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2014年 第23卷 第2期    刊出日期：2014-04-20

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研究论文

宁夏盐池牧草返青期预测及生产潜力初步分析

段晓凤,张磊,卫建国,朱永宁,杨洋,金飞

2014, 23(2):  1-8.  DOI: 10.11686/cyxb20140201

摘要 ( 262 )   PDF (1399KB) ( 476 )  

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为寻求合理有效的防治对策,进一步发展我区草地畜牧业生产,保持草原生态环境平衡和良性发展、控制水土流失,开发气候资源,实现草地资源的可持续利用,改善生态环境等,通过探寻宁夏代表性天然牧草(禾本科、豆科)的返青指标,运用SPSS数据分析软件建立返青期预测回归模型;运用迈阿密模型和Tharnthwaite Memorial模型计算牧草气候生产潜力。结果表明,禾本科牧草返青期为五日滑动平均气温稳定通过0℃初日后11～17 d;豆科牧草返青的日期范围为预测日期的前4 d到后6 d;光合生产潜力的温度衰减幅度较小,而水分衰减幅度较大,水分是牧草气候生产潜力的主要限制因子;牧草返青呈现逐年提早趋势,气候生产潜力随着时间的发展有略微增加,符合气温升高、降水略微增加的气候变化趋势。

青藏高原高寒草原生态系统土壤碳磷比的分布特征

王建林,钟志明,王忠红,余成群,沈振西,张宪洲,胡兴祥,大次卓嘎

2014, 23(2):  9-19.  DOI: 10.11686/cyxb20140202

摘要 ( 564 )   PDF (1849KB) ( 788 )  

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利用67个样点数据,研究了青藏高原高寒草原土壤碳磷比的分布特征。结果表明,1)土壤碳磷比的平均值为24.45,变化幅度为1.05～177.69。在水平方向上,土壤碳磷比呈现出西北高东南低的总体态势和斑块状交错分布的格局,高值区主要集中在藏北高原腹地和喜马拉雅北麓湖盆区,不同草地型和不同自然地带土壤磷含量差异显著; 2)19个草地型不同土层(0～10 cm,10～20 cm,20～30 cm,30～40 cm)碳磷比的平均值分别为26.15,33.59,30.33和22.76,表土层(10～20 cm)与底土层(30～40 cm)碳磷比差异显著。土壤剖面自上而下,碳磷比可分为低－高－低－高型、低－高－低型、高－低－高－低型、高－低－高型和由高到低型等5个类型; 3)土壤碳磷比与植被盖度、植被高度、20～30 cm土壤容重、10～20 cm土壤含水量、30～40 cm土壤含水量、HCO₃^-含量呈显著正相关关系,而与≥10℃年积温、年均相对湿度、10～20 cm地下生物量、0～10 cm土壤容重、0～10 cm土壤含水量、速效钾、有机质、总有机碳、水解性碳含量呈显著负相关关系。

放牧强度对草甸植物小叶章及土壤化学计量比的影响

张婷,翁月,姚凤娇,史印涛,崔国文,胡国富

2014, 23(2):  20-28.  DOI: 10.11686/cyxb20140203

摘要 ( 377 )   PDF (1190KB) ( 645 )  

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本试验在不同放牧强度下,通过分析东北三江平原小叶章草甸的优势植物和土壤的碳氮磷养分及化学计量比,探讨放牧对生态系统化学计量学特征和养分循环速率的影响机制。试验结果表明,1)随着放牧强度的增加,小叶章活体与立枯物的全氮、全磷含量也随之增加,放牧使小叶章叶的全氮含量明显增加,而茎的变化不显著;0～10 cm土层根系的全碳、全氮、全磷变化比10～20 cm的更敏感;放牧降低了土壤全碳的含量,土壤表层的全氮含量随放牧强度的增加呈先增加后降低的趋势,且以重牧区为最小。2)在6-8月份小叶章全株及叶的C/N值随着放牧强度的增加先降低后升高,且在中牧区降为最小值,茎的C/N值受放牧的影响变化规律不明显,只有在8月份中牧区表现为最小值;3)放牧主要影响土壤表层的理化性状以及所含根系的元素含量,7-9月份随着放牧强度的增加,0～10 cm土壤的C/N值降低;7,8月份0～10 cm土层根系的的C/N值随着放牧强度的增加先降低后升高,且在中牧区为最小值,而N/P值却在中牧区为最大值。

甘肃岷县野生当归资源分布特点及其与栽培当归生长特性的比较研究

赵锐明,陈垣,郭凤霞,汪洋,张尚智,王瑞琪

2014, 23(2):  29-37.  DOI: 10.11686/cyxb20140204

摘要 ( 423 )   PDF (1587KB) ( 613 )  

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通过踏查和实地样方调查相结合的方法,对甘肃岷县野生当归资源进行全面普查,旨在揭示该生态区野生当归资源分布特点、药材储量及其与栽培当归的差异性。结果表明,首次在甘肃岷县寺沟乡马烨林场石台山、马坞乡繁荣村4社和马坞乡沙金村上十子等3处阔叶林样地及附近发现野生当归居群,均属于马烨、马沿林牧区,分布面积约为17.9 km²,药材储量约为1094.9 kg。野生当归除株高、根色和大小以及茎色等与栽培当归有一定的差异外,其他植物学特征与栽培当归基本一致。与栽培当归相比,野生当归植株的叶片数、株高、地上部鲜重、根粗、根鲜重和根干重等生长指标均显著低于栽培当归,分别为栽培当归的64.7%,64.5%,47.6%,28.6%,26.2%和38.1%。栽培当归中,麻口病的发病率为17.5%,其他病害发病率为5.0%,而野生当归中,未发现麻口病和其他病害。以上结果说明,尽管野生当归生产性能低于栽培当归,但野生当归具有较强的抗病性,是当归抗病新品种选育的宝贵基础材料,保护和发掘利用野生当归种质资源(尤其是道地产区的野生资源)显得至关重要。建议有关部门将岷县野生当归分布区域尽快加以保护。

准噶尔荒漠6种类短命植物生物量分配与异速生长关系

陶冶,张元明

2014, 23(2):  38-48.  DOI: 10.11686/cyxb20140205

摘要 ( 374 )   PDF (2233KB) ( 487 )  

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类短命植物是我国荒漠植物区系中重要而独特的组成部分。准噶尔荒漠是类短命植物在中亚干旱区分布的最东端。目前关于类短命植物生物量分配及异速生长关系的研究较少。选择了百合科的小山蒜、棱叶韭、粗柄独尾草、黑鳞顶冰花、伊犁郁金香以及菊科的细叶鸦葱共6种植物作为研究对象,对比研究了其生物量分配及异速生长关系的异同。结果表明,6种类短命植物单株总生物量在0.628～21.144 g之间,根冠比在0.355～3.066之间,叶片生物量比例在0.092～0.289之间,繁殖分配比例在0.111～0.649之间。6种植物用于繁殖器官和光合器官的生物量分配各不相同,表明不同科、不同属及同属不同种之间的生物量大小及器官分配比例无一致规律。大部分物种根冠比随个体增大而显著下降,而繁殖分配则呈显著的异速增加的趋势。6种植物器官生物量间(共45对)大部分(40对)表现为等速生长关系(即异速生长指数为1),而且地上与地下生物量间及叶片与地下生物量间还各自具有共同的异速生长指数(分别为0.8764和0.8585),表现出强烈的功能趋同性。但6个物种间没有出现完全一致的相关生长关系,这可能归因于由系统分类地位决定的遗传特性的差异。

新疆阿勒泰平原荒漠罗布麻种植区的生态效益评价

平晓燕,林长存,白宇,刘起棠,卢欣石

2014, 23(2):  49-58.  DOI: 10.11686/cyxb20140206

摘要 ( 352 )   PDF (2002KB) ( 657 )  

