草业学报

黄土区苜蓿人工草地群落生态与生产功能演替

王书转,郝明德,普琼,吴振海

2014, 23(6): 1-10. DOI: 10.11686/cyxb20140601

摘要 ( 2071 )

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对黄土区苜蓿人工草地群落31年时间序列生态和生产功能演替过程进行了研究,结果显示, 1)人工草地群落生态功能越来越趋向于天然草地。生态功能随群落结构变化显著,其变化过程大致可分为3个演替阶段,即2~6龄紫花苜蓿草地阶段、6~31龄苜蓿人工草地向长芒草天然草地演替的过渡阶段、31龄之后的长芒草次生天然草地阶段;苜蓿种群在6龄后开始退化演替,其重要值、群落多样性指数、均匀度指数和优势度指数逐渐减小,群落结构趋向于复杂化,生态稳定性相对增大,群落演替逐步向天然植被演化。2)苜蓿人工草地群落生产功能呈“倒V”型变化趋势。群落生产力随演替年限延长先增大后减少,6龄苜蓿草地的年生物量最大,之后,年生物量逐渐下降。年生物量与苜蓿种群重要值相关系数最高,与多样性指数的直接通径系数最高,多样性指数和年生物量二者之间的相关性随人工草地生长年限延长呈“倒V”型变化趋势,6龄苜蓿人工草地二者相关性最高,成为人工草地“生产”和“生态”功能的转折点。3)可通过灭杂、施肥、有效利用水分和探索适宜栽培种植方式来遏止人工草地向“生态稳定性”天然草地恢复的趋势,延缓其“生产稳定性”,以保持人工草地的生产、生态可持续。

基于CSCS的黑河上游潜在植被NPP及其水热关系研究

王大为,赵军,韩涛,李丽丽

2014, 23(6): 11-19. DOI: 10.11686/cyxb20140602

摘要 ( 1671 )

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潜在植被NPP空间分布格局是植被长期适应自然的结果,是NPP与外界环境关系的反映,通过这种关系有助于理解地表碳循环发生的环境背景。本研究利用综合顺序分类法(CSCS)对黑河上游潜在植被进行模拟,通过植被反演计算潜在植被NPP总量以及累积量,探讨了潜在植被NPP与水热因子之间的相关性。结果表明,黑河上游潜在植被类型共有8个类,且具有明显的垂直地带性分布特征。潜在植被NPP积累量分布特征为河流流经的地区高于其他地区,在山区中,随着海拔的上升,NPP积累量呈先上升后下降的趋势,潜在植被的NPP积累量由黑河上游水热分布条件决定的。NPP积累量与≥0℃年积温在寒冷和寒温级内呈正相关,在微温级内呈负相关;与湿润度在干旱、微干、微润和湿润4个等级内呈正相关,在潮湿级内呈负相关。这种分布格局反映了潜在植被对生境和气候变化的多元适应性结构。

基于数码相机的草地植被盖度测量方法对比研究

陈祖刚,巴图娜存,徐芝英,胡云锋

2014, 23(6): 20-27. DOI: 10.11686/cyxb20140603

摘要 ( 2265 )

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草地植被盖度是表征生态系统植被生长状况及环境质量的重要参数。在草地植物群落野外调查中,可以利用数码相机拍摄草地样方照片,而后在室内利用图像处理软件进行自动或半自动的植被盖度测量。随着移动智能设备(如iPhone/iPAD或各类Android Phone/PAD)的快速发展和普及,野外实时获取草地样方照片,同步计算草地植被盖度,并与有关遥感反演参数产品作校验对比分析,将成为未来地学移动测量和研究的重要方向。本研究在总结梳理既有利用数码相机识别植被盖度方法的基础上,设计了低覆盖、中低覆盖、中等覆盖、中高覆盖、高覆盖5种不同植被盖度情景,以及从早上6:00 到下午6:00、每隔2 h一次、全天共7次不同光照环境下的照相方案。继而以Photoshop人工勾勒和测算方法为基准,选择RGB阈值法、RGB决策树法、HSV判别法3种自动测量方法开展对比研究。测量结果的对比分析表明,草地盖度变化对RGB阈值法和HSV判别法的盖度识别精度无明显规律性影响,RGB决策树的盖度识别精度随着草地盖度的增加而增加;光照强度越强,RGB阈值法和HSV判别法对同一草地样方估算的盖度值越小,RGB决策树法估算的盖度值随光照强度的变化没有固定的规律。总体上讲,RGB阈值法和HSV判别法的识别精度较高,RGB决策树法误判率较高,但后者可以识别出非绿色的植物茎、花朵。最后提出了在现有绿色植被像元识别方法的基础上,结合边缘检查算法等图形像素的统计学特征分析方法,能进一步提高草地植被盖度测量的准确率。

内蒙古灌丛化草地取样位置对评估土壤碳氮贮量的影响

柴华,方江平,温丁,李杰,何念鹏

2014, 23(6): 28-35. DOI: 10.11686/cyxb20140604

摘要 ( 1388 )

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长期过度放牧或不合理放牧使内蒙古草地大面积退化,并出现了以小叶锦鸡儿为主的草地灌丛化现象,显著增加了草地土壤碳氮贮量的空间异质性。如何科学地设置取样点,已成为准确评估该地区灌丛化草地土壤碳氮贮量及其碳汇功能所亟须解决的重要问题。本研究在锡林河流域附近选取了3个不同退化程度的灌丛化草地,分析了灌丛化草地不同位置(灌丛内部、灌丛边缘和灌丛外部)的碳氮含量和贮量的差异。结果表明,灌丛化草地碳贮量在不同取样位置具有较大的差异;以轻度退化草地为例,0~100 cm土壤碳贮量为灌丛内部(8831.26 g C/m²)>灌丛边缘(8174.59 g C/m²)>灌丛外部(7716.48 g C/m²)。如果将灌丛内部、灌丛边缘和灌丛外部分别取样后计算的值作为灌丛化草地土壤碳贮量的真实值,则仅从灌丛内部取样会造成5.74%~27.62%的误差,仅在灌丛边缘取样会造成-3.76%~9.81%的误差,仅在灌丛外部取样的误差为-6.06%~-0.70%。虽然内蒙古地区灌丛化草地的碳氮含量存在显著的空间异质性(或沃岛效应),但由于灌丛面积与土壤碳氮含量在不同程度退化草地内存在密切的负相关关系,因而,从灌丛外部取样的传统方法能准确评估内蒙古地区灌丛化草地的土壤碳氮贮量。

半干旱沙地生境变化对植物地上生物量及其碳、氮储量的影响

周欣,左小安,赵学勇,王少昆,罗永清,岳祥飞,张腊梅

2014, 23(6): 36-44. DOI: 10.11686/cyxb20140605

摘要 ( 1461 )

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研究了科尔沁沙地沙丘固定过程中的流动沙丘、半固定沙丘和固定沙丘以及草地4种生境类型的植物地上生物量及其碳、氮含量与储量特征。结果表明,沙地生境变化对植物叶干重、枝干重、总生物量及其碳、氮含量与储量均有显著影响(P<0.01);固定沙丘的叶干重、枝干重、总生物量及其碳氮储量均大于流动沙丘与半固定沙丘,草地的叶干重、枝干重、总生物量、枝和总的碳储量、枝的氮储量均小于固定沙丘而大于流动沙丘;半固定沙丘叶、枝及总碳含量与枝的碳储量大于流动沙丘,而叶、枝及总氮含量小于流动沙丘。一年生植物分别占流动沙丘、固定沙丘和草地总生物量的63.99%,79.28%,70.86%;灌木占半固定沙丘总生物量的73.15%;C₃植物生物量分别占流动、半固定、固定沙丘和草地总生物量的39.99%,90.87%,96.01%和82.67%。固定沙丘上的一年生植物和C₃植物的生物量、碳氮储量在4个生境中最高;半固定、固定沙丘和草地中C₃植物碳含量及其储量、氮储量均高于C₄植物。沙丘固定过程中生物量及其碳氮储量逐渐增加,固定沙丘植被具有较大的碳氮固存潜力,一年生植物、C₃植物对其碳氮的固存具有重要的贡献作用;沙丘固定过程中C₃植物对C₄植物生物量的下降具补偿作用。

