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2018年 第27卷 第6期    刊出日期：2018-06-20

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摘要 ( 135 )   PDF (251KB) ( 202 )  

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研究论文

青藏高原退化高寒草地土壤氮矿化特征以及影响因素研究

王学霞, 董世魁, 高清竹, 张勇, 胡国铮, 罗文蓉

2018, 27(6):  1-9.  DOI: 10.11686/cyxb2017291

摘要 ( 471 )   HTML ( 5)   PDF (8521KB) ( 530 )  

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为了明确青藏高原退化高寒草地土壤氮矿化特点以及影响因素,以高寒草甸和高寒草原为研究对象,运用原位培养法对健康与退化条件下2类型草地中土壤硝化速率、氨化速率以及氮素转化微生物、植物和土壤等因子进行了研究。结果表明:1)草地退化显著降低了高寒草甸和草原土壤净硝化速率和净氨化速率;2)草地退化降低了2类高寒草地土壤硝化细菌和氨化细菌数量,降低了土壤蛋白酶、脲酶活性;3)草地退化显著降低了NH₄-N和NO₃-N含量,降低了微生物生物量氮含量。相关分析表明,高寒草地中土壤硝化速率和氨化速率与土壤硝化细菌和氨化细菌的数量以及蛋白酶和脲酶密切相关。植物生物量、土壤含水量、有机碳、全氮含量通过影响微生物数量、微生物生物量及酶活性而成为影响土壤氮素转化的主要因素。因此,草地退化通过降低高寒草地硝化细菌和氨化细菌、土壤酶活性而降低土壤氮素转化速率和土壤有效氮的供给。

三江源区土壤侵蚀变化及驱动因素分析

曹巍, 刘璐璐, 吴丹

2018, 27(6):  10-22.  DOI: 10.11686/cyxb2017359

摘要 ( 360 )   HTML ( 11)   PDF (40576KB) ( 443 )  

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采用修正通用土壤流失方程(revised universal soil loss equation, RUSLE)对三江源区1997-2012年的土壤侵蚀模数和土壤侵蚀量进行定量模拟,并对其生态工程实施前、后时空变化特征进行对比分析,采用空间叠加法分析降雨侵蚀力及植被覆盖度对土壤侵蚀状况的影响,利用模型参数控制法对气候变化和生态工程对土壤侵蚀变化的贡献率进行分析。结果表明:1)生态工程实施后,三江源区土壤侵蚀增加的趋势尚未得到遏制,多年平均年土壤侵蚀模数和侵蚀量较工程实施前增加6.5%,但局部地区土壤侵蚀状况有所好转,约占总面积的45%;2)长江流域在工程实施后的土壤侵蚀量与工程实施前基本持衡;黄河流域土壤侵蚀量增加明显,增幅超过45%;澜沧江流域土壤侵蚀量有所下降,降幅为9.8%;3)降水增强导致土壤侵蚀加剧的贡献率达到180%,植被恢复对土壤侵蚀变化的贡献率为-80%。全面遏制三江源区土壤侵蚀增加趋势,仍需持续努力。

黑河上游冰沟流域土壤养分与微生物空间异质性研究

高海宁, 李彩霞, 孙小妹, 陈年来, 张勇

2018, 27(6):  23-33.  DOI: 10.11686/cyxb2018106

摘要 ( 299 )   HTML ( 0)   PDF (510KB) ( 353 )  

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为了深入研究黑河上游冰沟流域不同海拔下土壤微生物数量与土壤理化性质的关系,本研究采集了黑河上游冰沟流域10个不同海拔梯度0~20 cm土层土壤,进行理化性质测定和可培养微生物的种类及数量分析,并探讨其垂直分布特征和变化规律。结果表明:不同海拔梯度土壤养分差异显著(P<0.05),其中有机碳、全氮、全磷、硝态氮、铵态氮和速效磷在3204~3479 m海拔处含量较高,而土壤中全钾和速效钾在中低海拔处含量较高。不同海拔和植被类型土壤中可培养微生物的数量和种类差异显著(P<0.05),灌木林微生物数量最高,其次为草地,乔木林最低。其中解磷菌、解钾菌和真菌主要分布在3250 m海拔处,而硅酸盐细菌和芽孢杆菌在2911和3071 m海拔处最高。解磷菌、解钾菌、硅酸盐细菌和真菌与植被盖度呈正相关且差异显著(P<0.05);真菌与全氮、全磷呈正相关且差异极显著(P<0.01),而解磷菌与全氮、全磷呈正相关且差异显著(P<0.05),芽孢杆菌与pH值呈正相关且差异显著(P<0.05)。在主成分分析中,有机碳,速效磷、全氮和全磷是影响土壤养分的主要因素,不同海拔土壤养分通过综合评价,在海拔3479 m处肥力最好,其次为3204、2911 m处,在海拔3172 m处最低;微生物的主成分分析表明,在海拔3250 m处排序第一,其次为2911 m处。以上结果表明,土壤养分含量、微生物数量的空间变异主要受海拔和植被及植被盖度的影响。

