持续干旱下四种地被植物对土壤水分利用的比较研究

于2010年6～11月期间利用盆栽试验研究了持续干旱胁迫对德国景天、中华景天、早开堇菜、草地早熟禾四种地被植物种群的日均蒸腾量及其动态、萎蔫系数、土壤水分利用率、耗水指数的影响。结果表明:两种景天种群的日均蒸腾量都显著低于草地早熟禾和早开堇菜,存活时间都远远大于后两种植物。德国景天、中华景天、草地早熟禾种群的萎蔫系数无显著差异,三者均显著低于早开堇菜。景天种群的平均土壤水分利用率为72.35%,显著高于早开堇菜。德国景天、中华景天的耗水指数显著低于其他两种植物,不同植物的抗旱性为德国景天>中华景天>早开堇菜>草地早熟禾。     

不同草种草坪蒸散量及各草种抗旱性的研究

对草地早熟禾（午夜）、高羊茅（交战2号）、多年生黑麦草（百客来）、狗牙根（普通型）及结缕草（青岛结缕草）等5种常见草坪草草坪的蒸散量及各草种的抗旱性进行了对比试验研究，发现在土壤水分充足时，冷地型草草坪的蒸散量显著比暖地型草草坪的高（P＜0.01）；3种冷地型草草坪间的差异较小；狗牙根草坪的蒸散量显著比结缕草草坪的高（P＜0.01）。在水分胁迫条件下，暖地型草的抗干旱胁迫能力明显比3种冷地型草坪草的高。黑麦草与高羊茅的耗水量大，土壤含水量变幅大，土壤水吸力值高，叶片相对含水量及水热下降快，萎蔫早，保水性比草地早熟禾的差；在开始萎蔫时高羊茅根系的吸水能力更强，说明它具有更高的抗干旱胁迫能力。     

6种冷季型草坪草抗旱性比较研究

为了明确6种草坪草(紫羊茅、高羊茅、羊茅、草地早熟禾、大青山早熟禾和少叶早熟禾)的抗旱性强弱顺序,试验在对照(30%~20%)、轻度干旱(20%~15%)、中度干旱(15%~10%)、重度干旱(10%~5%)4个水分胁迫梯度下,对6种冷季型草坪草的可溶性蛋白(SP)、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的变化情况进行了测定。结果表明:随着干旱胁迫程度的加剧,6种草坪草的SP和MDA含量均呈现上升趋势,干旱胁迫由中度干旱改为重度干旱时MDA含量趋于下降;而随着干旱胁迫由轻度转至重度,SOD、POD和CAT活性呈现先升高后降低的变化趋势;运用隶属函数对6种草坪草抗旱性进行比较,得出抗旱性强弱次序为紫羊茅少叶早熟禾高羊茅草地早熟禾羊茅大青山早熟禾。     

坡向和建植年限对冷季型混播护坡草坪重要值和生物量退化的影响

以3个坡向(半阴坡EN 40°,阳坡WS 33°,阴坡WN 29°)上,由高羊茅、多年生黑麦草和草地早熟禾建成的混播护坡草坪为对象,建成1～5年连续测定3草种的重要值和相对生物量,研究坡向和建植年限对冷季型混播护坡草坪退化速率的影响.结果 表明:1)坡向和建植年限对草坪草重要值和生物量退化速率总值有显著影响,建植年限是影响的主要因素,建植年限和坡向间的互作次之,坡向影响较小;2)3种草的重要值和生物量退化速率在建植年限间、坡向间有显著差异,坡向间重要值退化速率为多年生黑麦草＞总值＞高羊茅＞草地早熟禾,建植年限间重要值退化速率为总值＞多年生黑麦草＞草地早熟禾＞高羊茅,坡向间和建植年限间相对生物量退化速率均为草地早熟禾＞多年生黑麦草＞总值＞高羊茅;3)坡向和建植年限对3种草坪草退化表现有显著影响,第2年阳坡多年生黑麦草和草地早熟禾相对生物量退化速率为74.81％和86.13％,第4年阴坡高羊茅相对生物量退化速率为70.16％.综上,草地早熟禾和多年生黑麦草第2～3年退化最快,高羊茅在第4年退化最快,应依坡向制定相应的草坪建植和养护技术措施.     

