黄土丘陵区不同种植行距下柳枝稷根系分布特征研究

明确旱区作物根系生长与行距的关系可为合理选择种植密度提供依据。以梯田种植第7年的柳枝稷(Pancium virgatum L.)草地为研究对象,采用根钻法于2016年4月和10月对0~150cm土层进行根系取样,比较研究了3种种植行距下(20cm,40cm和60cm)柳枝稷根系生物量和根长密度分布特征。结果表明:柳枝稷根系主要分布在0~40cm土层,20cm和40cm行距下0~20cm土层根系生物量显著高于60cm行距(P0.05);在40~150cm土层,根系生物量和根长密度在20cm行距下最低。行上与行间根系生物量均随种植行距增大而增大,均以40cm行距下根长密度较高。细根(d≤0.5mm)根长密度为40cm行距下显著最高,20cm行距下最低(P0.05)。总体表明,40cm行距下柳枝稷根系生物量较高,平均根长密度与细根根长密度最高。     

种植行距与施肥量对柳枝稷产量及粗蛋白质含量的影响

旨在选出最优的种植行距与施肥量的组合,为柳枝稷(Panicum virgatum L.)在国内种植时的耕作方式提供理论依据,因此研究了不同种植行距(20、60 cm)和施肥量(0、150和225 kg·hm^-2)对其产量和粗蛋白质含量的影响。结果表明:施肥量对干草产量的影响差异极显著(P<0.01),种植行距偏密有利于柳枝稷的高产;施肥水平具有主要作用;提高柳枝稷干草产量的种植行距和施肥量最优组合为A1B3(行距20 cm和施氮肥225 kg·hm^-2),干草产量为5615.31 kg·hm^-2;在柳枝稷生长初期粗蛋白质含量较高,营养品质最好;随着时间的推延,柳枝稷粗蛋白质含量逐渐降低,营养品质也逐渐变差;氮肥的施用量对柳枝稷粗蛋白质的含量影响较大;提高粗蛋白质含量的种植行距和施肥量最优组合为施肥量为225 kg·hm^-2的2个组合A₁B₃、A₂B₃,分蘖期粗蛋白质含量分别为17.75%、17.6%;开花期粗蛋白质含量分别为11.16%、12.81%。     

栽培措施对柳枝稷产量与品质的影响研究进展

柳枝稷(Panicum virgatum L.)原产于北美地区,具有优良的草料特性和水土保持功能,柳枝稷也是一种重要的能源草,可以用来生产燃料乙醇。产量和品质是衡量柳枝稷经济效益的重要指标,栽培措施对其会产生直接或间接的影响,尤其是种植行距、施氮肥量、水分、盐胁迫等。本文简述了这些因子对柳枝稷产量与品质的影响,能为进一步研究提供参考。     

氮素对分蘖期干旱及复水柳枝稷光合生理特性的影响

为揭示引种禾草柳枝稷(Panicum virgatum L.)光合生理对短期干旱的敏感性与旱后恢复能力及施氮效应,采用盆栽控水试验,设置高水[HW,80%FC(田间持水量)],中水(MW,60%FC)和低水(LW,40%FC)3个水分水平,及两个氮肥处理(不施氮和0.1g N/Kg干土),研究了分蘖期柳枝稷叶片光合气孔交换参数和叶绿素荧光参数在土壤逐渐干旱及复水后的变化特点。结果表明:与高水相比,中水和低水下柳枝稷叶片相对含水量(RWC)、叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、最大光化学效率(Fv/Fm)均显著降低;随自然干旱时间延长,Pn、Gs、Tr、Fv/Fm和光化学淬灭系数(qP)值均呈下降趋势,且施氮处理的降幅较大,以低水施氮降低幅度最大,Pn下降由气孔限制转变为非气孔限制;非光化学淬灭系数(NPQ)值则呈相反的变化趋势;复水后,柳枝稷各光合生理指标均能恢复到水分降低前水平,施氮处理的恢复速度大于不施氮处理。上述表明,柳枝稷具有较强适应低水分条件的能力,一定土壤水分条件下施氮有利于提高其光合能力及复水后的恢复能力;在土壤水分低于40%FC施氮则加重柳枝稷受胁迫程度,降低柳枝稷光合性能。     

利用能源牧草柳枝稷生产燃料乙醇的研究进展

能源作物柳枝稷(Panicum virgatum)因其种植成本低、管理简便、生长用期短、收益高并对环境有积极的影响作用而成为能源研究的热点.本研究从柳枝稷的能源开发特性、栽培与管理方式、生物技术改良方法以及生物燃料的转换工艺等方面综述了能源作物柳枝稷的研究进展.并以生物技术为出发点,针对柳枝稷的生物学特性讨论了如何引种...     