新型多年生饲草玉草5号的生长动态及刈割期的研究

李华雄, 蒋维明, 吴子周, 李影正, 程明军, 杨世鹏, 孙汝龙, 严旭, 张红芬, 杨敏, 荣廷昭, 周树峰, 吴元奇, 曹墨菊, 唐祈林

2018, 27(6):  34-42.  DOI: 10.11686/cyxb2017269

摘要 ( 300 )   HTML ( 2)   PDF (13225KB) ( 496 )  

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本试验对玉草5号(玉淇淋58,MTPP-58)不同生长阶段的生长速率、物质积累与分配、营养成分进行研究。试验结果表明,玉草5号的株高、分蘖、鲜(干)产量、茎叶比和水分含量动态变化均符合Logistic模型;从分蘖期至抽雄始期,饲草产量和茎叶比值逐渐增加,而水分含量、营养价值呈逐渐降低趋势。在抽雄始期,鲜、干草产量分别达96.607和14.768 t·hm^-2,粗蛋白(CP)、粗脂肪(EE)、粗灰分(CA)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)含量分别为11.37%、2.87%、7.95%、52.01%和31.53%,相对饲用价值(RFV)为115.90%;在吐丝期,干草产量和蛋白质产量都维持在较高水平,同时全株水分含量较低。比较表明,既获得较高饲草产量和营养价值且利于第2茬生长,玉草5号作为青饲在抽雄始期收割最佳;在吐丝期刈割有利于青贮。玉草5号的生产示范表明,在西南资阳乐至县和自贡大安区示范点第一年刈割一茬鲜草产量在77.758~89.207 t·hm^-2之间,第二年对大安区点刈割了3茬,产量可达109.410 t·hm^-2。实践表明,新型高产优质多年生饲用作物“玉草5号”适宜在西南及南方“种草养畜”地区种植,具有极大的生产潜力与广阔的应用前景。

盐胁迫对菘蓝幼苗生长和抗性生理的影响

米永伟, 王国祥, 龚成文, 蔡子平, 武伟国

2018, 27(6):  43-51.  DOI: 10.11686/cyxb2017282

摘要 ( 398 )   HTML ( 4)   PDF (10439KB) ( 491 )  

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以“定蓝1号”为试验材料,采用不同浓度NaCl溶液(0,30,60,90,120和150 mmol·L^-1)对菘蓝幼苗进行处理,胁迫14 d后测定了其生长指标、生物量积累、叶片相对含水量、根系活力、根质膜透性、渗透调节物质含量以及抗氧化酶活性等指标,分析不同程度盐胁迫对菘蓝幼苗生长和抗性生理的影响。结果表明:NaCl胁迫对菘蓝幼苗株高和根长都有抑制作用,对根和叶的物质积累也有显著影响,并随浓度的递增呈降低的趋势;菘蓝幼苗叶片相对含水量和根系活力均随NaCl浓度的增加呈现下降趋势,而根质膜透性、叶片脯氨酸含量则呈升高趋势;丙二醛(MDA)含量、组织自动氧化速率(RAD)、过氧化物酶(POD)活性和超氧化物歧化酶(SOD)活性都随NaCl浓度的增加呈先升高后降低的趋势。但当NaCl浓度低于90 mmol·L^-1时,菘蓝幼苗的生长没有受到盐胁迫的明显抑制,根系活力降低不明显,脯氨酸、丙二醛含量和保护酶活性也未显著升高,说明菘蓝幼苗对低浓度盐环境具有一定的耐受性。

封育对荒漠草原两种植物群落土壤种子库的影响

李国旗, 邵文山, 赵盼盼, 靳长青

2018, 27(6):  52-61.  DOI: 10.11686/cyxb2017274

摘要 ( 334 )   HTML ( 2)   PDF (4116KB) ( 554 )  

