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2022年 第31卷 第7期    刊出日期：2022-07-20

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2022年7期目录

2022, 31(7):  0. 

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研究论文

基于Landsat 8和随机森林的青海门源天然草地地上生物量遥感估算

赵翊含, 侯蒙京, 冯琦胜, 高宏元, 梁天刚, 贺金生, 钱大文

2022, 31(7):  1-14.  DOI: 10.11686/cyxb2021454

摘要 ( 538 )   HTML ( 43)   PDF (6877KB) ( 327 )  

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草地地上生物量（above-ground biomass， AGB）的遥感监测可快速且客观地对草地生长现状进行评估，对生态环境评价和草地资源利用有重要意义。为了提高遥感估算草地AGB的准确性，基于青海省门源县的地面实测数据，利用Landsat-8 OLI遥感数据计算出的植被指数分别构建了单因素回归模型和随机森林模型（random forest， RF），确定了AGB遥感估测最佳模型，并反演得到了研究区2019-2021年草地AGB空间分布。结果表明：1）在29个植被指数构建的单因素回归模型中，与草地AGB相关性较高的5个植被指数为NDVI、RBNDVI、TVI、GNDVI、MSR，R²均达0.49以上。其中，NDVI模型的精度最高，验证集R²为0.50，均方根误差（root mean square error， RMSE）为702.89 kg·hm^-2。2）在RF模型中，变量筛选前R²=0.61，RMSE=621.14 kg·hm^-2；经过变量筛选后模型精度有小幅度提升，R²达0.62，RMSE基本不变；二者精度均优于单因素模型，相比传统单因素最优回归模型，R²提高0.12，RMSE降低了80.95 kg·hm^-2。3）门源县AGB空间分布特征为西北部较高，东南部相对较低；大体呈中部高，四周低的分布状况。2019-2021年全县天然草地总产草量介于4.2827万~8.9776 万t，平均单产介于1063.49~1484.82 kg·hm^-2；草地类型以高寒草甸为主，2019-2021年产草量为4.0825万~5.6653 万t，平均地上AGB介于1060.38~1471.94 kg·hm^-2；山地草甸平均AGB为1036.81~1637.43 kg·hm^-2；温性草原平均AGB介于1198.72~1786.63 kg·hm^-2。

干旱区盐碱地食叶草根系形态分布适应策略研究

杨志新, 郑旭, 陈来宝, 于泳鑫, 张凤华, 李鲁华, 王家平

2022, 31(7):  15-27.  DOI: 10.11686/cyxb2021231

摘要 ( 378 )   HTML ( 13)   PDF (3213KB) ( 400 )  

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为明确食叶草根系应对盐碱胁迫表现的形态适应策略，采用剖面法对新疆石河子垦区盐碱地食叶草进行根系剖面采集，分析不同时期食叶草根系形态特征及空间分布规律，探究食叶草根系形态分布及对盐碱环境的适应策略。结果表明：食叶草根系显著降低了根系周围土壤电导率，与根长、根生物量增加显著正相关。随着土壤深度增加，根长、根生物量、根体积等指标呈现下降趋势，7-10月，0~20 cm土层根系生长最快，根体积增加了71.26%。水平距离上，25~35 cm内根系较5~25 cm生长缓慢，密集程度低，从而规避高盐区域并提高营养吸收能力。细根（d≤2 mm）是食叶草根长增加的主要体现，占总根长90%以上。食叶草根系在盐碱地中形成了抵抗胁迫并增强自身抗逆性的形态适应策略，主要表现为根系快速向深层拓展，距植株水平距离0~15 cm内侧根密集且快速增加。研究结果为干旱区盐碱地治理过程耐盐植物管理与配置提供依据。

紫色土埂坎典型草本根系摩阻特性对土壤含水率的响应

甘凤玲, 韦杰, 李沙沙

2022, 31(7):  28-37.  DOI: 10.11686/cyxb2021185

摘要 ( 281 )   HTML ( 4)   PDF (1682KB) ( 179 )  