草坪蒸散量及水分管理的研究

对高羊茅、草地早熟禾、野牛草和结缕草的蒸散量以及水分管理的研究表明:在生长季节4种草坪水分蒸散规律均为"双峰型",5月和8月是2个高峰期;高羊茅2001年总蒸散量为831.28mm,2002年849.33mm,较草地早熟禾(734.51mm和764.37mm)高11.5%;野牛草和结缕草差异不显著,分别为609.82mm和612.10mm;冷季型和暖季型草坪的总蒸散量差异显著(P＜0.05),其中高羊茅＞草地早熟禾＞野牛草=结缕草;4种草坪草夏季日蒸散量均处于较低水平;生长季需要补充的灌溉水在2001年高羊茅为621.34mm,草地早熟禾为543.88mm;2002年高羊茅为536.85mm,草地早熟禾466.13mm,野牛草332.16mm,结缕草326.65mm;降水量的年际波动造成2年的灌溉需水量差异较大.     

3种冷季型草坪草对持续干旱、高温及其互作的生理生态响应

对3种冷季型草坪草黑麦草（Lolium perenne L.）、高羊茅（Festuca arundinacea L.）和早熟禾（Poa pratensis L.）进行持续干旱、高温及其互作处理,通过测定生理生态指标,揭示3种冷季型草坪草对持续干旱高温环境的生理响应机制。结果表明,处理28 d时,各处理下3种草坪草的草坪外观质量TQ和叶片萎蔫系数LWS均显著降低,干旱和高温互作对TQ的影响具有叠加效应,干旱胁迫对LWS起到关键作用。28 d时,各处理下黑麦草和早熟禾叶片相对含水量均低于50%,比胁迫第21 d分别下降了36.2%和46.9%,说明逆境胁迫明显导致草坪草叶片水分亏缺,而高羊茅叶片持水能力强于黑麦草和早熟禾,早熟禾叶片脱水速度最快。各处理下草坪草根系生物量的下降幅度高于地上部分,逆境对根系生长的影响比地上部分更敏感。3种草坪草的光合速率在逆境下显著降低,相反地叶片暗呼吸速率显著增加,两者互作下的降低或增加幅度高于单一胁迫下。各处理下早熟禾的脯氨酸和可溶性糖含量的变化幅度均高于黑麦草和高羊茅,且对干旱高温互作胁迫表现的更为敏感。通过隶属函数综合分析方法对试验测定的9个生理指标进行综合评价,3种冷季型草坪草抗干旱高温能力由强到弱依次为：高羊茅>黑麦草>早熟禾。     

土壤干旱胁迫对2种不同光合类型草坪草的光合特性和水分利用率的影响

以不同光合类型的草坪草--高羊茅Festuca pratensis cv.HoundogⅤ(C3植物)与钝叶草Stenotaphrum secundatum cv.Bitter blue(C4植物)为材料,植株盆钵表面覆盖度达95%以上开始断水,植物叶片出现永久萎蔫为干旱胁迫处理,正常供水为对照.结果表明:在干旱胁迫下,供试草种的叶片相对含水量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、水分利用效率、表观量子产额皆显著下降,而细胞间隙CO2浓度和光补偿点则明显上升,其中钝叶草的叶片相对含水量、蒸腾速率、光饱和点低于高羊茅,水分利用率、表观量子产额则高于高羊茅.由研究结果推论,相对于高羊茅,钝叶草更具有高光效、水分利用率,更适应于干旱环境.     