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土壤种子库作为植被的潜在种源,对荒漠草原植被恢复、群落演替具有重要的指示意义。以宁夏盐池县荒漠草原苦豆子群落和芨芨草群落为研究对象,在2种群落封育和未封育的草地上,选取地势相对平坦、环境条件较为一致的25 m×30 m 的4个大的样方进行群落调查;并在4个大的样方内取0~2 cm、2~5 cm和5~10 cm土层的土样,采取种子过筛直接辨认和种子萌发试验来进行土壤种子库的鉴定。分析了两种植物群落封育前后土壤种子库物种组成、种子密度、多样性及相似性等特征。结果表明:封育可提高两种植物群落土壤种子库中物种数目;而对两种植物群落土壤种子库种子密度的影响不同,苦豆子群落种子密度封育内外差异较小,芨芨草群落封育内种子密度显著提高。随着土层的加深,两种植物群落封育内外土壤种子库物种数和种子密度均呈递减趋势,封育后两种植物群落不同土层物种数均有增加,但封育对两种植物群落土壤种子库中种子密度的垂直分布影响不同。封育可提高两种植物群落土壤种子库的多样性、均匀度和丰富度,但两种植物群落土壤种子库的多样性特征对封育的响应不同,芨芨草群落在荒漠草原的稳定性更高。两种植物群落封育内外土壤种子库相似性相对较高,苦豆子群落封育后有向芨芨草群落演替的趋势。

元谋干热河谷Savanna草地优势植物的种间关系

何光熊, 闫帮国, 纪中华, 史亮涛, 樊博, 范建成, 张梦寅

2018, 27(6):  62-71.  DOI: 10.11686/cyxb2017300

摘要 ( 349 )   HTML ( 0)   PDF (15490KB) ( 411 )  

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对逆境群落植物种间关系进行剖析是理解群落组配规则及物种适应性与逆境环境条件间相互关系的重要基础。采用方差比率(VR)法、χ²检验结合Jaccard指数法以及Spearman秩相关系数法对元谋干热河谷Savanna草地18个优势植物的种间关系进行分析。结果表明:1)元谋干热河谷Savanna草地植物整体的种间关系主要呈现显著的负关联,优势物种间存在较高的资源竞争或生态关系的相互排斥;2)18个优势物种间联结性较弱,在同一样方中18个优势物种间共同出现的频率较低,具有独立分布的特点;Spearman秩相关分析结果显示,由18个优势物种组成的153个种对中显著相关的种对31对,呈极显著相关的种对18对,分别占总种对数的20.3%和11.8%,主要呈现正相关关系;3)18个优势种划分为4个生态种组,优势种橘草、拟金茅、孔颖草及广布种扭黄茅是干热河谷Savanna草地种间关系维持的关键种。该结论提示干热河谷Savanna草地物种间存在较高的资源竞争或生态关系的相互排斥,具有明显的独立分布特征,因而群落易受到环境或人为因素的影响。该区域植被恢复宜优先恢复扭黄茅等关键种,而功能性植被重建应按群落的功能需求恢复及保护相适应的生态种组物种。

不同诱变处理对苜蓿叶片细胞显微和超微结构的影响

冯鹏, 孙力, 申晓慧, 李如来, 李增杰, 李志民, 郑海燕, 姜成, 杨鹤, 刘俊刚, 郭伟, 张英俊

2018, 27(6):  72-80.  DOI: 10.11686/cyxb2017285

摘要 ( 426 )   HTML ( 2)   PDF (9698KB) ( 328 )  

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研究⁶⁰Co-γ射线、紫外线、零磁空间和EMS诱变处理下苜蓿SP1代叶片细胞显微、超微结构的变化,筛选最优诱变处理,选育适合高寒地区种植的苜蓿新品系或品种。以公农1号、Wega7F、WL319HQ、敖汉4个苜蓿品种试验材料,设置⁶⁰Co-γ射线150、300、450 Gy射线强度,紫外线30、60、90 min照射时间,甲基磺酸乙酯(EMS) 0.1%、0.2%、0.4% (v/v) 溶液浓度,零磁空间处理180 d;测定苜蓿叶片细胞显微和超微结构。不同诱变处理后4个苜蓿品种叶片厚度均不同程度增加,其中公农1号EMS 0.4% (v/v)浓度下,叶片厚度最大,为446.16 μm,增厚幅度达到25.86%,同时诱变降低了叶脉突起程度;公农1号⁶⁰CO-γ辐射和紫外线处理细胞结构疏松度均高于对照,诱变后Wega7F细胞结构紧密度升高;EMS处理下海绵组织厚度均降低;低剂量诱变处理下[150 Gy ⁶⁰Co-γ,30 min紫外线,0.1% (v/v) EMS],细胞叶绿体出现变形、基粒片层松散、类囊体解体、脂质球增多等现象,高剂量处理[450 Gy ⁶⁰Co-γ,90 min紫外线,0.4% (v/v) EMS]和零磁空间处理下,叶绿体膜会有部分模糊或解体,基粒片层膨胀或模糊、基粒垛叠程度变化随诱变处理种类增加或降低。4种苜蓿品种的叶片厚度诱变后叶片厚度均增加。在一定梯度范围内,⁶⁰CO-γ射线和EMS诱变效率较高,突变体材料丰富,操作简单,适宜诱变育种的实际操作;150 Gy, ⁶⁰Co-γ射线、60 min紫外线、0.4%浓度EMS处理为苜蓿正向变异处理,有利于筛选有益诱变突变体。

