施用有机肥对当归药材性状、产量及抗病性的影响

为了探寻有机肥对当归成药栽培的影响,采用黑膜覆盖栽培,基施纯有机肥（O,2000 kg·hm^-2）、纯化肥（C,磷酸二铵,420 kg·hm^-2）、减半量化肥增施有机肥［1/2（O+C）］,以不施肥为对照（CK）,栽培期测定早期抽薹率、发病率、药材产量和性状指标。结果表明,纯有机肥栽培当归早期抽薹率为8.0%,分别较CK、1/2（O+C）和C降低19.4%、15.2%和7.1%。药材产量则相反,O、C和1/2（O+C）栽培当归药材产量相当,鲜产量分别较CK提高105.9%、84.6%和78.2%。纯有机肥栽培当归根最长,侧根最多,单根最重,药材产量最高。化肥对根的增粗作用最大,但含水量高,根病率高,发病重。不同施肥每hm²鲜药材产量与综合评价指数大小顺序一致,依次为O（9220.6 kg,0.926）>C（9038.5 kg,0.610）>1/2（O+C）（8728.4 kg,0.481）>CK（4897.4 kg,0.190）。每hm²干药材产量排序为O（3149.2 kg）>1/2（O+C）（3098.7 kg）>C（2909.2 kg）>CK（1707.0 kg）,与经济收益一致。在岷县道地产区黑膜覆盖栽培,纯施有机肥对当归药材具有显著增效作用,可有效降低早薹率、根病率和发病程度,改善药材性状,提高药材产量和质量,在当归标准化栽培中可推广应用,以改变当归依赖化肥的生产现状,促进绿色有机栽培。     

苜蓿根系构型及生理特性对干旱复水的响应

为了研究苜蓿根系构型及生理特性对干旱复水后的响应,对肇东苜蓿进行盆栽控水试验。设置正常供水（CK）、轻度干旱（LS）、中度干旱（MS）和重度干旱（SS） 4个处理,在干旱处理4周后进行复水,研究各处理间根系构型及生理指标的差异。结果表明：干旱处理对根干重和根尖数有极显著影响（P<0.01）,对比根长、根表面积、根体积和根密度有显著影响（P<0.05）。干旱胁迫抑制了根系的生长,降低了根干重、根长、根表面积、根体积、根密度和根尖数等形态指标,促进了比根长的增加。各处理间拓扑指数差异显著（P<0.05）,干旱促进苜蓿根系从二分枝型向人字形结构转变。干旱胁迫极显著（P<0.01）增加了根系丙二醛（MDA）和超氧负离子（O^2-）的含量,同时超氧化物歧化酶（SOD）活性和谷胱甘肽（GSH）含量也极显著增加（P<0.01）,从而保持体内活性氧处于较低水平。脱落酸（ABA）含量在干旱胁迫下极显著（P<0.01）增加,通过其生理作用及信号传导途径提高苜蓿抗旱性。     

模拟降雨格局变化对虎尾草分株和根系特征的影响

作为全球气候变化的重要组成部分,降雨格局变化能够对各类植物产生不同的影响。虎尾草为退化盐碱草地恢复的主要先锋种植物之一,降雨格局变化如何影响其分株和根系等特征对于全球变化背景下退化盐碱地的生态恢复至关重要。本研究通过人工模拟降雨格局变化试验,设置了3个降水量（减少30%、不变、增加30%）和2个降雨间隔（1、2 d）, 研究了虎尾草地上分株和地下根系形态特征对降雨格局变化的响应。结果表明：1） 降雨格局的变化对虎尾草有性生殖特征几乎无影响,随着降水量增加或降雨间隔延长营养繁殖特征具有增加的趋势。2） 降雨间隔和降水量对虎尾草根系影响程度不同,降雨间隔为主要影响因素,且二者相互依赖。降水量一定时,随着降雨间隔的增加,总根长、总表面积、总体积和根直径显著降低。3） 降水量和降雨间隔均影响虎尾草生物量的积累,降雨间隔为主要影响因素,随着降雨间隔的增加,根、茎、总生物量均显著降低,叶和花序生物量具有减小的趋势,但是影响不显著。     

