高寒混播草地优势草种生态位与种间竞争力分析

为了探究高寒混播草地最优牧草配置,以上繁草'同德’短芒披碱草(Elymus breviaristatus'Tongde’,A),垂穗披碱草(Elymus nutans,B),'同德’老芒麦(Elymus sibiricus'Tongde’,D),'青牧1号’老芒麦(Elymus sibiricus'Qingmu No1’,E)、下繁草'同德’小花碱茅(Puccinellia distans'Tongde’,C),'青海’草地早熟禾(Poa pratensis L.'Qinghai’,F),'青海’冷地早熟禾(Poa crymophila'Qinghai’,G),'青海’扁茎早熟禾(Poa pratensis var.ancepsGaud.'Qinghai’,H)为试验材料,以种间竞争力(Competition ratio,CR)与相对产量总和(Relative yield total,RYT)为评价方法,测定牧草生物量。结果表明：下繁草竞争力小于上繁草;混播牧草数(Number of mixed herbage,NMH)为2时,B竞争力最强;NMH为3时,存在2种上繁草的组合RYT大于1;单播时C和A生态位宽度最大,混播后杂类草生态位宽度降低,D和E,C重叠度最高,A与F,G,H重叠度最低;高寒混播草地中优选牧草组合有B+E,B+D,E+H,A+C+D,B+C+D,建议慎选牧草组合为C+D,D+E,F+G,F+H,F+G+H。     

人工调控对禾草混播草地群落特征的影响

在三江源区的"黑土滩"退化草地上,以当地野生驯化牧草,垂穗披碱草(Elymus nutans Griseb)、青海草地早熟禾(Poa pratensis L. cv. Qinghai)、青海中华羊茅(Festuca sinensis Keng cv. Qinghai)、青海冷地早熟禾(Poa crymophila Keng cv. Qinghai)、碱茅(Puccinellia distans(L.) Prarl)和西北羊茅(Festuca kryloviana Reverd.)为种源,设人工调控和对照2组处理,每组处理6个混播组合,探索不同草种组合和调控措施下人工群落的生产力与稳定性.2006-2008年试验表明:人工调控各组合群落的高度、盖度和植物量均显著高于对照,组合群落中禾草植物量第2、3年分别比相应对照组合高1倍和2倍以上,群落结构和稳定性显著高于对照;不同品种搭配下,混播组合群落的高度、盖度和植物量高于垂穗披碱草单播群落,第3年的群落植物量和禾草植物量比例均高于单播群落,随着组合草种增加,混播群落对环境条件的适应性增强,群落中禾草与杂类草的竞争力显著增强,群落稳定性提高;综合比较,初步确定以垂穗披碱草+青海草地早熟禾+青海中华羊茅+青海冷地早熟禾+碱茅+西北羊茅和垂穗披碱草+青海草地早熟禾+青海中华羊茅+青海冷地早熟禾为三江源区"黑土滩"退化草地建植混播人工草地的合理组合.同时,合理的草地管理有利于提高人工草地的生产力,延长草地利用年限.     

种植方式对青海湖流域人工草地植被和土壤养分特征的影响

为探究多年生人工草地在青海湖流域的适应性和稳定性,本研究以青海草地早熟禾(Poa pratensis. Qinghai)和青海中华羊茅(Festuca sinensis. Qinghai)单播及混播人工草地为研究对象,分析不同种植方式下人工草地植被和土壤养分特征的变化。结果表明：青海草地早熟禾+青海中华羊茅混播草地和青海草地早熟禾单播草地的生物量和盖度高于青海中华羊茅单播草地,且在生长旺期(8月),青海草地早熟禾+青海中华羊茅混播草地生物量最高,为586.2 g·m^-2;青海草地早熟禾单播、青海中华羊茅单播和青海草地早熟禾+青海中华羊茅混播草地间土壤有机质、全氮、全磷、硝态氮、铵态氮和土壤含水量在相同土壤深度下差异不显著,但土壤氮、磷及有机质间存在显著的相关性。综上所述,在青海湖流域建植青海草地早熟禾+青海中华羊茅混播型人工草地可以获得较高的产量,但需在种植和管理过程中协调好土壤氮、磷间的关系。     