不同利用方式下草地优势植物的生态化学计量特征

徐沙,龚吉蕊,张梓榆,刘敏,王忆慧,罗亲普

2014, 23(6): 45-53. DOI: 10.11686/cyxb20140606

摘要 ( 2490 )

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在内蒙古温带草原围封、放牧和割草3种不同利用方式下,测定了大针茅、冷蒿和羊草3种优势种植物的化学计量元素,探讨了草地不同利用方式下优势种植物的化学计量特征响应机制。结果表明,3种优势种植物的C、N、P含量及其计量比在不同利用方式下均有明显的季节变化;不同利用方式、不同物种以及二者的交互作用均对N、P含量及C∶N、C∶P和N∶P有显著的影响,其中,C含量比较稳定,不同的利用方式对其无显著影响,N含量在整个生长季内总体呈下降趋势,放牧样地3种植物叶片的N、P含量均高于割草和围封样地,说明放牧增加了植物N、P的含量。植物生长普遍受到N的限制,土壤养分特征在不同利用方式间也存在一定的差异,围封样地表现为更加缺N,而放牧样地更加缺P。放牧样地有机质、C、N和P含量均高于割草和围封样地,说明适度放牧能提高土壤养分的含量,有利于植物的生长。

胶州湾河口湿地土壤有机碳及氮含量空间分布特征研究

谢文霞,朱鲲杰,崔育倩,杜慧娜,陈剑磊

2014, 23(6): 54-60. DOI: 10.11686/cyxb20140607

摘要 ( 1315 )

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为了了解胶州湾河口湿地土壤碳氮的空间分布特征,2011年11月对该区域土壤有机碳(TOC)、总氮(TN)、硝态氮(NO₃^--N)、铵态氮(NH₄⁺-N)、总磷(TP)以及pH、盐度、含水量进行了测定与分析。结果表明,1)胶州湾河口湿地TOC、TN、NO₃^--N、NH₄⁺-N以及TP含量分布总体随深度增加而下降,除TOC(P=0.022)外,TN、NO₃^--N、NH₄⁺-N、TP含量的剖面差异极显著(P<0.01)。碱蓬湿地和芦苇湿地中,NH₄⁺-N的垂直变异系数均大于NO₃^--N;2)胶州湾河口湿地土壤中氮的主要存在形式为有机氮。芦苇湿地表层土壤中TOC含量高于碱蓬湿地,而碱蓬湿地TN、TP含量高于芦苇湿地;3)胶州湾河口湿地土壤中TN、TP与TOC极显著相关(P<0.01),淹水对NO₃^--N、NH₄⁺-N的产生和迁移均产生一定程度的影响;4)与其他滨海湿地生态系统对比,胶州湾湿地土壤中营养元素含量较为丰富,TOC、TN、NO₃^--N以及NH₄⁺-N均处于较高水平。陆源是胶州湾河口湿地有机质的主要来源,且湿地中有机碳腐殖化程度较高。

不同种植年限紫穗槐根际非根际土壤磷组分含量特征

李金辉,卢鑫,周志宇,赵萍,金茜,周媛媛

2014, 23(6): 61-68. DOI: 10.11686/cyxb20140608

摘要 ( 1304 )

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以不同种植年限的紫穗槐根际和非根际土壤为试验对象, 采用Tiessen等修正后的Hedley土壤磷素分级方法,对其有效磷、全磷及不同形态磷组分进行了分析研究。结果表明,不同年限根际土壤有效磷含量均高于非根际土壤。从无机磷含量特征可以看出除了H₂O-Pi(水溶磷)和Conc.HCl-Pi(浓 HCl提取无机磷)外,其余无机磷均是Y₆₀的含量最高。不同形态磷:除Y₂₈的NaHCO₃-Po(0.5 mol/L NaHCO₃提取有机磷)外,其他株龄的NaHCO₃-Pi(0.5 mol/L NaHCO₃提取无机磷),NaOH-Pi(0.1 mol/L NaOH提取无机磷),NaHCO₃-Po,NaOH-Po(0.1 mol/L NaOH提取有机磷),Conc.HCl-Po(浓 HCl提取有机磷)含量均是根际高于非根际土壤相应磷指标含量。根际土壤有效磷与Dil.HCl-Pi和Conc.HCl-Po含量显著相关(P<0.05),H₂O-Pi与Total-P含量显著相关(P<0.05),根际和非根际土壤有效磷与pH值和根际全磷含量相关性均不显著(P>0.05)。

绿洲区不同灌溉方式及灌溉量对苜蓿田土壤盐分运移的影响

张前兵,艾尼娃尔·艾合买提,于磊,鲁为华,常青

2014, 23(6): 69-77. DOI: 10.11686/cyxb20140609

摘要 ( 1350 )

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为探讨绿洲区不同灌溉方式及灌溉量对苜蓿田土壤盐分空间分布及运移的影响,在苜蓿生长第2年设滴灌和漫灌2种灌溉方式,每种灌溉方式设3个灌溉梯度,对土壤电导率进行了测定与分析。结果表明,随生育进程的推进及灌水次数的增加,整个苜蓿生育期内土壤盐分含量呈波动式递减的变化趋势。滴灌方式下0~40 cm土层、漫灌方式下0~30 cm土层在灌溉后土壤处于脱盐状态;滴灌方式下在50~60 cm土层、漫灌方式下在40~60 cm 土层土壤处于积盐状态。在水平及垂直方向上,随灌水量的增加,2种灌溉方式下土壤盐分峰值位均呈下移趋势,灌溉后土壤盐分含量随土壤深度的增加而增大,土壤盐分主要集中于土壤40~60 cm土层,且滴灌方式下的“驱盐”效果要好于漫灌。在考虑成本、产出等综合经济效益时,当灌水量达到某种定额(滴灌下3000 m³/hm²,苜蓿干草产量为1406 kg/667 m²,漫灌下5250 m³/hm²,其干草产量为1504 kg/667 m²)后即可达到最佳的“驱盐”及高产效果,在绿洲区苜蓿田过多的灌溉量只会导致水资源的更多浪费。对绿洲区盐渍化较重的农田进行灌溉时,应尽量选取合理的灌溉制度及适宜的灌水量,以达到土壤盐分淋洗和经济效益最大化的双赢。

青海湖北岸高寒草甸草原非生长季土壤呼吸对温度和湿度的响应

陈骥,曹军骥,魏永林,刘吉宏,马扶林,陈迪超,冯嘉裕,夏瑶,岑燕

2014, 23(6): 78-86. DOI: 10.11686/cyxb20140610

摘要 ( 2098 )

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非生长季土壤呼吸是生态系统碳循环的重要组成部分,显著地影响着碳收支。本研究利用Li-8100开路式碳通量测定系统,研究了青海湖北岸高寒草甸草原非生长季土壤呼吸对短期围栏封育(自由放牧,3年围栏封育和5年围栏封育样地)的响应,并讨论了温度和湿度对非生长季土壤呼吸的影响。结果表明,1)自由放牧、3年围栏封育和5年围栏封育样地非生长季土壤呼吸平均速率分别是全年土壤呼吸平均速率的0.21,0.22和0.19倍;2)自由放牧、3年围栏封育和5年围栏封育样地非生长季土壤呼吸所排放的碳量分别为117.2,109.2和100.7 g C/m²,占全年土壤呼吸所排放的碳量的21.2%,22.3%和23.2%;3)相比于生长季和全年土壤呼吸的温度敏感性,非生长季具有更低的土壤呼吸温度敏感性;4)非生长季土壤温度和土壤湿度对土壤呼吸的解释率相当,一定的土壤湿度是保证土壤呼吸对温度响应的必要条件。因此,当考虑到碳收支和生态系统碳循环时不能忽略掉非生长季土壤呼吸的作用,而且水分在调节非生长季土壤呼吸中起着重要的作用。

