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    1. 紫花苜蓿 CCoAOMT基因家族的鉴定、进化及表达分析
    马倩, 闫启, 张正社, 吴凡, 张吉宇
    草业学报    2021, 30 (11): 144-156.   DOI: 10.11686/cyxb2020429
    摘要655)   HTML27)    PDF (3463KB)(1283)    收藏

    紫花苜蓿是全世界广泛栽培的优质牧草。木质素与紫花苜蓿抗性密切相关,但木质素难以被牲畜消化,严重影响了紫花苜蓿的营养价值,所以培育低木质素的紫花苜蓿具有重要意义。咖啡酰辅酶A氧甲基转移酶(CCoAOMT)是木质素合成途径中的关键酶,本研究利用生物信息学方法对紫花苜蓿基因组中的CCoAOMT基因家族成员进行鉴定,并对其基因结构、染色体定位、系统发育、基因表达等方面进行了研究。结果表明,在紫花苜蓿基因组中共鉴定到44个MsCCoAOMT基因,其中36个(82%)MsCCoAOMT基因都含有5个外显子,分布于16条染色体上,存在明显的串联重复现象;通过系统发育树分析,MsCCoAOMT基因家族可分为5类;通过MEME软件对MsCCoAOMT蛋白motif进行预测发现了10个比较保守的motif。qRT-PCR表达分析表明部分MsCCoAOMT基因的表达具有组织特异性。研究结果对紫花苜蓿低木质素遗传改良具有潜在的理论指导意义和实际参考价值。

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    2. 植物香豆素生物合成途径及关键酶基因研究进展
    段珍, 吴凡, 闫启, 张吉宇
    草业学报    2022, 31 (1): 217-228.   DOI: 10.11686/cyxb2020485
    摘要1559)   HTML93)    PDF (967KB)(1020)    收藏

    香豆素是来源于苯丙烷代谢途径中重要的次级代谢产物,具有多种生物活性,对植物的生长发育及应答逆境胁迫有重要作用。本研究对香豆素生物合成途径以及所涉及的关键酶基因研究进展进行综述,分析了葡萄糖基转移酶基因家族的系统进化,并对香豆素目前研究的问题进行总结以及今后的研究方向进行展望,以期为香豆素生物合成及其后续研究提供借鉴。

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    3. 沙化和人工植被重建对高寒草地土壤细菌群落特征的影响
    王亚妮, 胡宜刚, 王增如, 李以康, 张振华, 周华坤
    草业学报    2022, 31 (5): 26-39.   DOI: 10.11686/cyxb2021120
    摘要282)   HTML30)    PDF (4934KB)(700)    收藏

    土壤微生物群落特征指示着草地的质量和健康状况。本研究以青海省贵南县的天然草地(NG)、沙化草地(DG)、草本人工恢复草地(AG)和灌木人工恢复草地(AS)4种草地类型为研究对象,采用qPCR和Illumina MiSeq高通量扩增子测序技术研究了土壤细菌群落生物量、多样性及其结构的变化,结合植被和土壤属性剖析了高寒草地土壤细菌群落演变的关键影响因子及其贡献。结果表明:草地沙化显著(P<0.05)降低了土壤细菌群落的生物量和α多样性,人工植被重建则促进了土壤细菌群落生物量和α多样性的恢复,22年后基本达到未退化前的水平。草地沙化显著(P<0.05)增加了芽单胞菌门(Gemmatimonadota)的相对丰度,而变形菌门(Proteobacteria)和浮霉菌门(Planctomycetota)的相对丰度则显著降低(P<0.05);人工植被重建促进了优势细菌门逐渐向NG方向演变,22年后绝大部分优势细菌的相对丰度基本恢复到未退化之前的状态。然而,DG、AG和AS与NG的土壤细菌群落结构相似性不高,而AG和AS的群落结构则高度相似。土壤细菌群落结构与绝大多数植被和土壤理化指标显著 (P<0.05)正相关,植被属性对其群落结构变化的解释度(10.0%)比土壤物理属性(6.3%)和化学属性(1.9%)更高,植被与土壤所有指标共解释了72.0%的土壤细菌群落结构的变化,表明植被和土壤通过相互作用共同决定了高寒草地土壤细菌群落结构的演变。因此,加强对植被和土壤的保护,防止草地退化,并对沙化草地进行人工植被重建,对于保护和恢复青藏高原高寒草地土壤细菌群落具有重要的生态意义,而选择利用灌木或草本进行人工植被重建对表层土壤细菌群落的影响区别不大。

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    4. 呼伦贝尔地区10个引进燕麦品种生产性能及饲草品质比较
    张伟, 周青平, 陈有军, 潘静, 金晓明, 孙万斌, 贾志锋
    草业学报    2021, 30 (12): 129-142.   DOI: 10.11686/cyxb2021049
    摘要498)   HTML11)    PDF (3466KB)(611)    收藏

    为筛选出适宜在呼伦贝尔地区种植的优质燕麦品种,测定10个引进燕麦品种(青燕1号、青海444、加燕2号、青引1号、林纳、青海甜燕麦、青引2号、莫妮卡、青莜3号、骏马)的田间农艺性状、饲草产量、营养成分及籽粒产量,使用相对饲喂价值(RFV)和粗饲料分级指数(GI)对饲草品质进行评价,使用灰色关联度分析法综合评价各品种的生产性能。结果表明,供试燕麦品种在呼伦贝尔地区早熟,生育周期73~88 d。青海444株高最高,达到113.22 cm(P<0.05);且其开花期的鲜草产量和干草产量均最高,分别为36623.3和9990.5 kg·hm-2P<0.05)。各品种燕麦的鲜、干草产量与生育周期、株高、旗叶长、旗叶宽、茎粗、穗长呈极显著正相关(P<0.01),与叶茎比和干鲜比呈极显著负相关(P<0.01)。籽粒产量最高的是青引1号,达到5348.85 kg·hm-2,与加燕2号无显著差异(P>0.05),但显著高于其他品种(P<0.05)。籽粒产量与生育周期、株高、茎粗、穗长、轮层数和千粒重呈极显著正相关(P<0.01),与小穗数呈极显著负相关(P<0.01)。粗脂肪含量最高的是乳熟期青燕1号(P<0.05),粗蛋白含量最高的是抽穗期青引1号(P<0.05),粗灰分含量最高的是抽穗期青燕1号(P<0.05),干物质最高的是抽穗期青引2号(P<0.05)。GI与RFV饲草等级划分总体趋势相同。综合分析得出,青引1号、加燕2号和青海444的生产性能、营养品质及饲喂价值表现较好,综合排名靠前,具有作为优质燕麦品种在呼伦贝尔地区推广种植的潜力。

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    5. 饲用燕麦育种研究进展与展望
    叶雪玲, 甘圳, 万燕, 向达兵, 邬晓勇, 吴琪, 刘长英, 范昱, 邹亮
    草业学报    2023, 32 (2): 160-177.   DOI: 10.11686/cyxb2022263
    摘要530)   HTML47)    PDF (857KB)(610)    收藏

    燕麦是一种一年生禾本科作物,具有耐瘠薄、耐盐碱、抗旱耐寒、适应性广等特性,可广泛种植于欧洲、北美洲和亚洲的北纬40°以北的温带地区。同时,燕麦产草量高、营养价值高、适口性好、消化率高、适于青贮和调制干草,因此,燕麦是一种粮饲兼用的重要杂粮作物。根据燕麦籽粒是否被麸皮包裹可分为皮燕麦和裸燕麦。目前,我国多种植不带麸皮的裸燕麦,主要用于食用,而国外以种植带麸皮的皮燕麦为主,主要用于饲喂牲畜。在大力发展畜牧业的今天,我国的饲用燕麦品种是严重不足的。因此,我国制定并实施了“草牧业”“粮改饲”“引草入田”等系列政策,促进了饲用燕麦产业的快速发展。在国家政策和产业需求的大力支持和引导下,饲用燕麦的种植面积不断扩大,对新品种的需求也日益迫切,对饲用燕麦的育种工作也提出更高的要求。本研究综述了国内外饲草燕麦的:1)种质资源收集、整理和鉴定评价;2)常规育种的4个发展阶段;3)分子技术在燕麦科研与育种中的利用。基于以上研究的梳理总结,明确当前饲用燕麦的育种需求,分析饲用燕麦育种的重点、难点和热点问题,为我国饲用燕麦育种的现代化发展提供重要参考。