老芒麦与草原2号苜蓿混播试验

研究老芒麦与草原2号苜蓿在不同混播方式下种群的生长高度、茎/叶、叶面积指数及产草量的积累动态。结果表明:老芒麦和草原2号苜蓿高度的生长模式不受单播、混播的影响,其增长曲线为H=at2 bt c;生物量积累动态模式符合幂函数W=cta。老芒麦与草原2号苜蓿组合以3∶1混播,种群的茎/叶较之其他几种播种方式下的种群茎/叶要小。单播草原2号苜蓿的叶面积指数最大,混播组合居中;单播老芒麦的叶面积指数最小。人工草地较天然群落有显著的增产作用。混播人工草地比单播人工草地又有明显的增产效应,其中老芒麦与草原2号苜蓿以3∶1的混播组合又比其他混播组合有很明显的增产现象。营养成分里的粗蛋白在单播草原2号苜蓿中的含量最高,在单播老芒麦中的含量最低。混播组合的粗蛋白质含量介于这二者之间。     

老芒麦与草原2号苜蓿混播试验

研究老芒麦与草原2号苜蓿在不同混播方式下种群的生长高度、茎／叶、叶面积指数及产草量的积累动态。结果表明：老芒麦和草原2号苜蓿高度的生长模式不受单播、混播的影响，其增长曲线为H=at^2 bt c；生物量积累动态模式符合幂函数W=ct^a。老芒麦与草原2号苜蓿组合以3：1混播，种群的茎／叶较之其他几种播种方式下的种群茎／叶要小。单播草原2号苜蓿的叶面积指数最大。混播组合居中；单播老芒麦的叶面积指数最小。人工草地较天然群落有显著的增产作用。混播人工草地比单播人工草地又有明显的增产效应，其中老芒麦与草原2号苜蓿以3：1的混播组合又比其他混播组合有很明显的增产现象。营养成分里的粗蛋自在单播草原2号苜蓿中的含量最高。在单播老芒麦中的含量最低。混播组合的粗蛋白质含量介于这二者之间。     

高寒地区6种禾本科牧草对低温胁迫的生理响应及耐寒性评价

为筛选出耐寒性强的禾本科牧草品种,研究了青牧一号老芒麦(Elymus sibiricus ‘Qingmu No.1’)、同德老芒麦(E. sibiricus ‘Tongde’)、同德短芒披碱草(E. breviaristatus ‘Tongde’)、青海冷地早熟禾(Poa crymophila ‘Qinghai’)、青海扁茎早熟禾(P. pratensis var. anceps Gaud ‘Qinghai’)和青海中华羊茅(Festuca sinensis ‘Qinghai’)幼苗生理特性对低温胁迫的响应,并通过隶属函数法对其耐寒性进行了综合评价。结果表明:1)低温胁迫对6种禾本科牧草的生长产生不同程度的抑制,其中,青海冷地早熟禾鲜重降幅最小,青牧一号老芒麦的干重降幅最小。2)低温胁迫下,6种禾本科牧草叶绿素含量较对照有不同程度的下降,而超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)活性、丙二醛(malondialdehydem, MDA)含量、可溶性糖含量和脯氨酸含量均呈现不同程度的增加趋势。3)运用隶属函数法的综合评价表明,6种禾本科牧草耐寒性强弱依次为青牧一号老芒麦青海中华羊茅青海冷地早熟禾青海扁茎早熟禾同德短芒披碱草同德老芒麦。综上可见,青牧一号老芒麦为上述六种禾本科牧草中耐寒性最强的牧草。     

乡土物种补播对青藏高原高寒草甸群落稳定性的影响

为了探究高寒草甸天然草地补播乡土物种对草地群落稳定性的影响，本试验以垂穗披碱草（Elymus nutans）、异针茅（Stipa aliena）、中华羊茅（Festuca sinensis）、溚草（Koeleria cristata）、星星草（Puccinellia tenuiflora）、扁蓿豆（Melissitus rutenica）、冷地早熟禾（Poa crymophila）为试验材料，设置5种混播组合，于2017年在青海省贵南县天然草地上进行补播。试验采用方差比率法（Variance ratio，VR）、M.Godron贡献定率法（Contribution law）以及生物量稳定性分析方法，结果表明：5种组合补播后使得群落联结性降低、生物量稳定性增大，群落整体稳定性增强，正向着稳定方向发展；5种组合中，组合D （扁蓿豆+星星草+垂穗披碱草+异针茅+溚草）的生物量稳定性最大，是对草地恢复最有效的物种组合。本试验筛选出了对草地生态修复最有效的物种组合，为草地保护及利用提供了科学依据。     

