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ISSN 1004-5759 CN 62-1105/S
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2017年 第26卷 第8期 刊出日期：2017-08-20
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研究论文
可持续生计视角下中国北方草原区牧户脆弱性评价研究
丁文强, 李平, 尹燕亭, 侯向阳
2017, 26(8): 1-11. DOI:
10.11686/cyxb2016414
摘要
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计量指标
本研究基于可持续生计框架,运用Delphi专家咨询法构建了包含5个目标层指标和15个指标层指标的中国北方草原区牧户脆弱性评价指标体系,测算中国北方草甸草原、典型草原、荒漠草原、沙地草原、草原化荒漠、山地草原6大草原类型15个旗县727户牧户生计资本状况,探讨牧户及区域尺度牧户脆弱性分异特征。研究表明,1)两轮专家咨询的专家意见协调系数分别为0.445和0.692,经卡方检验
P
<0.01,可见该评价指标体系科学可信;2)中国北方草原区牧户生计资本存量低,牧户家庭脆弱性指数均值为0.2990,脆弱性高;3)依据牧户脆弱性指数的大小,运用K-means Cluster方法进行样本聚类,根据聚类结果可将牧户脆弱性分为高低两类,聚类分析结果通过方差检验,
F
值极显著;4)高脆弱性牧户的人力资本、自然资本、物质资本、金融资本和社会资本五大类生计资本存量显著低于低脆弱性牧户;5)区域尺度牧户脆弱性指数由高到低依次为山地草原>草原化荒漠>荒漠草原>沙地草原>草甸草原>典型草原,区域尺度牧户脆弱性自西向东依次减小明显地带性规律。
天山北坡不同区域及海拔对天然草地鸭茅群落物种种间关系影响
张鲜花, 陈爱萍, 朱进忠, 李海琪
2017, 26(8): 12-23. DOI:
10.11686/cyxb2016390
摘要
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计量指标
以天山北坡不同区域与海拔地段鸭茅群落主要物种为研究对象,采用邻接格子样方法测定鸭茅群落物种优势度,通过方差比率计算、
χ
2
检验、联结指数即秩相关分析种间联结性,分析鸭茅群落主要优势物种在群落中的分布及优势物种鸭茅与其他物种之间的关系,探讨区域与海拔梯度变化对鸭茅群落物稳定性的影响。结果表明,1)东、西两段山地鸭茅群落主要物种种间联结性在海拔1800~2200 m间呈现出由正关联逐渐向负关联过渡,群落稳定性有随海拔升高呈逐渐减弱趋势。2)联结系数及联结指数结果均说明不同区域与海拔梯度对的鸭茅群落物种间的联结程度有一定影响,但均表现不强,而处于弱联结的较多或无联结,群落中各物种间较松散。3)鸭茅种群与群落内其他种之间的相关性有时呈正联结,有时呈负联结,这与区域与海拔地段所处的环境因素存在异质性有关。研究结果为揭示影响鸭茅群落物稳定性因素,预测鸭茅种群动态和种间竞争与共存机制提供重要的理论依据。
不同荒漠草原植被根际与非根际土壤养分及碳库管理指数特征
张义凡, 陈林, 李学斌, 李月飞, 杨新国
2017, 26(8): 24-34. DOI:
10.11686/cyxb2017077
摘要
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计量指标
通过对宁夏荒漠草原恢复工程主要植被柠条、沙蒿、短花针茅和蒙古冰草根际与非根际表层(0~5 cm)、亚表层(5~10 cm)和深层(10~15 cm)土壤养分、土壤总碳(soil total organic carbon,C
r
)、活性有机碳(active organic carbon,C
A
)、碳库指数(carbon pool index,CPI)及碳库管理指数(carbon pool management index,CPMI)特征进行分析研究,探讨不同植被恢复对土壤养分、CPMI变化特征的影响。结果表明: 1)4种植被土壤养分均随土壤深度增加呈降低趋势,根际大于非根际,柠条群落根际和非根际表层速效钾(AK)含量高达130.81和111.96 mg/kg,相对于亚表层和深层分别高6.87、31.65 mg/kg和23.57、61.44 mg/kg,随土层深度增加,根际表层,亚表层和深层比非根际土壤分别高18.84、35.55和48.63 mg/kg,表现出了荒漠草原特殊的“肥岛”聚集效应,不同群落间差异显著(
P
