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2018年 第27卷 第1期    刊出日期：2018-01-20

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2018, 27(1):  0-0. 

摘要 ( 209 )   PDF (272KB) ( 459 )  

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研究论文

高寒草甸草原净初级生产力对气候变化响应的模拟

耿元波, 王松, 胡雪荻

2018, 27(1):  1-13.  DOI: 10.11686/cyxb2017117

摘要 ( 386 )   HTML ( 53)   PDF (1337KB) ( 524 )  

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利用1957-2014年气象数据和1998-2014年实测数据驱动CENTURY模型模拟海北高寒草甸草原生态系统地上净初级生产力(ANPP)的动态变化,并利用典型浓度路径RCP4.5和RCP8.5情景下5个大气环流模型的气候情景数据来模拟未来气候变化和CO₂浓度变化对草地生态系统ANPP的影响。结果表明:1)研究地点1998-2014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0.67,均方根误差为19.62 g·m^-2,CENTURY模型适用于模拟气候变化对高寒草甸草原影响的研究。2)过去50多年,高寒草甸草原的年平均最低气温、最高气温和年平均气温都呈极显著的波动上升趋势(P<0.01),年降水量年际波动特征比较明显,降水主要集中在植被的生长季。过去50多年,高寒草甸草原ANPP平均值达到271 g·m^-2,总体变化趋势为增加,但变化趋势不显著(P>0.05)。3)与基准时段(2001-2014年)相比,高寒草甸草原未来2030s(2015-2040年)、2050s(2041-2070年)、2080s(2071-2099年)时段多模型年平均降水量、年平均温度、年平均最低和最高温度变化率均为正值。不考虑CO₂肥效作用下,高寒草甸草原多模型平均ANPP在RCP4.5和RCP8.5情景下分别增加2.21%,11.53%,17.78%和8.34%,21.68%,40.32%;考虑CO₂肥效作用下,高寒草甸草原多模型平均ANPP在RCP4.5和RCP8.5情景下分别增加2.89%,14.29%,24.28%和11.57%,31.74%,57.29%。考虑和不考虑CO₂肥效的情况下,5个大气环流模型引起的模拟结果的不确定性都在合理范围之内,多大气环流模型与CENTURY耦合模拟的ANPP结果较为一致。

喀斯特山地草地资源遥感调查及常态化监测研究——以灌阳县为例

史莎娜, 汤传勇, 谢炳庚, 刘敏, 覃畅文

2018, 27(1):  14-21.  DOI: 10.11686/cyxb2017094

摘要 ( 383 )   HTML ( 0)   PDF (1093KB) ( 677 )  

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以广西壮族自治区桂林市灌阳县为研究区,采用第二次全国土地调查成果和高分辨率遥感影像(Worldview-Ⅰ和Worldview-Ⅱ),叠加数字高程模型(DEM)、坡度和土壤等数据,利用面向对象方法遥感解译获取喀斯特山地草地资源的类型、面积及空间分布,建设灌阳县草地资源调查数据库;通过构建草地资源分类和土地利用现状分类的对应关系,借助第二次全国土地调查的年度变更调查成果,实现了喀斯特山地草地资源调查的常态化监测,拓展第二次全国土地调查及年度变更调查成果的应用领域。结果显示,2012年灌阳县草地资源面积为20829.42 hm²,其中热性草丛类面积为711.09 hm²,热性灌草丛类面积为16246.76 hm²,热性稀树灌草丛类面积为3871.57 hm²,与1986年第1次草地资源普查相比减少了32125.05 hm²;借助2012-2016年土地利用变更调查成果,实现了灌阳县草地资源调查数据库的动态更新,2016年灌阳县草地资源面积更新为20744.18 hm²,与2012年相比减少了85.24 hm²。农业结构调整、未利用地开垦和城镇建设用地扩张等人为活动以及山体滑坡等自然灾害导致了灌阳县草地资源面积的减少。通过灌阳县喀斯特山地草地资源遥感调查和土地利用变更调查成果扩展利用的研究,实现了草地资源信息化管理和动态监测,为喀斯特山地草地资源的开发、利用及政府决策提供了可靠的数据基础。

放牧强度对若尔盖高寒草甸土壤有机质和微生物的影响

常晶晶, 徐丽, 薛晶月, 杨浩, 何念鹏, 张晋京

2018, 27(1):  22-31.  DOI: 10.11686/cyxb2017112

摘要 ( 413 )   HTML ( 5)   PDF (1281KB) ( 639 )  