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    6. 青藏高原高寒草地土壤微生物量碳氮含量特征及其控制要素
    李洋, 王毅, 韩国栋, 孙建, 汪亚峰
    草业学报    2022, 31 (6): 50-60.   DOI: 10.11686/cyxb2021161
    摘要513)   HTML26)    PDF (3105KB)(599)    收藏

    青藏高原是我国重要的生态安全屏障,探究地下微生物驱动土壤生化过程,生物量碳氮含量特征及其控制要素,对高寒生态系统功能维持具有重要意义。本研究通过对青藏高原高寒草甸和高寒草原两种草地类型样带调查和研究,探讨了不同高寒草地生态系统类型土壤微生物量碳(MBC)和土壤微生物量氮(MBN)含量特征及其与气候、植物群落和土壤理化性质的关系。结果表明,高寒草甸比高寒草原具有更高的土壤MBC和MBN含量;生长季降水量(GSP)与两种草地类型的MBC和MBN含量呈显著正相关(P<0.01);而生长季均温(GST)仅与高寒草原MBN含量呈显著负相关(P<0.01)。结构方程模型显示,在生长季降水量的影响下,土壤全氮是影响高寒草甸土壤MBC和MBN的主导因子,土壤有机碳是影响高寒草原MBC和MBN的主导因子。研究结果可为高寒草地生态系统可持续管理提供理论参考。

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    7. 退化高寒草甸狼毒群落分类特征及其环境影响因子
    刘咏梅, 董幸枝, 龙永清, 朱志梅, 王雷, 盖星华, 赵樊, 李京忠
    草业学报    2022, 31 (4): 1-11.   DOI: 10.11686/cyxb2021310
    摘要495)   HTML39)    PDF (1700KB)(567)    收藏

    狼毒的入侵扩散对青藏高原高寒草甸生态系统的影响和当地畜牧业健康发展的制约日益严重。基于祁连山中段典型样地的群落调查、土壤采样和高精度地形测量数据,采用双向指示种分析(TWINSPAN)、除趋势对应分析(DCA)和冗余分析(RDA)在微观尺度上探讨了退化高寒草甸狼毒群落的分类特征及其对环境因子的响应关系。结果表明:1)TWINSPAN分类将退化草甸狼毒群落划分为3种群丛类型,即Ⅰ)狼毒+紫花针茅+线叶嵩草+披针叶黄华群丛;Ⅱ)狼毒+紫花针茅+委陵菜+美丽风毛菊群丛;Ⅲ)紫花针茅+草玉梅+狼毒+早熟禾群丛。2)RDA分析显示土壤全磷、全钾含量是影响退化草甸狼毒群落分布的主要环境因子,其次是坡向。土壤养分对于狼毒群落空间格局的形成发挥着重要作用,覆盖度高的狼毒群丛对低磷、低钾的土壤环境更敏感。3)随着入侵程度加重,狼毒群丛Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ的物种优势度发生明显更替,禾本科植物(早熟禾、紫花针茅)重要值减小(4.10、3.12、2.10),豆科植物(异叶米口袋、花苜蓿)重要值先增后减(0.28、0.57、0.25),莎草科植物(线叶嵩草、矮生嵩草)重要值增加(0.23、1.18、2.19)、毒杂草(狼毒、草玉梅、披针叶黄华、乳白香青、青海刺参等)重要值明显上升(6.10、5.14、10.08),群落Ⅰ和Ⅱ中狼毒替代紫花针茅成为最重要的建群种,狼毒覆盖度呈规律地梯度增加(5.5%、11.0%、29.7%)。本研究反映了狼毒型退化草甸逆向演替过程中的群落构成和环境因子变化特征,可为草地资源管理、退化草甸修复及狼毒综合治理提供参考和依据。

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    8. 施肥和刈割对呼伦贝尔草甸草原牧草品质的影响及其与植物多样性的关系
    徐鑫磊, 宋彦涛, 赵京东, 乌云娜
    草业学报    2021, 30 (7): 1-10.   DOI: 10.11686/cyxb2020434
    摘要347)   HTML25)    PDF (2382KB)(551)    收藏

    为探索施肥和刈割对呼伦贝尔草甸草原牧草营养品质的影响及其与植物多样性的关系,于2019年8月在中国科学院沈阳应用生态研究所额尔古纳森林草原过渡带生态系统研究站刈割实验平台(建立于2016年)进行取样,对2个施肥梯度和6个刈割留茬高度处理下的植物样品进行品质测定,并分析牧草品质与物种丰富度的关系。结果表明,施肥处理下牧草粗蛋白含量和相对饲喂价值显著高于不施肥处理,而不施肥处理的酸性洗涤纤维含量显著高于施肥处理。刈割留茬高度3 cm时牧草粗蛋白、粗脂肪、可溶性碳水化合物、相对牧草品质和产奶量最高,而不刈割处理的牧草的中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量最高。施肥和刈割无显著交互作用。牧草中的相对牧草质量、相对饲用价值、产奶量、非纤维性碳水化合物、钙含量与牧草物种丰富度呈显著正相关关系,牧草中性洗涤纤维与牧草物种丰富度呈显著负相关关系,表明增加物种多样性有助于提高牧草的营养品质。因此,维持草地植物群落中植物物种丰富度可能是对呼伦贝尔草原家畜生产的有效管理方式。

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    9. 植物非叶绿色器官光合特征研究进展
    汪辉, 田浩琦, 毛培胜, 刘文辉, 贾志锋, 魏露萍, 周青平
    草业学报    2021, 30 (10): 191-200.   DOI: 10.11686/cyxb2021117
    摘要393)   HTML24)    PDF (988KB)(544)    收藏

    植物的光合作用是最重要的化学反应之一,是生产人类和动物所需食物和氧气以及净化水源的重要过程。从光合作用着手提高植物产量一直是研究热点。挖掘植物非叶绿色器官光合潜力是提高植物整体光合能力的一个重要途径,一些植物非叶绿色器官在逆境条件下具有蒸腾速率较低、水分利用效率较高、渗透调节能力更强等特点,表现出优于叶片的光合抗逆性且具有可观的产量贡献。简要综述了非叶绿色器官光合作用的相关研究,主要包括植物繁殖器官及茎的光合表现、研究植物器官相对贡献率的方法、非生物胁迫对植物非叶绿色器官的影响、非叶绿色器官光合途径的鉴定及非叶绿色器官再固定CO2等方面,分析了非叶绿色器官光合贡献率评价方法上存在的优缺点,并对未来在非叶绿色器官光合研究方向上作以展望。

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    10. 我国草种业的成就、挑战与展望
    南志标, 王彦荣, 贺金生, 胡小文, 刘志鹏, 李春杰, 聂斌, 夏超
    草业学报    2022, 31 (6): 1-10.   DOI: 10.11686/cyxb20220601
    摘要605)   HTML64)    PDF (598KB)(537)    收藏

    本研究从种质资源收集、品种选育、种子生产和质量管理等方面总结了我国草种业发展取得的成就,分析了面临的挑战,提出了建设草种强国的建议。我国已初步建立了完整的草种业体系,已成为世界草种质资源保存大国,自1987年实施品种审定制度以来,已审定通过了651个草类植物新品种,在利用乡土植物优异基因和内生真菌创制新种质等方面,取得了突出成果。所育成品种基本可满足一般生产需求。种子田常年保有面积10万hm2左右,年产种子约10万t。已在全国建立了5个部级检验中心,并在品种审定、特异性、一致性和稳定性(DUS)测试,种子立法等方面建成了较为完整的质量管理体系。面临的挑战是种质资源收集不及我国现有饲草种质资源数的50%,对已有种质资源评价、鉴定工作不足,缺少用于生态修复的草种和草坪草品种。根据国家生态修复规划,每年需草种7万t,目前缺口巨大,每年进口草种5万t左右,主要是高质量商品草和草坪草用种。质量管理体系中缺少种子认证。建议进一步加强种质资源收集、评价与利用;加强乡土草、草坪草及放牧型牧草选育;建立大规模草种生产基地及成果转化渠道;完善种子质量管理体系及提高对草的认识,从科技创新、人才培养、发展政策等方面予以支持。

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    11. 青海省国家重点保护野生植物名录——基于国家重点保护野生植物名录(2021版)
    陈金元, 杜维波, 苏旭
    草业学报    2022, 31 (9): 1-12.   DOI: 10.11686/cyxb2021502
    摘要937)   HTML34)    PDF (1244KB)(509)    收藏

