牛鞭草叶绿素荧光特征对不同水淹和种植密度的响应

为研究不同水淹条件下牛鞭草（Hemarthria altissima（Poir.）Stapf et C. E. Hubb.）最适宜的种植密度,设置4种不同水分条件和4种不同的种植密度,测定其叶绿素含量及荧光参数。结果表明：非全淹条件下牛鞭草光化学反应无明显损害,种植密度不是其光合能力的限制性因子;全淹明显抑制牛鞭草的光合性能,在全淹生境下,建议进行高密度种植。     

水淹和密度配置对牛鞭草与狗牙根扦插苗光合作用的影响

为探究狗牙根(C)与牛鞭草(H)当年生扦插苗在不同水淹地区较优的密度配置,于2016年4月29日在盆栽控制条件下设置3种不同水分条件(对照组—CK组、浅淹组—SF组、全淹组—TF组)、7种牛鞭草与狗牙根配置比例(每盆牛鞭草与狗牙根株数分别按2株进行递增与递减),具体配比分别为H0C12、H2C10、H4C8、H6C6、H8C4、H10C2和H12C0,对混植条件下牛鞭草与狗牙根在水淹环境中的生长及光合作用进行了比较研究。结果表明:水淹和密度配置对狗牙根、牛鞭草的净光合速率有极显著的影响(P<0.01)。CK条件下,牛鞭草在密度H2C10下的净光合速率显著高于牛鞭草单植条件下的净光合速率(P<0.05),狗牙根在混植条件下的净光合速率与单植相比显著降低(P<0.05);SF条件下,牛鞭草在密度H8C4下的净光合速率显著大于其他密度下的净光合速率,而狗牙根单植下的净光合速率与混植相比显著降低(P<0.05);与对照组相比,牛鞭草在TF组的净光合速率显著降低(P<0.05)。综合考虑混植体系的整体光合效率,建议在三峡库区无水淹地区混植牛鞭草与狗牙根的最佳密度配置为H2C10;在浅水淹地区,采取最佳密度配置为H8C4;在较低海拔的全淹地区,采取单植牛鞭草的方式将是更为理想的选择。     

水淹和密度配置对牛鞭草与狗牙根扦插苗光合作用的影响

为探究狗牙根(C)与牛鞭草(H)当年生扦插苗在不同水淹地区较优的密度配置,于2016年4月29日在盆栽控制条件下设置3种不同水分条件(对照组—CK组、浅淹组—SF组、全淹组—TF组)、7种牛鞭草与狗牙根配置比例(每盆牛鞭草与狗牙根株数分别按2株进行递增与递减),具体配比分别为H0C12、H2C10、H4C8、H6C6、H8C4、H10C2和H12C0,对混植条件下牛鞭草与狗牙根在水淹环境中的生长及光合作用进行了比较研究。结果表明:水淹和密度配置对狗牙根、牛鞭草的净光合速率有极显著的影响(P0.01)。CK条件下,牛鞭草在密度H2C10下的净光合速率显著高于牛鞭草单植条件下的净光合速率(P0.05),狗牙根在混植条件下的净光合速率与单植相比显著降低(P0.05);SF条件下,牛鞭草在密度H8C4下的净光合速率显著大于其他密度下的净光合速率,而狗牙根单植下的净光合速率与混植相比显著降低(P0.05);与对照组相比,牛鞭草在TF组的净光合速率显著降低(P0.05)。综合考虑混植体系的整体光合效率,建议在三峡库区无水淹地区混植牛鞭草与狗牙根的最佳密度配置为H2C10;在浅水淹地区,采取最佳密度配置为H8C4;在较低海拔的全淹地区,采取单植牛鞭草的方式将是更为理想的选择。     