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气候变化、过度放牧和盲目开垦等不合理的人类活动,导致了新疆阿勒泰地区的植被退化和生态系统服务功能的减弱。为改善新疆阿勒泰地区的生态环境,本文选取在盐碱地和荒漠生境中生长良好的罗布麻为研究对象构建灌草复合系统,基于野外调查取样和室内分析方法,以平原荒漠区的原生植被为对照,对比分析1年和2年生罗布麻种植区与平原荒漠区的固碳增汇、防风固沙和水土保持等生态系统服务功能。结果表明,罗布麻植株相比对照平原荒漠的优势植物无叶假木贼,能显著提高植被的净光合速率和水分利用效率。2年生和1年生罗布麻样地的固碳量相比对照平原荒漠,分别增加了23.21%和21.56%;土壤风蚀模数分别降低了70.87%和88.72%,差异均显著;土壤可蚀性K值相比对照平原荒漠分别降低了13.50%和18.33%。本研究证明在新疆阿勒泰平原荒漠区种植罗布麻,构建灌草复合系统,能显著改善研究区的群落结构,提高植被的水分利用效率,增强平原荒漠区的生态系统服务功能,能很好地实现阿勒泰地区生态效益和经济效益的双赢。

割草机土壤压实与苜蓿产量相关性研究

高爱民,吴劲锋,戴飞,张锋伟,韩正晟

2014, 23(2):  59-65.  DOI: 10.11686/cyxb20140207

摘要 ( 302 )   PDF (1435KB) ( 358 )  

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通过田间试验研究了HW320型割草机压地1~10遍过程中的苜蓿地土壤压实问题,分析了土壤体积密度、土壤坚实度与苜蓿产量的相关性。研究表明,苜蓿地机械碾压引起了不同深度土壤体积密度与土壤坚实度的增加,土壤体积密度与压实次数的对数lg N成正比,压实引起了苜蓿减产。随压实次数变化,土壤体积密度与苜蓿产量成负相关关系,可用二次方程表示。土壤坚实度与苜蓿产量成负相关关系,0～20 cm土层土壤坚实度与苜蓿产量的相关度高,可用二次方程表示。

硒锌与富啡酸配施对紫花苜蓿产量、营养成分及氨基酸组成的影响

田春丽,介晓磊,刘巘,刘芳,郭孝,胡华锋,刘世亮

2014, 23(2):  66-75.  DOI: 10.11686/cyxb20140208

摘要 ( 322 )   PDF (1300KB) ( 482 )  

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采用大田小区试验方法,通过播前基施硒、锌微肥和富啡酸,研究了硒锌和富啡酸配施对紫花苜蓿产量、营养成分及氨基酸组成的影响。结果表明:在统一施用氮磷钾的基础上,适量硒锌或富啡酸的施用均可提高紫花苜蓿干草产量,且以两者配施效果最好,产量达16.28 t/hm²,显著(P<0.01)高于对照,增幅为42.43%;施用硒锌混合微肥或富啡酸均可显著提高紫花苜蓿硒、锌含量及积累量;硒锌和富啡酸配施极显著提高了紫花苜蓿粗蛋白含量和粗灰分含量,而对粗脂肪、粗纤维和无氮浸出物含量影响不显著,三者配施显著提高了氨基酸总量及缬氨酸(Val)、亮氨酸(Leu)以及赖氨酸(Lys)等3种必需氨基酸(EAA),同时提高了非必需氨基酸(NEAA)中的天门冬氨酸(Asp)、精氨酸(Arg)、组氨酸(His)和酪氨酸(Tyr),其他氨基酸变化不明显。因此,适量硒锌与富啡酸配施有利于增加苜蓿干草产量、营养成分、必需氨基酸含量和氨基酸总量,改善紫花苜蓿品质。

地下水埋深对塔里木河下游建群种植物叶片δ¹³C值的影响

任志国, 陈亚鹏,李卫红,刘树宝

2014, 23(2):  76-82.  DOI: 10.11686/cyxb20140209

摘要 ( 283 )   PDF (1771KB) ( 318 )  

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通过对塔里木河下游不同地下水埋深梯度下胡杨和柽柳叶片δ¹³C值的测定,分析了地下水埋深变化对胡杨和柽柳的长期水分利用效率的影响,为塔里木河下游退化生态系统植被保育和恢复提供科学依据。研究结果表明,随着地下水埋深从2.4 m增加到9.1 m,胡杨叶片δ¹³C值呈现出先升后降的趋势,且在9.1 m处胡杨很可能是通过减少地上生物量的方式来适应加剧的干旱;而柽柳叶片δ¹³C值则随着地下水埋深的增加而逐渐增加,其水分利用效率不断增加,且对地下水埋深变化的适应宽度也较大。对比同一地下水埋深下胡杨和柽柳叶片的δ¹³C值发现,随着地下水埋深不断增加,胡杨的抗旱性比柽柳的弱;对比不同地下水埋深的植物叶片的δ¹³C值发现,胡杨在不同的地下水埋深采取不同的策略适应干旱环境,而柽柳在不同的地下水埋深则通过增加水分利用效率来抵御加剧的干旱。

踩踏对亚热带沟叶结缕草草坪冬季休眠期土壤呼吸的影响

熊莉,徐振锋,吴福忠,杨万勤,殷睿,李志萍,倪祥银,熊海涛

2014, 23(2):  83-89.  DOI: 10.11686/cyxb20140210

摘要 ( 355 )   PDF (1551KB) ( 358 )  

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随着城市化进程加快,城市绿地也在迅速扩张,人为踩踏是城市绿地重要干扰因素,其可能对草坪土壤呼吸产生显著影响,进而影响城市草坪碳循环。因此,在典型亚热带沟叶结缕草草坪内选取人为踩踏和对照处理,采用Li-8100土壤碳通量分析仪对冬季结缕草草坪土壤呼吸速率进行动态连续测定。结果表明,亚热带沟叶结缕草草坪冬季休眠期土壤呼吸动态呈单峰曲线,先降低后升高;人为踩踏显著降低了沟叶结缕草草坪休眠期土壤呼吸速率和土壤呼吸温度敏感性(Q₁₀);休眠期土壤呼吸速率主要受温度控制,而与土壤水分无关;试验期间,踩踏平均使土壤呼吸速率下降53.6%;踩踏引发的土壤物理特性和植物生长的变化综合作用而导致沟叶结缕草草坪土壤呼吸速率下调。

荒漠草原弃耕恢复草地土壤与植被的RDA分析

王兴,宋乃平,杨新国,陈林,刘秉儒,曲文杰,杨明秀,肖绪培

2014, 23(2):  90-97.  DOI: 10.11686/cyxb20140211

摘要 ( 451 )   PDF (1459KB) ( 677 )  

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土壤质量变劣是沙化的本质, 核心内容为土壤物质流失, 理化性质和生物特性退化, 以及土体构型的变化。弃耕前土壤沙化程度和性质对弃耕地植被恢复进程、演替方向等产生重要影响。为了深入认识弃耕恢复草地不同覆沙厚度条件下,土壤环境因子和植物之间的关系,以宁夏盐池荒漠草原弃耕恢复草地为研究对象,应用冗余分析(redundancy analysis RDA),研究弃耕恢复草地随地表覆沙厚度在空间上的连续变化,植被分布及其多样性变化与主要土壤因子间的关系。结果表明,1)随着覆沙厚度的增加植被由达乌里胡枝子群落向苦豆子群落转变;达乌里胡枝子的重要值由0.334降低到0.104,苦豆子的重要值由0增加到0.404。2)植物群落物种多样性指数从0.32增加到0.79,丰富度指数从0.13增加到0.40,均匀度指数从0.11增加到0.22。3)对弃耕地植物群落分布及其物种多样性变化有显著影响的主要土壤环境因子分别为碳酸钙和全盐(0~10 cm)、碳酸钙(10~40 cm)。表层土壤碳酸钙含量的变化表征了地带性灰钙土的沙化程度和退化阶段,弃耕恢复草地当前植物分布格局的形成主要还是特定土壤退化状态约束下物种随机扩散竞争的适应性结果,覆沙厚度所决定的表层土壤环境因子的直接或间接作用是主要的决定因子,土壤养分对植被的直接作用尚未充分体现。