AtSOS基因在紫花苜蓿中的表达及其耐盐性研究

麻冬梅, 秦楚

2018, 27(6):  81-91.  DOI: 10.11686/cyxb2017281

摘要 ( 347 )   HTML ( 0)   PDF (40668KB) ( 386 )  

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本研究采用基因工程技术改良紫花苜蓿耐盐性,通过种植转基因耐盐紫花苜蓿达到改良土壤的目的。以紫花苜蓿子叶节为外植体,通过农杆菌介导法将来源于拟南芥的AtSOS1-AtSOS2-AtSOS3多基因表达载体导入阿尔冈金紫花苜蓿中,经PCR检测、抗除草剂筛选和RT-PCR鉴定,获得了能稳定表达的转基因株系。以转基因的紫花苜蓿和野生型紫花苜蓿为材料进行盐处理,每个处理重复3次,测定其生理生化指标、株高、Na⁺和K⁺含量、细胞膜透性、叶绿素含量。结果显示,在不同盐浓度处理下,所有植株的株高均有所增长,但在100和200 mmol·L^-1的NaCl处理下,转基因植株的长势显著高于野生型植株;随着处理时间的增加,所有植株的叶绿素含量均呈先上升后下降的趋势,且野生型植株叶绿素含量均低于转基因植株;在100和200 mmol·L^-1的NaCl处理下,转基因植株的细胞膜透性、超氧化物歧化酶活性和脯氨酸含量的增加量均小于野生型植株,而过氧化物酶、过氧化氢酶活性和可溶性糖含量的增加量均大于野生型;各植株中丙二醛含量均下降,且野生型植株下降的更为明显;盐处理后,转基因植株根系中Na⁺的积累比野生型植株少,而K⁺的吸收多于野生型植株。转AtSOS基因的紫花苜蓿通过发挥AtSOS途径的作用,促进了植物体将细胞内的Na⁺外排,从而减轻盐胁迫对植物体的伤害,提高了转基因植株的耐盐性。

异源表达WZY2-1基因提高拟南芥植株抗旱性

强治全, 杨文博, 张帅, 于正阳, 史学英, 王鑫, 朱维宁, 张林生

2018, 27(6):  92-99.  DOI: 10.11686/cyxb2017293

摘要 ( 337 )   HTML ( 0)   PDF (18575KB) ( 384 )  

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脱水素是受细胞失水相关环境诱导表达的一类蛋白家族。所有的脱水素都含有保守的K片段,这段保守序列可以形成两亲性的α-螺旋,这种结构在脱水素发挥功能中起主要作用。小麦WZY2-1基因含有9个K片段,属于K9型的脱水素,能够被低温、干旱和盐胁迫诱导表达。在本实验中,纯化了WZY2-1蛋白,通过体外LDH酶保护实验发现,WZY2-1蛋白具有保护LDH酶活性的功能。通过亚细胞定位分析发现,WZY2-1蛋白主要定位于细胞核和细胞膜。为了进一步说明WZY2-1基因的功能,获得了转WZY2-1基因的拟南芥植株,通过干旱胁迫条件下转基因植株的生理指标和表型分析,发现转WZY2-1基因的拟南芥植株具有较强的抗旱能力。因此,推测小麦WZY2-1基因在植物干旱胁迫条件下具有重要功能。

不同品种高粱幼苗在干旱复水过程中的生理生态响应

刘婷婷, 陈道钳, 王仕稳, 殷俐娜, 邓西平

2018, 27(6):  100-110.  DOI: 10.11686/cyxb2017410

摘要 ( 316 )   HTML ( 5)   PDF (43174KB) ( 417 )  

