气候变暖对新疆不同秋眠级紫花苜蓿种植适宜性的影响

基于新疆102个气象台站1961-2019年逐日平均气温、最低气温资料,采用统计学方法以及ArcGIS的空间插值技术,在对影响新疆紫花苜蓿种植的主要气候因子≥5℃积温、冬季最低气温时空变化特征分析的基础上,以80％保证率≥5℃积温和90％保证率冬季最低气温作为指标因子,研究了气候变暖背景下,新疆不同秋眠级紫花苜蓿种植气候适宜性的变化.结果表明:新疆80％保证率≥5℃积温和90％保证率冬季最低气温的空间分布总体呈现"南疆多(高),北疆少(低);平原多(高),山区少(低)"的格局.受上述两指标要素空间分异的综合影响,秋眠级4～6级紫花苜蓿适宜种植区主要分布在南疆的塔里木盆地以及东疆的吐鲁番盆地和哈密盆地;秋眠级2～3级紫花苜蓿适宜种植区分布在塔里木盆地、吐鲁番盆地和哈密盆地周边山前倾斜平原,伊犁河谷以及准噶尔盆地西部和东部的低平原地带;秋眠级1～2级紫花苜蓿适宜种植区分布在北疆北部、西部,准噶尔盆地腹地以及天山和昆仑山中、低山带;阿尔泰山、天山和昆仑山区大部为紫花苜蓿不适宜种植区.影响不同秋眠级紫花苜蓿种植的主导因子不同,秋眠级4～6级紫花苜蓿适宜种植区以及紫花苜蓿不宜种植区主要受80％保证率≥5℃积温的影响;秋眠级1～2级和2～3级紫花苜蓿适宜种植区主要受90％保证率冬季最低气温的影响.在全球变暖背景下,近59年新疆≥5℃积温和冬季最低气温分别以65.52(℃·d)·10 a-1和0.63℃·10 a-1的倾向率呈极显著(P<0.001)上升趋势,80％保证率≥5℃积温和90％保证率冬季最低气温也总体增多或升高,但其变化具有阶段性差异,时段Ⅰ(1961-1980年)80％保证率≥5℃积温和90％保证率冬季最低气温为近59年最低时期;时段Ⅱ(1981-2000年)较时段Ⅰ的90％保证率冬季最低气温升高2.9℃,但80％保证率≥5℃积温变化不大;时段Ⅲ(2001-2019年)较时段Ⅱ的90％保证率冬季最低气温不升反降0.8℃,而80％保证率≥5℃积温增加147.0℃·d.受上述气候要素变化的影响,近59年新疆秋眠级4～6级和2～3级紫花苜蓿适宜种植区呈扩大趋势,而秋眠级1～2级紫花苜蓿适宜种植区及紫花苜蓿不宜种植区呈减小趋势.这表明气候变暖对新疆紫花苜蓿种植的发展总体趋于有利.     

四川广元地区推广紫花苜蓿生产的建议

1科学选择适宜品种紫花苜蓿的品种繁多,要科学选择适宜品种,首先要搞清楚紫花苜蓿的秋眠级。根据不同品种生长期的长短和抗寒能力,紫花苜蓿可分为9个秋眠水平:1～3级为低秋眠级,4～6级为半秋眠级,7～9级为高秋眠级。秋眠级为1的品种休眠性最强,表示其抗寒能力最强,而秋眠级为9的品种,无休眠性,冬季生产活跃,但抗寒能力也最差。秋眠级越低的品种,因其春季返青晚,刈割后的再生速度慢,生产潜能也越低;而秋眠级高的品种,因其春季返青早,刈割后的再生速度快,生产潜能明显高于秋眠级低的品种。因此苜蓿的秋眠性与生产能力和越冬性存在着极为密切的…     