基于温度植被干旱指数的广东省旱情动态监测

王莺,王劲松,姚玉璧,赵福年

2014, 23(2):  98-107.  DOI: 10.11686/cyxb20140212

摘要 ( 516 )   PDF (2407KB) ( 385 )  

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广东省饱受季节性干旱的困扰,开展遥感旱情监测工作具有重要的现实意义。利用MODIS数据构建温度植被指数特征空间,采用线性拟合的方法提取干湿边,计算广东省2011年温度植被干旱指数(TVDI),以该指数为依据分析了广东省旱情的时空分布,得到了以下主要结论:1)随着EVI的增加,陆地表面最大温度减小,最大地表温度和最小地表温度差值呈减小趋势,且地面温度的最大和最小值与EVI呈近似线性关系。EVI-T_S特征空间的季节变化明显,随着温度降低,EVI-T_S特征空间明显萎缩。随着年内温度的变化,EVI-T_S特征空间的干湿边截距也发生相应变化,即冬季截距较小,夏季截距较大。2)2011年广东省的冬旱非常严重,春季和秋季也有一定程度的干旱。其冬旱和春旱的地域分布相似,均呈现自北向南逐渐加重的趋势,且沿海地区重于内陆。秋旱的地区分布特点与冬春旱相反,大致呈自南向北逐渐加重的趋势。结合广东省历史气象资料对干旱监测结果进行评价,结果表明遥感监测结果与实际旱情较吻合。3)比较了TVDI与土壤湿度的相关性,结果表明TVDI可以体现土壤湿度状况,两者呈负相关关系。将TVDI和主要气象因子做了相关性分析,从结果可以看出,TVDI与降水量、温度和相对湿度间都呈负相关关系。从相关系数来看,TVDI与降水量之间的相关性最高。从气象站尺度来说,TVDI对降水的变化是敏感的,即连续降水可导致TVDI值下降,旱情得到缓解;持续无降水可使TVDI值增加,旱情加重。

青海省三江源牧区雪灾综合风险评估

王世金,魏彦强,方苗

2014, 23(2):  108-116.  DOI: 10.11686/cyxb20140213

摘要 ( 260 )   PDF (2467KB) ( 647 )  

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本研究采用Logistic回归方法,以ArcGIS和SPSS软件为工具,选取2010年冬春季平均雪深、积雪日数、雪灾重现率、坡度、牲畜密度、冬春超载率、产草量、地区GDP和农牧民纯收入9项雪灾风险因子,建立了三江源地区雪灾综合风险评估Logistic回归模型,并对其进行了风险评价与区划。结果显示,1)1960-1980年,三江源地区冬春季雪灾发生频次处于一较长时期的低值期。1980以后,雪灾频率呈增加态势,期间雪灾频次占59年来雪灾总数的62%。在空间分布上,雪灾主要集中在三江源地区东南部一带。2)回归模型系数中,平均雪深、雪灾重现率、产草量和牲畜密度因子对雪灾影响程度占有绝对权重,其回归系数分别为2.17,1.38,1.27和0.92,而农牧民人均纯收入的影响程度则最低。3)2010年,三江源地区雪灾极高风险区主要集中在巴颜喀拉山南部的玉树、称多、杂多和囊谦县,以及巴颜喀拉山与阿尼玛卿山之间的甘德、达日、玛沁和久治县,而极低风险区则地处西部可可西里无人区和沱沱河流域大部分区域。4)根据Logistic回归模型,在ArcGIS中绘制的三江源雪灾综合风险区划图与历史实际雪灾空间分布基本吻合。该研究不仅可为防灾减灾救灾部门制定灾前减灾规划、灾后救助和恢复决策提供科学依据,而且对于牧区减轻雪灾损失、保障畜牧业可持续发展也具有重要意义。

不同根型苜蓿根系发育能力研究

南丽丽,师尚礼,张建华

2014, 23(2):  117-124.  DOI: 10.11686/cyxb20140214

摘要 ( 439 )   PDF (1779KB) ( 627 )  

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从根系发育角度对根茎型清水苜蓿、直根型陇东苜蓿、根蘖型野生黄花苜蓿和甘农2号杂花苜蓿在甘肃省天水半湿润区、兰州半干旱区和武威干旱区生长前3年的适应性进行了连续研究。结果表明,不同根型苜蓿的根系特性差异明显。根茎型清水苜蓿主根长度最短,主根直径和侧根直径均最细,侧根数较少;根蘖型野生黄花苜蓿和甘农2号的主根长度较长,主根直径和侧根直径均较粗,侧根数较多;直根型陇东苜蓿各项根系指标介于根茎型和根蘖型苜蓿之间,与根蘖型苜蓿更接近。主根直径和侧根直径在温度较高的夏秋季增长较快。不同根型苜蓿根系体积、生物量在3个生态区均表现为从表层到深层逐次递减,随着年限的增长逐年增大。对各根型苜蓿综合分析,相对来说,根茎型清水苜蓿在天水半湿润区、根蘖型甘农2号和黄花苜蓿在兰州半干旱区和武威干旱区、直根型陇东苜蓿在天水半湿润区和兰州半干旱区具有较强的根系发育能力。

毛乌素沙南缘紫穗槐根系垂直分布特征

杜明新,周向睿,周志宇,卢鑫,梁坤伦,周媛媛,陶晓慧

2014, 23(2):  125-132.  DOI: 10.11686/cyxb20140215

摘要 ( 278 )   PDF (1648KB) ( 553 )  

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采用全株挖掘法对毛乌素沙南缘不同年限种植的紫穗槐进行取样,研究60龄、35龄、28龄、6龄地上部形态特征、土壤含水量、根系生物量、比根长、根比例、根体积、根表面积及根长密度的垂直分布格局,以期揭示紫穗槐在沙地生境下生态适应性。结果表明,随着土壤深度的增加,各株龄紫穗槐根生物量、根体积,根表面积均呈指数Y=ae^-bx形式递减;通过对消弱系数的分析,根系集中分布于接近地表的土层中,根系分布各参数之间表现不同程度的相关性,土壤含水量(SM)与地上生物量(AGB)、根生物量(RB)、比根长(SRL)的相关性达显著水平,与根表面积(RSA)呈正相关。利用主成分分析法将根系分布参数确定为水分控制因子和构架因子。随着株龄的增加紫穗槐没有出现衰退现象,其根系有自疏与更新的能力,不断适应环境的变化。

不同供水水平下丁香酚和间作蚕豆对小麦根系生长的互作效应

赵财,周海燕,柴强,黄高宝,刘辉娟,朱静

2014, 23(2):  133-139.  DOI: 10.11686/cyxb20140216

摘要 ( 427 )   PDF (1453KB) ( 347 )  

