草业学报

中国三次农业结构改革的教训与期望

任继周

2016, 25(12): 1-3. DOI: 10.11686/cyxb20161201

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典型草原净初级生产力对气候变化响应的模拟

王松, 耿元波, 母悦

2016, 25(12): 4-13. DOI: 10.11686/cyxb2016044

摘要 ( 329 )

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本研究利用1953-2014年气象数据和1998-2013年实测数据驱动CENTURY模型模拟内蒙古典型草原生态系统地上净初级生产力(ANPP)的动态变化,并分析影响其动态变化的气象因素。结果表明,1)研究地点1998-2013年的ANPP观测值与模拟值变化趋势吻合度较高,Pearson相关性系数为0.79,均方根误差为25.92 g/m²,CENTURY模型适用于模拟气候变化对内蒙古典型草原影响的研究。2)模型参数敏感性分析得出模型中的主要参数分别是研究地点土壤理化性质、草地植物生长的潜在生长力系数、植物生长最适和最高温度,这些参数的确定决定着模型模拟结果的准确度。3)1953-2014年,内蒙古锡林浩特的气温呈现极显著增加的趋势(P<0.01),主要是年平均最低气温明显上升;降水呈明显的年际波动,变异系数为30.2%。4)1953-2014年模拟的ANPP呈减少的趋势,但是变化趋势不显著(P>0.05)。通过相关性分析得到,降水是影响ANPP变化的主要因素,年降水量与ANPP的相关系数r值达到0.959(P<0.01),温度与ANPP呈弱相关性。

DNDC模型评估苜蓿绿肥对水稻产量和温室气体排放的影响

高小叶, 袁世力, 吕爱敏, 周鹏, 安渊

2016, 25(12): 14-26. DOI: 10.11686/cyxb2016038

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DNDC(denitrifiction-decompostion)模型是以生物地球化学进程为基础模拟碳氮循环的模型,被广泛用来预测稻田温室气体的排放,但利用DNDC模型研究苜蓿绿肥对稻田生态系统的相关研究尚未见报道。因此,本研究结合两种绿肥在上海地区的使用,模拟了4个不同处理:对照(未施氮肥和绿肥)、氮肥(200 kg/hm²)、紫花苜蓿绿肥(3000 kg DM/hm²)+氮肥和蚕豆绿肥(3000 kg DM/hm²)+氮肥,研究苜蓿绿肥对水稻产量和稻田温室气体排放的影响,同时,对DNDC模型进行本地化修正,建立适宜我国长江中下游地区绿肥-水稻轮作生态系统的DNDC模型,结果表明,与对照相比,苜蓿、蚕豆和氮肥处理下的水稻产量分别提高了41.85%,29.81%和25.36%;蚕豆绿肥处理下的CH₄排放量高于苜蓿绿肥处理,温室气体的排放强度在苜蓿绿肥处理下未显著提高。通过对DNDC模型多个参数的调整和模拟,DNDC模型对水稻产量和CH₄排放的模拟值与实测值十分接近,其中,水稻产量实测值和模拟值的决定系数R²为0.89,相对平均误差RMD为-0.8%。大气温度、大气CO₂浓度、土壤有机碳和土壤粘粒对稻田CH₄和N₂O排放十分敏感,其中,大气温度、CO₂浓度和土壤有机碳与CH₄和N₂O的排放强度呈显著的正相关关系,而土壤粘粒与CH₄排放呈显著的负相关关系,本研究结果说明本地化改进的DNDC模型能够准确模拟紫花苜蓿绿肥对水稻产量和稻田温室气体排放的作用效果。

不同高寒草甸土壤碳氮稳定同位素和密度的差异

全小龙, 段中华, 乔有明, 裴海昆, 陈梦词, 何桂芳

2016, 25(12): 27-34. DOI: 10.11686/cyxb2016116

摘要 ( 420 )

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为了解不同类型高寒草甸土壤碳氮稳定同位素和密度的差异,采用稳定同位素质谱仪Isoprime100对采自黄河源区不同高寒草甸覆被条件下0~30 cm土壤进行了碳氮稳定同位素组成特征和密度分析。结果表明,高寒草甸土壤δ¹³C值介于-25.42‰~-24.20‰之间,δ¹⁵N值介于3.37‰~4.69‰之间,显著高于大气δ¹⁵N值。δ¹³C值和δ¹⁵N值均随土壤深度加深而增大。人工草地土壤δ¹³C值显著低于轻度和重度退化草甸(P<0.05),而δ¹⁵N值显著高于轻度和重度退化草甸(P<0.05)。土壤碳氮比最小值为7.89,最大值为9.97,平均碳氮比为8.71。土壤有机碳含量和全氮含量呈正相关(P<0.01),二者的回归方程为y=0.0963x+0.0336(R²=0.9619)。轻度退化草甸、严重退化草甸和人工草地0~30 cm土壤碳密度依次为7.14、6.67和6.46 kg/m²;全氮密度依次为0.83、0.77和0.75 kg/m²。植物吸收、生长有利于¹²C和¹⁴N的输出,而将较重的¹³C和¹⁵N留在了土壤中。人工草地植物生长势强,形成的地上生物量多,吸收了较多的土壤氮素¹⁴N,导致土壤¹⁵N升高。植被退化或种植人工草地均可导致土壤碳氮密度的显著降低,这种变化主要发生在0~20 cm土层。