柳枝稷和白羊草苗期水分利用与根冠比的比较

室内生长箱内柳枝稷和白羊草苗期水分利用与根冠比的试验结果表明，低水下柳枝稷光合速率降低，蒸腾速率增大，叶片水分利用效率减小，根长增加，整体水分利用率降低，但生产力的根冠分配与高水相差较小。低水也造成白羊草光合降低，但蒸腾速率减小幅度更大，叶片水分利用效率反而提高，主要原因是白羊草叶片气孔具有较强的随水分条件变化的调节作用。白羊草的根系在低水下伸长速率减慢，根长／株高降低，水分条件好时根系也能够迅速生长，特别是加强根系的生产力分配。不同水分下白羊草消耗单位水分形成的生产力均大于柳枝稷，说明白羊草在苗期对土壤水分变化的适应能力比柳枝稷要强。     

土壤含水量和pH的耦合作用对柳枝稷的影响

为明确柳枝稷对水胁迫和酸碱胁迫的耐受力,论文以盆栽的柳枝稷(Panicum virgatum)Alamo为试验材料,测定在5个土壤含水量水平(8%,16%,20%,24%和32%)和5个pH水平(4.9,6.3,7.0,7.7和9.1)柳枝稷的产量(干鲜重、分蘖和株高)、生理反应(可溶性糖、脯氨酸、丙二醛、叶绿素含量和相对电导率)和品质(纤维素、半纤维素、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维和酸性洗涤木质素)。结果表明:干旱胁迫和酸碱胁迫对柳枝稷的多项指标影响不显著,柳枝稷对干旱和pH胁迫有一定的耐受力;土壤含水量和pH对柳枝稷的鲜重和脯氨酸含量产生了显著的耦合作用,为柳枝稷在边际土地上的引种种植提供了理论依据;纤维素与干鲜重、酸性洗涤纤维、酸性洗涤木质素、中性洗涤纤维含量、株高显著正相关,与可溶性糖、脯氨酸、丙二醛含量和相对电导率显著负相关。     

不同施氮水平对柳枝稷光合特性及抗旱性的影响

为了探究宁夏银北盐碱地区柳枝稷高产优质高效栽培过程中最佳的施氮量及其对柳枝稷叶片光合特性及抗旱性的影响,本研究采用大田试验,以Cave-in-Rock品种柳枝稷为供试材料,设无氮添加(0 kg·hm~(-2),N_0)、施低氮(60 kg·hm~(-2),N_(60))、中氮(120 kg·hm~(-2),N_(120))和高氮(240 kg·hm~(-2),N_(240))共4个施氮水平,分析比较了各生育时期内柳枝稷叶片光合特性、渗透调节物质及抗氧化酶活性的变化,同时采用隶属函数法综合评价了盐碱地柳枝稷的抗旱性。结果表明,随着不同施氮水平的增加,柳枝稷各生育时期内叶片叶绿素相对含量(SPAD)、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)和细胞间隙CO_2浓度(C_i)整体呈现先升后降的趋势,均在施中氮(N_(120))处理下达到峰值。与无氮添加(N_0)处理相比,施低氮(N_(60))、中氮(N_(120))和高氮(N_(240))处理下柳枝稷叶片的SPAD值平均增加了4.73%、18.71%和8.86%,净光合速率(P_n)平均提高了5.55%、17.02%和12.41%,气孔导度(G_s)平均升高了7.87%、56.18%和39.33%,细胞间隙CO_2浓度(C_i)平均增加了7.86%、30.71%和13.81%。柳枝稷叶片蒸腾速率(T_r)在高氮(N_(240))处理下达到最大值,叶片水分利用效率(WUE)随着不同施氮水平的增加而逐渐下降。隶属函数分析结果表明,施中氮(N_(120))处理下柳枝稷各抗旱指标隶属函数值的均值最大。因此,本试验条件下有利于提高柳枝稷叶片光合能力和抗旱性的适宜施氮水平为120 kg·hm~(-2)。     