不同秋眠级紫花苜蓿品种抗寒性对新疆北疆地区覆雪厚度的响应

由于北疆地区冬季气候寒冷,常出现极端降雪情况,使得苜蓿遭受冷害和冻害的威胁,导致苜蓿生产性能下降,对畜牧业生产造成巨大损失。为探究不同秋眠级的紫花苜蓿品种抗寒性、越冬率及干草产量对北疆地区冬季覆雪厚度的响应,明确不同覆雪厚度下不同秋眠级苜蓿品种各抗寒指标的动态变化规律。选取秋眠级为1级的紫花苜蓿品种驯鹿、3级的康赛、5级的巨能551、7级的赛迪7和9级的WL656HQ,覆雪厚度设置为0、10及15 cm,对紫花苜蓿根冠层土壤温度变化、土壤表层（1~10 cm）日温度变化、表层土壤（0~15 cm）平均含水率变化、根颈中抗寒生理指标变化及越冬率进行观测和分析。发现冬季积雪可以维持紫花苜蓿的根冠部及根颈下土壤层的温度动态平衡,使得各秋眠级紫花苜蓿品种的越冬率在覆雪条件下均显著提高（P<0.05）;与不覆雪相比,覆雪后各紫花苜蓿的丙二醛含量有所降低,可溶性蛋白、可溶性碳水化合物含量及干草产量均有所增加。通过主成分综合分析发现,覆雪15 cm处理下,秋眠级为5级的巨能551的越冬率、抗寒性指标及干草产量等综合评分表现优异,比较适宜在新疆北疆地区进行推广种植。     

覆雪厚度对不同苜蓿品种越冬率及产草量的影响

选择秋眠级为2级的皇后(Alfaqueen)、5级的巨能551(Magna551)、8级的WL525HQ和10级的赛迪10(Sardi10)紫花苜蓿,设定0、10和15cm 3个覆雪厚度处理,通过动态观测紫花苜蓿冠层处及田间土层(1~10cm)的温度变化,测定其越冬率、分枝数和产草量。结果表明,无积雪覆盖时秋眠型(2级的皇后)和半秋眠型(5级的巨能551)紫花苜蓿品种越冬率分别为64%和59%,而非秋眠型(8级的WL525HQ和10级的赛迪10)紫花苜蓿品种全部死亡。覆雪厚度10cm即可以保证除赛迪10(秋眠10级)外的苜蓿安全越冬,且越冬率均在90%以上;随着覆雪厚度的增加,积雪对紫花苜蓿冠层温度及根颈下土层温度有显著影响,能显著提高各秋眠级紫花苜蓿的越冬率及产草量(P0.05)。综合评价认为,无论在有无覆雪的条件下,半秋眠型(5级的巨能551)紫花苜蓿都表现出良好的越冬率及产草量,适宜在石河子地区进行推广种植。     

积雪覆盖对不同秋眠型紫花苜蓿产草量及营养品质的影响

为了明确冬季田间积雪覆盖对紫花苜蓿（Medicago sativa L.）越冬率、产草量及营养品质的影响,本研究选择秋眠型（1,3级）、半秋眠型（5级）及非秋眠型（7,9级）紫花苜蓿,设置覆雪及不覆雪处理,观测紫花苜蓿根冠处及田间土层（1,20 cm）温度变化,测定其越冬率、株高、干草产量及营养品质。结果表明：与不覆雪相比,覆雪可提高紫花苜蓿的越冬率,覆雪下紫花苜蓿的株高及干草产量呈上升趋势,覆雪可保证紫花苜蓿正常生产性能。与不覆雪相比,覆雪仅影响翌年第一茬紫花苜蓿的粗蛋白含量,而对中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维无明显影响。根据隶属函数综合评价,在有积雪覆盖的情况下,秋眠级3级的‘中苜2号’和秋眠级5级的‘Archer’品种的越冬率、草产量及营养品质表现良好,适宜在新疆北疆地区种植推广。     

覆雪对不同秋眠型紫花苜蓿生理特性及抗寒基因表达的影响

为明确田间覆雪对不同秋眠型紫花苜蓿生理特性及抗寒基因表达的影响,选择秋眠型紫花苜蓿肇东(1级)、半秋眠型紫花苜蓿Archer(5级)及非秋眠型紫花苜蓿WL903(9级),测定越冬期间苜蓿的越冬率、根部渗透调节物质(可溶性糖、脯氨酸)含量、抗氧化物酶(超氧化物歧化酶、过氧化物酶)活性以及抗寒相关基因(CAS15A、DREB1、NAC3)表达。结果表明:冬季积雪可提高不同秋眠级紫花苜蓿的越冬率。覆雪状态下紫花苜蓿主根可溶性糖和脯氨酸含量、以及超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性均高于不覆雪状态;紫花苜蓿DREB1基因的表达量在秋眠型苜蓿(肇东)中最高,CAS15A和NAC3基因的表达量在半秋眠型苜蓿(Archer)中最高。     