    为了更好地了解青海省国家重点保护野生植物种类、科属组成、特有性、濒危状况及地理分布等特征,依据2021年9月发布的新版《国家重点保护野生植物名录》,通过查阅对比文献和馆藏标本,梳理总结了青海省国家重点保护野生植物的多样性。结果表明:1)相比1999年发布的《国家重点保护野生植物名录》,青海省新增44种国家重点保护野生植物。2)青海省国家重点保护野生植物有3大类22科30属53种1变种,其中一级保护植物1种(发菜),二级保护植物52种1变种。3)物种数量最多的科、属分别为兰科(10种)、杓兰属(8种)。4)中国特有属1个,中国特有属+青藏高原特有属3个,中国特有物种9种,青藏高原特有物种9种,中国特有+青藏高原特有物种13种,另有青海省特有种1种(久治绿绒蒿)。5)青海省54种(含变种)国家重点保护野生植物中有18种处于易危(VU)等级,12种处于濒危(EN)等级,总计受威胁等级物种数30种,占所有物种的55.55%。6)青海省国家重点保护野生植物绝大多数分布在青海东南部,主要在玉树州、果洛州和海东市草原及森林生境中,与青海省植物多样性的分布规律基本一致。青海省国家重点保护野生植物有54种(含变种),绝大多数为二级保护植物;特有种类有32个,占所有物种的59.25%;受威胁物种30种;重点保护野生植物大多数分布于青海省东南部地区。

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    12. 基于优化三角形植被指数(TVI)的灌丛化草原植被地上生物量遥感估测方法研究
    许政勇, 孙斌, 张王菲, 李毅夫, 闫紫钰, 岳巍, 滕思翰
    草业学报    2023, 32 (10): 1-14.   DOI: 10.11686/cyxb2022488
    摘要351)   HTML50)    PDF (2836KB)(502)    收藏

    灌丛化已经成为草原生态系统中重要的生态问题,而灌丛化草原植被地上生物量(AGB)的精细化估测对于开展区域生态系统碳循环研究有着重要的科学意义。受土壤背景噪声和植被生长结构特征差异的双重影响,现有常见植被指数在灌丛化草原区域构建AGB估算模型时表现极不稳定。针对这一问题,基于Sentinel-2遥感数据,通过优化三角形植被指数(TVI)开展灌丛化草原植被AGB遥感估测方法研究。研究结果表明:1)在以草本植被为主的区域中,基于绿 R 560 、红边 R 705 和近红 R 865 组合形成的TVI与AGB拟合效果最好,R2达到了0.684;而在以灌丛植被为主的区域中,以基于绿 R 560 、红边 R 783 和近红 R 842 组合形成的TVI与AGB拟合效果最好,R2达到了0.368。2)分析现有常用的12种植被指数对土壤的噪声敏感性时,在以草本植被为主的区域中,增强型植被指数(EVI)对土壤噪声表现最为敏感;在以灌丛植被为主的区域中,修正土壤调节植被指数(MSAVI)表现最为敏感。3)在草本植被为主的区域中,相对于TVI,优化后植被指数草地三角形植被指数(GTVI)构建线性估算模型的交叉验证决定系数( R C V 2 )提高了0.153、交叉验证均方根误差( R M S E C V )减小了12.222 g·m-2;在灌丛植被为主的区域中,相对于TVI,优化后植被指数GTVI 构建线性估算模型的 R C V 2 提高了0.029、 R M S E C V 减小了1.684 g·m-2。4)与常用的12种植被指数构建的估测模型相比,无论在草本植被区域还是灌丛植被区域,GTVI构建的估测模型都具有最高的精度。该研究结果以期为采用植被指数法开展灌丛化草原植被地上生物量遥感估算提供科学依据和参考。

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    13. 中国牧草育种中的若干科学问题
    刘志鹏, 周强, 刘文献, 张吉宇, 谢文刚, 方龙发, 王彦荣, 南志标
    草业学报    2021, 30 (12): 184-193.   DOI: 10.11686/cyxb2021314
    摘要558)   HTML47)    PDF (1191KB)(493)    收藏

    高产、优质、多抗牧草新品种是我国畜牧业生产的基石,也是我国退化草地补播改良的物质基础,影响国家的食品安全和生态安全。我国牧草育种工作进展缓慢、国际依存度高,已成为农业领域的“卡脖子”问题。近十年,在组学技术和生物技术等的推动下,牧草育种进入快速发展时期,但与主要农作物相比仍有很大差距。本研究综述了未来我国牧草育种发展的3个关键瓶颈:1)种质资源大规模收集、高精细评价与充分利用,包括构建高饱和度突变体库、各类遗传群体等;2)牧草高效再生、遗传转化和基因编辑体系的建立与优化;3)牧草基因组高精度组装与利用,包括基因芯片、全基因组选择等。依据学科前沿和国家需求,笔者展望了今后5~10年我国牧草育种应重点关注的10个科学问题:乡土草资源挖掘与利用、落粒与休眠、雄性不育、倍性育种、生物互作、节水耐旱、从头驯化、营养优质、表型自动化检测、快速育种等,以期为今后的牧草育种相关研究提供参考。这些科学问题的解决,有助于我国尽早培育出一批有自主知识产权的、市场竞争力强的牧草新品种,攻克农业领域的“卡脖子”问题,保障国家的食物安全和生态安全。

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    14. 植物无融合生殖发生因素解析及其在草地早熟禾育种中的应用前景展望
    张金青, 牛奎举, 李玉珠, 马晖玲
    草业学报    2021, 30 (4): 205-217.   DOI: 10.11686/cyxb2020176
    摘要402)   HTML13)    PDF (1166KB)(491)    收藏

    从遗传控制、环境影响、倍性影响、激素水平和矿物质调控以及无孢子起始细胞出现的时间和位置5个方面综述了影响植物无融合生殖胚发生发育的主要因素,旨在系统了解植物无融合生殖的发生机理。同时分析了草地早熟禾无融合生殖研究的现状和制约瓶颈,阐释和展望了无融合生殖方式在草地早熟禾育种中的优势所在、理论与应用价值和种质创制前景,使之为后续草地早熟禾优良新品种的选育和应用实践提供理论依据。

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    15. 基于STARFM的草地地上生物量遥感估测研究——以甘肃省夏河县桑科草原为例
    张玉琢, 杨志贵, 于红妍, 张强, 杨淑霞, 赵婷, 许画画, 孟宝平, 吕燕燕
    草业学报    2022, 31 (6): 23-34.   DOI: 10.11686/cyxb2021180
    摘要484)   HTML242)    PDF (1697KB)(486)    收藏

    遥感数据具有实时、动态、大范围等特点,在草地资源监测与管理研究中获得了广泛应用。然而,单一的遥感植被指数无法同时满足草地地上生物量观测中时空分辨率的需求。因此,本研究基于时间序列Landsat NDVI和MODIS NDVI数据,结合时空融合算法(spatial and temporal adaptive reflectance fusion model, STARFM),生成了2000-2016年高时空分辨率的植被指数数据集(NDVISTARFM,时间分辨率为16 d,空间分辨率为30 m),并基于2013-2016年地面实测草地地上生物量数据,构建了夏河县桑科草原高寒草地地上生物量遥感反演模型,分析了2000-2016年研究区草地地上生物量生长状况和变化趋势。结果表明:1)基于NDVISTARFM的最优估测模型为乘幂模型,其R2为0.58,均方根误差(root mean square error, RMSE)为795.62 kg·hm-2,模型的表现能力次于Landsat NDVI最优估测模型(R2=0.76,RMSE=634.83 kg·hm-2),而优于MODIS NDVI最优估测模型(R2=0.24,RMSE=937.79 kg·hm-2);2)基于NDVISTARFM最优估测模型对各样区草地地上生物量总产的估测精度优于MODIS NDVI而次于Landsat NDVI,总体精度达84.05%;3)2000-2016年来,夏河县研究区草地地上生物量总体呈现增加趋势,其中90%左右的区域年增量大于30 kg·hm-2,草地地上生物量呈现减少趋势的区域仅占2.30%。