<0.05); 2)4种植被类型土壤总有机碳C
r
含量在2.09~17.11 g/kg范围内,土壤碳库管理指数CPMI均表现为根际大于非根际,C
r
和C
A
含量在土壤垂直剖面中的分布相似,具有一定的“聚表效应”,柠条和蒙古冰草群落表层比亚表层碳库活度分别增加了38.41%和29.54%,不同植被类型之间碳库活度表现为蒙古冰草>沙蒿>柠条>短花针茅,植被恢复显著改善了土壤有机质分布状况和土壤碳库质量,明显增强荒漠草原土壤碳汇功能; 3)荒漠草原土壤CPMI 与土壤养分含量显著相关(
P
<0.05),pH与C
r
、C
A
、CPI和CPMI呈显著负相关(
P
<0.05),相关系数分别为-0.661、-0.437、-0.661和-0.410,与其他土壤养分指标呈显著或极显著正相关(
P
<0.05;
P
<0.01),土壤氮(N)、磷(P)、钾(K)促进了土壤碳库循环周转速率,显著提高土壤质量和生产力。CPMI能够用来作为评价土壤质量和土壤管理措施的有效指标。
宁夏荒漠草原自然恢复演替过程中土壤有机碳及其分布的变化
许冬梅, 许新忠, 王国会, 陶利波
2017, 26(8): 35-42. DOI:
10.11686/cyxb2016440
摘要
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计量指标
以宁夏荒漠草原自然恢复的围封草地为对象,通过野外调查和室内分析,研究了未封育、封育3、5、7和10年的草地总有机碳及其在土壤剖面和不同粒级团聚体中的分布。结果表明,土壤有机碳含量随封育年限的增加呈波动性增加,除0~5 cm土层外,各土层有机碳含量以封育7年、10年的草地较高;就有机碳在不同粒径团聚体中的分布看,0~10 cm表层土壤以封育3年及未封育草地各粒级团聚体有机碳含量较高,而10~40 cm土层各粒级团聚体有机碳随封育年限的延长呈增加趋势,各土层团聚体有机碳含量均以1~0.5 mm与0.5~0.25 mm粒级较高;各粒级团聚体对有机碳的贡献率在0~10 cm表层以<0.25 mm微团聚体最高,10~20 cm土层以>5 mm粒级和<0.25 mm粒级较高,20~40 cm土层以>5 mm粒级最高。综上所述,封育有利于荒漠草原土壤有机碳的固存,退化荒漠草原生态环境恢复在封育7年时出现转折;随土层的加深,团聚体有机碳贡献率对封育的响应减弱,且大团聚体对全土有机碳的贡献率逐渐增大。
氮、磷添加对贝加尔针茅草原凋落物分解的影响
李文亚, 邱璇, 白龙, 杨殿林
2017, 26(8): 43-53. DOI:
10.11686/cyxb2016383
摘要
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计量指标
凋落物分解是草原生态系统养分循环和能量流动的主要途径。养分是温性草原生产力主要限制因素之一。本文主要研究了养分添加对草原凋落物分解的影响,为草原生态系统养分管理和天然草地的恢复建设提供理论依据。试验以内蒙古贝加尔针茅草原为研究对象,使用网袋分解法,实验材料为贝加尔针茅(Sb)、羊草(Lc)以及冷蒿(Af)3种植物的根、茎、叶组织,设置4个处理:CK、N、P和NP(CK:不施任何肥料;N:硝酸铵;P:重过磷酸钙;NP:硝酸铵和重过磷酸钙)。结果表明,1) N、P、NP添加下,3种植物的残留率显著低于无养分添加,氮磷添加对凋落物分解有显著的促进作用。2)分解过程中,叶和根凋落物N元素前期释放,后期有轻微的富集现象,而茎凋落物呈现富集-释放-富集的模式。P元素和C元素基本呈现持续释放的模式。3)磷元素的残留率在N、P以及NP处理条件下均呈下降的趋势,与植物器官残留率的变化趋势相同。4)羊草各器官凋落物分解95%所用的时间为2.95~3.96年,贝加尔针茅为3.32~3.77年,冷蒿为2.64~4.89年。5)不同植物以及植物的不同器官凋落物分解速率对氮、磷添加的响应不同。
黄土区封育和放牧草地物种多样性和地上生物量对氮素添加的响应
赵洁, 李伟, 井光花, 魏琳, 程积民
2017, 26(8): 54-64. DOI:
10.11686/cyxb2017064
摘要
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计量指标