14个多花黑麦草品种(系)在川西南地区生产性能综合评价

王绍飞,罗永聪,张新全,黄琳凯,马啸,刘恋

2014, 23(6): 87-94. DOI: 10.11686/cyxb20140611

摘要 ( 1838 )

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通过田间试验对14个多花黑麦草品种(系)在川西南区的生产性能进行比较研究。结果表明,新品系YA03和YA08的冬季生长速度相对较快,与剑宝、阿伯德差异显著(P<0.05),具有明显的冬季生长优势。产草量方面,新品系YA17表现最好,长江2号次之。而新品系YA03前3茬产量优势明显,2011-2013两年度平均干草产量可达12994 kg/hm²,比对照增产11.50%~15.66%;两年度平均鲜草产量为98973 kg/hm²,比对照增产9.47%~12.82%。茎叶比方面,阿伯德叶片含量最高(茎叶比为1∶1.86),其次为新品系YA03(茎叶比为1∶1.68)。而在物候期、营养成分等方面,各多花黑麦草品种(系)差异不显著。综合得知,新品系YA17和YA03具有产量较高,叶片含量丰富,较适合川西南区冬闲田稻草轮作。

西藏不同饲草全混合日粮发酵品质和有氧稳定性的研究

王勇,原现军,郭刚,闻爱友,王坚,肖慎华,余成群,巴桑,邵涛

2014, 23(6): 95-102. DOI: 10.11686/cyxb20140612

摘要 ( 4410 )

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为了充分利用西藏的农作物秸秆和饲草资源,本试验在当地奶牛场采用的以全株玉米和青稞秸秆为主要粗饲料的TMR配方基础上,用苜蓿、全株燕麦和小麦秸秆按不同比例替代全株玉米。青贮发酵45 d后评定各组发酵品质、营养特性和有氧稳定性。结果表明,发酵45 d后,TMR-2、TMR-3和TMR-4组pH值显著高于TMR-1(P<0.05),乳酸含量均低于TMR-1,但各替代组仅检测到微量丙酸和丁酸含量,且氨态氮/总氮较低,表明各组发酵品质均良好。发酵后各组水溶性碳水化合物含量均有大幅度下降,除TMR-1组外,其他3组干物质含量基本不变,粗蛋白、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和粗脂肪等营养物质含量不同程度增加,其中TMR-2和 TMR-3组粗蛋白含量高于15%,能够满足改良奶牛的营养需要。在有氧暴露过程中,各组乳酸、乙酸和水溶性碳水化合物含量均出现不同程度的下降,丙酸和丁酸含量在有氧暴露第3天均有升高,之后逐渐下降。在有氧暴露9 d中,pH值均呈上升趋势,其中TMR-3组pH值上升幅度最小,其有氧稳定性最好。综上所述,虽然TMR-3发酵品质略低于TMR-1组,但其有氧稳定性有所提高,因此,TMR-3组可应用于生产实际中。

玉米粉和乳酸菌对甘薯蔓、酒糟及稻草混合青贮品质的影响

王鸿泽,王之盛,康坤,邹华围,申俊华,胡瑞

2014, 23(6): 103-110. DOI: 10.11686/cyxb20140613

摘要 ( 2745 )

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为评价玉米粉和乳酸菌对甘薯蔓、酒糟及稻草(4∶4∶2)混合青贮品质的影响,试验设对照组(CK)、玉米粉添加组(CF)、乳酸菌添加组(LAB)、玉米粉和乳酸菌组合添加组(CF+LAB),每个处理6个重复,室温下贮藏60 d开封,取样分析青贮品质。结果表明,添加玉米粉和乳酸菌制剂均明显提高了青贮料的感官品质,与CK相比,CF处理、LAB处理及CF+LAB处理中 CP含量极显著提高(P<0.01), NH₃-N/TN、AA、PA、Ash含量极显著降低(P<0.01),CF处理极显著地提高了DM、CP、LA含量(P<0.01),而LAB处理则极显著地降低了NDF、ADF含量(P<0.01),CF+LAB中NH₃-N/TN、AA含量及pH值极显著低于LAB(P<0.01),显著低于CF(P<0.05)。综上所述,添加玉米粉和乳酸菌制剂均提高了青贮品质,单独添加乳酸菌制剂青贮品质要次于单独添加玉米粉,两者组合添加青贮品质更好。

添加糖蜜和乙酸对西藏发酵全混合日粮青贮发酵品质及有氧稳定性影响

邱小燕,原现军,郭刚,闻爱友,余成群,巴桑,邵涛

2014, 23(6): 111-118. DOI: 10.11686/cyxb20140614

摘要 ( 5891 )

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为研究乙酸和糖蜜对发酵全混合日粮(FTMR)品质及有氧稳定性的影响,试验以全混合日粮(TMR)为发酵原料,设对照组、乙酸(A)、糖蜜(M)、乙酸和糖蜜组合添加(AM)4个处理,发酵45 d后分析FTMR的发酵品质,同时将所有FTMR暴露到空气中,分别在第6,9和12天取样评定其有氧稳定性。结果表明,与对照相比,A和AM组降低了乳酸含量(P>0.05),各组仅检测到微量的丙酸、少量的丁酸和较低的氨态氮/总氮,表明各组FTMR发酵品质均良好。有氧暴露6 d后,各组乳酸、乙酸和水溶性碳水化合物含量均呈不同程度的下降,对照和M组pH值在第12 天显著(P<0.05)上升至5.70和6.50,具有较高的氨态氮/总氮和酵母菌数量。而A和AM组乳酸含量均呈先上升后下降的变化趋势,且好氧性微生物和酵母菌数量在整个有氧暴露的过程中始终维持在较低水平,有氧暴露12 d后pH值仍维持在4.50左右,延长了有氧稳定时间。综合考虑,为了获得品质优良的FTMR饲料,可在TMR中添加0.3%乙酸,既不影响发酵品质,也可提高其有氧稳定性。

含水量及添加剂对燕麦捆裹青贮品质的影响

覃方锉,赵桂琴,焦婷,韩永杰,侯建杰,宋旭东

2014, 23(6): 119-125. DOI: 10.11686/cyxb20140615

摘要 ( 1651 )

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为了搞清不同含水量和添加剂对燕麦青贮发酵品质的影响,试验设置2个含水量(45%~50%,65%~70%)和5个添加剂处理进行研究。5个添加剂处理分别为玉米粉(4%)、尿素(0.4%)、Synlac Dry(0.002 g/kg)、Sila-Max 200 (0.0025 g/kg) 和直接青贮(CK)。以灌浆期全株燕麦为青贮原料,捆裹青贮40 d后取样,测定其营养指标、发酵指标和主要微生物类群数量。结果表明,含水量与添加剂对燕麦青贮发酵品质的影响非常显著。与45%~50%含水量相比,65%~70%含水量下各处理的CP、主要有机酸含量和LAB数量比较稳定;NDF、ADF、WSC和M&Y数量降低,青贮效果较优。与CK相比,最佳含水量下玉米粉和尿素处理的青贮燕麦NDF、ADF、NH₃-N均显著增加(P<0.05),WSC显著减少。Sila-Max 200处理的NDF、ADF含量最低(P<0.05),分别为52.12%和32.14%;LA含量最高,LAB数量也显著提高(P<0.05),抑制了好氧细菌的生长繁殖,效果优于Synlac Dry,青贮品质最佳。综上所述,在65%~70%原料含水量条件下选择合适添加剂处理可显著提高燕麦青贮品质。

不同营养水平对淘汰荷斯坦奶牛消化代谢、肉品质的影响

李秋凤,李春芳,曹玉凤,李建国,殷元虎,李伟

2014, 23(6): 126-135. DOI: 10.11686/cyxb20140616

摘要 ( 1523 )

