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2016年 第25卷 第7期    刊出日期：2016-07-20

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研究论文

基于Landsat 8 OLI和MODIS数据的高寒草地盖度升尺度效应研究——以夏河县桑科草原试验区为

孟宝平, 崔霞, 杨淑霞, 高金龙, 胡远宁, 陈思宇, 梁天刚

2016, 25(7):  1-12.  DOI: 10.11686/cyxb2015433

摘要 ( 433 )   HTML ( 1)   PDF (1323KB) ( 499 )  

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基于Landsat 8 OLI和MODIS卫星遥感资料,结合2013-2014年甘南州夏河县桑科草原试验区野外实测盖度数据,对草地盖度敏感的OLI波段及其组合指数进行了筛选,构建并确立了试验区基于MODIS植被指数的草地盖度反演模型,探讨了不同空间升尺度方式对草地盖度的空间效应。结果表明,1)OLI比值植被指数r(Band7/Band5)对草地盖度的响应最敏感,基于该指数的草地盖度最优反演模型为y_oli=-270.064x_oli+115.987(R²=0.833,P<0.001);2)基于MODIS MEVI和Landsat 8 OLI比值植被指数r(30 m)反演的盖度重采样数据(250 m)的对数模型为最优草地盖度评估模型(R²=0.795,P<0.001),其决定系数较MODIS MEVI与基于农业多光谱照相机(agricultural digital camera,ADC)的盖度数据建立的回归模型高(R²=0.706),绝对误差和相对误差较低;3)基于OLI和MODIS植被指数的3种草地盖度回归模型(方法1~3)精度均优于直接使用MODIS植被指数建立的回归模型(方法4);方法3利用OLI 比值指数r反演盖度(30 m),将其升尺度至250 m,再反演盖度构建的对数模型的精度最高(R²=0.795),其次依次为方法2构建的模型(R²=0.760)、方法1构建的模型(R²=0.730)和方法4构建的模型(R²=0.706)。

准噶尔荒漠区域尺度浅层土壤化学计量特征及其空间分布格

陶冶, 刘耀斌, 吴甘霖, 张元明

2016, 25(7):  13-23.  DOI: 10.11686/cyxb2016009

摘要 ( 565 )   HTML ( 2)   PDF (1482KB) ( 529 )  

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干旱荒漠生态系统具有降水稀少、土壤贫瘠、生物多样性低的特点,对荒漠土壤生态化学计量特征的研究有助于深入了解荒漠土壤养分供给能力及其对生物多样性和生态系统稳定性的影响。对准噶尔荒漠79个样点浅层(0~10 cm)土壤及环境因子进行调查取样,分析了土壤有机碳(C)、全氮(N)及全磷(P)化学计量特征、空间分布及其影响因素。结果表明,准噶尔荒漠土壤C、N、P平均含量分别为(5.73±0.49),(0.207±0.009)和(0.347±0.004) g/kg,C:N、C:P、N:P分别为(29.92±2.55),(15.97±1.23)和(0.498±0.024)。土壤P稳定性最高(CV=0.098),而C、C:N和C:P的变异性较强(CV=0.687~0.758)。C、P、C:N及C:P在不同生境(沙漠、戈壁和盐碱荒漠)、不同群落(白梭梭、梭梭及小灌木)间均存在差异。与全国及全球平均水平相比,准噶尔荒漠土壤C、N、P含量、C:P及N:P均较低而C:N较高,养分元素缺乏程度表现为N>C>P。土壤养分元素及其化学计量比之间多具有显著的二次函数关系,且化学计量比主要受C和N的制约。在区域尺度上,各化学计量参数表现出明显的空间异质性,其中C、C:N和C:P分布格局相似,并受年降水量、纬度和经度的影响;N与N:P分布格局相似,受经度、海拔和年均温的影响。

不同生态治理措施下高寒沙化草地土壤氮素变化特

蒲琴, 胡玉福, 蒋双龙, 何剑锋, 舒向阳, 杨泽鹏

2016, 25(7):  24-33.  DOI: 10.11686/cyxb2015571

摘要 ( 318 )   HTML ( 2)  

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草地沙化是我国最严重的生态环境问题之一。为研究不同生态治理措施对川西北高寒半湿润地区沙化草地土壤氮素的影响,本研究以围栏禁牧布设沙障燕麦和草种混播(YMCD)、围栏禁牧布设沙障播撒草种(RGCD)和围栏禁牧布设沙障自然恢复(WLCD)3种沙化草地治理措施为对象,以未修复沙化草地(CK)为对照,研究了沙化草地生态修复过程中0~60 cm 土层土壤氮素的变化特征。结果表明,生态修复3年后,YMCD、RGCD、WLCD 3种治理措施均显著促进地表植被的恢复、土壤物理性质的改善和氮素的积累。其中,YMCD治理措施效果最为显著,其次是RGCD,WLCD效果相对较小。土壤氮素增加幅度呈现出微生物量氮(MBN)>硝态氮(N{Invalid MML}-N)>铵态氮(N{Invalid MML}-N)>碱解氮(AN)>全氮(TN)特征。与未修复沙化草地相比,YMCD沙地草地地表植被覆盖度增加至74.1%,土壤容重从1.45 g/cm³下降至1.39 g/cm³,夏季地表午温从41.5 ℃下降至23.0 ℃;TN、AN、N{Invalid MML}-N、N{Invalid MML}-N和MBN含量分别增加了255.8%,270.2%,299.5%,357.8%和745.9%。相关性分析表明地表植被盖度和土壤容重对沙化土壤氮素含量有显著影响。