氮素添加对草地生态系统地上生物量具有普遍促进作用,但对解释引起物种多样性丧失的机制仍存在较大争议。本研究以黄土高原半干旱区长期封育和连续放牧草地为对象,通过设置不同氮素添加水平来探索两种典型的草地管理方式下群落地上生物量、物种多样性、群落组分结构对氮素添加的响应及其异同以及物种多样性与地上生物量的关系,并研究这些响应的潜在生态学机制。结果显示,1)氮素添加显著提高长期封育草地地上生物量的同时降低了物种多样性;放牧草地群落地上生物量、物种多样性对氮素添加的响应与封育草地相同,但其响应程度均小于封育施肥草地;2)草地群落物种多样性随地表凋落物生物量增加而降低,随植被透光率增加而升高; 3)封育施肥草地Shannon-Wiener多样性指数与地上生物量存在显著线性负相关关系,而放牧施肥草地的物种多样性与地上生物量不存在显著的相关关系。以上结果表明放牧能够减缓施肥对物种多样性的负效应,在轻微降低物种多样性的前提下显著提高群落地上生物量,是一种合理的草地管理方式。
不同管理措施对高寒草甸土壤微生物氮素生理群数量影响研究
张建贵, 蒋永梅, 姚拓, 高亚敏, 李海云, 兰晓君, 田永亮, 李建宏, 张英
2017, 26(8): 65-73. DOI:
10.11686/cyxb2016433
摘要
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计量指标
从微观视野认识土壤氮素形成机理,为高寒草甸微生物生长和恢复提供科学依据。本研究采用平板表面涂抹法和稀释法对玛曲高寒草甸4种不同管理措施(不围栏、围栏、围栏+施肥、围栏+补播)土壤微生物氮素生理群数量进行了测定分析,结果表明,1)同一管理措施下,不同空间层次土壤微生物氮素生理群数量变化较大,具有明显的垂直分布规律,0~10 cm和10~20 cm土层的数量均显著高于20~30 cm土层(
P
<0.05),一般前者是后者的1.23~4.03倍和1.11~2.25倍;且不同土壤微生物氮素生理群之间数量差异显著,氨化细菌>反硝化细菌>硝化细菌>好气性固氮菌>嫌气性固氮菌。2)同一空间层次,不同管理措施土壤微生物氮素生理群间数量差异较大。土壤微生物氮素生理群数量以围栏+施肥和围栏+补播草地最高,围栏草地次之,不围栏草地最少。3)不同管理措施,土壤铵态氮和硝态氮含量随着土层深度增加逐渐减少,但围栏+施肥和围栏+补播处理均显著高于其他处理(
P
<0.05)。可见,围栏+施肥和围栏+补播措施对玛曲高寒草甸土壤微生物氮素生理群数量和不同形态氮素含量有提高效果。
西北绿洲灌区饲用燕麦耗水特性及产量变化对水氮耦合的响应
冯福学, 慕平, 赵桂琴, 柴继宽, 刘欢, 陈国栋
2017, 26(8): 74-84. DOI:
10.11686/cyxb2017074
摘要
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计量指标
灌水和施肥是调控作物生长和产量形成的两大重要技术措施,研究水氮互作对燕麦耗水特性及产量的影响,对于优化燕麦高产高效栽培理论和技术具有重要意义。2014-2015年连续两个生长季,在甘肃河西绿洲灌区,田间试验设置3个定额灌溉和3个施氮(纯N)水平,研究水氮耦合对陇燕3号农田0~150 cm土层耗水量、棵间蒸发、产量及水分利用效率的影响。3个灌溉处理的灌水量分别为270.0 mm (I
1
)、337.5 mm (I
2
)和405.0 mm (I
3
),3个施N水平分别为90 kg/hm
2
(N
1
)、120 kg/hm
2
(N
2
)和150 kg/hm
2
(N
3
)。在全生育期内,棵间蒸发量(E)及E/ET(总蒸散量)的比例表现先降后升趋势,且相同施氮量下,拔节至灌浆期随灌水量的增大而增大,而灌浆至成熟期则随灌水量的增大而减小。相同施氮量下,燕麦耗水量与籽粒产量随着灌水量的增加而显著增加,水分利用效率却随着灌水量的增加而降低。所有处理中,N
3
I
3
产量最高(5466.0~5727.5 kg/hm
2
),N
3
I
2
次之(5428.5~5678.5 kg/hm
2
),N
1
I
1
最小(4504.5~4804.3 kg/hm
2
),而N
3
I
2
的水分利用效率最大[12.11~12.82 kg/(mm·hm
2
)],N
3
I
1
次之[12.04~12.63 kg/(mm·hm
2
)],N
1
I
3
最小[9.79~10.58 kg/(mm·hm
2
)]。由此表明,水氮耦合对燕麦水分利用及产量具有显著互作效应,施氮量150 kg/hm
2
、灌溉定额337.5 mm是西北绿洲灌区燕麦种植较佳的节水、高产水氮管理模式。
黄花草木樨水浸提液对苏丹草和黑麦草的化感作用
王婧怡, 姚丹丹, 赵国琦, 邬彩霞, 马钱波, 徐军, 唐晨阳
2017, 26(8): 85-92. DOI:
10.11686/cyxb2017113
摘要
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计量指标
