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2016年 第25卷 第2期    刊出日期：2016-02-20

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研究论文

玉龙雪山牦牛坪景区路径沿线的植被及土壤特征分析

盛芝露, 黄晓霞, 蔡兴元, 和克俭, 张丽丽

2016, 25(2):  1-9.  DOI: 10.11686/cyxb2015120

摘要 ( 926 )   HTML ( 23)   PDF (1039KB) ( 833 )  

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以玉龙雪山牦牛坪景区的亚高山草甸为研究对象,运用方差分析、非度量多维测度分析以及回归分析等方法确定研究区路径沿线植被及土壤特征的变化规律,及其在不同类型路径沿线的差异。结果表明,1)垂直于路径方向上,随距离路径边缘距离(DIST)的增加,植被盖度、高度及物种数呈上升趋势,土壤pH呈下降趋势,土壤有机质(SOM)、全氮(TN)及土壤含水量呈现上升趋势;2)随着DIST的增加,杂类草植物所占比重降低,禾本科植物增加;3)正式路径(人工栈道)沿线的植被盖度及高度、SOM、TN及土壤含水量一般要高于非正式路径(非人工铺设的土石路),土壤pH要低于非正式路径,且两种类型路径沿线植被特征的差异在DIST 9 m范围内明显;4)所构建的植被综合指数(VAI)与土壤综合指数(SAI)显示,距离路径边缘3 m范围内VAI与背景样存在显著差异(P<0.05),而SAI与背景样存在显著差异的范围要比VAI大,土壤的变化滞后于植被的变化;5)正式路径沿线7 m、非正式路径沿线12 m的范围是今后景区需采取管理措施重点恢复的区域。

2001-2011年石羊河流域水资源生态足迹研究

贾焰, 张军, 张仁陟

2016, 25(2):  10-17.  DOI: 10.11686/cyxb2015125

摘要 ( 755 )   HTML ( 0)   PDF (527KB) ( 941 )  

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水资源是人类社会和生态系统可持续发展的基础性资源。随着人口增长和经济社会发展,水资源短缺和水环境恶化已经成为全球性问题,处于干旱内陆区的石羊河流域更是面临着生产生活用水与生态用水的巨大矛盾。利用生态足迹法构建了石羊河流域农业用水、工业用水、城镇公共用水、生活用水和生态环境用水5个二级水资源账户,研究了石羊河流域水资源承载力与生态赤字,结果表明,2001-2011年石羊河流域水资源承载力平均为1955.5 hm²,呈现出波动下降的趋势,水资源承载力与耕地面积存在显著负相关关系;石羊河流域水资源生态足迹平均为43531.04 hm²,呈现出“先增后减再增”的趋势;石羊河流域生态赤字平均为41575.55 hm²,呈现“先增后降”趋势,与总水资源生态足迹变化趋势一致。未来在水资源管理方面首先要调整产业结构,特别是不适宜再扩大种植业面积,进一步扩大节水灌溉面积。

氮、磷养分添加对高寒草甸土壤酶活性的影响

孙亚男, 李茜, 李以康, 林丽, 杜岩功, 曹广民

2016, 25(2):  18-26.  DOI: 10.11686/cyxb2015188

摘要 ( 1204 )   HTML ( 6)   PDF (884KB) ( 880 )  

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本试验以典型的青藏高原高寒矮嵩草草甸(Kobresia humilis meadow)为研究平台,以表征土壤碳、氮、磷、硫养分循环的6种土壤酶为研究对象,研究土壤酶以及土壤速效养分在4年氮、磷养分添加的累积效应下的变化规律,分析和评价氮、磷养分添加对土壤养分循环方面的影响。试验结果为:氮、磷养分添加改变了土壤中速效养分的含量;氮添加与010 cm土层中的碱性磷酸酶活性有正效应,磷添加抑制了010 cm土层中的碱性磷酸酶活性;氮、磷养分添加均抑制了010 cm土层中的脲酶活性;氮添加抑制了2个土层中的纤维素酶活性;芳基硫酸酯酶活性和蔗糖酶活性没有表现出显著差异性;1020 cm土层中的几丁质酶活性在氮、磷养分添加处理下均增强,其中磷添加对几丁质酶活性的增幅最显著。结果表明:外源添加的氮在调控磷的矿化方面有促进作用,磷的添加对氮素的释放也有一定的作用;青藏高原高寒草甸受磷限制的程度可能更大。

复合微生物肥料对羊草草原土壤理化性质及酶活性的影响

权国玲, 谢开云, 仝宗永, 李向林, 万里强, 毕舒贻, 万修福

2016, 25(2):  27-36.  DOI: 10.11686/cyxb2015422

摘要 ( 1097 )   HTML ( 1)   PDF (887KB) ( 803 )  

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为了使微生物肥料达到更好的效果,便出现了集无机化学肥料、有机肥料以及微生物肥料综合效果的新型肥料-复合微生物肥料。本文选择腐殖酸、糖蜜发酵、海藻酸等3种复合微生物肥料,设置对照、3种复合微生物肥料单施及混合施入5种处理,分别用CK、F、T、H、A表示,研究其在改善羊草草原土壤肥力中的作用。结果显示:1)表层土壤全磷在T和A处理较CK降低显著;土壤有机质在F处理变化不显著外,在其余3种处理均较CK增加显著,且A处理较F和T处理增加显著;其余土壤理化性质在各处理均无显著变化。2)土壤酶活性却对复合微生物肥料有显著性的变化:010 cm土层中,与对照相比,过氧化氢酶活性除在F处理变化不显著外,其余处理均显著降低;磷酸酶活性除在H处理变化不显著外,其余处理均显著增加;脲酶活性在F和T处理降低显著;而蔗糖酶活性在各处理均变化不显著。1020 cm土层中,与对照相比,过氧化氢酶活性在F处理显著增加,而其他3个处理均显著降低;蔗糖酶活性除在A处理变化不明显外,其余3个处理均降低显著;脲酶活性只在F处理显著降低;磷酸酶活性在各处理均无显著性变化。3)表土层的过氧化氢酶活性与土壤pH呈显著正相关,脲酶与全氮呈显著负相关,磷酸酶与全磷呈显著负相关,下层土壤的蔗糖酶活性与有机质呈显著正相关,与土壤含水量呈显著负相关,且土壤酶活性随土壤剖面深度增加而降低。总的来看,微生物肥料在天然草地中的施用还需进行改良实验。

