温性典型草原羊草光合特性对模拟放牧因素分解的响应

doi:10.11686/cyxb2021267

草业学报 ›› 2022, Vol. 31 ›› Issue (8): 81-89.DOI: 10.11686/cyxb2021267

温性典型草原羊草光合特性对模拟放牧因素分解的响应

周泽东¹^,²(), 马晖玲¹(), 韩煦², 李元恒², 李西良²(), 李坤娜²

^1.甘肃农业大学草业学院，甘肃兰州 730070
^2.中国农业科学院草原研究所，农业农村部草地生态与修复治理重点实验室，内蒙古呼和浩特 010010

收稿日期:2021-07-05 修回日期:2021-09-23 出版日期:2022-08-20 发布日期:2022-07-01
通讯作者: 马晖玲,李西良
作者简介:E-mail： lixiliang0824@126.com
E-mail： mahl@gsau.edu.cn
周泽东（1995-），男，甘肃民勤人，在读硕士。E-mail： 1766755308@qq.com
基金资助:
国家自然科学基金(32071882);内蒙古科技计划项目(2021GG0055)

Responses of photosynthetic characteristics of Leymus chinensis in temperate typical steppe to component factors of simulated grazing

Ze-dong ZHOU¹^,²(), Hui-ling MA¹(), Xu HAN², Yuan-heng LI², Xi-liang LI²(), Kun-na LI²

^1.Grassland College of Gansu Agricultural University，Lanzhou 730070，China
^2.Grassland Research Institute，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Key Laboratory of Grassland Ecology and Rehabilitation Management，Ministry of Agriculture and Rural Affairs，Hohhot 010010，China

Received:2021-07-05 Revised:2021-09-23 Online:2022-08-20 Published:2022-07-01
Contact: Hui-ling MA,Xi-liang LI

摘要/Abstract

摘要：

放牧是一种复合胁迫，包括采食、践踏、粪尿返还等因素。为明晰放牧对草原影响的过程与机制，通过刈割、人工模拟踩踏、人工粪尿添加来模拟家畜放牧过程，以羊草为例，研究了株高、盖度、干重以及羊草叶片的光合特性对放牧分解因子的响应。结果表明，采食及包含采食因子的处理显著降低了羊草的盖度、高度及干重，但提升了羊草叶片的净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）、胞间CO₂浓度（C_i），降低了羊草叶片的水分利用效率（WUE）。羊草株高与羊草叶片净光合速率、气孔导度、胞间CO₂浓度、蒸腾速率显著负相关，与水分利用效率显著正相关；土壤含水量与气孔导度、胞间CO₂浓度、蒸腾速率显著正相关。相对而言，践踏和粪便以及它们的交互作用对羊草的影响比采食弱。综合可得，家畜的采食是放牧对温性典型草原羊草光合特性影响的主要因子。

关键词: 羊草, 放牧分解因子, 光合特性, 交互作用

Abstract:

Grazing is a compound stress， including factors such as feeding， trampling， and dung and urine return. In order to clarify the separate impacts on grassland of the components of grazing， this study simulated the process of livestock grazing by mowing， artificial simulated trampling， and artificial manure addition. Using Leymus chinensis as a model plant， the responses of plant height， vegetation cover， dry weight and photosynthetic characteristics of L. chinensis leaves to components of the grazing process were studied. It was found that feeding and treatments containing feeding factors significantly reduced the cover， height and dry weight of L. chinensis， but increased the net photosynthetic rate， transpiration rate， stomatal conductance， and intercellular CO₂ concentration， but reduced the water use efficiency of L. chinensis leaves. L. chinensis plant height was significantly negatively correlated with net photosynthetic rate， stomatal conductance， intercellular CO₂ concentration， and transpiration rate， and significantly positively correlated with water use efficiency. Soil water content， stomatal conductance， intercellular CO₂ concentration and transpiration rate were significantly positively correlated. Relatively speaking， trampling and feces and their interaction have a weaker effect on L. chinensis than herbage consumption. Overall， defoliation through livestock feeding is the main factor affecting the photosynthetic characteristics of L. chinensis in temperate typical steppe.