黄花草木樨水浸提液具有化感除草作用,为了进一步开展黄花草木樨化感抑草的研究,阐明黄花草木樨中所含化感物质的化感抑制机理,本实验采用生物检测法以黄花草木樨水浸提液处理多花黑麦草和苏丹草种子,并对其萌发和幼苗生长过程中的重要生理生化指标进行分析测定。结果表明,与对照相比,黄花草木樨水浸提液能显著降低多花黑麦草和苏丹草种子的发芽率、根长、根干重、茎长和茎叶干重等生长指标(
P
<0.05);能显著降低多花黑麦草和苏丹草的叶绿素含量(
P
<0.05),显著提高多花黑麦草和苏丹草的淀粉和可溶性蛋白含量(
P
<0.05);显著提高苏丹草可溶性糖含量,显著降低黑麦草可溶性糖含量(
P
<0.05);苏丹草和黑麦草在4和6 d处理组的CAT活性与对照差异显著(
P
<0.05),8 d时恢复至对照水平;苏丹草处理组和黑麦草处理组的POD活性均先降低后升高。
兰州百合根及鳞茎水浸液自毒作用的研究
黄钰芳, 张恩和, 张新慧, 王惠珍, 王琦, 刘青林, 石雨仟
2017, 26(8): 93-103. DOI:
10.11686/cyxb2016411
摘要
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计量指标
为探讨兰州百合自毒效应机制,明确百合根及鳞茎中主要自毒物质,设置水(CK)、百合根及鳞茎水浸液10、50、100、150 mg/mL,共计9个处理,用于自毒作用的生物学实验,采用分光光度法及滴定法测定百合幼苗中的生理生化指标,利用GC-MS技术分析兰州百合根及鳞茎中的主要自毒物质。结果显示,兰州百合根及鳞茎水浸液对自身幼苗生长的影响总体上表现为抑制作用,且存在浓度效应。随着水浸液浓度的增加,SOD、POD、CAT三种酶活性先上升后下降,MDA含量和相对电导率变化趋势则相反。浓度高于100 mg/mL时,脯氨酸及可溶性糖含量较对照显著增加(
P
<0.05)。根及鳞茎氯仿萃取液中分别鉴定出23种、14种化合物,主要包括:2,3-二氢茚、萘、2,4-二叔丁基苯酚、对乙烯基愈创木酚、香草醛、月桂酸、丁香醛、肉豆蔻酸、苯基异氰酸酯、对苯二甲酸二辛酯,其中多数被报道为化感自毒物质。兰州百合根及鳞茎水浸液对其幼苗的生长具有明显自毒效应。自毒作用是导致兰州百合连作障碍的重要原因之一。
温度对雌雄葎草花芽分化和色素含量及光合作用影响的性别差异
郭海燕, 段婧, 刘金平, 游明鸿, 谢瑞娟
2017, 26(8): 104-112. DOI:
10.11686/cyxb2016425
摘要
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计量指标
以雌雄异株攀援草本植物葎草为材料,依据野生资源主要分布地域的平均温度,设置3个温度为变量,通过测定营养生长期和生长积温、叶数量与性状、光合色素含量及生物量分配的变化,分析温度对葎草光合物质基础、光合速率和光合效益的影响,研究雌雄株的营养生长持续期、叶性状、光合参数及生物量分配对温度响应的性别差异。结果表明,温度与性别对营养生长持续期和生长积温均有极显著影响(
P
<0.01),3个温度下雄株花芽分化均显著早于雌株(
P
<0.05);花芽分化主要受温度影响,生长积温主要受性别影响,20 ℃利于花芽分化,营养生长期长短与积温大小无关;温度对叶性状有显著影响(
P
<0.05),受影响顺序为叶片数/株>单叶面积>叶宽>叶长,25 ℃时叶片数/株和单叶面积最大;光合色素含量无性别差异(
P
>0.05),温度显著影响除叶绿素b外的其他色素含量(
P
<0.05),顺序为类胡萝卜素>叶绿素a+b>叶绿素a/b>叶绿素a>叶绿素b,20 ℃时光合色素含量显著低于其他温度。性别对
P
n
、
G
s
和
T
r
有显著影响(
P
<0.05),温度对光合参数有显著影响(
P
<0.05),影响顺序为
P
n
>
C
i
>
T
r
>
G
s
,
P
n
、
C
i
和
T
r
主要受温度影响,
G
s
主要受性别影响;雌株生物量及根分配显著大于雄株(
P
<0.05),温度对生物量累积及分配有极显著影响(
P
<0.01),随温度下降单株生物量显著下降(
P
<0.05),温度对生物量分配影响顺序为根>叶>茎,25 ℃时优先向根和茎分配,20 ℃时显著降低了茎分配,15 ℃时显著优先向叶分配。
高浓度CO
2
对热胁迫条件下高羊茅生长和抗氧化系统的影响
于景金, 范宁丽, 李冉, 杨志民
2017, 26(8): 113-122. DOI:
10.11686/cyxb2017093
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计量指标
大气CO
2
浓度及温度逐年上升是当前全球范围内主要的两大气候特征,但不断升高的大气CO
2
浓度可以缓解高温对植物生长发育带来的负面影响。为了探究高浓度CO
2
在多年生禾草生长和抗氧化系统方面对热胁迫的响应,本试验以高羊茅(