15个苦荬菜新品种(系)在川西南地区农艺性状综合评价

班骞, 黄琳凯, 张新全, 蒋林峰

2016, 25(2):  37-46.  DOI: 10.11686/cyxb2015146

摘要 ( 909 )   HTML ( 0)   PDF (604KB) ( 622 )  

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通过田间试验,对15个苦荬菜品种(系)在川西南地区进行农艺性状综合评价。结果表明,1)新品系川选1号和L5-4生育期相对较长,与对照品种龙牧差异极显著(P<0.01),属于晚熟品系。 2)产草量以新品系川选1号产量最高,在刈割第2茬产量有明显优势,且刈割后再生性好。新品系川选1号在2013-2014两年平均干草产量达5585 kg/hm²,比对照增产64.75%,差异极显著(P<0.01)。 3)茎叶比方面,L5-4叶片含量最高,茎叶比0.52,川选1号次之,茎叶比0.55。 4)营养成分方面,川选1号粗蛋白达26.12%,粗纤维12.11%,营养价值高。综合分析,新品系川选1号和L5-4产草量高,叶量丰富,适合在川西南地区种植推广。

不同覆盖材料和方式对旱地春小麦产量及土壤水温环境的影响

程宏波, 牛建彪, 柴守玺, 常磊, 杨长刚

2016, 25(2):  47-57.  DOI: 10.11686/cyxb2015395

摘要 ( 1107 )   HTML ( 1)   PDF (522KB) ( 634 )  

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在西北半干旱雨养条件下,研究了不同覆盖材料、覆盖方式对春小麦土壤水分、土壤温度、产量及重要农艺指标的影响。试验以无覆盖栽培为对照(CK),设置了秸秆覆盖及地膜覆盖(平作全地面覆膜、微垄全地面覆膜、大垄半覆膜),共8个覆盖处理。结果表明:处理间土壤水分、土壤温度、产量等都存在显著差异;各覆盖处理均较CK显著增产7.6%~44.9%,其中以微垄全地面覆膜增产最显著,处理间单位面积穗数的差异是引起产量差异的主要结构因素;与CK相比,全生育期0~200 cm土壤水分含量各覆盖处理均高于CK 0.3%~1.7%,其中以平作黑膜全覆盖(B₂)和微垄白膜全覆盖(C₁)最高;比较全生育期025 cm土壤平均温度差异,除小麦秸秆覆盖(A₁)和大垄黑膜半覆盖(D₂)较CK分别降低1.4和0.9℃外,其他6个覆盖处理较CK提高0.3~1.8℃,其中以平作白膜全覆盖(B₁)增温幅度最大;但进一步分时期、分土层比较发现,各覆盖处理在不同生育时期和土层,基本出现较CK增墒与降墒、增温与降温的双重效应。各处里增墒点次比例为54.2%~83.3%,相应降墒点次比例为16.7%~45.8%,时期上,增墒效应以开花期和灌浆期最明显、降墒效应以孕穗期最明显;土层上,增墒效应以20~40 cm土层最明显、而降墒效应以60~90 cm土层最明显。各处理较CK增温的点次比例为4%~100%,时期上,覆盖增温效果以灌浆期最明显,降温效果以均分蘖期和开花期最高;从土层来看,以土壤25 cm处增温幅度最高。

陇中黄土高原不同草田轮作模式土壤碳组分的差异研究

赵靖静, 罗珠珠, 张仁陟, 蔡立群, 李玲玲, 牛伊宁

2016, 25(2):  58-67.  DOI: 10.11686/cyxb2015292

摘要 ( 978 )   HTML ( 0)   PDF (451KB) ( 687 )  

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通过田间定位试验,研究黄土高原西部旱农区多年生苜蓿草地(L-L)及苜蓿耕翻轮作处理苜蓿-休闲(L-F)、苜蓿-小麦(L-W)、苜蓿-玉米(L-C)、苜蓿-马铃薯(L-P)、苜蓿-谷子(L-M)对土壤总有机碳(TOC)、易氧化有机碳(ROC)、轻组有机碳(LFOC)及重组有机碳(HFOC)的影响。结果表明,在0200 cm土层,不同轮作模式下土壤总有机碳含量及土壤各有机碳组分均表现为随土层加深呈波动下降趋势,其中TOC、ROC、HFOC含量最高值和最低值分别出现在苜蓿连作表层(05 cm) 和苜蓿轮作(小麦)中层(3050 cm) ,LFOC最高值和最低值分别出现在苜蓿轮作(马铃薯)表层(05 cm)和苜蓿轮作(玉米)底层(170200 cm)。与苜蓿连作模式相比,苜蓿轮作(小麦、玉米、马铃薯、谷子)会降低TOC、ROC、HFOC含量,增加LFOC含量,其中TOC含量分别降低17.44%,9.25%,18.40%和9.34%;ROC含量分别降低28.10%,8.52%,29.75%和23.17%;HFOC含量分别降低18.80%,10.06%,20.53%和12.50%;LFOC分别增加7.41%,5.56%,22.22%和57.41%。可见,苜蓿种植多年耕翻轮作粮食作物后降低了土壤总有机碳水平,且对有机碳各组分的影响存在显著差异。