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干旱适应能力不仅包括干旱胁迫期间的抗旱能力,也包括水分胁迫解除之后的恢复能力。以8个高粱品种为材料,采用盆栽称重控水法对高粱幼苗进行干旱及复水处理,通过测定生物量、相对含水量、水势、渗透势、光合参数等生理指标的变化分析不同品种高粱抗旱能力和旱后复水恢复能力的大小及其与干旱适应性的关系,并筛选出能有效指示干旱适应能力的生理指标。结果显示,干旱胁迫条件下,“辽杂21”生物量与对照相比无显著差异,抗旱能力较强;“甘蔗籽”和“Moench.cv.Gadambalia”高粱生物量分别下降38%、34%,抗旱能力较差。各品种高粱的相对含水量、水势、渗透势、叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度等均有所下降,复水后,这些生理指标恢复到对照水平,各品种开始恢复生长。由各生理指标与抗旱能力、旱后复水恢复能力和干旱适应能力之间的相关分析结果表明,高粱的干旱适应性与复水恢复性呈显著正相关(r=0.85),与抗旱性的相关系数是0.46,复水恢复能力在高粱干旱适应性中起着更重要的作用。高粱的抗旱性和旱后复水恢复性具有不同的生理基础,在干旱胁迫期间维持较高的净光合速率、较低的蒸腾速率有助于提高抗旱性,维持较高叶片相对含水量有助于提高旱后复水的恢复能力,叶片相对含水量、净光合速率可以作为筛选高粱干旱适应性的生理指标。

黄土高原坡耕地植物篱-作物间作系统水分利用特征研究

刘家鹤, 牛伊宁, 罗珠珠, 蔡立群, 张仁陟, 谢军红

2018, 27(6):  111-119.  DOI: 10.11686/cyxb2017298

摘要 ( 349 )   HTML ( 3)   PDF (19517KB) ( 397 )  

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利用陇中黄土高原典型雨养农业区坡耕地布设田间试验,设置5个处理:裸坡休闲(F)、小麦单作(W)、小麦/甘草(W/L)、小麦/菘蓝(W/I)和小麦/苜蓿(W/A)。通过探讨植物篱-作物间作系统的小麦产量表现及其土壤水分利用特性,明确不同植物篱-作物复合系统土壤耗水特征及影响机制,以期为黄土高原坡耕地适宜植物篱的筛选提供理论依据。结果表明:小麦生育期和休闲期0~200 cm土壤剖面含水量较低,基本接近作物有效水分下限(crop lower limit,CLL)。植物篱-作物间作能够起到积蓄降水的作用,但主要体现在耕层0~30 cm土壤,且以小麦/苜蓿处理效果最佳。不同处理棵间蒸发量和蒸发占总耗水量的比重有一定的差异,其中小麦/甘草处理耗水量最高(250.98 mm),裸坡休闲总蒸发量较大(197.30 mm)。裸坡处理棵间蒸发占耗水量的比例高达80%以上,主要表现为土壤蒸发,而小麦/甘草主要表现为作物蒸腾,说明植物篱-作物复合系统可一定程度有效降低棵间蒸发量和蒸发占总耗水量的比重,增加作物蒸腾量。不同间作系统小麦耗水量与单作耗水量并无差异,但其产量提高了60.00%~83.55%,进而明显提高了小麦水分利用效率。

不同基因型菊芋耐盐生理及其生态适应性研究

朱菊华, 孙星, 许斌, 梁婷, 刘明, 缪建, 赵耕毛

2018, 27(6):  120-127.  DOI: 10.11686/cyxb2017304

摘要 ( 321 )   HTML ( 0)   PDF (18334KB) ( 319 )  

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本研究解析了菊芋耐盐生理及生态适应性的基因型差异,为菊芋抗逆品种筛选与生态建植提供了理论基础。试验以广适性品种河南品种(M1)和南菊芋1号(N1)为材料,设置低盐(100 mmol·L^-1 NaCl)和高盐(200 mmol·L^-1 NaCl)2个盐胁迫处理,观测了不同基因型菊芋品种的表观形态、抗氧化酶、内源激素等变化。结果表明:(1)盐胁迫明显抑制了菊芋苗期的生长发育,致使M1和N1品种植株矮化、根系发育受阻和干物质积累减少;(2)盐胁迫对M1品种叶绿素a(Chl-a)、叶绿素b(Chl-b)和总叶绿素(T-Chl)的合成没有影响(200 mmol·L^-1 NaCl Chl-a除外);而N1品种光合色素合成受阻;(3)低盐胁迫M1和N1品种超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性显著增强;高盐胁迫N1品种抗氧化酶活性明显下降,而M1品种较稳定(CAT除外);(4)低盐胁迫N1品种吲哚乙酸(IAA)含量相对稳定,但促进了赤霉素(GA₃)和脱落酸(ABA)的合成,M1品种内源激素含量均无明显变化;高盐胁迫N1品种IAA和GA₃含量明显降低,ABA无明显变化;M1品种GA₃含量增加,IAA和ABA含量相对稳定。不同基因型菊芋品种间耐盐性差异显著(M1>N1),且通过抗氧化酶活性、内源激素等内反馈调节机制,提高其生态适应性。