Festuca arundinacea
cv. ‘Barlexas’)为材料,进行CO
2
[当前浓度(400 μmol/mol)和高浓度(800 μmol/mol)]和温度[(最适生长温度(25/20 ℃)和热胁迫温度(35/30 ℃)]处理。结果表明,高温导致高羊茅的生长速率(
G
r
)、净光合速率(
P
n
)、光化学效率(
F
v
/
F
m
)、绿叶数、活性氧清除物质[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)]活性等显著下降,叶片黄绿比、电解质渗漏率(EL)、丙二醛(MDA)、活性氧[过氧化氢(H
2
O
2
)、超氧阴离子(O
2
-·
)]显著上升;热胁迫处理28 d时,高浓度CO
2
较正常CO
2
浓度使细胞膜稳定性增强(EL、MDA分别降低72%和39%),光合能力提高(
P
n
、
F
v
/
F
m
、绿叶数分别升高174%、17%和165%),活性氧积累减少(H
2
O
2
、O
2
-·
含量分别下降46%和31%)。以上结果说明:高浓度CO
2
通过提高高羊茅在热胁迫下的光合能力,维持细胞膜的稳定以及减少体内活性氧的积累减弱了热胁迫对植株的伤害,从而提高了高羊茅的抗热性。
钙和钾对延胡索幼苗镉毒害的缓解作用
张静, 余顺慧, 祁俊生, 梁克中, 陈书鸿, 刘雷, 陈华华, 陆亚萍
2017, 26(8): 123-130. DOI:
10.11686/cyxb2016386
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计量指标
通过探讨外源钙(Ca
2+
)、钾(K
+
)对重金属镉(Cd) (0~25 mg/kg)胁迫下延胡索幼苗的缓解作用,为延胡索经济高效优质高产的栽培模式提供理论依据和实践指导。以大叶延胡索为材料,采用土培法,研究外源Ca
2+
、K
+
处理对不同浓度Cd胁迫下延胡索幼苗株高、生物量、生理特征、重金属含量及药用品质的变化。结果表明,各浓度Cd胁迫下外源Ca
2+
、K
+
处理的最适缓解浓度分别为100和200 mg/kg,在该浓度下Ca
2+
、K
+
能明显缓解Cd对延胡索幼苗的抑制作用。在低浓度Cd胁迫下,添加最适浓度的外源Ca
2+
处理后幼苗可溶性糖、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性相比未添加外源Ca
2+
处理的对照组升高,而丙二醛(MDA)含量低于对照。添加最适浓度的外源K
+
处理后幼苗上述各指标无明显变化。高浓度Cd胁迫下,添加最适浓度的外源Ca
2+
处理后幼苗可溶性糖、SOD、POD和CAT活性显著高于对照,MDA含量显著降低。在各浓度Cd胁迫下,添加最适浓度的外源Ca
2+
、K
+
处理后幼苗根部细胞微核率降低,从而缓解了Cd对延胡索幼苗的毒害。因此,在Cd胁迫(尤其是25 mg/kg浓度Cd胁迫)下,外源Ca
2+
、K
+
通过提高延胡索幼苗的抗氧化能力来缓解Cd对幼苗毒害和细胞染色体损伤。此外,外源Ca
2+
、K
+
影响Cd胁迫下延胡索幼苗地上及地下部分Cd的积累,其影响机制比较复杂。25 mg/kg Cd胁迫下添加Ca
2+
能够显著改善延胡索的药用品质,延胡索乙素比25 mg/kg Cd胁迫下增加了27.52%。在Cd污染的土壤上种植延胡索,可加入适量的外源Ca
2+
通过改变延胡索幼苗的抗氧化酶活性等方式达到缓解Cd毒害,降低块茎中Cd含量,改善药用品质。
海藻糖对盐胁迫下玉米幼苗生长及生理特性的影响
田礼欣, 曲丹阳, 毕文双, 谢腾龙, 李晶
2017, 26(8): 131-138. DOI:
10.11686/cyxb2017156
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本研究以玉米品种“郑单958”为材料,采用水培试验,探究了外源施加海藻糖对盐胁迫下玉米幼苗生物量、叶绿素含量、膜脂过氧化、抗氧化酶活性以及渗透调节物质等生长和生理特性的影响。结果表明,与对照处理比较,150 mmol/L的盐胁迫显著降低了玉米幼苗地上部干鲜重、叶面积及叶绿素含量,丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)及可溶性蛋白含量增加、质膜相对透性增大,抗氧化酶活性下降。与盐胁迫处理比较,施加10 mmol/L的海藻糖处理显著增加了盐胁迫下玉米幼苗的生物量和叶绿素含量,降低了MDA含量、Pro含量及质膜相对透性,提高了超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的活性,促进了可溶性蛋白含量的积累。上述结果表明外源施加海藻糖对盐胁迫下玉米幼苗生长具有一定的缓解作用,从而增强玉米幼苗对盐胁迫的抗性。