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为了研究不同能量蛋白水平对淘汰荷斯坦奶牛消化代谢、肉品质的影响。采用单因素随机设计,选择体重相近的健康淘汰荷斯坦奶牛32头,随机分成4组,Ⅰ组(低营养水平)、Ⅱ(中营养水平)、Ⅲ(较高营养水平)、Ⅳ(高营养水平),试验分两期进行。结果表明,随着日粮营养水平的增加,各试验组粗蛋白、粗脂肪表观消化率差异显著(P<0.05),其中Ⅲ组最高,分别达到72.47%和80.64%;Ⅳ组背膘厚度比Ⅰ组提高了73.33%(P<0.05)。日粮营养水平能显著影响熟肉率、肉中脂肪和脂肪酸含量。其中,Ⅲ组熟肉率最高,为49.73%,比Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅳ组分别提高6.03%,7.87%和4.30%(P<0.01);牛肉中脂肪含量Ⅰ组最低,为4.08%,Ⅳ组最高,达到6.94%;各试验组牛肉中多不饱和脂肪酸(PUFA)差异显著(P<0.05),Ⅳ组PUFA含量最低,为3.67%,Ⅱ组最高,达到5.93%,Ⅱ组比Ⅳ组提高61.58%(P<0.05),Ⅲ组PUFA含量比Ⅰ组、Ⅳ组分别高2.47%和58.31%(P<0.05)。因此,淘汰荷斯坦奶牛育肥营养水平建议值为:体重410~470 kg,干物质采食量为11.03~11.53 kg/d,DE摄入量为147.86~150.05 MJ/d,CP摄入量为1.57~1.66 kg/d(DM);育肥牛体重470~530 kg,干物质采食量为10.76~11.23 kg/d,DE摄入量为149.18~151.21 MJ/d,CP摄入量为1.53~1.62 kg/d(DM)。

施尿素对无芒隐子草草坪生长特性的影响

李欣勇,王彦荣,贾存智

2014, 23(6): 136-141. DOI: 10.11686/cyxb20140617

摘要 ( 1338 )

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对不同施尿素量(0,2,5,8 g/m²)下无芒隐子草草坪生长期内色泽、株高、叶宽、叶片相对含水量、植株全氮及绿色期的研究表明,施尿素可显著提高草坪植株和叶片的生长速率,提高植株全氮含量,降低叶片相对含水量的下降速度,改善草坪色泽,并且可显著延长草坪的绿期(P<0.05)。在尿素用量上,5和8 g/m²处理下的草坪质量显著高于0和2 g/m²,主要表现为草坪色泽生长季内都保持在6分左右,并至少使草坪绿期延长18 d。但与0 g/m²相比,8 g/m²处理增加草坪修剪次数6次,提高草坪管理成本1倍以上;而5 g/m²处理只增加草坪修剪次数2次,可减轻草坪管理强度,减少管理成本。因此,5 g/m²处理的效果最佳。

钠复合肥提高多浆旱生植物霸王幼苗生长及抗旱性

周向睿,岳利军,王锁民

2014, 23(6): 142-147. DOI: 10.11686/cyxb20140618

摘要 ( 1500 )

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本研究采用室内盆栽实验,探讨了一种由适量的氮、磷和钠等元素组成的钠复合肥对多浆旱生植物霸王幼苗生长及抗旱性的影响。结果表明,干旱胁迫下施钠复合肥后,与对照和磷酸二铵肥相比,霸王幼苗的株高增加了30%和12%、叶面积增加了97%和40%、叶相对有机干重增加了10%和7%、叶干重增加了57%和38%、叶含水量增加了347%和55%,净光合速率增加了145%和24%、PSⅡ原初光能转换效率增加了6%和4%、电子传递速率增加了16%和8%、量子产额增加了14%和5%,而叶MDA含量下降了58%和18%、相对质膜透性下降了50%和26%。另外,与对照相比,施钠复合肥后霸王幼苗水分利用效率提高了4%。这些结果说明,钠复合肥能够促进干旱胁迫下霸王幼苗的生长、提高其抗旱性,并且效果优于磷酸二铵肥。

单播与混播下紫花苜蓿与无芒雀麦生物量对氮肥的响应

谢开云,李向林,何峰,万里强,王栋,秦燕,余群

2014, 23(6): 148-156. DOI: 10.11686/cyxb20140619

摘要 ( 2334 )

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禾本科与豆科牧草的混播,是人工草地建植的最主要方式之一,研究氮肥对豆禾混播草地影响对维持混播草地的持续稳定生产具有重要意义。试验在温室栽培条件下研究了3个氮肥梯度(0,75,150 kg N/hm²,记作N₀,N₇₅,N₁₅₀)对无芒雀麦单播,紫花苜蓿单播以及它们混播(分别记作G-G,L-L,G-L)生物量的影响。研究结果表明,1)在单播时,无芒雀麦对氮肥的响应较敏感,施入氮肥显著地提高无芒雀麦的生物量(P<0.05),而对紫花苜蓿的生物量无显著影响(P>0.05)。在混播时,无芒雀麦对有效氮的竞争胜过紫花苜蓿,施氮能显著地增加混播中无芒雀麦牧草的生物量(P<0.05),间接地抑制了紫花苜蓿生物量的发展。2)无芒雀麦和紫花苜蓿混播的总生物量介于它们单播时生物量之间,却高于它们单播时生物量的平均值。3)无芒雀麦单株地上生物量在混播时显著高于单播(P<0.05)。相反,紫花苜蓿的单株地上生物量单播显著高于混播(P<0.05)。这说明在混播系统中,无芒雀麦混播效应表现为积极的促进作用,紫花苜蓿混播效应表现为消极的抑制作用。4)在无芒雀麦和紫花苜蓿的混播中,无芒雀麦和紫花苜蓿的生长处于动态的消长中,这种变化通过土壤无机氮的水平来调控。

东北野豌豆族植物叶形态结构的研究及其分类学意义

史传奇,刘玫,王臣,张欣欣,程薪宇

2014, 23(6): 157-166. DOI: 10.11686/cyxb20140620

摘要 ( 1541 )

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本研究采用了扫描电镜、叶片透明及GMA切片法,深入研究了东北野豌豆族3属,22种,2变种及1变型叶的形态结构。结果表明,叶为偶数羽状复叶,小叶1至多对,多为卵形。叶表皮细胞垂周壁多为波形。山黧豆属与豌豆属的气孔主要为不等型,野豌豆属多为无规则型。多数物种的叶片具单细胞非腺毛和多细胞腺毛。叶柄横切面多为戟形,近轴面具沟槽。叶柄具多个维管束,排列成V形、心形或圆形。本研究为野豌豆族的分类提供了形态学依据,并为探讨这一类群的系统演化及深入研究豆科的系统学提供形态学基础。

镉胁迫对白三叶的富集能力、叶片显微结构及其生理特性的影响

韩宝贺,朱宏

2014, 23(6): 167-175. DOI: 10.11686/cyxb20140621

摘要 ( 2121 )

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以白三叶为试验材料,对其进行不同浓度Cd²⁺(0, 100, 200, 300, 400, 500 μmol/L)胁迫7 d,结果表明,随Cd²⁺浓度增加,白三叶各营养器官Cd积累量随之升高,各器官对Cd的富集能力表现为:根>叶>茎;同时,富集在叶片部分的Cd对白三叶叶片产生了毒害作用,使叶肉细胞的细胞壁着色加深,栅栏组织细胞以及海绵组织细胞的形状、大小及细胞排列的疏密程度发生改变。Cd²⁺胁迫后,白三叶叶片叶绿素含量显著降低(P<0.05),叶片的MDA含量呈上升趋势,且与Cd²⁺浓度之间存在剂量效应关系;整个胁迫过程中,SOD,POD和CAT活性则呈先升高后降低的趋势。相关性分析结果表明,Chl a和Chl b含量与Cd²⁺浓度间呈极显著负相关;MDA含量与Cd²⁺浓度间呈极显著正相关;SOD,POD,CAT之间呈极显著正相关,三者发挥协同作用以抵抗逆境毒害,体现了白三叶对重金属Cd的适应性。

