4种利用方式下鸭茅生物量和贮藏性营养物质的变化

2009年4月28日至9月底,在新疆伊犁昭苏马场鸭茅(Dactylis glomerata)草地设置了4种不同利用方式的模拟试验,通过研究不同利用方式对鸭茅生物量和贮藏性营养物质含量(可溶性糖及淀粉)的影响,以期为更合理地利用天然割草场提供科学的依据。结果表明:随着时间的变化,鸭茅叶片可溶性糖先增高后降低,根部可溶性糖含量呈降低-升高-降低的变化;叶片淀粉含量平稳,根部淀粉含量变化规律为降低-升高-降低;利用方式显著影响鸭茅地下生物量,叶片、根部可溶性糖和根部淀粉含量(P<0.05),极显著影响鸭茅叶片淀粉含量(P<0.01);4种利用方式中,割草+秋季放牧利用下叶片可溶性糖与地上生物量呈极显著正相关关系,其余利用方式下叶片和根部可溶性糖及淀粉含量与地上、地下生物量相关性各不相同。     

5株木霉菌株对鸭茅生理生化指标的影响

为了研究木霉菌株对鸭茅植株生理生化指标的影响,试验将从鸭茅根际分离筛选获得的5株优良木霉促生菌株(M1、M2、HM、LM、LS)接种到鸭茅植株上,测定丙二醛(MDA)含量,过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性及叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白含量。结果表明:5株木霉菌株处理的鸭茅植株叶片及根部MDA含量均低于对照,降幅分别是12.20%~31.71%,24.35%~65.38%;叶片及根部CAT活性均高于对照,增幅分别为34.56%~81.39%,8.86%~255.70%;叶片及根部POD活性较对照均有不同程度提高,增幅分别为24.40%~140.98%,16.26%~149.83%;叶片及根部APX活性较对照也有不同程度提高,增幅分别为95.86%~300.04%,47.04%~205.54%;叶片叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白含量增幅分别为5.98%~51.67%,3.42%~17.86%,12.98%~25.28%。说明木霉菌株能够提高鸭茅植株的抗性,从而促进鸭茅生长。     

放牧对鸭茅能量积累及分配的影响

通过长期放牧试验，探讨了不同放牧强度下亚热带高山草地鸭茅种群能量积累规律及能量在不同构件之间的分配特征。在无放牧的对照草地及采食率分别为55％、65％、80％的放牧草地，鸭茅热值随放牧强度的增加而呈单峰曲线型变化，一定强度范围内的放牧干扰提高了鸭茅热值及能量的积累；根部能量的积累随放牧强度的提高而逐渐减少。在禁牧草地，鸭茅种群能量主要被低密度的大分蘖丛所分摊，随着放牧强度的提高，种群能量则逐渐均摊给高密度的小分蘖丛。     

呼伦贝尔草甸草原豆科植物非结构性碳水化合物含量动态

非结构性碳水化合物(non-structural carbohydrates, NSC)对植物代谢、返青和再生等生命活动具有重要作用,其在植物体内的动态变化,可指导草地放牧、刈割及退化草地修复等草地管理实践。本研究于2015年7月–2016年9月以内蒙古呼伦贝尔草甸草原5种豆科植物[扁蓿豆(Mellissitus ruthenica)、斜茎黄芪(Astragalus adsurgens)、多叶棘豆(Oxytropis myriophylla)、山野豌豆(Vicia amoena)和狭叶野豌豆(V.sepium)]为研究对象,测定植物地上部、茎基部和根部的非结构性碳水化合物可溶性糖和还原糖含量,探讨年度、季节和物种对植物碳水化物合物的影响。结果显示,不同物种在不同年度间贮藏可溶性糖和还原糖含量差异较大,极度干旱条件下植物根部可溶性糖含量显著降低(P0.05)。2016年4–9月,山野豌豆地上部可溶性糖和还原糖含量分别为1.01%～7.04%和0.54%～6.73%,高于其他植物;狭叶野豌豆茎基部可溶性糖和还原糖含量大于其他植物,分别为1.12%～10.06%和0.52%～2.69%;多叶棘豆根部可溶性糖含量和狭叶野豌豆根部还原糖含量高于其他植物,分别为1.68%～7.62%和0.46%～2.98%。植物增加根部的贮藏碳水化合物,可提高耐牧性,呼伦贝尔草甸草原放牧期应在6月底至9月初,干旱年份利用草地时,应采取降低载畜率、延迟放牧及提前休牧等管理措施,8月收获干草有利于草地的可持续利用。     