子叶损伤对苦豆子幼苗早期生长的影响
刘影, 赵玉, 崔东, 冷家明, 董芳慧
2017, 26(8): 139-145. DOI:
10.11686/cyxb2017052
摘要
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为探讨子叶损伤对新疆伊犁河谷常见的本土恶性入侵植物苦豆子幼苗早期生长发育的影响,在实验室人工气候箱盆播条件下,研究了不同程度子叶切除处理(切除0.5、2×0.5、1、1.5和2片子叶,以不切除子叶为对照)对苦豆子幼苗早期生长的影响。结果表明,子叶切除的程度对幼苗的死亡率、株高和叶面积均影响显著;高强度处理下,幼苗的主根长与对照及低强度处理组间无显著差异,而侧根数和侧根长则均显著低于对照组及低强度处理组。即使是低强度的子叶切除,苦豆子幼苗的茎、叶生物量以及幼苗的总生物量均会受到不同程度的抑制,而根生物量和根冠比受影响较小;子叶切除对幼苗各构件的生物量分配的影响表现为:茎的生物量分配不受影响,根的显著提高,而叶则受到不同程度的抑制。结果表明,子叶损伤是苦豆子幼苗建成的瓶颈。
NaCl胁迫对藜麦种子萌发和幼苗生理特性的影响
杨宏伟, 刘文瑜, 沈宝云, 李朝周
2017, 26(8): 146-153. DOI:
10.11686/cyxb2016394
摘要
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本研究报道了不同浓度NaCl处理对藜麦种子萌发及幼苗生理特性的影响,以确定藜麦的耐盐阈值,为藜麦在盐渍土地种植提供理论依据。结果表明,不同浓度NaCl处理对藜麦种子萌发和幼苗生理特性均产生显著影响,主要表现为,1)随着NaCl浓度的升高,藜麦种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均呈逐渐降低的趋势,当NaCl浓度达到3.0%时,藜麦种子几乎不发芽;2)幼苗叶片含水量逐渐降低,可溶性糖、脯氨酸、丙二醛含量、相对电导率及O
2
-·
产生速率呈逐渐升高的趋势,叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性在NaCl浓度为1.8%时达到最大值,而后随着NaCl浓度的升高呈降低的趋势;3)NaCl胁迫显著抑制了藜麦幼苗株高、茎粗的增加,根长的生长随着NaCl浓度的升高呈先增加后减少的趋势,在NaCl浓度为1.8%时根长最长,达到11.73 cm。说明低浓度(≤1.8%)NaCl处理对藜麦幼苗生长具有促进作用,而高浓度的NaCl处理则对其有抑制作用。藜麦耐盐阈值为1.8%。
新疆狗牙根种质芽期耐盐性综合评价
柴艳, 孙宗玖, 李培英, 巴德木其其格, 张向向, 杨静
2017, 26(8): 154-167. DOI:
10.11686/cyxb2016428
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为了解不同狗牙根种质在芽期耐盐差异程度,采用常规纸上萌发法,研究不同NaCl浓度(0、0.4%、0.8%、1.2%、1.6%)对来源于新疆不同生境下50份狗牙根种质相对发芽率、相对发芽势、发芽指数、胚根长、胚芽长的影响,并通过聚类分析法对其耐盐性进行综合评价。结果表明,随盐胁迫增加,狗牙根种质相对发芽率、相对发芽势、发芽指数呈明显降低趋势,而胚根长、胚芽长则呈先升后降趋势,0.4%盐胁迫下达到最高;各测试指标变异系数呈逐渐加大趋势,至1.6%盐胁迫时其变异系数均较对照增加2.0倍以上。新疆狗牙根半致死NaCl浓度(S
50%
)均值为1.28%,变异系数为45.66%,且1.2%NaCl可作为其耐盐鉴定最适浓度。聚类分析综合表明,50份新疆狗牙根种质中表现较稳定的耐盐种质为Cd012,中度耐盐种质为Cd019、Cd021、Cd020、Cd054,敏盐种质为Cd001、Cd033、Cd035、Cd057、Cd059。
转录组解析白三叶根际溶磷菌株RW8的解磷机制
李小冬, 王小利, 陈锡, 蔡璐, 曾庆飞, 舒健虹, 蔡一鸣
2017, 26(8): 168-179. DOI:
10.11686/cyxb2016399