外源柠檬酸、苹果酸和草酸对披碱草镉耐受及富集的影响

薛博晗, 李娜, 宋桂龙, 李诗刚, 濮阳雪华, 李金波

2018, 27(6):  128-136.  DOI: 10.11686/cyxb2017457

摘要 ( 353 )   HTML ( 0)   PDF (5148KB) ( 531 )  

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采用盆栽试验研究了不同浓度(1、2、4 mmol·L^-1)外源柠檬酸、苹果酸、草酸处理下,披碱草地上部和根部生物量、Cd含量的变化,披碱草根系形态参数变化以及生长状况变化,为揭示有机酸影响披碱草吸收、转运和富集Cd的机理提供理论依据。结果表明:Cd₅₀处理,披碱草株高、根长和各部分生物量均显著降低(P<0.05);3种外源有机酸处理,均可以提高披碱草Cd含量和生物量。在镉积累方面,草酸效果最佳,Cd₅₀+OA₂处理时,披碱草转运系数达1.38,地上部Cd积累量达到最大值268.511 μg·plant^-1。从改善植物生长状况方面,柠檬酸处理效果更好,Cd₅₀+CA₄处理时,根系和地上部生物量分别是Cd₅₀处理组的1.82和1.53倍。综合分析表明,外源有机酸能强化披碱草修复Cd污染土壤,提高植物修复效率。

天然草地植物叶角质层蜡质的化学组成及其对自由放牧的响应

李晓婷, 赵晓, 王登科, 黄蕾, 姚露花, 王党军, 和玉吉, 郭彦军

2018, 27(6):  137-147.  DOI: 10.11686/cyxb2017435

摘要 ( 348 )   HTML ( 1)   PDF (29505KB) ( 355 )  

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植物角质层蜡质在保护植物免受极端环境危害方面发挥着重要作用。在内蒙古草甸草原和典型草原,分别选取围栏封育样地和自由放牧退化样地,在植物生长季采集3种植物(羊草、克氏针茅和糙隐子草)的叶片,采用色质谱技术分析了植物叶角质层蜡质总量、组分及碳链分布特点,比较了几种植物叶角质层蜡质特征对过度放牧的响应机制,旨在为合理利用和管理草原提供理论依据。结果表明,几种植物叶角质层蜡质总量存在显著种间差异,整体表现为羊草>克氏针茅>糙隐子草。羊草中,鉴定出7类化合物,分别是脂肪酸、烷烃、次级醇、初级醇、β-谷甾醇、β-二酮和烷基间苯二酚;在克氏针茅中,鉴定出5类化合物,分别是脂肪酸、烷烃、初级醇、α-香树脂醇以及β-谷甾醇;在糙隐子草叶中鉴定出6类化合物,分别是脂肪酸、烷烃、醛类、初级醇、烷基酯和β-香树脂醇。羊草次级醇相对含量最高,糙隐子草初级醇含量最高,而克氏针茅烷烃含量最高。草地类型显著影响了糙隐子草蜡质总量及其烷基酯的相对含量、克氏针茅烷烃相对含量及羊草次级醇和β-二酮相对含量。而草地利用方式显著影响了糙隐子草脂肪酸相对含量、克氏针茅蜡质总量、α-香树脂醇和β-谷甾醇相对含量及羊草蜡质总量和次级醇相对含量。在典型草原,糙隐子草和克氏针茅叶角质层蜡质总量均表现为自由放牧草地>围封草地(P<0.05);而羊草与之相反。在草甸草原,糙隐子草叶角质层蜡质总量样地间差异不显著;克氏针茅表现为放牧草地>围封草地(P<0.05);羊草叶角质层蜡质总量表现为围封草地>放牧草地(P<0.05)。不同植物角质层蜡质表现出的差异性响应模式,说明不同植物在长期进化过程中形成了各自特有的适应机制。综合分析认为,草地植物可以通过调整自身蜡质合成,改变蜡质组分和含量以适应外界环境引起的胁迫。

除草剂2,4-D丁酯对皮燕麦安全性和产量的影响及其残留动态分析

赵桂琴, 琚泽亮, 柴继宽

2018, 27(6):  148-157.  DOI: 10.11686/cyxb2017296

摘要 ( 374 )   HTML ( 0)   PDF (8455KB) ( 365 )  