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为进一步探索紫色土埂坎草本根-土界面摩阻特性与土壤含水率的关系，以紫色土埂坎常见稗草、马唐和牛筋草3种草本根系为研究对象，设置不同土壤含水率（5%、10%、15%、20%和25%），通过直剪和拉拔摩阻试验测定草本根-土复合体的摩阻特性指标（黏聚力、摩擦系数、最大抗拔力和抗拔强度），分析了土壤含水率对不同草本根-土界面摩阻特性的影响。结果表明：1）当含水率为15%和20% 时，根-土界面黏聚力达到较小值，而摩擦系数、最大抗拔力和抗拔强度达到较大值。2）3种草本根-土界面拉拔摩阻特性差异显著（P<0.01），牛筋草根-土界面平均最大抗拔力和抗拔强度分别是马唐的1.18和1.30倍，是稗草的1.14和1.10倍。3） 草本根-土界面间抗剪强度和垂直荷载的关系服从莫尔-库伦准则。当含水率为20%和25%时，根-土界面间抗拔力达到较大值。4）在相同垂直荷载和土壤含水率条件下，牛筋草根-土界面抗剪强度显著高于马唐和稗草（P<0.05）。由此可知，牛筋草根系能增强紫色土埂坎稳定性，其根系对埂坎的加固作用约在土壤含水率为15%时效果最佳。研究结果可为三峡库区紫色土埂坎固埂护坡草本植物的筛选提供参考。

锦鸡儿属植物功能性状与根际土壤细菌群落结构的关系

李媛媛, 徐婷婷, 艾喆, 周兆娜, 马飞

2022, 31(7):  38-49.  DOI: 10.11686/cyxb2021202

摘要 ( 419 )   HTML ( 13)   PDF (1846KB) ( 378 )  

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以不同地理种群的中间锦鸡儿和小叶锦鸡儿为研究对象，利用高通量测序技术，比较分析了2种锦鸡儿不同地理种群根际土壤细菌多样性、物种组成和丰度的差异及其与植物功能性状的关系，为深入理解锦鸡儿属植物适应干旱环境的微生物学机制提供数据支持。结果表明，2种锦鸡儿根际土壤细菌隶属于22门62纲131目185科304属。优势细菌门为变形菌门、酸杆菌门、拟杆菌门和放线菌门。在属水平上，根瘤菌属、鞘氨醇单胞菌属、RB41和芽孢杆菌属为优势属。中间锦鸡儿与小叶锦鸡儿根际土壤细菌多样性指数（Chao1、ACE、香农和辛普森指数）无明显差异，但主坐标分析表明2种锦鸡儿根际土壤细菌群落结构存在显著差异（P<0.05）。Mantel检验分析表明植物功能性状与根际土壤细菌群落结构存在显著相关性，且冗余分析显示株高、叶干物质含量、比叶面积、叶厚度和叶长是驱动根际土壤细菌群落结构构建的主要性状（P<0.05）。综上所述，中间锦鸡儿和小叶锦鸡儿根际土壤细菌群落结构存在显著性差异，且根际土壤细菌群落结构的变化受到植物性状的显著影响。

根际促生菌的筛选及其在尾矿改良中的应用

陈意超, 孙晓莹, 解智杰, 周攀, 张露, 高雪莉, 李东, 刘晓风

2022, 31(7):  50-63.  DOI: 10.11686/cyxb2021233

摘要 ( 299 )   HTML ( 14)   PDF (3739KB) ( 268 )  

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为探索经济高效且应用推广性强的尾矿改良和植被恢复措施，筛选了来自尾矿原生植被的根际促生菌，并将其组配形成混合促生菌液。采用盆栽试验，研究了混合促生菌液（B）、生物炭（C）和粪肥（F）及不同组合（BC、BF、CF、BⅠCF、BⅡCF，其中BⅠCF是三者复合处理；BⅡCF是在BⅠCF基础上增加1倍的混合促生菌液）对千叶蓍种子萌发和植株生长，根际微生物群落组成，矿砂养分、酶活性以及盆栽系统中的氮素转移和可利用磷、钾总量的影响。筛选得到4株具有固氮、溶磷、解钾、合成吲哚乙酸或分泌1-氨基环丙烷羧酸脱氨酶的根际促生菌，分别为KSB1、KSB2、KSB7和KSB21。盆栽试验结果表明：与CK（空白对照）相比，接种混合促生菌能够强化矿砂磷酸酶活性，并提高假单胞菌属和根瘤菌属在根际环境中的丰度；添加生物炭对矿砂养分和千叶蓍生长的影响有限；施用粪肥可促进千叶蓍生长，强化矿砂酶活性，显著提高蓝细菌属丰度（P<0.01）、盆栽系统氮素总量及可利用磷、钾总量。与单独施用粪肥（F）相比，接种混合促生菌+粪肥（BF）与添加生物炭+粪肥（CF）均能进一步提高部分千叶蓍生长指标和矿砂酶活性。此外，BF处理盆栽系统氮素总量增加了11.18%，可利用磷、钾总量分别增加了22.54%和22.00%；而CF仅有可利用钾总量增加了8.32%。BⅠCF和BⅡCF处理下各指标均高于其他处理，BⅡCF矿砂碱解氮、磷酸酶活性以及千叶蓍植株生物量等指标较BⅠCF有显著提高（P<0.05），且盆栽系统氮素总量增加了9.54%，千叶蓍植株钾总量增加了19.12%，蓝细菌属和假单胞菌属的相对丰度提高了51.96%和13.62%。试验条件下，直接接种促生菌或添加生物炭对尾矿基质改良和植被恢复效果不显著；施用粪肥对改善矿砂养分供给和促进绿垦作物千叶蓍的生长有关键作用；促生菌液和生物炭的功能发挥与粪肥的施用与否存在直接关系；BⅡCF处理是一种有效的矿砂改良措施，其中的多功能混合促生菌发挥了固氮、溶磷和解钾作用，并增强了千叶蓍对钾元素的吸收利用能力。