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    16. 瘤胃微生物在木质纤维素价值化利用的研究进展
    郑娟善, 丁考仁青, 李新圃, 梁泽毅, 张剑搏, 杜梅, 丁学智
    草业学报    2021, 30 (9): 182-192.   DOI: 10.11686/cyxb2020316
    摘要443)   HTML23)    PDF (2131KB)(480)    收藏

    瘤胃是反刍动物消化的第一个腔室,各种微生物(细菌、真菌和原生动物)相互作用将木质纤维素植物生物降解为易于代谢的化合物。瘤胃也是目前自然界公认的木质纤维素高效降解和利用的天然反应器,其真菌和细菌可分泌多种木质纤维素降解酶,在木质纤维素生产生物燃料和化学用品方面具有潜在的价值。因此,本研究在瘤胃内木质纤维降解的微生物及其降解木质纤维素相关酶的基础上,重点综述了瘤胃微生物在木质纤维素生物转化为乙醇、生物化学(有机酸)及沼气等方面的研究进展,旨在为瘤胃微生物和瘤胃酶在木质纤维素价值化利用方面的研究和应用提供新的方法和思路。

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    17. 基于XGBoost算法的草甸地上生物量的高光谱遥感反演
    张亦然, 刘廷玺, 童新, 段利民, 吴宇辰
    草业学报    2021, 30 (4): 1-12.   DOI: 10.11686/cyxb2020190
    摘要501)   HTML34)    PDF (3911KB)(477)    收藏

    准确、高效获取草甸地上生物量信息,对牧区农牧业生产、草地资源管理、牧草可持续利用具有重要意义。本研究基于实地采集的牧草冠层光谱反射率及同期获取的地上生物量数据,运用互信息法分别分析了微分光谱、优化植被指数与草甸地上生物量的相关性,进一步构建了极限梯度提升(XGBoost)算法与不同阶光谱植被指数数据集的草甸地上生物量模拟估算模型,并与多元线性回归(MLR)和随机森林(RF)算法建立的模型进行对比。结果表明:对光谱反射率进行一阶、二阶微分与光谱植被指数变换协同应用,有助于提高冠层光谱与地上生物量的相关性;基于原始光谱植被指数与XGBoost算法构建的草甸地上生物量模拟估算模型效果最佳,均方根误差(RMSE)为140.26 g·m-2,平均绝对误差(MAE)为97.20 g·m-2,Nash效率系数(NSE)为0.81,一致性指数(d)为0.94,其次为基于RF算法构建的模型,MLR算法构建的模型精度较差。研究认为XGBoost算法可适用于草甸地上生物量模拟估算模型的建立,为快速准确的牧草高光谱遥感监测提供了技术和方法,为区域性草地高精度大面积生产力估算奠定了基础。

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    18. 2株紫花苜蓿解钾菌的筛选鉴定及其对产量和品质的影响
    王彦佳, 胡伯昂, 陈佳欣, 许丽婷, 姚琳, 冯丽荣, 郭长虹
    草业学报    2023, 32 (12): 139-149.   DOI: 10.11686/cyxb2023036
    摘要128)   HTML11)    PDF (2822KB)(462)    收藏

    为获得优良的解钾菌(KSB)并明确其对植物产量和品质的影响,采用硅酸盐细菌培养基从紫花苜蓿根际土壤分离、筛选到2株具有高效解钾能力的菌株。通过细菌形态学、16S rDNA序列分析和生理生化鉴定,确定2株解钾菌分别为巨大芽孢杆菌和耐寒短杆菌,命名为XLT-4和XLT-7。2株菌株均具有产吲哚-3-乙酸(IAA)、铁载体和溶磷能力。接种XLT-4和XLT-7显著提高了紫花苜蓿的株高、根长、地上和地下干鲜重,以及根系活力、叶片的磷、钾和粗蛋白含量,降低了中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的含量。此外,接种2株解钾菌还提高了紫花苜蓿根际土壤酶活性和速效钾含量。本研究获得的2株解钾菌在提高紫花苜蓿产量和品质方面发挥了重要作用,是开发微生物制剂的优质菌株资源。

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    19. 放牧家畜养分消化率的测定
    金有顺, 侯扶江
    草业学报    2022, 31 (5): 200-212.   DOI: 10.11686/cyxb2021089
    摘要345)   HTML16)    PDF (1630KB)(456)    收藏

    放牧家畜养分消化率反映牧草供给量和营养品质、家畜的健康状况以及生产性能等,是草原管理的关键指标之一。放牧家畜养分消化率的测定方法主要有直接测定和间接估测两种,直接法包括全收粪法、指示剂法、近红外光谱法(NIRS)等,间接法主要有体内或体外发酵法、牧草品质和气候等预测法。全收粪法是较精确的测定方法,然而耗时、费力,对家畜放牧行为有较大影响,难以体现牧场饲草供给的空间异质性;指示剂法根据不溶物的回收比例估测养分消化率,对家畜放牧行为干扰较小,指示剂不易收集,也不适于野性较高的放牧动物;NIRS法效率高、劳动强度低、成本小、不影响家畜,能够大尺度地估测放牧家畜的养分消化率,需要大量的实测数据完善预测模型;气候估测法快捷、省时,精确性较差,适于大时空尺度。放牧家畜的养分消化率与家畜、草地、放牧方法、温度、降水等生物因子,环境因子和社会因子密切相关,与遥感、无人机(UAV)和人工智能等结合,可以准确、快速地测定放牧家畜养分消化率,为草地生态修复与健康管理提供支撑。

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    20. 世界退化草地恢复研究和实践进展
    高丽, 丁勇
    草业学报    2022, 31 (10): 189-205.   DOI: 10.11686/cyxb2022077
    摘要555)   HTML51)    PDF (683KB)(431)    收藏

    草地是地球上最重要的陆地生态系统之一,给人类带来诸如食物生产、调节气候、净化空气、涵养水源、防风、固沙等一系列的生态系统服务。受气候变化和人为因素的影响,全球接近一半的草地出现不同程度的退化,成为世界性生态环境问题之一。世界各地开展了大量的有关退化草地恢复的研究和实践工作,并且取得了巨大的进步。然而,在联合国生态系统恢复10年(2021-2030)启动之际,需要新一代的恢复研究和实践项目来应对全球的环境挑战。本研究对世界各地有关退化草地恢复研究和实践进行了总结,希望从已有的草地恢复工作中学习经验,在此基础上,找出未来退化草地恢复研究的主要方向,制定合理的退化草地恢复计划,进而为全球变化背景下的新的草地恢复研究和实践提供参考依据。

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    21. Epichloë内生真菌对禾草种子萌发影响研究进展
    李春杰, 郎鸣晓, 陈振江, 陈泰祥, 刘静, 金媛媛, 魏学凯
    草业学报    2022, 31 (3): 192-206.   DOI: 10.11686/cyxb2020601
    摘要333)   HTML17)    PDF (778KB)(425)    收藏

    种子是农业生产实践中最基本的生产资料,其萌发对植物物种的生存和繁衍起着决定性作用,但此过程易受到环境因素的影响,提高种子在胁迫环境下的萌发质量对禾草建植具有重要意义。Epichlo?内生真菌与禾草形成互惠共生关系,可促进共生体种子萌发并提高对环境胁迫抗性,使其在植物群落中占据优势生态位,因此对动植物及微生物生态系统产生广泛影响。将国内外关于Epichlo?属内生真菌在不同生境及处理下对宿主禾草种子萌发的影响进行综述,重点探讨Epichlo?属内生真菌对宿主禾草种子在正常生长条件和胁迫环境下的萌发及化感效应等方面的作用,发现内生真菌在正常萌发条件和胁迫环境中均能促进种子萌发,而在化感作用下萌发响应不一致,同时,内生真菌的侵染能显著缓解贮藏时间对种子萌发的负效应。通过对前人研究的总结,建议今后应加强对Epichlo?内生真菌促进禾草种子萌发及提高抗性生理生化等方面的研究,揭示内生真菌与禾草共生对种子萌发的影响机制,从而筛选出优良内生真菌菌株,以期利用内生真菌资源为禾草种质资源的创制开辟新途径。

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    22. 禾本科植物落粒机理研究进展
    谢文刚, 万依阳, 张宗瑜, 张俊超
    草业学报    2021, 30 (8): 186-198.   DOI: 10.11686/cyxb2020579
    摘要486)   HTML36)    PDF (3464KB)(419)    收藏

