AtSOS基因在紫花苜蓿中的表达及其耐盐性研究

本研究采用基因工程技术改良紫花苜蓿耐盐性,通过种植转基因耐盐紫花苜蓿达到改良土壤的目的。以紫花苜蓿子叶节为外植体,通过农杆菌介导法将来源于拟南芥的AtSOS1-AtSOS2-AtSOS3多基因表达载体导入阿尔冈金紫花苜蓿中,经PCR检测、抗除草剂筛选和RT-PCR鉴定,获得了能稳定表达的转基因株系。以转基因的紫花苜蓿和野生型紫花苜蓿为材料进行盐处理,每个处理重复3次,测定其生理生化指标、株高、Na⁺和K⁺含量、细胞膜透性、叶绿素含量。结果显示,在不同盐浓度处理下,所有植株的株高均有所增长,但在100和200 mmol·L^-1的NaCl处理下,转基因植株的长势显著高于野生型植株;随着处理时间的增加,所有植株的叶绿素含量均呈先上升后下降的趋势,且野生型植株叶绿素含量均低于转基因植株;在100和200 mmol·L^-1的NaCl处理下,转基因植株的细胞膜透性、超氧化物歧化酶活性和脯氨酸含量的增加量均小于野生型植株,而过氧化物酶、过氧化氢酶活性和可溶性糖含量的增加量均大于野生型;各植株中丙二醛含量均下降,且野生型植株下降的更为明显;盐处理后,转基因植株根系中Na⁺的积累比野生型植株少,而K⁺的吸收多于野生型植株。转AtSOS基因的紫花苜蓿通过发挥AtSOS途径的作用,促进了植物体将细胞内的Na⁺外排,从而减轻盐胁迫对植物体的伤害,提高了转基因植株的耐盐性。     

土壤易氧化有机碳与溶解性有机碳对荒漠草地沙漠化过程中土壤碳库变异的表征

以干旱、半干旱地区荒漠草地不同沙漠化阶段土壤为研究对象,研究不同沙漠化阶段土壤易氧化有机碳与溶解性有机碳含量和分配比例变异规律,分析不同沙漠化阶段土壤碳库指数变化,探讨荒漠草地沙漠化过程中土壤易氧化有机碳与溶解性有机碳对土壤碳库的表征作用。结果表明,随着荒漠草地沙漠化程度的加剧,易氧化有机碳含量表现出一定的波动性,但整体呈下降趋势,溶解性有机碳含量呈线性下降。易氧化有机碳和溶解性有机碳分配比例均在荒漠草地达到最大值,在半固定沙地达到最小值。利用易氧化有机碳含量计算的土壤碳库管理指数随荒漠草地沙漠化程度增加表现出先下降后上升趋势,利用溶解性有机碳含量计算的土壤碳库管理指数呈线性下降趋势。易氧化有机碳、溶解性有机碳含量与土壤有机碳均显著正相关,但溶解性有机碳的相关系数略高于易氧化有机碳。通过比较活度敏感指数和碳库管理指数敏感指数发现,荒漠草地逆向演替至固定沙地过程中,易氧化有机碳的各项敏感指数均高于溶解性有机碳。固定沙地演替至流动沙地过程中,溶解性有机碳的各项敏感指数均高于易氧化有机碳,表明易氧化有机碳能够较好地表征荒漠草地沙漠化前期土壤碳库变化,而荒漠草地沙漠化中期和后期利用溶解性有机碳表征效果更好。     

围封与放牧对荒漠草原土壤理化性质的影响

以宁夏盐池典型荒漠草原为研究对象,选择围栏封育区和围栏外放牧区的芨芨草群落和沙蒿群落,研究围封与放牧区2种群落草地的含水量、pH及土壤理化性质的变化。结果表明:放牧干扰对荒漠草原土壤水分和pH均表现出显著影响(P0.05),沙蒿群落土壤含水量各层在放牧干扰下比围栏区相应高12.0%、12.3%和16.6%,芨芨草群落各层均表现为围封区含水量大于放牧区,放牧区土壤pH明显低于围封区;除速效磷(AP)以外,其它养分元素含量均呈现为围封区大于放牧区,围封内外土壤的有机碳(SOC)、全氮(TN)、速效氮(AN)、速效磷(AP)、速效钾(AK)的达到差异显著水平,对全磷(TP)、全钾(TK)的影响不明显;芨芨草群落各层土壤各指标含量均比沙蒿高,同时相对增幅也大。     

