的采集

跟踪放牧羊只的放牧或采食路线，于2008年4月中旬（冬春季）、7月中旬（夏季）和9月中旬（秋季）分别在4个放牧区按“S”路线法选择5个样地，每个样地随机选择5点，用土钻采集土样，每个点采集0～30 cm土层样品，后将每个样地5点土壤样品混合，捡除其中的石块和植物根系等，采用四分法缩分，直至剩下1 kg为止，带回实验室，避光处自然风干后，过1 mm筛瓶装待测。

1.3.2草样的采集

同期分别在4个放牧区采集所采土样的地上牧草，样方大小为1 m×1 m，每个样地3次重复，每个放牧区共15个样方，牧草齐地面刈割后将每个样地的3次重复混合，用四分法分至500 g带回实验室风干后粉碎过1 mm筛瓶装待测。

1.4测定方法

锰、铜用SPECTRAA2207原子吸收分光光度仪检测（表2）。

1.5统计分析

用SPSS 13.0统计软件包中的Compare Means法对试验数据进行单因素方差分析，差异显著时用LSD法进行多重比较。

表2原子吸收分光光度仪检测参数

Table 2Parameters for atomic absorption spectrophotometer

2结果与分析

2.1不同放牧强度锰在土-草体系中的季节变化

除中牧区外，其他放牧区土壤锰含量随季节的推移极显著下降（P

表3不同放牧强度下锰在土-草体系中的季节变化

Table 3The seasonal changes of Mn content under different grazing intensitiesmg/kg

注：不同大写正体字母者表示同列间差异显著性，不同斜体字母者表示同行间差异显著性。下同

2.2不同放牧强度下铜在土-草体系中的季节变化

除对照区外，各放牧区土壤中Cu含量夏季极显著高于其他两季（P0.05），而冬春季和秋季不放牧或轻度放牧区极显著高于中度和重度放牧区（P

表4不同放牧强度下铜在土-草中的季节变化

Table 4The seasonal changes of Cu content under different grazing intensitiesmg・kg-1

3讨论

3.1不同放牧强度下锰在土-草体系中的季节变化及盈缺分析

土壤中的锰主要来自于成土母岩。在成土过程中风化的类型和强度、生物的富集以及占优势的气候条件和其他因素都影响着土壤矿质元素含量。试验除中牧区外，其他放牧区土壤锰含量随季节的推移极显著下降（P

有研究报道[13]，土壤中锰的适宜水平400～3 000 mg/kg，试验所测3季土壤锰含量12.35～18.69 mg/kg，严重低于我国正常土壤锰含量583 mg/kg[14]。由此说明该地土壤锰处于缺乏水平。

各放牧区牧草中锰含量冬春季极显著高于夏秋季。除冬春季对照区牧草中锰含量极显著高于其他放牧区外（P

3.2不同放牧强度下铜在土-草-畜体系中的季节变化及盈缺分析

试验结果表明，不同放牧强度下土-草体系中铜含量随季节的变化而变化。除对照区外，各放牧区土壤中铜含量夏季极显著高于其他两季（P0.05），而冬春季和秋季不放牧或轻度放牧区极显著高于中度和重度放牧区（P

据有关研究报道，全世界土壤铜含量平均值为20 mg/kg[16]。我国土壤铜平均含量为22 mg/kg[17]，试验所测景泰温性荒漠草原3季土壤铜含量在1.05～2.01 mg/kg，低于我国平均值。土壤中含铜15 mg/kg以下即为缺乏，60 mg/kg以上为过多，低于15 mg/kg时可引起家畜缺铜病[16]。故可以看出试验区土壤严重缺铜，已经成为影响当地家畜生产性能的限制因素。

各放牧区牧草中铜含量均冬春季显著或极显著高于夏秋2季。冬春季牧草中铜重牧区极显著高于其他放牧区，此原因还有待进一步研究。夏秋两季则为轻牧和中牧区极显著高于其他放牧区（P6 mg/kg，一般认为牧草中铜含量应高于5 mg/kg。试验结果显示，温性荒漠草原不同放牧强度下3季牧草中铜含量均在正常范围，说明该地土壤中严重缺铜并没有影响牧草铜的吸收，其原因有待于进一步研究。