不同管理措施对高寒草甸土壤微生物量的影响研究

蒋永梅, 姚拓, 李建宏, 陈龙, 刘欢, 刘婷, 田永亮, 张标, 高亚敏

2016, 25(12): 35-43. DOI: 10.11686/cyxb2016055

摘要 ( 271 )

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采用氯仿熏蒸浸提法对玛曲高寒草甸4种管理措施(不围栏、围栏、围栏+施肥、围栏+补播)土壤微生物量碳(SMBC)、氮(SMBN)和磷(SMBP)连续4年(2011-2014年)变化动态进行研究,结果表明,1)同一年份,不同管理措施,相同空间层次,土壤微生物量表现为:围栏+补播>围栏+施肥>围栏>不围栏(0~20 cm)和围栏+施肥>围栏+补播>围栏>不围栏(20~40 cm);同一年份,相同管理措施,不同空间层次(0~20 cm,20~40 cm),土壤微生物量表现为0~20 cm>20~40 cm, 一般前者为后者的1.22~3.39倍。2)不同年份,相同管理措施,相同空间层次(0~20 cm,20~40 cm),除不围栏(0~20 cm)SMBC外,土壤微生物量年际变化表现为2011至2012年上升至最大值,之后下降;不同年份,相同管理措施,不同空间层次(0~20 cm,20~40 cm),0~20 cm土壤微生物量年际变化幅度大于20~40 cm。土壤微生物量与气温呈负相关关系,土壤微生物量与降水量呈显著正相关关系。运用综合指数法计算出不同管理措施下土壤质量综合指数,其值排序为:围栏+补播>围栏+施肥>围栏>不围栏。围栏+补播对土壤的改善效果明显优于其他3种措施,是玛曲高寒草甸生态恢复的重要途径。

封育草地与弃耕地土壤碳氮固持及固持速率动态

李建平, 陈婧, 谢应忠

2016, 25(12): 44-52. DOI: 10.11686/cyxb2016231

摘要 ( 268 )

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研究植被恢复对土壤碳氮动态的影响,对了解陆地生态系统碳氮循环,应对全球温室效应具有重要意义。本研究以黄土高原丘陵区封育草地和弃耕地为对象,分别以放牧草地和农田为参照,对比分析了封育14年草地和弃耕地0~300 cm土层土壤有机碳(SOC)和土壤全氮(STN)储量、固持量及固持速率。结果表明,封育草地和弃耕地显著增加SOC储量,并且二者封育14年后SOC储量相同;在0~200 cm土壤中,封育14年草地与弃耕地STN储量相对于对照并无增加,0~300 cm土壤中,封育14年草地STN储量显著高于弃耕地(P<0.05);弃耕地SOC固持及固持速率显著高于封育草地,封育14年弃耕地SOC固持主要发生在0~140 cm表层土壤;0~100 cm土壤弃耕地STN固持及固持速率显著高于封育草地,0~300 cm土壤弃耕地STN固持及固持速率显著低于封育草地。以上结果表明,封育和弃耕均可显著提高土壤碳储量,并未明显提升土壤氮储量,弃耕地有较高的SOC固持量及固持速率。

