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2017年 第26卷 第7期    刊出日期：2017-07-20

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2017, 26(7):  0-0. 

摘要 ( 332 )   PDF (271KB) ( 942 )  

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研究论文

基于MaxEnt模型和不同气候变化情景的单叶蔓荆潜在地理分布预测

王亚领, 李浩, 杨旋, 郭彦龙, 李维德

2017, 26(7):  1-10.  DOI: 10.11686/cyxb2016356

摘要 ( 864 )   HTML ( 5)   PDF (1591KB) ( 847 )  

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单叶蔓荆为我国常用中药蔓荆子的来源之一,不仅具有良好的药用价值,还具有很高的生态效益,能很好地防风固沙和保持水土。预测气候变化对该物种分布范围的影响可以为单叶蔓荆的可持续利用提供科学基础和参考依据。本研究利用获得的单叶蔓荆126个地理分布记录和22个环境因子,利用MaxEnt模型分析了单叶蔓荆在我国全国范围内的潜在地理分布,并基于该模型预测了4种气候情景下21世纪50和70年代单叶蔓荆分布范围。结果表明,最大熵模型预测单叶蔓荆潜在生境分布的精度较高(接收者操作特征曲线下方的平均面积为0.988),海拔、平均气温日较差、最冷季度降水量和最干月份降水量是影响单叶蔓荆分布的主要气候因子。由模型预测可知,在4种气候情景下,单叶蔓荆在全国适宜生境和低适宜生境的数量均有不同幅度的增加,适宜生境增加较快,低适宜生境增加缓慢;到2050s阶段,适宜生境比例由当前的5.03%分别上升到15.88%、17.00%、17.59%和23.11%;低适宜生境比例由当前的8.86%分别上升到11.09%、10.31%、11.53%和12.96%;到2070s阶段,适宜生境比例分别上升到21.22%、22.21%、24.57%和30.66%;低适宜生境比例分别上升到11.85%、12.07%、13.99%和14.66%。空间分布上,单叶蔓荆的适宜生境和低适宜生境的范围及几何中心都由沿海地区向内陆扩散;湖南和江西两省的适宜生境比例增长较快,尤其在四川境内,当前只有很小比例的低适宜生境,随着气候的变化,低适宜生境面积有所上升,并且适宜生境开始出现且增长速度较快。

基于RUSLE模型的三江源高寒草地土壤侵蚀评价

林慧龙, 郑舒婷, 王雪璐

2017, 26(7):  11-22.  DOI: 10.11686/cyxb2016371

摘要 ( 628 )   HTML ( 3)   PDF (1804KB) ( 739 )  

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探讨三江源区高寒草地生态系统土壤侵蚀问题在保障青藏高原乃至全球生态和生产功能方面具有重要意义。以¹³⁷Cs示踪法为基础,结合RUSLE (Revised Universal Soil Loss Equation)模型, 以GIS反演为手段,综合分析三江源区2001-2012年土壤侵蚀影响因子的特征和土壤侵蚀空间分布规律。结果表明,1)土壤侵蚀影响因子呈现空间异质性特征,降雨侵蚀力因子年际浮动变化较大,但总体呈上升态势;土壤可蚀性因子呈斑块化分布特征,较高可蚀性类占到总面积的95.66%;坡度坡长因子的空间分布规律受海拔显著影响;植被覆盖与管理因子在研究区自西北向东南呈现空间异质性特点,过度放牧是引起下垫面侵蚀现象严重的主要原因。2)对RUSLE模型的验证显示相关系数和平均均方根偏差分别为0.49和75.29%,RUSLE模型估算存在一定的高估,在没有形成三江源区高寒草地土壤侵蚀机理模型前,应用RUSLE模型仍然是较好的现实选择之一。3)利用RUSLE模型估算的三江源2001-2012年平均侵蚀量为3.1×10⁹ t/年,侵蚀强度分级重心转移分析表明中度侵蚀、强度和极强度侵蚀重心相对集中,侵蚀程度最高的3个地区为格尔木市唐古拉乡、治多县和兴海县。4)由土壤流失量结合市场价值法,估算出研究区2001-2012年平均有机质经济损失价值为114354元/km², 总年均经济损失达399亿元,整个研究区受土壤侵蚀现象所产生的经济损失数额巨大。因此,创新发展三江源区高寒草地“分类、分级、分段、分区”的土壤侵蚀防治措施已迫在眉睫。

基于ADC和MODIS遥感数据的高寒草地地上生物量监测研究——以黄河源区为例

葛静, 孟宝平, 杨淑霞, 高金龙, 殷建鹏, 张仁平, 冯琦胜, 梁天刚

2017, 26(7):  23-34.  DOI: 10.11686/cyxb2017010

摘要 ( 838 )   HTML ( 7)   PDF (999KB) ( 737 )  