四种冷季型草坪植物对镉的耐受性与积累特性

徐佩贤,费凌,陈旭兵,王兆龙

2014, 23(6): 176-188. DOI: 10.11686/cyxb20140622

摘要 ( 2082 )

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高羊茅、草地早熟禾、多年生黑麦草和匍匐剪股颖在镉(Cd)污染土壤上有很高的耐受力,但它们对Cd的耐受性和积累能力鲜有报道。4种冷季型草坪植物在不同Cd浓度(50, 100, 200, 400 mg Cd/kg)下处理60 d,本文对4种草坪植物在Cd胁迫下的生理响应及地上部和根系的Cd含量进行了研究。从Cd胁迫对草坪植物的草坪质量、相对生长速率、草坪密度、地上部和根系的生物量、叶片电导率、叶片相对含水量和叶片光化学效率的影响可以看出,高羊茅对Cd的耐受性最好,其次为多年生黑麦草,再次是草地早熟禾,匍匐剪股颖对Cd的耐受性最差。本研究还发现草坪植物在Cd胁迫下,叶片相对生长速率和根系生物量比其他的生理指标敏感。4种草坪植物地上部和根系的Cd浓度和积累量随着处理浓度的增加而增加。在相同Cd浓度处理下,草地早熟禾地上部Cd浓度最高,高羊茅和匍匐剪股颖次之,多年生黑麦草地上部的Cd浓度最低。4种草坪植物中根系Cd浓度最高的是多年生黑麦草。在50~400 mg Cd/kg处理下,草地早熟禾的转运系数和萃取率最大,多年生黑麦草的转运系数和萃取率最小。在相同Cd处理水平下,草地早熟禾地上部的Cd积累量比其他3种草坪植物高,匍匐翦股颖根系生物量低导致其根系的Cd积累量最低。本研究结果表明,4种草坪植物对Cd有较强的耐受性和积累能力,它们具有应用于Cd污染土壤上植物固定的潜力。

H₂O₂胁迫下豌豆初生根及抗氧化酶系统对外源Ca²⁺的响应

刘会杰,李胜,马绍英,张品南,时振振,杨晓明

2014, 23(6): 189-197. DOI: 10.11686/cyxb20140623

摘要 ( 1260 )

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以豌豆品种“陇豌一号”为材料,通过对豌豆种子萌发初期初生根生理特性的研究,探索提高豌豆初生根外源H₂O₂胁迫条件下抗性能力的途径。运用生理生化方法,测定H₂O₂胁迫下豌豆初生根在外源Ca²⁺处理后的弯曲率和根系活力,并对豌豆初生根内的丙二醛(MDA)含量、相对膜透性、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性进行测定。结果显示,80 mmol/L的H₂O₂处理下的豌豆初生根正常生长受到显著抑制,但是经过Ca²⁺处理后,根系生长抑制作用得到缓解,根系活力得以恢复。外施10 mmol/L Ca²⁺初生根MDA值较CK₁降低了37.32%,并显著地提高了POD,SOD,CAT和APX的活性,其值分别为51.946 U/(mg·min),865.174 U/g FW,1.9739 mmol/(L·g·min)和2.569 μmol/(L·g·min)。总之,外源施加Ca²⁺能够有效降低H₂O₂造成的氧化胁迫,缓解对初生根细胞膜的伤害,降低质膜透性,增强初生根系抗氧化酶活性,达到抵抗逆境胁迫的目的。

遮阴对大豆幼苗光合和荧光特性的影响

李瑞,文涛,唐艳萍,孙歆,夏超

2014, 23(6): 198-206. DOI: 10.11686/cyxb20140624

摘要 ( 1797 )

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为了探寻不同遮阴条件下大豆幼苗叶片的光合响应机理及寻求适度的遮阴比例,本试验模拟田间玉/豆套作,以强耐阴“南豆12号”和弱耐阴“桂夏3号”2个大豆品种为材料,在不遮阴、半侧遮阴(30%,50%,70%)和全遮阴(50%)5个不同遮阴方式下,测定了不同生育期遮阴和复光后大豆幼苗叶片色素含量、光合速率和叶绿素荧光参数的变化。结果表明,随着遮阴程度增加,大豆幼苗叶片的色素含量和初始荧光强度(F₀)增加,叶绿素a/b值变小;光合速率(P_n)、最大光化学效率(F_v/F_m)、PSⅡ实际光化学效率(Φ_PSⅡ)和光化学淬灭系数(qP)呈先升后降趋势,非光化学淬灭系数(NPQ)则呈先降后升的趋势。遮阴胁迫对2个大豆品种幼苗第四复叶期的影响最为显著。2个品种间比较,“南豆12号”和“桂夏3号”在弱遮阴下都能通过改变色素组分比例、促进光合电子传递等途径提高光能潜力的利用来适应弱光环境。在强遮阴胁迫下,“南豆12号”的PSⅡ反应中心抗胁迫能力更强,“桂夏3号”则不能及时耗散过剩光能,导致光合机构受到破坏。

外源亚精胺调控草地早熟禾幼苗耐盐性的研究

安勐颍,孙珊珊,濮阳雪华,韩烈保

2014, 23(6): 207-216. DOI: 10.11686/cyxb20140625

摘要 ( 1886 )

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盐胁迫严重危害草坪草的正常生长并且限制其大面积建植,尤其是对耐盐性相对较差的草地早熟禾。本试验以耐盐性不同的2个草地早熟禾品种‘兰肯(Kenblue)’和‘午夜(Midnight)’作为试验材料,采用MS培养基作为培养基质,以200 mmol/L的 NaCl为胁迫条件,施用浓度为1 mmol/L的外源亚精胺(Spd),研究了盐胁迫下外源亚精胺对草地早熟禾幼苗生长及其相关生理指标的影响。结果表明,外源Spd处理能够缓解盐胁迫对草地早熟禾根系和幼苗生长的抑制,提高APX、CAT、POD和SOD的活性以及脯氨酸的含量,减少体内活性氧H₂O₂和O2-·的积聚,降低MDA的含量和细胞膜透性,同时,外源Spd处理还可以加强离子营养平衡能力,降低细胞内Na⁺的含量,增加K⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的含量,进而促进细胞内离子的区域化分布,稳定细胞膜结构。因此,从实验结果可以推断外源Spd处理可以提高草地早熟禾幼苗的耐盐性,这为降低盐胁迫对草坪草的伤害以及扩大建植草坪草提供了有利的理论基础。

加拿大一枝黄花水提液对玉米幼苗生长的化感作用及其机理

叶小齐,吴明,邵学新,梁雷

2014, 23(6): 217-224. DOI: 10.11686/cyxb20140626

摘要 ( 1515 )

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植物化感物质普遍存在对其他植物生长的“低促高抑”现象,可能和植物对叶片资源投入或者单位叶面积光合能力有关。实验以具有较强化感作用的加拿大一枝黄花为材料,研究其提取物对玉米幼苗生长、光合能力和叶片资源分配的影响。结果表明,不同水提液浓度(0.00~0.25 g/mL)对玉米幼苗生长(总根长、株高、总叶面积和总叶长)存在着显著的影响(P<0.05),与对照处理(0.00 g/mL)相比,0.02~0.11 g/mL内各浓度处理对玉米幼苗的茎、叶和根的生长和总生物量的积累都有促进效应,而在0.13~0.25 g/mL内各浓度处理有抑制效应。不同浓度水提液处理对比叶面积和叶面积率有着相似的“低促高抑”效应(P<0.05),低浓度处理玉米幼苗对光合同化组织的资源投入增加,比叶面积和叶面积率提高,而叶生物量分配则无显著变化(P>0.05)。处理1~3 d内,具有最大生长促进效应的0.02 g/mL处理和最大生长抑制效应的0.20 g/mL处理与对照处理的玉米幼苗最大净光合速率和表观量子效率没有显著差异(P>0.05)。不同浓度处理条件下,玉米幼苗生物量与比叶面积和叶面积率呈极显著正相关(P<0.001),这说明加拿大一枝黄花水提液对玉米幼苗生长的影响是通过改变对叶片资源投入,特别是叶面积生长的投入,而不是通过单位叶面积光合能力变化所导致的。低浓度化感物质对玉米幼苗生长的促进可能是细胞伸展性增强的结果。不同浓度化感物质可能是化感作用感知受体植物胁迫能力的一种信号,因此具有一定的生态适应意义。