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若尔盖高寒草甸处于生态脆弱带,人类活动会对若尔盖草甸的结构和功能产生影响。本研究以若尔盖高寒草甸为对象,以植被盖度作为放牧干扰强度的划分依据,将其分为:D₁,盖度0%~20%;D₂,20%~40%;D₃,40%~60%;D₄,60%~80%;D₅,80%~100%,分析探讨了不同放牧强度对土壤有机质、微生物群落结构及数量的影响。实验结果表明:随着放牧强度的增加,土壤有机质含量逐渐降低。同时,随着放牧强度增加,细菌、真菌、放线菌含量、革兰氏阳性菌(G⁺)及革兰氏阴性菌(G^-)整体呈现先降低后增加的趋势,土壤G⁺/G^-在D₃处最大,D₄处最小。以磷脂脂肪酸生物标记作为数量测度,引入生态学多样性指数的计算方法得到的微生物多样性指数表现为:D₅>D₄>D₁>D₂>D₃,且不同放牧强度之间差异不显著(P>0.05)。土壤微生物含量与土壤有机质含量存在显著的正相关关系。放牧强度不仅与高寒草甸植被生产力密切相关,还与土壤有机质及微生物群落紧密相关;因此,控制放牧强度是高寒草地恢复、维持其生产力和改善土壤质量的重要途径。

不同生态恢复措施下宁夏黄土丘陵区典型草原土壤种子库特征

张蕊, 马红彬, 贾希洋, 周瑶, 宿婷婷, 蔡育蓉, 周静静

2018, 27(1):  32-41.  DOI: 10.11686/cyxb2017295

摘要 ( 383 )   HTML ( 0)   PDF (1064KB) ( 513 )  

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开展土壤种子库的研究对草原植被恢复具有重要意义。以宁夏黄土丘陵区典型草原为对象,对封育(F15)、水平沟(S15)、鱼鳞坑(Y15)整地后15年草地以及长期放牧草地(F0)的0~15 cm土壤种子库的物种组成、密度特征、物种多样性及其与地上植被的相似性进行了研究。结果表明:1)土壤种子库植物以多年生植物为主,F0和S15种子库以禾本科物种比例最高,Y15和F15以菊科最高;植物种类以鱼鳞坑最多,封育次之,放牧地最少。2)相对于F0,Y15、S15和F15措施使土壤种子库密度增加,且以Y15增加最为明显。各处理下种子库优势物种各异,种子库密度具有表聚特征。3)各措施下,土壤种子库优势度、多样性和均匀度指数接近,鱼鳞坑提高了种子库丰富度指数;处理间土壤种子库存在一定程度的相似性,以封育和鱼鳞坑相似性最高,达到0.81。4)各措施下土壤种子库与地上植被多样性、丰富度、均匀度和优势度存在一定差异,种子库与地上植被的相似性系数在0.37~0.55之间,相似性总体较低。相对而言,鱼鳞坑土壤种子库和地上植被的相似性最高,是最有利于土壤种子库密度和丰富度增加的措施。

围封对荒漠草原区沙芦草群落土壤种子库及地上植被的影响

赵盼盼, 李国旗, 邵文山, 靳长青

2018, 27(1):  42-52.  DOI: 10.11686/cyxb2017101

摘要 ( 358 )   HTML ( 0)   PDF (1172KB) ( 513 )  

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以宁夏盐池县四墩子荒漠草原沙芦草群落为研究对象,通过室内种子萌发法和地上植被调查法研究了围封对沙芦草群落土壤种子库和地上植被的影响。结果表明:1)围封对沙芦草群落土壤种子库密度具有显著影响,围栏外土壤种子库密度为(1052±273) 粒·m^-2,围栏内种子库密度为(1885±100) 粒·m^-2 ,围封使土壤种子库密度增加了79.0%。围封后,一年生植物种数减少了8.2%,种子库密度却增加了44.0%;2)围栏外地上物种数28种,围栏内为32种,围封使地上植被植物种数增加了14.0%。其中多年生植物增加,一年生植物减少;3)围封后,沙芦草群落土壤种子库和地上植被的Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener指数、Pielou均匀度指数、Simpson优势度指数均有增大趋势,但差异不显著,而其生活型功能群的多样性发生了不同程度的改变;4)围栏内外土壤种子库与其地上植被的Sorensen相似性系数均为中等不相似,封育样地(0.33)略低于未封育样地(0.35)。种子库之间相似性高达0.71,两个样地地上植被之间的相似性为0.62,二者均为中等相似,说明外界干扰对地上植被的影响要大于对种子库的影响。研究结果可为荒漠草原区植被的恢复与治理提供一定的参考。

呼伦贝尔人工栽培草地土壤微生物对无芒雀麦不同播种密度的响应

李达, 王笛, 陈金强, 辛晓平, 徐丽君, 杨桂霞, 唐雪娟, 郭明英

2018, 27(1):  53-61.  DOI: 10.11686/cyxb2017265

摘要 ( 353 )   HTML ( 0)   PDF (1216KB) ( 431 )  