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利用2015-2016年8月采集的黄河源区草地生物量数据和MODIS卫星遥感资料,结合农业多光谱相机(agricultural digital camera,ADC)获取的植被指数数据,比较分析3种ADC植被指数(NDVI_ADC、SAVI_ADC和GNDVI_ADC)与野外实测草地地上生物量(above-ground biomass,AGB)数据的相关性,筛选出适合构建草地AGB反演模型的ADC植被指数;结合MODIS NDVI(记作NDVI_MOD)构建草地地上生物量反演模型,采用留一法交叉验证方法评价各模型精度,确立适宜模拟研究区草地AGB的最优模型;并利用NDVI_ADC校正NDVI_MOD,获得高分辨率、高精度的草地AGB遥感监测改进模型。结果表明,1)基于ADC获取的3种植被指数中,NDVI_ADC与高寒草地地上生物量关系最为密切,其次为SAVI_ADC,拟合效果最差的是GNDVI_ADC;2)基于NDVI_ADC建立的草地AGB监测模型的精度(RMSEP介于383.55~393.18 kg DW/hm²;r范围为0.65~0.66)远高于NDVI_MOD的模型精度(RMSEP介于421.08~427.00 kg DW/hm²;r范围为0.55~0.58),NDVI_ADC反演得到的草地AGB更接近于黄河源区草地实际生物量,且相较于NDVI_ADC,NDVI_MOD的样本值整体偏高;3)在NDVI_ADC构建的4类模型中,线性和乘幂模型模拟研究区草地AGB的能力较好,但线性模型精度更高(y=3248.93×NDVI_ADC-305.59,RMSEP=383.55 kg DW/hm²,r=0.66),该模型为黄河源区草地生物量的估测提供了一个新型且易操作的方法;4)NDVI_ADC与NDVI_MOD相关性较高,利用NDVI_ADC校正NDVI_MOD可以改进草地AGB遥感反演模型,优化模型为y=2455.54×NDVI_MOD-301.69。该模型可在大尺度范围内估测黄河源区的草地生物量,且模型精度接近于地表测量法的监测精度。

河北省森林草原区草本植物物种多样性和功能多样性

葛兆轩, 孙国龙, 袁业, 黄选瑞, 张志东

2017, 26(7):  35-44.  DOI: 10.11686/cyxb2017015

摘要 ( 714 )   HTML ( 5)   PDF (1087KB) ( 800 )  

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理解物种多样性和功能多样性之间的关系以及分析它们对环境变化的响应,有利于揭示生物多样性的影响因素。本研究以塞罕坝地区不同植被类型(草地、灌木林和天然次生林)的草本群落为研究对象,分析了物种多样性(物种丰富度、Shannon-Wiener多样性和Pielou均匀度)和功能多样性测度指标(功能丰富度、功能均匀度和功能离散度)之间的相互关系,并采用相似性分析检验(ANOSIM)和冗余度(RDA)分析等方法研究了它们随植被类型和环境因子的变化规律。结果表明,草地中草本植物物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数显著高于灌木林和天然次生林中的草本群落(P<0.05),而功能丰富度指数在草地中最低(P<0.05),功能均匀度和功能离散度在灌木林中最低(P<0.05),Pielou均匀度指数在不同植被类型间差异不显著(P>0.05);功能丰富度与物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数显著负相关(P<0.01),功能离散度与物种均匀度显著正相关(P<0.01),而功能均匀度与所有物种多样性指数均不相关(P>0.05);影响物种多样性的主要因子有土壤含水量、土壤有机质、土壤pH值、土壤全氮含量和坡向,影响功能多样性的主要因子有土壤有机质、土层深度、土壤含水量和海拔。物种多样性和功能多样性分布主要受土壤因子的影响,分别占到总解释变异的29.1%和29.8%。本研究结果表明研究区草本植物物种多样性和功能多样性变化相对独立,物种多样性可能主要是由资源可利用程度决定,而功能多样性可能是生态位分化即环境筛选和物种间相互作用共同决定。

香根草和马唐的根系特征及对坡地紫色土抗侵蚀性的影响

王润泽, 谌芸, 李铁, 彭石磊, 刘志鹏, 单志杰

2017, 26(7):  45-54.  DOI: 10.11686/cyxb2016353

摘要 ( 684 )   HTML ( 1)   PDF (459KB) ( 615 )  

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为探讨紫色土区草类根系特征及对土壤抗侵蚀性的影响,本试验选取坡地香根草和马唐为研究对象,分0~10 cm、10~20 cm和20~30 cm土层采集根系和土壤样品,分别采用WinRHIZO(Pro.2004c)根系分析系统、ZJ型应变控制式直剪仪和改进的原状土冲刷水槽测定根系指标、根-土复合体抗剪和抗冲性能,研究了不同土层香根草和马唐的根系特征及与土壤抗侵蚀性之间的关系。结果表明,0~30 cm土层范围内,香根草根系的总体指标和径级指标(根长密度、根表面积密度、根体积密度和根重密度)均优于马唐;较之马唐,香根草更有利于降低土壤容重,改善土壤微团聚体组成状况和提高土壤有机碳含量;上述2种草类根-土复合体的抗冲剪性能均表现为:0~10 cm土层最优,10~20 cm土层次之,20~30 cm土层最差,且各土层均表现为香根草的优于马唐的;相关分析表明,1.0<d(直径)≤2.0 mm是影响复合体粘聚力和抗冲指数的关键径级,其次是径级d≤1.0 mm。本研究结果可为紫色土区水土保持植被构建提供理论依据。

川西北高寒沙地不同大小高山柳对土壤氮素的影响

舒向阳, 胡玉福, 何佳, 王琴, 贾安都, 佘淑凤, 王倩

2017, 26(7):  55-61.  DOI: 10.11686/cyxb2016343

摘要 ( 581 )   HTML ( 1)   PDF (510KB) ( 509 )  