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以陇燕3号为试验材料,喷施低、中和高3个剂量(450, 750和1050 mL·hm^-2)的2,4-D丁酯,在药后1,7,14,21,28 d以及开花期、灌浆期植株和收获后籽粒中测定2,4-D丁酯残留量,探讨不同剂量2,4-D丁酯处理对杂草防效、燕麦的安全性、株高和产量的影响。结果表明,2,4-D丁酯对燕麦安全性、产量及田间杂草防效影响显著。高剂量下燕麦出现顶端下垂、叶尖发红和药斑等药害现象。杂草防效随2,4-D丁酯施用剂量的增加而提高。高剂量除草剂喷施后45 d,株防效较药后30 d仍有小幅上升,鲜重防效达到90%以上。3个剂量均使株高有一定程度的降低,高剂量下燕麦株高较对照降低了10.49%。低剂量下干草产量有所降低,但与对照差异不显著(P>0.05),籽粒增产22.64%;中剂量下燕麦干草产量呈增加趋势,籽粒增产40.57%;高剂量下,燕麦干草产量下降了8.85%(P<0.05)。2,4-D丁酯及2,4-D在皮燕麦中的残留量随除草剂施用剂量的增加而上升。施药28 d后,高浓度下燕麦中2,4-D丁酯和2,4-D残留量最高,达0.168 和0.011 mg·kg^-1,显著(P<0.05)高于低浓度处理。综上所述,本试验条件下,750 mL·hm^-2为皮燕麦田2,4-D丁酯的最佳使用剂量。

添加纤维素酶对干玉米秸秆与白菜废弃物混贮品质的影响

任海伟, 刘菲菲, 王莉, 李志忠, 王昱, 孙安琪, 沈佳莉, 孙文斌, 余倩倩

2018, 27(6):  158-167.  DOI: 10.11686/cyxb2017286

摘要 ( 327 )   HTML ( 0)   PDF (8347KB) ( 367 )  

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将干玉米秸秆(DCS)与废弃白菜(CW)混合发酵贮存,研究了纤维素酶添加量对混贮品质及微生物多样性的影响。设置对照ME组(无酶添加)、CA组(酶添加量0.1%)和CB组(酶添加量0.3%)3个处理组,密封贮存60 d,间隔30 d分析其化学组分、发酵品质和微生物多样性。结果表明,贮存30 d时CA与CB组中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)和纤维素(CL)均显著低于ME组(P<0.05),乳酸(LA)和可溶性碳水化合物(WSC)含量显著高于ME组(P<0.05),pH和氨氮/总氮(AN/TN)显著低于ME组(P<0.05);60 d时3个处理组的乳酸/乙酸(LA/AA)值均高于3,乳酸/总有机酸(LA/TOA)值均高于0.6,其中CB组乳酸发酵强度最好。Miseq高通量测序分析发现,3个处理组在贮存60 d期间门水平优势类群为厚壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobacteria),属水平优势类群为类乳杆菌属(Paralactobacillus)、乳杆菌属(Lactobacillus)和肠杆菌属(Enterobacter)。腐败菌(e.g. Enterobacter)丰度随时间延长逐渐下降,Paralactobacillus和Lactobacillus丰度逐渐升高,纤维素酶有助于提高乳酸细菌丰度并使腐败细菌丰度下降,强化乳酸发酵。总之,低剂量纤维素酶有助于保存半纤维素(HC)、纤维素(CL)和可溶性碳水化合物(WSC)等组分,且发酵品质良好;高剂量纤维素酶能进一步强化乳酸发酵。综合考虑酶成本与贮存效果,推荐低剂量纤维素酶(0.1%)用于干秸秆和白菜废弃物的混合贮存。

人工改造野生大豆GsDREB2基因对植物耐盐和耐渗透胁迫能力的影响

才华, 孙娜, 宋婷婷

2018, 27(6):  168-176.  DOI: 10.11686/cyxb2017283

摘要 ( 284 )   HTML ( 0)   PDF (42074KB) ( 326 )  