灌溉量对草坪草地上、地下植物量分配的影响

采用大田试验和室内分析相结合的方法,探讨了灌溉与草坪草地上及地下植物量的关系,结果表明:草坪草的生长速度随着水分的增加而增加,草坪草的生长具有时滞性,生长模式遵循"慢-快-慢"的规律;整个生长期内草坪草修剪植物量大小顺序为:高羊茅Festuca arundinacea＞草地早熟禾Poa pratensis＞多年生黑麦草Lolium perenne,与生长速度呈显著正相关;叶片含水量与土壤储水量之间呈正相关,与气温呈负相关;轻度水分胁迫下水分利用效率较高;对水分的敏感性,黑麦草最强,高羊茅最弱;地下植物量最大值出现在春季,秋季为根系的恢复生长期;轻度水分胁迫有助于根系的生长,充足水分条件不利于高羊茅根系生长;根系的空间分布呈乘幂函数关系.     

3种冷季型草坪草混播初期适宜比例初探

在大田条件下研究了草地早熟禾(Poa pratensis)、多年生黑麦草(Lolium perenne)和紫羊茅(Festuca rubra)不同混播比例组合对草坪综合质量的影响, 以期为北方地区草地早熟禾、多年生黑麦草和紫羊茅混播建植草坪提供实践依据。结果表明, 草地早熟禾、多年生黑麦草和紫羊茅混播建植草坪, 在多年生黑麦草比例为20%不变的情况下, 建坪初期, 草地早熟禾比例越小或紫羊茅比例越大, 则草坪密度越大, 质地越优, 草坪颜色越绿, 地下植物量越小, 地上植物量呈先减小后增大的趋势。综合各种草坪质量评价指标, 3种冷季性草坪草混播最佳比例为, 草地早熟禾:多年生黑麦草:紫羊茅=1:2:7。     

3种冷季型草坪草苗期对干旱胁迫的生理响应

为研究昆明地区广泛种植的黑麦草(Lolium perenne)、高羊茅(Festuca arundinacea)和早熟禾(Poa pratensis)幼苗的抗旱性,采用盆栽控水试验方法测定了不同时间干旱胁迫下的草坪外观质量(TQ)、叶片萎蔫系数(LWS)、叶片相对含水量(RWC)、地上部分和根系生物量(Bio)3种草坪草根冠比(RS)、叶片光合速率(Pn)、叶片暗呼吸速率(R)、脯氨酸含量(Pro)、细胞膜透性(RC)以及可溶性糖含量(Sol)等生理生态指标。结果表明:随着干旱胁迫时间的持续,高羊茅的TQ、LWC、RWC、Bio和Pn降低的比例显著低于黑麦草和早熟禾,而R、Pro、RC和Sol的增加量显著高于黑麦草和早熟禾。用隶属函数法对试验测定的9个生理生态指标进行综合评价,3种冷季型草坪草幼苗抗旱性表现为:高羊茅黑麦草早熟禾。     

酸性土壤对黄花茅菌根共生性的影响

研究酸化放牧人工草地主要入侵杂草黄花茅(Anthoxanthum odoratum L.)菌根共生性和土壤酸度对菌根侵染率的影响。结果表明:黄花茅在严重酸化草地的出现频率远高于播种牧草,其菌根侵染率与盖度呈显著正相关。酸性土壤对黄花茅的菌根形成没有显著影响,与播种牧草不同的菌根共生特点是黄花茅在酸化严重的人工草地上侵入和扩大的一个重要原因。     

野生羊茅和(艹洽)草在不同沙/土配比坪床上的生长适应性

为了筛选出能够在含沙量较高的土壤上生长的内蒙古乡土草坪草种,2009年6～9月用盆栽试验研究了4种不同土壤配比对野生羊茅和(艹洽)草草坪的盖度、分蘖数、生物量等指标的影响.结果表明:(1)野生羊茅和(艹洽)草都具有良好的抗沙性;在任一土壤处理下,(艹洽)草草坪的盖度、地下生物量、根冠比都高于羊茅草坪,而其分蘖数、地上生物量低于羊茅草坪.(2)在30%耕作土+70%沙的土壤配比下羊茅草坪的生长特征优于其他土壤配比,(艹洽)草草坪在100%耕作土下生长发育最好,当沙土超过50%后,含沙量的增加对其各个指标的影响不显著,说明羊茅耐土壤贫瘠、粗糙的能力要强于(艹洽)草,而(艹洽)草对土壤的适应范围大于羊茅.     