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为揭示不同大小高山柳灌丛对高寒半固定沙地土壤氮素的影响,本研究选取川西北红原县沙化治理典型示范区内两组不同大小的高山柳灌丛,研究分析其内外土壤氮素的空间异质性,表层土壤含水量及pH变化规律。研究结果表明,高山柳灌丛内部土壤含水量高于边缘和外部;而高山柳灌丛内部土壤pH均低于灌丛边缘和外部;灌丛内部土壤全氮、碱解氮、铵态氮和硝态氮含量均显著高于灌丛外部(P<0.05),其中,大高山柳灌丛全氮最高达0.301 g/kg,碱解氮达24.75 mg/kg;而高山柳灌丛内部土壤亚硝态氮含量低于外部。以上结果表明,高山柳灌丛在生长过程中对养分有富集作用。

海滨雀稗⁶⁰Co-γ辐射诱变突变体筛选

刘天增, 谢新春, 张巨明

2017, 26(7):  62-70.  DOI: 10.11686/cyxb2016352

摘要 ( 478 )   HTML ( 0)   PDF (1752KB) ( 588 )  

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海滨雀稗具有耐盐、对灌溉水质要求不高的特性。 用它建植的草坪可以降低淡水资源的消耗和浪费,但目前我国还没有自己育成的海滨雀稗品种,只能通过国外引进。本实验以海滨雀稗4个品种Sea Isle 2000、Platinum、Supreme、Salam为材料,利用⁶⁰Co-γ射线以0.12 Gy/min 的强度在0,40,45,50,55 Gy 5个剂量下分别照射种茎,从辐照群体中寻找突变材料,对突变材料从叶宽、叶长、株高、匍匐茎节间长度和直径以及密度等坪用性状进行观测分析,研究其植株形态变异的诱变效应,并从中选育性状优良的突变材料。结果表明,材料经辐射后,不同海滨雀稗品种对⁶⁰Co-γ辐射的敏感性不同。经过3个阶段的扩繁、筛选,Sea Isle 2000选出3个突变体,Platinum选出3个突变体,Supreme选出1个突变体,Salam选出2个突变体,初步共选育出9个突变材料。所有突变材料的植株叶宽、叶长、株高、匍匐茎节间长度和直径以及密度等指标均不同程度地优于各自对照。综合来看,突变材料“SI-50-1”、“PL-40-2”、“SLM-45-1”叶片短细、节间缩短、株高矮化、成坪密度高,辐射诱变效果最明显,为新品种选育提供了优异的育种新材料。

利用RAPD标记鉴定草地早熟禾种质资源的遗传多样性

涂明月, 李杰, 何亚丽, 李醒, 李俊, 袁晓君

2017, 26(7):  71-81.  DOI: 10.11686/cyxb2016374

摘要 ( 602 )   HTML ( 0)   PDF (1814KB) ( 601 )  

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草地早熟禾是一种重要的冷季型草坪草,广泛种植于温带地区,且拥有众多的商品品种和丰富的野生资源。本研究收集了国内外72份草地早熟禾材料,对它们苗期的株高、叶宽、叶色及分蘖情况进行了考察,结果显示材料间的表型差异显著。此外,又在材料间进行了RAPD扩增产物的多态性鉴定,20条引物共扩增出115条多态性条带,多态性比率达91%。UPGMA聚类显示,材料被聚成两大类:一类为4个国内品种/系(“沪夜”、“沪青”、“沪禾2号”和“杂禾”),另一大类为剩余的所有材料。当遗传相似系数增大后,后一大类分成3组,组Ⅰ以国外引进品种为主,组Ⅱ和组Ⅲ则集中了更多的野生材料。RAPD聚类分析结果与材料背景来源之间存在一定程度的相关,但与苗期表型性状没有相关性。

饲粮添加苜蓿黄酮对奶牛瘤胃菌群的影响

占今舜, 邬彩霞, 刘明美, 苏效双, 詹康, 赵国琦

2017, 26(7):  82-89.  DOI: 10.11686/cyxb2016358

摘要 ( 558 )   HTML ( 2)   PDF (666KB) ( 635 )  

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本试验旨在研究苜蓿黄酮对奶牛瘤胃菌群结构和组成的影响。选取4头装有瘘管的头胎荷斯坦奶牛,试验采用4×4拉丁方设计,每头奶牛每天饲喂全混合饲粮(TMR),其中分别添加0 g(A组)、20 g(B组)、60 g(C组) 和 100 g(D组)苜蓿黄酮。试验分为4期,每期24 d。每期采集瘤胃液,提取总DNA后在Illumina MiSeq 平台上进行测序。结果为:1)4个处理组共产生52747个OTU,共享16142个OTU,占总OTU数量的30.60%,其中试验A组的OTU数量最高。2)Shannon指数随着苜蓿黄酮添加剂量的升高呈先上升后下降的趋势,试验C组的Simpson指数显著高于试验D组和A组(P<0.05),但各处理组间的ACE和Chao 1指数无显著性差异。3)各试验组间的细菌门的数量没有显著性差异,但试验C组的细菌属的数量显著高于试验B组和试验A组(P<0.05)。在门水平上,SR1门相对丰度随着苜蓿黄酮添加水平的升高呈线性升高的趋势(0.05<P<0.10);互养菌门相对丰度随着苜蓿黄酮添加剂量的增加呈先下降后升高的趋势(0.05<P<0.10)。在属水平上,试验B组RC9和SP3-e08属相对丰度显著高于试验A组,而Oribacterium属相对丰度则与之相反;Shuttleworthia属相对丰度随苜蓿黄酮添加剂量的升高呈线性升高(P<0.05),其中试验D组的相对丰度高于试验A组。4)通过聚类分析,试验A和B组细菌群落结构比较相似,试验C和D组细菌群落结构比较相似。结果表明,饲粮中添加苜蓿黄酮能够改变瘤胃细菌的群落结构和组成,进而影响营养物质的消化和代谢。