新疆石河子地区不同秋眠级紫花苜蓿生产性能的综合评价

为了探究不同秋眠级紫花苜蓿(Medicago sativa L.)生产性能和越冬能力的差异,本研究以国内外26个不同秋眠级紫花苜蓿品种为试验材料,对紫花苜蓿生长性状、营养品质、越冬率及其综合评价进行研究。结果表明：紫花苜蓿的单株生物量、株高、茎粗、粗蛋白含量随着秋眠级的升高呈先增加后降低的趋势,而茎叶比、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量随秋眠级的升高呈先降低后增加的趋势,越冬率则随着秋眠级的升高呈逐渐下降的趋势。主成分分析综合评价得分由高到低依次为秋眠级4级>3级>2级>5级>6级>8级>7级>9级>10级,聚类分析表明秋眠级4级和3级紫花苜蓿为综合指标最优的一类。因此,秋眠级4级的紫花苜蓿最接近理想品种,其次为秋眠级3级,上述2个秋眠级紫花苜蓿均适合在新疆石河子地区种植。     

石河子地区不同秋眠级紫花苜蓿生产性能和营养品质比较

试验旨在研究石河子地区不同秋眠级紫花苜蓿的营养品质和生产性能，以获得适宜当地种植的优良休眠型苜蓿品种。选择10个不同秋眠级紫花苜蓿品种为试验材料，测定紫花苜蓿初花期的营养品质、生产指标和越冬率，并进行综合评价。结果表明，以渝苜1号为代表的第一类群非秋眠型和极非秋眠型苜蓿的生产性能和营养品质均为优，但越冬能力较差，半秋眠型（新疆大叶、Victoria和Archer）苜蓿的越冬性较强且综合性能表现良好，秋眠型（肇东、新牧2号和骑士2）苜蓿的越冬能力强，但综合性能较差。研究表明，综合考虑当地气候及苜蓿多年生的特性，应优选综合性能较好且越冬能力较强的半秋眠苜蓿（新疆大叶、Victoria和Archer）进行种植。     

北疆10个不同秋眠级紫花苜蓿引进品种产量与营养品质研究

以10个秋眠级(1~10级)的紫花苜蓿品种为试供材料,观测其在新疆石河子的生产性状与营养品质表现。结果表明:秋眠级4和7级的苜蓿干草总产量(HY)显著(P0.05)高于秋眠级8和10级外的所有苜蓿品种。秋眠级5级苜蓿的粗蛋白(CP)含量显著(P0.05)高于秋眠级9和10级的苜蓿;其平均酸性洗涤纤维(ADF)含量显著(P0.05)低于除秋眠级10级外的所有苜蓿品种。秋眠级3和4级苜蓿的平均中性洗涤纤维(NDF)含量显著(P0.05)低于秋眠级1、6、7和9级的苜蓿。秋眠级2、5和6级苜蓿的RFV值显著(P0.05)高于秋眠级8级的苜蓿。将HY、CP、NDF和ADF含量4项指标进行综合评价,结果表明:新疆石河子绿洲区最为适宜种植的苜蓿为秋眠级4级(WL343HQ)和5级(巨能551)的苜蓿。苜蓿秋眠级与CP含量呈极显著负相关。     

年刈割次数对科尔沁沙地不同秋眠级紫花苜蓿品种产量、品质和越冬率的影响

为明确科尔沁沙地适宜种植苜蓿秋眠级和刈割次数,在内蒙古阿鲁科尔沁旗以不同秋眠级的6个紫花苜蓿（Medicago sativa）品种为试验材料,研究不同秋眠级苜蓿品种刈割2次、3次和4次对产量、品质和越冬率的影响。结果表明,随刈割次数的增加,不同秋眠级苜蓿品种越冬率逐渐降低;秋眠级1~3级苜蓿品种年刈割3次总产量最高,秋眠级4~5级苜蓿品种年刈割4次总产量最高;不同刈割次数各茬次间苜蓿品质不同。综合分析得出,在科尔沁沙地灌溉苜蓿种植区,选择秋眠级1~4级的苜蓿品种,年刈割2~3次为宜。     