干旱胁迫对鸭茅根、叶保护酶活性、渗透物质含量及膜质过氧化作用的影响

以2种不同耐旱性的鸭茅基因型(敏感型“01998”和耐旱型“宝兴”) 为研究对象,研究干旱胁迫下鸭茅根、叶膜质过氧化作用,渗透调节和保护酶活性的生理变化,探讨鸭茅耐旱机制。结果表明, 随着干旱胁迫时间的延长,2种基因型鸭茅根系及叶片电导率,丙二醛含量逐渐增加,渗透调节物质可溶性糖和游离脯氨酸不断积累,而可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶和抗坏血酸过氧化物酶活性呈先上升后下降趋势。其中,叶片脂膜过氧化产物MDA累积和膜透性增幅较大,说明在持续的干旱胁迫下叶片所受伤害重于根系。而渗透物质积累方面,叶片中可溶性糖和可溶性蛋白的含量高于根系,而根系中的游离氨基酸的相对增加量则大于叶片,这可能与叶片是糖的主要产生部位,而根系则可以合成氨基酸有关。研究还表明,干旱胁迫第24天,耐旱型品种“宝兴”根系及叶片APX、POD活性显著高于“01998” 表明重度干旱胁迫并没有降低APX和POD酶清除H₂O₂和单态氧的能力,说明“宝兴”鸭茅在干旱条件下抗氧化清除系统响应更积极、更持久。     

放牧对贵南县4种退化指示植物叶片性状的影响

本研究以青海省贵南县高寒草甸4种退化指示植物为研究对象,分析放牧干扰对叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其化学计量特征、叶干物质含量和比叶面积的影响,探讨高寒草甸生态系统中退化植物对环境变化的响应和适应策略。结果表明,4种植物叶片碳、氮、磷含量及化学计量比随放牧强度增加表现为碳含量不变,氮、磷含量上升、化学计量比(C/N、C/P及N/P)下降的变化趋势,且重度放牧后,植物生长受氮元素限制。放牧强度改变显著影响4种植物叶片性状(P<0.01),且对叶片磷含量的影响最大(P<0.001);物种对比叶面积影响最大(P<0.001),且在不同植物间表现出物种差异性。即放牧强度增加时,4种植物叶片均表现出养分储存增加,但植物比叶面积的变化更多表现出物种特异性。     

放牧对黑麦草＋白三叶混播草地植被构成的作用

通过4个放牧强度（轻牧、适牧、重牧和过牧,牧后草层高度分别为7.5、5.5、3.5和<2.0 cm）的轮牧试验,对黑麦草(Lolium perenne)、白三叶(Trifolium repens)混播草地土壤化学特性;黑麦草分蘖和白三叶匍匐茎、叶片数及其茎叶构成,牧草高度、生物量与植被构成进行系统研究。结果表明,土壤速效养分含量对放牧强度响应较大,稳定性较弱。随放牧强度的增加,黑麦草分蘖密度和叶片生物量显著增加,黑麦草分蘖质量和白三叶匍匐茎密度及牧草高度和生物量显著下降;黑麦草叶片数,白三叶叶片数、茎叶比和匍匐茎质量在放牧强度间无显著变化。放牧强度在降低黑麦草和白三叶生长特性整齐度的同时,增加其可塑性生长;黑麦草对放牧强度的响应比白三叶敏感,但白三叶的可塑性生长比黑麦草的高。鸭茅（Dactylis glomerata）和非播种植物种的生长特性在放牧强度内变异系数较大。综合分析认为,放牧对草地植被的作用体现于植物个体、种群和群落3个水平,播种的低组分禾草（鸭茅）和非播种禾草是混播草地植被构成变化的关键种。     

呼伦贝尔草甸草原杂类草碳水化合物含量的动态变化

碳水化合物是植物形态建成、返青、再生和抵御不良环境的重要能量物质,了解草原植物碳水化合物含量的季节动态变化是草原合理利用的基础。以呼伦贝尔草甸草原常见的8种杂类草:二裂委陵菜(Potentilla bifurca)、菊叶委陵菜(P.tanacetifolia)、地榆(Sanguisorba officinalis)、麻花头(Serratula centauroides)、细叶白头翁(Pulsatilla turczaninovii)、日荫菅(Carex pediformis)、山葱(Allium senescens)和狭叶柴胡(Bupleurum scorzonerifolium)为研究对象,探究植物地上部、茎基部、根部可溶性糖和还原糖含量的季节及年际动态变化。结果表明:2016年4～9月,供试植物地上部可溶性糖和还原糖含量总体呈先增加后降低的变化趋势,7月底达最大值;茎基部和根部可溶性糖含量在4～5月明显下降,表现为"下降-上升-再下降"的趋势。2015年8月,二裂委陵菜、地榆、麻花头、细叶白头翁、日荫菅和狭叶柴胡根部可溶性糖含量开始缓慢上升。干旱年份(2016年)严重抑制供试植物根部可溶性糖的积累。因此,建议呼伦贝尔草甸草原适宜放牧期为6～8月,干旱年份应减小放牧强度或提前休牧以保证草地可持续利用。     