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为明确呼伦贝尔地区人工栽培草地无芒雀麦的适宜播种密度,在呼伦贝尔人工栽培草地播种密度控制平台按照播种密度由低到高设置5个处理组,分别为W₁(7.5 kg·hm^-2)、W₂(15.0 kg·hm^-2)、W₃(22.5 kg·hm^-2)、W₄(30.0 kg·hm^-2)、W₅(37.5 kg·hm^-2),研究土壤微生物对无芒雀麦播种密度的响应特征,并分析了呼吸熵的主要影响因素。结果表明:随着无芒雀麦播种密度的增加,不同时期下无芒雀麦地上生物量呈先升高后降低的趋势,W₄(30.0 kg·hm^-2)达到最大值829.4 kg·hm^-2,W₃(22.5 kg·hm^-2)其次,地下生物量间差异不显著;微生物特性和土壤酶活性中微生物量碳主要呈现先降低后升高的趋势;微生物量氮土壤浅层0~10 cm总体变化平稳,土壤深层10~20 cm呈下降趋势;土壤酶活性的数值显示在第1次刈割期显著高于第2次刈割期,但同时期之间差异不显著;通过探求呼吸熵的主要影响因素结合其影响系数,可得出土壤微生物特性及酶活性对无芒雀麦W₄(30.0 kg·hm^-2)播种密度具有最佳响应。

黄河上游高寒草甸矮嵩草生理特征对流域不同生境的响应

李积兰, 李希来, 马福俊

2018, 27(1):  62-72.  DOI: 10.11686/cyxb2017040

摘要 ( 352 )   HTML ( 1)   PDF (1309KB) ( 407 )  

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以黄河上游青海河南县南旗村黄河二级支流小流域高寒草甸中的优势种矮嵩草为研究对象,研究其生理特征对小流域生境(山顶、坡地、滩地、1级阶地、2级阶地地形因子下的相应生境)变化的响应,同时探讨其与土壤温湿度理化性质因子间的关系。结果表明:1)生境特征,流域不同生境土壤理化性质中的湿度、全氮、全磷、碱解氮、速效磷、有机质含量在1级阶地、2级阶地、滩地、山顶中较高,在坡地的含量较低,滩地中的pH最低,全钾、速效钾含量最高。由于流域生境的差异,总生物量在1级阶地、2级阶地、滩地中较高,山顶、坡地较低。矮嵩草植物除在1级阶地的河漫滩湿地无分布外,其他生境均有分布,且在滩地为优势种,其盖度、重要值、生物量及生物量比重均最高,坡地次之。2)生理特征,山顶、坡地、1级阶地矮嵩草体内丙二醛含量、可溶性蛋白质含量、可溶性糖含量、脯氨酸含量、类胡萝卜素含量、过氧化氢酶活性增加,叶绿素a、b含量减小,而在滩地中以上指标呈现相反趋势。3)生境和生理特性相关分析,矮嵩草生理特性变化与立地生境的土壤湿度、pH、全钾含量相关性较高。综合分析,矮嵩草植物生态幅较广,喜适于pH较低、水热养分条件适宜的滩地高寒草甸植被生境;在胁迫生境下,通过增加体内抗逆物质活性和竞争来适应立地生境。

混播方式对豆禾混播草地植物根系构型特征的影响

朱亚琼, 郑伟, 王祥, 关正翾

2018, 27(1):  73-85.  DOI: 10.11686/cyxb2017110

摘要 ( 447 )   HTML ( 6)   PDF (1279KB) ( 624 )  

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为从地下根系方面阐明红豆草与无芒雀麦型混播草地高效生产机制,将种群空间距离(行距)、种群空间作用方式(同行/异行/异行阻隔)作为地下根系竞争环境的变化因素,从根系的几何形态、拓扑结构和分形特征分析和比较2种牧草在竞争生境中根系构型的变化。结果表明:1)异行混播和行距增大使2种牧草地上生物量增加,无芒雀麦的根系生物量和根冠比也增加,但红豆草的根系生物量和根冠比变化不明显。2)异行混播+行距增大使无芒雀麦≤0.16 mm的细根增加,红豆草0.16~0.50 mm的根系增加,从而增加了根长、根表面积和比根长;异行混播+阻隔使得2种牧草的根系直径增加,从而使得根系体积和比根面积增加。3)2种牧草在不同混播方式下拓扑指数(TI)均接近于1,修正拓扑指数(q_a)大于0.5,分支结构均为鱼尾状分支;随着种群空间距离的增加,2种牧草根系的拓扑结构有向叉状分支方向发展的趋势。4)2种牧草的根长、根表面积与根系生物量和地上生物量均呈线性的正相关关系,其他根系形态参数与根系生物量相关性显著,而与地上生物量、根冠比相关性不显著。因此,种群的空间距离、种群的空间作用方式改变了混播群体地下根系的竞争环境,其通过形态、拓扑结构和分形的可塑性来响应种间竞争关系变化,采取了拓展空间和高效利用水分养分的生态适应策略。

秋末刈割处理对沙地苜蓿冬季根颈非结构碳氮的影响

朱爱民, 张玉霞, 王显国, 田永雷

2018, 27(1):  86-96.  DOI: 10.11686/cyxb2017116

摘要 ( 364 )   HTML ( 1)   PDF (1186KB) ( 408 )  