呼伦贝尔短尾羊产前补饲精喂对家畜个体特征及生产效益的影响

李江文, 李治国, 蒋立宏, 靳宇曦, 王舒新, 韩梦琪, 于丰源, 韩国栋

2017, 26(7):  90-97.  DOI: 10.11686/cyxb2017027

摘要 ( 865 )   HTML ( 0)   PDF (1063KB) ( 614 )  

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在内蒙古草原牧区,冬季对绵羊补饲精喂的研究具有重要的意义。为研究产羔前对母畜舍饲精料后,呼伦贝尔短尾羊体重、体尺及经济效益的变化,本研究选取60对待产的呼伦贝尔短尾母绵羊作为试验对象,在母畜产羔前一个月,试验组母畜舍饲精料,对照组仅补饲干草,分析100日龄内家畜体重、体尺及经济效益变化。利用方差及偏最小二乘回归法,分析产前补饲对家畜个体、生产效益的影响及影响家畜体重的主要体尺权重,结果显示,100 d时间段内,母畜体重呈先减少后增加的趋势;仔畜出生后一个月左右的时间段,试验组仔畜的胸围、胸宽、体高、胸深、体长和体斜长显著高于对照组(P<0.05)。影响呼伦贝尔短尾羊体重的主要体尺指标为:胸围、胸宽、体高和胸深,影响权重达到50%以上。补饲使得仔畜的成活率、出售价格显著高于未进行补饲的对照组(P<0.05)。通过补饲母畜不仅可以影响仔畜体重和体尺指标,而且对提高仔畜成活率和经济效益具有重要的作用,这为今后后备母羊的选育、家畜的精准淘汰提供了理论基础。

天然草原青干草对农区洼地绵羊肉品质的影响

苗福泓, 李永臻, 杨国锋, 刘洪庆, 孙娟, 林英庭

2017, 26(7):  98-105.  DOI: 10.11686/cyxb2016369

摘要 ( 472 )   HTML ( 2)   PDF (439KB) ( 598 )  

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本研究旨在研究天然草原青干草对农区洼地绵羊肉品质的影响。选取4月龄洼地绵羊公羊27只,组间平均体重(20.0±0.5) kg,按随机区组原则分为3组(每组3个重复,每个重复3只):试验Ⅰ组饲喂天然草原青干草,试验Ⅱ组饲喂青贮玉米秸和花生秧,试验Ⅲ组饲喂青贮玉米秸和苜蓿,试验期105 d,其中预试期15 d,正试期90 d。结果表明,肉色、大理石花纹、pH、熟肉率等指标3个试验组间差异均不显著(P>0.05),失水率试验Ⅰ组显著低于试验Ⅱ组和试验Ⅲ组(P<0.05);剪切力试验Ⅰ组显著低于试验Ⅱ组(P<0.05)。粗蛋白质、粗脂肪、水分3个试验组间差异均不显著(P>0.05),粗灰分试验Ⅰ组显著高于试验Ⅱ组(P<0.05),试验Ⅰ组与试验Ⅲ组相比差异不显著(P>0.05)。氨基酸总含量3个试验组间差异不显著(P>0.05),鲜味氨基酸试验Ⅰ组显著高于试验Ⅱ组。综合研究表明,与农区秸秆饲料相比,天然草原青干草可以在一定程度上提高农区洼地绵羊羊肉的食用价值和营养物质含量,同时改善了羊肉风味,可在农区推广使用天然草原青干草。

甘肃高山细毛羊母羊妊娠后期补饲效果研究

张昌吉, 张勇, 郭武君, 张利平, 滚双宝

2017, 26(7):  106-115.  DOI: 10.11686/cyxb2016302

摘要 ( 492 )   HTML ( 1)   PDF (478KB) ( 609 )  

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根据甘肃高山细毛羊母羊妊娠后期营养缺乏状况,配制出中等能量中等蛋白质补饲料 Ⅰ、低能量高蛋白质补饲料 Ⅱ和高能量低蛋白质补饲料 Ⅲ 3种补饲料。选择健康、体重相近的妊娠后期母羊60只,随机分为A、B、C、D 4组,每组15只,每个重复1只羊,A、B、C组为试验组,分别补饲饲料Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ;D组为对照组,按牧民传统方式饲养,试验期共68 d。试验结果表明,A、B、C补饲组母羊平均日增重分别为102、109和114 g/d;A、B、C补饲组羔羊初生重分别为4.09、3.91和 4.40 kg,均显著高于对照组。补饲料Ⅲ对试验羊血清葡萄糖(glucose)、甘油三酯 (triglyceride)和尿素氮(blood urea nitrogen)浓度有显著影响(P<0.05);补饲料Ⅱ对试验羊血清总蛋白(total protein)、谷草转氨酶(aspartate transaminase)浓度有显著影响。补饲组试羊瘤胃液总氮、瘤胃液蛋白氮含量显著高于对照组(P<0.05)且A组显著高于其他各组,B组瘤胃液尿素氮浓度显著高于其他各组(P<0.05)。试验组瘤胃液挥发性脂肪酸(volatile fatty acid)浓度和丙酸摩尔比显著高于对照组(P<0.05);试验组瘤胃液中乙酸/丙酸显著低于对照组(P<0.05)。3种补饲料对试验羊瘤胃液pH和瘤胃液氨态氮影响均不显著(P>0.05)。