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作物根系分泌物通过土壤或其他介质产生的化感作用极为普遍,与作物连作障碍密切相关,对作物根系生长和产量具有一定影响。为寻求减小作物连作障碍的途径,本研究通过盆栽试验,探讨了不同供水水平(田间持水量的75%,60%,45%)下小麦根系分泌物丁香酚(2-甲氧基-3-烯丙基苯酚)和间作蚕豆对小麦根系生长特性及产量的协同影响。结果表明,丁香酚对单、间作小麦根体积和根干重及根长生长均具有抑制作用,表现为化感负效应。随供水水平的提高丁香酚对小麦根系形态的化感效应呈减弱趋势,其中丁香酚对间作小麦根体积、根长和根干重化感效应在75%供水水平处理下较45%供水处理分别低54.69%,26.70%和18.67%,单作小麦根体积、根长和根干重在75%供水处理中所受化感抑制作用较45%供水处理分别低33.32%,49.55%和55.41%,单作和间作模式中丁香酚对75%供水处理的小麦根系形态的化感作用与45%供水处理差异显著。间作与单作小麦相比,75%供水水平下的丁香酚对间作小麦根系的化感效应小于单作小麦,并且种植模式与供水水平对根干重的交互效应显著。因此,生产实践中,通过合理的间作和优化灌溉可减轻造成连作障碍的化感负效应,进而克服连作障碍。

秸秆还田与施氮对水稻根系分泌物及氮素利用的影响研究

徐国伟,李帅,赵永芳,陈明灿,李友军

2014, 23(2):  140-146.  DOI: 10.11686/cyxb20140217

摘要 ( 434 )   PDF (1363KB) ( 759 )  

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秸秆还田及适宜的施氮水平,对于提高资源的利用效率及减少环境污染有着重要的意义,本研究以徐稻3号为材料,在盆栽条件下设置3种氮肥水平与2种秸秆处理,研究了秸秆与氮肥处理下水稻根际分泌特性的差异及其与养分吸收利用的关系。结果表明,在同一秸秆处理下,中氮(NN)增加结实期氮素的累积,提高氮(N)素的吸收利用率,同时,NN处理下根系分泌物中苹果酸、琥珀酸、有机酸总量、氨基酸的含量及根系活性上升。在同一氮肥处理下,秸秆还田提高N素吸收累积,增加根系分泌物中苹果酸、琥珀酸及草酸的含量,降低柠檬酸的含量,根系分泌物中有机酸总量、氨基酸含量及根系活性在秸秆还田后明显上升。相关分析表明,结实期根系分泌物中有机酸总量、苹果酸、琥珀酸、氨基酸的含量以及根系活性与氮素累积量及氮素吸收利用率呈显著或极显著的正相关。

紫花苜蓿品种根部特性与持久性和生物量的关系

彭岚清,李欣勇,齐晓,岳彦红,范树高,李树成,王彦荣

2014, 23(2):  147-153.  DOI: 10.11686/cyxb20140218

摘要 ( 313 )   PDF (1174KB) ( 645 )  

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植物的根部特性与其持久性和生产性能关系密切,但以往关于紫花苜蓿不同品种的相关研究报道较少。本试验通过对10个紫花苜蓿品种第10年的根部特性、生物量、持久性进行研究发现:不同品种紫花苜蓿根部特性差异显著(P＜0.05),其中,新疆大叶和公农1号根茎和主根粗壮,侧根数多;Super 7、Jindera、Eureka根茎和主根细小,侧根数少;L33、美国大叶、SD-006、甘农1号、Ranbule根部特性各指标居中。紫花苜蓿的根部形态指标与持久性和地上生物量显著相关,主根尤其是根茎越健壮侧根数越多,持久性越好;主根和根茎越粗壮,地上生物量越高。综合评价认为,新疆大叶和公农1号根部各形态指标均优于其他品种,地上生物量和持久性好,可以选择为适宜的紫花苜蓿品种在甘肃河西地区推广种植。

发酵对新鲜甜玉米秸秆生产乙醇的影响

高瑞芳,张建国

2014, 23(2):  154-159.  DOI: 10.11686/cyxb20140219

摘要 ( 384 )   PDF (1417KB) ( 791 )  

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玉米秸秆资源丰富、廉价,是生产生物乙醇的一个重要资源。本研究以切短的新鲜甜玉米秸秆为原料,利用酵母菌(J)、乳酸菌(R)及纤维素酶(E)3种添加剂,进行J、JR(J+R)、JE(J+E)、JER(J+E+R)、MJ(灭菌后添加J)、MJER(灭菌后添加J+E+R)、CK(对照)处理,在室温下分别密封发酵10,20,30和40 d研究新鲜玉米秸秆发酵生产乙醇的适宜发酵时间和添加剂。结果表明,甜玉米秸秆可溶性碳水化合物(WSC)含量随发酵时间延长显著降低,而且J、JR和MJ 3个处理的WSC含量显著低于CK(P<0.05);发酵时间和添加剂对纤维素和半纤维素含量无显著影响(P>0.05);对照及各添加处理都是发酵10 d乙醇产量最高,在所有处理中MJ发酵10 d效果最好,其乙醇产量达17.89% DM,亦即在室温下甜玉米秸秆灭菌后添加酵母菌发酵10 d,其乙醇产量最高。

盐胁迫对菊芋干物质和糖分积累分配的影响

李辉,康健,赵耕毛,尹晓明,梁明祥

2014, 23(2):  160-170.  DOI: 10.11686/cyxb20140220

摘要 ( 339 )   PDF (2251KB) ( 436 )  

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中国存在大量盐碱地,通过筛选耐盐植物可以改造部分盐碱地,但盐害通常极大的影响了植物的正常生长,菊芋因为耐旱、耐盐,病虫害少,可简化栽培,已经日益受到广泛重视。在本研究中以菊芋品种南芋一号(NY-1)和青芋二号(QY-2)两种品种为试材,在温室进行全生育期土培盆栽试验,研究了盐胁迫对菊芋干物质和糖分积累分配的影响。结果表明,盐胁迫改变了两个菊芋品种的干物质分配格局,地上部分配比例均增大而块茎分配比例均减小,对QY-2的限制作用比NY-1更大,盐胁迫下NY-1和QY-2块茎干重降幅分别为57.78%和85.61%。在持续的盐处理下,两个品种的块茎和茎中的可溶性糖含量均降低,但NY-1的含量比QY-2高;两个品种的茎中还原糖含量下降幅度较大,降幅分别为NY-1(77.34%) 和QY-2(60.79%),但茎中的非还原性糖含量却有所增加。盐处理使块茎发育前期(100～140 d, days after planting)的果聚糖含量上升,NY-1在140 d的果聚糖含量显著高于对照,QY-2在100~140 d的果聚糖含量显著高于对照,但降低了块茎发育中后期(140～220 d)的果聚糖含量。盐胁迫对菊芋块茎中果聚糖积累的限制作用极其显著,尤其对QY-2的限制作用尤为突出,QY-2块茎果聚糖积累量和积累速率的下降幅度都大于NY-1,NY-1和QY-2块茎中果聚糖积累量分别比对照降低了74.02%和93.81%,块茎果聚糖积累速率降幅达到77.08%和98.44%。以上结果表明盐胁迫大大降低了两个菊芋品种的生物量,改变了植物体内的糖分分布模式,延缓了果聚糖在体内(尤其是茎)的积累,但南芋一号同青芋二号相比,块茎的产量和果聚糖降幅均较小,说明该品种可用于在部分盐碱地的种植。

盐生植物碱蓬修复镉污染盐土的研究

陈雷,杨亚洲,郑青松,张春银,王爽,许彩云,葛滢

2014, 23(2):  171-179.  DOI: 10.11686/cyxb20140221

摘要 ( 298 )   PDF (1656KB) ( 668 )  