施肥和苜蓿接种根瘤菌对苜蓿生长及铁尾矿砂基质理化性质的影响

杨何宝, 李继泉, 王俊娟, 李玉灵

2016, 25(2):  68-76.  DOI: 10.11686/cyxb2015121

摘要 ( 1007 )   HTML ( 0)   PDF (431KB) ( 670 )  

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本研究采用室外盆栽的方式,探讨了施肥水平和苜蓿接种不同根瘤菌菌株对紫花苜蓿生长及铁尾矿砂基质理化性质的影响。结果表明,接种根瘤菌可显著促进紫花苜蓿株高、根长、地上鲜重、根鲜重、总生物量和瘤鲜重的增加,其中以接种菌株17676的效果最佳。而接种根瘤菌的苜蓿在种植当年对铁尾矿砂基质理化性质的改善有一定的促进作用,但效果不显著。施肥明显促进了苜蓿生长,随着施肥水平的提高,苜蓿株高、根长、地上鲜重、根鲜重和总生物量逐渐增大,在N₃施肥水平时最高,并且N₃施肥水平条件下的株高、地上部鲜重和总生物量与N₂和N₁两个施肥水平间差异显著。在促进根瘤重的增加方面,N₂施肥水平效果最好,但与N₃水平间差异不显著。在改良铁尾矿砂理化性质方面,施肥不仅能明显促进铁尾矿砂容重和pH值的降低,还能显著促进其田间持水量、总孔隙度以及有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量的增加。在降低容重、酸碱度以及提高有机质、速效磷和速效钾含量方面,N₃施肥水平的效果均明显优于N₁和N₂水平。

一株抗马铃薯坏疽病莫海威芽孢杆菌(Bacillusmojavensis ZA1)培养条件的优化

冯中红, 畅涛, 杨成德, 薛莉, 李旭, 杨小利

2016, 25(2):  77-86.  DOI: 10.11686/cyxb2015142

摘要 ( 949 )   HTML ( 0)   PDF (2079KB) ( 533 )  

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为了提高生防菌株莫海威芽孢杆菌(Bacillus mojavensis ZA1)液体发酵的生物量,利用单因素试验设计与响应曲面试验设计相结合的方法对ZA1摇瓶发酵条件进行了优化。结果表明,ZA1的最佳培养基配比为氯化铵14.25 g、玉米粉19 g、马铃薯237 g、水1000 mL,最佳发酵条件为pH 7.7、培养温度28℃、转速180 r/min及发酵时间36 h,ZA1优化后活菌数为4.12×10¹⁰ CFU/mL。通过中心组合试验设计确定ZA1在10 L发酵罐中的最佳溶氧量为60%和转速为180 r/min;最优条件下,发酵ZA1的放罐时间确定为36 h,活菌数达到1.59×10¹¹ CFU/mL。该结果为利用ZA1开发生防制剂奠定了基础。

玛曲高寒草甸高原鼠兔种群数量对植被调控措施的响应

张永超, 袁晓波, 牛得草, 吴淑娟, 张典业, 宗文杰, 傅华

2016, 25(2):  87-94.  DOI: 10.11686/cyxb2014404

摘要 ( 985 )   HTML ( 6)   PDF (1102KB) ( 691 )  

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本研究通过在玛曲县退化高寒草甸草原实施不同草地改良措施后,对高原鼠兔发生生境的适合度进行调查分析,以期揭示当地高原鼠兔发生机理,并为有效开展高原鼠兔的生态防治提供理论依据和技术支撑。于2010年5月至2010年7月,对玛曲县退化高寒草甸草原进行围封、补播、施肥、划破等12种不同草地改良措施,通过堵洞盗洞法监测高原鼠兔种群密度,并结合样方法测定植被等生境因子,探讨玛曲退化高寒草甸草原高原鼠兔发生生境的适合度。研究结果表明:与采用改良措施前相比,不同改良措施下有效鼠洞密度均表现出差异显著性(P<0.05)。所有草地改良措施均显著降低了有效鼠洞密度(P<0.05),且补播措施显著优于其他措施(P<0.05)。有效鼠洞密度与群落结构的相关性及逐步回归分析表明,有效鼠洞密度与草层高度呈显著的负相关(P<0.05),因而在高寒草甸,植物群落草层高度是决定鼠群密度的重要因子,而禾草类高度是决定草层高度的重要因素。两年的植被定向调控试验表明,在该区不同草地改良措施均能有效降低有效鼠洞密度,而补播禾草和增施有机肥,增加植物群落中禾草的比例,进而提高整体草层高度,可显著降低有效鼠洞密度(P<0.05)。因此提出“增加植物群落中禾草比例,治理高原鼠兔危害” 的生物防治模式。

日粮硝酸盐水平对湖羊瘤胃硝态氮动态消失率、发酵参数及血液高铁血红蛋白含量的影响

陈志远, 马婷婷, 方伟, 左晓昕, 林淼, 赵国琦

2016, 25(2):  95-104.  DOI: 10.11686/cyxb2015376

摘要 ( 1062 )   HTML ( 1)   PDF (457KB) ( 570 )  

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本试验研究日粮硝酸盐的添加量对湖羊瘤胃还原硝态氮程度和对发酵参数及血液高铁血红蛋白的影响。试验选取6头湖羊,采用随机区组试验设计,每期分别饲喂含0%,1%,2%,3%,4%,5%硝酸钾的日粮。测定喂后0,0.5,1.0,1.5,2.0,4.0,6.0,8.0 h瘤胃液硝酸盐和亚硝酸盐含量及瘤胃发酵参数。晨饲后2.0 h通过颈静脉采血,测定高铁血红蛋白含量。结果表明,湖羊在采食1.0 h后硝酸盐含量达到最高(0.952.14 g/L),之后快速消失,亚硝酸盐含量在喂后1.5 h达到最高(0.936.22 μmol/L),之后降低。高铁血红蛋白的含量随硝酸盐添加量的增加而显著升高(P<0.01),最高达0.32%。添加硝酸盐显著提高瘤胃液pH值(P<0.01)和2.0 h的氨态氮含量(P<0.01)以及乙酸/丙酸,添加量高于3%会降低微生物蛋白和总挥发性脂肪酸的浓度,2%的硝酸盐添加量微生物蛋白和总挥发性脂肪酸的合成量最高,最有利于微生物发酵。