霜后桑叶总酚、黄酮和总糖含量变化研究

测定了6个品种的桑叶在霜后不同采收时间总酚、黄酮和可溶性总糖的含量,初步探讨了其成分的变化规律。结果表明:不同时间采收的桑叶中总酚、黄酮和可溶性总糖含量均有一定差异,且同一品种不同成分的变化趋势不同。桑叶总酚和黄酮含量在10月26日最高,可溶性总糖在经霜一周后(11月2日)显著下降。三种成分的含量变化均与温度及光照时间变化有关。     

氮添加降低盐渍化草地赖草非结构性碳水化合物含量

氮沉降全球化对草本植物不同器官非结构性碳水化合物(Non-structural carbohydrates, NSCs)的影响尚不清楚。本研究依托山西右玉黄土高原草地生态系统国家定位观测研究站2017年建立的不同水平氮添加试验平台，探究氮添加对赖草(Leymus secalinus)叶片和茎秆中的NSCs(可溶性糖、淀粉)含量及其比例的影响。结果表明：茎秆中可溶性糖、淀粉和NSCs含量显著高于叶片；氮添加降低了叶片和茎秆可溶性糖、淀粉、NSCs含量和可溶性糖∶淀粉比值，茎秆可溶性糖、淀粉和NSCs含量对氮素添加的响应更敏感；土壤无机氮含量、土壤pH值和土壤速效N∶P比值与叶片和茎秆中的可溶性糖、淀粉、NSCs含量和可溶性糖∶淀粉比值显著相关，而土壤有效P含量与这些指标无显著相关性。本研究结果表明植物不同器官NSCs含量和计量格局对氮添加呈现非线性饱和响应，但响应大小在植物器官间存在较大差异。     

秋末刈割处理对沙地苜蓿冬季根颈非结构碳氮的影响

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。     

放牧强度对草甸植物小叶章及土壤化学计量比的影响

本试验在不同放牧强度下,通过分析东北三江平原小叶章草甸的优势植物和土壤的碳氮磷养分及化学计量比,探讨放牧对生态系统化学计量学特征和养分循环速率的影响机制。试验结果表明,1)随着放牧强度的增加,小叶章活体与立枯物的全氮、全磷含量也随之增加,放牧使小叶章叶的全氮含量明显增加,而茎的变化不显著;0～10 cm土层根系的全碳、全氮、全磷变化比10～20 cm的更敏感;放牧降低了土壤全碳的含量,土壤表层的全氮含量随放牧强度的增加呈先增加后降低的趋势,且以重牧区为最小。2)在6-8月份小叶章全株及叶的C/N值随着放牧强度的增加先降低后升高,且在中牧区降为最小值,茎的C/N值受放牧的影响变化规律不明显,只有在8月份中牧区表现为最小值;3)放牧主要影响土壤表层的理化性状以及所含根系的元素含量,7-9月份随着放牧强度的增加,0～10 cm土壤的C/N值降低;7,8月份0～10 cm土层根系的的C/N值随着放牧强度的增加先降低后升高,且在中牧区为最小值,而N/P值却在中牧区为最大值。     

在放牧干扰下冷蒿种群脯氨酸含量的变化

对放牧干扰下土壤含水量、冷蒿体内含水量、脯氨酸含量变化进行的研究结果表明随着放牧强度的增加土壤含水量降低,冷蒿叶片、根中含水量呈下降趋势。在生长初期,随着放牧强度的增加冷蒿叶片内脯氨酸含量迅速积累;生长盛期脯氨酸含量虽随牧压有所增加,但增加的幅度较小;生长末期脯氨酸含量较高,而且随着牧压的增加略有下降。地下部分,脯氨酸含量在牧压梯度间变化较小。相关分析表明,在生长初期和盛期,冷蒿叶片、根的含水量与土壤含水量呈正相关,生长末期不相关。冷蒿脯氨酸含量与植物的含水量呈负相关,在生长初期和末期呈显著负相关,而生长盛期相关不显著;与此不同,在生长初期冷蒿体内脯氨酸含量与土壤含水量呈负相关,在生长末期二者负相关性不显著,这说明随着放牧干扰强度的增加土壤含水量降低,导致冷蒿体内水分胁迫增加,致使脯氨酸开始逐渐积累。而生长末期的降温和群落中植物种间竞争减少,使脯氨酸的积累速度也相应放慢。在放牧干扰下,脯氨酸大量积累,对冷蒿的生存和生长起到了重要的作用,是冷蒿种群耐啃食、耐践踏、逐渐取代禾本科植物而成为退化草原的优势植物的生理基础之一。     