罗布麻对滩羊体重、血清生化指标及肉品质的影响

为了研究在日粮中添加不同比例罗布麻对滩羊体重、血清生化指标及肉品质的影响,试验选择健康滩羊40只,随机均分为A、B、C、D 4组,分别饲喂营养水平相近、罗布麻添加量为0、5%、10%、15%的日粮,在试验第20,40,60天分别测定各组滩羊的血清生化指标并记录试验期滩羊体重,试验结束后进行屠宰并对其肉品质进行测定。结果表明:第60天时,B组滩羊体重最高,其次是C组;与A组比较,B组、C组、D组滩羊血清中三酰甘油(TG)含量降低,其中C组、D组显著低于A组(P 0. 05); C组、D组血清总胆固醇(TC)含量显著低于A组(P0. 05);总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)含量总体呈缓慢升高趋势;碱性磷酸酶(ALP)活性B组、C组、D组均低于A组,天门冬氨酸氨基转移酶(AST)活性B组、C组、D组均高于A组;随着罗布麻添加比例的提高,滩羊肉品质提升,其中C组熟肉率最高,失水率最低。说明在日粮中添加10%的罗布麻能够促进滩羊生长,改善血清生化指标,提升肉品质。     

中间锦鸡儿花水浸提液对三种作物种子萌发及幼苗生长的化感作用

以中间锦鸡儿和玉米、苏丹草、高丹草种子为试材,以蒸馏水为对照,采用培养皿滤纸法,研究了不同梯度(0.5、1.0、5.0、10.0、25.0mg·mL~(-1))中间锦鸡儿花水浸提液对3种受体作物种子萌发及幼苗生长的影响,以期对农林复合系统生产和构建提供理论依据和有益参考。结果表明:随着中间锦鸡儿花水浸提液质量浓度的增加,受体作物玉米、苏丹草、高丹草种子的平均发芽率和发芽指数均表现"低浓度促进,高浓度抑制"效应,但不同质量浓度水浸提液对3种农作物种子发芽的影响有差异性,在质量浓度为1.0mg·mL~(-1)时,3种农作物的种子相对发芽率间无显著差异(P0.05),除玉米外,另外2种受体作物种子的平均发芽率均表现为促进作用,且对高丹草的促进作用最大,RI=13.70%;在高浓度浸提液(C≥5.0mg·mL~(-1))处理下3种受体作物种子的发芽指数与对照均表现显著差异(P0.05)。玉米、苏丹草和高丹草的胚根、胚芽对中间锦鸡儿花水浸提液的化感效应均表现为"浓度效应";3种受体作物的苗高随着浸提液处理浓度的增大表现为"低促高抑",高浓度的浸提液对高丹草幼苗高度的抑制作用最强。花水浸提液对苏丹草和高丹草的幼苗干重化感效应表现为"低促高抑"效应,而对玉米幼苗干重表现为"高浓度抑制"效应。中间锦鸡儿花水浸提液对3种受体作物的化感作用综合效应大小依次为高丹草玉米苏丹草。     