基于Nemerow法的森林土壤肥力综合指数评

邓小军, 陈晓龙, 唐健, 王会利, 韩华, 徐永腾, 何文平

2016, 25(7):  34-41.  DOI: 10.11686/cyxb2015435

摘要 ( 396 )   HTML ( 18)  

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以广西国有大桂山林场用材林林地为研究区域,以土壤pH值、全量氮、全量磷、全量钾、速效氮、速效磷、速效钾、有效铜、有效锌、有效硼和有效铁作为评价指标,利用Nemerow法进行土壤肥力综合评价。结果表明,不同样地土壤养分因子变异系数在5.02%~65.69%。有机质平均值为28.75 g/kg,处于中等偏下水平。全量N平均含量为1.64 g/kg,速效N为135.5 mg/kg,处于中等或中等偏上水平。全量P₂O₅平均含量为0.82 g/kg,速效P为1.5 mg/kg,均处于贫乏水平。全量K₂O平均含量为23.76 g/kg,速效K为51.8 mg/kg,均处于中等偏下水平。大量元素氮磷钾因子可以概括为“富氮、缺磷、中等钾”。微量元素方面,有效Zn和有效Fe林地平均含量分别为2.03 mg/kg和32.11 mg/kg,处于中等水平,有效B和有效Cu平均含量分别为0.18 mg/kg和0.41 mg/kg,属于贫或极贫水平。大桂山林地土壤肥力综合指数为0.85,桉树、松树林地肥力综合指数分别为0.77和0.82,肥力等级均属于Ⅲ级,杉木林地肥力综合指数为0.90,肥力等级属于Ⅱ级。速效P、有效B、有效Cu均处于贫或极贫水平,是影响研究区域土壤肥力的主要限制因子。

北方地区植物篱系统土壤水分特征曲线模拟与分

何修道, 党宏忠, 王立, 周泽福, 吕文强

2016, 25(7):  42-51.  DOI: 10.11686/cyxb2015299

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以北方风沙区、黄土区、黑土区的典型植物篱为研究对象,在测定植物篱系统带内、带间部位土壤质地、土壤孔隙度、有机质含量、水稳性团聚体等指标的基础上,采用Van Genuchten模型模拟了不同地区植物篱土壤水分特征曲线。结果表明,风沙区、黑土区植物篱带内土壤孔隙度、有机质、水稳性团聚体含量均比带间高,黄土区植物篱带内土壤孔隙度、有机质、水稳性团聚体含量则比带间的低;各区域植物篱系统带内土壤含水率均比带间高,并且土壤持水力(土壤含水率)随着土壤水吸力的增大而减弱,风沙区植物篱带内、带间土壤持水力最弱,黑土区植物篱相应部位土壤持水力最高。说明植物篱具有改善土壤质地、结构,提高土壤含水率的作用,在治理坡面水土流失方面具有重要意义。

千里香杜鹃根系生物量时空动态特征及其生态适应

曹文侠, 李文

2016, 25(7):  52-61.  DOI: 10.11686/cyxb2015323

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以东祁连山高寒杜鹃灌丛草地建群种-千里香杜鹃为对象,研究了灌丛基部和灌丛间千里香杜鹃及其他植物根系生物量水平与垂直分布特征,以及不同生育期的动态规律。结果表明,随土层的深入,千里香杜鹃地下粗根、细根生物量,以及群落其他植物的地下活根及死根生物量均随土层的深入显著降低,千里香杜鹃地下细根生物量的90%分布在0~20 cm的土层中,千里香杜鹃灌丛基部生物量大于灌丛间。千里香杜鹃细根生物量在萌动期和休眠前相对较低,从6月份开始进入快速增长期,7月达最大;表层峰值的出现总是早于深层,而灌丛间峰值早于灌丛基部,灌丛间细根变幅活跃。群落其他植物地下生物量从萌动初开始下降,7月达最低,8月出现小幅增长后开始下降,在生长季末呈现较大幅度增长;随土层加深,死根生物量比例增加,7, 8月份0~10 cm层土壤中千里香杜鹃活根占总生物量的比值最大,此时,群落活根总量接近或大于死根,但年平均群落死根量大于活根,深层动态升降的出现滞后于表层。