白羊草根系形态特征对土壤水分阶段变化的响应

根系形态特征是评价植物适应胁迫环境的重要指标。以黄土丘陵半干旱区天然草地群落优势种白羊草为材料,研究了其根系生长和形态特征与水分供应条件的关系。采用盆栽控制试验,设置3个水分处理:高水(HW,80%田间持水量)、中水(MW,60%田间持水量)和低水(LW,40%田间持水量),分别在拔节期、开花期、结实期改善水分供应水平,在生育期末测定了白羊草根系生物量和各项形态指标。结果表明:白羊草根系生长与水分供应条件密切相关,持续高水处理有利于白羊草根系生长,其根系生物量、总根长和根表面积均显著提高(P<0.05);水分胁迫抑制了白羊草根系生长,但对白羊草根系平均直径影响不显著;根系生物量、总根长和根表面积间存在显著的正相关关系(P<0.01);不同生育期阶段胁迫后复水,白羊草根系表现出较强的可塑性,在拔节期复水且高的复水幅度能够显著提高白羊草根系生物量、总根长和根表面积(P<0.05)。这些说明白羊草根系对干旱胁迫有较强的耐受能力,其对阶段干旱胁迫后复水的响应与生育期及复水前干旱胁迫程度密切相关。     

水肥耦合对巨能草生长和光合色素的影响

采用盆栽控制实验的方式,利用控水、控肥的实验方法,设计了干旱(25% FC)、对照(75% FC)和水淹(100% FC)3个水分梯度以及低、中、高3个养分水平的完全随机组合实验,研究了不同水肥耦合条件对巨能草生长与光合色素的影响。结果表明,巨能草的地上生物量、地下生物量、生物总量和根冠比都受到了水肥交互作用的显著影响。在正常水分条件下,高肥处理下的分蘖数、株高、地下生物量、地上生物量和生物总量都是最大的,是9种水肥配比中巨能草生物量积累最佳的水肥配比。可见,良好的水肥条件是巨能草获得高产的前提。水淹和干旱都不利于植株的分蘖和高生长,但干旱条件下可通过施肥提高植株的分蘖能力。水淹环境下,不宜施用过多肥料,中等施肥量最有利于巨能草地下生物量的积累,其根冠比显著增大,有利于植物根系适应水淹条件下的缺氧环境。与水淹条件相比,干旱条件更不利于巨能草地上生物量的积累,为了适应干旱环境,巨能草会把更多的同化物质分配给地下部分,进而增大根冠比,从而表现出较高的生理可塑性以适应极端的干旱环境。有趣的是,水分胁迫下的光合色素含量显著高于正常水分,且随着施肥量的增加,光合色素的含量都有所增加,干旱处理下的增加尤为显著。由此可见,在水分胁迫环境下,巨能草会通过其各种形态和生理适应机制来适应环境,表现出一定的耐涝性和抗旱性,且施肥能够在一定程度上降低水分胁迫对植物生长的影响。     

Pb胁迫下内生真菌侵染对德兰臭草生长及生理的影响

采用盆栽试验,对带菌(E+)和不带菌(E-)的德兰臭草进行不同浓度的铅(Pb)胁迫处理,探究Pb胁迫下内生真菌侵染对德兰臭草生长及生理的影响。结果表明,随着Pb浓度的升高,德兰臭草的株高呈现先增加后减少的趋势,当胁迫浓度达到1500 mg·L^-1时,德兰臭草的株高受到了显著的抑制,且根鲜重的下降幅度最大,显著低于对照82.5%(P<0.05);德兰臭草叶片中MDA含量显著增加(P<0.05),在胁迫浓度为2000 mg·L^-1时,E+植株MDA含量显著高于对照87.3%(P<0.05);德兰臭草体内的脯氨酸含量也呈现先增加后减少的趋势,当胁迫浓度达到500 mg·L^-1时,E+植株脯氨酸含量显著高于对照35.2%(P<0.05)。与不带菌植株相比,E+植株地上和地下的生物量均高于E-植株;E+德兰臭草的MDA显著低于E-(P<0.05),在Pb浓度为2000 mg·L^-1时,E+植株的MDA含量显著低于E-25.0%(P<0.05);E+植株的脯氨酸含量在Pb浓度为1500 mg·L^-1时显著高于E-植株84.1%(P<0.05)。总的来说,感染内生真菌的德兰臭草减轻了Pb对宿主的毒害,增强其对重金属Pb胁迫的生理生化适应能力。     