多菌灵在果园白三叶青贮中的降解及其对微生物群落的影响

戈建珍, 傅文慧, 张露, 蔺宝珺, 赵帅, 白玛噶翁, 寇建村

2022, 31(7):  64-75.  DOI: 10.11686/cyxb2021197

摘要 ( 289 )   HTML ( 4)   PDF (2020KB) ( 177 )  

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为了解白三叶青贮后不同浓度多菌灵农药的降解情况和果园喷施多菌灵对白三叶青贮过程中细菌多样性的影响，扩大具有农药残留的果园覆盖植物利用途径，在喷施不同浓度［2.0 （RU^-），2.5 （RU），3.0 g·L^-1 （RU⁺）］的多菌灵后进行白三叶青贮，以喷水为对照，发酵60 d。采用Miseq高通量测序技术，分别在青贮开始前、青贮第3和60天取样，对白三叶中细菌群落多样性进行研究。结果表明，青贮后多菌灵降解率达到59.6%以上，喷施量越高，降解率越高；多菌灵处理显著（P<0.05）增加了白三叶青贮发酵的乳酸、乙酸、丙酸含量，乳酸在多菌灵RU^-、RU、RU⁺浓度下分别增加了47.55%、63.24%、71.08%，乙酸分别增加了24.49%、44.90%、46.94%，丙酸分别增加了66.67%、187.50%、250.00%，有利于白三叶青贮饲料营养成分的保留；多菌灵喷施显著（P<0.05）改变了白三叶青贮菌群群落构成，增加了青贮的菌群丰度、多样性；多菌灵处理中乳球菌属、魏斯氏菌属、泛菌属、Rosenbergiella、假单胞菌属、寡养单胞菌属、肠杆菌属、芽孢杆菌属菌群丰度增加，不利于青贮发酵，但随着青贮时间的推移，寡养单胞菌属、肠杆菌属、芽孢杆菌属等菌群丰度减少。喷施多菌灵后有利于青贮发酵微生物菌群的丰度增加，对青贮发酵有害菌、多菌灵降解菌群丰度及青贮微生物多样性产生影响，青贮后多菌灵残留高于欧洲食品安全局规定的作物类动物饲料中农药最大残留量，达不到饲用标准。研究结果可为具有农药残留的白三叶青贮饲料的饲用安全性和果园覆盖植物资源的开发利用提供理论依据。

晾晒、添加物及不同温度对象草青贮发酵品质和微生物的影响

田静, 尹祥, 樊杨, 李鑫琴, 张建国

2022, 31(7):  76-84.  DOI: 10.11686/cyxb2021245

摘要 ( 393 )   HTML ( 17)   PDF (1907KB) ( 392 )  

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华南地区气候潮湿多雨，象草收获时水分含量高，单独青贮发酵品质较差。通过晾晒（水分含量由83.19%降至75.11%）、添加10%玉米粉或2%蔗糖，探究象草在不同温度（20、30和40 ℃）下青贮的发酵特性和微生物组成。研究结果表明：温度对象草各处理的青贮饲料的发酵品质有显著影响。晾晒后原材料的水溶性碳水化合物含量显著降低，青贮后发酵品质变差，尤其在30 ℃，pH达到5.85，乳酸含量只有1.56% DM，乙酸含量为2.10% DM，NH₃-N含量高达25.09% TN。对照和添加物处理的青贮饲料均随青贮温度升高，乙酸含量增加。晾晒后在20和30 ℃时青贮，产气量显著高于40 ℃或未晾晒处理。此外，象草青贮前的细菌多样性较丰富，青贮后主要是肠杆菌属和乳球菌属，尤其是20 ℃青贮的相对丰度较高，且晾晒处理在20和30 ℃青贮肠球菌属的相对丰度高于40 ℃。因此，在华南地区，象草原料中添加玉米粉或蔗糖可以降低环境温度对象草青贮发酵品质的不良影响，阴湿条件下晾晒未发挥积极效果。