蒺藜苜蓿E3泛素连接酶U-box基因克隆及表达分

邵麟惠, 郑兴卫, 李聪

2016, 25(7):  62-72.  DOI: 10.11686/cyxb2016073

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泛素化在植物生长和发育过程中起重要作用,E3泛素连接酶负责对靶蛋白特异性识别,其中U-box结构的E3泛素连接酶具有调控植物生长发育和免疫反应等功能,并在抗逆性方面发挥作用。目前,关于蒺藜苜蓿U-box家族基因的研究尚未见报道。本研究从蒺藜苜蓿中克隆得到U-box (MtPUB4)基因,该基因cDNA全长2448 bp,编码815个氨基酸,包括1个U-box结构(C-X2-H-X7-C-X7-C-X2-C-H-X2-H)和5个ARM结构域,属于U-box/ARM类型E3泛素连接酶。构建原核表达载体pET-MtPUB4,通过聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)表明在大肠杆菌中表达了MtPUB4蛋白。荧光定量PCR分析表明MtPUB4基因在蒺藜苜蓿花中的表达量最高,在根中表达量最低。MtPUB4基因受到NaCl、聚乙二醇、脱落酸诱导,随着诱导时间增加,表达量呈现出增长趋势。这些结果表明,MtPUB4基因在蒺藜苜蓿生长发育和抗逆性中可能起到重要调节作用,但在低温胁迫中表达量稍微下降,变化不明显。本研究成功构建了pBI121-MtPUB4植物表达载体,为进一步转化拟南芥突变体Atpub4奠定了基础。

不同玉米自交系耐深播性评价及遗传多样性分

彭云玲, 赵小强, 闫慧萍, 武金欢

2016, 25(7):  73-86.  DOI: 10.11686/cyxb2015277

摘要 ( 319 )   HTML ( 6)  

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为了筛选玉米耐深播鉴定指标,探讨耐深播综合评价方法并挖掘耐深播种质类群,本研究采用PVC管盆栽试验,在3,15和20 cm 三种深播处理下,测定各自交系的出苗率、中胚轴长、胚芽鞘长、中胚轴与胚芽鞘之和、苗长、根长,利用隶属函数法综合评价51份玉米自交系的耐深播性,并用70对SSR标记对其遗传多样性进行了分析。结果表明,随着播种深度的增加,各自交系的中胚轴长、胚芽鞘长、中胚轴与胚芽鞘之和大体呈增加趋势,而出苗率降低,苗长及根长先下降后增加。不同播深条件下,玉米自交系幼苗性状的方差分析表明,出苗率、中胚轴长、胚芽鞘长、中胚轴与胚芽鞘之和、苗长、根长与自交系间的差异极显著;同时5个性状(出苗率、中胚轴长、胚芽鞘长、中胚轴与胚芽鞘之和、苗长)与播深以及5个性状与自交系和播深间相互作用的差异极显著;同时根长与播深之间的差异达到显著水平,但是根长与自交系和播深间相互作用的差异不显著。另外,不同播深处理下各性状的相关分析表明,在3 cm播深条件下的出苗率与中胚轴、中胚轴和胚芽鞘之和、苗长3个表型性状呈正相关;而在15和20 cm播深下,出苗率与中胚轴长、胚芽鞘长、中胚轴与胚芽鞘之和、苗长、根长都极显著正相关。利用隶属函数法筛选出了6份强耐深播系,11份中等耐深播系。同时,利用70对SSR标记共检测出222个等位基因,平均3.17个,多态性信息量平均为0.579,幅度为0.265~0.801,遗传相似系数幅度为0.496~0.946,并将供试自交系划分成两大优势群或6个亚群,其中四平头亚群(SPT)、兰卡斯特亚群(Lan)和旅大红骨亚群(LRC)的耐深播性较强,出苗率、中胚轴长、胚芽鞘长、中胚轴与胚芽鞘之和、苗长、根长表现良好,含有较多的强或中等耐深播系,是重要的耐深播种质类群。

丛枝菌根真菌与植物共生修复陕北石油污染土

山宝琴, 屈萌萌, 李皎, 李超

2016, 25(7):  87-94.  DOI: 10.11686/cyxb2015446

摘要 ( 299 )   HTML ( 2)  

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研究先期筛选了4种陕北乡土植物黄花蒿、艾蒿、柠条和沙打旺,及植物根围匹配的丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza, AM)真菌菌种,通过盆栽试验测定AM真菌孢子密度、宿主植物根系菌丝侵染率、植物株高、干重和土壤总石油烃的降解率。旨在研究接种AM真菌对污染土壤中总石油烃的降解率以及对宿主植物生长的影响, 验证菌根修复效果并筛选最佳宿主植物和菌种组合。结果表明,1) AM真菌孢子密度最大值出现在石油浓度0~5000 mg/kg土壤,并随污染浓度加大而显著减少,40000 mg/kg 时达最小值。植物菌根侵染率在土壤被污染的情况下显著高于无污染对照,同时接种AM后孢子密度及菌根侵染率均显著高于未接种;2) 植物株高和干重都随石油污染浓度加大而显著降低,接种处理后植物株高平均增加16.77%,植物鲜重平均增加了22.56%; 3) 植物接种AM真菌后对石油烃降解率明显提高,比不接种平均增加15.35%。其中,柠条-地球囊霉组合的石油烃降解率最高(平均为73.81%);4) 相关分析表明,接种AM真菌后石油烃降解率与石油烃浓度呈极显著负相关,与植物株高、干重和真菌孢子密度呈显著正相关。

