豆-禾混播草地中紫花苜蓿比例对其固氮效率的影响及潜在生理机制

【目的】 通过研究豆草比例对紫花苜蓿-羊草混播草地豆科植物生物固氮的影响及其生理生态机制,深化对混播群落结构和生物固氮功能关系的理解,辅助豆-禾混播草地的科学建植和管理,提高混播草地生物固氮和土壤肥力,提升草地资源生产和生态保障能力。【方法】 2017年5月,利用紫花苜蓿和羊草为试验材料,采取随机区组设计,于中国科学院长岭草地农牧生态研究站内建植不同豆草比例（紫花苜蓿占比为25%、50%、75%、100%）的紫花苜蓿-羊草混播草地,4次重复。建植一年后,通过样方取样法调查混播草地群落结构变化,测定紫花苜蓿叶片、枝条和根系生长发育、光合和水分等生理代谢特征,在测定根系结瘤特征基础上,采取¹⁵N同位素自然丰度法评估紫花苜蓿固氮效率,结合土壤水分动态监测,分析豆草比例对紫花苜蓿生物固氮的影响及其生理生态机制。【结果】 （1）混播草地建植一年后,对应25%、50%、75% 和100%设计的豆草混播比例,混播草地实际紫花苜蓿占比分别为11%、27%、53%和100%。（2）对比25%、75%和100%的初始豆草种植比例,50%的初始豆草比例下,生长季平均土壤水分含量分别增加了21.4%、36.4%和51.7%。（3）50%豆草种植比例下,紫花苜蓿植株有更大的枝条和根系生物量、叶片数量、叶片面积、叶片厚度和叶片生物量,上述指标最小值出现在100%的豆草播种比例。（4）50%豆草种植比例下,紫花苜蓿具有最大的光合速率,枝条和根系中淀粉含量最高,但枝条和根系中可溶性糖含量最低。（5）50%的初始豆草混播比例下,紫花苜蓿根瘤发育更完善,其生物固氮率较25%、75%和100%的豆草混播比例分别提高了13.5%、44.6%和79.2%。回归分析表明,随豆草比例变化,紫花苜蓿生物固氮效率与土壤含水量呈正相关。【结论】 紫花苜蓿-羊草混播草地中,紫花苜蓿生物固氮能力与豆草比例间存在非直线型变化关系。当初始豆草种植比例为50%时,紫花苜蓿生物固氮率最大。豆草比例驱动土壤水分变化,进而通过调控叶片发育和光合等途径改变了紫花苜蓿植株和根瘤发育,是其影响生物固氮的潜在机制。     

9种豆科饲草越冬性能对晚播期的响应

以中国北方9种豆科饲草为试验材料,在7月15日至8月25日间5个播期下,检测了9种豆科饲草越冬前形态和生理特征及越冬率。结果表明,播期延后显著降低越冬前各豆科饲草株高、叶片数量、根颈直径、主根长度、地上和根生物量、根系可溶性糖和总氮含量,增加地上生物量/根系生物量比值。与播期7月15日相比,7月25日、8月5日、8月15日、8月25日播期下,豆科饲草平均越冬率分别降低了35%、56%、91%和96%。由于越冬前根系生物量分配及根系可溶性糖和氮素含量更高,龙牧801苜蓿(Melilotoides ruthenicus×Medicago sativa‘Longmu No.801’)、扁蓿豆(Medicago ruthenica)、沙打旺(Astragalus adsurgens)和兴安胡枝子(Lespedeza daurica)的越冬性能明显优于其他豆科饲草。基于本研究结果和草地管理实践,建议松嫩平原天然割草地在8月5日前后进行豆科补播;从越冬性能考虑,龙牧801苜蓿、扁蓿豆、沙打旺和兴安胡枝子是补播优选植物;为促进补播豆科植物建植,建议将补播当年草地割草时间从传统的8月中旬适当提前。     