瘤胃纤维素降解菌系对灭菌水稻秸秆结构性碳水化合物降解的影响

李君风, 赵杰, 唐小月, 代童童, 董东, 宗成, 邵涛

2022, 31(7):  85-95.  DOI: 10.11686/cyxb2021261

摘要 ( 277 )   HTML ( 7)   PDF (2459KB) ( 237 )  

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为了提高水稻秸秆的青贮发酵品质，本研究旨在从黑白花奶牛瘤胃中筛选出具有降解纤维素能力的兼性厌氧复合菌系，探讨其对水稻秸秆青贮过程中结构性碳水化合物降解及发酵品质的影响。试验采集了黑白花奶牛瘤胃内容物，经富集培养、刚果红染色初筛，耐酸诱导，滤纸降解复筛，酶活力测定，获得高效兼性厌氧纤维素降解复合菌系M6。试验设4个处理组：1）水稻秸秆直接自然青贮（CK）组；2）灭菌后水稻秸秆青贮（IRR）组；3）灭菌水稻秸秆接种复合乳酸菌（CLAB）青贮组；4）灭菌水稻秸秆接种复合菌系（M6）青贮组，分别于青贮3、6、15、45、60和90 d后开窖取样分析。结果表明，青贮3 d后，M6处理组pH始终低于其他各组，青贮第60天达到最低值（4.62）。青贮45 d后，M6处理组乳酸含量始终显著高于其他各组（P<0.05），且在青贮90 d达到最高值（23.90 g·kg^-1 DM）。青贮15 d后，中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和纤维素含量在M6组均显著低于其他各组（P<0.05），且在第90天达到最低值。青贮60 d后，IRR和M6组保持较高水平的水溶性碳水化合物含量，其次为CLAB组。综上所述，复合菌系M6在水稻秸秆青贮过程中具有降解粗纤维和促进乳酸发酵的作用，添加纤维素降解复合菌系可有效改善水稻秸秆青贮发酵品质，为青贮添加剂的研发与应用提供了理论依据。

康宁木霉固态发酵改善茶渣营养价值

崔艺燕, 李家洲, 田志梅, 邓盾, 鲁慧杰, 刘志昌, 容庭, 马现永

2022, 31(7):  96-110.  DOI: 10.11686/cyxb2021260

摘要 ( 255 )   HTML ( 5)   PDF (607KB) ( 176 )  

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本试验旨在研究康宁木霉固态发酵茶渣，提高茶渣营养价值，并筛选出最佳的发酵条件。用单因素试验优化发酵茶渣的基质比例（茶渣∶玉米粉=6∶4、7∶3、8∶2、9∶1）、料液比（3∶7、4∶6、5∶5、6∶4、7∶3）、接种量（2%、4%、6%、8%、10%）、发酵温度（25、28、31、34、37 ℃）和发酵时间（0、2、4、6、8、10、14、22 d）。以基质比例、发酵温度、接种量和发酵时间为影响因素，进行L9（3⁴）正交试验确定茶渣最优发酵条件。测定各组发酵产物粗蛋白质、粗脂肪、还原糖、黄酮、皂苷和咖啡因含量，计算各组合的综合评分。确定最优条件后进行对比试验，比较了发酵前后茶渣的营养成分、活性物质和游离氨基酸含量。结果表明：1）单因素试验中，以下条件的综合评分最高：基质比例为7∶3，料液比为5∶5，接种量为8%，发酵温度为31 ℃，发酵时间为6 d。2）正交试验表明，康宁木霉发酵茶渣（料液比为5∶5）的最佳条件是：基质比例为7.0∶2.5，发酵温度为31 ℃，接种量为7%，发酵时间为6或7 d。3）与未发酵茶渣相比，最优条件下发酵茶渣的粗蛋白质、还原糖、黄酮、咖啡因、多种游离氨基酸含量和必需氨基酸/总氨基酸、风味氨基酸/总氨基酸均显著提高（P<0.05），皂苷含量显著降低（P<0.001），粗脂肪含量与未发酵茶渣无显著差异（P>0.05）。发酵6和7 d的茶渣营养成分和活性物质含量无显著差异（P>0.05）。由此可见，康宁木霉发酵茶渣能够改善茶渣的营养价值。

全基因组水平蒺藜苜蓿CPP基因家族的鉴定及表达模式分析

田骄阳, 王秋霞, 郑淑文, 刘文献

2022, 31(7):  111-121.  DOI: 10.11686/cyxb2021215

摘要 ( 611 )   HTML ( 29)   PDF (4295KB) ( 397 )  