羊草形态及生物量分配可塑性对土壤供磷能力的响应研究

郭丰辉, 侯向阳, 丁勇, 李西良, 武自念, 王珍, 胡静, 李新乐, 马文静, 赵劲博

2016, 25(12): 53-62. DOI: 10.11686/cyxb2016061

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植物形态及生物量分配变化是天然草原退化过程中的主要表现之一,通过研究植物形态及生物量分配对环境的响应规律有助于揭示草原退化及植被演替的内在机理。本试验研究了羊草形态、生物量累积及分配对土壤供磷能力的可塑性响应。试验采用有效磷含量低于3 mg P₂O₅/kg的土壤设置0,30,90,180 mg P₂O₅/kg 4个磷肥添加梯度,形成4种具有不同供磷能力的土壤,用于对羊草植株的培养,并于后期进行各项指标的测定。结果表明,1)土壤供磷能力的减弱明显减小了羊草的株高、各构件生物量,表现为高磷添加量显著高于低磷添加量,株高、叶生物量、茎生物量、根生物量、总生物量的降低幅度分别达到了14%,50%,51%,79%,63%。 2)羊草个体形态及生物量分配对土壤供磷能力的响应并不完全一致,生物量累积对供磷量的敏感度最大,生物量分配次之,形态的敏感度最差,可塑性指数分别为0.58,0.31,0.19;单个性状指标以根干重最为敏感,可塑性指数达到了0.79。3)相关分析表明,羊草地上干重与叶宽、节间数、株高达到了极显著水平,此3个形态指标对羊草地上生物量的贡献率分别为30%,27%,26%,是形态指标中解释羊草地上生物量产生差异的主要因子。本试验在课题组前期研究的基础上,进一步从个体水平上探索羊草对土壤供磷能力的响应,与课题组前期试验结果相结合,可有助于探索天然草原退化和植被演替的内在原因。

喀纳斯景区山地草甸不同退化阶段群落共有种的生态化学计量特征研究

唐高溶, 郑伟, 王祥, 朱亚琼, 吴燕锋

2016, 25(12): 63-75. DOI: 10.11686/cyxb2016047

摘要 ( 256 )

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通过在新疆喀纳斯景区山地草甸群落中对不同退化阶段4个典型样点进行样方调查与采样,结合室内分析,探究了不同退化阶段山地草甸群落共有植物及土壤的碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征及其内在联系,揭示了山地草甸生态系统养分循环规律和系统稳定机制。研究结果表明,1) 3种群落共有植物的重要值、盖度、密度和生物量都随着草地的退化加剧而上升,平均高度和叶绿素相对含量随着退化的加剧而降低。2) 随着草地退化程度的增加,群落共有种C、N、P含量均下降,草甸早熟禾C∶N则先降低后升高,其余2种共有种均上升;群落Ⅰ中3种共有植物叶片的N∶P都在14和16之间,剩余3个群落中,草甸早熟禾叶片N∶P高于16,而千叶蓍和短柄苔草叶片的N∶P均小于14。3)叶绿素相对含量与植物的N含量呈显著的正相关,植物盖度与其化学计量比的相关性不显著,植物的高度、密度、生物量与其化学计量比相关性的显著性取决于物种和生境。4)土壤的C、N、P含量均影响植物的C、N、P含量,呈显著的线性正相关。喀纳斯景区未退化阶段的植物生长受N、P双重元素的限制或者均不受限,退化阶段的植物生长主要受N的限制。因此,喀纳斯景区山地草甸土壤生态化学特征对退化山地草甸的植被恢复有着重要影响。

陇东雨养农区紫花苜蓿叶片氮、磷、钾重吸收与生物固氮的偶联关系

段兵红, 陆姣云, 刘敏国, 杨梅, 王亚亚, 王振南, 杨惠敏

2016, 25(12): 76-83. DOI: 10.11686/cyxb2016235

摘要 ( 407 )

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叶片养分重吸收是植物提高养分利用效率、增强环境适应性的重要机制之一,易受多种因素影响。在豆科植物中,养分重吸收与生物固氮有何关联尚不可知。为揭示养分重吸收与生物固氮间的偶联关系,以陇东雨养农区已建植2、4、7、11和14年龄的陇东苜蓿草地为对象,测定了叶片N、P、K浓度及δ¹⁵N,分析了叶片N、P、K重吸收效率(NRE、PRE和KRE)、重吸收度(NRP、PRP和KRP)及其与生物固氮率的关系。随紫花苜蓿建植年龄增长,叶片NRE、PRE呈先增大后减小的趋势,NRE和PRE分别为36.5%(28.4%~43.4%)和52.6%(38.1%~68.2%),其中7年龄苜蓿的NRE和PRE最高;2、11和14年龄苜蓿KRE为17.8%(23.0%~27.5%),但4和7年龄为负值。随紫花苜蓿年龄变化,叶片NRP、PRP和KRP均无明显变化趋势。随紫花苜蓿年龄增长,生物固氮率先降低后升高,平均固氮率为51.0%,其中7年龄苜蓿的最低。紫花苜蓿生物固氮率与叶片NRE、PRE和KRP负相关,但与叶片KRE、NRP和PRP不相关。紫花苜蓿生物固氮与叶片的氮、磷、钾重吸收存在偶联关系,对氮、磷重吸收效率和钾重吸收度有显著影响。