不同水分和土壤处理对糙毛以礼草苗期根系构型和根鞘形成的影响

为了探究水分和土壤对糙毛以礼草苗期根系构型和根鞘形成的影响,采用未灭菌和灭菌的沙土培养糙毛以礼草,分别设置田间持水量的10%、20%、30%、40%和50%水分梯度,测定不同水分和土壤处理条件下糙毛以礼草的根系构型参数和根鞘重,结果表明:1)在未灭菌土壤培养条件下,糙毛以礼草苗期的根系与土壤微生物互利共生,高水分显著影响了根系交叉数和分支数的增加(P<0.05);土壤灭菌培养条件下,这种关系遭到破坏,根系总根体积在40%~50%水分梯度下显著高于其他水分梯度(P<0.05),平均直径在40%水分梯度下最高(P<0.05),分支数在20%和50%水分梯度最高(P<0.05),链接数和根尖数在20%~50%水分梯度下显著增大(P<0.05),总根表面积在50%水分梯度下最高(P<0.05)。土壤灭菌后,微生物群体变化,土壤灭菌培养条件下的根系形态指标较未灭菌土壤培养条件下增大(P<0.05),分别为:20%水分梯度下的根系总根长和分支数,20%~50%水分梯度下的根系链接数和根尖数,40%水分梯度下的根系总根表面积和平均直径,40%~50%水分梯度下的根系总根体积。2)不同水分和土壤处理下糙毛以礼草苗期根系拓扑指数接近于1,根系分支模式接近鱼尾形分支,更适宜在地下资源贫瘠的环境中生长。在20%和30%水分条件下,糙毛以礼草保持了很好的根系构型,修正拓扑指数(q_b)和分形维数(FD)显著高于其他水分梯度(P<0.05)。糙毛以礼草苗期根系初生根和次生根生长过程中生物量分配的不同影响了根系在土壤中的功能,根系在土壤中的伸长拓展(总根长、总根表面积、链接数和分支数)大于固定渗透(平均根系直径)对根系构型的影响。3)水分和土壤处理对根鞘的形成无交互影响(P>0.05),糙毛以礼草苗期根鞘形成的影响因素为:水分>土壤>FD>q_b>根系固定渗透能力。随着田间持水量的升高,糙毛以礼草根鞘重呈现先增后减的趋势,未灭菌土壤和灭菌土壤中的根鞘重分别在20%~30%、30%水分梯度时最大,q_b、FD和根系固定渗透能力显著正向影响根鞘(P<0.05)。     

水淹胁迫对紫穗槐生长及营养元素积累的影响

通过对不同水淹条件下紫穗槐(Amorpha fruticosa)植株营养生长及各组织中营养元素积累量的分析,发现紫穗槐在表面水淹条件下根系浅生化,半水淹条件下茎根生长不定根,近全淹条件下先生长茎后生出不定根来适应水淹胁迫。3个水淹处理组植株对氮、磷、钙、铁及锰的吸收表现为增益;对铜的吸收表现为降低;改变氮、磷、钙、锌和铜的分配以适应水淹逆境,均与对照组植株存在明显差异(P<0.05)。所有处理各营养元素的积累量均不低于植物正常生长水平,营养生长指标未见严重缺素症,表明紫穗槐可针对不同水淹条件选择最有效节能的适应机制,是优良的抗涝灌木种。     