黄土丘陵区柳枝稷与白羊草光合生理生态特征的比较

在干旱季节里测定自然条件下引种牧草柳枝稷与驯化本地天然牧草白羊草的一些光合生理生态特征日变化的结果表明 ,前者之所以呈现较高的光合速率主要是其具有较强的叶肉细胞羧化能力 ,较低的气孔导度降低了蒸腾 ,从而提高了水分利用效率 ,正因为这种特性使其虽为引进种但仍能在陕北不同立地条件下种植生长     

柳枝稷对滨海盐碱地的改良效果及饲用价值

为探究柳枝稷(Panicum virgatum)在滨海盐碱地改良方面的作用及其饲用价值,本研究在黄河三角洲盐碱地开展了田间试验和家庭农场饲喂试验,研究了柳枝稷不同种植密度和年限对盐碱地的改良效果以及柳枝稷饲喂对鲁波山羊生长性能的影响。结果显示,相较于种植以前,1 m×1 m种植密度的柳枝稷,在种植4年后土壤有机质增加了55%(P=0.09),盐分含量显著降低了59%(P<0.05)。此外,两个种植密度(1 m×1 m和1 m×3 m)的柳枝稷,均能显著降低大多数土壤重金属的含量(P<0.05)。饲喂试验发现,柳枝稷与花生(Arachis hypogaea)秧不同比例混合,均能不同程度地促进鲁波山羊的生长,以柳枝稷:花生秧为3:7时效果最佳。本研究证明,1 m×1 m种植密度的柳枝稷能够有效改良滨海盐碱土壤,同时兼具一定的饲用价值,对黄河三角洲盐碱地生态草牧业发展具有重要的指导意义。     

不同水分梯度下能源植物芒草和柳枝稷生物量分配规律

黄土高原面积广袤,进行能源植物种植具有巨大潜质。然而,由于该区生态环境脆弱,水分是限制能源植物产量的主要因子。本研究通过室内控水试验,对不同水分梯度条件(田间持水量的75%、55%和35%)下芒草(Miscanthus sinensis)和柳枝稷(Panicum virgatum)两种能源植物干物质的分配规律进行研究,以期为能源植物的节水高产提供依据。结果表明,水分显著影响根生物量、地上生物量及总生物量(P0.05);芒草生物量显著高于柳枝稷;随着水分的降低,生物量显著下降。不同水分条件显著影响柳枝稷的根冠比、而对芒草影响较小;柳枝稷在较低土壤含水量下,通过增加根系数量及根冠比来加强对水分和养分的吸收。在试验条件下,田间持水量的55%与75%水分条件对两种能源植物地上、地下及总生物量无显著影响(P0.05);水分含量在田间持水量的55%下,两种植物有较高水分利用效率。     

丛枝菌根真菌对柳枝稷苗期生长作用机制的研究

柳枝稷(Panicum virgatum L.)存在苗期生长缓慢的现象,而菌根真菌与植物共生可以促进植物生长。为了探究菌根真菌对柳枝稷苗期生长的影响,我们以来自于柳枝稷低地型品种Alamo的2个品系Ma和Mg为材料,诱导丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)与柳枝稷共生,研究丛枝菌根真菌对柳枝稷苗期生长的影响及其分子机制。结果表明:丛枝菌根真菌可以侵入苗期柳枝稷根的内部形成共生菌根,并显著增加柳枝稷苗期的叶绿素含量、株高、叶片数和生物量。寄生植物瓜列当(Orobanche aegyptiaca)种子萌发和独脚金内酯(Strigolactones,SLs)合成标记基因检测实验表明,丛枝菌根真菌与柳枝稷共生可以抑制柳枝稷根系合成独脚金内酯,进而解除独脚金内酯对柳枝稷分蘖的抑制作用,促进柳枝稷苗期的生长。     