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为解决科尔沁沙地紫花苜蓿秋末是否应该刈割及最佳刈割时期的争议,对秋末不同时期刈割处理和未刈割的8个紫花苜蓿品种根颈中非结构碳氮物质变化进行了测定。结果表明,未刈割紫花苜蓿根颈中可溶性糖含量、淀粉含量均显著高于不同时期刈割的紫花苜蓿根颈中含量(P<0.05);土壤冻融交替期(11月1日),秋末晚割(10月15日)紫花苜蓿根颈中可溶性蛋白含量和游离氨基酸含量与未刈割相比均显著增加(P<0.05)。土壤封冻期(12月1日),未刈割紫花苜蓿根颈中可溶性蛋白、游离氨基酸含量均高于不同时期刈割根颈中含量,其中游离氨基酸含量晚割(10月15日)均显著低于未刈割根颈中含量(P<0.05),可溶性蛋白含量10月1日刈割均显著低于未刈割根颈中含量(P<0.05),且10月1日刈割后苜蓿根颈中游离氨基酸、可溶性蛋白含量经过“增长-降低-稳定”过程。两时期测定结果不同,可能与刈割后苜蓿再生长有关;未刈割与刈割处理不同紫花苜蓿品种间根颈中可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白、游离氨基酸含量存在差异;未刈割紫花苜蓿根颈中C/N显著大于不同时期刈割处理的根颈中C/N。初步结论为:科尔沁地区冬季寒冷、降雪少,秋末刈割导致地上碳水化合物无法向根系运输,且刈割后苜蓿再生长消耗根系营养物质。为确保紫花苜蓿安全越冬保障苜蓿根系中积累大量储藏物质,不适宜秋末敏感期刈割或选择种植刈割后根颈中C/N高的紫花苜蓿品种如东苜1号等。

草地早熟禾叶表皮蜡质及其对海拔变化的响应

姚露花, 倪郁, 郭娜, 和玉吉, 高建花, 郭彦军

2018, 27(1):  97-105.  DOI: 10.11686/cyxb2017119

摘要 ( 345 )   HTML ( 1)   PDF (1326KB) ( 487 )  

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植物表皮蜡质是覆盖在植物与空气接触部位的一层疏水性保护屏障,在植物生长发育过程中起着不可或缺的作用。草地早熟禾在寒温带、温带地区均有分布,但是关于自然条件下草地早熟禾叶表皮蜡质特征及其对复杂环境的响应机制尚不清楚。在青藏高原东缘两座高山分别设置了5个海拔梯度,即2600,3000,3400,3800和4200 m。在不同海拔采集草地早熟禾叶片,分析其表皮蜡质的化学组分及含量,研究植物与土壤烷烃的链长分布特征。结果表明:草地早熟禾叶表皮蜡质主要由初级醇组成,其次是烷烃和酯类,并含有少量脂肪酸和三萜类化合物;早熟禾表皮蜡质在海拔4200 m时含量最高,且显著高于其他海拔;海拔变化与草地早熟禾总蜡质含量及蜡质各组分含量之间不存在线性关系,随着海拔的降低,初级醇比例减少,烷烃比例增加。综合分析认为,草地早熟禾通过改变其叶表皮蜡质的沉积及蜡质组分,可以更好地适应高山环境。

扁穗牛鞭草的水肥耦合效应研究

靳军英, 张卫华, 王大可, 寇青青, 运剑苇, 黄建国

2018, 27(1):  106-114.  DOI: 10.11686/cyxb2017103

摘要 ( 423 )   HTML ( 0)   PDF (1034KB) ( 422 )  

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在牛鞭草人工栽培过程中,水肥管理是重要的农艺措施。试验设置不同的水分(正常供水、轻度干旱、中度干旱)和施肥(无肥、低肥、中肥、高肥)组合,盆栽研究了水肥耦合对牛鞭草生长、产量、品质及有关生理指标等的影响。结果表明,供水减少,牛鞭草叶片脯氨酸含量倍增,施肥对叶片脯氨酸含量无显著影响。在中旱无肥处理中,脯氨酸含量最高,牛鞭草生长最差,说明干旱危害严重,不支持“脯氨酸积累有益于提高植物抗旱性”的观点。施肥提高叶片相对含水量,增强硝酸还原酶活性和根系活力,增加植株氮、磷、钾含量和吸收量以及在土壤中的生物有效性,有益于减轻干旱危害,提高产量品质。在轻度干旱条件下,牛鞭草根冠比增加,氮、钾含量提高,叶绿素、硝酸还原酶活性、植株含磷量和土壤有效氮、磷、钾无显著降低。因此,在轻旱高肥组合的处理中,牛鞭草生长最好,产量最高,品质最佳;在不同水分与无(低)肥组合的处理中,牛鞭草生长不佳,产量低,品质差。在三峡库区牛鞭草的人工栽培过程中,频繁的短时干旱可能对产量品质无显著影响,施足肥料有益于高产优质。

高原鼠兔对西藏邦杰塘高寒草甸的影响

张卫红, 苗彦军, 赵玉红, 王向涛, 徐雅梅, 魏学红, 孙磊

2018, 27(1):  115-115.  DOI: 10.11686/cyxb2017100

摘要 ( 394 )   HTML ( 2)   PDF (1080KB) ( 582 )  