犊牛早期断奶对青海湖地区母牦牛牧食行为的影响

刘培培, 张娇娇, 刘书杰, 董全民, 郑文命, 赵索南, 周玉青, 景小平, 胡瑞, 邵亚群, 裴朝羲, 丁路明

2016, 25(12): 84-93. DOI: 10.11686/cyxb2016056

摘要 ( 208 )

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为研究犊牛早期断奶对青海湖地区自由放牧条件下牦牛牧食行为的影响。试验于2015年8月22日至11月15日开展,选取26头带犊牦牛作为试验对象,对其中13头牦牛的犊牛实施早期断奶处理作为断奶组,另外13头带犊牦牛作为对照组。断奶组和对照组各随机选取3头牦牛佩戴畜用GPS3300装置,每10 min记录一次家畜所在位置和环境温度。试验分为断奶早期(断奶后15 d)、断奶中期(断奶后第16天到第38天)、断奶后期(断奶后第59天到第82天)。断奶早期又分为阶段Ⅰ(断奶后第1天到第6天)、阶段Ⅱ(断奶后第7天到第15天)。结果表明:1)断奶早期阶段Ⅰ断奶组的平均日游走距离极显著高于对照组(P<0.01),断奶早期阶段Ⅱ、断奶中期和断奶后期两组的平均日游走距离差异不显著。断奶组在不同时期的平均日游走距离表现为,断奶早期阶段Ⅰ显著高于断奶早期阶段Ⅱ和断奶中期(P<0.05),断奶早期阶段Ⅱ和断奶中期显著高于断奶后期(P<0.05)。对照组则表现为断奶早期阶段Ⅰ、断奶早期阶段Ⅱ和断奶中期显著高于断奶后期(P<0.05)。断奶当天断奶组牦牛的游走距离显著高于对照组。在不同断奶时期断奶组和对照组的昼夜采食规律有所不同。2)断奶早期阶段Ⅰ、断奶早期阶段Ⅱ及断奶中期断奶组和对照组的采食空间分布格局相似,但是断奶中期的采食空间分布格局明显广于断奶早期。断奶后期断奶组和对照组的采食分布格局出现了分化,对照组的采食活动范围明显广于断奶组。研究结果表明,早期断奶会短时间内让母牦牛的牧食行为产生一定的应激反应,但其又可以很快适应失犊的情况。在环境比较恶劣、牧草质量较差的情况下,带犊牦牛和不带犊牦牛种内竞争比较激烈,适合分群放牧。

生物添加剂对羊草青贮饲料超微结构和纤维变化的影响

杨红, 张庆, 侯建建, 玉柱

2016, 25(12): 94-101. DOI: 10.11686/cyxb2016059

摘要 ( 273 )

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本试验旨在研究纤维素酶和乳酸菌的单独和复合添加对羊草青贮饲料超微结构和纤维组分的影响。将1060 U/g的纤维素酶(CEL)、1×10⁵ CFU/g的干酪乳杆菌(LC)、1060 U/g的纤维素酶和1×10⁵ CFU/g的干酪乳杆菌复合添加剂(LC+CEL)添加到羊草中经过切短后装入0.5 L青贮桶中制作青贮饲料,每个处理3个重复。在常温状态下贮存45 d,测定发酵品质和营养品质变化并用透射电镜观察其超微结构。结果表明,混合组LC+CEL的pH为3.86显著低于LC和CEL处理组(P<0.05),乳酸和乙酸含量显著高于LC和CEL处理组(P<0.05)。与对照组相比,LC+CEL处理组显著降低43.9 g/kg的中性洗涤纤维、22.3 g/kg的酸性洗涤纤维、28.5 g/kg的纤维素和21.6 g/kg的半纤维素,增加20.5 g/kg的可溶性碳水化合物,29.2 g/kg乳酸。3个添加剂处理组中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量均显著低于对照组(P<0.05),可溶性糖和有机酸含量显著高于对照组(P<0.05)。总之,添加生物添加剂能破坏羊草的细胞结构,提供可溶性碳水化合物作为发酵底物,快速降低pH促进厌氧发酵。复合添加干酪乳酸菌和纤维素酶降解细胞壁和细胞内容物,将其转化为可溶性糖和有机酸的效果最好,单独添加干酪乳酸菌和单独添加纤维素酶的效果次之。生物添加剂对羊草叶片不同部位和结构的细胞降解程度不同,羊草薄壁组织容易降解,木质化程度越高的厚壁细胞降解越困难。

NO₃^--N/NH₄⁺-N配比对紫花苜蓿营养品质及饲用价值的影响研究

于铁峰, 刘晓静, 郝凤, 范俊俊

2016, 25(12): 102-110. DOI: 10.11686/cyxb2016051

摘要 ( 238 )