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CPP （cysteine-rich polycomb-like protein）基因家族是一类小转录因子，广泛存在于除酵母与原核生物外的各种生物体中，在植物生长发育及响应胁迫过程中具有重要作用。截至目前，CPP基因家族已在多个物种中被鉴定和研究，但在豆科模式植物蒺藜苜蓿中还未见报道。本研究采用生物信息学的方法，在蒺藜苜蓿中共鉴定出9个CPP基因。通过与3个物种CPP基因的蛋白序列构建系统发育树，将CPP基因分为3类，MtCPP成员与大豆的亲缘关系更接近。保守结构域分析表明MtCPP转录因子都具有1~2个CXC保守结构域。染色体定位分析得出，9个CPP基因分布在6条染色体上，并鉴定出2对旁系同源基因，均来源于片段重复事件。通过基因芯片技术检测MtCPP基因的表达模式结果显示，MtCPP基因的表达具有一定的时空特异性。MtCPP基因启动子中含有大量与激素以及胁迫相关的顺式作用元件，并且MtCPP2、MtCPP5、MtCPP6和MtCPP7基因具有响应干旱的表达特征，MtCPP2和MtCPP8基因具有响应盐胁迫的功能。该研究可为后期深入解析MtCPP基因家族功能和筛选参与苜蓿抗逆的MtCPP基因奠定基础。

两类新疆狗牙根抗旱基因型抗氧化酶保护系统及其基因表达差异分析

曾令霜, 李培英, 孙宗玖, 孙晓梵

2022, 31(7):  122-132.  DOI: 10.11686/cyxb2021178

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新疆狗牙根具发达的根状茎和细长的匍匐茎，在耐旱性方面表现出广泛的遗传变异特性，对抗旱型C138和不抗旱型C32狗牙根两个基因型进行自然干旱7 d后复水3 d处理，明确2个基因型在干旱胁迫及复水下抗氧化酶系统生理响应及基因表达水平上的差异。结果表明：干旱胁迫降低了狗牙根草坪表观质量、叶片相对含水量和叶绿素含量，电导率及丙二醛（malondialdehyde， MDA）含量升高，且C32较C138下降或升高更为明显。随干旱时间延长，狗牙根体内超氧阴离子自由基（O₂^·-）、过氧化氢（H₂O₂）、MDA含量均显著上升，且C32较C138升高更显著，而超氧化物歧化酶（superoxide dismutase， SOD）、过氧化物酶（peroxidase， POD）和过氧化氢酶（catalase， CAT）活性呈先升后降趋势，抗坏血酸过氧化物酶（ascorbate peroxidase， APX）活性呈增加趋势。抗旱型C138对比不抗旱型C32表现为SOD、POD、APX、DHAR和GPX等抗氧化基因高水平的表达，而不抗旱型C32较C138表现出高的脂质过氧化和低的抗氧化酶活性及基因表达水平；在复水过程中，POD活性在提高抗氧化能力及清除活性氧（reactive oxygen species， ROS）过程中起着至关重要的作用。干旱胁迫诱导抗氧化酶及其相关基因上调表达，增强了细胞内的抗氧化防御能力，有助于狗牙根维持细胞膜稳定性，延缓叶片的脱水，从而提高了狗牙根的抗旱能力。

紫花苜蓿与垂穗披碱草混播比例对其抗寒生长生理特征的影响

刘彩婷, 毛丽萍, 阿依谢木, 于应文, 沈禹颖

2022, 31(7):  133-143.  DOI: 10.11686/cyxb2021351

摘要 ( 378 )   HTML ( 19)   PDF (3672KB) ( 194 )  

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为探究混播群落中紫花苜蓿（MS）抗寒生长表型及对低温的响应特征，设置紫花苜蓿与垂穗披碱草4个混播比例（紫花苜蓿占比分别为100%、70%、50%和30%，即MS_100%、MS_70%、MS_50%和MS_30%）。在温室条件下，播种定苗经25 ℃育苗45 d后，转入15 ℃培养10 d，再转入5 ℃培养10 d，测定分析2个低温阶段混播群落中紫花苜蓿的生长抗寒生理指标。结果表明：从生长特征看，15 ℃阶段，MS_70%紫花苜蓿叶宽长比最小，MS_50%紫花苜蓿地上、地下和群落生物量最高，且紫花苜蓿根颈直径最大，分别较MS_100%和MS_70%高42.8%和46.8%；5 ℃阶段，紫花苜蓿地上、地下及群落生物量仍以MS_50%最高，MS_50%和MS_30%下紫花苜蓿的株高、分枝数、根颈直径、主根长度等表现较佳。从生理特征看，紫花苜蓿的根系较叶片对低温敏感，15 ℃阶段，MS_70%、MS_50%和MS_30%紫花苜蓿根系可溶性糖含量较MS_100%提高13.1%、25.2%和14.0%，MS_30%的根系脯氨酸含量比MS_100%高32.9%；5 ℃阶段，MS_50%紫花苜蓿根系可溶性糖含量最高，MS_50%和MS_30%可溶性蛋白及脯氨酸含量均高于MS_100%和MS_70%。基于紫花苜蓿生长生理特征综合评价及最优混播比例筛选得知，混播能提升紫花苜蓿生长生理特征对低温的适应，30%~50%的紫花苜蓿混播占比为研究区紫花苜蓿-禾草混播草地建植的适宜比例。