高原鼢鼠造丘活动对高寒草地土壤养分空间异质性的影

鲍根生, 王宏生, 王玉琴, 曾辉, 马戈亮, 洛藏昂毛

2016, 25(7):  95-104.  DOI: 10.11686/cyxb2015560

摘要 ( 481 )   HTML ( 4)  

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高原鼢鼠的造丘活动影响草地土壤营养循环、土壤结构和土壤微生物活动,造成草地土壤养分空间异质性。然而,有关不同形成时间的“圆锥状”鼠丘土壤养分在垂直和斜边方向变化规律研究较少。基于此,本研究以1,3及5年以上鼠丘为研究对象,探索土壤养分在鼠丘垂直和斜边方向变化趋势。结果表明,5年以上鼠丘土壤的全氮、速效氮、速效磷和有机质随鼠丘顶点到鼠丘底部垂直高度的增加而快速降低,而1和3年鼠丘呈缓慢降低的变化。其中,1和3年鼠丘顶点到鼠丘底部0~10 cm土层的全氮、全磷、速效磷和有机质含量显著低于未出现鼠丘区域0~10 cm土层的全氮、全磷、速效磷和有机质含量(P<0.05);1和3年鼠丘全氮、速效氮、全磷和有机质含量从鼠丘顶点沿斜边方向距离的增加而增加,而5年以上鼠丘的全氮、速效氮、全磷和有机质含量从鼠丘顶点沿斜边方向距离的增加而降低;5年以上鼠丘顶点土壤全氮、全磷、速效磷和有机质含量显著高于1和3年鼠丘顶点土壤的全氮、全磷、速效磷和有机质含量(P<0.05),而1年鼠丘从鼠丘顶点沿斜边方向30 cm处土壤全氮、速效氮、全磷和有机质含量显著高于3年和5年以上鼠丘从鼠丘顶点沿斜边方向30 cm处土壤全氮、速效氮、全磷和有机质含量(P<0.05),1,3年鼠丘边缘(不同形成时间鼠丘对照区)全氮、全磷和有机质含量高于鼠丘斜边方向各点土壤全氮、全磷和有机质含量。由此可见,鼠丘“圆锥状”几何构造造成鼠丘表面温度和雨水径流出现差异,影响土壤矿质化进程,导致鼠丘顶部和基部养分异质性,在鼠丘边缘形成养分富集地带,从而出现鼠丘边缘植被生长旺盛的现象。

放牧时间对羊肉多不饱和脂肪酸沉积及氧化稳定性的影响

金艳梅, 张晓庆, 王冲, 李美, 王燚, 严沁

2016, 25(7):  104-111.  DOI: 10.11686/cyxb2015448

摘要 ( 274 )   HTML ( 1)  

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分析不同放牧时间对羊肉抗氧化性能的影响。选择40只乌珠穆沁去势公羔,按照体重和出生月份接近的同质原则随机分成5个处理组:舍饲组(0H,对照),放牧2 h组(2H)、放牧4 h组(4H)、放牧8 h组(8H)和放牧12 h组(12H)。舍饲组圈养,4个放牧组在清晨6:00出牧,依组次分别在8:00、10:00、14:00和18:00归牧。试验期102 d,预试期15 d,正式期87 d。放牧试验结束后,从各组挑选体重接近的6只屠宰,取背最长肌,测定多不饱和脂肪酸(PUFA)和抗氧化物浓度。结果表明,1)放牧时间显著影响羊肉中抗氧化物的浓度。舍饲组的丙二醛(MDA)含量显著(P<0.001)高于4个放牧组,且4个放牧组之间差异不显著。放牧4~12 h组的谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)显著(P=0.020)低于舍饲组,但其超氧化物歧化酶(SOD)显著(P<0.001)高于舍饲组。总抗氧化能力(T-AOC)在各组间差异不显著。2)放牧时间与羊肉中的MDA、SOD水平呈二次曲线关系,MDA先降低,至放牧10 h后升高,SOD先升高,至放牧10 h后降低;GSH-Px水平与放牧时间呈负线性关系,放牧时间越长其值越低。3)放牧4,12 h组的PUFA和高度氧化多不饱和脂肪酸(HP-PUFA)均显著高于放牧2 h和舍饲组(P<0.01)。PUFA和HP-PUFA沉积量与抗氧化物浓度之间关系密切。绵羊每天放牧2~10 h,可以改善羊肉的氧化稳定性,防止PUFA氧化,从而延长高品质羊肉的保质期。

添加剂对西藏啤酒糟全混合日粮青贮发酵品质及有氧稳定性的影

丁良, 原现军, 闻爱友, 王坚, 郭刚, 李君风, 王思然, 白晰, 邵涛

2016, 25(7):  112-120.  DOI: 10.11686/cyxb2015427

摘要 ( 274 )   HTML ( 9)  