土-草体系分析看出，位于黄土高原与腾格里沙漠过渡地段的景泰温性荒漠草原土壤缺锰和铜，但牧草没表现缺乏，这和文勇立等[22]在川西北草原得出的结论一致，即虽然土壤有效锰和铜含量偏低，但其生物可给性较高，从而使得牧草锰和铜含量较高[23]。

参考文献：

[1]高凡，贾建业，梅雪清，等.土壤中微量元素锰及其化合物的环境意义[J].广东微量元素科学，2004，11（4）：10-13.

[2]井明艳，孙建义，许梓荣.锰的生物学功能及有机态锰的应用研究[J].中国饲料，2003（18）：26-28.

[3]施益华，刘鹏.锰在植物体内生理功能研究进展[J].江西林业科技，2003（2）：26-28.

[4]安振峰，方正.植物锰营养研究进展[J].河北农业科学，2002，6（4）：35-40.

[5]许文博，邵新庆，王宇通，等.锰对植物的生理作用及锰中毒的研究进展[J].草原与草坪，2011，3（3）：5-14.

[6]陈永云.锰在畜禽营养与代谢中的作用[J].福建畜牧兽医，2003，25（3）：36-37.

[7]姜云霞.微量元素铜的研究进展及其对动物健康的影响[J].微量元素与健康研究，2007，24（5）：58-61.

[8]辛国省，龙瑞军，尚占环，等.青藏高原东北缘放牧草地土壤矿物元素含量及分布特征[J].草业学报，2012，21（2），8-17.

[9]刘育红.三江源地区不同退化程度草地土壤微量元素含量研究[J].西北农业学报，2007，16（ 4）：101-105.

[10]吴彩霞，傅华，裴世芳，等.不同草地类型土壤有效态微量元素含量特征[J].干旱区研究，2008，25（1）：137-144.

[11]焦婷，张力，李伟，等.高寒草地放牧系统铜的季节动态与盈缺分析[J].草原与草坪，2008（4）：67-70.

[12]李博.中国北方草地退化及其防治对策[M].北京：中国农业出版社，1997.

[13]李光辉，王珏.微量元素在土壤、饲料与畜体中的含量（续）[J].饲料研究，1995（2）：12-13.

[14]李前勇，张乃生，王哲.内蒙古锡林浩特地区土壤-牧草-家畜系统中Cu、Fe、Zn、Mn、Mg、Se六种元素含量的分析[J].黑龙江畜牧兽医，2001（10）：21-22.

[15]屈健.饲料微量矿物元素―锰[J].饲料与畜牧，1996（6）：14-16.

[16]李光辉.微量元素在土壤、饲料与畜体中的含量[J].饲料研究，1995（1）：13-14.

[17]阿不都拉・肉孜，周波，雒秋江，等.民丰县土壤-饲草-畜体系统中铜、铁、锌和锰含量的调查与分析[J].草食家畜，2002（1）：12-15.

[18]Underwood E J，朱宣人编译.人和动物营养中的微量元素[M].北京：北京地区畜牧与饲料科技情报网，1983.

[19]张才骏，尚海忠，郑喜帮，等.青海省环湖地区牧草和土壤微量元素含量测定[J].青海畜牧兽医杂志，1997，27（3）：1-3.

[20]王宗元，曹光辛，胡在朝，等.动物矿物质营养代谢与疾病[M].上海：上海科学技术出版社，1995.

[21]熊云龙，王哲.运行营养代谢病[M].长春：吉林科学技术出版社，1995.

[22]文勇立，李辉，李学伟，等.川西北草原土壤及冷暖季牧草微量元素含量比较[J].生态学报，2007，27（7）：2837-2846.

[23]Liu L.Research Development on Manganese in Soil and Plants[J].Progress in Soil Scienc，1991，19（6）：1-10，22.