狗牙根生长及叶绿素荧光对水分和种植密度的响应

以盆栽当年生狗牙根(Cynodon dactylon)扦插苗为试验材料,通过模拟水库库区河岸带不同土壤水分及不同种植密度对狗牙根生长、光合色素及荧光特性的影响进行探究。试验设置4个土壤水分处理组：水分对照组(CK)、水淹与干旱交替组(FD)、土壤水分饱和组(LF)和全淹组(FL),4种种植密度：对照（1株盆-1）、低密度（2株盆-1）、中密度（4株盆-1）及高密度（12株盆-1）。结果表明,1）水分、种植密度及二者的交互作用均显著影响狗牙根叶面积指数、单株总生物量及主茎长(P0.05)。2）水分、种植密度及二者的交互作用均显著影响狗牙根总叶绿素含量、胡萝卜素含量、叶绿素a/叶绿素b及总叶绿素含量/类胡萝卜素含量(P0.05);3）水分处理显著影响PSⅡ最大光能转换效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)及光化学猝灭系数(qP)（P0.05）;密度处理对狗牙根叶绿素荧光特性各项指标均无显著影响（P0.05）;二者交互作用显著影响狗牙根光化学猝灭系数(qP)（P0.05）。本研究表明,可考虑将狗牙根用于水库库区河岸带的植被重建,种植密度以中密度为优。     

高原鼢鼠干扰对高寒草甸植物群落特征的影响

高原鼢鼠的采食造丘活动影响草地植被群落组成和结构,造成草地植被的空间异质性——土丘和植被斑块。本研究以冬季牧场中不同高原鼢鼠种群密度干扰下的植被性状为研究对象,探索植被群落组成结构对高原鼢鼠不同种群密度干扰的功能性响应。结果表明:植被高度随着鼢鼠种群密度的增加呈显著增加趋势(P<0.05),群落盖度和禾草丰富度呈显著下降趋势(P<0.05),而物种丰富度及杂类草丰富度随鼢鼠种群密度的增加表现出单峰曲线格局。地下总生物量随鼢鼠种群密度的增加呈显著下降趋势(P<0.05),杂类草生物量则表现出相反的趋势,而禾草类生物量表现出先降低后增加的趋势。由此可见,适宜密度的鼢鼠干扰有利于物种丰富度的提高,而低密度和高密度的鼢鼠干扰有利于草地中禾草生物量的提高。     

几种栽培豆科牧草生物量与结构的研究——兼论Ladino白三叶的栽培密度

牧草生物学特性差异导致牧草生物量和结构的差异，结构的差异表现出品种间对时空的利用各不相同。Ｌａｄｉｎｏ白三叶（Ｔｒｉｆｏｌｉｕｍｒｅｐｅｎｓ）密度试验，其生物量表现出株行距小的窄行定植ａ大于株行距大的窄行定植ｃ，中行定植ｃ的生物量介于二者之间，同密度试验的雅安白三叶（Ｔ．ｒｅｐｅｎｓ），其生物量和抗草害的能力较低。１８０天的不同物候期的盖度与密度的大小为正相关。且经三年的盆栽封闭性试验得以证实。几种豆科牧草地上部的倒“”字结构和地下部的半“Ｔ”字型结构中：无性繁殖的Ｌａｄｉｎｏ白三叶生物量大于雅安白三叶；种子直播的金花菜（Ｍｅｄｉｃａｇｏｈｉｓｐｉｄａ）、紫云英（Ａｓｔｒａｇａｌｕｓｓｉｎｉｃｕｓ）和苕子（Ｖｉｃｉａｃｏｒａｃｃａ）与两种白三叶都分别表现出地下部０～１０ｃｍ与０～４０ｃｍ的根产量关系为正相关     