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本试验旨在评价布氏乳杆菌和双乙酸钠对西藏啤酒糟全混合日粮发酵品质和有氧稳定性的影响。试验设对照组(C)、布氏乳杆菌组(LB,10⁶ cfu/g)和双乙酸钠组(SDA,0.5%)3个处理。青贮70 d后全部开窖,取样分析发酵品质、营养和微生物成分,同时将剩余的发酵全混合日粮(TMR)暴露到空气中,用多通道温度记录仪记录温度变化,并分别在有氧暴露第6,9和14天取样分析,评定其有氧稳定性。结果表明,各组具有较高的乳酸含量,较低的氨态氮/总氮和微量的丁酸含量,发酵品质良好,添加双乙酸钠提高了乳酸含量,显著(P<0.05)降低了pH、氨态氮/总氮和丁酸含量,同时显著(P<0.05)提高了干物质回收率,但粗蛋白、粗灰分、粗脂肪、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量各组无显著差异;布氏乳杆菌处理组显著(P<0.05)降低了乳酸、粗蛋白含量和干物质回收率,显著(P<0.05)提高了pH和氨态氮/总氮值。在有氧暴露14 d内,各组pH缓慢上升,且温度未超过环境温度2 ℃,显示有较高的有氧稳定性。添加布氏乳杆菌和双乙酸钠均在不同程度上降低了霉菌和酵母菌数量,对啤酒糟TMR有氧稳定性有积极的改善效果,其中双乙酸钠的效果优于布氏乳杆菌。综合考虑,在西藏地区生产啤酒糟发酵TMR时可添加0.5%的双乙酸钠,既能改善发酵品质,又能提高其有氧稳定性。

外源NO对NaCl胁迫下夏枯草幼苗抗氧化能力及光合特性的影

常青山, 张利霞, 杨伟, 周姗姗, 黄青哲, 吕凤娟, 黄玥, 葛淑慧, 张天蒙

2016, 25(7):  121-130.  DOI: 10.11686/cyxb2015454

摘要 ( 415 )   HTML ( 1)  

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试验采用硝普钠(SNP)为NO供体,夏枯草幼苗为材料,研究外源0.01~0.50 mmol/L SNP对70 mmol/L NaCl胁迫下夏枯草幼苗抗氧化系统、光合参数与叶绿素荧光参数的影响。结果表明,0.05~0.10 mmol/L SNP可以缓解NaCl胁迫对夏枯草幼苗造成的伤害,其中0.10 mmol/L SNP 缓解效果最显著,该处理显著提高了NaCl胁迫下夏枯草幼苗叶片的过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性,降低了电导率与丙二醛(MDA)的含量。显著提高了夏枯草叶片叶绿素a含量、叶绿素b含量、总叶绿素含量、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)与蒸腾速率(T_r),降低了胞间CO₂浓度(C_i)。叶绿素荧光动力学参数显示,0.10 mmol/L SNP处理显著降低了NaCl胁迫下夏枯草幼苗的初始荧光(F_o)与非光化学荧光猝灭系数(NPQ),提高了最大荧光(F_m)、PSⅡ潜在光化学效率(F_v/F_o)、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)和PSⅡ有效光化学量子产量(F_v'/F_m')。外源NO通过提高抗氧化酶活性,来减少脂质过氧化作用,减少光抑制对PSⅡ的破坏,提高光化学能力,增强夏枯草叶片的光合能力,从而最终提高夏枯草的抗盐能力。本试验条件下,以0.10 mmol/L SNP处理效果最为显著。

铬胁迫对葎草雌雄植株光合生理特性的不同影响

王碧霞, 肖娟, 冯旭, 甘丽芬, 唐娅

2016, 25(7):  131-139.  DOI: 10.11686/cyxb2015436

摘要 ( 377 )   HTML ( 0)   PDF (950KB) ( 410 )  

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采用盆栽法研究不同铬浓度(Cr³⁺)(分别为0,50,200,300 mg/kg)下葎草雌雄植株气体交换及光合生理特性的不同影响。结果表明,1)对照处理下,雌株的净光合速率(P_n)、叶绿素荧光参数、根鲜重和主茎长比雄株高,叶绿素含量和丙二醛含量比雄株低。2)50 mg/kg时雌雄植株的P_n显著升高,除叶绿素荧光参数有显著减少之外,雄株其余各项指标显著增加,而雌株则与对照相近。200 mg/kg时雌雄植株的P_n与对照相近,MDA含量没有差异,但根鲜重和叶绿素荧光参数却显著降低,且雄株的叶绿素含量和主茎长也明显减少,而雌株却没有变化。300 mg/kg时雌雄植株的P_n和根鲜重显著降低,雄株各项指标的下降比雌株更显著,雌株则通过提高根鲜重、主茎长、蒸腾速率(T_r)和瞬时水分利用效率(WUE_i),并调整光系统Ⅱ反应中心,增强修复能力,以利于有效缓解光合机构的损伤。3)从总体上来看,随Cr³⁺胁迫的加剧,雌雄植株的净光合速率呈现出先升后降,主茎长、根鲜重和叶绿素荧光参数则呈下降趋势,而MDA含量和表观光合电子传递速率(E_TR)呈上升趋势;但雄株的叶绿素含量随着Cr³⁺浓度的增加而逐渐下降,而雌株在不同浓度的铬胁迫下叶绿素含量和光系统Ⅱ反应中心的变化却没有明显规律。因此,适量的铬有利于葎草雌雄植株的生长,显著提高净光合速率,但过高浓度的铬胁迫对雌雄植株具有明显的抑制作用,显著降低光合速率,在逆境胁迫下二者均表现出明显的自我保护的抗逆生理响应机制,尤其是雌株具有更灵活的响应策略以及更强的适应性和耐受性。