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通过温室盆栽试验研究了不同盐(NaCl)浓度(0.1%,0.5%,1.0%)和镉(Cd)浓度(0,1.0,2.5,5.0 mg/kg)处理下碱蓬的生长及其对Na和Cd的富集。结果表明,在含0.5%和1.0% NaCl的土壤中,随着Cd处理浓度的增加,碱蓬的生长显著地受到抑制,生物量均呈减少趋势;随NaCl处理浓度的增加,碱蓬对Cd的积累也随之增加,在0.1% NaCl和2.5 mg/kg Cd的处理土壤中,碱蓬各部位的Cd累计含量达到最大值,叶为30.9 mg/kg,茎为30.1 mg/kg,根为35.3 mg/kg。碱蓬地上部的Cd富集系数为0.9～19.9,地上部吸收的Cd累积量是根部的8.1～73.6倍。NaCl和Cd处理对碱蓬鲜重和根部Cd、Na含量有显著的交互作用,对茎叶部Cd、Na含量的交互作用不显著。在加Cd处理的碱蓬叶和茎部位的Na 含量随NaCl处理浓度的增加而增大,但相同NaCl浓度处理下,Cd处理下的叶茎部Na含量与对照相比差异不显著,且NaCl处理增强了碱蓬对Cd的累积。碱蓬在Cd胁迫下仍保持盐生植物的特性,且对 Cd 具有一定的耐性和较强的累积能力,因此碱蓬存在一定的修复Cd污染盐土的潜力。

中型狼尾草幼苗对PEG、低温和盐胁迫的生理应答

张怀山,赵桂琴,栗孟飞,夏曾润,王春梅

2014, 23(2):  180-188.  DOI: 10.11686/cyxb20140222

摘要 ( 544 )   PDF (2545KB) ( 750 )  

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采用PEG-6000、低温和NaCl处理模拟逆境胁迫的方法,系统研究了中型狼尾草幼苗在3种不同胁迫条件下的生理生化特性的变化,并对其抗逆性、各生理生化指标的相关性进行了综合评价与分析。结果显示,1)随着PEG浓度的增加,可溶性蛋白含量表现为先增后降再增的趋势;可溶性糖含量呈现先增后降,在PEG 5%时达到最大;脯氨酸含量显著升高,在PEG 20%时含量是CK的6.0倍;MDA含量呈现“急剧增加—相对稳定—迅速下降”的变化趋势,PEG 5%时MDA累积量达到最大;SOD活性总体上呈“急剧下降—微增—迅速上升”的趋势,PEG 5%时最低,PEG 20%时达到最大。2)低温胁迫过程中,可溶性蛋白和可溶性糖含量均随温度降低总体呈现先升高后下降的趋势;脯氨酸含量随温度的降低均呈升高趋势;MDA含量随低温处理时间的延长而增大;SOD活性随温度的降低总体呈现先升高后下降的趋势。3) 随着NaCl胁迫水平的加强,可溶性蛋白含量表现为先增后降的变化趋势;可溶性糖、脯氨酸和MDA含量均随着NaCl浓度的增大而增加;SOD活性则呈现“微增—缓慢降低—急剧下降”的变化趋势。相关性分析结果显示:PEG胁迫下,脯氨酸含量与可溶性糖含量呈显著负相关;低温4 h胁迫下,MDA含量与可溶性糖含量显著正相关,与脯氨酸含量极显著正相关;NaCl胁迫下,可溶性糖含量与脯氨酸含量和MDA含量极显著正相关,SOD活性与可溶性糖含量、MDA含量呈显著负相关,而与可溶性蛋白显著正相关。以上结果表明,中型狼尾草适应逆境胁迫受到多种生理生化的调节,且各生理生化物质之间存在一定的相关性,其生理指标的动态变化是中型狼尾草应答逆因子胁迫的重要生理调节机制,体现了其抵抗逆境胁迫、减轻伤害的适应性反应。

外源植物激素对NaCl胁迫下苦马豆苗期脯氨酸代谢的影响

王若梦,董宽虎,李钰莹,李晨,杨静芳

2014, 23(2):  189-195.  DOI: 10.11686/cyxb20140223

摘要 ( 324 )   PDF (1833KB) ( 485 )  

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以苦马豆为实验材料,在8种不同浓度NaCl (0, 80, 160, 240, 320, 400, 480和 560 mmol/L)胁迫下,分别向叶面喷施细胞分裂素类物质6-BA和脱落酸(ABA),通过2周的胁迫生长后,对其根冠比、脯氨酸以及脯氨酸代谢酶活性进行测定,进行外源植物激素对苦马豆耐盐性影响的研究,为进一步培育耐盐牧草提供一定的理论基础。结果表明,外源植物激素可以提高苦马豆的抗盐性,且根系中酶活性对植物激素的敏感程度大于叶片。植物激素6-BA比ABA的作用更为显著。外源植物激素使苦马豆幼苗中脯氨酸不再是抗逆性的主要检测指标。

马铃薯SGT3基因表达及其启动子功能分析

崔同霞,白江平,魏桂民,赵旭,王蒂,张金文

2014, 23(2):  196-206.  DOI: 10.11686/cyxb20140224

摘要 ( 339 )   PDF (2260KB) ( 309 )  

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鼠李糖转移酶(rhamnosyltransferase SGT3)是植物糖苷生物碱合成的关键酶,它主要调控α-茄碱和α-查茄碱从其β形式的转化。本文研究马铃薯栽培种SGT3基因的表达特点及其启动子的功能。实时定量PCR结果发现在红光照射24 h后,SGT3的表达量是黑暗处理的26.8倍,说明红光显著诱导了SGT3的表达;为进一步分析该基因的光调控机理,本项研究克隆到SGT3上游长度为2449 bp的启动子序列,通过分析发现该启动子的转录起始位点位于翻译起始位点上游-152 bp,同时确定了该启动子核心序列及上游增强子、抑制子序列,受病原菌、损伤、干旱、ABA 激素及一系列光调控的顺式元件。构建不同长度(349,572,979,1312和1870 bp)的该启动子驱动报告基因GUS的植物表达载体并转化烟草。结果证明,不同长度的SGT3启动子都可以启动GUS表达,但没有CMV 35S启动的GUS表达量高;其中在P572和P979的表达强度较高,这可能与该片段含有启动子的正调控元件(GATA BOX,5′UTRPY-RICH STRETCH)有关,GUS表达强度在P1312和P1870中明显减弱,预测到该区段存在抑制基因表达的负调控元件(WRKY710S);SGT3启动子的组织特异性实验表明GUS染色主要集中在烟草叶片的叶脉部分,茎中的表皮、韧皮部及木质部,但髓部几乎不表达,根中主要分布在根冠、分生区以及维管束组织中。上述结果为将来研究SGT3在糖苷生物碱合成过程中的调节功能提供了依据。

星星草PtGAPDH基因的克隆与表达分析

张旸,郭海俊,刘龙飚,王卅,梁颖,聂玉哲,李玉花

2014, 23(2):  207-214.  DOI: 10.11686/cyxb20140225

摘要 ( 269 )   PDF (2734KB) ( 355 )  

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本试验利用RACE(rapid amplification of cDNA ends)克隆技术从星星草中克隆得到抗盐碱相关基因甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)的cDNA全长序列,其GeneBank登录号为JX411954。PtGAPDH基因开放阅读框为1014 bp,编码337个氨基酸。该氨基酸序列与高羊茅、大麦、小麦、水稻等禾本科作物具有较高的序列相似性。系统进化分析表明,PtGAPDH基因编码蛋白与单子叶植物的GAPDH具有较近的亲缘关系。Northern杂交分析显示,在一定盐碱胁迫条件下,随着处理试剂Na₂CO₃溶液浓度的增加,PtGAPDH基因在盐碱胁迫下的叶片和根部表达量都显著升高;超过最大耐受量后,PtGAPDH基因表达丰度逐渐降低。PtGAPDH基因的表达模式代表了星星草在盐碱胁迫下其自身的生理生化变化对分子水平上的基因表达丰度产生的影响趋势。

紫花苜蓿EMS突变体库的构建和形态学性状鉴定

夏曾润,杜凤凤,李偲,张吉宇,刘勇,霍雅馨,孔令芳

2014, 23(2):  215-222.  DOI: 10.11686/cyxb20140226

摘要 ( 379 )   PDF (1912KB) ( 545 )  