施用不同氮肥对盐碱地湖南稷子生产性能以及养分吸收的影响

为探讨盐碱地湖南稷子(Echinochloa frumentacea)高效生产的最佳施氮种类和施氮量,采用单因素随机区组设计,通过在湖南稷子拔节期设置不施肥(CK)、尿素和硫酸铵(N1,N2)轻施肥(F1:50 kg·hm^-2)、中施肥(F2:100 kg·hm^-2)、重施肥处理(F3:150 kg·hm^-2),研究不同氮肥和施氮水平下湖南稷子田间农艺性状、养分吸收及氮肥利用率的变化,探讨盐碱地湖南稷子实现高效生产的适宜氮肥和施氮量。结果表明：与对照相比,施氮量为F2和F3时能够显著提高盐碱地湖南稷子产量及氮磷钾吸收量(P<0.05),植株不同部位氮含量上升,施氮量F3时能够显著提高氮肥利用效率(P<0.05),且同一施氮量下追施硫酸铵后湖南稷子产量、养分吸收及氮肥利用率均高于尿素。综上所述,氮肥追施量在150 kg·hm^-2时,有利于盐碱地湖南稷子的产量的提升和养分的吸收,且同一条件下追施硫酸铵较追施尿素效果显著。     

宁夏荒漠草原不同土地利用方式对土壤活性有机碳的影响

以宁夏荒漠草原不同土地利用方式(耕地、弃耕地、草地和柠条地)的土壤为研究对象,测定了不同土层土壤有机碳和活性有机碳含量,分析了土壤活性有机碳占有机碳的比例,以期探寻不同土地利用方式对土壤活性有机碳的影响。结果表明:不同土地利用方式土壤总有机碳含量范围在1.78~6.17 g·kg^-1,具体表现为弃耕地>柠条地>草地>耕地。表层(0~5 cm)土壤有机碳含量显著高于深层(10~60 cm),说明荒漠草原土壤有机碳主要富集在表层;4种土地利用方式土壤易氧化有机碳含量为0.57~1.38 mg·g^-1,变化趋势具体表现为柠条地>草地>耕地>弃耕地,且柠条地在每个土层都高于其它3种土地利用方式;土壤可溶性有机碳含量范围为6.8~11.1 mg·kg^-1,变化趋势表现为草地>耕地>柠条地>弃耕地。土壤易氧化有机碳含量占有机碳的比例范围为13.7%~43.1%,大小排序为柠条地>耕地>草地>弃耕地;土壤可溶性有机碳含量占有机碳的比例范围为0.11%~0.48%,比例大小为耕地>草地>柠条地>弃耕地,耕地和草地中土壤可溶性有机碳含量占有机碳比例随着土壤深度的增加而减小,这与有机碳在耕地和草地中变化趋势一致。土地利用变化可以显著影响土壤活性有机碳的含量与分布,能够敏感的反映土壤碳库的变化,可以作为评价宁夏荒漠草原土壤质量和肥力的指标之一。     

渗透胁迫和pH对中间锦鸡儿种子萌发和幼苗生长的影响

以中间锦鸡儿种子为试材,采用中心组合试验设计和响应曲面分析方法,在实验室条件下,探讨了渗透势(-1.76~0.00MPa)和pH(5.0~8.5)对中间锦鸡儿发芽指数(Gi)、活力指数(VI)、发芽率(GR)、相对发芽率(relative GR)、胚轴长(H)、胚根长(R)、茎粗(SD)的协同影响。结果表明:不同渗透势下,渗透胁迫越大,Gi、GR、relative GR越低。当渗透势为-0.88的情况下,pH过高(pH 8.5)和过低(pH 5.0)时均低于pH在6.8时的GR、relative GR。A~2(Ψπ~2)对SD的影响接近(P=0.050 4)显著水平;pH对5个指标的影响达到极显著或显著水平,即B-pH和B2(pH2)分别对Gi、VI有极显著(P=0.009 5,P=0.001 2)和显著(P=0.034 9,P=0.034 6)影响,B2分别对GR、relative GR有显著(P=0.048 7)影响,B-pH对R有显著(P=0.035 2)影响。相同pH处理下,渗透势越高茎粗值越大。基本上渗透势越靠近中心点SD越小,越往两边SD值越大。pH 6.9~8.5时,随着pH的增大,VI、GR、relative GR、H均呈逐渐变小的趋势。pH 6.0~8.5时,R随着pH的增大而降低;渗透势和pH分别为-0.26MPa和5.9时,各生长指标达到最优值,Ψπ、pH、H、R、SD、GR、relative GR、Gi、VI分别为-0.26 MPa、5.9、11.78 mm、7.45 mm、1.70mm、73.75%、92.19%、35.85、4.99,可靠性为0.75。可见微量的渗透胁迫和微偏酸的环境有助于中间锦鸡儿种子的发芽和幼苗的生长。     