优良的饲用坪用水土保持兼用植物—偃麦草

系统论述了偃麦草的生态生物学特性,及其牧用、坪用和水土保持的应用价值,并进一步明确提出偃麦草应在北方地区的城市绿化美化建设、道路和河堤等水保护坡、以及天然草地改良和荒山荒坡治理中具有广阔的推广应用前景,建议应加强利用生物技术,结合常规育种手段选育出性状更稳定、抗逆性更强、推广应用前景更好的牧用、坪用和水土保持用等不同用途的新品种。     

覆土和灌水对串叶松香草越冬率与产草量的影响

对冬季休眠的串叶松香草进行了覆土和灌水保护处理研究,结果表明:覆土和灌水对提高串叶松香草越冬率和产草量十分有效,其中冬前灌冻水和春季返青前灌返青水可以使串叶松香草的返青期较对照提前6d;冬前根际覆土和灌越冬水可以使越冬率提高47%以上,根蘖芽数增加2.1个,单株鲜草产量和干草产草量分别增加0.54kg和0.138kg。     

土壤盐碱程度对燕麦生育期和农艺性状的影响

为了探讨在盐碱地种植和调制燕麦（Avena sativa L.）的适宜方式，选用6个燕麦品种为试验材料，将不同品种的燕麦种植在不同盐碱程度的试验地（其中，重中度盐碱地种植牧王、领袖，中度盐碱地种植贝勒、燕王，轻度盐碱地种植贝勒2、爱沃），并通过观察不同生育期燕麦产草量、农艺性状及营养品质，分析盐碱地对燕麦的影响以及不同品种燕麦耐受盐碱的差异性。结果表明，适当盐碱有利于提高燕麦的生长发育；牧王抗盐碱性较强，领袖次之，贝勒最弱；牧王和领袖的干草产量较高，适于乳熟期调制干草，贝勒和贝勒2的干草产量较低，适于完熟期调制干草。     

紫花苜蓿和短花针茅根系分布与土壤水分研究

以陕北农牧交错带人工草种紫花苜蓿(Medicago sativa L.)和天然草种短花针茅(Stipa breviflora Griseb.)为对象,采用根钻法调查两个草种的根系垂直分布以及刈割后苜蓿根系变化特征,并通过定位观测研究土壤水分动态变化。结果表明:紫花苜蓿和短花针茅根系密度随土壤深度增加而减少,而且均以直径小于等于1 mm的须根为主;0~50 cm土层紫花苜蓿和短花针茅根系量分别占0~100 cm剖面总量的67%和84%。紫花苜蓿和短花针茅根系分布与土壤水分消耗特征吻合。生长旺盛期苜蓿大量消耗0~140 cm土层土壤水分,5-9月平均有效土壤储水不足10 mm;生长季末深层(140~280 cm)土壤储水也逐渐降低,约为裸地储水量的50%。短花针茅0~280cm剖面土壤水分状况明显好于苜蓿地,比苜蓿地多储水100 mm左右;主要消耗浅层(0~50 cm)土壤水分,深层水分利用较少。     

不同氮素水平及施氮方式对老芒麦根际土壤特性的影响

为探究施氮方式和氮素水平对老芒麦根际土壤特性的交互作用,为老芒麦（Elymus sibiricus L.）人工草地建植技术提供理论依据,本文以不同生长年限（4年生和5年生）老芒麦为研究对象,采用不同的施氮方式（Y4：第4年施氮、Y4-5：第4年施氮后第5年追施、Y5：第5年施氮）,研究不同氮素水平（0,45,60,75,90和105 kg·hm^-2）对老芒麦根际土壤特性的影响。结果表明：Y4施氮方式下,60 kg·hm^-2氮素水平时,根际土壤有效钾、速效磷含量以及蔗糖酶活性较对照均显著提高（P<0.05）,分别提高了75.3%,119.2%和90.5%;Y4-5施氮方式下,75 kg·hm^-2氮素水平时,根际土壤有机质含量较对照提高了80.2%;Y5施氮方式下,60 kg·hm^-2氮素水平时,根际土壤碱性磷酸酶活性较对照提高了57.3%。施氮方式、氮素水平及其交互作用对老芒麦根际土壤特性会产生极显著影响（P<0.01）,施氮可以改善老芒麦根际土壤环境及提高土壤养分,第4年施氮后第5年追施75 kg·hm^-2氮素时对根际土壤的改善最佳。     