唐古特大黄种子灌浆充实动态及发芽特性研究

曹师,郭凤霞,陈垣,杨育峰,郭爱伟

2014, 23(6): 225-232. DOI: 10.11686/cyxb20140627

摘要 ( 1490 )

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选用甘肃省甘南州卓尼县种植4年的唐古特大黄种株,从花后第10天开始每隔3 d测定种子发育动态直至种子全部成熟,风干后测定种子发芽特性,旨在揭示唐古特大黄种子灌浆动态及其与发芽质量的内在联系,为确定种子最佳采收期提供理论和技术依据。结果表明,唐古特大黄种子百粒干重的变化趋势呈“S”型曲线,符合Logistic方程,快增期在花后12~39 d,开花60 d后灌浆基本结束。种子脱水速率随灌浆进程的递进持续加快,含水量稳定下降。开花22 d开始采收的种子具较低萌发能力,此后随灌浆进程的递进,发芽质量指标均显著提高,花后49 d开始,种子发芽质量指标趋于稳定,开花55 d后种子含水量下降至10%以下。种子的发芽质量指标与百粒干重和灌浆持续期均呈极显著正相关,而与含水量呈极显著负相关,灌浆速率受天气影响较大,说明唐古特大黄种子成熟度对种子的发芽质量具有显著的影响,种子最佳采收期应在开花后55~60 d(7月下旬至8月上旬),种子含水率在10%左右时分批采收为宜。

MADS-box基因家族在蒺藜苜蓿的全基因组分析

张军,宋丽莉,郭东林,郭长虹,束永俊

2014, 23(6): 233-241. DOI: 10.11686/cyxb20140628

摘要 ( 2100 )

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MADS-box基因家族是植物体内的重要转录因子,它们广泛地调控着植物生长、发育和生殖等过程。本研究以蒺藜苜蓿基因组数据为材料,采用结构域搜索方法,鉴定了138个MADS-box基因。通过序列比对系统进化分析,将它们分成两大类:Ⅰ型(92个)和Ⅱ型(46个)。同时,通过染色体定位分析发现,134个MADS-box基因定位在染色体上,还有4个MADS-box基因定位在尚未完成最终拼接的超长片段上。蒺藜苜蓿的MADS-box基因家族成员之间存在大量的基因重复,特别是Ⅰ型MADS-box基因,通过基因复制,MADS-box基因家族在染色体上形成多个密集的MADS-box基因簇。对蒺藜苜蓿的RNA-seq表达谱数据分析,发现MADS-box基因在心皮组织、花器官等组织中表达量较高,这表明蒺藜苜蓿的MADS-box基因家族广泛地参与苜蓿组织分化、发育以及生殖等过程的调控,这将为进一步揭示MADS-box类转录因子在蒺藜苜蓿中作用机制提供了重要的参考。

基于高通量测序的海滨雀稗转录组学研究

贾新平,叶晓青,梁丽建,邓衍明,孙晓波,佘建明

2014, 23(6): 242-252. DOI: 10.11686/cyxb20140629

摘要 ( 2270 )

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采用新一代高通量测序技术Illumina HiSeq 2000对海滨雀稗叶片转录组进行测序,结合生物信息学方法开展基因表达谱研究和功能基因预测。通过测序,获得了47520544个序列读取片段(reads),包含了4752054400个碱基序列(bp)信息。对reads进行序列组装,获得81220个单基因簇(unigene),平均长度1077 bp,序列信息达到了87542503 bp。另外从长度分布、GC含量、表达水平等方面对unigene进行评估,数据显示测序质量好,可信度高。数据库中的序列同源性比较表明,46169个unigene与其他生物的已知基因具有不同程度的同源性。海滨雀稗转录组中的unigene根据GO功能大致可分为细胞组分、分子功能和生物学过程三大类48个分支,其中有大量unigene与代谢进程、结合活性和细胞进程相关。将unigene与COG数据库进行比对,根据其功能大致可分为25类。KEGG 数据库作为参考,依据代谢途径可将unigene定位到112个代谢途径分支,包括苯丙氨酸代谢通路、植物与病原物互作、植物激素生物合成和信号转导、黄酮类化合物合成、萜类骨架生物合成、脂类代谢、RNA降解等。SSR位点查找发现,从81220个unigene中共找到22721个SSR位点。SSR不同重复基序类型中,出现频率最高的为A/T,其次是CCG/CGG和AGC/CTG。本研究首次对海滨雀稗转录组进行了分析,为草坪草的分子生物学研究提供了宝贵的基因组数据来源。

多效唑对6种草坪草苗期抗旱性影响的研究

王竞红,多多

2014, 23(6): 253-258. DOI: 10.11686/cyxb20140630

摘要 ( 2484 )

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草坪草在城市园林绿化中的广泛应用,加大了养护管理需水量。为了节约有限的水资源,本试验选用北方城市绿化常用的冷季型草坪草作为研究材料,采用盆栽方式,研究不同浓度的多效唑(PP333)对多年生黑麦草品种轰炸机(Bomber)、绅士(Esquire),紫羊茅品种北方(Beifang)、梦神(Rubra)以及草地早熟禾品种肯塔基(Kentucky)、优异(Merit)抗旱性的生理影响。研究结果表明,干旱胁迫30 d后,多效唑处理能显著提高6种草坪草的RWC、叶绿素含量和抗氧化物酶SOD活性,降低其叶片相对电导率、游离脯氨酸含量,这表明多效唑能有效提高它们的活力和抗旱性。通过对相关生理指标的综合比较分析,总结出对6种草坪草各苗期抗旱性能力有促进作用的最佳PP333浓度为:绅士、北方和梦神100 mg/L,轰炸机和肯塔基200 mg/L,优异300 mg/L。

抗二氯喹啉酸稗草对6种除草剂的多抗性分析及田间控制效果评价

马国兰,柏连阳,刘都才,刘雪源,唐涛,彭亚军

2014, 23(6): 259-265. DOI: 10.11686/cyxb20140631

摘要 ( 1639 )

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稗草是稻田恶性杂草,二氯喹啉酸(quinclorac)是防治稗草的特效药,但长期使用出现了抗药性。为有效控制田间抗二氯喹啉酸的稗草,用室内盆栽法分析了五氟磺草胺、双草醚、嘧啶肟草醚、氟吡磺隆、噁唑酰草胺和氰氟草酯6种除草剂对抗性稗草的多抗性,并通过大田试验评价了上述6种除草剂对抗性稗草的防效。结果显示,五氟磺草胺等6种除草剂对不同生物型稗草R₁、R₂、S均表现出较高的生物活性,抗性稗草R₁、R₂对五氟磺草胺、双草醚、嘧啶肟草醚、氟吡磺隆、噁唑酰草胺和氰氟草酯6种除草剂抗性指数为1.05~1.28,无多抗性产生。使用6种药剂的田间推荐剂量处理,以2.5%五氟磺草胺OD和10%噁唑酰草胺EC对抗性稗草的防效最好,药后20和40 d的防效均在95%以上。其次是10%双草醚SC,药后20和40 d的防效均在90%以上。再次是5%嘧啶肟草醚EC,药后20和40 d的防效均在85%以上。10%氰氟草酯EC和10%氟吡磺隆WG对抗性稗草的防效最差,处理后20和40 d防效均不到85%。这进一步验证了五氟磺草胺、双草醚、嘧啶肟草醚、氟吡磺隆、噁唑酰草胺和氰氟草酯6种除草剂对抗二氯喹啉酸的稗草无多抗性产生。6种除草剂均可在稗草对二氯喹啉酸产生抗药性的稻区使用。但以五氟磺草胺、双草醚和噁唑酰草胺3种除草剂对抗药性稗草的防效最优。