呼伦贝尔草甸草原3种禾草碳水化合物季节动态研究

贮藏碳水化合物对牧草生命代谢、再生、返青及逆境的适应性等方面有重要作用。本研究于2015年7月—2016年9月,分析了呼伦贝尔草甸草原中羊草（Leymus chinensis）、无芒雀麦（Bromus inermis）和糙隐子草（Cleistogenes squarrosa）3种植物碳水化合物含量的季节变化规律,探讨牧草生长对气候环境的适应性特点,以期为草地合理利用提供指导。研究结果表明：3种禾草碳水化合物含量随季节变化显著（P<0.05）,可溶性糖含量均在8月最高,羊草与无芒雀麦的还原糖和淀粉含量在6月最高,糙隐子草则在7月最高;糙隐子草的可溶性糖与淀粉含量显著小于羊草和无芒雀麦（P<0.05）,并主要分配在地上部分,羊草茎基部与根部的各碳水化合物含量显著小于无芒雀麦（P<0.05）;碳水化合物含量年际间差异较大,干旱年份草地植物根部碳水化合物贮藏水平偏低,该区域草地宜降低载畜率或提前休牧。     

不同放牧方式对荒漠草原土壤碳氮储量及固持的影响

研究放牧对草地碳氮储量及固持的影响对草地科学管理具有重要意义。以宁夏荒漠草原为对象,研究了封育、自由放牧和暖季轮牧下0~40 cm土壤有机碳和全氮储量及碳氮固持特征。结果表明：1） 经过5年放牧,土壤碳氮含量暖季轮牧最高,分别为5.66±0.32 g·kg^-1和0.32±0.01 g·kg^-1,自由放牧最低。随土层的加深,有机碳含量在暖季轮牧处理中增加,封育和自由放牧变化不显著;氮含量3种处理垂直变化均不显著。自由放牧碳氮比最高,达到26.98±1.05,暖季轮牧最低。0~40 cm土壤碳氮储量表现为暖季轮牧>封育>自由放牧。2）以封育为对照,碳氮固持量和固持速率呈暖季轮牧>封育>自由放牧。3）Pearson相关性分析表明,土壤碳氮储量、固持与地上生物量呈显著相关性（P<0.05）;与物种多样性呈极显著正相关（P<0.01,P<0.001）。研究认为,从土壤碳氮储量及固持考虑,暖季轮牧的草地利用方式更有利于研究区荒漠草原碳汇能力提升和草地持续发展。     

克氏针茅(Stipa krylovii)草原土壤与优势植物碳氮含量对放牧强度的响应

为探究不同放牧强度对土壤和植物的影响,本文以内蒙古阿巴嘎旗克氏针茅（Stipa krylovii）草原为研究区,通过野外采样和室内试验分析了禁牧（UG）、轻牧（LG）、中牧（MG）、重牧（HG）下土壤及优势植物克氏针茅、羊草（Leymus chinensis）和糙隐子草（Cleistogenes squarrosa）中有机碳、全氮含量和碳氮比及其相关性。结果表明：轻牧草场土壤有机碳和全氮含量显著高于其他放牧草场（P<0.05）,而各放牧强度对土壤碳氮比均无显著影响;与禁牧相比,放牧降低了克氏针茅和羊草有机碳含量,却增加了它们的全氮含量;糙隐子草的有机碳和全氮含量均显著增加（P<0.05）;土壤与植物的碳氮含量均无显著相关性。因此,从提高土壤与植物碳氮含量方面考虑,轻度放牧是克氏针茅草原适宜的放牧强度,禁牧并非合理的利用方式,但应避免重度放牧。     

夏季模拟放牧对青藏高原冬春草场牧草品质和土壤养分的影响

为探索青藏高原地区草畜高效管理模式,本试验采用刈割模拟家畜采食的方式在夏季牧草生长季（8月初,称作青草期）利用冬春草场,并在牧草生长季末（10月初,称作枯黄期）采集牧草和土壤样品,研究不同利用强度对牧草再生、生物量、品质以及土壤养分的影响。试验结果表明：3种不同利用强度对牧草枯黄期地上生物量、牧草酸性洗涤纤维（Acid detergent fiber,ADF）和中性洗涤纤维（Neutral detergent fiber,NDF）没有产生显著影响;不同草地利用强度处理组枯黄期粗蛋白（Crude protein,CP）含量均显著低于青草期,而ADF和NDF的结果刚好相反（P<0.05）;枯黄期重度利用草场牧草CP含量显著高于不利用组（P<0.05）,中度利用强度0~10 cm土壤速效磷含量显著高于对照组（P<0.05）。本试验结果表明,青藏高原在牧草生长季利用冬春草场（留茬2~4 cm）,家畜不仅能够摄取优质的青绿牧草,而且不会降低牧草生育期总生物量。     