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以“甘农3号”紫花苜蓿为试验材料,在室外防雨网室内,采用盆栽营养液砂培,在最佳氮素供应水平210 mg/L基础上,研究NO₃^--N和NH₄⁺-N混合的7种配比(1/7、1/3、3/5、5/5、5/3、3/1、7/1)对紫花苜蓿营养品质及饲用价值的影响。结果表明, NO₃^--N/NH₄⁺-N=5/3处理的粗蛋白(CP)、蛋白总量(TP)、可消化干物质(DDM)及干物质采食量(DMI)总体上都显著高于其他配比处理(P<0.05),中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)均显著低于其他配比处理(P<0.05),5/3处理有利于紫花苜蓿营养积累;N/NH₄⁺-N=1/3、1/7和3/5,而以NO₃^--N为主的混合态氮则有利于锌(Zn)的积累,且最适配比为NO₃^--N/NH₄⁺-N=3/1;用相对饲用价值(RFV)法评定,5/3处理RFV值显著高于其他配比处理(P<0.05),且各处理RFV均大于100,对照美国紫花苜蓿草产品的分级标准,其品质均达到2级以上水平,其中5/3和7/1处理紫花苜蓿的品质达1级水平。说明紫花苜蓿生长环境中速效氮以NO₃^--N为主,且比例接近NO₃^--N/NH₄⁺-N=5/3时,最有利于紫花苜蓿优良营养品质的形成。

不同温度和CO₂浓度生长环境下小麦麦秸的消化率研究

何香玉, 慕春龙, 蔡旻, 吴艳萍, 杨宇翔, 毛胜勇, 成艳芬, 朱伟云

2016, 25(12): 111-118. DOI: 10.11686/cyxb2016053

摘要 ( 250 )

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本试验以优良中筋小麦“扬麦14”为试验材料,在小麦整个生育期提高CO₂浓度和温度,分为4组:空白组,升温组,CO₂组,升温和CO₂混合组,空白组小麦生长平均温度10.5 ℃,CO₂浓度413 μmol/mol,升温组温度高于空白组2 ℃,CO₂组浓度500 μmol/mol,升温和CO₂混合组同时提高温度与CO₂浓度,收割时采集麦秸用于体内消化试验。用3头装有永久性瘤胃瘘管的荷斯坦奶牛,采用尼龙袋法评定温度和CO₂浓度升高环境下小麦秸瘤胃的降解特性。结果显示,与空白组相比,升温组DM快速降解部分显著升高(P<0.05),ADF降解率与ADF慢速降解部分显著降低(P<0.05);CO₂组DM,OM,NDF及ADF降解率均显著降低(P<0.05),且DM,OM与NDF有效降解率显著降低(P<0.05);混合组DM,OM,NDF及ADF降解率均显著降低(P<0.05),DM,OM及ADF慢速降解部分显著降低(P<0.05),DM,OM与NDF有效降解率显著降低(P<0.05)。不同处理后麦秸DM,OM,NDF与ADF瘤胃内降解率从高到低为空白组、升温组、CO₂组和混合组。综合以上结果表明,温度和CO₂浓度升高降低了麦秸DM,OM,NDF及ADF瘤胃内降解率,导致麦秸营养价值降低,温度升高对降解率影响最小,其次为CO₂浓度升高,温度和CO₂浓度同时升高对麦秸营养价值的影响最为显著。

籽粒苋与青贮玉米混贮品质及微生物特性研究

陶雅, 李峰, 高凤芹, 徐春城, 孙启忠

2016, 25(12): 119-129. DOI: 10.11686/cyxb2016187

摘要 ( 351 )

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以籽粒苋和全株玉米为原料,按不同比例10∶0(T₁)、7∶3(T₂)、5∶5(T₃)、3∶7(T₄)、0∶10(T₅)混合青贮, 60 d后,检测青贮材料的发酵品质以及青贮前、后营养成分、微生物种类、数量变化,并分析乳酸菌多样性,以明确添加玉米对改善籽粒苋青贮发酵品质和微生物特性的作用,为籽粒苋青贮饲料的开发利用提供有效途径。结果表明,籽粒苋单独青贮品质不佳,通过添加玉米可显著降低青贮材料pH和氨态氮/总氮的值,提高干物质和总有机酸含量,当玉米添加比例超过50%时,青贮品质良好。在青贮发酵乳酸菌群演替过程中优势菌群的种类和数量决定青贮饲料的乳酸/乙酸,是影响发酵品质的主要因素之一。乳酸球菌中的肠球菌、乳球菌和类肠膜明串珠菌产酸能力强,是青贮发酵的启动菌株,乳杆菌则是青贮稳定期的主要菌群。