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通过不同浓度的EMS(甲基磺酸乙酯)溶液诱变处理紫花苜蓿种子,系统分析了EMS对M₁代种子萌发和生长的影响,对M₁代突变植株的形态学性状进行了初步鉴定。结果表明,EMS处理抑制了M₁代种子的最终发芽率、发芽指数和胚根胚芽长度。初步鉴定了M₁代1039个单株的形态学性状,共获得378份叶(不含叶形和叶数)、株高、分枝数、株型以及其他性状发生变异的突变株,其中叶色、分枝数、株型和其他性状突变体依次为215,40,95和28株,突变率依次为20.69%,3.85%,9.14%,2.69%。本研究初步构建的紫花苜蓿EMS突变群体为苜蓿功能基因组研究、遗传改良及育种奠定了基础。

东北堇菜属植物叶形态结构的研究及其分类学价值的探讨

孙雪芹,刘玫,孙天航,张欣欣,史传奇

2014, 23(2):  223-234.  DOI: 10.11686/cyxb20140227

摘要 ( 328 )   PDF (1989KB) ( 682 )  

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采用GMA半薄切片及叶表皮撕取法,深入研究了东北堇菜属28种及1变种叶的形态结构。结果显示堇菜属植物叶为心形、肾形、卵形及长三角形。托叶多为披针形。毛状体为单细胞非腺毛或两细胞非腺毛。气孔主要为不等型。叶柄横切面多呈半圆形,两侧通常具翼,维管束常为3个,呈马蹄形或肾形,少数物种叶柄内具通气组织和纤维。堇菜属不同物种叶柄的形态结构有差异,其特征在组内相似,可作为种及组划分的形态依据。本研究为须毛柱头亚属、美丽堇菜亚属及堇菜组的建立,裂叶堇菜组并入合生托叶组,早开堇菜、茜堇菜和紫花地丁作为3个独立的种提供了形态学依据,并为进一步深入研究中国堇菜属及堇菜科提供了基础资料。

不同生境下陌上菜的形态解剖学比较

张欣欣,刘玫,程薪宇,史传奇,茹剑,孙阎

2014, 23(2):  235-242.  DOI: 10.11686/cyxb20140228

摘要 ( 286 )   PDF (2260KB) ( 555 )  

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本研究首次采用GMA切片等方法对不同生境下陌上菜的形态结构进行了深入的研究。结果显示,陌上菜种苗发育具有水生植物的特征:种子及种苗需浸水萌发及发育,具下胚轴毛,胚根发育迟缓。成株的营养器官兼具水生及陆生植物的结构特征:完全陆生的植株和湿生植株的气生部位具有较厚角质层,发达的机械组织及较发达的通气组织。完全水生的植株和湿生植株浸水部位的角质层和机械组织不发达,但通气组织非常发达。生殖器官:完全陆生和湿生的植株具有闭锁和开放2种类型的花,而完全水生的植株仅具闭锁花,从而保证了这一物种在不同生境下均能正常结实。此外,陌上菜具有特立中央胎座。本研究首次揭示了陌上菜在不同生境下种苗发育、营养器官及生殖器官结构的变化,完善了陌上菜的形态学,为进一步研究母草科的系统学提供了形态学依据。

东祁连山高寒草地土壤产漆酶真菌的筛选、鉴定及产酶条件的初步研究

芦光新,王军邦, 陈秀蓉,杨成德,薛莉

2014, 23(2):  243-252.  DOI: 10.11686/cyxb20140229

摘要 ( 343 )   PDF (1992KB) ( 515 )  

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以高寒草地土壤分离出的56个真菌菌株为研究对象,经愈创木酚-PDA培养基和α-萘酚-PDA选择性培养基初步筛选, 再根据菌株在愈创木酚、邻苯二酚、邻苯甲苯胺为底物的选择性培养基上菌体生长及菌落大小、漆酶催化氧化还原反应产生的变色圈直径大小及其变色圈颜色深浅程度,以及测定油菜秸秆诱导的液体发酵产漆酶活力,筛选出1株产漆酶酶活真菌菌株(编号为310b)。经rDNA-ITS基因序列分析,初步鉴定为Marasmius tricolor。对菌株310b产漆酶的条件进行了初步研究,结果表明,菌株310b在25℃培养条件下产漆酶活力最大,初始pH值为4.0时,漆酶活力最大,蔗糖、蛋白胨分别为诱导菌株产漆酶活力最高的碳、氮源。几种非营养有机物对菌株产漆酶活力大小不同,α-萘酚和吐温-80对菌株产漆酶没有明显影响,愈创木酚、单宁酸、吲哚乙酸抑制菌株产漆酶,其中吲哚乙酸抑制作用最强烈(P＜0.01)。在Cu²⁺浓度为0.001~0.025 g/L范围内,随Cu²⁺增加,产漆酶活力增加,0.025 g/L时产酶活力最大。随着接种量的增加,诱导漆酶活力增加。在60~180 r/min的转速范围内,随着转速的增加,漆酶活力增加。油菜秸秆粉的量在0~1 g范围内,随着秸秆添加量的增加,漆酶活力增加;1~2 g范围内,随着秸秆添加量的增加,漆酶活力减小。

高效稳定纤维素分解菌群筛选及其分解特性研究

王得武,姚拓,杨巧丽,韩华雯,张英,卢虎,滚双宝

2014, 23(2):  253-259.  DOI: 10.11686/cyxb20140230

摘要 ( 308 )   PDF (1285KB) ( 618 )  

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为获得能够在常温条件下(28~32℃)快速分解纤维素的微生物群体,利用限制性培养基从不同材料(森林腐殖质、腐烂的玉米秸秆、牛场料槽旁土样、麦垛底部土样和牛鸡粪混合储粪池中土样)的土样中筛选纤维素分解菌群,采用失重法测定菌群对不同纤维材料的分解能力及其在不同初始酸碱条件下的分解特性,用固体平板法对其菌株组成特性进行了初步探究。结果表明,不同材料筛选的纤维素分解菌群中,以牛鸡粪混合储粪池土样筛选的菌群分解效果最佳,该菌群48 h能将培养基内滤纸分解成糊状;6 d对滤纸、玉米秸秆、稻草秸秆、小麦秸秆、柞木木屑和杨木木屑分解率分别为94.95％,48.52％,45.05％,44.30％,11.00％,1.22％。在发酵液初始 pH 5~11范围内,对滤纸分解率超过84.59％,并将反应体系pH最终调节稳定在8.5~8.8;该菌群经分离纯化得到的8株真菌、6株细菌和3株放线菌相互接种构建的人工菌群不具备纤维素分解能力。筛选的纤维素分解菌群能够高效分解纤维素,同时对秸秆类木质纤维材料也具有较强的分解能力。

果寡糖对断奶前仔猪胃肠道组织形态、消化酶、有机酸及乳酸杆菌菌群的影响

杭苏琴,时祺,丁立人,朱伟云

2014, 23(2):  260-267.  DOI: 10.11686/cyxb20140231

摘要 ( 257 )   PDF (1601KB) ( 438 )  

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选择6窝(8～10头仔猪/窝)健康的新生(杜长大)仔猪,随机分为对照组和试验组,每组3个重复,7 日龄(7 d)开始对照组辅喂常规开食料,试验组用果寡糖(FOS)代替1%的对照组开食料(按干物质折算),23 日龄(23 d)(断奶)时结束试验,试验开始和结束时每个重复选取1头仔猪屠宰,采集胰脏、胃肠道各部位组织和食糜样品,研究FOS对断奶前仔猪胃肠道组织形态、消化酶、有机酸和乳酸杆菌菌群的影响。结果表明,FOS组仔猪小肠绒毛高度、绒毛高度与隐窝深度之比均高于对照组 (P<0.05);FOS显著提高了仔猪胰腺和十二指肠中淀粉酶活性(P<0.05),蛋白酶和脂肪酶虽有增加但差异不显著;FOS显著提高了仔猪胃肠道内容物中挥发性脂肪酸(VFAs)浓度(P<0.05),降低了胃中乳酸浓度(P<0.05),显著提高了胃肠道乳酸杆菌菌群的相似性和多样性(P<0.05),增加了乳酸杆菌数量(P>0.05)。提示,FOS能够促进断奶前仔猪小肠形态的发育,减缓固体饲料对其损伤,一定程度上增加消化酶活性,提高胃肠道中总VFAs浓度,促进乳酸杆菌的增殖,这可能有利于仔猪平稳度过断奶期。