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DREB (dehydration responsive element binding protein)转录因子是一个干旱应答元件的结合蛋白,它能特异结合启动子中含有DRE/CRT顺式元件,激活逆境诱导基因的表达,调控植物对干旱、低温、高盐、高温等胁迫的耐逆性。大量研究表明DREB转录因子在信号传导、作用机理及基因表达方面存在复杂性。为了野生大豆来源GsDREB2基因能更有效地发挥功能,人工突变该基因的负向调节结构域(negative regulatory domain, NRD,140~204),经改造命名为GsDREB2-mNRD。在酵母中比较全长基因(FLDREB2)和GsDREB2-mNRD转录激活和与DRE元件结合的能力,并验证GsDREB2-mNRD核定位情况。分别将FLDREB2和GsDREB2-mNRD转化拟南芥,通过拟南芥幼苗期盐胁迫和渗透胁迫试验,比较GsDREB2-mNRD和FLDREB2在提高植物耐盐和渗透胁迫方面的差异。结果表明,GsDREB2基因内部存在着负向调节结构域(NRD),抑制了GsDREB2转录激活功能和DRE元件结合的特性;经改造的GsDREB2基因依然能定位在细胞核;超量表达GsDREB2-mNRD基因的拟南芥耐盐和渗透胁迫能力明显强于非转基因对照,也高于FLDREB2基因超表达的拟南芥;野生大豆来源的GsDREB2基因NRD结构域的缺失可增强该基因在植物耐盐、渗透胁迫等逆境胁迫下的功能。

综合评述

碳交易市场现状及草地碳汇潜力研究

王穗子, 刘帅, 樊江文, 张雅娴

2018, 27(6):  177-187.  DOI: 10.11686/cyxb2017276

摘要 ( 458 )   HTML ( 17)   PDF (3647KB) ( 1178 )  

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本研究概述了国内外主要碳交易市场和各大洲典型碳示范项目的现状以及中国碳交易市场的潜力,分析了中国草地碳汇的潜力和草地碳汇交易的必要性。目前世界主要发达国家已建立各自的碳排放交易体系(如欧盟排放交易体系,芝加哥气候交易体系等),其中欧盟排放交易体系占主要地位,在全球碳交易市场中占据较大份额。国际上开展的固碳项目主要位于北美洲、南美洲、亚洲、非洲和大洋洲,主要采用再造林、减少森林砍伐、保护生物多样性、提高能源效率和进行可持续有效管理等方式,增加总固碳量,以减少CO₂排放。中国碳交易主要遵循清洁发展机制(CDM),CDM项目注册和签发量均在全球占据较大份额,且项目主要分布于四川、云南、内蒙古等省份,主要为新能源和可再生能源项目两种减排类型。我国的核证减排量(CER)高达1028.98 Mt CO₂e,位居世界第一。在7个碳交易试点省市顺利进行下,中国有望于2017年统一碳排放权交易市场。中国碳交易市场中配额项目累计成交量和成交额最高的是湖北碳市场,中国核证减排量(CCER)项目累计成交量最多的是上海碳交易市场。无论从较低的减排成本或从CDM项目市场规模来看,我国都具有较大的优势与潜力。目前CDM项目虽还未涉及草地碳汇,但草地作为我国面积最大的生态系统,具有巨大的碳汇潜力,将在未来的碳交易市场中占据重要地位。

研究简报

不同精粗比下柚子皮与苜蓿配比对绵羊饲粮组合效应影响

袁玖, 唐德富, 万欣杰, 朱宝珍, 何天乐, 俞海山, 王军军

2018, 27(6):  188-196.  DOI: 10.11686/cyxb2017301

摘要 ( 290 )   HTML ( 1)   PDF (451KB) ( 401 )  

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为了探讨不同精粗比(concentrate:roughage, C:R)下柚子皮与苜蓿配比对绵羊饲粮组合效应的影响,采用体外产气法测定。C:R在20:80下,柚子皮:苜蓿为80:0,70:10,60:20,50:30,40:40,30:50,20:60,10:70,0:80组合;C:R在30:70下,柚子皮:苜蓿为70:0,60:10,50:20,40:30,30:40,20:50,10:60,0:70组合;C:R在 40:60下,柚子皮:苜蓿为60:0,50:10,40:20,30:30,20:40,10:50,0:60组合。24组饲粮组合及3种单独原料分别测定培养2,4,6,9,12,24,36,48,72,96 h内的产气量,并通过24 h产气量(GP_{24 h})和加权估算值计算出各组合的组合效应值(AE)。结果表明:与精料补充料和苜蓿相比,柚子皮的NDF含量较低,产气参数较高。C:R为20:80时,各组AE均为负值,80:0组显著大于0:80组(P<0.05);C:R为30:70时,各组AE无显著差异(P>0.05),30:40、10:60组AE分别为14.74%和3.61%,30:40组AE较好,其他组为负值;C:R为40:60时,0:60组AE极显著大于60:0组(P<0.01),显著大于30:30组(P<0.05),10:50组有大于60:0组的趋势(P=0.079),即0:60、10:50、20:40组AE较大。因此要获得高的AE,高精料(C:R为40:60)时,使用低比例柚子皮(0、10、20);中等精料(C:R为30:70)时,使用中等比例柚子皮(30);低精料时(C:R 20:80)使用高比例柚子皮(80)。