紫花苜蓿形态和生理指标响应干旱胁迫的品种特异性

为研究紫花苜蓿在叶片和根系水平上响应干旱胁迫的形态和生理的品种特异性规律,在温室内分析了干旱胁迫下WL363HQ和巨能7紫花苜蓿株高、分枝数、生物量及叶片和根系中丙二醛（MDA）、脯氨酸、抗氧化酶类物质、C、N含量、C/N、稳定性C同位素（δ¹³C）和稳定性N同位素（δ¹⁵N）。结果表明：干旱胁迫显著降低了供试品种地上部分和根系的干重及分枝数（P<0.05）。干旱胁迫显著降低了巨能7的株高（P<0.05）,但增加了巨能7的根冠比,而WL363HQ的结果与之相反,这说明干旱胁迫下供试品种的株高和根冠比具有品种特异性的规律。干旱胁迫增加了WL363HQ和巨能7叶片和根系中MDA和脯氨酸的含量及抗氧化酶物质的活性,且在器官水平也具有品种特异性规律。干旱胁迫下巨能7叶片的MDA含量显著增加（P<0.05）,而在WL363HQ根系中的MDA含量也显著增加（P<0.05）。干旱胁迫下WL363HQ叶片脯氨酸含量、POD和SOD活性,及根系SOD的活性均显著增加（P<0.05）,而巨能7仅叶片SOD活性,根系脯氨酸含量、POD活性显著升高（P<0.05）。尽管干旱胁迫对供试品种叶片和根系C、N含量无显著影响（P>0.05）,但干旱胁迫显著提高了WL363HQ和巨能7紫花苜蓿根系的δ¹³C（P<0.05）,且WL363HQ叶片的δ¹⁵N均显著高于巨能7（P<0.05）。此外,干旱胁迫均显著提高了巨能7叶片和根系的C/N（P<0.05）。干旱胁迫下供试品种C、N代谢参数并没有在叶片和根系中表现出较为明显的品种特异性规律,深层次的机制还有待进一步研究。本研究结果将为进一步掌握紫花苜蓿叶片和根系协同抗旱机制及抗旱丰产紫花苜蓿新品种的选育提供理论依据。     

钾肥对紫花苜蓿根颈丙二醛、可溶性蛋白含量与抗氧化系统的影响

为探究钾肥种类及用量对苜蓿(Medicago sativa)抗寒性的影响,本研究以‘北极熊’为供试紫花苜蓿品种,采用二因素随机区组试验设计,研究了秋季施用不同钾肥(硫酸钾和氯化钾)及不同施用量(0,50,100,150,200 kg·hm^-2 K₂O)对越冬期苜蓿根颈在不同温度(4℃,—20℃)处理下抗氧化酶[过氧化物酶(peroxidase,POD),超氧化物歧化酶(superoxide disimutase,SOD),过氧化氢酶(catalase,CAT)]活性和可溶性蛋白(soluble protein,SP)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量变化的影响。结果表明:在4℃温度处理下,不同钾肥种类和施肥量处理中,苜蓿越冬根颈中MDA和SP含量及POD,SOD,CAT活性均无显著差异;但经—20℃低温冷冻后,不同钾肥种类和施肥量处理下,苜蓿越冬根颈中MDA含量下降,SP含量增加,POD,SOD,CAT活性增强,适应低温环境能力变强,且硫酸钾效果强于氯化钾;两种钾肥均在150 kg·hm^-2(K₂O)钾肥处理下,MDA含量最低,POD,SOD,CAT活性最强,SP含量最高,表明苜蓿受伤程度最小,抗寒保护能力最强。因此,在科尔沁沙地秋季施用300 kg·hm^-2K₂SO₄有利于苜蓿安全越冬。     

不同氮效率紫花苜蓿叶特征及其产量效应研究

为探讨不同氮效率紫花苜蓿（Medicago sativa）叶特征差异及其对产量的影响,本研究采用田间小区试验,设4个不同氮效率紫花苜蓿品种（‘LW6010’、‘甘农3号’、‘甘农7号’和‘陇东苜蓿’）和2个施氮处理（0,103.5 kg·hm^-2）,对比研究不同氮效率紫花苜蓿的叶特征及其生产性能,并采用通径分析法探讨叶特征各因子对产量的影响。结果表明,在不施氮和供氮103.5 kg·hm^-2时,‘LW6010’的叶面积、比叶重、叶片数、叶蛋白含量、维管束、韧皮部、木质部面积、导管数量和总产量显著大于‘陇东苜蓿’。通径分析表明,‘LW6010’叶特征各因子对产量的影响依次为：叶面积>叶重>叶片数>叶增量>比叶重>叶茎比。综上,紫花苜蓿的叶特征在不同氮效率品种间存在差异,无论氮水平高低,氮高效紫花苜蓿品种‘LW6010’叶特征综合表现总是优于‘陇东苜蓿’。利用通径分析发现,紫花苜蓿叶特征各因子中叶面积和叶重的产量效应最突出。     

