红三叶(TrifoliumpratenseL.)和黑麦草(LoliumperenneL.)混播是目前优质高产草地的常见豆禾混播组合方式之一,了解二者在混播过程中对养分吸收利用的影响,对栽培草地建植以及养分管理具有重要意义。然而目前关于这两种牧草混播研究多集中在草地生产力和植物营养成分变化,对土壤与植物养分之间联系的研究相对较少。本论文通过对两个红三叶品种(海发和炫丽)和多年生黑麦草在三个混播比例(3:1、1:1和1:3)下在不同空间分布的生长性状、植物营养成分、异黄酮含量和根系分泌物、根际土壤养分进行检测,开展了两种牧草混播后营养元素在植物和根际土壤分布规律以及次生代谢的影响研究,结果如下: (1)相比于单播,混播后红三叶地上部干重、分枝数、叶面积均有明显的上升趋势,而株高、根重呈明显下降趋势;黑麦草株高显著上升,而地上部单株干重及分蘖数显著下降。混播草地单位面积生物量明显低于红三叶单播,而显著高于黑麦草单播。各混播处理间,豆禾比-3:1时草地生物量最高。 (2)相比于单播,混播后红三叶组织中碳含量无显著变化,而氮和磷含量变化显著。红三叶地上部S1(0-20cm)和S2(20-40cm)的氮含量呈下降趋势,而S3(>40cm)的氮含量呈上升趋势;根中氮和磷含量在R1(0-10cm)和R2(10-20cm)下降明显,而在R3(20-25cm)中呈上升趋势。混播后黑麦草组织中氮和磷含量均显著下降;碳含量在地上部分无显著变化,在根中下降明显。 (3)相比于单播,混播可以促进各土层根际土的养分积累。混播后红三叶根际土中全氮含量,黑麦草根际土中有机碳、全氮、全磷、碱解氮、速效磷和速效钾含量均整体呈上升趋势。混播时,黑麦草根际土中全氮含量养分积累效率高于红三叶。混播比例对根际土中养分含量有显著影响。各混播处理中,海发:黑麦草-1:1和炫丽:海发-1:3时植物根际土中碱解氮和速效钾含量最高。 (4)相比于单播,混播促进红三叶总异黄酮、大豆苷元、芒柄花素和鹰嘴豆素A的合成和分泌。总异黄酮、大豆苷元、芒柄花素和鹰嘴豆素A含量在地上部从上往下逐渐减少,其中S1中含量显著高于S3;根中含量也从近地面往下依次降低,R1含量显著高于R3。混播后,两种牧草根际土中异黄酮含量均显著上升,且含量随土层的加深而显著下降。根际土中异黄酮含量在海发:黑麦草-1:1和炫丽:黑麦草-1:3时达到最高。红三叶的异黄酮合成和分泌,与土壤中速效养分呈显著正相关。 (5)两种牧草在单播和混播过程中植物组织中N:P均小于14,表明生长过程均受到氮限制。然而混播后黑麦草根际土中C:N小于25,且碱解氮含量显著上升,显著提高黑麦草植株的N:P,表明混播后氮限制在一定程度上得到缓解。而氮的利用同时也促进了磷的需求,但土壤未能实时提供所需的速效磷,导致黑麦草C:P高于单播且大于250,混播后生长转变成磷限制。 混播提高了红三叶异黄酮代谢水平和分泌物含量,增加了土壤中养分的积累,调节根际土中的C:N和C:P,提高了黑麦草植物的N:P、C:P和红三叶植物的N:P养分计量特征,对于栽培草地稳定性和生产力的提高具有重要作用。