无脉苔草根际优良促生菌鉴定及其作用研究

刘婷, 姚拓, 陈建纲, 马文彬, 刘欢, 马骢毓, 蒋永梅

2016, 25(12): 130-139. DOI: 10.11686/cyxb2016026

摘要 ( 238 )

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采用钼蓝比色法(molybdenum blue colorimetry, MBC)、乙炔还原法(acetylene reduction assay, ARA)及高效液相色谱法(high performance liquid chromatography, HPLC)测定了分离自无脉苔草根际的6株根际促生菌溶磷、固氮及分泌激素的特性,并利用16S rDNA序列分析技术对筛选出的2株优良促生菌进行鉴定。结果表明,6株促生菌的溶磷量在298.17~554.67 mg/L之间,其中菌株TPRS3的溶磷能力最强(554.67 mg/L);6株促生菌中有4株具有固氮能力,固氮酶活性在170.19~456.87 nmol C₂H₄/(mL·h)之间,菌株TPRS19的固氮能力最强,固氮酶活性为456.87 nmol C₂H₄/(mL·h),菌株TRPS3和TPRS12无固氮能力;6株促生菌均具有分泌植物激素的能力,其中3-吲哚乙酸(IAA)分泌量在8.20~86.36 mg/L范围内,赤霉素(GA₃)在26.36~135.90 mg/L范围内,反-玉米素(t-Z)在9.55~141.68 mg/L范围内,菌株TPRS19分泌IAA的能力最强,为86.36 mg/L,菌株TPRS5分泌GA₃的能力最强,为135.90 mg/L,菌株TPRS2分泌t-Z的能力最强,为141.68 mg/L,菌株TPRS3、TPRS5、TPRS12和TPRS19兼具分泌3种激素能力。经鉴定,菌株TPRS5为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),菌株TPRS19为阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae),这2株菌有望作为研制微生物肥料的优良菌株。

草坪草红丝病与粉斑病病原菌生物学特性研究与杀菌剂室内毒力测定

章武, 胡美姣, 高兆银, 李敏, 刘国道, 南志标

2016, 25(12): 140-149. DOI: 10.11686/cyxb2016058

摘要 ( 379 )

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草坪草红丝病与粉斑病是发生于世界范围内可危害多个草种的重要草坪草病害。本研究对我国首次报道的红丝病和粉斑病病原菌生物学特性进行了研究并在室内测定了14种杀菌剂对该两种病原菌的毒力。研究结果表明:红丝病和粉斑病病原菌菌丝适宜生长pH为5~7,最适生长pH为6,菌丝的致死温度为50 ℃水浴处理10 min。红丝病和粉斑病病原菌能够利用多种碳氮源,最适碳源和最适氮源分别为可溶性淀粉和L-谷氨酰胺。红丝病病原菌最适培养基为燕麦片煎液琼脂培养基(OMA);粉斑病病原菌最适培养基为马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA)和马铃薯蔗糖琼脂培养基(PSA)。5%烯唑醇在14种供试杀菌剂中对红丝病病原菌和粉斑病病原菌毒力最高,其EC₅₀值分别为0.113和0.282 mg/L;然而,15%甲霜灵·10%霜霉威毒力最低,其EC₅₀值分别为121.522和214.532 mg/L。研究结果为深入了解病原菌的基础生物学及制定防治策略提供科学依据。

骆驼刺幼苗生长和功能性状对不同水氮添加的响应

黄彩变, 曾凡江, 雷加强

2016, 25(12): 150-160. DOI: 10.11686/cyxb2016093

摘要 ( 362 )

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采用盆栽实验,设计干旱(30%~35%FC)、中水(60%~65%FC)和湿润(80%~85%FC)3个水分梯度以及不施氮、低、中、高4个氮素水平的完全随机组合试验,连续2年研究了不同水分和氮素添加对骆驼刺幼苗生物量、叶片和细根功能性状的影响,并分析了不同功能性状间的相关性。结果表明,骆驼刺幼苗的生物累积、叶片和细根功能性状均受到水氮交互作用的显著影响,但不同生长时期响应格局不同。对于1年生幼苗,总根系生物量在干旱低氮处理下最高,但与中水不施氮处理差异不明显;比叶面积和叶氮含量在干旱中氮处理下均显著高于其他处理,叶片组织密度值却最低;在干旱高氮处理下细根比根长显著高于其他处理,细根组织密度却明显较低。对于2年生幼苗,中水中氮处理的叶片、细根、地上和地下生物量累积均最高;比叶面积在对照处理(干旱不施氮)下最高,叶片组织密度值却最低;干旱低氮处理的细根比根长显著高于其他处理,但细根组织密度明显较低。叶片与细根功能性状间无明显相关性,但叶片与总根系生物量呈极显著正相关。叶氮含量与比叶面积也呈显著正相关,细根比根长与细根组织密度、比叶面积与叶片组织密度均呈显著负相关。这表明叶片与细根功能性状对水氮条件变化的响应并不同步,地上与地下生长的关联主要表现为叶片和根系生物量累积变化的一致性。