用于羊草基因分型的SNP分子标记技术研究

侯莉娟, 齐晓, 齐冬梅, 陈双燕, 刘公社

2016, 25(2):  105-113.  DOI: 10.11686/cyxb2015466

摘要 ( 1154 )   HTML ( 0)   PDF (1068KB) ( 815 )  

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以我国广泛分布的多年生优势禾本科牧草羊草为研究材料,针对羊草目前尚无SNP标记技术的报道,基于实验室已有的转录组数据,挖掘其中的SNP分子标记,建立一种利用高分辨率熔解曲线(high-resolution melting, HRM)进行羊草SNP基因分型的方法。结果表明,从羊草转录组数据中获得41843个SNPs,转换的数量是颠换数量的2倍;建立了基于SNP的HRM基因分型方法,设计了112对SNP引物,其中有98对(87.5%)能扩增出明亮单一条带,扩增条带大小符合预期的有72对(64.29%),适宜进行HRM基因分型的引物有46对,占41.07%;用其中的7对引物可将羊草48份种质区分开,并绘制出指纹图谱。通过对部分HRM基因分型结果进行测序验证,表明测序分析的基因型结果与HRM基因分型结果一致,证明HRM基因分型结果是可靠的。本研究首次建立的基于SNP的HRM基因分型方法,可用于羊草种质资源的指纹图谱绘制、育种亲本的选配、基因关联分析、分子标记辅助育种、功能分子标记开发、新品种的保护等育种工作。

盐地碱蓬高亲和性K⁺转运蛋白基因SsHAK2的克隆与表达模式分析

段慧荣, 王锁民

2016, 25(2):  114-123.  DOI: 10.11686/cyxb2015182

摘要 ( 844 )   HTML ( 0)   PDF (2692KB) ( 517 )  

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盐地碱蓬在高盐生境中可以有效吸收K⁺,并维持细胞内K⁺浓度的相对稳定。高亲和性K⁺转运蛋白KT/HAK/KUP家族成员在植物K⁺吸收过程中发挥重要作用。本研究从盐地碱蓬中克隆到一个KT/HAK/KUP家族成员HAK2的同源基因SsHAK2,并对其进行生物信息学分析和表达模式分析。SsHAK2编码788个氨基酸,与不同植物的HAK2类蛋白具有较高的同源性(80%92%)。系统进化分析表明,SsHAK2属于KT/HAK/KUP家族亚族Ⅱ成员,与拟南芥AtKUP2位于同一进化分枝。实时定量qPCR分析显示,SsHAK2在盐地碱蓬的根和叶中均有高丰度表达,且叶中的表达丰度显著高于根中。SsHAK2的表达受外界不同浓度K⁺ (2.5和0.01 mmol/L)的诱导。2.5 mmol/L K⁺处理下,根和叶中SsHAK2的表达受25 mmol/L NaCl的显著诱导;0.01 mmol/L K⁺处理下,25和150 mmol/L NaCl的添加抑制根中SsHAK2的表达,却显著促进其在叶中的表达。以上研究结果表明,SsHAK2可能参与盐地碱蓬K⁺吸收及转运过程,在根和叶中发挥不同的功能。

转玉米ZmABI3-L基因增加拟南芥的抗旱和耐盐性

袁进成, 宋晋辉, 马海莲, 瓮巧云, 王凌云, 赵艳, 刘颖慧

2016, 25(2):  124-131.  DOI: 10.11686/cyxb2015330

摘要 ( 1146 )   HTML ( 4)   PDF (1913KB) ( 732 )  

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ABI3 (abscisic acid insensitive 3) 是编码 ABA 信号转导途径中的重要调控因子,广泛地存在于玉米、小麦、水稻等谷类作物中。本研究从玉米中获得一个新的 ABI3-like 基因,命名为ZmABI3-L,该基因全长1735 bp,开放阅读框1212 bp,编码蛋白含404个氨基酸。同源比对表明ZmABI3-L和谷子、高粱的同源蛋白相似性高,分别为64%和58%。基因的表达分析表明该基因是组成型表达,在幼胚、穗子和花丝中表达量较高,同时基因的转录水平可以为盐、ABA、干旱和冷所诱导。将ZmABI3-L基因转化到拟南芥中,对T₃代转 ZmABI3-L基因拟南芥进行抗逆性分析,结果显示ZmABI3-L基因可以增强拟南芥的耐盐和抗旱能力。在150 mmol/L高盐培养基中转基因拟南芥的根和茎长度分别为对照的 8.6 和 1.4 倍,在50 mmol/L甘露醇的渗透培养基中转基因植株的发芽率是74.5%,而对照仅为 33.6%。研究表明 ZmABI3-L是一个对干旱和盐损伤均有响应而显著上调的基因,同时该基因可以增加拟南芥的抗旱和耐盐性。

不同来源SSR和EST-SSR在披碱草属和鹅观草属物种中的通用性分析

陈仕勇, 马啸, 张新全, 陈智华, 周凯

2016, 25(2):  132-140.  DOI: 10.11686/cyxb2015324

摘要 ( 927 )   HTML ( 0)   PDF (602KB) ( 565 )  