当归新病害——炭疽病病原鉴定及发病规律研究

卞静,陈泰祥,陈秀蓉,王涵琦,杨小利,王艳

2014, 23(6): 266-273. DOI: 10.11686/cyxb20140632

摘要 ( 1895 )

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2012年至2013年在甘肃省各当归主产区发现的一种疑似当归炭疽病的病害,该病害主要危害植株茎秆。发病初期先在植株外部茎秆上出现浅褐色病斑,随后病斑逐渐扩大,形成深褐色长条形病斑,叶片变黄枯死,茎秆从外向内逐渐干枯死亡,后期在病斑上出现黑色小颗粒(分生孢子盘),最后整株枯死。通过病菌形态学鉴定、ITS基因序列分析以及致病性测定,已确定该病害是由束状炭疽菌危害引起的当归炭疽病。本研究系首次报道。经过室内盆栽接种试验表明,针刺、灌根和喷雾接种均能发病,以针刺发病最重,其次为灌根处理,喷雾接种最轻,表明病菌通过伤口、根部以及地上部分均可侵入;此病一般在6月中、下旬开始发生,8月下旬到9月上旬达到发病高峰,田间发病率、病情指数与气温和相对湿度存在极显著的正相关,即温度高、湿度大有利于病害发生,且湿度的影响大于温度影响。本研究为当归炭疽病的防治提供了依据。

甜高粱根际溶磷菌溶磷能力及菌株特性研究

雷学军,吴毅,黄馨,蔡建波,李卓,吴林世

2014, 23(6): 274-278. DOI: 10.11686/cyxb20140633

摘要 ( 1704 )

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利用蒙金娜培养基,从甜高粱根际分离具有溶磷能力的菌株,通过溶磷圈法筛选出5株溶磷能力较强的菌株,利用钼锑抗比色法和Salkowski比色法分别对溶磷特性与分泌IAA能力进行测定,结果表明,筛选的菌株分解磷酸钙的能力存在显著差异,溶磷量在107.26~233.95 μg/mL之间,各菌株均具有分泌IAA能力,IAA分泌量在15.23~27.79 μg/mL之间,接种溶磷菌后甜高粱株高、茎粗、干重都比对照明显提升。因此, 溶磷能力和分泌IAA能力较强的菌株(WD₅₁、WD₂₀) 可作为研制微生物肥料的优良菌株。

草地生态系统氮循环关键过程对全球变化及人类活动的响应与机制

闫钟清,齐玉春,董云社,彭琴,孙良杰,贾军强,曹丛丛,郭树芳,贺云龙

2014, 23(6): 279-292. DOI: 10.11686/cyxb20140634

摘要 ( 4309 )

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氮(N)是蛋白质、核酸、酶、激素、叶绿素等物质的主要组成部分,对生态系统结构的组成和功能的发挥具有十分重要的影响。国际地圈与生物圈计划(IGBP)以及政府间气候变化委员会(IPCC)的许多大型研究计划均把氮素循环过程作为其核心研究内容。草原生态系统作为地球上宝贵的自然资源,其功能的发挥对于维持全球及区域性生态平衡有极其重要的作用。但迄今为止,对草地氮循环关键过程及其对全球变化(CO₂浓度升高、温度与降水变化、氮沉降)以及人类活动(放牧、开垦、火烧等)响应与反馈的认知远不及对草地碳循环过程那么系统与深入,迫切需要开展相关领域系统的科学试验研究。本文综述了目前国内外全球变化和人类活动因子对草地氮循环过程影响的相关研究成果,分析了其主要影响途径以及关键机制,在此基础上对目前研究中存在的不足进行了剖析,并对未来研究中迫切需要关注的重点研究方向进行了探讨与展望。

植物抗旱基因工程研究进展

徐立明,张振葆,梁晓玲,卢文,张辰路,黄凤珠,王雷,张素芝

2014, 23(6): 293-303. DOI: 10.11686/cyxb20140635

摘要 ( 2370 )

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干旱是影响农作物产量的主要胁迫因素之一。高通量生物技术的使用促成了新的干旱胁迫相关基因的发现,一些重要基因已转化到植物中,通过专一性或广谱性地应答路径来调节其干旱耐受性。最近的一些研究进展,进一步加深了对植物通过调控干旱相关基因的表达而抵御干旱胁迫的理解,并对植物干旱胁迫的复杂调控网络有了更深刻的认识,同时逐渐探索出一些具体的植物抗旱基因工程研究的途径。本文主要综述了信号分子、转录因子、小RNA分子、渗透调节分子、多胺类分子,活性氧清除分子方面的基因工程研究进展,并对其研究中存在的问题及应用前景进行了讨论。

紫花苜蓿QTL与全基因组选择研究进展及其应用

康俊梅,张铁军,王梦颖,张怡,杨青川

2014, 23(6): 304-312. DOI: 10.11686/cyxb20140636

摘要 ( 2680 )

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四倍体紫花苜蓿是重要的豆科牧草之一,由于其复杂的遗传背景与二倍体作物相比遗传作图与重要性状数量性状位点(quantitative trait locus,QTL)定位研究相对滞后。然而,二倍体苜蓿的相关研究起步较早,已经建立了高密度遗传图谱和物理图谱,这些研究为四倍体苜蓿遗传作图与QTL定位奠定了基础。随着第三代分子标记与测序技术的快速发展,极大地促进了四倍体苜蓿的高密度遗传图谱构建与QTL定位研究,并借助分子标记辅助育种技术对提高苜蓿选育效率,加速育种进程具有重要意义。本文对苜蓿遗传图谱构建与QTL定位研究及发展趋势进行了总结,并对苜蓿关联作图与全基因组选择的研究进展及应用前景加以概述,旨在为读者就相关研究领域有较全面的了解。

黄土高原半干旱区天然草地群落结构与土壤水分关系

张志南,武高林,王冬,邓蕾,郝红敏,杨政,上官周平

2014, 23(6): 313-319. DOI: 10.11686/cyxb20140637

摘要 ( 2877 )

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气候变化导致水热条件发生变化,从而引起土壤含水量改变,必然影响区域植物群落结构和功能。本研究以黄土高原半干旱区天然草地群落为研究对象,在较大空间尺度上根据随机设置样地法调查区域内典型地带性草地群落,研究黄土高原半干旱区土壤含水量的变化对草地群落的影响。结果表明,1)地上生物量、凋落物质量与土壤含水量呈显著正相关;地下生物量和总生物量与土壤含水量虽正相关但不显著;2)物种多样性和物种丰富度均随着土壤含水量的增加而增加;3)植物功能群受土壤水分的影响,表现为禾本科和豆科随着土壤含水量的增加而增加,而杂类草相反。总之,在半干旱区土壤水分是限制群落生产力和物种多样性的重要因子,而禾本科和豆科作为指示物种可以反映土壤的水分状况。土壤水分的变化可能是导致半干旱区天然草地群落演替的驱动力,草地退化可能与土壤含水量的改变有关。

拉萨河谷山地灌丛草地物种多样性随海拔升高的变化特征

罗黎鸣,苗彦军,武建双,潘影,土艳丽,余成群,赵延,赵贯锋,武俊喜

2014, 23(6): 320-326. DOI: 10.11686/cyxb20140638

摘要 ( 2430 )