体外产气法研究不同NFC/NDF底物条件下外源纤维素酶的适宜添加水平

陈光吉, 宋善丹, 彭忠利, 王普昶, 吴佳海, 王小利, 郭春华, 王子苑, 高彦华, 李小冬, 柏雪, 付锡三

2017, 26(7):  116-127.  DOI: 10.11686/cyxb2017055

摘要 ( 591 )   HTML ( 0)   PDF (467KB) ( 530 )  

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本试验旨在利用体外产气法研究不同非纤维性碳水化合物/中性洗涤纤维(non-fiber carbohydrates/neutral detergent fiber, NFC/NDF)的底物条件下外源纤维素酶(exogenous fibrolytic enzymes, EFE)对底物产气、降解和发酵特性的影响,找出不同底物条件下适宜的EFE添加水平。采用2×5交叉分组试验设计,5个NFC/NDF底物水平 (0.85、1.02、1.19、1.36和1.53)分别添加5种水平的EFE(0, 2, 4, 8 和16 mg/g DM)进行体外发酵。结果表明,1)不同NFC/NDF底物和EFE水平对体外总产气量(GP₄₈)和产气参数(b、c和L)均有显著的影响(P<0.05),且两因素互作显著(P<0.05);底物1中, GP₄₈、b和c值随EFE剂量的增加显著地线性和二次提高(P<0.05),其中以16 mg/g 水平组较高,L值则呈相反趋势;底物2~4中,GP₄₈、b和c值随EFE剂量增加显著地二次提高(P<0.05),其中以4 mg/g 水平组较高。2)不同底物对干物质消失率(DMD)、酸性洗涤纤维降解率(ADFD)、中性洗涤纤维降解率(NDFD)和氮降解率(ND)均有显著的影响(P<0.05),除ND外,EFE水平的添加效应呈现相似结果;底物1条件下,随着EFE添加剂量的提高,DMD、ADFD和NDFD显著地线性提高(P<0.05),其中均以16 mg/g组最高(P<0.05);而底物2~4中则以4 mg/g组最高(P<0.05)。3)不同NFC/NDF底物和EFE水平对瘤胃发酵参数均有显著影响(P<0.05),除丙酸外,两种因素对其他指标的互作效应均显著(P<0.05);在底物1~4条件下,随着EFE添加剂量的提高,除丙酸以外的其他发酵参数显著地线性和二次提高或降低(P<0.05);底物1中,对照组pH值、氨态氮含量和丁酸摩尔浓度显著高于4、8和16 mg/g组(P<0.05),相反,16 mg/g组的总挥发性脂肪酸(TVFA)、乙酸摩尔浓度和乙酸∶丙酸值较高;底物2~4条件下,pH值和氨态氮含量以4 mg/g组较低,而TVFA、乙酸摩尔浓度和乙酸∶丙酸值则呈相反的趋势。4)NFC/NDF=1.53时,添加EFE对体外产气参数、降解特性和发酵特性均无显著影响(P>0.05)。由此,本试验发现,NFC/NDF底物影响了EFE的添加效应,NFC/NDF=0.85时,16 mg/g EFE水平组有较好纤维降解效果;NFC/NDF分别为1.02、1.19和1.36时,EFE最适添加剂量为4 mg/g;NFC/NDF=1.53时,底物中添加EFE没有正面效应。

三种药用甘草种子位置效应对幼苗建植特性的影响

韩春, 陆嘉惠, 周玲玲, 牛清东, 宋凤, 王跃, 杨旭

2017, 26(7):  128-137.  DOI: 10.11686/cyxb2016344

摘要 ( 523 )   HTML ( 2)   PDF (1618KB) ( 563 )  

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通过对甘草属3种植物,光果甘草、胀果甘草、乌拉尔甘草植株不同部位种子的萌发特性、幼苗生长特性、叶绿素含量、叶绿素荧光参数的测定和比较,探讨了3种药用甘草植株不同部位种子的萌发策略、幼苗的生长适应性,为更清楚地认识甘草属植物种子萌发与幼苗建植策略提供科学依据。结果表明,1)光果甘草植株中、上部,胀果甘草和乌拉尔甘草植株中、下部种子具有较高的出苗率,是种子繁殖的主要保障,但存活率无差异。2)具有较高出苗率的种子萌发形成的幼苗具有较大的生物量、较长的根长,且根冠比也相对较高,其分配到地下部分生物量多于地上部分,发达的根系可增强幼苗的抗逆性和对环境的适应性;而地上部分叶片的叶绿素相对含量、可变荧光(F_v)、最大荧光产量(F_m)、PSⅡ光化学效率(F_v/F_m)、PSⅡ潜在的光化学活性(F_v/F₀)和光反应阶段电子传递的速率也相对较高,荧光动力学曲线也反映出其具有较强的荧光强度、电子捕获和光能利用率,进而增强了幼苗建植能力。3)具有较低出苗率的种子萌发形成的幼苗具有较高的株高,较多的叶片数,可以通过优先占领空间和光源来维持生长。综上所述,3种药用甘草不同位置的种子具有不同种子萌发和幼苗生长策略,这对野生甘草自然种群的幼苗建植和种群更新有着重要的生态学意义。