7种禾本科牧草抗旱性研究与评价

纪童, 蒋齐, 王占军, 季波

2022, 31(7):  144-156.  DOI: 10.11686/cyxb2021017

摘要 ( 393 )   HTML ( 11)   PDF (6364KB) ( 225 )  

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以7种多年生禾本科牧草（蒙古冰草-宁夏、蒙古冰草-内蒙古、沙生冰草、扁穗冰草、细茎冰草、格兰马草、老芒麦）为研究对象，系统分析了农艺性状（绿叶数和株高）收益与土壤水分收益的权衡关系，将权衡值（RMSD）与土壤含水量作为分位数模型变量，确定维持植物正常生长的土壤含水量的响应阈值，同时研究干旱胁迫下生理指标综合评价值，进行抗旱性评价。结果表明：1）干旱胁迫程度越高，牧草的绿叶数和株高受到的负面影响就越大；2）不同牧草对干旱胁迫的耐受程度和范围有差异，其中，细茎冰草和格兰马草的绿叶数-土壤含水量阈值分别为9.1%和9.7%，细茎冰草、格兰马草和蒙古冰草-宁夏的株高-土壤含水量阈值分别为4.6%、5.6%和13.0%，其余牧草分位数模型均未通过显著性检验；3）通过7项生理指标评价分析，7种多年生禾本科牧草抗旱性强弱表现为：蒙古冰草-宁夏>格兰马草>细茎冰草>蒙古冰草-内蒙古>沙生冰草>扁穗冰草>老芒麦；4） 综合土壤含水量阈值与抗旱生理评价，细茎冰草与格兰马草可作为中度干旱区的引选牧草。

种植密度与施氮对玉米/秣食豆间作系统饲草产量、品质和氮肥利用的影响

蒋紫薇, 刘桂宇, 安昊云, 石薇, 常生华, 张程, 贾倩民, 侯扶江

2022, 31(7):  157-171.  DOI: 10.11686/cyxb2021251

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2019和2020年在河西灌区进行玉米/秣食豆间作田间试验，设置7.5（D₁）、9.0（D₂）、10.5万株·hm^-2（D₃）3个青贮玉米种植密度，每个种植密度下设置0（N₁）、120（N₂）、240（N₃）、360 kg·hm^-2（N₄）4个施氮水平，探究种植密度与施氮对饲草产量、品质和氮肥利用的影响。结果表明，两年D₂和D₃处理的青贮玉米、秣食豆及总体的干草产量、粗蛋白产量显著高于D₁，N₃和N₄处理的青贮玉米及总体的干草产量、粗蛋白产量显著高于N₂和N₁。所有处理中，D₂N₃获得了最高的总干草产量，2019和2020年分别为36.16和30.31 t·hm^-2。两年随着密度的增加，青贮玉米、秣食豆及总体的粗蛋白、粗脂肪含量呈下降趋势，而粗灰分、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量呈增加趋势。随着施氮量的增加，总体粗蛋白、粗脂肪含量增加，而粗灰分、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量呈下降趋势。两年D₂处理下总体氮含量、氮吸收量和氮肥利用效率显著高于D₃，且D₂获得较高的氮肥农学效率。N₂、N₃、N₄处理的总体氮含量和氮吸收量显著高于N₁，N₃处理的氮肥农学效率和氮肥利用效率显著高于N₄。所有处理中D₂N₃获得最高的氮肥利用效率，2019和2020年分别为1.41和0.86 kg·kg^-1。因此，该处理是一种河西灌区青贮玉米/秣食豆间作系统适宜的田间管理措施，具有一定推广价值。