丝茅侵入量对3种冷季型草坪草竞争力及生长潜力影响的差异

马娇, 宗人旭, 刘金平, 张丽慧, 伍德

2016, 25(7):  140-147.  DOI: 10.11686/cyxb2015440

摘要 ( 285 )   HTML ( 2)  

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通过复合取代试验设计,设置5个侵入梯度,模拟丝茅入侵高羊茅、草地早熟禾、多年生黑麦草3种冷季型草坪幼坪,测定草坪草单株生物量、相对产量、相对产量总和、攻击力和竞争力及株高、分蘖数、茎基和根系性状等指标,研究侵入量对3种草坪草竞争力及生长潜力影响的差异。结果表明,1)丝茅与草坪草为拮抗关系,3种草坪草相对产量、相对产量总和极显著受丝茅入侵的影响(P<0.01),随侵入量增加草坪草的攻击力指数和种间竞争力不断下降,草种是影响草坪草攻击力和竞争力的主要因子,丝茅侵入量次之,受影响顺序为高羊茅>早熟禾>黑麦草;2)丝茅草侵入对3种草坪草分蘖数、茎基性状和根系性状均有显著影响,对分生再生能力的影响顺序为早熟禾>黑麦草>高羊茅,对根长和根生物量影响顺序为黑麦草>早熟禾>高羊茅;3)幼苗期黑麦草的现实攻击力和竞争力显著大于高羊茅和早熟禾(P<0.05),丝茅入侵对黑麦草根系胁迫度显著大于高羊茅和早熟禾(P<0.05),致使其生长潜力降低;高羊茅竞争力和攻击力虽低,而茎基和根系性状受丝茅入侵影响显著低于黑麦草和早熟禾,保持了极高的潜在生长力;4)丝茅入侵对3种草坪草竞争力和生长潜力均有影响,必将导致草坪种群组成与结构的破坏。所以,加强草坪养护、防治丝茅入侵,是提高草坪品质、延长草坪寿命的根本途径。

莴笋-空心菜-莴笋种植模式下不同改良剂对退化土壤中植株养分利用的影响

黄容, 高明, 叶夏伊, 汪文强, 刘彬彬, 刘江, 代文才

2016, 25(7):  148-157.  DOI: 10.11686/cyxb2015441

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在退化土壤中添加不同改良剂,通过莴笋-空心菜-莴笋的盆栽试验,对比分析了6种改良剂对蔬菜产量、品质、养分的影响,以期为评价改良剂对退化土壤中的植株养分的利用效果提供科学依据。结果表明,1)不同改良剂处理能有效提高蔬菜产量,其中化肥配施生物质灰渣(NPKH)和化肥配施生物肥(NPKW)处理的蔬菜产量增幅最大。2)各处理较CK提高了蔬菜体内N{Invalid MML}-N含量,本试验中莴笋的硝酸盐含量符合GB/T15401规定,未对莴笋品质产生不利影响;而化肥配施改良剂比单施化肥(NPK)有利于降低莴笋中N{Invalid MML}-N含量,以NPKW处理最佳,较NPK处理下降了7.8%~63.0%。与单施化肥相比,NPKH处理提高了蔬菜氨基酸含量,降低了硝酸盐含量,提高了氮肥表观利用率。3)NPKH处理的肥料农学利用率较高,可以有效提高莴笋中全磷、全钾含量,其中全钾含量较CK显著提高了43.4%~58.9%;NPKH和NPKW处理在空心菜种植期间,对氮肥、磷肥、钾肥的农学利用率较高,提高了空心菜对全氮、全磷、全钾营养元素的吸收量。研究表明化肥配施改良剂,特别是化肥配施生物质灰渣或生物肥可以提高蔬菜养分利用率,增加产量的同时降低硝酸盐的累积。