‘清水’苜蓿与‘WL168’杂交后代的表型特征及生理特性

本研究以‘清水’紫花苜蓿（Medicago sativa L.‘Qingshui’）与‘WL168’紫花苜蓿（Medicago sativa L.‘WL168’）的杂交后代选育系RSA-01,RSA-02和RSA-03为研究对象,于种植第5年对其表型特征及生理特性进行观测分析。结果表明：RSA-01,RSA-02地上生物量显著低于‘WL168’（P<0.05）,而RSA-03显著高于‘清水’;RSA-02,RSA-03茎粗显著高于‘清水’和‘WL168’,而茎叶比均低于‘清水’;各形态指标中,茎粗变异系数最小,且RSA-03值最小,为2.17%;通径分析表明,RSA-01,RSA-02和RSA-03的茎叶比、茎粗与其地上生物量的直接通径系数分别为-0.649和0.709,-0.700和0.422,-0.858和0.189,茎叶比、茎粗是影响地上生物量的关键因素;RSA-01,RSA-03的过氧化物酶活性显著低于‘清水’和‘WL168’。与亲本‘清水’相比,RSA-03的地上生物量和茎粗都具有显著的杂种优势,但其抗逆性减弱,该研究结果为后期产量改良及抗逆性研究提供理论依据。     

不同根颈直径苜蓿生理生化特性对低温胁迫的响应

为了探究不同颈粗苜蓿（Medicago sativa L.）的抗寒性与其根颈中生理生化特性的关系。以‘公农1号’紫花苜蓿为试验材料,对不同颈粗（3.50 mm,5.25 mm,7.00 mm）苜蓿根系进行低温胁迫（4℃,-10℃,-15℃,-20℃）处理,测定了苜蓿根颈活力、非结构碳氮含量和抗氧化酶活性。结果表明：低温胁迫对苜蓿根颈活力、非结构碳氮含量、非结构碳氮比（Cnstructured carbon nitrogen ratio,C/N）及过氧化氢酶（Catalase,CAT）活性均有极显著影响（P<0.01）;随低温胁迫的增加不同颈粗的苜蓿根颈活力均降低,可溶性糖和可溶性蛋白含量均呈增加-降低-增加的变化,淀粉含量、C/N和CAT活性均呈先增加后降低的趋势;苜蓿根颈活力大小与根颈中可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、CAT活性及C/N显著相关（P<0.05）。研究认为,根颈直径大的苜蓿抗寒性较强,其通过调控根颈中可溶性蛋白、可溶性糖含量和CAT活性及C/N以适应低温胁迫。     

基于近红外光谱法的紫花苜蓿品质综合评价

探索近红外光谱法测定紫花苜蓿品质的可行性,采用近红外光谱法与常规方法对8个紫花苜蓿品种(系)的粗蛋白、粗脂肪、粗灰分、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、钙、磷和干物质等8项指标进行测定。利用配对T检验、多重比较和回归分析等方法检验近红外光谱法测定结果的可行性,运用灰色关联度分析对苜蓿品质进行综合评价。结果表明,粗蛋白、粗灰分、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、磷和干物质等6项指标用近红外光谱法测定可信度较高。紫花苜蓿品质评价指标可简化为粗蛋白、粗灰分、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和干物质等5项。灰色关联度分析综合表现较好的苜蓿品种(系)有WL358、WL440HQ、WL656HQ和WL366HQ。     

Soil aggregate formation and stability induced by starch and cellulose

Soil aggregate (SA) can be formed and stabilized when soil organic matter (SOM) is decomposed in the soil. However, the relationships between the SA dynamics and SOM with different decomposition rates have not been clarified. Therefore, this study examined the effects of the addition of polysaccharides to soil on SA formation and stability. A Japanese tropical soil was incubated for 99 d at 30 °C in a dark environment following the addition of 0.5% (w/w) starch or cellulose. The decomposition rates of the amendments, and SA formation and stability were evaluated by measuring soil respiration rates, and distribution fractions of soil aggregate sizes and mean weight diameter (MWD) of SA, respectively. The cumulative soil respirations with all treatments rapidly increased until Day 12 of the incubation. The initial slope of the cumulative soil respiration in the soil with starch was significantly higher than that in the soil with cellulose. In either soil with starch or cellulose, the fractions of macro-aggregates (>1000 μm in diameter) significantly increased, respectively, compared with control soil. However, the fractions of meso-aggregates (250–1000 μm) and nano-aggregate (<20 μm) in the soil with starch significantly decreased, while those fractions in the soil with cellulose fluctuated until Day 6. The MWDs reached the maximum on Day 6, indicating the SA formation in the soils with starch or cellulose. The increasing rate of the SA formation in the starch-amended soil was greatly higher than that in the cellulose-amended soil. After Day 6, the MWDs in the soils with either polysaccharide decreased with similar trends with no significant differences between treatments, indicating similar stability of the SA in both treatments. This study showed that the different decomposability of the organic amendments might influence the SA formation differently, but not the SA stability.