两种香花芥属植物叶片结构及光合特性研究

董梦宇, 王金鑫, 吴萌, 周子瑶, 程顺, 李彦慧

2022, 31(7):  172-184.  DOI: 10.11686/cyxb2021425

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以欧亚香花芥和河北雾灵山、塞罕坝的2个野生型雾灵香花芥为试验材料，研究其功能叶片的形态、解剖结构、色素含量、叶绿素荧光及光合参数，借助相关性和冗余分析的方法探究两种香花芥属植物叶片结构与光合生理的关系。结果表明：1）2个野生型雾灵香花芥的叶片结构和光合生理存在种内差异，其中雾灵山植株叶片加厚、叶面积增大，栅栏组织加厚，色素含量丰富，净光合速率高，而塞罕坝植株叶片厚、气孔密度大，海绵组织加厚，导管、筛管直径加粗，PSⅡ反应中心活性参数高，蒸腾速率强；欧亚香花芥的叶表毛状体分布密集，栅海比高，色素含量丰富，净光合速率及水分利用效率高，均优于2个野生型雾灵香花芥。2）两种香花芥属植物叶片结构性状与光合生理参数间存在较强相关性，借助冗余分析筛选出栅海比、海绵组织厚度、表皮毛密度、组织结构疏松度、叶面积、导管直径、栅栏组织厚度和维管束直径等对光合生理有重要影响的叶片结构参数，其中栅海比达到显著水平（P<0.05），是两种香花芥属植物生态适应性及资源获取的主要驱动因素。总的来说，两种香花芥属植物均在引种地长势良好，具备一定的园林开发基础；同时栅海比可作为香花芥属植物筛选高光效优良种质的重要参考指标。

种子引发对甜高粱角质层蜡质及其抗性的影响

姚露花, 綦才, 杨建峰, 郭彦军

2022, 31(7):  185-196.  DOI: 10.11686/cyxb2021487

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种子引发是一种可有效提高植物抗性及产量的方法，但引发是否可以调节作物生长期角质层蜡质沉积，从而参与植物抗性，目前尚不清楚。以甜高粱为试验对象，其种子用15% 聚乙二醇（PEG）、150 mg·L^-1水杨酸（SA）、20 mg·L^-1 脱落酸（ABA）、5 mg·L^-1 赤霉素（GA）或水进行引发处理，之后在田间种植（2020年），分析测定了不同生长阶段（苗期、拔节期、抽穗期、成熟期）叶片角质层蜡质含量、叶片失水率、叶绿素浸提率；收获的种子进行第二年种植（2021年），分析种子引发对植株叶片角质层蜡质的跨代效应。结果表明，PEG、SA和ABA引发分别显著增加苗期蜡质总量57.6%，50.8%和80.3%。引发也可增加不同生育期蜡质烷烃组分的含量，其中，ABA引发效果显著，分别显著增加苗期、抽穗期与成熟期烷烃含量58.7%、35.5%和36.5%。具有不同碳链长度的蜡质组分丰度同样受引发影响，特别是C₂₇、C₂₉、C₃₃烷，C₂₈~C₃₂醛与C₂₈醇相对丰度。与此同时，引发后高粱叶片相对含水量增加，叶片失水率、叶绿素浸提率均下降。综合分析认为，PEG、SA和ABA引发均可起到调节作物角质层蜡质沉积、提高角质层抗性的作用。此外，种子引发对蜡质合成的影响具有跨代“记忆”，可为生产中培育抗性品种提供新方法。

基于多光谱成像技术快速无损检测紫花苜蓿人工老化种子

王雪萌, 何欣, 张涵, 宋瑞, 毛培胜, 贾善刚

2022, 31(7):  197-208.  DOI: 10.11686/cyxb2021198

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种子老化是影响种子生产和储藏的重要因素，给农业生产带来了严重的经济损失，已成为影响种子活力中最具威胁性的因素之一。老化种子的检测以及种子老化后发芽情况的鉴定对种子生产具有重要意义，但目前常用的检测手段都是一次性、破坏性的。因此，一种快速、无损的种子老化和发芽检测方法不仅是研究的需要，也是种子行业进行种子检测分选所急需的。利用多光谱成像技术，采集紫花苜蓿种子的形态和光谱特征数据，利用LDA（线性判别分析）、SVM（支持向量机）和nCDA（归一化标准判别分析）3种多元分析方法，对不同老化程度苜蓿种子及其发芽情况分别进行分类和预测。结果表明，不同老化程度种子平均光谱反射率在470~660 nm处出现了明显的区别。LDA可以区分老化种子和未老化种子（准确度93.0%~97.7%），也可以区分不同老化程度的种子（准确度75.3%~91.7%），且均高于SVM的分类结果（准确度分别为92.4%~94.9%和68.7%~78.8%）；nCDA对老化种子进行区分的准确度高达88%~98%。同时，LDA可以准确预测发芽种子和不发芽种子，准确度可达98.7%，高于SVM的92.1%；nCDA预测老化种子发芽准确度达到了90%~99%。本研究证明了多光谱成像与分析技术不仅可以区分老化种子，也可以预测种子的发芽。上述结果证实多光谱成像技术结合多元分析为高效无损检测苜蓿种子活力提供了新途径，具有良好的应用前景。