外源一氧化氮(NO)对低温胁迫下南瓜幼苗氧化损伤的保护效应

吴旭红, 吕成敏, 冯晶旻

2016, 25(12): 161-169. DOI: 10.11686/cyxb2016052

摘要 ( 272 )

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探讨外源 NO 供体硝普钠(SNP)对冷害胁迫下南瓜生长和氧化损伤的内在机制。以南瓜银辉2号和青栗为材料,通过室内人工模拟低温逆境的方法,研究 SNP(100 μmol/L)对冷害胁迫下南瓜幼苗生长、叶绿体色素含量、有机渗透调节物质含量及活性氧代谢的影响。结果表明,冷害导致南瓜幼苗活性氧积累增加,膜质过氧化加剧,光合色素含量下降,渗透调节能力降低,从而显著抑制南瓜幼苗的生长;正常生长条件下, SNP显著提高了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性,显著增加幼苗地上和地下部干重及谷胱甘肽(GSH)、过氧化氢(H₂O₂)、类胡萝卜素和氨基酸总量;8 ℃/5 ℃(昼/夜)的低温胁迫下,叶面喷施外源100 μmol/L NO供体硝普钠(SNP),促进了植株生长和干物质积累,显著提高了叶片SOD、POD、APX 和GR的活性以及Pro和可溶性糖含量,减少了H₂O₂和膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)的积累;外源NO明显提高了南瓜叶片叶绿素、类胡萝卜素含量、抗坏血酸(ASA)、GSH和可溶性蛋白及氨基酸总量。低温胁迫下,外源NO通过促进抗氧化酶活性、抗氧化剂及有机渗透调节物质含量的提高,降低H₂O₂和MDA的积累,保护了细胞膜结构的稳定性,维持了冷害下南瓜幼苗碳氮代谢的正常进行,增强了南瓜的抗冷性。试验条件下,NO对银辉2号的促进作用大于青栗。

高羊茅应答盐胁迫的AtSOS途径基因的效应分析

麻冬梅, 秦楚, 倪星, 许兴, 郭伶娜

2016, 25(12): 170-179. DOI: 10.11686/cyxb2016195

摘要 ( 244 )

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本研究在2015年采用基因工程技术改良高羊茅耐盐性,通过种植转基因耐盐草坪草达到改良土壤改善生态环境的目的。以草坪草成熟种子诱导的胚性愈伤组织为受体,通过农杆菌介导法将拟南芥AtSOS途径基因AtSOS1、AtSOS2-AtSOS3和AtSOS1-AtSOS2-AtSOS3分别导入高羊茅爱瑞3号中,经PCR检测、Southern blotting分析和RT-PCR鉴定,获得了能稳定表达的转基因株系。以转不同组合AtSOS基因的高羊茅植株和野生型植株为材料进行盐处理,每次处理重复3次,测定其生理生化指标、株高、Na⁺、K⁺离子含量、叶绿素含量,结果显示,盐胁迫下转基因植株的过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)的活性都显著高于对照植株,而丙二醛(MDA)和脯氨酸(Pro)含量的增加幅度均显著低于对照植株;盐胁迫下转基因和野生型植株叶片中的Na⁺、K⁺含量都增加;盐胁迫下所有植株的株高均呈下降趋势,各株系的叶绿素含量也减少,但是转基因(AtSOS1-AtSOS2-AtSOS3)植株的叶绿素含量增加。转AtSOS基因的高羊茅通过发挥AtSOS途径的作用,促进了植物体内Na⁺的外排,减轻了盐胁迫所导致的伤害,提高了植物的耐盐性。

能源橡胶草GGPPS基因启动子的克隆及瞬时表达研究

李永梅, 冯玉杰, 曹新文, 赵李靖, 祝建波, 闫洁

2016, 25(12): 180-187. DOI: 10.11686/cyxb2016034

摘要 ( 383 )