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采用转录组测序的方法分析了白三叶根际溶磷菌RW8在含有难溶磷(A组)、可溶磷(B组)与无磷(C组)培养条件下差异基因表达。以可溶磷为对照,在难溶磷条件下,分别检测到4782个基因在RW8中上调表达,447个基因下调表达;在无磷组中,共检测到3630个基因上调表达,209个基因下调表达。GO基因注释发现RW8在A组和C组中的差异基因聚类基本相同。生物学过程主要聚类在代谢过程、细胞过程、单细胞过程、刺激应答、定位以及生物反应调节;细胞组分主要聚类在细胞组分、细胞膜、膜组分与高分子配合体等;分子功能主要聚类在催化活性、结合功能与转运功能。代谢途径分析发现2-α-氧代羧、α-亚麻酸、五碳二元酸、脂肪酸、甘氨酸-丝氨酸-蛋氨酸以及缬氨酸-亮氨酸-异亮氨酸等代谢途径的基因显著被富集。挑选10个差异基因并用荧光定量检测其在A、B、C 3种不同培养条件下的基因表达,发现所有挑选基因的表达变化与转录组结果变化趋势相同。液相色谱检测有机酸组成及含量,发现在A组和C组中乳酸、琥珀酸与柠檬酸显著高于B组,富马酸与苹果酸的含量在C组中显著升高, A组与B组差异不显著;α-酮戊二酸的含量在A组中显著增高, B组和C组差异不显著。
陇东旱塬区不同粮草轮作模式下土壤细菌群落组成特征
梁志婷, 邓建强, 王自奎, 沈禹颖, 王先之
2017, 26(8): 180-191. DOI:
10.11686/cyxb2017048
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计量指标
以陇东旱塬区冬麦-休闲-大豆(W-F-S)、冬麦-油菜-箭筈豌豆(W-R-V)和冬麦/休闲-苜蓿-苜蓿(W/F-L-L)粮草轮作系统为对象,基于16S rRNA基因序列扩增子测序,研究了3种轮作模式下耕层土壤(0~10 cm及10~20 cm)细菌群落组成特征。结果表明,3种轮作模式下,土壤细菌群落中占优势的菌门为变形菌门(Proteobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria);土壤细菌群落属组成中以红游动菌属(
Rhodoplanes
)、出芽菌属(
Gemmata
)、硝化螺旋菌属(
Nitrospira
)、慢生根瘤菌属(
Bradyrhizobium
)、
Adhaeribacter
菌属和
Balneimonas
菌属等与固氮相关的菌属为主。W-F-S轮作模式下土壤特异优势菌属为紫色杆菌属(
Janthinobacterium
)和溶杆菌属(
Lysobacter
),该类菌属与胞囊线虫的防治有关,间接揭示了该轮作模式可能抑制土传病害发生;W-R-V轮作模式下欧文氏菌属(
Erwinia
)丰度较高,主要与前茬油菜根系残留相关;W/F-L-L轮作模式下鞘脂单胞菌属(
Sphingomonas
)丰度较高,与苜蓿生长的少免耕措施有关。0~10 cm土层细菌多样性表现为W-F-S>W/F-L-L>W-R-V,10~20 cm土层表现则呈与之相反趋势。本研究从细菌群落组成和功能角度,阐释了包含豆科牧草的粮草轮作系统促进生物固氮、阻隔病害传播的微生物学机理,可为陇东旱塬区建立合理草田轮作制度和维持良好土壤生态环境提供理论依据。
微生态制剂对断奶仔猪生长性能、器官重及其胃肠道发育的影响
李雪莉, 王超, 虞徳夫, 丁立人, 朱伟云, 杭苏琴
2017, 26(8): 192-199. DOI:
10.11686/cyxb2016438
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计量指标
通过给苏淮断奶仔猪饲喂微生态制剂(植物乳杆菌为主)研究其对断奶仔猪生长性能、器官重及其胃肠道发育的影响,分析仔猪生长性能与器官重、小肠形态、肠道pH的相关性,探讨微生态制剂缓解仔猪断奶应激的可能机制。选取健康、胎次和体重相近[(9.34±0.33) kg]的144头28日龄苏淮断奶仔猪,随机分为对照组(基础日粮)、抗生素组(基础日粮+抗生素)、微生态制剂组(基础日粮+微生态制剂),每组6个重复,每个重复8头仔猪。预试期为3 d,试验于32日龄开始,59日龄结束时屠宰采样。结果表明,与对照组相比,微生态制剂可显著提高断奶仔猪平均日增重(ADG)和平均日采食量(ADFI)(
P
<0.05),降低料重比(F/G)和腹泻率(
P
<0.05);显著提高(
P
<0.05)断奶仔猪脾脏相对重量;显著增加断奶仔猪十二指肠绒毛高度(
P
<0.05),显著降低十二指肠、空肠、回肠绒隐比(
P
<0.05),十二指肠、空肠、回肠隐窝深度有下降趋势,但差异不显著(
P
>0.05);显著降低(
P
<0.05)断奶仔猪盲肠、结肠pH。与抗生素组相比,微生态制剂组对各指标无显著影响(
P
>0.05)。相关性分析显示,ADG增加与肝脏相对重量增加显著相关(
P
<0.05);ADFI增加与十二指肠和脾脏相对重量、回肠绒隐比增加显著相关(
P
<0.05),与结肠和盲肠pH、回肠隐窝深度降低显著相关(
P
<0.05);F/G降低与结肠相对重量增加呈显著相关(