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高原鼠兔是西藏高寒草甸的优势物种之一,其摄食和掘穴活动加快了邦杰塘高寒草甸退化速度,制约着当地草牧业的可持续发展。鉴于此,以林芝市工布江达县松多三村的冬季牧场作为试验地,以高原鼠兔活动为主要影响因素,初步探索高原鼠兔活动对不同退化程度的高寒草甸的影响。以期为邦杰塘天然草地的高原鼠兔防控和草地管理提供科学依据。研究表明,围栏外(A样地)的平均高原鼠兔鼠总洞数和有效鼠洞数均大于围栏内(B样地),A样地鼠兔掘穴土丘占地面积、洞口面积和草地占地面积也均大于B样地。高原鼠兔对植被有显著影响,表现为草地生物量减少,地上生物量干湿比增大,植物Gleason丰富度指数增加。在样地植物密度和种类基本一致的情况下,高原鼠兔的活动致使土壤种子库密度减少,尤以根茎型植物为最;地上地下植被Sorensen相似性指数减小,降低了草地根茎型植被更新潜力;其中A样地鼠区土壤种子密度仅为3 929.3粒·m^-2,显著低于B样地鼠区;同时鼠区土壤种子库中的根茎型牧草物种数占保护区的40%。说明高原鼠兔对两种不同退化程度的高寒草甸的影响不同,对轻微退化高寒草甸地表特征、植被特征和土壤种子库的影响小于对重度退化高寒草甸的影响。

基于小尺度高原鼢鼠种群遗传结构研究

刘丽, 王贵珍, 周延山, 楚彬, 马素洁, 姬程鹏, 田永亮, 花立民

2018, 27(1):  123-130.  DOI: 10.11686/cyxb2017068

摘要 ( 423 )   HTML ( 1)   PDF (1131KB) ( 457 )  

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高原鼢鼠是青藏高原特有的地下啮齿动物,研究其种群遗传结构对于了解扩散、基因交流等方面具有重要意义。本研究利用微卫星分子标记技术,分析祁连山东段高寒草甸区小尺度下4个高原鼢鼠种群的遗传多样性和遗传结构特点。结果表明:1)4个种群有效等位基因(Ne)为83.6,种群平均观测杂合度(Ho)最高为0.32,平均期望杂合度(He)最高为0.50,平均多态信息含量(PIC)为0.40,遗传多态性处于中等水平。2)种群遗传结构推导分析结果为 4 个种群被分成 2 组,MYT(马营滩种群)为一组,XNG(下南泥沟种群)、MYR(马营河东边种群)、MYL(马营河西边种群)为一组。3)试验区高原鼢鼠种群间近交系数(F_ST)都大于0.05,种群间的基因流值(N_m)都小于1,特殊岛状栖息地限制了高原鼢鼠种群基因流,河流和公路可能对种群内和种群间个体交流有阻碍作用。

扁穗雀麦优良品系数量性状的变异分析及遗传参数评估

孙铭, 雷雄, 张新全, 张成林, 伍文丹, 赵文达, 杨晓鹏, 马啸

2018, 27(1):  131-141.  DOI: 10.11686/cyxb2017260

摘要 ( 343 )   HTML ( 4)   PDF (1166KB) ( 441 )  

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以扁穗雀麦的9个新品系和2个国审品种为供试材料,采用方差分析方法,估算了21个数量性状的有关遗传参数,并结合性状间相关性分析和聚类分析对扁穗雀麦育种时的选择效果和育种潜力进行了评价。结果显示:达到显著水平的17个性状中14个性状广义遗传力处于极高水平,依次为单株干重、旗叶叶鞘长、旗叶宽、初级分枝数、倒二叶宽、茎粗、单株种子产量、株高、小穗数等,3个性状广义遗传力处于中等水平或中高水平,其中倒二叶长最低,其次为第1节间长。株高、倒二叶叶鞘长、旗叶宽、倒二叶宽、茎粗、分蘖数、花序数、小穗数、初级分枝数、单株干重和单株种子产量表现出较高的遗传进度,第1节间长、旗叶叶鞘长和小花数为中等,旗叶长和花序节数较低。此外,新品系在单株产量相关性状上总体优于两个国审品种,主要特征为植株高,叶片宽,茎秆粗壮,基部第1节间较短,分蘖数多,单株干重和种子产量高等特点。第1组(新品系组)内,BCS1103的株高和单株产草量最高,分蘖数较多;BCS1106的叶片最宽,分蘖数、圆锥花序数和小穗数最多,单株产草量和单株种子产量最高;BCS1109的基部第1节间,叶鞘最长,叶片最窄,茎秆最细,初级分枝数最多。第2组内,黔南比江夏表现出更优异的产草相关性状。综合试验结果认为,在注重产草量对扁穗雀麦进行选择时,株高、旗叶宽、分蘖数、倒二叶宽、茎粗和花序数的可靠性较大,选择效果较好。在注重种子产量进行选择时,分蘖数、花序数、单株生物量和株高的可靠性较大,效果较好。另外,本试验中的新品系与供试品种相比,在产草性状和种子生产性状方面均占有明显优势,具有选育出牧草新品种的潜力。