不同牧草在肉羊瘤胃中的降解特性研究

陈晓琳,刘志科,孙娟,王月超,李艳玲,姜成钢,屠焰,刁其玉

2014, 23(2):  268-276.  DOI: 10.11686/cyxb20140232

摘要 ( 374 )   PDF (1198KB) ( 590 )  

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为研究不同牧草干物质(DM)及蛋白质(CP)在肉羊瘤胃中的降解规律,以3头安装有永久性瘤胃瘘管的杜×寒肉用绵公羊为试验动物,采用半体内法对13种牧草的DM和CP的降解率和降解参数进行测定。结果表明:苜蓿DM和CP在瘤胃内各个时间点的降解率最高(P<0.05);沙打旺、狗尾草、燕麦草、草地早熟禾72 h降解率显著高于其他牧草(P<0.05)。13种牧草DM的可降解部分和有效降解率的高低顺序与DM在不同时间点的降解高低顺序类似。豆科苜蓿和沙打旺CP的有效降解率最高(P<0.05);禾本科燕麦草、象草、草地早熟禾和狗尾草CP的有效降解率显著高于其他禾本科牧草(P<0.05)。苜蓿慢速降解部分的降解速率显著高于其他牧草(P<0.05)。由此得出,豆科牧草苜蓿、沙打旺DM和CP的降解率高于禾本科牧草。燕麦草、草地早熟禾、象草、狗尾草的降解率较高;冷地早熟禾、多叶老芒麦、羊草、披碱草的降解率居中;芨芨草、中华羊茅和芦苇的降解率偏低。

精料营养对云南半细毛羊屠宰性能及肉品质的影响

赵彦光,洪琼花,谢萍,胡清泉,刘绍娜,洪荣,彭德林

2014, 23(2):  277-286.  DOI: 10.11686/cyxb20140233

摘要 ( 312 )   PDF (1194KB) ( 413 )  

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为了研究不同营养水平精饲料对云南半细毛羊屠宰性能及肉品质的影响,采取单因子4水平随机区组试验设计方法,将48只试验用云南半细毛羊按性别各半及饲喂方式分成4组,每组设2个重复,每个重复6只(3公3母)进行饲养试验,试验结束后每组选择2只进行屠宰测定。结果表明,放牧状态下的云南半细毛羊,在补饲不同营养水平精饲料后,其屠宰性能、胴体性状及肉品质有一定程度的改善。建议云南半细毛羊15~25 kg公羊精饲料营养水平可参考本试验前期低水平(DE 12.98 MJ/kg,CP 17.26%)、母羊参考试验前期中水平标准(DE 13.19 MJ/kg,CP 19.59%);25~40 kg云南半细毛羊精饲料营养水平均参考本试验后期的高水平标准进行(DE 13.10 MJ/kg,CP 15.96%)。

大中型土壤动物对内陆盐沼沿退化序列环境的指示研究

罗金明,尹雄锐,叶雅杰,王永洁

2014, 23(2):  287-295.  DOI: 10.11686/cyxb20140234

摘要 ( 246 )   PDF (2144KB) ( 361 )  

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通过野外定位观测和室内分析,分析了扎龙盐沼湿地土壤大中型土壤动物分布格局及其对湿地退化的响应。结果表明,大中型土壤动物对研究区典型湿地退化序列的土壤环境表现出明显的响应。沼泽表层具有最高的个体密度(达728只/m²),羊草草原表层的类群数最高(具有10个科的土壤动物),也具有最高的Shannon-Wiener指数。裸地无论是土壤动物的个体密度还是种群密度都显著低于其他生境中的土壤动物。裸地的优势类群为鞘翅目、双翅目以及弹尾目。羊草草原的大中型土壤动物以膜翅目、等翅目和双翅目幼虫为优势种群。拂子茅苔草区优势种群为膜翅目和双翅目幼虫。芦苇沼泽以环口螺科和双翅目幼虫为优势种群。典范对应分析表明,影响土壤动物的环境因子可以分为两大类:以湿度和有机质为代表的指标,可以反映湿地湿润和丰富腐殖质的特征;以碱化度为代表的另一类指标,可以反映该区域土壤盐渍化程度。保护湿地植被对于维护湿地土壤动物的多样性特征具有十分重要的意义。

荒漠草原区人工柠条林地面节肢动物群落月动态变化

刘任涛,朱凡

2014, 23(2):  296-304.  DOI: 10.11686/cyxb20140235

摘要 ( 287 )   PDF (1346KB) ( 329 )  

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以荒漠草原区6,15,24和36年生人工柠条林地为研究对象,通过陷阱诱捕法调查了每个林地5-9月地面节肢动物群落分布,揭示了地面节肢动物群落月动态变化规律及其与林龄的关系。结果表明,1)研究区共获得5纲13目62科72类群,按照食性差异划分为捕食性、植食性、腐食性、粪食性和杂食性以及寄生性6个营养功能群。步甲科、鳃金龟科以及拟步甲科(主要包括琵甲属、漠甲属和鳖甲属)是优势类群,其个体数占个体总数的46.71%。2)从5月到6月,每个柠条林地除已有植食性和杂食性类群外开始出现腐食性类群,7月只在36年林地开始出现捕食性优势类群,而8-9月每个林地均开始出现捕食性类群。随着林龄的增加,地面节肢动物食物网结构趋于复杂。3)6年生林地优势类群高峰期出现在9月,而在15年生林地出现在6和9月,24年生林地出现在6,8和9月,36年生林地优势类群高峰期出现在6,7,8和9月。随着林龄的增加,地面节肢动物优势类群月分布趋于稳定。4)6年生林地的最大类群密度以5和9月最高,8月最低;从15到24年林地逐步转变为5月最高而其他月份相对较低的模式;而到36年林地转变为5月最高,8月次之,而其他月份相对较低的模式。不同年龄林地对地面节肢动物群落个体数和丰富度的影响以8和9月影响最大,5-7月影响较小。5)研究表明,6~24年生柠条林地面节肢动物群落月动态波动剧烈,36年生柠条林地面节肢动物群落月动态趋于相对稳定,食物网结构趋于复杂。其中,8和9月地面节肢动物群落受到柠条年龄的影响较大。

鼢鼠土丘演替对植物功能群与生产力的影响

张灵菲,张新中,张燕堃,冶娜娜,傅华,江小雷

2014, 23(2):  305-312.  DOI: 10.11686/cyxb20140236

摘要 ( 310 )   PDF (2011KB) ( 520 )  

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利用空间序列代替时间序列的方法, 就高寒草甸鼢鼠土丘演替对植物功能群(生活型功能群和适口性功能群)及生产力的影响进行了研究。结果表明,鼠丘的演替对生活型功能群的影响表现为: 一年生 (或二年生)植物的物种多样性随着演替的进程而减少; 多年生禾草的物种多样性随演替的进程而增加; 莎草类和多年生杂类草的物种多样性均随演替的进程表现出单峰曲线格局。一年生植物的生产力随着演替时间的增加而下降, 多年生禾草和莎草类的生产力则在演替后期达到最大, 多年生杂类草生产力的峰值则出现在演替的中期阶段。 对牧草适口性功能群的影响为: 随着演替年限的增加, 有毒牧草和良等牧草功能群的物种多样性呈现出先增 (2~6年间) 后降 (6年以后) 的变化趋势; 而劣等、中等和优等牧草功能群的物种多样性均随着演替年限的延长而大幅度增加。有毒牧草和良等牧草的生产力亦呈现出先升后降的变化趋势; 劣等牧草的生产力随演替年限的增加而减少; 中等牧草和优等牧草的生物量均随演替年限的延长而急剧增加。由此可见, 鼢鼠土丘的演替使植物群落功能群多样性和草地生产力水平均有程度不同的提高。