    落粒性是野生植物为有效繁衍后代、扩大种群而形成的一种适应特性,但对种子生产可造成不利影响。离区的形成、发育和降解是植物落粒的直接原因,植物激素产生促进或抑制脱落的信号,细胞壁水解酶可引起离区细胞的降解,这些过程的发生受多个基因调控,且调控网络复杂。对于种子落粒的相关研究已在水稻、小麦等农作物中深入开展,而牧草领域则相对较少。综述禾本科植物落粒研究的最新进展,以期为禾本科牧草落粒机理深入挖掘以及品种选育提供理论参考。

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    23. 不同利用方式下草地土壤理化性质及碳、氮固持研究
    张超, 闫瑞瑞, 梁庆伟, 娜日苏, 李彤, 杨秀芳, 包玉海, 辛晓平
    草业学报    2021, 30 (4): 90-98.   DOI: 10.11686/cyxb2020278
    摘要401)   HTML21)    PDF (2981KB)(416)    收藏

    为探究退化的天然草地与人工草地在土壤理化性质,碳、氮变化以及固碳效应等方面存在的差异,本研究通过野外取样与室内实验相结合的方法,在内蒙古自治区的阿鲁科尔沁旗选择具有代表性的天然草地、放牧人工草地以及刈割人工草地为研究对象,进行了实验区土壤水分含量、土壤容重、土壤微生物含量以及土壤养分的测定。通过NDVI值代表3种类型草地的生长状况,整体上看,不同利用方式下草地的生长状况为:刈割人工草地>放牧人工草地>天然草地;土壤含水量在0~20 cm从高到低为:放牧人工草地>刈割人工草地>天然草地,且差异均表现为显著(P<0.05);放牧人工草地的全碳全氮含量均为最高,在10~30 cm放牧人工草地和天然草地的全碳含量显著高于刈割人工草地(P<0.05),放牧人工草地0~10 cm的土壤全氮含量为(0.88±0.11) g·kg-1,显著高于天然草地和刈割人工草地(P<0.05);3种草地的土壤微生物量碳、氮含量的大小表现为:放牧人工草地>刈割人工草地>天然草地,且在0~10 cm 放牧人工草地的土壤微生物量氮含量为(28.45±8.30) mg·kg-1,显著高于天然草地和刈割人工草地(P<0.05);此外3种草地类型的土壤碳、氮贮量表现为:天然草地>放牧人工草地>刈割人工草地,在10~30 cm放牧人工草地和天然草地的土壤碳、氮贮量均显著高于刈割人工草地(P<0.05),放牧人工草地表现为碳、氮固持,而刈割人工草地均表现为碳、氮流失,且随着土壤深度的增加,天然草地和刈割人工草地的碳、氮贮量均呈逐渐下降的趋势。由此可见,人工草地的建立以及对草地实施播种、灌溉等合理的人为干预将有效地提高土壤质量和草地生长状况,并且一定程度上影响土壤的碳、氮固持能力。

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    24. 不同添加剂对构树青贮饲料发酵品质和蛋白质降解的影响
    吴长荣, 代胜, 梁龙飞, 孙文涛, 彭超, 陈超, 郝俊
    草业学报    2021, 30 (10): 169-179.   DOI: 10.11686/cyxb2020379
    摘要321)   HTML10)    PDF (1690KB)(414)    收藏

    本试验旨在研究不同青贮添加剂对构树青贮营养价值、发酵品质以及氮组分和蛋白酶的动态影响。晾晒1.5 h后将糖蜜添加到构树原料中作为对照组(CK),再在CK的基础上分别添加甲酸(FA)、纤维素酶(CE)和乳酸菌(LB)。分别在青贮0、3、7、15、30和45 d测定氮组分和酶活性动态变化,45 d后测其营养品质和发酵品质。结果表明:相对于CK,FA、LB和CE组的干物质、粗蛋白、乳酸和乙酸含量增加,粗纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、丙酸含量、pH和氨态氮/总氮降低(P<0.05);pH值、总氮含量、酸性蛋白酶、羧基肽酶和氨基肽酶活性随时间延长呈下降趋势,非蛋白氮、氨态氮、游离氨基酸随青贮时间延长呈逐渐上升趋势,且FA、LB和CE组在不同时间段较CK组均降低(P<0.05);肽氮含量随时间延长呈先增加后下降趋势,且FA、LB和CE组在不同时间段较CK组有所增加。结合隶属函数分析得出不同添加剂处理的构树青贮饲料综合营养价值从高到低为:LB组>CE组>FA组>CK。

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    25. 不同水分环境下玉米叶面积QTL定位及候选基因分析
    赵小强, 钟源, 周文期
    草业学报    2021, 30 (5): 103-120.   DOI: 10.11686/cyxb2020295
    摘要301)   HTML2)    PDF (4327KB)(413)    收藏

    玉米叶面积的大小及分布特征不仅影响其光合效率、蒸腾速率,而且与其耐旱性、耐密性、抗倒伏性及产量形成紧密相关。深入剖析不同水旱环境下玉米不同生育时期不同叶位叶面积的分子遗传机理对玉米耐旱高产新品种的选育具有重要意义。本研究以构建的2套F2∶3群体为试材,在8种水分环境下,采用复合区间作图法(CIM)和基于混合线性模型的复合区间作图法(MCIM)对玉米相应叶(V18时期第10片叶、R1时期穗三叶)叶面积进行单环境和多环境联合QTL分析;参考玉米基因组B73 RefGen_v3挖掘稳定表达的QTLs (sQTLs)区间内的候选基因,并对其进行功能分析。结果表明,采用CIM法,单环境下2个生育时期2套F2∶3群体间总共定位到了7个玉米相应叶叶面积QTLs,主要受显性(81.0%)、部分显性(14.3%)和超显性(4.7%)等遗传效应的调控,其中在干旱环境下定位到了5个QTLs。采用MCIM法,在2套F2∶3群体间总共检测到6个相应叶叶面积的联合QTLs,其中1个表现为显著的QTL与环境的互作(QTL×E, Bin 2.08~2.09),1对QTLs (Bin 1.08~1.10与 Bin 2.08~2.09)参与了显著的加性与加性(AA)上位性互作。结合CIM和MCIM法进一步分析在2套F2∶3群体间检测到了6个sQTLs,其分别位于Bin 1.08~1.10、Bin 2.08~2.09、Bin 4.08~4.09、Bin 6.05、Bin 8.03和Bin 10.03处,并在这些sQTLs区间内确定了12个玉米叶发育相关候选基因。采用生物信息学,总共收集了75个玉米叶发育相关候选基因,通过系统进化树分析表明,这些候选基因划分为3大进化分支,且上述检测到的12个候选基因分布于这3大进化分支上。这些结果为系统地解析玉米不同生育时期不同水旱环境下相应叶叶面积的分子遗传机理提供理论依据,检测到的sQTLs可作为叶面积改良的重要染色体区段,检测到的候选基因为其进一步克隆、功能分析及育种应用提供了信息参考。

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    26. 新疆阿勒泰地区荒漠草地土壤有机碳特征及其环境影响因素分析
    刘慧霞, 董乙强, 崔雨萱, 刘星宏, 何盘星, 孙强, 孙宗玖
    草业学报    2021, 30 (10): 41-52.   DOI: 10.11686/cyxb2020389
    摘要344)   HTML31)    PDF (7356KB)(408)    收藏

    为探究新疆阿勒泰地区荒漠草地土壤有机碳空间分布特征,采用路线调查和典型样地布设相结合的方法确定104个样地,对0~5 cm、5~10 cm、10~20 cm土层土壤有机碳含量进行测定,同时运用数量生态学和地统计学方法,揭示荒漠土壤有机碳含量及密度空间变异的影响因素。结果表明:0~20 cm荒漠土壤有机碳含量为0.98~11.80 g·kg-1、平均值为3.79 g·kg-1,土壤有机碳密度为257.57~2904.19 g·m-2、平均值为1057.49 g·m-2;随土层深度的增加,土壤有机碳含量(0~5 cm,5~10 cm,10~20 cm)及土壤有机碳密度(0~10 cm,10~20 cm)呈现降低趋势。高值区均主要集中在富蕴县北部地区,低值区主要分布在哈巴河县、布尔津县和福海县南部地区;在0~20 cm土层中,不同荒漠亚类土壤有机碳含量及密度均表现为土质荒漠>砾砂质荒漠>砾石质荒漠>沙质荒漠,且土质荒漠土壤有机碳含量、有机碳密度分别是沙质荒漠土壤的1.74、1.72倍(P<0.05);从冗余分析结果来看,各环境因子对土壤有机碳的实际解释总量为30.93%,其中植被覆盖度、土石比、根部土壤湿度是引起阿勒泰地区荒漠草地土壤有机碳变化的主导因素。总之,研究结果更新与补充了阿勒泰地区荒漠草地土壤有机碳库数据,初步阐明了有机碳变化的主导因素,为荒漠草地管理和可持续利用及碳预算提供资料支撑。