低温处理下外源水杨酸和脱落酸与内生真菌互作对醉马草共生体的影响

刘静, 陈振江, 李秀璋, 周景乐, 柳莉, 李春杰

2018, 27(1):  142-151.  DOI: 10.11686/cyxb2017106

摘要 ( 378 )   HTML ( 1)   PDF (1276KB) ( 430 )  

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醉马草是我国西北地区的一种天然烈性毒草,其所携带的内生真菌(Epichloё)能促进共生体的生长和提高共生体的生物与非生物抗性。以5 ℃下正常生长一个月的带内生真菌(E⁺)醉马草幼苗和不带内生真菌(E^-)醉马草幼苗为实验材料,测定了外源SA和ABA处理下醉马草幼苗生理生化指标。结果表明,与对照比较,SA和ABA处理增加了叶绿素含量、脯氨酸含量、可溶性糖含量、超氧化物歧化酶活性和过氧化物酶活性,降低了丙二醛含量;SA处理下,在胁迫第4天时,内生真菌显著(P<0.05)提高了脯氨酸含量和超氧化物歧化酶活性,分别提高了51.8%和62.1%。胁迫第6天时,叶绿素含量、丙二醛含量、可溶性糖含量和过氧化物酶活性均达到显著(P<0.05)水平,且SA⁺比SA^-分别显著(P<0.05)提高了23.0%,25.4%,23.7%,18.0%;ABA处理下,内生真菌能显著(P<0.05)提高叶绿素含量、脯氨酸含量、可溶性糖含量、超氧化物歧化酶活性和过氧化物酶活性,但在胁迫第6和8天时,内生真菌却显著(P<0.05)降低了丙二醛含量,ABA⁺比ABA^-分别显著(P<0.05)降低了21.1%和34.3%。表明一定浓度的SA或ABA与内生真菌互作能缓解低温胁迫对醉马草幼苗的伤害。

甘农三号紫花苜蓿种带细菌的生物功能分析及鉴定

张振粉, 师尚礼

2018, 27(1):  152-160.  DOI: 10.11686/cyxb2017107

摘要 ( 329 )   HTML ( 2)   PDF (1197KB) ( 655 )  

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采用稀释平板法从表面消毒的甘农三号紫花苜蓿种子中分离、纯化出8株细菌(ZSR9~16),测定其产IAA、固氮、溶磷和分解纤维素生物学功能,明确6株菌(ZSR9~12和ZSR14~15),它们具有功能多样性,均能产IAA、溶磷、固氮和分解纤维素,菌株ZSR9在它们中的所有生物功能最强;菌株ZSR13具有较弱的产IAA的能力;菌株ZSR16具有较强的产IAA、溶磷、固氮和分解纤维素的能力。通过对这8株菌的菌体形态描述、表型和16S rDNA鉴定,它们分别属于3个属的8种菌。其中芽孢杆菌属(Bacillus)的有6株:枯草芽孢杆菌(B. subtilis) ZSR9、沙福芽孢杆菌(B. safensis) ZSR10、莫海威芽孢杆菌(B. mojavensis) ZSR11、地衣芽孢杆菌(B. licheniformis) ZSR12、短小芽孢杆菌(B. pumilus) ZSR14和深褐芽孢杆菌(B. atrophaeus) ZSR15;ZSR13为肠杆菌属(Enterobacter sp.)和ZSR16为土地芽孢杆菌属(Terribacillus sp.)。这些菌种的得到将为其开发利用奠定菌种资源基础。

藿香内生细菌HX-2的鉴定、耐性及对宿主植物的促生作用

江绪文, 李贺勤, 谭勇

2018, 27(1):  161-168.  DOI: 10.11686/cyxb2017095

摘要 ( 288 )   HTML ( 0)   PDF (1116KB) ( 468 )  

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为开发微生物资源,给藿香丰产栽培技术提供理论依据。以从藿香健康叶片中分离的内生细菌HX-2为研究对象,结合形态学观察和16S rDNA 基因序列分析,确定其归属;采用体外和体内实验相结合的方法,研究了菌株HX-2产吲哚乙酸、溶磷、盐碱和重金属铜耐性能力以及对宿主藿香种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明,菌株HX-2为巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium),能分泌吲哚乙酸和溶解无机磷,在pH为5.0~9.0、NaCl含量为0.5%~8.0%、铜含量为0~6 mmol·L^-1的条件下能生长。接种HX-2能使藿香种子的发芽势、发芽率以及藿香幼苗的株高、根长、叶面积、鲜重、干重、叶绿素含量和根系活力显著提高22.59%,17.95%,17.08%,18.23%,14.68%,22.79%,24.95%,10.04%和19.20%,茎粗提高10.42%。内生细菌HX-2是兼具分泌吲哚乙酸和溶磷能力且有一定盐碱及重金属铜耐性的促生菌,有被进一步开发成微生物菌肥用于农业生产的巨大潜力。

喀斯特山区草地施肥对放牧乌蒙半细毛羊抗氧化系统功能的影响

廖建军, 申小云, 霍宾, 熊康宁

2018, 27(1):  169-176.  DOI: 10.11686/cyxb2017275

摘要 ( 367 )   HTML ( 0)   PDF (1006KB) ( 493 )  