紫云英腐解液对牛筋草种子萌发及幼苗生长的影响

刘思林, 陈俊雪, 杨阳, 陈中文, 卢玲玲, 牟英辉

2022, 31(7):  209-219.  DOI: 10.11686/cyxb2021188

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为探讨不同腐解天数及不同浓度梯度紫云英的腐解液对牛筋草种子萌发及二叶期幼苗生长的影响，以牛筋草种子为材料进行发芽试验，测定发芽率等6个生理指标。采用不同浓度的紫云英腐解液对二叶期幼苗进行灌根处理，测定牛筋草叶片的保护酶活性、脯氨酸（Pro）和丙二醛（MDA）含量。结果表明：相同浓度腐解液处理条件下，随着腐解天数的增加，腐解液对牛筋草的抑制作用增强；腐解液对牛筋草的化感作用存在“低促高抑”的现象；当腐解时间超过2 d，腐解液处理浓度达到80%时，能100%抑制牛筋草种子萌发。牛筋草幼苗的超氧化物歧化酶（SOD）活性随着腐解液浓度升高而下降；过氧化物酶（POD）在低浓度腐解液处理时酶活性下降，浓度大于30%时酶活性升高；过氧化氢酶（CAT）活性在30%腐解液浓度内随着浓度升高而升高，80%时活性下降。当腐解液浓度≥2%时，随着腐解液浓度的增加，牛筋草叶片MDA、Pro及过氧化氢（H₂O₂）含量增加。综上所述，紫云英腐解液对牛筋草种子萌发及幼苗生长具有显著的抑制作用。由此可见，紫云英腐解物具有抑制杂草生长的潜力，研究结果可为发掘紫云英中抗杂草活性物质提供参考。

钙盐胁迫对3份葛藤种质种子萌发及幼苗生理特性的影响

谢文辉, 黄莉娟, 赵丽丽, 王雷挺, 赵文武

2022, 31(7):  220-233.  DOI: 10.11686/cyxb2021229

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为探明葛藤对喀斯特山区土壤富钙环境的适应机制，以3份不同产地葛藤种质种子为试验材料，采用室内模拟试验，研究不同浓度（0、50、100、150和200 mmol·L^-1 CaCl₂）钙盐胁迫对3份葛藤种质种子萌发、幼苗生长、渗透调节物质、抗氧化酶系统及植物内源激素的影响。结果表明，随钙盐胁迫浓度升高，澳大利亚（AUS）和江苏（JS）种质种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数均显著降低，种子萌发率、萌发速度及种苗生活力均受到显著抑制（P<0.05），湖南（HN）种质在胁迫浓度为100 mmol·L^-1时，种子发芽率、发芽势、发芽指数升高；3份葛藤种质幼苗叶长、叶宽、株高和生物量显著降低；叶片丙二醛（MDA）含量和相对电导率均显著升高；叶片脯氨酸（Pro）、可溶性糖含量和超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）活性均先增后降；AUS和HN种质叶片过氧化物酶（POD）活性先增后降，JS种质表现为显著上升；HN和JS种质叶片抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性显著升高，AUS种质则表现为先升后降；3份葛藤种质叶片脱落酸（ABA）、生长素（IAA）、赤霉素（GA₃）、玉米素（ZT）（除JS种质）含量均先增后减。0~50 mmol·L^-1 CaCl₂胁迫对3份葛藤种质种子萌发及幼苗生长抑制不显著，150~200 mmol·L^-1 钙盐胁迫显著抑制3种葛藤种子萌发及幼苗生长，HN种质种子依靠种子休眠抵御钙盐胁迫，说明葛藤幼苗对低钙盐胁迫具有一定的耐受性。中高钙盐浓度胁迫时，葛藤幼苗通过提高自身渗透物质含量、增强抗氧化酶活性、增加部分激素含量、改变地上地下生物量等方式积极调节自身生理代谢， 以适应高钙盐环境。结合隶属函数和主成分分析，除Pro含量和APX活性外，其余指标均可作为评价3份葛藤种质耐盐性的主要指标，3份种质的耐盐性大小顺序为JS>HN>AUS。