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披碱草属和鹅观草属是禾本科小麦族两个重要的多年生属,其种属界限及系统关系一直存在争议,是其种质资源利用的难点。本研究基于小麦族中不同来源的已开发的SSR标记,筛选出在披碱草属和鹅观草属中高通用性的SSR标记,为其生物系统关系研究提供重要参考。试验选用了来自小麦族小麦、大麦、披碱草属、拟鹅观草属及赖草属5个属的230个SSR和EST-SSR标记对小麦族St、H、Y基因组的23个物种进行了SSR扩增及通用性分析。结果表明,1)在筛选的230个标记中,163个(70.87%)SSR和EST-SSR标记能在所有的供试物种中扩增出清晰的条带,在披碱草属和鹅观草属等物种中表现出了较高的通用性;2)在扩增出的163个标记中,EST-SSR(87.60%)比基因组SSR(49.50%)标记在种属间表现出了较高的通用性,而基因组SSR标记(85.98%)则比EST-SSR(79.37%)标记表现出更高的多态性;3)163个标记在供试物种中共扩增出579个清晰条带,其中多态性条带为533个,多态性比率为92.05%;每个标记扩增的条带数变化为111条,平均扩增条带数为3.55条;4)基于UPGMA聚类结果与供试物种的基因组之间表现出了较高的相关性,相同或相似基因组物种间表现出较近的亲缘关系,其中H基因组与St基因组的亲缘关系较远,H基因组二倍体物种与其他物种也表现出了较远的亲缘关系。本研究选用的5个属的SSR和EST-SSR标记均能在披碱草属和鹅观草属物种中扩增,最后共筛选出了163个高通用性的SSR和EST-SSR分子标记,揭示了供试物种及不同基因组间的亲缘关系,为下一步披碱草属和鹅观草属的种属关系及系统学研究提供了重要参考。

秋水仙素处理清水苜蓿胚根对染色体倍性与叶表皮细胞的诱变效应

李悦, 师尚礼

2016, 25(2):  141-149.  DOI: 10.11686/cyxb2015122

摘要 ( 1011 )   HTML ( 2)   PDF (1055KB) ( 671 )  

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利用不同浓度的秋水仙素(0.05%、0.10%、0.20%)按处理时间(4,8和12 h)对清水紫花苜蓿萌动种子胚根进行诱变,通过观察清水苜蓿根尖细胞染色体数的变化确定出诱变清水苜蓿多倍体的秋水仙素适宜剂量,并观察叶片下表皮细胞内含物的变化。结果表明:秋水仙素的诱变可使苜蓿根尖细胞染色体数发生变异,产生出多种变异类型(4x<2n<8x、2n=8x、2n>8x的类型)。能够诱变出较高频率八倍体细胞(2n=8x)的秋水仙素剂量为0.1%+8h,诱变率为13.33%。随秋水仙素处理剂量的增加,叶片下表皮细胞内保卫细胞尺寸(长、宽、长/宽)、内部叶绿体数目均发生不同程度的增加,气孔密度则出现不同程度的减少。秋水仙素不同处理剂量下保卫细胞长度、宽度、长/宽、叶绿体数目均在0.1%+8h、0.1%+12h及0.2%+4h剂量较其他处理剂量增大,而气孔密度则在这3个处理剂量下相对较小,尤其是在0.1%+8h处理剂量变化程度最大。

紫茎泽兰浸提液对牧草种子发芽和幼苗生长的影响

王亚麒, 焦玉洁, 陈丹梅, 袁玲, 黄玥, 吴叶宽, 杜如万

2016, 25(2):  150-159.  DOI: 10.11686/cyxb2015393

摘要 ( 1226 )   HTML ( 2)   PDF (533KB) ( 785 )  

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紫茎泽兰被我国列为16种有害外侵物种之首,在西南地区大规模侵入草场、农田、森林,很有必要了解其化感效应,研发无害化处理与资源化利用相结合的技术。试验以广泛分布于四川省凉山州的白三叶、黑麦草和紫花苜蓿为材料,比较了新鲜(extract of fresh E. adenophorum, EFA)和腐熟紫茎泽兰的浸提液(extract of composed E. adenophorum, ECA)对牧草种子萌发和幼苗生长的影响,以明确这种外侵植物对草场植被的危害作用和腐熟处理效果。随EFA浸种和培养浓度的提高,不同程度地抑制牧草种子发芽和幼苗生长。当浓度达到100 mg/L EFA时,牧草根毛消失,根尖向上卷曲,离开EFA,根尖发黑,甚至死亡。相反,用铜绿假单胞菌(Pseudomonas putita sp.)和高温纤维菌(Clostridium thermocellum sp.)组成的混合菌剂腐熟紫茎泽兰后,ECA提高牧草种子发芽率、发芽指数和活力指数,并促进幼苗生长,其最大增幅达到21.11%(种子发芽率),24.12%(苗高)和22.48%(生物量)。此外,用100 mg/L EFA浸种和培养牧草幼苗,抑制胚乳中的淀粉、蛋白质和肌醇磷酸盐水解,显著降低游离氨基酸、可溶性糖、可溶性磷,以及幼苗中的叶绿素、根系活力及硝酸还原酶活性,ECA则相反。这可能是EFA抑制(或ECA促进)牧草种子发芽和幼苗生长的重要生理原因之一。因此,EFA含有对牧草有害化感的物质,抑制其种子发芽和幼苗生长;腐熟紫茎泽兰可降解毒素,刺激牧草种子发芽,促进幼苗生长,实现紫茎泽兰的无害化处理与资源化利用,为当地农业和畜牧业生产提供大量的优质有机肥源。

内生真菌和水引发对NaCl胁迫条件下中华羊茅种子萌发的影响

旷宇, 南志标, 田沛

2016, 25(2):  160-168.  DOI: 10.11686/cyxb2015143

摘要 ( 877 )   HTML ( 0)   PDF (414KB) ( 582 )  