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    27. 蒙古国草地农业及对我国的启示
    黄治鹏, 黄毅, 杨全俊, 夏超, 张岩
    草业学报    2023, 32 (6): 1-15.   DOI: 10.11686/cyxb2022265
    摘要323)   HTML46)    PDF (1778KB)(407)    收藏

    蒙古国作为我国北部邻国,拥有丰富的草地资源,是世界上将草地畜牧业作为支柱产业的少数几个国家之一。本研究基于文献资料和统计数据,从制度变革、草地资源、畜牧产业发展等多个角度全面分析蒙古国草地农业发展现状,并对比分析了与中国内蒙古自治区的差异。蒙古国草地农业经历了3次制度改革,自1990年进入了转型后的草地畜牧业时期,至今仍保留草地公有、家畜私有的产权制度。在气候变化、不合理利用、农田和城市扩张以及采矿污染等影响下,草地面积不断减少,草地生态退化日趋严重。蒙古国五畜结构维持着相对稳定的状态,但区域差异较大,且家畜总量的增长率远高于内蒙古。近年来,蒙古国畜牧业从业人口老龄化问题尤为显著,畜牧业在产业结构中的地位逐步下降,产业发展体系也亟待完善。最后本研究提出蒙古国草地农业发展的相关对策,并总结了对我国草地农业发展的启示。

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    28. 青海省草地生产力变化及其驱动因素
    王亚晖, 唐文家, 李森, 赵鸿雁, 谢家丽, 马超, 颜长珍
    草业学报    2022, 31 (2): 1-13.   DOI: 10.11686/cyxb2021256
    摘要473)   HTML24)    PDF (6577KB)(391)    收藏

    近年来受到气候变化和人类活动的影响,青海省草地生产力发生明显的变化。本研究基于MOD17A3HGF.006数据产品,以草地净初级生产力(NPP)为指标,采用Sen-MK趋势分析、相关分析和残差分析等方法构建决策树,分析青海省2001-2017年草地NPP变化趋势,并探究其驱动因素的空间异质性。结果表明:1)近17年来青海省草地NPP发生显著(P<0.05)变化的面积为11.41×104 km2,其中NPP极显著(P<0.01)增加、显著(0.01≤P<0.05)增加、显著减少和极显著减少的草地分别占全省草地面积的11.88%、17.25%、0.20%和0.08%;全省草地生产力明显提高。2)草地NPP显著变化的不同主导因素类型中,气温主导的区域最大,占草地NPP显著变化面积的60.66%;其次是人类活动和人类活动+气温,分别占23.45%和9.49%;气温和人类活动是引起青海省草地NPP显著变化的主要因素。3)气温、降水和人类活动对青海省草地NPP变化的作用均以促进为主;同时,人类活动又是草地退化的主要因素,其贡献了草地NPP减少趋势区域的77.49%;而在青海省主要的生态工程区内,人类活动对草地的保护和治理成效明显。

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    29. 禾草-内生真菌人工接种技术研究进展
    李春杰, 郎鸣晓, 陈振江, 王正凤, 陈泰祥
    草业学报    2021, 30 (7): 179-189.   DOI: 10.11686/cyxb2020267
    摘要346)   HTML17)    PDF (969KB)(386)    收藏

    内生真菌侵染禾草既可提高宿主植物在群落中的竞争力,又可引起家畜中毒, 因其特殊的双重特性而受到国内外学术界的广泛关注。由于禾草内生真菌具有宿主特异性使其资源的利用开发受到限制。随着分子生物学和基因组学的发展与应用,越来越多优良的内生真菌被发现,禾草组织培养再生体系也已逐步建立,对禾草内生真菌人工接种技术的传统方法有一定程度的改进。筛选具有优良特性的内生真菌菌株,通过人工接种的方法建立既对家畜无毒又能提高宿主品质及抗性的共生体是当前和今后研究的方向与热点。对现有的禾草内生真菌人工接种技术进行了综述,发现目前主要的接种方法有:无菌苗接种法、注射接种法、愈伤组织接种法、种子接种法和成株接种法。其中无菌苗接种法技术趋于成熟而应用广泛,但该方法与注射接种法均对植物有所伤害,增加了幼苗死亡率;愈伤组织接种法潜在成功率较高,但目前成熟的组织培养再生体系建立不完全而应用较少;种子切口接种法是新的接种方法的尝试,该方法操作简便,但目前并无成功接入的范例;种子浸菌接种法对植物组织造成的物理伤害小,幼苗存活率高,能够有效提高接种成功率。通过对现有人工接种技术的研究与探讨,以期借鉴开发其他微生物人工接种方法,同时探索新的接种成功率更高、相容性更好的接种手段,拓展内生真菌在禾草的共生范围,获得更多具有优良性状的共生体。

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    30. 基于近20年MODIS NDVI日数据的青海省草地资源动态监测及其对环境因子的响应
    杨鑫, 曹文侠, 鱼小军, 汪海斌, 郝媛媛
    草业学报    2021, 30 (9): 1-14.   DOI: 10.11686/cyxb2020398
    摘要334)   HTML29)    PDF (12475KB)(383)    收藏

    草地植被遥感动态监测是明晰草地植被时空动态变化过程的重要手段,是探索植被对环境因子响应规律的有效依据。以MOD09GA为数据源,采用最大值合成、一元回归趋势分析、相关性分析等方法,分别从日、旬、月和年尺度探究了2000-2019年青海省草地植被归一化植被指数(NDVI)时空动态变化过程及其与环境因子(海拔、坡度、坡向、气温和降水)的响应关系,以期为黄河流域源头生态保护和高质量发展提供理论依据。结果表明:1)草地植被NDVI逐日变化趋势稳定;旬际波动以2010年为顶点,先增后减但整体向好,且返青期提前、最大值日期集中且推后;草地植被长势变好,生长期延长;多年平均NDVI从西北向东南逐渐升高。2)草地质量自东南向西北递减,优质草地以4500~5000 m为中心向两侧递减,普通草地随海拔增高先减后增再减,退化草地随海拔升高逐渐减少;各级草地面积随坡度增大及阴坡→阳坡→半阴半阳的坡向逐渐减小。3)2000-2015年降水及气温均上升,且气温上升更明显;降水和气温分别呈现自东南向西北递减和南北低中部高的格局;NDVI与降水相关性高于气温6.76%。

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    31. 基于转录组学比较研究甜高粱幼苗响应干旱和盐胁迫的生理特征
    王志恒, 魏玉清, 赵延蓉, 王悦娟
    草业学报    2022, 31 (3): 71-84.   DOI: 10.11686/cyxb2020557
    摘要364)   HTML28)    PDF (9009KB)(375)    收藏

    探究甜高粱响应干旱与盐胁迫的生理学差异及其分子机制,分析甜高粱在干旱和盐胁迫下的不同基因调控机制和代谢通路,可为饲草作物甜高粱抗逆栽培和育种提供依据。以辽甜1号甜高粱幼苗为材料,使用10%的PEG-6000和0.9%的NaCl模拟中度干旱和盐胁迫,胁迫2和7 d时进行光合气体交换参数、内源激素含量、有机渗透调节物质含量和抗氧化物酶活性测定,同时对幼苗叶片进行转录组测序及生物信息学分析,采用 qRT-PCR 方法对测序结果进行验证。结果表明:与对照相比,干旱和盐胁迫均显著影响甜高粱幼苗叶片生理指标的变化,但盐胁迫对甜高粱幼苗叶片光合参数和内源激素生长素、细胞分裂素含量抑制程度均高于干旱胁迫,可溶性糖含量在干旱胁迫下显著高于盐胁迫,抗氧化物酶活性和脱落酸含量低于盐胁迫,说明甜高粱对干旱和盐胁迫响应的生理机制不同;利用转录组测序技术鉴定出甜高粱叶片在处理2 d时,干旱和盐胁迫下分别有922和2047个上调基因以及975和1714个下调基因,处理7 d时分别鉴定到157和795个上调基因以及54和722个下调基因;同时鉴定出40个干旱胁迫响应基因和493个盐胁迫响应基因,基于GO富集分析发现甜高粱幼苗在干旱和盐胁迫下响应基因均显著富集于植物逆境响应相关通路,KEGG富集分析发现,干旱胁迫响应基因显著富集于内质网加工和剪切体代谢通路,盐胁迫响应基因显著富集在植物激素信号转导代谢通路;对光合作用、植物激素信号转导、抗氧化物酶和淀粉与蔗糖代谢通路相关差异基因进行分析发现,这些差异基因的表达模式与生理指标变化趋势吻合。因此,甜高粱在转录水平上对盐胁迫的适应稳态落后于干旱胁迫,中度胁迫下甜高粱幼苗对盐胁迫的耐受性要低于干旱胁迫,可溶性糖在甜高粱幼苗抵御干旱胁迫中发挥重要作用,植物激素信号转导和抗氧化物酶活性变化的共同调控是甜高粱幼苗对抗盐胁迫的关键。