南方种养结合模式对冬季稻田净碳交换和不同土层活性碳氮转化的影响

魏甲彬, 周玲红, 徐华勤, 唐启源, 傅志强, 成小琳, 肖志祥, 唐剑武

2017, 26(7):  138-146.  DOI: 10.11686/cyxb2017020

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为探讨不同利用模式下的冬季稻田土壤活性碳氮变化和系统净碳交换变化特征。本研究对冬闲(F)、单种黑麦草(R)、单种紫云英(M)、种黑麦草养鸡(RC)以及种紫云英养鸡(MC)的冬季稻田土壤微生物量碳氮、可溶性碳氮及系统净碳交换量进行了定量分析。结果表明,1)RC和MC短期内增加了系统净碳排放,在早稻播种前,白天总体表现为碳汇(RC为817.38 g/m²,MC为472.90 g/m²);且所有处理对CH₄表现为弱汇(3.06~22.88 mg/m²)。2)R和M固碳量显著高于F和RC、MC处理。3)RC,MC,R和M与F相比显著提高了土壤活性碳氮含量。4)虽然RC和MC土壤微生物量碳平均值低于R和M,但其土壤可溶性碳含量平均值更高。5)R, M, RC, MC提高了土壤有机碳含量,增加了土壤碳汇。综上所述,种养结合既提高了土壤活性碳氮,同时增加了冬季稻田系统固碳量。

生长调节剂处理对马铃薯贮藏期萌发及氧化酶活性的影响

钟蕾, 邓俊才, 王良俊, 郑顺林, 豆攀, 王兴龙, 袁继超

2017, 26(7):  147-157.  DOI: 10.11686/cyxb2016338

摘要 ( 766 )   HTML ( 6)   PDF (580KB) ( 727 )  

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探究生长调节剂对马铃薯贮藏期休眠的调控效果及其生理作用机制,对保障马铃薯安全贮藏和研究马铃薯休眠机制都具有重要意义。本研究以马铃薯中长休眠期品种“川芋117”和短休眠期品种“费乌瑞它”为供试材料,赤霉素(gibberellin A₃, GA₃)、氯苯胺灵(chlorpropham, CIPC)和脱落酸(abscisic acid, ABA)为供试试剂,研究不同作用类型生长调节剂处理对不同马铃薯品种贮藏期块茎萌发动态及不同部位氧化酶活性的影响。结果表明,GA₃促进马铃薯的萌发主要表现在缩短块茎的萌发期上,“川芋117”和“费乌瑞它”较对照(control, CK)分别缩短10.42%和26.92%。而ABA和CIPC抑制马铃薯的萌发表现在延长其萌发期上,在“川芋117”上分别较CK延长10.42%和106.25%,在“费乌瑞它”上ABA处理延长23.08%,CIPC处理块茎未发芽。且ABA处理能显著降低休眠幅度,“川芋117”和“费乌瑞它”休眠幅度分别降低17.95%和29.41%,块茎萌发较整齐。马铃薯块茎在贮藏期芽周和薯肉部位的多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)和过氧化物酶(peroxidase,POD)活性均呈先升高后降低的变化趋势,其峰值出现的时间与其开始大量发芽的时期基本一致,表明PPO和POD活性的升高是块茎解除休眠开始萌芽的生理基础之一。GA₃、ABA和CIPC处理显著影响块茎芽周和薯肉PPO和POD活性,其中GA₃主要提高块茎芽周部位的PPO和POD活性,CIPC和ABA有降低未发芽块茎芽周和薯肉PPO活性的趋势,但ABA处理在块茎休眠解除过程中氧化酶活性上升,特别是“川芋117”,这可能是GA₃打破休眠促进萌发、CIPC和ABA延长休眠的生理机制之一。

盐碱胁迫下碱地肤体内的有机酸积累及其草酸代谢特点

麻莹, 王晓苹, 姜海波, 石德成

2017, 26(7):  158-165.  DOI: 10.11686/cyxb2016365

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本研究对碱地肤幼苗进行盐胁迫或碱胁迫动态处理,通过分析碱地肤的有机酸含量及草酸代谢相关酶活性等指标,以探讨碱地肤的有机酸积累及草酸代谢调控机制的特点。结果表明,随着碱胁迫时间的延长,碱地肤体内草酸等7种有机酸均有所积累,草酸为主的有机酸的大量积累可能与碱胁迫(高pH)密切相关,它们可能起到离子平衡和pH调节的双重作用。碱地肤积累的草酸并非主要来源于抗坏血酸分解途径。此外,磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPcase)参与催化的草酰乙酸裂解途径也不是草酸合成的主要途径。实验确定草酸合成的关键酶是乙醇酸氧化酶(GO)。草酸分解的草酸氧化酶(OxO)活性高低不是内源草酸积累量的关键因子。综上推断,碱地肤体内草酸的大量积累与其OxO分解无关,而是主要取决于其合成的GO关键酶。