生物炭对黄绵土水分吸渗特征及水力学参数的影响

探究不同生物炭添加量对宁南山区黄绵土水分吸渗特征及水力学参数的变化，为提升区域生态功能及促进农业生产提供数据支撑。选取6种生物炭添加量(0、10、20、30、40和50g/kg),通过室内一维水平土柱试验，利用Philip模型拟合土壤吸渗过程并确定吸渗率(S),并推导出Van Genuchten模型中进气吸力倒数(a)、形状系数(n)及水吸力(h),利用上述水力学参数拟合土壤水分特征曲线、非饱和导水率及比水容量。结果表明：随着生物炭添加量增大，各处理湿润锋运移距离及累积入渗量均逐渐减小。与未添加生物炭处理相比各处理S分别降低了7.83%、14.99%、16.90%、23.36%和39.50%;随生物炭添加量增加，a、n及饱和导水率(K_s)逐渐减小，饱和含水率(θ_s)、滞留含水率(θ_r)逐渐增大。相同土壤含水率下，生物炭添加量增加h增大，非饱和导水率减小且增长速率逐渐降低。相同h下，生物炭添加量越大比水容量越大，水分有效性越高。可以看出添加生物炭显著增强了宁南山区黄绵土持水性能及水分有效性。     

宁夏东部荒漠草原猪毛蒿光合特征和水分利用效率对降水变化的响应

荒漠草原植物的生长和生存受降水影响很大,本研究以宁夏东部荒漠草原猪毛蒿种群为研究对象,2017-2020年连续4年监测了降水改变条件下土壤水分特征,测定了猪毛蒿净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO₂浓度等光合特征,并对其内禀水分利用效率和瞬时水分利用效率进行了分析。研究表明：4年中无效降水事件（<5 mm）发生次数较多,占当年降水频次的60.00%~82.54%;大雨（≥25 mm且≤49.9 mm）和暴雨等级（≥50 mm）降水事件较少,平均单次降水事件的降水量仅为3.3~6.5 mm·次^-1。不同处理各土层的土壤含水量存在较大差异,表层（10 cm）土壤含水量较次表层（20 cm）和深层（60 cm）的变幅大;次表层（20 cm）土壤平均含水量低于表层,与小降水事件发生频次较高无法入渗补给以及植物吸收消耗有关;深层（60 cm）土壤含水量变化小,较稳定。净光合速率随着光合有效辐射的增加而增大,当光合有效辐射在400~1600 μmol·m^-2·s^-1时,增雨处理提高了猪毛蒿的净光合速率;在光合有效辐射>1600 μmol·m^-2·s^-1时,猪毛蒿净光合速率有下降趋势,且增雨处理下降幅度最大。光合有效辐射在>400 μmol·m^-2·s^-1时,胞间CO₂浓度呈直线下降,达到1600 μmol·m^-2·s^-1时,胞间CO₂浓度最小。蒸腾速率和气孔导度随着光照强度的增加未有显著变化,但增雨处理下猪毛蒿的蒸腾速率和气孔导度均大于其他处理。气孔限制值随着光合有效辐射的增加呈上升趋势,同时降水的增加减小了气孔限制值。猪毛蒿的内禀水分利用效率和瞬时水分利用效率均在较低的光照强度时（<400 μmol·m^-2·s^-1）随着光强的增加而迅速增大,之后增速减缓。各处理中猪毛蒿最大内禀水分利用效率和最大瞬时水分利用效率在1600~2000 μmol·m^-2·s^-1时达到最大。随着干旱程度的增加,猪毛蒿最大水分利用效率对应的光照强度由2000减小至1600 μmol·m^-2·s^-1。在荒漠草原,当光照强度>400 μmol·m^-2·s^-1时,适度干旱提高了猪毛蒿的水分利用效率。