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以多年生宿根型草本植物橡胶草为材料,根据已获得的橡胶草牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合酶(geranylgeranyl pyrophosphate synthase,GGPPS)基因序列设计引物,采用TAIL-PCR扩增到GGPPS基因5'上游大小为1131 bp的序列。采用PlantCare和PLACE软件分析,表明该序列不仅具有启动子的基本元件,同时还有与多个器官特异表达元件以及与胁迫相关的顺式作用元件,命名为pTkGGPPS(GenBank:KT901796)。将该序列代替pCAMBIA1304质粒上的CaMV 35S启动子序列,以GFP基因作为报告基因,构建pCAMBIA1304-pTkGGPPS-GFP植物表达载体,利用农杆菌介导法转化洋葱表皮细胞,结果表明,该启动子能够驱动GFP基因表达,具有一定的活性。TkGGPPS基因启动子克隆及瞬时表达为橡胶草中橡胶合成及组织特异性研究奠定了基础。

甘肃省森林生态安全动态评价研究

陈道军, 瞿王龙, 李育才, 吴小舟, 苟树屏

2016, 25(12): 188-193. DOI: 10.11686/cyxb2016287

摘要 ( 151 )

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为掌握甘肃森林生态安全状况,查找影响森林安全的主要原因和突出问题,针对性开展改善森林经营措施,提高森林生态功能,发挥森林在生态安全屏障建设中的主体作用。本文结合压力-状态-响应(PSR)模型,建立甘肃省森林生态系统的压力-状态-响应指标体系,根据甘肃省年度森林资源连续清查及历年统计年鉴数据,采用熵权法和生态安全指数法对甘肃省森林生态安全状况进行了动态定量评价,得出了甘肃2006-2015年森林压力、森林状态、森林响应和综合评估指标趋势。结果显示,甘肃省2006-2015年期间内森林资源自身健康水平得到提升,森林生态系统整体安全状况的综合评估值呈逐年上升趋势,森林生态系统安全状况得到较大改善。并在此基础上,提出了针对性的对策建议。

汉代苜蓿传入我国的时间考述

孙启忠, 柳茜, 陶雅, 徐丽君

2016, 25(12): 194-205. DOI: 10.11686/cyxb2016033

摘要 ( 309 )

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苜蓿不仅是世界性优良牧草,而且也是中西科技文化交流的象征,更是丝绸之路上的一颗耀眼的明珠。虽然苜蓿在我国已有2000多年的栽培史,但是苜蓿是什么时间传入我国的,不论是草学界还是农史界乃至史学界对其看法不一。本文以前人的研究为基础,试图从张骞两次出使西域的时间或使者往来于汉的活动背景,对苜蓿传入我国的时间进行梳理归纳和考释,以期对其有个清晰的认识,为我国苜蓿起源和苜蓿史研究提供依据。研究表明,目前对苜蓿传入我国的时间有4类看法:1)围绕张骞两次出使西域所确定的苜蓿输入我国的时间,主要包括公元前139年/138年、公元前129年、公元前126年、公元前119-115年和张骞两次出使西域带回; 2)围绕汗血马引入我国的时间,即公元前102/101年;3)时间不确定;4)张骞死后或其他时间。经考证,张骞公元前139年/138年、公元前129年带入苜蓿的观点明显不妥,公元前126年带归苜蓿的观点还需做进一步的研究;从实际需求出发考证,苜蓿与汗血马同时输入我国的可能性是存在的;其他两类看法还需要挖掘史料做进一步的证实。

禾草内生真菌研究及应用进展

田沛, 张光明, 南志标

2016, 25(12): 206-220. DOI: 10.11686/cyxb2016049

摘要 ( 341 )

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内生真菌感染大部分禾草形成互惠共生体,提高共生体对环境适应性,并进而对动物、微生物以及整个生态系统产生广泛的影响,使该领域成为近年来研究的热点问题。分子生物学技术、基因组学、蛋白组学和代谢组学以及相应的信息生物学技术的应用加快了禾草内生真菌的研究,尤其是内生真菌全基因组序列的测定,明确了次生代谢物多样性及其与基因的关系,鉴定相关的功能基因和蛋白,基因敲除技术阐释了维持内生真菌与寄主动态平衡的分子机制。利用基因组学等技术筛选对家畜无毒的内生真菌菌株, 通过接种技术建立新的既具有抗逆性,又对家畜无毒的禾草-内生真菌共生体,提高禾草的品质并确保对动物的安全性,在牧草及草坪草育种上获得了巨大成功。但是内生真菌的寄主特异性限制了内生真菌可利用的范围,因此后续应继续利用基因组学和代谢组学新技术深入研究内生真菌与寄主相互作用的机制,利用基因工程技术人工创造无毒菌株,克服共生体创制的瓶颈。本研究旨在对以上内容进行综述,以期为更广泛利用内生真菌进行牧草和草坪草育种奠定基础。

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