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以拉萨河谷达孜县新仓村沟域的山地灌丛草地为研究对象,采用样方调查法探究了随海拔升高(3992~4940 m)灌丛草地群落结构、物种多样性、功能性状Rao指数的变化特征。结果表明,1)随海拔升高灌丛生物量和盖度呈先增加后降低的变化趋势,但草地盖度(71±14)%和生物量(49.18±19.17) g/m²变化不明显(P>0.05);2)随海拔升高群落物种组成存在差异,但共优种高山嵩草(0.591±0.034)和青藏苔草(0.326±0.061)的优势度无显著变化(P>0.05);3)随海拔升高草地物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数呈先增加后降低的“单峰曲线”变化特征;4)以株高测算的草地群落功能性状Rao指数随海拔升高而降低。物种丰富度、功能性状以及地上净初级生产力沿海拔升高的变化特征存在差异,为维持高原河谷山地灌丛草地的生态安全,未来应重视三者相互关系及其生态学机制的相关研究。

氮高效利用基因型水稻干物质生产和氮素积累特性

戢林,杨欢,李廷轩,张锡洲,余海英

2014, 23(6): 327-335. DOI: 10.11686/cyxb20140639

摘要 ( 1466 )

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采用土培试验,研究氮高效利用基因型水稻不同生育阶段干物质生产特性和氮素积累特征,并探讨其与产量和氮素利用效率关系。结果表明,1)高效基因型水稻在保证高产的同时也具有较高的氮素利用效率,产量为低效基因型的1.74~2.37倍,氮素籽粒生产效率较低效基因型高23.97%~70.55%。2)高效基因型干物质量积累高峰期出现在抽穗-成熟阶段,而低效基因型出现在分蘖-拔节阶段;高效基因型干物质量在分蘖-拔节、拔节-抽穗、抽穗-成熟阶段分别是低效基因型的1.12,1.49和5.85倍,差异显著。3)高效基因型在分蘖期(移栽后32 d)进入氮素高速积累时期,并在48 d时积累速率达到最高(美国谷、IR31892-100-3-3-3、IRIT216分别为11.32,12.36和15.83 mg/d·株),且持续时间长达49 d;而低效基因型也是在分蘖期进入氮素高积累时期,并在37 d时积累速率达到最高(加早935、IR32429分别为9.31和7.25 mg/d·株),但维持高积累速率的时间较高效基因型短12 d。4)抽穗-成熟阶段水稻干物质量和氮素积累量对产量的影响程度最大,贡献率分别为62.65%和47.42%;对氮素籽粒生产效率的贡献率分别为14.51%和8.77%,对氮素收获指数的贡献率分别为22.14%和15.90%。表明,抽穗至成熟期水稻干物质积累和氮素的积累与产量和氮素利用效率的提高关系密切,分蘖至抽穗期是水稻氮素营养管理的关键阶段。

模拟酸雨与Cd对紫萼膜脂过氧化及形态特征的影响

王成聪,高素萍,黄丽,林啸,张硕,雷霆

2014, 23(6): 336-341. DOI: 10.11686/cyxb20140640

摘要 ( 1306 )

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为了解酸雨与Cd复合污染对紫萼膜脂过氧化及形态特征的影响,本试验采用土培的方式,人工模拟pH分别为6.5,5.5,4.5,3.5,2.5梯度酸雨与不同浓度(0,10,30,50,100 mg/kg)Cd复合胁迫紫萼,从植物形态特征,质膜过氧化,抗氧化方面的响应研究复合污染对植物的生理生态影响特点。结果表明,复合污染比单一污染对植物伤害更大,二者间存在明显的交互作用,并非简单的加和作用,更多地表现为协同作用,高强度复合污染对紫萼的影响更大。紫萼对低强度酸雨和低浓度Cd污染有一定耐受性。Cd对植物的影响比酸雨更显著,是复合污染下造成植物伤害的主要因素。CAT活性对Cd污染比SOD敏感;Cd浓度为30 mg/kg和酸雨pH=3.5是植物可见伤害的临界值。综合各指标对复合污染的响应,紫萼可作为酸雨区土壤Cd污染背景下修复植物的选择。

含水量和乳酸菌添加剂对多花黑麦草青贮品质的影响

李君临,张新全,玉柱,郭旭生,孟祥坤,罗燕,闫艳红

2014, 23(6): 342-348. DOI: 10.11686/cyxb20140641

摘要 ( 2514 )

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本试验旨在研究含水量和乳酸菌添加剂对多花黑麦草青贮品质的影响,探究优质多花黑麦草青贮饲料的调制方法。试验选用孕穗期的多花黑麦草为原料,原料含水量设85.23%(W₁),74.70%(W₂)和65.70%(W₃)3个水平,乳酸菌添加浓度设置对照组0 cfu/g鲜样(L₀),10⁵ cfu/g鲜样(L₁),10⁶ cfu/g鲜样(L₂),10⁷ cfu/g鲜样(L₃)4个水平。桶装青贮42 d后开盖,取样测定青贮饲料的青贮品质。结果表明,在高含水量(85.23%)的条件下,无论是否添加乳酸菌,丁酸的含量和氨态氮/总氮均未能达到优质青贮的条件,青贮失败;当含水量为74.70%时,添加乳酸菌组的青贮品质优于未添加组,且随着添加浓度的增加青贮品质更佳;在含水量为65.70%的条件下,无论是否添加乳酸菌添加剂,青贮饲料均能获得较好的青贮品质,但添加乳酸菌后效果更佳。因此,W₃L₃(含水量65.70%+10⁷ cfu/g鲜样)处理的青贮效果最佳。

防除多花黑麦草等4种禾本科杂草的药剂活性测定

高兴祥,李美,房锋,张悦丽,齐军山

2014, 23(6): 349-354. DOI: 10.11686/cyxb20140642

摘要 ( 3552 )

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为了系统研究多花黑麦草、早熟禾、碱茅和棒头草等4种小麦田禾本科杂草的防除药剂活性,在温室内采用盆栽法研究了8种除草剂对小麦田多花黑麦草等4种禾本科杂草的生物活性。结果表明,乙酰乳酸合成酶(ALS)抑制剂啶磺草胺对早熟禾有很好的防除效果,田间推荐剂量下防效达到93.06%(防效均为田间推荐剂量下,下同),对碱茅、多花黑麦草和棒头草的效果也较好,防效在82.82%~86.89%之间,另2种ALS抑制剂氟唑磺隆和甲基二磺隆对早熟禾的防效较好,在61.27%~86.71%之间,但对其他3种杂草碱茅、棒头草和多花黑麦草的防效很差,防效仅在10.47%~29.43%之间。乙酰辅酶A羧化酶(ACCase)抑制剂唑啉草酯、肟草酮和炔草酯对碱茅、棒头草和多花黑麦草的防效均较好,在85.41%~100.00%之间,但对早熟禾的防效均较差,在19.08%~60.69%之间;另一种ACC抑制剂精噁唑禾草灵对棒头草防效为99.60%,对碱茅和多花黑麦草防效分别为72.00%和55.00%,对早熟禾仅为16.18%;植物光合系统Ⅱ抑制剂异丙隆对早熟禾、棒头草和碱茅的防效均较好,田间推荐剂量下防效在88.15%~96.53%之间,对多花黑麦草的效果略差,为67.43%。

小花碱茅组织培养植株再生体系的建立

王雪芳,王春梅,张金林,段丽婕,王锁民

2014, 23(6): 355-360. DOI: 10.11686/cyxb20140643

摘要 ( 1680 )

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以小花碱茅成熟种子为外植体,研究了脱颖处理和不同激素配比对愈伤组织诱导和分化的影响,成功建立了其组织培养植株再生体系。结果表明,种子脱颖处理显著提高了种子发芽率,降低了污染率;诱导愈伤组织的最佳培养基为添加5.0 mg/L 2,4-D的MS培养基,诱导率可达55.2%,2周可见白色愈伤组织;最佳芽分化培养基为添加1.0 mg/L 6-BA和0.5 mg/L NAA的MS培养基,分化率可达31.7%,同时伴随根毛的发生,生根率达81.7%,诱导时间为2周;分化后的再生苗移植于1/2MS培养基上,100%生根,炼苗移栽后可全部成活。从小花碱茅种子诱导愈伤组织到植株再生共需16周左右。小花碱茅组织培养植株再生体系的建立为进一步探究小花碱茅耐盐碱分子机制奠定了基础。

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