综合评述

干旱半干旱区草原灌丛化研究进展

彭海英, 李小雁, 童绍玉

2014, 23(2):  313-322.  DOI: 10.11686/cyxb20140237

摘要 ( 765 )   PDF (1474KB) ( 1434 )  

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干旱半干旱区草原生态系统中原生灌木/木本植物的植株密度、盖度和生物量增加的现象称为草原灌丛化,是全球干旱半干旱区草原面临的重要生态问题,灌丛化研究正成为陆地生态系统全球变化研究的重要领域。引起灌丛化的因素包括过度放牧、草原火、气候变化、大气CO₂浓度升高及生物和非生物环境因子的变化等,灌丛化是多种因素共同作用的结果。灌丛化过程表现为地表景观由草本植物占优势转向灌木植物占优势的植被转变过程,此过程改变了原有植物群落的物种组成和结构,增强了地表景观异质性,打破了原生态系统的光照、热量、水分、养分等的分配格局,灌丛斑块成为了灌丛化草地中水分、养分等相对富集的“肥岛”。目前灌丛化研究主要集中在具有强烈地域性和限制性的定点研究和因子控制实验等方面,未来应更多关注气候变化与灌丛化的相互联系和影响、草地生态系统对灌丛化过程的反馈以及与灌丛化的监测、缓解措施等方面的研究,模型模拟将是今后研究灌丛化发生、发展及灌丛化生态系统演替的重要方法和途径。

氮沉降对陆地生态系统关键有机碳组分的影响

曹丛丛,齐玉春,董云社,彭琴,刘欣超,孙良杰,贾军强,郭树芳,闫钟清

2014, 23(2):  323-332.  DOI: 10.11686/cyxb20140238

摘要 ( 429 )   PDF (1062KB) ( 899 )  

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土壤有机碳不仅可以为植物生长提供营养元素,维持土壤良好的物理结构,而且库容巨大,其储量的微弱变化会导致大气圈中CO₂浓度发生较大变化,从而直接影响全球碳平衡格局。氮是影响陆地生态系统植物生长的首要营养元素,大气氮沉降以及人为氮肥施入作为陆地生态系统氮的重要来源,其变化会深刻改变陆地生态系统的植物生长和净初级生产力,并进而影响全球碳循环和其他生态系统过程。欧美等国的生态学者近20年来就氮输入对不同生态系统碳库的影响进行了广泛而深入的研究,我国学者近年来也逐渐开始关注氮输入对陆地碳循环相关过程的定量研究,并取得了一系列的研究进展。但尽管如此,氮沉降以及人为氮输入对陆地生态系统碳循环的影响效应与作用强度依然是目前四大碳汇机制研究最为薄弱的一个环节。鉴于此,本文综述和分析了近年来氮沉降对陆地生态系统土壤总有机碳(total organic carbon,TOC)、溶解性有机碳(dissolved organic carbon, DOC)、微生物量碳(microbial biomass carbon,MBC)等不同土壤碳组分影响的相关研究结果,并针对目前氮沉降增加对陆地生态系统土壤碳库影响研究存在的问题提出了几点展望,以期对我国未来相关领域研究的进一步开展起到一定的参考作用。

研究简报

高寒草甸对旅游踩踏的抗干扰响应能力

黄晓霞,张勇,和克俭,丁佼,赵文娟

2014, 23(2):  333-339.  DOI: 10.11686/cyxb20140239

摘要 ( 340 )   PDF (1221KB) ( 669 )  

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以香格里拉石质干草甸和林缘中生草甸为研究对象,结合野外踩踏模拟实验,通过方差分析和回归分析确定2种植物群落对踩踏干扰的响应规律,及其耐踩踏能力和恢复力。结果表明,1)随着踩踏强度增加,2种生境的草甸群落相对盖度均逐渐降低,但是林缘中生草甸的下降更明显;2)石质干草甸群落的耐踩踏能力在708次左右,林缘中生草甸群落约为551次;3)踩踏1年后,石质干草甸群落的相对盖度恢复了66.5%,而林缘草甸群落则恢复了86.1%,后者表现出更强的恢复能力;4)石质干草甸主要物种的耐踩踏能力介于390~578次之间,林缘中生草甸主要物种的则介于282~463次之间。

不同种植年限人工苜蓿草地植物和土壤化学计量特征

杨菁,谢应忠,吴旭东,徐坤

2014, 23(2):  340-345.  DOI: 10.11686/cyxb20140240

摘要 ( 313 )   PDF (1310KB) ( 505 )  

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通过测定并分析不同种植年限(种植1,3,4,5及8年)人工苜蓿草地苜蓿叶片、茎秆及0~20 cm土壤中C、N、P含量及其化学计量比,研究了种植年限对人工苜蓿草地土壤及植物养分含量及其化学计量比的影响。结果表明,1)0~20 cm土壤C、N含量随种植年限的增加,呈先增后减的趋势,P含量与之相反,各年限间有显著差异(P<0.05)。2)随种植年限的增加,苜蓿叶片C含量总体呈下降趋势,P含量先升后降。茎中各养分的变化规律与土壤养分变化规律相似,变化幅度小于叶片养分。3)苜蓿叶片N∶P及C∶P与叶片P含量显著负相关,与叶片N含量无显著相关性,土壤P与茎的C、N、P及化学计量比均有一定相关性。

两种灌溉方式下保水剂用量对春播裸燕麦土壤氮素的影响

吴娜,胡跃高,任长忠,刘吉利

2014, 23(2):  346-351.  DOI: 10.11686/cyxb20140241

摘要 ( 269 )   PDF (1163KB) ( 471 )  

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在大田条件下,采用裂区设计,研究了传统灌溉和滴灌两种灌溉方式下4个保水剂用量(0,30,60和90 kg/hm²)对春播裸燕麦土壤氮素的影响。结果表明,随保水剂用量的增加,裸燕麦土壤全氮、硝态氮、铵态氮含量呈先增加后减少的趋势,以施用60 kg/hm²保水剂的处理全氮、硝态氮、铵态氮含量最高。相同保水剂用量条件下,滴灌处理的土壤全氮、硝态氮、铵态氮含量均高于传统灌溉处理。传统灌溉易造成土壤硝态氮向下淋洗,不利于燕麦对氮素的吸收利用。适当灌溉定额的滴灌(春播140 mm)有利于增加土壤耕层氮素营养。

角果藜的结实格局及地下散布单位的入土机制

王喜勇,高蕊,周晓青,魏岩

2014, 23(2):  352-357.  DOI: 10.11686/cyxb20140242

摘要 ( 300 )   PDF (1627KB) ( 460 )  

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通过对藜科植物角果藜的物候、地上地下结实格局及地下散布单位入土方式的观察,结果表明,1)角果藜子叶期持续时间长;开花结实早,且持续时间长,约占整个生活周期的4/5。2)地下散布单位仅2枚,位于主茎第1节处,地上散布单位多数,位于三歧聚伞状分枝的叶腋处;形成地下散布单位的花具有专一性。3)地下散布单位以主动性的动态“翻转”模式并借助外力因素的被动方式顺利入土。地上地下结果特性是角果藜适应荒漠生境的特殊对策。