高寒矿区渣山坡向对恢复植物叶片养分重吸收的影响

植物叶片养分重吸收是植物适应生境胁迫的重要机制。本试验以高寒矿区渣山阳坡、山顶平地和阴坡上播种的恢复植物老芒麦（Elymus sibiricus）、冷地早熟禾（Poa crymophila）和小花碱茅（Puccinellia tenuiflora）生长旺盛期的成熟叶片及凋亡期的衰落叶片为研究对象,测定不同坡向,不同时期的叶片氮磷含量,研究坡向对恢复植物叶片氮、磷重吸收效率的影响。结果表明：从阳坡、平地到阴坡,恢复植物成熟叶片养分含量以及养分重吸收效率逐渐降低;阳坡上老芒麦,平地上冷地早熟禾以及阴坡上小花碱茅的衰落叶片氮含量较低而氮素重吸收效率较高;恢复植物氮素重吸收效率均显著高于磷素重吸收效率,且此效应在阴坡上显著高于阳坡和平地。在高寒矿区渣山恢复中,应依据坡向差异选择养分重吸收效率较高的恢复物种,如阳坡上适宜播种老芒麦和冷地早熟禾,平地上适宜播种冷地早熟禾,阴坡上适宜播种小花碱茅,有助于提升渣山受损生态系统的恢复效率。     

农牧交错带退耕还草对土壤有机质和氮的影响

在农牧交错带地区对退耕还草的草地进行土壤分析并与春小麦地比较,研究牧草对土壤有机质和氮含量的影响.结果表明,播种第2年(生产第1年),草地0～20 cm土壤有机质和全氮含量比小麦地有明显改善;单播和混播草地,播种第3年(生产第2年)较第2年土壤有机质和全氮含量均有增加,混播牧草改善土壤氮的效果比单播牧草更显著;老芒麦、无芒雀麦单播以及老芒麦 无芒雀麦混播可以明显改善土壤有机质;老芒麦 无芒雀麦、老芒麦 冰草3∶1的混播比例可以有效地增加土壤硝态氮含量.     

黑土滩混播人工草地种间竞争力的研究

文章在＂黑土滩＂退化草地上,通过对多种牧草的混播组合试验,研究了＂黑土滩＂混播人工草地种间竞争的动态关系。通过4年的试验观测表明：合理的混播组合及适当的草地管理,能有效地提高人工植被的牧草产量。并且随着生长年限的延长,各组合的相对产量总和（RYT）逐渐增大,种植当年种间竞争大于种内竞争（RYT〈1）,环境资源仍有一定的利用空间;第2~4年种间竞争小于种内竞争（RYT〉1）,各牧草的生态位发生了不同程度的分离。＂垂穗披碱草＋青海草地早熟禾＋青海中华羊茅＋青海冷地早熟禾＂和＂垂穗披碱草＋青海草地早熟禾＋青海中华羊茅＋青海冷地早熟禾＋碱茅＂混播组合能获得相对稳定的群落。     

高寒牧区多年生牧草种间竞争的动态研究

在青藏高原地区，用替代试验（相同密度400粒，平方米下，5种播种比例，6次刈割）研究老芒麦（无芒雀麦）＋扁蓿豆混播草地种间竞争的动态变化，结果表明，老芒麦（无芒雀麦）在混播群落中其竞争力一直超过扁蓿豆，扁蓿豆处于竞争劣势地位。     

高寒牧区多年生牧草种间竞争的动态研究

在青藏高原地区,用替代试验(相同密度400粒/平方米下,5种播种比例,6次刈割)研究老芒麦(无芒雀麦)+扁蓿豆混播草地种间竞争的动态变化,结果表明,老芒麦(无芒雀麦)在混播群落中其竞争力一直超过扁蓿豆,扁蓿豆处于竞争劣势地位。     

宁夏引黄灌区2个苜蓿品种不同行比混播模式研究

试验采用单因素随机区组设计,探讨了宁夏引黄灌区滴灌条件下苜蓿(Medicago sativa)品种‘三得利’与‘巨能7’单播及以1∶1,1∶2,1∶3行比混播对草地生产性能、品质的影响,并利用主成分分析方法(Principal component analysis,PCA)进行综合评价,以期得到该区域2个苜蓿品种混播的最佳模式。结果表明:各处理模式苜蓿的株高、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、粗蛋白含量无显著差异;‘三得利’与‘巨能7’以1∶1行比混播模式4茬平均一级分枝数、茎粗、粗脂肪和干草总产量均高于其它播种模式,其干草产量高达16.15 t·hm^-2,分别比‘三得利’、‘巨能7’单播增加了11.16%,9.47%;‘三得利’与‘巨能7’以1∶1行比混播茎叶比和粗灰分含量相对最低,1∶3行比混播相对饲喂价值最高,为184.97,显著高于‘巨能7’单播(P<0.05)。经PCA分析评价,‘三得利’与‘巨能7’以1∶1行比混播牧草综合性状最好,可在宁夏引黄灌区滴灌条件下推广应用。     