氮磷配施对玉米-大豆套作模式下种间作用、玉米产量及干物质积累与转运的影响

曾瑾汐, 文熙宸, MuhammadAliRaza, 陈国鹏, 陈诚, 彭霄, 马艳玮, 李丽, 官思成, 杨文钰, 王小春

2017, 26(7):  166-176.  DOI: 10.11686/cyxb2016510

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以盆栽和田间小区试验结合的方法,通过设置根系分隔与不分隔方式及不同供氮(0、120、180、240 kg/hm²,记为N₀、N₁₂₀、N₁₈₀、N₂₄₀)、供磷水平(0、35、70、105 kg/hm²,记为P₀、P₃₅、P₇₀、P₁₀₅),探究在玉米-大豆套作模式下氮磷配施对种间作用、玉米产量及干物质积累与转运的影响。结果表明,1)氮磷互作效应对带状套作系统的种间促进作用显著,配施可缓解玉米与大豆的种间竞争作用,提高套作系统土地当量比率、种间竞争力和营养竞争比率,促进玉米对氮、磷素的吸收,表现出显著的套作产量优势和资源利用优势(LER>1),且优势效应高于单施氮、磷肥。2)氮磷互作对玉米各生育期干物质积累量的影响呈峰形变化趋势,中氮中磷(N₁₈₀P₇₀)处理可显著降低花前干物质的积累量,增加成熟期干物质积累总量,促进花后干物质积累向籽粒转运,提高玉米收获指数。3)种间作用和氮磷互作可显著影响玉米产量,提高套作玉米有效穗和穗粒数,两种植模式中无论施肥与否,在套作条件下玉米的产量均高于净作,且在N₁₈₀P₇₀处理时玉米产量达到最大值,套作较净作增产幅度达1.65%~20.43%。本研究结果表明,套作模式下玉米氮磷配施以施氮180 kg/hm²、施磷70 kg/hm²时,种间促进作用显著,可改善其穗部性状,有利于成熟期干物质的积累和向籽粒的转运,最终获得较高的产量。

夏播复种光敏型高丹草的养分含量与产量

贺春贵, 何振富, 王斐

2017, 26(7):  177-189.  DOI: 10.11686/cyxb2016376

摘要 ( 573 )   HTML ( 0)   PDF (622KB) ( 477 )  

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为了探讨光敏型高丹草夏播复种的高效栽培方式,在陇东旱塬麦茬后用免耕露地(NN)、翻耕露地(TN)和翻耕覆膜(TP)3种穴播方式复种了海牛、BJM和大卡3个品种,测定分析了不同品种和穴播方式下刈割1茬(C₁₁)和刈割2茬(第1茬C₂₁和第2茬C₂₂)的草产量及其与养分含量和主要养分产量的关系。结果表明,各种养分含量,包括粗蛋白(CP)、可溶性糖(SS)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、总可消化养分(TDN)和相对饲喂价值(RFV)在不同刈割方式下随品种、穴播方式及互作,其差异性表现出复杂的变化。各营养物质的含量与其产量变化趋势多不一致,且不能得到结论一致的模式。生产中需根据主要营养需求,选择最有效的栽培模式。但主要养分粗蛋白(CP)和可消化营养物(TDN)的产量与干物质产量变化趋势基本一致,干物质的产量可以代表营养物质的产量。CP和TDN产量在C₁₁时明显高于C₂₁+C₂₂,BJM整体高于其他两品种,TP产量高于其他两穴播方式;TDN产量在所有处理中以BJM在C₁₁、TP处理下最高,达10.97 t/hm²;CP产量在所有处理中以大卡C₁₁、TP处理下最高,达1.25 t/hm²;BJM在C₁₁、TP处理下CP产量为1.11 t/hm²,与大卡无显著性差异(P>0.05)。因此,综合考虑,在本试验条件下,在陇东旱塬地区麦茬后夏播复种高丹草以TP、C₁₁(早霜前1周刈割)和BJM 品种相组合的青贮生产模式为最优。但若以2茬青饲利用(C₂₁+C₂₂),建议选择品种海牛和TP播种栽培模式。

综合评述

CRISPR/Cas9系统:基因组定点编辑技术及其在植物基因功能研究中的应用

包爱科, 白天惠, 赵天璇, 苏家豪

2017, 26(7):  190-200.  DOI: 10.11686/cyxb2016430

摘要 ( 553 )   HTML ( 2)   PDF (562KB) ( 936 )  

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CRISPR/Cas系统是细菌和古细菌在长期演化过程中形成的一种适应性免疫防御系统,可用来对抗入侵的病毒及外源DNA。相比锌指核酸酶(ZFNs)和TALE核酸酶(TALENs),基于RNA指导的Ⅱ型CRISPR/Cas9系统为基因组定点编辑开辟了一条新的道路,在基因功能研究中具有效率高、成本低、易于操作等显著优点。本文从CRISPR/Cas9系统的基本结构、作用机制及其在植物基因功能研究和作物遗传育种中的应用等方面进行了简述,最后对该系统的发展前景进行了展望。

放牧生态系统枯落物及其作用

马周文, 王迎新, 王宏, 阿不满, 张贞明, 侯扶江

2017, 26(7):  201-212.  DOI: 10.11686/cyxb2016342

摘要 ( 714 )   HTML ( 1)   PDF (987KB) ( 724 )  

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草地枯落物是连接放牧生态系统中“土—草”界面的主要媒介,是调控地上-地下生态过程的关键因子,对草地物种多样性、生产力、退化草地恢复等具有重要意义。一方面,家畜的采食、践踏、排泄物等减少枯落物积累和加速其分解,且与放牧强度、制度、季节、家畜种类联合响应;另一方面,枯落物影响家畜的选择性采食、蹄压等行为,为微生物和小草食动物生命活动提供有利场所及能量,进而影响草地生态系统结构及功能。枯落物也能够改变土壤理化性质和物质循环,产生化感物质,影响种子发芽、幼苗生长,导致草地群落构建和演替。本研究综述了国内外相关文献,探讨放牧生态系统中的枯落物及其作用,旨在明确草地生态系统中“放牧-枯落物-土壤-绿色植物”之间的相互作用机制,为后续草地可持续性管理研究提供理论依据。