P
<0.05);腹泻率下降与十二指肠相对重、脾脏相对重量、十二指肠和空肠绒隐比增加呈显著相关(
P
<0.05)。由此看出,微生态制剂可通过增加器官重,改善肠道形态,降低胃肠道pH,提高断奶仔猪生长性能、降低腹泻率,缓解断奶应激对仔猪的影响,该微生态制剂具有替代抗生素的潜力。
研究简报
沙地植物根系特征及其与土壤有机碳和总氮的关系
罗永清, 赵学勇, 王涛, 李玉强
2017, 26(8): 200-206. DOI:
10.11686/cyxb2016378
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计量指标
以位于风沙活动剧烈的科尔沁沙地为研究区,通过对不同恢复阶段的流动沙丘、半固定沙丘、固定沙丘和封育草地4种生境的植物特征和土壤总有机碳(SOC)和总氮(TN)含量进行调查,分析了沙地不同恢复阶段土壤碳氮特征与植物的关系。结果表明,1)植物地上和地下生物量的变化随沙地恢复过程呈现不同的特征,地上生物量随沙地恢复表现为先增加后减小的趋势,地下生物量则为指数增加的特征,封育草地植物的根冠比显著高于其他恢复阶段;2)与生物量类似,根系长度和根表面积均随沙地恢复逐渐增加,生境间差异极显著,而根体积虽存在生境间差异,但随沙地恢复梯度的规律性不明显;3)SOC和TN的含量与储量均随沙地恢复逐渐增加,0~10 cm层SOC和TN含量高于10~20 cm层,但随沙地恢复过程,10~20 cm层的增幅高于0~10 cm层;4)地上生物量和地下生物量均与SOC和TN储量呈显著的线性回归关系,地下生物量与SOC和TN储量的回归系数均高于地上生物量;5)根系长度和根表面积与土壤碳氮的回归系数均高于生物量和体积。本研究表明,在风沙活动剧烈的沙地生境,植物根系与土壤碳氮的关系较地上部分更为紧密,根系活动可能是影响土壤碳氮积累的重要因素之一。
天山西部高山区夏季放牧草地4种重要牧草营养品质评价
张凡凡, 和海秀, 于磊, 鲁为华, 张前兵, 马春晖
2017, 26(8): 207-215. DOI:
10.11686/cyxb2016389
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计量指标
为综合评价天山西部高山区夏季放牧草地4种重要牧草的营养品质,本研究设定在具有代表性的天山西部沙尔套山高山区(2800~3400 m)夏季牧场,对分布在该区域的重要优势种牧草线叶嵩草、细果苔草、西伯利亚羽衣草和高山地榆进行分析。通过对其营养价值、消化率的测定及体外产气模型参数的估计。结果表明,各牧草在粗纤维和粗脂肪含量上均无显著差异(
P
>0.05)。细果苔草的中性洗涤纤维(
P
=0.048)和酸性洗涤纤维(
P
=0.005)含量均最高。西伯利亚羽衣草粗灰分(
P
=0.037)含量最高,延滞时间(
P
=0.005)较长。高山地榆粗蛋白(
P
<0.0001)、钙(
P
=0.001)和磷(
P
=0.004)的含量均最高,且有机物消化率(
P
=0.003)、代谢能(
P
=0.001)、理论最大产气量(
P
=0.067)和产气速率(
P
=0.079)也最高。线叶嵩草仅干物质(
P
=0.001)含量最高。最后采用主成分分析法综合14项指标,评价出4种牧草的综合营养价值,按优劣排序为:高山地榆>西伯利亚羽衣草>线叶嵩草>细果苔草。
鲁东南地区不同年龄紫花苜蓿N、P生态化学计量特征研究
王惠, 苗福泓, 孙娟, 刘洪庆, 杨国锋
2017, 26(8): 216-222. DOI:
10.11686/cyxb2016436
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计量指标
为了探索鲁东南地区不同年龄紫花苜蓿在不同茬次下化学计量特征存在怎样的差异,本试验通过测定与分析不同年龄(2、3、4、5龄)紫花苜蓿叶和茎的N、P含量及化学计量比,研究了年龄及茬次对紫花苜蓿化学计量特征的影响。结果表明,不同茬次内,苜蓿叶和茎的N、P含量随年龄的变化趋势不同,但总体上3龄苜蓿叶和茎的N、P含量高于其他年龄;每茬时,4龄苜蓿叶和茎N∶P均显著高于其他年龄(
P
<0.05),3龄苜蓿叶和茎N∶P均低于其他年龄。4个年龄苜蓿叶和茎N、P含量随茬次呈先增加后减少的趋势,并在第3茬达到最大值(除3龄苜蓿茎的N含量);2龄和4龄苜蓿叶N∶P随茬次呈先降低后增加的趋势;苜蓿茎N∶P随茬次呈先降低再增加的变化趋势(除5龄),并均在第4茬时达到最低值;苜蓿年龄和茬次的变化均能显著影响苜蓿叶和茎的N、P含量及N∶P;苜蓿叶和茎的N含量与N∶P基本呈正相关,苜蓿叶和茎的P含量与N∶P基本呈负相关。随着年龄的增加,苜蓿由主要受N限制向主要受P限制转变。