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为选择草地施肥的肥料种类,减少施肥对乌蒙半细毛羊产业的影响,在威宁县凉水沟种羊场多年生人工草地开展施肥和放牧试验。 结果表明:凉水沟种羊场人工草地牧草铜含量相对较低,但仍高于乌蒙半细毛羊营养需要标准;施肥极显著增加牧草氮含量(P<0.01),各施肥处理之间没有明显差异。硫酸铵施肥显著增加牧草硫和锌含量(P<0.01),显著降低了牧草硒的含量(P<0.01)。放牧试验结束时,施硫酸铵草地的乌蒙半细毛羊血液中铜、铁和硒的含量极显著低于施硝酸铵草地和对照组(P<0.01), 动物血液锌和硫含量极显著高于硝酸铵施肥牧场和对照组(P<0.01)。硫酸铵施肥牧场的乌蒙半细毛羊血红蛋白、红细胞压积容量极显著低于硝酸铵施肥牧场和对照牧场(P<0.01),血清铜蓝蛋白含量、血清超氧化物歧化酶活力、血清谷胱甘肽过氧化物酶活力和血清过氧化氢酶等抗氧化酶的活力极显著低于硝酸铵施肥牧场和对照牧场(P<0.01),丙二醛的含量显著高于硝酸铵施肥牧场和对照牧场(P<0.01)。血液其他矿质元素和血液指标及血清生化值在2个施肥处理和对照之间均差异不显著。 因此得出结论,草地施肥的种类需要根据土壤矿物质分布和含量情况确定,铜含量低的牧场不适合硫酸铵施肥,硫酸铵施肥明显影响了乌蒙半细毛羊机体抗氧化系统功能。

不同高精料耐受时间对泌乳期山羊肝脏糖脂代谢的影响

罗燕文, 田平, 华灿枫, 陶诗煜, 倪迎冬

2018, 27(1):  177-186.  DOI: 10.11686/cyxb2017109

摘要 ( 314 )   HTML ( 0)   PDF (1229KB) ( 499 )  

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为了研究饲喂高精料日粮对泌乳期山羊肝脏糖脂代谢的影响,试验选用16只健康经产泌乳中期关中奶山羊,随机分为3组,低精料组(LC, n=5)、长期高精料组(HL, n=7)和短期高精料组(HS, n=4)。实验结束后采集血液和肝脏组织。结果显示,与LC组相比,HL和HS组奶山羊血糖和肝糖原水平显著升高(P<0.05),血液中甘油三酯(TG)水平显著降低(P<0.05),胆固醇(Tch)含量没有显著变化(P>0.05);HS组山羊肝脏TG和Tch水平显著增加(P<0.05),HL组无显著变化 (P>0.05)。HL组肝脏中丙酮酸羧化酶(PC)和葡萄糖转运蛋白2(GLUT2)mRNA表达水平显著上调;HS组肝脏PC、固醇调节元件结合蛋白1(SREBP1)、硬脂酰辅酶A去饱和酶(SCD)、二酰基甘油酰基转移酶(DGAT)和3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGCR) mRNA表达水平显著升高(P<0.05),SREBP-2有升高的趋势(P=0.76),肉碱棕榈酰转移酶-1(CPT-1)和胆固醇7α-羟化酶(CYP7α1)mRNA表达显著下降(P<0.05);线粒体型磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PCK2)蛋白表达水平显著升高(P<0.05)。以上结果表明,短期饲喂高精料日粮能增强肝脏糖异生能力,促进肝脏胆固醇和脂肪合成;而长期饲喂高精料日粮能增强肝脏糖异生作用,但对胆固醇和脂肪代谢相关基因的表达没有影响。

苜蓿黄酮对脂多糖诱导下奶牛乳腺上皮细胞凋亡的影响

占今舜, 陈小连, 詹康, 苏效双, 赵国琦

2018, 27(1):  187-194.  DOI: 10.11686/cyxb2017098

摘要 ( 351 )   HTML ( 3)   PDF (1068KB) ( 364 )  

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研究苜蓿黄酮对脂多糖(LPS)诱导下奶牛乳腺上皮细胞凋亡的影响。将奶牛乳腺上皮细胞分成4个组,即基础培养基、基础培养基中加入1 μg·mL^-1的LPS、基础培养基中加入1 μg·mL^-1的LPS和75 μg·mL^-1苜蓿黄酮、基础培养基中加入75 μg·mL^-1苜蓿黄酮。细胞在37 ℃, 5% CO₂的培养箱中培养。结果表明:1)LPS刺激12 h后奶牛乳腺上皮细胞活性下降,而添加苜蓿黄酮能够极显著抑制LPS诱导下细胞活性的下降(P<0.01)。2)在LPS刺激下,细胞内的活性氧(ROS)浓度升高,而添加苜蓿黄酮能够显著降低其浓度(P<0.05)。3)LPS显著上调细胞的IL-1β、IL-6、TNF-α、TLR2、TLR4和MyD88表达(P<0.01),而苜蓿黄酮能够显著下调细胞的IL-1β、IL-6、TNF-α和TLR2表达(P<0.01或P<0.05)。4)在LPS刺激下,p53、Caspase3、p38和P-p38蛋白的表达显著升高(P<0.01或P<0.05),而添加苜蓿黄酮能够显著降低p53和p38蛋白的表达(P<0.05)。在LPS诱导下,苜蓿黄酮能够通过降低ROS浓度,抑制细胞凋亡,提高细胞活性;可能通过抑制TLR2/MyD88信号通路来降低细胞炎症因子的表达,从而保护细胞免受炎性损伤。