科尔沁牛母牛早期生长发育规律分析

为研究科尔沁牛母牛体尺指标及体重间的相关关系,探讨科尔沁牛母牛早期生长发育规律,利用初生母犊、6月龄母犊和12月龄母牛体尺与体重测定数据绘制了生长发育曲线,并应用SPSS 16.0软件分析各项体尺指标与体重的相关性。结果表明：放牧为主补饲为辅饲养条件下初生母犊、6月龄母犊和12月龄母牛体重分别为37.2、157.3、192.1 kg;初生犊的胸围与体长、管围存在显著相关性;6月龄犊牛的胸围与体高存在极显著相关性,与体重存在显著相关性;0～12月龄母牛体重、体长、体高和胸围生长发育的最适数学模型均为3次多项式模型,拟合度在0.981 4～0.995 8之间,并且回归方程均达到极显著水平。由此可见,胸围可作为早期选择的可靠依据;3次多项式模型可以用来预测放牧犊牛各月龄的体重及体尺。     

草地划区轮牧饲养原则及设计

为了推进北方草地可持续集约放牧饲养管理,促进完善划区轮牧实验设计及目的,本文总结了放牧国际划区轮牧的10条原则:单位时间的产草量确定载畜率,拔节期指示春季放牧开始时间,开始恢复再生的时间决定放牧时间天数,放牧间隔日数决定放牧频次,计算确定区块数及区块面积,满足牲畜采食行为,充分利用饲草质量和营养,保证牲畜饮水充足,环境友好、易执行、可操作、有弹性。在此基础上,设计了1个划区轮牧实践参考方案,并论述了划区轮牧目标及管理评价标准,讨论了1条北方草地可持续集约养羊畜牧业的发展途径。     

东北农牧交错带农业生态系统结构优化生产模式

以位于东北农牧交错带的吉林省长岭县种马场为例，调查了其农业生产状况，运用线性规划模型对该地区的农业生态系统结构进行优化，提出了适合该地区的优化生产模式。经过优化设计后，农业生态系统的结构趋于合理，优化后的农业生态系统可以使1 hm²农田的纯收益达到8254.6元，是优化前(4019.96元)的2.05倍，单位面积土地承载牛的数量也明显增加。优化结果使农业生态系统的结构趋于合理，整体效益明显优于优化之前，本优化方案对该地区农业生态系统结构调整具有一定的指导作用。     

半干旱地区禾-豆混播草地生物固氮作用研究

 本研究以羊草－沙打旺、羊草－兴安胡枝子、羊草－ 花苜蓿和羊草－ 紫花苜蓿混播草地为对象，比较４种豆科牧草在松嫩平原半干旱地区的生物固氮能力、氮素转移能力以及生物固氮量对草地氮产量的贡献。结果表明，羊草－沙打旺、羊草－紫花苜蓿混播草地氮产量显著高于单播羊草草地，草地粗蛋白含量的增加显著改善了草地质量。沙打旺、兴安胡枝子、花苜蓿和紫花苜蓿生物固氮率为３５％～４０％，大气氮是豆科牧草生长不可缺少的氮素来源。豆科牧草向羊草转移氮素２～１２ｋｇＮ／（ｈｍ^２·ａ），占羊草氮产量的５％ ～２４％。豆科植物的固氮能力增加了草地氮素资源，沙打旺、兴安胡枝子、花苜蓿和紫花苜蓿生物固氮量分别占其混播草地总氮产量的２０．３０％，１７．７８％，１１．２９％和３１．７７％。     

中国草食牲畜生产分析

通过对全国各省草食牲畜(牛、羊)生产与相关联的要素进行分析,提出决定牛羊生产的关键因素, 为全国草食牲畜生产分区和发展提供理论依据和技术指导.利用2004-2008年的统计数据:包括作物面积(代表作物秸秆粗饲料量)、粮食产量(代表精饲料)、已用草地面积(代表饲草)、林地面积(代表饲草)、乡村人口(代表劳动力)、大牲畜年末存栏数、牛羊年末存栏数,牛羊肉产量,采用Pearson相关分析,分析各省的牛羊数量与这些生产要素的关联关系.作物面积、粮食产量与牛生产数量和牛肉产量显著相关,草地面积、林地面积与羊的生产数量和羊肉产量显著相关.根据粗饲料类型和牛羊生产比例及产量,将全国草食牲畜生产模式区划为6类:林地畜牧业区、林地-秸秆畜牧业区、草地畜牧业区、草地-秸秆畜牧业区、秸秆畜牧业区、秸秆-林地畜牧业区.各地区具有发展数量畜牧业的基础,效益型畜牧业发展面临挑战.