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    32. 紫花苜蓿形态和生理指标响应干旱胁迫的品种特异性
    臧真凤, 白婕, 刘丛, 昝看卓, 龙明秀, 何树斌
    草业学报    2021, 30 (6): 73-81.   DOI: 10.11686/cyxb2020506
    摘要431)   HTML25)    PDF (2175KB)(371)    收藏

    为研究紫花苜蓿在叶片和根系水平上响应干旱胁迫的形态和生理的品种特异性规律,在温室内分析了干旱胁迫下WL363HQ和巨能7紫花苜蓿株高、分枝数、生物量及叶片和根系中丙二醛(MDA)、脯氨酸、抗氧化酶类物质、C、N含量、C/N、稳定性C同位素(δ13C)和稳定性N同位素(δ15N)。结果表明:干旱胁迫显著降低了供试品种地上部分和根系的干重及分枝数(P<0.05)。干旱胁迫显著降低了巨能7的株高(P<0.05),但增加了巨能7的根冠比,而WL363HQ的结果与之相反,这说明干旱胁迫下供试品种的株高和根冠比具有品种特异性的规律。干旱胁迫增加了WL363HQ和巨能7叶片和根系中MDA和脯氨酸的含量及抗氧化酶物质的活性,且在器官水平也具有品种特异性规律。干旱胁迫下巨能7叶片的MDA含量显著增加(P<0.05),而在WL363HQ根系中的MDA含量也显著增加(P<0.05)。干旱胁迫下WL363HQ叶片脯氨酸含量、POD和SOD活性,及根系SOD的活性均显著增加(P<0.05),而巨能7仅叶片SOD活性,根系脯氨酸含量、POD活性显著升高(P<0.05)。尽管干旱胁迫对供试品种叶片和根系C、N含量无显著影响(P>0.05),但干旱胁迫显著提高了WL363HQ和巨能7紫花苜蓿根系的δ13C(P<0.05),且WL363HQ叶片的δ15N均显著高于巨能7(P<0.05)。此外,干旱胁迫均显著提高了巨能7叶片和根系的C/N(P<0.05)。干旱胁迫下供试品种C、N代谢参数并没有在叶片和根系中表现出较为明显的品种特异性规律,深层次的机制还有待进一步研究。本研究结果将为进一步掌握紫花苜蓿叶片和根系协同抗旱机制及抗旱丰产紫花苜蓿新品种的选育提供理论依据。

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    33. 蒲公英和车前草在山东境内的春季物候特征及对气候变化的响应
    郭文慧, 顾润源, 丁锋
    草业学报    2021, 30 (12): 27-38.   DOI: 10.11686/cyxb2020471
    摘要330)   HTML15)    PDF (4152KB)(365)    收藏

    基于2000-2015年山东省对蒲公英和车前草物候及气象观测资料,利用正交经验函数、相关分析、偏最小二乘回归研究了蒲公英及车前草在山东境内的春季物候变化特征及其对气候变化的响应规律。结果表明:1)2000-2015年蒲公英与车前草春季萌动与展叶总体表现为推迟的趋势且半岛沿海站点表现更明显,开花始期的年际变化具有局地性。2)冬季平均气温、2月平均气温升高会极显著促进两种植物的萌动、展叶。1月累积降水量与两种植物的萌动、展叶、开花始期总体显著负相关。鲁东地区两种草本植物的萌动、展叶与冬季日照时长显著负相关。在开花始期,除了冬季热量累积之外,从鲁东到鲁西3月平均气温及活动积温的影响逐渐加强,车前草表现更为明显。3)蒲公英与车前草偏最小二乘物候回归模型拟合结果表明,在萌动、展叶始期,2月平均气温、冬季平均气温、冬季0 cm平均地表温度、冬季正积温VIP值均大于1。在开花始期, 3月平均气温、3月活动积温、冬季平均气温、冬季0 cm平均地表温度在所有地区VIP值均大于1。

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    34. 天山北坡典型草地施肥阈值及不确定性分析
    韩其飞, 尹龙, 李超凡, 张润钢, 王文彪, 崔正南
    草业学报    2024, 33 (1): 19-32.   DOI: 10.11686/cyxb2023097
    摘要98)   HTML14)    PDF (3820KB)(364)    收藏

    在全球气候变化的背景下,干旱半干旱区草地作为陆地生态系统中重要且非常脆弱的组分之一,显现出一系列生态问题。探究气候变化及人类活动对于该区草地生态系统净初级生产力(NPP)的影响,对于合理利用自然资源,保持农牧业可持续发展具有重要的意义。施肥作为促进作物生长的一种方式,合理施肥也可以提高退化草地的NPP。基于此,本研究拟以天山北坡沿海拔梯度分布的4种草地类型:高山草甸(AM)、中山森林草甸(MMFM)、低山干草原(LMDG)和平原荒漠草原(PDG)为研究对象,基于反硝化-分解模型(DNDC)分析该区典型草地生态系统净初级生产力对施加不同氮肥的响应,并揭示施肥阈值及最优施肥方式。结果表明:1)适度氮肥添加促进了各个类型草地生态系统NPP的增长,但草地NPP对施肥量的响应存在阈值,且不存在适用于4种草地类型的统一最优施肥方式。LMDG草地生态系统对施氮肥的响应最敏感。2)PDG草地NPP达到最大的施肥方式为一年分两次施加100 kg·hm-2硝酸盐,NPP的最大值为68.72 g C·m-2·a-1。LMDG草地NPP最大的施肥方式为一年分两次施加尿素260 kg·hm-2,NPP的最大值为263.28 g C·m-2·a-1。MMFM草地生态系统达到NPP最大的施肥方式为一年一次施尿素80 kg·hm-2,NPP的最大值为171.22 g C·m-2·a-1。无水氨作为在AM草地中反应最好的氮肥,以最小的施肥量(60 kg·hm-2)达到了NPP的最大值(114.62 g C·m-2·a-1)。3)通过蒙特卡洛不确定分析的结果显示,施肥时间对PDG和LMDG的影响更为明显,施肥量波动对LMDG和MMFM的影响较其他两种草地更为明显。

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    35. 苜蓿属物种分类研究进展
    刘志鹏, 任广朋
    草业学报    2022, 31 (11): 191-203.   DOI: 10.11686/cyxb2021426
    摘要480)   HTML24)    PDF (736KB)(363)    收藏

    结合物种的多个概念,综述了国内外苜蓿属植物分类的意义和混乱的现状,统计了我国13个苜蓿属物种的名称和特性,详细总结了全球约90个苜蓿属物种的名称、生活型、染色体数目、授粉方式和自然分布等,以及苜蓿属内14个组和10个亚组的划分、不同物种间的分子进化关系、苜蓿属的地理起源,并进一步解释了紫花苜蓿复合体内部不同亚种之间的遗传关系。提出了在深入理解物种概念的基础上鉴定苜蓿属物种的方法,建议广泛收集全球苜蓿属种质资源,采用分子进化等手段进一步理清苜蓿属内组间和物种间的进化关系,以期为今后的苜蓿属植物分类和紫花苜蓿杂交育种提供参考。

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    36. 青藏高原退化草地的恢复潜势研究
    王瑞泾, 冯琦胜, 金哲人, 刘洁, 赵玉婷, 葛静, 梁天刚
    草业学报    2022, 31 (6): 11-22.   DOI: 10.11686/cyxb2021164
    摘要264)   HTML31)    PDF (8568KB)(359)    收藏