北京地区光温因子对不同秋眠等级苜蓿秋后再生的影响

通过对11个美国标准秋眠等级苜蓿Medicago sativa再生高度的测定,研究了北京地区苜蓿秋季再生高度与日照时间和平均温度的关系。结果表明:在北京地区,苜蓿秋眠性表现时间在10月份;光周期和平均温度对苜蓿秋眠性影响较大,不同秋眠类型苜蓿分化的临界条件是秋季日长小于11 h,平均温度低于10.4℃;不同秋眠等级发生分化的临界条件是秋季日长低于10 h,平均温度低于7.8℃。     

嗜冷乳糖节杆菌B7对遮阴胁迫下多年生黑麦草幼苗生长和抗氧化防御系统的影响

为探究嗜冷乳糖节杆菌B7(Arthrobacter psychrolactophilus)对遮阴胁迫下多年生黑麦草(Lolium perenne)的缓解效应,在盆栽试验条件下,研究了不同遮阴胁迫(0、20％、40％、60％和80％)下接种嗜冷乳糖节杆菌菌株B7对黑麦草生长和生理特性的影响.遮阴胁迫显著抑制黑麦草的生长(P<0.05),而B7能够有效缓解遮阴胁迫对黑麦草生长的抑制.60％和80％遮阴导致多年生黑麦草细胞膜发生严重的损伤,并且积累较高的活性氧,接种B7有效地缓解了遮阴对黑麦草幼苗造成的氧化损伤.与单独遮阴处理相比,20％、40％、60％和80％遮阴胁迫下接种B7导致H2O2和O21含量分别下降5.88％、24.41％、33.60％、40.00％和30.91％、22.94％、25.67％、49.37％.遮阴胁迫在一定程度上提高了超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)、谷胱甘肽还原酶(glutathione reductase,GR)活性以及抗坏血酸(ascorbic acid,AsA)和谷胱甘肽(glutathione,GSH)含量,接种B7进一步提高了上述抗氧化防御体系的活性.研究结果表明,遮阴胁迫下接种B7能够显著提高黑麦草的抗氧化酶活性(P<0.05),增加活性氧的清除能力,减轻遮阴引起的氧化损伤,从而增强黑麦草的耐阴性.     

嗜冷乳糖节杆菌B7对遮阴胁迫下多年生黑麦草幼苗生长和抗氧化防御系统的影响

为探究嗜冷乳糖节杆菌B7 (Arthrobacter psychrolactophilus)对遮阴胁迫下多年生黑麦草(Lolium perenne)的缓解效应,在盆栽试验条件下,研究了不同遮阴胁迫(0、20%、40%、60%和80%)下接种嗜冷乳糖节杆菌菌株B7对黑麦草生长和生理特性的影响。遮阴胁迫显著抑制黑麦草的生长(P < 0.05),而B7能够有效缓解遮阴胁迫对黑麦草生长的抑制。60%和80%遮阴导致多年生黑麦草细胞膜发生严重的损伤,并且积累较高的活性氧,接种B7有效地缓解了遮阴对黑麦草幼苗造成的氧化损伤。与单独遮阴处理相比,20%、40%、60%和80%遮阴胁迫下接种B7导致H2O2和\begin{document}${\rm{O}}_2^{{\rm{\cdot}} - } $\end{document}含量分别下降5.88%、24.41%、33.60%、40.00%和30.91%、22.94%、25.67%、49.37%。遮阴胁迫在一定程度上提高了超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、过氧化物酶(peroxidase, POD)、过氧化氢酶(catalase, CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase, APX)、谷胱甘肽还原酶(glutathione reductase, GR)活性以及抗坏血酸(ascorbic acid, AsA)和谷胱甘肽(glutathione, GSH)含量,接种B7进一步提高了上述抗氧化防御体系的活性。研究结果表明,遮阴胁迫下接种B7能够显著提高黑麦草的抗氧化酶活性(P < 0.05),增加活性氧的清除能力,减轻遮阴引起的氧化损伤,从而增强黑麦草的耐阴性。     