行距对老芒麦种群地下部及土壤特性的影响

以30cm、45cm、60cm、75cm、90cm行距栽培的第3年的老芒麦人工种群为材料,采用随机取样法,对其根系分布、地下生物量及能量累积、土壤养分及活性进行了研究。结果表明:行距显著影响根系深度与分布范围,对茎基生物量影响不显著,而显著影响根系生物量(P<0.01),使地下生物量存在极显著差异(P<0.01);行距对种群地下能量累积有极显著影响(P<0.01),对茎基能量累积的影响大于根系;30cm行距地下生物量及能量累积显著高于其他行距;行距对土壤pH与有机质含量影响极显著(P<0.01),对养分含量影响由大到小为全N>全K>全P,全P含量无差异;对养分活性影响由大到小为P>K>N,速效P、速效K含量有显著差异(P<0.05),碱解N含量差异较小。行距与根系分布范围、pH值呈极显著正相关(P<0.01);与地下生物量、地下累积能量、土壤有机质含量呈极显著负相关(P<0.01);与土壤速效P、速效K含量呈显著负相关(P<0.05);小行距有利于老芒麦生物量与能量累积,有利提高土壤有机质累积,也有利于土壤养分含量与活性增加。     

不同有机改良物质对果岭草坪草生长的影响

为改善高尔夫球场果岭砂基坪床保蓄能力差的弱点,通常需要添加一定比例的改良物质。因此,系统研究3种有机改良物质对果岭草坪草生长的影响,为球场建造过程中科学地选择改良物质提供理论依据。结果表明:添加德国草炭、蚯蚓粪的处理能够显著提高草坪成坪速度(P<0.05),与对照处理相比,成坪时间分别提前了24d和17d,而国产草炭对草坪成坪速度无显著影响。德国草炭、蚯蚓粪处理可以显著增加草坪的草屑量、总生物量以及养分吸收量(P<0.05),而国产草炭则无促进作用。分析造成差异的原因可能与改良物质本身的品质,如有机质含量、阳离子交换量等有关。     

沙棘-桑树人工混交林对铁尾矿土壤的改良效益分析

通过测定与调查铁尾矿区营建沙棘-桑树人工混交林的土壤理化性质、养分含量及分布,评价人工混交林对铁尾矿区土壤改良的作用。与新尾矿区土壤相比,沙棘-桑树混交林下尾矿土壤容重与毛管孔隙度分别减小5.85%、5.04个百分点,空气孔隙度和自然含水量分别增加了10.97、1.35个百分点,混交林下尾矿土壤0～40 cm土层的平均相对含水量比新尾矿土壤增加12.90个百分点,表明混交林植物根系的生长促使原来致密的尾矿砂土的物理性质得到有效改善。混交林对尾矿碱性土壤的改良作用明显,且桑树的改良作用优于沙棘。混交林下尾矿土壤中的有机质含量增加,为对照新尾矿土壤的7.22倍,有机质含量随土层加深而递减,且均有一定的表聚性,主要分布在0～20 cm土层;但混交林下尾矿土壤中的有机质含量仍然较低,仅是该区域对照山地天然灌丛土壤的17.15%。混交林下尾矿土壤速效态大量元素的含量依次为速效P>速效K>碱解N,全量为K>P>N,其中沙棘根系周围土壤中的全N、全P、全K含量高于桑树,而桑树根系周围土壤中的全Ca和全Mg平均含量略高于沙棘。依据上述结果认为,沙棘-桑树人工混交林可有效改良铁尾矿土壤的理化性质,增加土壤养分含量。