    近年来青藏高原高寒草地生态系统整体上呈现改善的状态,但仍有部分草地存在不同程度的退化,对青藏高原草地现状及恢复潜势进行评估对于青藏高原退化草地恢复政策的制定具有重要意义。基于2001-2019年气象数据与MODIS遥感影像,选用CASA模型和Thornthwaite Memorial模型分别计算了青藏高原现实净初级生产力(actual net primary productivity,NPP)和潜在净初级生产力(potential net primary productivity,PNPP),并以其差值评估草地恢复潜势,主要结论如下:1)2001-2019年青藏高原NPP呈现东南部高,西北部低的分布特征;青藏高原草地持续恢复区域占40.98%,持续稳定区域占12.72%,而持续退化区域仅占3.47%,青藏高原草地整体以可持续的恢复状态为主。2)2001-2019年青藏高原潜在净初级生产力最大值(maximum potential net primary productivity,PNPPm)呈现明显东南与西南部高,北部偏低的空间分布格局。各草地类型PNPPm多在1000 g C·m-2左右。3)2001-2019年青藏高原草地恢复潜势呈现西南与东南部较高,北部偏低的分布情况。由此可见日喀则地区、阿里南部地区、阿坝藏族羌族自治州以及甘南藏族自治州等地的草地具有较高的恢复价值,在这些地区开展草地恢复的前景更好。研究结果为青藏高原退化草地恢复政策的制定提供科学与理论支撑,对指导青藏高原草地保护与生态系统恢复具有重要意义。

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    37. 绿肥不同还田方式对土壤温室气体排放的影响
    张学良, 张宇亭, 刘瑞, 谢军, 张建伟, 徐文静, 石孝均
    草业学报    2021, 30 (5): 25-33.   DOI: 10.11686/cyxb2020431
    摘要371)   HTML15)    PDF (1771KB)(355)    收藏

    为探究不同绿肥在翻压和覆盖两种还田方式下引起的温室气体排放及对土壤微生物量碳氮的影响。采用室内培养试验,设置光叶苕子翻压(VB)、光叶苕子覆盖(VS)、黑麦草翻压(RB)、黑麦草覆盖(RS)和无绿肥(CK) 5个处理,测定土壤CO2、N2O、CH4浓度和微生物量碳(MBC)和微生物量氮(MBN)含量,分析了土壤温室气体的排放速率、累积排放量以及综合增温潜势。结果表明,绿肥还田显著提高了土壤CO2、N2O的排放,不同还田方式(翻压与覆盖还田)及不同绿肥品种对CO2、N2O排放的影响存在显著差异。覆盖还田较翻压还田显著降低了CO2、N2O排放。培养期内绿肥覆盖处理CO2的排放速率和累积排放量比翻压处理降低17.07%~18.55%和8.15%~9.79%;N2O的排放速率和累积排放量降低22.91%~38.35%和17.97%~34.39%。在相同还田方式下,不同绿肥品种显著影响了CO2、N2O排放,豆科绿肥还田引起的CO2、N2O累积排放量比禾本科绿肥高8.87%~10.85%和21.90%~52.42%。各处理土壤温室气体的排放与土壤微生物量碳、微生物量氮(MBC、MBN)含量呈显著正相关,绿肥翻压还田显著提升了MBC、MBN含量,比覆盖还田高21.42%~40.52%和28.22%~34.23%。综上,绿肥覆盖还田比翻压还田更能有效减少土壤温室气体的排放,且有利于保护生态环境和节约人工成本,但是对作物生长及产量的影响有待田间试验验证。

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    38. 不同苜蓿品种混播和播种量对牧草产量及品质的影响
    李满有, 李东宁, 王斌, 李小云, 沈笑天, 曹立娟, 倪旺, 王腾飞, 兰剑
    草业学报    2022, 31 (5): 61-75.   DOI: 10.11686/cyxb2021109
    摘要363)   HTML43)    PDF (1454KB)(352)    收藏

    以紫花苜蓿品种‘巨能7’、‘三得利’为供试材料,采用混播方式(‘巨能7’单播,‘巨能7’与‘三得利’同行混播,‘巨能7’与‘三得利’间行混播)和播种量(13.5、18.0、22.5 kg·hm-2)二因素随机区组设计,探究了干旱地区滴灌条件下混播方式和播种量对2017-2019年紫花苜蓿产量及品质的影响,并利用主成分分析方法(principal component analysis, PCA)进行综合评价,以期得到紫花苜蓿适宜混播方式和播种量。结果表明,混播方式和播种量对2017-2019年苜蓿平均株高、一级分枝数、干草产量、粗灰分、中性洗涤纤维含量和相对饲喂价值影响显著(P<0.05),而对鲜干比、叶茎比、酸性洗涤纤维和粗蛋白含量影响不显著。其中,‘巨能7’与‘三得利’同行混播、播种量为18.0 kg·hm-2时苜蓿干草产量显著高于间行混播、播种量为22.5 kg·hm-2组合,高达16.79 t·hm-2;‘巨能7’与‘三得利’同行混播、播种量为18.0 kg·hm-2时苜蓿相对饲喂价值为156.87,仅次于同行混播、播种量为13.5 kg·hm-2组合。经PCA综合分析,‘巨能7’与‘三得利’同行混播、播种量为18.0 kg·hm-2时苜蓿综合表现最好,可在宁夏引黄灌区推广应用。

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    39. 2000-2019年青海地区植被总初级生产力遥感估算及时空变化分析
    林小丁, 常乐, 冯丹
    草业学报    2021, 30 (6): 16-27.   DOI: 10.11686/cyxb2020354
    摘要415)   HTML33)    PDF (6132KB)(349)    收藏

    青海作为三江源所在地,监测其生态系统变化对我国的生态文明建设具有战略意义。植被总初级生产力(GPP)是陆地生态系统碳循环的重要组分。采用MODIS卫星遥感数据和土壤背景校正NIRv模型,结合3个地面站点的通量观测数据,估算了2000-2019年青海地区的GPP,并结合土地利用数据和气象数据分析了其时空分异特征及对气候变化的响应。结果表明:1)土壤背景校正NIRv模型估算的青海地区GPP与地面实测GPP数据呈良好线性关系(R2=0.91, P<0.001),相较于MODIS GPP产品,估算的GPP在青海地区更具有适用性。2)2000-2019年青海地区植被GPP多年平均值为140.5 Tg C·yr-1,年均GPP整体处于上升趋势,年增长率为1.25 Tg C·yr-1 P<0.05)。3)青海地区GPP空间分布呈由西向东显著增加趋势,不同植被类型的GPP值年际变化表现出较大差异。4)整体上,年均气温与GPP变化的相关性高于平均降水量,气象因素对不同植被GPP的影响存在明显空间异质性。

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    40. 基于多源遥感数据提高山地森林识别精度——以祁连山国家公园肃南县段为例
    宋洁, 刘学录
    草业学报    2021, 30 (10): 1-14.   DOI: 10.11686/cyxb2020496
    摘要275)   HTML204)    PDF (3575KB)(348)    收藏

    本研究旨在探索一种基于多源遥感数据的提高山地森林识别精度的方法。以祁连山国家公园肃南县段为实验区,结合ICESat/GLAS(geoscience laser altimeter system )星载激光雷达数据、Landsat OLI影像、Google Earth高分辨率影像、DEM数据以及样地调查数据,综合利用各数据提供的垂直结构、光谱、季相和地形特征探索基于多源遥感数据的山地森林识别精度提升方法。结果表明:1)将经过地形校正后的GLAS数据提取的垂直结构信息与光谱信息结合能够提高山区复杂地形条件下森林范围识别的精度,相比仅依据光谱特征进行分类,依据光谱及垂直结构综合特征分类时其总体分类精度提高了10.67%。2)地形信息的加入能够尽量全面的考虑到不同地形特征上各森林类型的不同光谱特征,从而提升森林类型的识别精度,且就本研究区域而言,加入坡向信息比海拔信息更能够提高森林类型的分类精度。3)多源多时相遥感影像提供的季相特征能够对不同森林类型的分类提供帮助,而不同的波段组合对分类精度几乎没有影响。 研究对探索低成本、高时效、操作方便并具有一定精度保证的山地森林识别方法具有一定的借鉴意义。

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