低温胁迫对不同早熟禾品种糖酵解代谢及其相关基因表达的影响

为了探究青海扁茎早熟禾（Poa pratensis var.anceps cv.Qinghai,PQ）糖酵解代谢与其耐寒性的关系,以对温度敏感的草地早熟禾‘巴润’（Poa pratensis ‘Baron’,PB）为对照,在人工气候培养箱中模拟低温（0℃）胁迫,并测定2种材料的细胞膜伤害情况及与糖酵解途径相关的指标。结果表明：低温胁迫下,PQ的细胞膜损伤程度显著低于PB,表现出较强的抗寒性;同时,低温胁迫可引起PQ中可溶性糖、蔗糖、果糖和丙酮酸含量的上升,且显著高于PB;低温胁迫下,PQ的己糖激酶（Hexokinase,HxK）、磷酸果糖激酶（Phosphofructokinase,PFK）和丙酮酸激酶（Pyruvatekinase,PK）活性均显著提高,其中HxK和PFK对低温反应更敏感;PQ中上述3种关键酶对应编码的PpHxK、PpPFK和PpPK基因的相对表达量在低温胁迫下也明显被诱导上调,且上调幅度均高于PB。以上结果表明,PQ在低温胁迫下可以有效调控糖酵解代谢,进而促进糖类及丙酮酸的积累与分解,以缓解低温胁迫对其造成的伤害。     

播种方式对紫花苜蓿+无芒雀麦人工草地浅剖面土壤C、N分布及储量的影响

采用分层取样法研究了两年生单播紫花苜蓿、单播无芒雀麦、隔行混播和同行混播人工栽培草地土壤碳、氮含量及分布状况。结果表明,在牧草生长时期,单播紫花苜蓿草地土壤容重最大,单播无芒雀麦草地容重最小;0～40cm土层土壤有机碳含量以单播紫花苜蓿草地最大,其次为隔行混播草地,二者与单播无芒雀麦草地、同行混播草地间差异达极显著水平(P＜0.01);土壤全氮含量为单播无芒雀麦草地最低,其他处理间无显著差异(P＞0.05);在0～40cm全剖面,单播紫花苜蓿草地有机碳储量最大,为46.98t/hm²,隔行混播草地次之,为44.77t/hm²,二者显著高于同行混播草地(38.75t/hm²)及单播无芒雀麦草地(36.37t/hm²)(P＜0.05)。     

高寒退化禾本科混播草地地下芽库特征与群落持续性初探

为探明多年生不同混播组合草地退化后的群落稳定性和可持续性,本研究以祁连山金强河地区22年前建植的6种混播草地为研究对象,对草地群落结构及地下芽库构成进行调查分析。结果表明：4组分混播草地能够较好的保留建植种的地下芽,且以建植种分蘖芽为主,而3组分混播草地地下芽主要由侵入种的分蘖芽、根茎芽、根颈芽和根蘖芽构成,建植种芽密度占比较低;分蘖芽密度与建植种植物盖度、密度和地上生物量正相关,根茎芽、根颈芽、根蘖芽密度与侵入种植物盖度、密度和地上生物量正相关。其中,混播组合“冷地早熟禾(Poa crymophila)+多叶老芒麦(Elymus sibiricus)+无芒雀麦(Bromus inermis)+扁穗冰草(Agropgyron cristatum)”草地地下芽结构最优,可适当延长混播草地使用年限,是适宜青藏高原高寒地区的混播草种组合。     