豌豆抗豌豆象育种及其综合防治研究进展

王昶, 贺春贵, 张丽娟, 杨晓明

2017, 26(7):  213-224.  DOI: 10.11686/cyxb2016360

摘要 ( 645 )   HTML ( 3)   PDF (755KB) ( 627 )  

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豌豆是重要的豆科经济作物,世界范围内均有种植,因其营养价值高深受人们喜爱。豌豆象是严重危害豌豆的害虫,全球普遍发生。豌豆象幼虫可蛀食籽粒超过50%的子叶部分,导致籽粒空瘪,发芽率降低,品质变差,商品价值丧失。豌豆象已成为严重制约豌豆产业健康持续发展的因素之一。豌豆栽培种中尚未发现可遗传的豌豆象抗性资源,然而在豌豆近缘野生种中发现了抗性资源,遗传研究表明3对隐性基因控制豆象抗性。α-淀粉酶抑制剂(α-amylase inhibitor,α-AI)和豌豆neoplastic pod(Np)基因突变体植株可有效减轻豌豆象危害。豌豆转基因抗虫育种虽然已获成功,但由于安全性问题,目前唯一有效的防治方法仍然是化学药剂的使用。为了解和掌握豌豆象最新研究前沿动态,促进豌豆象有效防治,本研究从豌豆象、豌豆抗豆象及豌豆象综合防治等3方面研究进展进行了综述。基于此,指出我国目前研究中存在的问题,并提出豌豆象、豌豆抗豆象育种及其综合防治领域未来的研究重点和方向。

研究简报

不同刈割频度对大针茅草原土壤呼吸及其土壤因子的影响

万志强, 杨九艳, 闫玉龙, 谷蕊, 杨劼, 高清竹

2017, 26(7):  225-231.  DOI: 10.11686/cyxb2016154

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通过对大针茅草原土壤呼吸特性及影响因子的测定,研究3种不同刈割方式天然草地土壤呼吸特性及其影响因子,为典型草原刈割对碳收支研究提供基础理论依据。大针茅草原是亚洲中部草原亚区特有的一种草原类型。研究区设置在内蒙古锡林浩特市东部以大针茅建群的典型草原;在2009-2013年进行不同频度的刈割处理,一年两次、一年一次、两年一次(割一年休一年)、围封,在2013年8月采集测定土壤养分样品,在2013年生长季的6、7、8月进行土壤呼吸速率的测定及土壤微生物数量的测定。结果表明,围封处理下土壤含水量要高于其他刈割处理。6与8月时,围封处理下的细菌和微生物总数均显著高于刈割处理。不同频度刈割下群落的土壤呼吸速率有显著的差异,割一年休一年与围封处理显著高于其他刈割处理,且不同处理的土壤呼吸速率均在7月初为最低;土壤呼吸速率在内蒙古干旱半干旱地区与土壤含水量呈极显著正相关关系,受土壤含水量影响显著。结合生物多样性及生产利用的角度,割一年休一年为最合理的刈割频度。

牧草和污泥微生物对污泥PAHs修复的贡献分析研究

张丽秀, 李岩, 李橙, 石维, 赵欧亚, 李成, 陈苗苗, 王小敏, 杨志新

2017, 26(7):  232-238.  DOI: 10.11686/cyxb2016508

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本研究以紫花苜蓿和无芒雀麦两种牧草为研究对象,通过盆栽试验,开展了牧草和污泥微生物对污泥多环芳烃(PAHs)修复的贡献分析研究。结果表明,污泥盆栽5个月后,与灭菌污泥相比较,不种植牧草处理的污泥微生物对污泥PAHs的去除率达20.52%,且对不同环数的去除率表现为6环≈4环≈3环>5环≈2环。牧草-污泥微生物联合作用对16种PAHs总量的去除率可达83.74%(苜蓿)和78.73%(雀麦),比污泥微生物单一作用平均提高了2.96倍,且对6环PAHs的去除效果表现最突出。扣除污泥微生物对PAHs的去除率后,苜蓿和无芒雀麦对污泥PAHs的去除率分别为63.22%、58.21%,比牧草-污泥微生物联合作用平均降低了33.90%,对不同环数的去除率表现为5环PAHs效果最明显。进一步分析牧草和污泥微生物对PAHs修复的贡献可知,牧草因直接吸收去除PAHs的贡献率平均为1.35%,污泥微生物单一作用的贡献率为24.67%,其他可能因牧草-污泥微生物的交互作用、牧草的蒸腾作用及根系分泌物的作用等共同去除的贡献率为79.46%。同时,污泥碱性磷酸酶活性大小顺序呈现出了未灭菌污泥+苜蓿处理(J+M)≈未灭菌污泥+雀麦处理(J+W)>未灭菌污泥处理(J)>灭菌污泥处理(CK)(P<0.05)的结论,与PAHs降解规律表现一致。综上,在牧草和污泥微生物联合修复污泥PAHs的过程中,除了污泥微生物和牧草的单一作用外,牧草-污泥微生物的交互作用、蒸腾等共同作用对去除的贡献占据了较大优势。