Key words: Leymus chinensis, grazing decomposition factor, photosynthetic characteristics, interaction

周泽东, 马晖玲, 韩煦, 李元恒, 李西良, 李坤娜. 温性典型草原羊草光合特性对模拟放牧因素分解的响应[J]. 草业学报, 2022, 31(8): 81-89.

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图/表 7

图1 放牧分解因子对羊草生物量的影响不同小写字母表示差异显著（P<0.05），相同小写字母表示差异不显著（P>0.05）。下同。Different lowercase letters indicate significant differences at P<0.05， the same lowercase letter means that the difference is not significant （P>0.05）. The same below.

Fig.1 The effect of grazing decomposition factors on the biomass of L. chinensis

表1 放牧分解因子对羊草性状影响的多因素方差分析

Table 1 Multivariate analysis of variance for the influence of grazing decomposition factors on the traits of L. chinensis

处理 Treatment	df	株高Plant height		盖度Coverage		干重Dry weight
处理 Treatment	df	F	P	F	P	F	P
MO	1	97.432	<0.001	16.809	<0.001	25.280	<0.001
TR	1	3.404	0.072	2.670	0.110	0.680	0.410
DU	1	0.603	0.442	0.628	0.433	<0.001	0.960
MO×TR	1	1.298	0.261	0.660	0.422	0.730	0.400
MO×DU	1	0.484	0.491	0.012	0.915	1.170	0.290
TR×DU	1	0.484	0.491	1.096	0.301	1.750	0.190
MO×TR×DU	1	0.484	0.491	2.544	0.119	0.430	0.520

图2 放牧分解因子对羊草叶片光合特性的影响

Fig.2 The effect of grazing decomposition factors on the photosynthetic characteristics of L. chinensis leaves

表2 放牧分解因子对羊草光合特性影响的多因素方差分析

Table 2 Multivariate analysis of variance for the influence of grazing decomposition factors on the photosynthetic characteristics of L. chinensis

处理 Treatment	df	净光合速率P_n		气孔导度G_s		胞间CO₂浓度C_i		蒸腾速率T_r		水分利用效率WUE
处理 Treatment	df	F	P	F	P	F	P	F	P	F	P
MO	1	73.118	<0.001	164.890	<0.001	106.606	<0.001	149.025	<0.001	71.929	<0.001
TR	1	0.009	0.926	1.228	0.272	0.240	0.625	0.347	0.558	0.771	0.383
DU	1	0.189	0.665	0.000	0.989	0.463	0.499	0.006	0.938	1.329	0.253
MO×TR	1	4.261	0.043	3.652	0.060	0.145	0.704	1.812	0.183	0.370	0.545
MO×DU	1	1.878	0.175	1.228	0.272	0.037	0.849	1.016	0.317	0.009	0.926
TR×DU	1	0.002	0.969	0.024	0.877	0.459	0.500	0.576	0.451	3.320	0.073
MO×TR×DU	1	0.678	0.413	1.092	0.300	0.831	0.365	0.171	0.680	0.139	0.711

图3 放牧分解因子对羊草叶片水分利用效率的影响

Fig.3 Effects of grazing decomposition factors on water use efficiency（WUE） of L. chinensis leaves

图4 羊草株高与光合特性的相关性

Fig.4 Correlation between plant height and photosynthetic characteristics of L. chinensis

图5 土壤含水量与羊草光合特性的相关性

Fig.5 Correlation between soil water content and photosynthetic characteristics of L. chinensis

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温性典型草原羊草光合特性对模拟放牧因素分解的响应

Responses of photosynthetic characteristics of Leymus chinensis in temperate typical steppe to component factors of simulated grazing

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