放牧强度对青海海北高寒矮嵩草草甸碳交换的影响

以禁牧、轻度放牧、中度放牧和重度放牧4种不同放牧强度的高寒矮嵩草草甸为研究对象,分别于2014年和2015年植物生长季5～9月,使用LI-6400便携式光合仪和同化箱测定生态系统净CO_2交换(NEE)和生态系统呼吸(ER),并利用土壤温湿度自动记录仪测定土壤10cm处的温度和体积含水率,以研究放牧强度对青海海北高寒矮嵩草草甸碳交换的影响。结果表明:生长季5～9月,试验地10cm土壤温度的变化范围在7.21～13.23℃,随放牧强度增大而增大;体积含水率在19.68%～32.33%间波动,随放牧强度增大而减小。高寒草甸NEE在生长季表现出明显的"V"型变化,5月NEE最大,为1.43μmolCO_2/m^2·s,此时草地仍处于碳排放状态,7月最小(碳吸收速率最大),为-14.32μmolCO_2/m^2·s,吸收强度表现出随放牧强度增大而增大的趋势;ER呈倒"V"型变化规律,7月最大,为12.15μmolCO_2/m^2·s,放牧强度仅对7月的ER产生影响,其余月份4个样地差异均不显著。相关分析表明,NEE与土壤温度和绿体生物量极显著负相关,相关系数分别为-0.910和-0.559,与土壤湿度显著正相关,相关系数为0.559;ER与土壤温度和绿体生物量显著正相关,相关系数分别为0.824和0.453,与土壤有机碳含量极显著负相关,相关系数为-0.605,与土壤湿度、枯体生物量和全氮含量相关不显著。     

喀纳斯草地群落和土壤理化特征对放牧干扰的响应

对不同放牧干扰强度下喀纳斯草地植物群落数量特征、土壤理化特征的变化及土壤养分分布与植物群落间的关系进行了研究,结果表明:随放牧强度的增加,植物群落高度下降,生物量减少,盖度降低,密度则在一定放牧强度内呈增加趋势;土壤容重在0～10 cm土层随放牧强度的增加而显著增加(P<0.05),土壤含水量在0～10 cm土层随放牧强度的增加而显著下降(P<0.05),两者在重牧与极牧阶段均无差异(P>0.05);从轻牧到重牧,土壤有机质、碱解氮和有效磷在土壤表层(0～10 cm)均呈下降趋势,到极牧阶段又上升,而土壤速效钾随放牧强度的增加而增加;土壤有机质和碱解氮的分布与植物群落高度和生物量呈正相关,且土壤有机质与植物群落高度和生物量相关性显著(P<0.05),土壤有效磷、速效钾与植物群落特征均表现为负相关关系.     

放牧对荒漠草原土壤和优势植物生态化学计量特征的影响

以宁夏荒漠草原土壤和优势植物为研究对象,分析放牧对荒漠草原生态系统土壤和植物C、N、P化学计量学特征的影响机制。结果表明,土壤C、C∶N、C∶P随着放牧强度的增加呈下降趋势,P呈增加趋势,而N及N∶P呈先增加后下降趋势。不同优势植物N含量对放牧强度的响应存在一定的差异,中度和重度放牧区甘草、砂珍棘豆、山苦荬、牛心朴子N含量明显低于轻度和围封禁牧N含量,牛枝子、短花针茅、中亚白草、刺叶柄棘豆、虫实、猪毛菜、乳浆大戟、骆驼蓬N含量明显高于轻度和围封禁牧N含量,表明适度放牧会显著增加某些物种的N含量;13种优势植物C∶N和C∶P在不同放牧强度下均表现为与N、P的规律相反,且不同优势植物N∶P对放牧强度的响应也存在一定的分异性。优势植物P、C∶P与土壤P、C∶P呈显著正相关,而C、N、C∶N和N∶P与土壤C、N、C∶N和N∶P无显著相关性,说明植物叶片的化学计量特征并非是由土壤养分含量特征直接决定的,而更多是受植物自身遗传特性的影响,体现了荒漠草原优势植物对极端环境具有相对稳定的适应能力。