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本试验以带Epichloё内生真菌(E+)及不带内生真菌(E-)中华羊茅种子为研究材料,研究其水引发后,在NaCl胁迫条件下的萌发情况。结果表明,NaCl胁迫显著降低中华羊茅种子发芽率、发芽势、发芽指数、胚芽长、胚根长和干重。除对照处理外,相对于不带内生真菌的中华羊茅种子,内生真菌能显著提高不同NaCl浓度胁迫条件下中华羊茅种子的萌发力及幼苗生长。水引发与内生真菌可产生互作,在引发时间为20 min时与内生真菌的互作效果最为明显,在不同NaCl浓度胁迫下中华羊茅种子各萌发指标及幼苗生长情况均显著高于其他处理。在对各指标的相关性分析显示,中华羊茅种子的发芽率、发芽势、发芽指数、胚芽长、胚根长和干重相互之间均呈极显著正相关。

白羊草根系形态特征对土壤水分阶段变化的响应

李帅, 赵国靖, 徐伟洲, 高志娟, 吴爱姣, 徐炳成

2016, 25(2):  169-177.  DOI: 10.11686/cyxb2015171

摘要 ( 1141 )   HTML ( 0)   PDF (1215KB) ( 628 )  

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根系形态特征是评价植物适应胁迫环境的重要指标。以黄土丘陵半干旱区天然草地群落优势种白羊草为材料,研究了其根系生长和形态特征与水分供应条件的关系。采用盆栽控制试验,设置3个水分处理:高水(HW,80%田间持水量)、中水(MW,60%田间持水量)和低水(LW,40%田间持水量),分别在拔节期、开花期、结实期改善水分供应水平,在生育期末测定了白羊草根系生物量和各项形态指标。结果表明:白羊草根系生长与水分供应条件密切相关,持续高水处理有利于白羊草根系生长,其根系生物量、总根长和根表面积均显著提高(P<0.05);水分胁迫抑制了白羊草根系生长,但对白羊草根系平均直径影响不显著;根系生物量、总根长和根表面积间存在显著的正相关关系(P<0.01);不同生育期阶段胁迫后复水,白羊草根系表现出较强的可塑性,在拔节期复水且高的复水幅度能够显著提高白羊草根系生物量、总根长和根表面积(P<0.05)。这些说明白羊草根系对干旱胁迫有较强的耐受能力,其对阶段干旱胁迫后复水的响应与生育期及复水前干旱胁迫程度密切相关。

镉胁迫对紫花苜蓿镉吸收特征及根系形态影响

李希铭, 宋桂龙

2016, 25(2):  178-186.  DOI: 10.11686/cyxb2015401

摘要 ( 1110 )   HTML ( 5)   PDF (681KB) ( 876 )  

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采用盆栽模拟方法,研究了4种镉(Cd)浓度(0,10,25,50 mg/kg)下紫花苜蓿对Cd吸收特征及根系形态的变化特征。结果发现,随着镉胁迫加剧,紫花苜蓿地上生物量、根系生物量、根系总长度、根平均直径、根表面积、根系体积、根尖数和分枝数均显著下降(P<0.05),地上部生物量分别为对照的87.8%,56.5%,14.3%,根系生物量分别为96.1%,63.3%,16.2%;不同部位镉吸收量表现为细根>地上部>粗根,三者均随着处理浓度增加而显著提高,细根镉含量与地上部镉含量呈显著正相关;地上部最高镉积累量出现在25 mg/kg处理中,达到7.715 μg/株;不同径级根系的总根长、根表面积、根体积随镉浓度增加呈下降趋势,根径<0.5 mm根系占总根系比例呈增加趋势。研究表明,紫花苜蓿可用于低Cd污染场地的植被恢复,其根系对Cd胁迫的响应特征呈现侧根产生—根受损的动态平衡现象。

紫色土区香根草不同径级的根系特征与培肥效应

谌芸, 何丙辉, 练彩霞, 刘志鹏

2016, 25(2):  187-197.  DOI: 10.11686/cyxb2015189

摘要 ( 908 )   HTML ( 1)   PDF (474KB) ( 592 )  

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为探讨水土保持先锋物种香根草的培肥效应及其与各径级根系指标间的关系,以裸地为对照,定期分010 cm,1020 cm,2030 cm土层采集土壤和根系样品,常规方法测定土壤有机质、氮、磷、钾的全量和速效养分,WinRHIZO(Pro.2004c)根系分析系统分10个径级测定根系参数(根长、根表面积和根体积)。结果表明:香根草的培肥效应主要体现在有机质上,且此效应随香根草定植时间的延长而增强,其次是全氮,而有效磷和速效钾则出现亏损;香根草小区土壤有机质、有效磷、全钾、速效钾均表现出明显的土壤养分表聚现象,在010 cm土层的含量显著大于其他土层的(P<0.05);0.00 mm<d≤2.00 mm(d为根系直径)是影响土壤有机质含量的主要根径范围,该范围内所有径级的根长密度/根表面积密度/根体积密度均与土壤有机质含量极显著正相关(P<0.01),尤其是径级0.00 mm<d≤0.50 mm,其次是径级1.50 mm<d≤2.00 mm;d=2.00 mm和d=4.50 mm是重要分界线,当0.00 mm<d≤2.00 mm时,香根草各径级的所有根系指标在土层间均表现出显著性差异且与土层深度极显著负相关,其中0.50 mm<d≤1.00 mm径级的相关系数值最大,当2.00 mm<d≤4.50 mm时土壤养分与所有径级的根系指标均无显著性相关;根重密度/根长密度/根表面积密度/根体积密度的最大值均出现在010 cm土层,且根长密度在年际间、土层间均表现出显著性差异。

圆叶决明对镉胁迫的生理响应

何梨香, 黄运湘, 黄楚瑜, 刘利杉, 龙祥, 罗琳

2016, 25(2):  198-204.  DOI: 10.11686/cyxb2015158

摘要 ( 877 )   HTML ( 0)   PDF (726KB) ( 687 )  