混播比例对三江源人工草地植被和土壤养分特征的影响

建植混播人工草地是修复三江源黑土滩退化草地的有效措施，但不同混播比例下植被和土壤养分特征的变化尚不明确。以垂穗披碱草、中华羊茅和青海草地早熟禾分别按1∶1∶1（M₄），2∶1∶1（M₅），1∶2∶1（M₆），1∶1∶2（M₇），2∶2∶1（M₈），2∶1∶2（M₉）和1∶2∶2（M₁₀）建植混播人工草地，并以各组分单播为对照，研究生产力、物种多样性、超产效应、多样性净效应（包括互补效应和选择效应）和土壤养分特征的变化，并采用多准则决策模型-TOPSIS进行综合评价，以筛选最佳混播比例，以期为三江源退化草地生态修复提供科学依据。结果表明：混播处理地上生物量显著高于中华羊茅和青海草地早熟禾单播的生物量，但显著低于垂穗披碱草单播处理，混播处理地上生物量在M₅、M₈、M₉和M₁₀处理较高。而地下生物量在混播处理间无显著差异。混播处理中，仅M₅、M₈、M₉和M₁₀处理存在超产，达40.4~71.1 g·m^-2。M₄和M₆处理的多样性净效应均小于0，说明由于物种竞争导致群落减产。而M₇~M₁₀混播处理的多样性净效应均大于0，说明物种生态位的互补使得群落高产。M₈和M₉处理中互补效应和选择效应共同主导了超产效应，而M₅和M₁₀处理中主要由互补作用主导超产效应。表层土壤的有机质、全氮、全磷、速效磷和速效钾含量在M₆、M₇和M₁₀混播处理中较高。TOPSIS模型综合评价表明，M₁₀混播处理不但可保持较高的生产力，还可显著提高土壤的养分含量，是三江源区人工草地建植的理想混播比例。     

高原根茎型优质草种“青海扁茎早熟禾”的驯化选育

以青海湖地区野生采集的扁茎早熟禾为材料,以适应性强、抗寒、耐旱、饲用价值较高、生产性能好为驯化选育目标,经多年混和选择,驯化选育而成青海扁茎早熟禾(Poa pratensis L. var. ancepsGaud. cv. Qinghai)。选育的青海扁茎早熟禾根茎发达、抗寒、耐旱、适应性强、饲用价值较高;与野生栽培扁茎早熟禾相比,具有产量高、成熟早、青绿期长、种子脱落少等优点;青海扁茎早熟禾适宜在青藏高原海拔2000~4200 m,年降水量400 mm的高寒地区旱作种植,且能安全越冬,青海扁茎早熟禾营养丰富、草质柔软,在青藏高原高寒地区开花期平均风干草产量达4484.8 kg/hm2,成熟期平均种子产量达422.1 kg/hm2。     

江河源区人工草地群落特征、多样性及其稳定性分析

对江河源区人工草地群落特征、多样性及其稳定性的研究结果表明,不同处理草地植物群落的物种丰富度、多样性、均匀度指数因时间和空间的变化而有明显的差异,群落演替从5龄到6龄,各群落丰富度和多样性指数增加,生物生产量降低,群落相似性系数增大.5龄老芒麦 早熟禾混播人工草地(LP5)群落的地上生物量最高(379.6 g/m2),老芒麦单播(ES5)居中(323.4 g/m2),对照组(CKF5和CK5)最低(124.3和118.6 g/m2).6龄植物群落地上生物量依次为原生植被 封育(VP6,310.1 g/m2)>老芒麦 早熟禾混播(LP6,216.3 g/m2)>老芒麦单播(ES6,190.8 g/m2)>对照(CK6,88.7 g/m2).群落间相似性系数的变化说明,单播(ES)与混播(LP)人工草地群落有趋同演化的趋势.人工草地群落随着结构的复杂化,与对照群落间的相似性提高,说明群落处于退化演替阶段,物种丰富度和多样性增大,群落稳定性提高.     

播种方式对人工草地土壤有机碳氧化稳定性和化学结合形态的影响

采用分层取样法研究了两年生单播紫花苜蓿、单播无芒雀麦、隔行混播和同行混播人工栽培草地土壤有机碳氧化稳定性和化学结合形态。结果表明,在牧草生长时期,0～40 cm土壤有机碳含量以单播紫花苜蓿草地最高,其次为隔行混播草地,二者与单播无芒雀麦草地、同行混播草地间差异极显著 (P＜0.01);有机碳氧化稳定系数以隔行混播草地最大(1.27),同行混播草地次之(1.16),二者与单播紫花苜蓿草地(0.99),单播无芒雀麦草地(0.94)间差异极显著 (P＜0.01),说明混播有利于土壤有机碳的稳定;有机碳化学结合方式上均以铁铝键结合为主,各处理不同层次铁铝键结合有机碳均极显著高于钙键结合有机碳(P＜0.01)。