小麦施氮后效和种植方式对大豆产量及农艺性状的影响

王佳锐, 王科, 赵亚妮, 徐开未, 周涛, 陈远学

2016, 25(7):  158-167.  DOI: 10.11686/cyxb2015567

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通过2013-2014年度田间试验,在种植小麦时设置不施氮、低氮、中氮、高氮4个氮肥施用量(0,60,120,180 kg/hm²),同时设置净作大豆(小麦-大豆)和套作大豆(小麦/玉米/大豆)两种种植模式,探究了前作小麦施氮后效及净作、套作两种种植方式对大豆产量和农艺性状的影响。结果表明,1)无论净作或套作,大豆均能利用前作小麦的施氮后效,生物量和籽粒产量均随施氮量增加呈先升高再降低的变化趋势,均在N₁₂₀处理(纯氮120 kg/hm²)时达到最大值,其中套作大豆籽粒产量最高为4133 kg/hm²,达高产水平。2)分枝期时大豆地上部生物量为净作显著高于套作,平均高 62.3%,而收获期时为套作显著高于净作,平均高 57.9%。与净作相比,套作大豆单株粒数、籽粒产量分别高63.9%和55.9%,百粒重二者间相差不大。净作大豆的籽粒重在主茎、分枝上分别占54.2%和45.8%,以在主茎上较多,而套作大豆的籽粒主要分布在分枝上,平均达68.9%。虽然套作大豆的倒伏率比净作大豆高5.2%,但空杆率、瘪荚率却分别低78.0%和25.4%。前作施氮量增加,套作大豆籽粒在分枝上的比例增大。3)大豆主茎长,在分枝期时为套作(平均39.5 cm)比净作(平均33.3 cm)显著高6.2 cm,而收获期时为净作(平均84.8 cm)比套作(平均74.4 cm)高10.4 cm;第一节间长,在分枝期、收获期均为套作(8.3和6.6 cm)大于净作(5.6和4.6 cm);分枝数,在分枝期时为净作(平均1.9个)显著高于套作(平均0.7个)1.2个分枝,而收获期时是套作(平均6.1个)高于净作(平均3.5个)2.6个分枝。同时套作大豆分枝数随前作施氮量增加而增加。说明在小麦-大豆和小麦/玉米/大豆体系中大豆能充分利用前作小麦的施氮后效;套作大豆前期虽受玉米的抑制影响,但玉米收获后能加快生长,可以通过合理的前作氮肥调控促进分枝、结荚和鼓粒,提高产量。

施氮水平对甜高粱硝酸盐含量和氮素利用特性的影

渠晖, 陈俊峰, 程亮, 陆晓燕, 沈益新

2016, 25(7):  168-176.  DOI: 10.11686/cyxb2015411

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试验采用完全随机区组设计,分别于2009和2010年在华东农区生态条件下进行田间试验,研究不同施氮水平(0,100,200,300,400,500 kg N/hm²)对大力士甜高粱硝酸盐积累,粗蛋白含量和氮素利用特性的影响。结果表明,随着生育期的推进,植株地上部硝酸盐含量不断降低,相比于叶片,茎秆更有利于硝酸盐的积累。随着施氮水平的提高,粗蛋白生产效率(CPPE),氮素干物质生产效率(NDMPE),干物质生产效率(DMPE)和表观回收率(NARR)逐渐下降,说明施氮量越高,氮素利用越低,损失越大。粗蛋白(crude protein,CP)和游离氨基酸(free amino acid,FAA)含量均随施氮量的增加而增加,但FAA的增幅低于CP,施氮量为500 kg N/hm²时,CP的平均增幅为6.11%,FAA的平均增幅为2.99%,说明施氮虽然增加了植株CP含量,但优质蛋白质比例下降。施氮提高了甜高粱硝酸盐含量,施氮量大于400 kg N/hm²时,甜高粱硝酸盐含量大于0.2%,青饲时易导致家畜硝酸盐中毒。综合考虑,大力士甜高粱在华东农区较为适宜的施氮量为200~300 kg N/hm²,既可满足对甜高粱高产优质的需求,提高氮素的利用效率,又可减少氮素流失和对土壤及地下水的污染。

不同坪床基质物理性质变化及对兰引Ⅲ号结缕草生长的影响

宋华伟, 刘颖, 王宸, 刘天增, 张巨明

2016, 25(7):  177-185.  DOI: 10.11686/cyxb2015524

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运动场草坪质量主要取决于其坪床结构及其建造质量,其中坪床建造材料的选择对草坪的坪用质量、使用寿命和后期养护管理费用的影响最大。兰引Ⅲ号结缕草广泛用于我国南方运动场草坪建植。为探究不同坪床基质物理性质变化及对兰引Ⅲ号结缕草生长的影响,本实验设计了5种坪床结构:A(100%纯砂)、B(砂∶泥炭=85∶15)、C(砂∶土=85∶15)、D(砂∶土∶泥炭=85.0∶7.5∶7.5)、E(100%纯土)。实验过程中测定各坪床土壤容重、土壤总孔隙度、土壤毛管孔隙度、土壤非毛管孔隙度和土壤饱和导水率5种物理性质指标及草坪色泽、再生速度及地上生物量3种生长指标。结果表明,5种坪床基质的容重在建坪初期差异较大,至建坪后期趋于一致;砂基坪床的通气性和导水性都显著优于纯土坪床,但砂基中无论是加入15%的泥炭或15%的土,还是加入15%的泥炭和土(7.5%+7.5%)的混合物,在孔隙度和导水率上均无明显差异。纯土坪床的草坪表观质量优于砂基坪床,颜色、再生速度、地上生物量均表现较好。砂+泥炭坪床,砂+土坪床和砂+土+泥炭坪床表现相近,但略优于纯砂坪床。综合5种坪床的物理性质变化及草坪质量,认为砂基坪床通气好、排水性能强,适合建植运动场草坪,其中以砂与泥炭混合基质较好;纯土坪床通气不良,排水性能较差,不适合建植运动场草坪。