持续干旱及复水对柳枝稷幼苗分蘖期生长发育的影响

柳枝稷(Panicum virgatum)苗期的耐旱能力是其在干旱、半干旱地区生长的关键,为确定其耐旱能力,采用裂区试验设计对柳枝稷抗旱相关指标以及复水后幼苗的生长状况进行研究。结果表明:持续干旱胁迫对不同柳枝稷品种(系)的影响存在差异,其中以西稷2号(从Alamo中选育)的抗旱性较好。随干旱胁迫时间增加,其生长发育逐渐受到抑制,当胁迫时间低于10 d,土壤含水量高于3.7%时,其地上部生长受到一定程度的抑制,叶片失水,叶绿素含量急剧降低,根冠比、丙二醛(MDA)含量、以及抗氧化酶(SOD,CAT,POD)活性升高,此时复水柳枝稷幼苗能迅速恢复生长;当胁迫时间继续增大到12 d时,柳枝稷叶片失水严重,植株根冠比、叶片MDA含量,以及SOD,CAT,POD活性急剧升高,柳枝稷地上部干枯,此时复水可重新长出幼苗;但当胁迫时间超过12 d时(西稷2号超过14 d),将因缺水干旱死亡。因此,柳枝稷在降雨缺乏地区种植时,可选用西稷2号作为推广品种(系),且在持续干旱时间超过10 d,土壤含水量低于3.7%时,应及时复水救苗。     

黄土丘陵区柳枝稷与白羊草光合生理生态特征的比较

在干旱季节里测定自然条件下引种牧草柳枝稷与驯化本地天然牧草白羊草的一些光合生理生态特征日变化的结果表明，前者之所以呈现较高的光合速率主要是其具有较强的叶肉细胞羧化能力，较低的气孔导度降低了蒸腾，从而提高了水分利用效率，正因为这种特性使其虽为引进种但仍能在陕北不同立地条件下种植生长。     

8份柳枝稷种质资源苗期抗旱性综合评价

柳枝稷(Panicum virgatum)是重要的能源草之一,其苗期的耐旱能力是其能否在干旱、半干旱地区良好生长的关键。因此,鉴定并筛选出苗期耐旱的柳枝稷品种具有重要意义。本研究通过温室盆栽试验,对超氧化物歧化酶、过氧化物酶、游离脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖、叶片含水量、相对电导率及丙二醛共8个耐旱相关的生理指标进行测定,并根据隶属函数法评价了选自美国基因库的8份柳枝稷材料的抗旱性。结果表明,8份柳枝稷材料在苗期的抗旱性各不相同,并且其抗旱性由大到小的排列顺序为ShawneeCave-in-RockBlackwellBN-309-69TrailblazerCarthageTEM-SLCGrenville。本研究结果可以为柳枝稷抗旱性育种提供理论依据,也可为其在边际土地上的推广应用提供科学的栽培管理依据。     

氮肥对库布齐沙地柳枝稷产量、氮肥利用率及土壤硝态氮残留的影响

为了改善库布齐沙地的生态环境,实现生态效益和经济效益的有效结合,将暖季型草本能源植物柳枝稷(Panicum virgatum)引种到库布齐沙地。以柳枝稷品种"BL-1"为试验材料,研究了施用硫酸铵和尿素两种氮肥对柳枝稷产量、氮肥利用率及0-40 cm土层土壤硝态氮分布和积累的影响。本研究采用完全随机区组设计,设置0、75、150、225 kg·hm-2共4个施氮水平,每个处理3个重复。硫酸铵和尿素分别于苗期、分蘖期和拔节期施入各试验小区,施入量分别为施氮量的1/5、2/5和2/5。在初花期对柳枝稷的产量及土壤硝态氮含量进行测定。结果表明,硫酸铵和尿素的施用均可以显著提高柳枝稷的产量(P0.05)。柳枝稷的产量、吸氮量、氮肥利用率在施用硫酸铵时随着施氮量的增加逐渐增加;在施用尿素时,随着施氮量的增加出现先升高后降低的趋势,在施氮量为150 kg·hm-2时达到峰值。在0-40cm土层土壤硝态氮集中分布在10-20 cm,且其积累量随着施氮量的增加而增加。     