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圆叶决明是我国20世纪80年代从澳大利亚引进的豆科牧草,适合亚热带地区广泛种植。为探明圆叶决明的耐镉性,本文采用添加外源有效态镉的土壤盆栽试验方法,研究不同浓度(0,1,2,4,8 mg/kg)镉胁迫对圆叶决明CIP86134生长发育及其生理响应机制。结果表明,镉胁迫抑制圆叶决明的生长发育,降低其生物产量,且随镉浓度的升高,抑制作用加强。当镉处理浓度为4 mg/kg时,地下部、地上部生物产量与对照比显著下降,分别为对照的59.69%和63.77%。镉胁迫抑制圆叶决明叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的合成,镉浓度升高,叶绿素含量逐渐降低,处理之间达显著差异水平。镉处理浓度为12 mg/kg时,SOD、POD、CAT 3类保护酶协调一致,圆叶决明生长正常,地下部、地上部生物产量与对照比差异不显著;镉浓度升高至4 mg/kg,SOD酶活性降低,MDA含量升高,POD和CAT酶被诱导激活,缓解了镉胁迫对圆叶决明的伤害,生物产量虽显著下降,但未中毒死亡;镉浓度升高至8 mg/kg时,MDA含量显著增加,细胞保护酶系统失调,圆叶决明至收获时全部干枯死亡。圆叶决明吸收的镉主要积累在地下部,迁移系数仅为0.1520.234。在供试土壤添加外源有效态镉的条件下,圆叶决明能忍耐2 mg/kg以下的镉胁迫,可作为南方红壤地区矿山镉污染土壤的生态修复植物类型。

低温胁迫对狗牙根激素和碳水化合物代谢的影响

杨勇, 娄燕宏, 杨知建, 向佐湘, 徐庆国, 胡龙兴

2016, 25(2):  205-215.  DOI: 10.11686/cyxb2015133

摘要 ( 819 )   HTML ( 0)   PDF (471KB) ( 876 )  

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以杂交狗牙根品种天堂419,天堂328,老鹰草,运动百慕大和普通狗牙根品种保定狗牙根为试验材料,分析了人工模拟昼夜温度为适温(30℃/25℃)、亚适温(18℃/10℃)、冷害(8℃/4℃)和冻害(4℃/-4℃)等4种梯度降温冷驯化条件下,低温胁迫对狗牙根叶片细胞膜稳定性、叶绿素含量、内源激素(ABA、IAA,GA₃和tZR)以及可溶性糖、淀粉、果聚糖、总非结构性糖等碳水化合物代谢的影响。结果表明:随着温度的降低,狗牙根叶片的电导率显著升高,叶绿素含量下降,内源激素ABA含量升高,而IAA,GA₃和tZR含量均下降;碳水化合物中可溶性糖、果糖和总非结构性糖含量在5个品种中均呈不同程度的升高,但不同品种在冷驯化过程中不同温度处理下其变化差异较大,如天堂328、老鹰草和运动百慕大的淀粉含量下降;天堂419的淀粉含量变化不大,而保定狗牙根的淀粉含量则呈上升趋势。综合分析各生理指标的变化,5个狗牙根品种的抗寒能力强弱为:保定狗牙根最弱,而天堂419,老鹰草、天堂328和运动百慕大耐寒能力依次较强。低温胁迫下积累或维持较高的内源激素ABA、GA₃、IAA、tZR和碳水化合物可溶性糖和果聚糖可能是耐寒性较强的主要原因,这些代谢物的积累或维持有助于狗牙根细胞内渗透平衡和细胞膜稳定性的维持,延缓叶片的枯黄衰老和诱导抗性相关基因或蛋白的表达从而提高了狗牙根品种的抗寒能力。

外源过氧化氢提高燕麦耐盐性的生理机制

刘建新, 王金成, 王瑞娟, 贾海燕

2016, 25(2):  216-222.  DOI: 10.11686/cyxb2015128

摘要 ( 1000 )   HTML ( 2)   PDF (642KB) ( 800 )  

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以燕麦品种‘定莜6号’为材料,采用水培法,研究喷施过氧化氢(H₂O₂)对盐胁迫下燕麦幼苗生长、渗透调节物质积累和活性氧代谢的影响。结果表明:1)150 mmol/L NaCl胁迫显著抑制燕麦幼苗生长,提高叶片游离氨基酸和脯氨酸水平,降低谷胱甘肽(GSH)和可溶性糖含量;喷施0.01 mmol/L H₂O₂对NaCl胁迫引起的生长抑制有明显的缓解作用,并提高了幼苗叶片可溶性蛋白质、可溶性糖和脯氨酸含量,降低了游离氨基酸含量。2)NaCl胁迫下,虽然燕麦叶片超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶和抗坏血酸过氧化物酶活性提高,但O2·-、H₂O₂和丙二醛(MDA)积累;喷施H₂O₂进一步提高了NaCl胁迫下燕麦的上述抗氧化酶活性和GSH含量,却降低了O2·-产生速率及H₂O₂和MDA含量,说明外施H₂O₂能够增强盐胁迫燕麦的抗氧化能力,减轻氧化伤害。以上结果表明,外源H₂O₂可通过调控渗透调节物质积累和活性氧代谢提高燕麦耐盐性。

草农结合的经济效益研究——基于短期生产理论分析

刘云姮

2016, 25(2):  223-230.  DOI: 10.11686/cyxb2015223

摘要 ( 863 )   HTML ( 0)   PDF (715KB) ( 615 )  