不同生境下柠条种子出苗及幼苗生长特

孙毅, 闫兴富

2016, 25(7):  186-195.  DOI: 10.11686/cyxb2015449

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为了揭示柠条种群实生更新的机制及其影响因素,在宁夏白芨滩自然保护区的人工柠条灌丛群落,设置不同的灌丛(柠条灌丛、沙蒿灌丛和裸露沙地)基部生境、不同坡位(底部、中部和顶部)的沙丘生境和柠条灌丛植株基部不同距离(0.5,1.5 m和丛间沙地)生境,研究了柠条种子在不同生境下的出苗和幼苗生长特征。结果表明,1) 不同生境(柠条灌丛、沙蒿灌丛和裸露沙地)和沙埋处理对柠条种子出苗率和留存率均具有显著影响(P<0.05);在沙蒿灌丛,沙埋种子的早期出苗率显著高于地表种子(P<0.05),且显著高于裸露沙地和柠条灌丛的沙埋种子(P<0.05);种子的出苗率在沙蒿灌丛的沙埋处理最高,但不同生境间、沙埋和非沙埋种子间的差异均未达到显著水平。2) 沙丘底部的种子出苗率显著大于沙丘顶部(P<0.01),试验结束时约为沙丘顶部的20倍;各时期出苗率均在距柠条灌丛基部1.5 m处最大,灌丛间沙地最小,沙丘不同部位生境的出苗率均在7月18日最高,整个试验期间的出苗率和出苗速率在不同生境间均无显著差异。3) 幼苗株高、基径、主根长、根茎比和总干质量均在沙丘底部最大,而根冠比在沙丘顶部最大;距灌丛基部0.5 m处幼苗的株高显著大于1.5 m处幼苗(P<0.05),幼苗主根长、根茎比和根冠比均随距灌丛距离的增大而增大,而总干质量随灌丛距离的增大而减小。

播种量和方式对甘肃渭源蒙古黄芪育苗质量和产量的影

米永伟, 蔡子平, 武伟国, 王国祥, 王宏霞, 彭云霞, 龚成文, 魏莉霞

2016, 25(7):  196-202.  DOI: 10.11686/cyxb2015565

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以陇芪2号为试验材料,采用不同播种量(90,150,210 kg/hm²)和播种方式(条播,撒播,覆膜穴播)两因素育苗,育苗结束后秋季测定种苗质量指标和产量,旨在揭示不同播种量和播种方式互作对蒙古黄芪种苗质量和产量的影响,为其规范化栽培提供依据。结果表明,不同播种量和播种方式交互条件下育苗,蒙古黄芪种苗个体质量和群体质量均存在显著差异。在90 kg/hm²最低播种量基础上,随着播种量的增加,种苗单根鲜重、根长和根粗等个体质量指标均呈降低趋势,种苗产量先极显著提高后下降,产苗数持续增加,优质种苗率显著下降。在同一播量条件下覆膜穴播方式育成种苗个体质量最优,优质种苗率均比条播和撒播高,并随播种量递增,苗产量较撒播和条播呈先增加后下降,而产苗数呈下降趋势。播种量150 kg/hm²条件下采用覆膜穴播育成单位面积优质种苗数最多。说明在保证种苗个体质量和单位面积产苗数的前提下,渭源蒙古黄芪育苗采用覆膜穴播方式,种子播种量为150 kg/hm²最佳。

综合评述

箭筈豌豆真菌病害研究进

徐杉, 李彦忠

2016, 25(7):  203-214.  DOI: 10.11686/cyxb2015478

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箭筈豌豆是一年生野豌豆属植物,也是野豌豆属的重要栽培种。截止2015年年底,世界范围内箭筈豌豆真菌病害共有14种,分布于28个国家或地区,茎叶部病害、根部病害和系统性病害分别有10种(黑腐病、炭疽病等)、3种(丝囊霉根腐病、镰孢根腐病、腐霉病)和1种(黄萎病)。这些病害中,链格孢黑斑病、丝囊霉病、腐霉病、黄萎病4种病害仅在国外报道。附球菌叶斑病和葡柄霉叶斑病两种病害仅在我国发生。我国共10种病害,在10个省区有报道,其中病害发生数最多的地区为甘肃(8种),其次为云南(6种)。箭筈豌豆的真菌性病原共有43种,25种为半知菌,占总数的58%,其余为7种子囊菌、6种担子菌、5种鞭毛菌,分别占总数的16%,14%和12%。43种病原真菌中,有15种真菌引起的病害仅在国外报道,有7种真菌引起病害仅在我国报道。还有7种真菌只在箭筈豌豆上发现,再无其他寄主报道。另外,我国还在箭筈豌豆种子上检测出6种种带真菌,其中4种均能不同程度地降低箭筈豌豆种子的萌发和幼苗的生长。国内外对箭筈豌豆真菌病害的危害程度、发生规律和防治等方面研究较少,主要集中在炭疽病、白粉病、锈病、灰斑病等几种病害上。随着箭筈豌豆栽培面积和需求的扩大,应该关注影响我国箭筈豌豆生产的主要真菌病害,在确定病原真菌的基础上,加深对病原真菌发生规律的研究,制定出有效的防治策略。