不同秋眠级苜蓿品种在海河平原区的适应性评价

2013~2017年在海河平原区对35个不同秋眠级紫花苜蓿品种,从生育期、越冬率、枝条数、冬前株高、株高、茎叶比、草产量、饲用品质等方面开展了适应性评价。结果表明:在海河平原区,随着苜蓿秋眠级数的降低,有返青期提前的趋势,秋眠级越高,返青期越晚;大多数品种第4~6茬开花现象不明显。高秋眠级品种越冬率、单位面积枝条数、干草产量显著低于其他品种(P<0.01);株高和冬前株高表现相反:秋眠级8级以上苜蓿品种秋播第1年越冬率仅有40%左右,这类品种越冬存在较大风险。相关性分析表明,秋眠级与冬前株高、株高极显著正相关(P<0.01),与越冬率、枝条数、CP、RFV极显著负相关(P<0.01),其中越冬率和冬前株高相关系数分别达到了0.90、0.86,相关性最强。综合分析在海河平原区适宜秋眠级为3~5级,该试验中适应性较好的苜蓿品种为甘农3号、甘农6号。     

高温胁迫下紫花苜蓿抑制消减文库的构建

为分离和获得紫花苜蓿高温胁迫诱导相关基因片段的EST序列.以秋眠6级的紫花苜蓿品种(ABI 700)为材料,以45℃高温胁迫下的紫花苜蓿幼嫩茎叶cDNA为试验方(tester),以正常生长(22℃)的紫花苜蓿幼嫩茎叶cDNA为驱动方(driver),利用抑制性消减杂交技术(suppression subtractive...     

晚秋温度对苜蓿地上部游离脯氨酸、可溶性糖和POD活性的影响

通过对9个不同苜蓿Medicago sativa品种地上部游离脯氨酸、可溶性糖和POD活性的研究,揭示晚秋温度变化对上述指标变化的影响,结果表明：9月10日-10月10日,随着温度的降低,3种不同秋眠类型的苜蓿地上部游离脯氨酸含量都呈上升趋势,其中高度秋眠类型苜蓿的变化幅度最大;不同秋眠类型苜蓿地上部可溶性糖变化趋势有所不同,低度和高度秋眠类型苜蓿变化幅度比较剧烈,说明在贮藏类营养物质方面,低度和高度秋眠类型苜蓿更为敏感,二者变化趋势恰好相反,中度秋眠类型苜蓿介于二者之间;不同秋眠类型苜蓿地上部过氧化物酶（POD）活性都经历逐步上升的趋势,中度和高度秋眠类型苜蓿POD活性变幅相对于低度秋眠类型大,说明中度和高度秋眠类型苜蓿地上部对于气温的变化更敏感。     

不同秋眠等级苜蓿品种幼苗的抗冻性研究

对不同秋眠等级苜蓿品种幼苗的抗冻性进行研究,在4个冷冻温度下检验3个不同秋眠等级苜蓿品种4个苗龄幼苗的存活率,并计算品种半致死温度。结果表明秋眠等级、苗龄和冷冻温度之间的交互作用对苜蓿幼苗抗冻性有显著影响。随着冷冻温度的降低,幼苗存活率降低。在接近品种半致死温度的胁迫温度下(-6℃和-9℃),苜蓿的苗龄对抗冻性有显著影响。-9℃下苜蓿品种间幼苗存活率均有显著差异,能够较好地进行区分。苜蓿品种半致死温度的排序为秋眠品种53Q60(-6.79℃)>中度秋眠品种Tango(-7.51℃)>不秋眠品种CUF101(-8.10℃)。建立了三个苜蓿品种在给定的冷冻温度下幼苗致死率的预测模型。在室内冷冻筛选育种时,本研究中不同秋眠等级苜蓿品种幼苗的半致死温度可以为选择胁迫温度提供参考依据,缩短筛选周期。