综合评述

纳罗克非洲狗尾草良种繁育技术研究进展

张美艳, 薛世明, 南志标

2018, 27(1):  195-203.  DOI: 10.11686/cyxb2017197

摘要 ( 478 )   HTML ( 1)   PDF (1043KB) ( 653 )  

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纳罗克非洲狗尾草在世界上热带和亚热带地区广泛栽培,具有再生性强,适口性好,持久性好,耐牧性强,耐旱、耐寒、耐涝、抗病虫害等特性,牛羊喜食,适合建植永久性放牧草地和割草地。在我国推广种植已有30多年,是我国南方天然草地改良、人工草地建植、石漠化治理和草牧业生产的主要骨干草种之一。但是,目前该品种存在种用性状退化和种子产量低等问题,为了提高其种子产量和良种繁育效率,文章对纳罗克非洲狗尾草的利用现状、种性复壮、种子产量构成因子和施肥、刈割、收种等良种繁育关键技术进行了详细阐述和分析,得出种性复壮、施肥、刈割、收种等是纳罗克非洲狗尾草良种繁育的重要因素,今后应从田间选择优异植株、施肥、刈割和收种等良种繁育关键环节进行进一步研究,可为该优良牧草品种的良种繁育和产业化提供理论技术支撑。

植物中钙依赖蛋白激酶(CDPK)的研究进展

武志刚, 武舒佳, 王迎春, 郑琳琳

2018, 27(1):  204-214.  DOI: 10.11686/cyxb2017211

摘要 ( 3032 )   HTML ( 107)   PDF (1226KB) ( 1577 )  

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Ca²⁺是植物细胞信号转导中重要的第二信使,在植株受到外界逆境胁迫时,细胞中的钙信号经钙传感蛋白(CaMs、CaMLs、CBLs和 CDPKs)传递到下游组分引起相关基因的表达,从而响应环境的各种变化。钙依赖性蛋白激酶(CDPK)是Ca²⁺传感器,可以将细胞内Ca²⁺信号传递到可以与14-3-3蛋白相互作用的靶蛋白从而刺激靶蛋白发生磷酸化。CDPK在植物生长的诸多方面发挥关键作用,如花粉管的伸长、植物的生长发育以及对生物胁迫、非生物胁迫的应激反应。大多数CDPK具有明显的亚细胞分布,使它们能够“感受”局部Ca²⁺浓度的变化并与其靶细胞发生特异性作用。14-3-3蛋白是一类通过磷酸化激活的真核蛋白,它可以与不同靶蛋白相互作用,调控植物重要的生理生化过程。近年来研究发现,14-3-3蛋白作为CDPK的靶蛋白和CDPK交叉磷酸化形成CDPK/14-3-3复合物,进一步调节植物初级代谢、开花和激素合成。将从CDPK的结构、亚细胞定位、靶蛋白、生物学功能,特别是CDPK与14-3-3之间的交叉调节及其在植物信号通路中的协同作用方面进行全面的综述,旨在为未来CDPK研究提供参考和新的方向。

研究简报

干旱年份沙质草地生态系统净CO₂通量年变化特征

牛亚毅, 李玉强, 王旭洋, 龚相文, 罗永清, 田德宇

2018, 27(1):  215-221.  DOI: 10.11686/cyxb2017231

摘要 ( 397 )   HTML ( 0)   PDF (1123KB) ( 412 )  

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草地生态系统是干旱半干旱区生态系统类型的重要组成部分,在区域生态系统碳平衡中起着极为重要的作用。采用涡度相关法对科尔沁沙质草地生态系统进行连续两年(2015和2016年)的碳通量观测,此两年恰逢研究区的相对干旱之年,年降水量约为历史平均值的60%。研究结果表明:1)年最大日均CO₂吸收速率分别为-6.68和-9.58 g·m^-2·d^-1,年最大日均释放速率分别为5.69和5.21 g·m^-2·d^-1。2)生长季(5-9月)碳吸收量分别为-120.54和-139.83 g·m^-2,非生长季碳释放量分别为230.33和212.82 g·m^-2。3)全年尺度上沙质草地生态系统表现为碳源,2015年净碳释放量(109.79 g·m^-2·年^-1)稍高于2016年(72.99 g·m^-2·年^-1)。4)生态系统净CO₂交换量(NEE)与空气温度、土壤温度及土壤湿度存在显著相关关系,但不同年份同期NEE对环境温度和湿度的响应程度不尽一致。