施磷水平对盐碱地柳枝稷碳氮磷生态化学计量特征的影响

为探究不同施磷水平对盐碱地柳枝稷叶片与土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其生态化学计量比的影响,本研究以宁夏大学西大滩盐碱地综合改良利用核心试验站的两种生态型柳枝稷为研究对象,设不施磷(0)、施低磷P₂O₅ 30 kg·hm^-2(30)和施高磷P₂O₅90 kg·hm^-2(90)3个水平,分析比较了2019-2020年低地型品种Alamo和高地型品种Pathfinder柳枝稷叶片与土壤C,N,P含量及其生态化学计量变化规律。结果表明：连续2年施磷处理条件下,Alamo和Pathfinder品种柳枝稷叶片C,N,P生态化学计量特征差异显著。Pathfinder品种的C、N、P含量显著高于Alamo品种。就施磷水平而言,施高磷影响更为显著。连续2年施磷处理可以有效提高土壤有效磷含量和磷酸酶活性,降低土壤pH值和盐分含量。柳枝稷叶片与土壤化学计量特征之间存在较强的相关关系。因此,施磷处理有效改变了柳枝稷叶片和土壤C、N、P含量及化学计量比,为揭示盐碱地农业生...     

中性盐胁迫对柳枝稷苗期生长和生理特性的影响

为研究柳枝稷(Panicum virgatum)耐盐程度及其在盐胁迫处理下的生理和生长反应,选用2个柳枝稷品种‘Alamo’和‘Pathfinder’,采用3种中性盐(单盐NaCl, Na₂SO₄以及混合中性盐NaCl+Na₂SO₄),设0(CK), 50, 100, 200和300 mmol·L^-15个盐浓度,分别对柳枝稷进行胁迫处理,测定胁迫7 d的叶绿素含量、质膜透性、可溶性糖和可溶性蛋白,以及胁迫30 d的株高、分蘖、总根长、总根表面积、地上部和地下部干重.结果显示:低浓度(100 mmol·L^-1)盐胁迫条件下,2品种柳枝稷均能从生理和生长等方面表现出积极适应胁迫生境的趋势;随着盐浓度的增加,2品种柳枝稷的生长和生理受到显著抑制,但2品种的柳枝稷对不同的盐分表现出的耐盐能力不尽相同.3种中性盐中,Na₂SO₄对柳枝稷的胁迫程度大于NaCl和混合中性盐.     

PEG-6000模拟水分胁迫对柳枝稷种子萌发及幼苗生长的影响

采用聚乙二醇（PEG-6000）模拟不同水势（0.0,-0.2,-0.4,-0.6,-0.8和-1.0 MPa）,在25℃条件下采用纸上发芽法测定发芽率、正常幼苗数、新鲜未发芽种子数、死种子数、发芽指数、活力指数、根长、苗长和叶面积等生理指标,研究水分胁迫对3个生态型的柳枝稷（Panicum virgatum L.）种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明：3个品种柳枝稷种子发芽率、发芽指数、活力指数及幼苗生长指标均随水分胁迫程度的增加而下降,且基本符合“S”型曲线,而正常幼苗数随渗透势的下降显著降低,新鲜未发芽种子数显著增加,死种子数较对照增加,但各处理间差异不显著,说明降低渗透势可诱导柳枝稷种子二次休眠,当渗透势在-0.4 MPa时,水分胁迫对种子发芽及幼苗生长的影响较严重,不同品种柳枝稷种子对水分胁迫的适应性和抵抗力有一定差异,3个生态型的柳枝稷种子对水分胁迫的适应性强弱为Alamo（低地型）>Cave-in-Rock （中间型）>Sunburst（高地型）。     

边际土地类型及移栽方式对柳枝稷苗期生长的影响

为评价能源型植物柳枝稷Panicum virgatum在贫瘠沙化的边际土地生境上的适应性,采用盆栽试验研究了壤土(对照)、3种边际土(面砂土、粗砂土、砾石土)和3种移栽方式(营养钵、裸苗、裸苗+营养土)对柳枝稷苗期生长的影响。结果表明:在3种沙化贫瘠的边际土壤中柳枝稷幼苗均能正常生长,随着土壤养分含量升高,柳枝稷的株高、分蘖数、主茎叶片数和干物质积累量均显著增加;裸苗移栽方式较营养钵移栽方式不利于柳枝稷苗期生长,其成活率、株高、分蘖数和干物质积累量均显著降低;裸苗+营养土移栽较裸苗移栽显著提高了柳枝稷裸苗的成活率,建议作为柳枝稷边际土地种植方式。