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草农结合是一种充分利用农田资源和提高复种指数的种植模式,在我国积极调整农业结构的背景下,草农结合的“投入-产出”研究对该种植模式的农业推广工作有重要的意义。本文主要运用经济学中的短期生产理论作为研究模型,从边际产量角度出发,利用边际收益递减的规律,对传统粮食作物单作以及草农结合两种种植模式进行具体比较和分析。分析得出:草农结合的种植模式具有明显优势,通过改变可变要素的投入种类,可以避免仅有单一可变要素时粮食边际产量不断下降为负所带来的总产量降低的不利影响;同时可恢复土地肥力、提高粮食作物的产量,进而提高农牧民经济收益。另一方面,对土地资源的充分利用、农区水土保持以及畜牧业的发展等方面也有显著作用。因此,实施草农结合,有助于提高农民收益,更有助于农区生态环境的保护和生态效益的增长。

水分和添加剂对辣椒秸秆青贮品质的影响

周娟娟, 魏巍, 秦爱琼, 陈本建

2016, 25(2):  231-239.  DOI: 10.11686/cyxb2015181

摘要 ( 1061 )   HTML ( 0)   PDF (468KB) ( 708 )  

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本试验旨在探究不同水分和添加剂对辣椒秸秆青贮发酵品质的影响,为扩大饲料资源提供新的途径。试验选取末次收获辣椒后的辣椒鲜秸秆为原料,设3个水分(75%左右、65%左右和55%左右)梯度,分别添加甲酸(1.5% FW,FA)、丙酸(1.5% FW,PA)、玉米粉(100 g/kg DM,CF)和马铃薯渣(30% FW,PD),以不使用添加剂为对照组(CK),100 mL PE瓶常温青贮45 d,测定其发酵品质和营养成分。结果表明,水分、添加剂及其互作对辣椒秸秆青贮效果均有显著影响(P<0.05);随含水量的降低,pH和干物质升高,乳酸、酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维降低,含水量75%青贮饲料的pH和中性洗涤纤维最低,乳酸生成最多,氨态氮/全氮较低;与CK相比,添加FA显著(P<0.05)降低青贮饲料pH和氨态氮/全氮,增加乳酸和可溶性糖;添加PD和CF有效补充了发酵底物的不足,干物质和可溶性糖显著(P<0.05)增加;各添加剂组青贮料中均较少或未检测到丁酸。结合灰色关联度对参试青贮调制方式的青贮效果进行综合评价表明,含水量75%+FA的综合表现最佳,其次是含水量65%+PD。综上可知,辣椒秸秆适宜青贮的含水量为75%左右;添加马铃薯渣青贮于各水分条件下效果皆较优,在生产实践中值得推荐。

模拟增温与增雨对克氏针茅光合作用的影响

闫玉龙, 张立欣, 万志强, 谷蕊, 苏力德, 杨劼, 高清竹

2016, 25(2):  240-250.  DOI: 10.11686/cyxb2015163

摘要 ( 887 )   HTML ( 1)   PDF (1459KB) ( 794 )  

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本文在全球气候变化的背景下,利用开顶式生长室(OTC, open top chamber)于2011与2012年进行模拟增温,同时实施降水量增加的处理,研究增温与增水处理及其交互作用对内蒙古典型草原优势植物克氏针茅光合作用的影响。于2012年生长季使用Li-6400对克氏针茅叶片的各光合作用特征参数进行测量。结果表明,增温明显降低克氏针茅的叶片光合速率(P_n)与气孔导度(G_s),并存在明显季节变化趋势。在7月与9月增温分别使P_n降低17%和27%,使G_s分别降低24%和32%。同时增温降低克氏针茅蒸腾速率(T_r)、叶绿素含量、核酮糖-1,5-二磷酸(RuBP)羧化的最大速率(V_cmax)、RuBP再生能力的最大速率(J_max)、表观量子效率(AQE)与最大光合速率(P_nmax),但使水分利用效率(WUE)增加16.5%。降水增加对高温条件下的光合作用具有补偿效应。降水增加促进了克氏针茅的P_n、G_s、T_r、叶绿素含量、V_cmax、J_max、AQE与P_nmax,但对WUE影响不明显。温度水分对克氏针茅光合作用与WUE的影响,是由气孔开合与非气孔因素共同引起的。增温与增水条件下克氏针茅气孔导度在光合速率与蒸腾速率间存在权衡。温度与降水增加显著影响克氏针茅叶片各光合特性参数,但二者交互作用对植物光合作用无显著影响。

藏北高原高寒草甸光能利用效率对短期模拟增温的响应

周楠, 付刚, 孙维, 李少伟, 沈振西, 何永涛, 张宪洲, 王江伟

2016, 25(2):  251-257.  DOI: 10.11686/cyxb2015150

摘要 ( 1032 )   HTML ( 2)   PDF (983KB) ( 611 )  

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光能利用效率(light use efficiency,LUE)是一个非常重要的生理生态指标。定量化不同时空尺度上的LUE对研究全球碳循环和气候变化有重要的指示作用。为了评估LUE对气候变暖的短期响应,2013年6月底在藏北高原一个高寒草甸布设了模拟增温实验,采用开顶式气室提高环境温度。通过控制开顶式气室的开口大小实现两个幅度的增温,开口直径分别为0.60和1.00 m。基于MODIS算法,利用观测的日最小空气温度和白天的平均饱和水汽压差模拟了2013年7-9月的各个处理的LUE。结果表明,开口直径0.60和1.00 m的开顶式气室分别显著增加了0.60和0.20 kPa的2013年7-9月份平均的饱和水汽压差。开口直径0.60 m的开顶式气室显著增加了0.66℃的2013年7-9月份平均的日最低空气温度,而开口直径1.00 m的开顶式气室则非显著增加了0.25℃的2013年7-9月份的日最低空气温度。 开口直径0.60和1.00 m的开顶式气室分别显著减少了约12.9%(即0.06 g C/MJ)和3.1%(即0.01 g C/MJ)的2013年7-9月份平均的LUE。因此,气候变暖将可能会减少藏北高原高寒草甸的光能利用效率,且可能会随着增温幅度的增大LUE的减少幅度增大。