不同种植密度条件下单混种作物的生长曲线

代谢比例理论（Metabolic Scaling Theory）认为,植物小个体或幼苗的生物量和物质能量代谢速率之间的异速生长指数为1,而随着植物个体的逐渐增大,其代谢异速生长指数逐渐趋近于3/4。2012年,Deng等基于代谢比例理论建立了植物小个体的动态生长模型。然而,对于受到种内或种间不同竞争压力的植物个体来说,其生长过程无疑将受到邻体竞争的影响,他们是否仍然遵循上述植物小个体的动态生长模型尚不得而知。本研究针对此科学问题选取了春小麦（Triticum aestivum）、胡麻（Linum usitisimum）、玉米（Zea mays）3种作物分别进行两两组合混合种植以及单独种植,种植密度分别为高、中、低3种不同密度梯度;在作物出苗至成熟期间,分别对株高、基茎、冠幅、生物量、以及不同时期样方植物密度共进行6次跟踪测定。通过对Deng等建立的植物小个体动态生长模型的拟合分析,发现在种植密度梯度下不论单种还是混种,其植物个体的生长曲线均符合植物小个体动态生长模型,且具有相似生态位的物种混种条件下的个体生长状况要好于单种条件下的个体生长状况,而低密度条件下的生长状况亦显著优于中、高密度个体生长状况。总之,不同竞争压力下的植物个体,其生长速率和成熟大小虽有所变化,但其生长曲线均符合上述生长模型的预测。该研究不但对植物小个体生长模型和代谢理论的可靠性进行了进一步的验证,而且还使该理论的应用与发展得到进一步的完善。     

种植密度和施氮水平对垂穗披碱草生物量分配的影响

基于盆栽试验,研究海北高寒地区垂穗披碱草(Elymus nutans)生长特性、生殖分配格局对不同种植密度和不同施氮水平处理的响应。结果表明,1)不同种植密度垂穗披碱草的株高、叶长、穗长、分蘖数及各器官生物量均表现出竞争―密度效应;各器官生物量分配规律均受密度效应影响,且生殖生物量分配在中低密度(20粒·m-2)下达最大值(10.46%)。 2)高氮肥(2 g·m-2)对垂穗披碱草各器官生物量影响较大,氮肥作用后对垂穗披碱草生殖生物量分配的影响表现先增大后减小的趋势; 3)相关性分析表明,密度、氮肥单因子作用下株高、叶长、穗长、分蘖数及各器官生物量之间均呈极显著(P0.01)正相关。4)线性回归分析表明,密度、氮肥单因子处理下,各器官的资源分配方面都存在“此消彼长”的权衡关系。     

四种宿主植物及其不同栽培密度对AM真菌扩繁的影响

为了有效的构建丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌的高效繁殖体系,本研究利用盆栽培养法研究玉米、高粱、青葱和三叶草等4种不同的宿主植物及其不同的栽培密度对AM真菌地表球囊霉(Glomus versiforme)扩繁的影响。结果表明,温室条件下,4种宿主植物均可与AM真菌形成共生体,宿主植物种类和栽培密度对生物量、侵染率、孢子密度等均产生显著影响(P<0.05),除白三叶的地径和高粱的叶片数外所有植物的生长参数指标在高密度(10株/盆)栽培下均低于低密度(5株/盆)处理,但10株/盆处理的AM真菌侵染率和孢子密度均显著高于5株/盆(P<0.05)。本实验表明不同的宿主植物与AM真菌的共生状况不同,选择生物量大的玉米,并采用适度的密植栽培虽然会导致对宿主植物生长的不利条件,但却可以增加AM真菌的孢子产量,适合于AM真菌扩繁体系的构建。     

种植密度对紫花苜蓿生物量与不同叶位光合特性的影响

以紫花苜蓿甘农3号为材料,研究5个种植密度(2 100、2 630、3 150、3 680、4 200万株/hm~2)对现蕾期紫花苜蓿生物量和上、中、下3部位叶片光合特性的影响。结果表明:随着种植密度的增加生物量呈现增加的趋势,在3 680万株/hm~2处理下达到最大;上、中、下部位叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶绿素含量随着种植密度的增加均降低,但水分利用效率随着种植密度的增加而升高;种植密度对下部位叶片的蒸腾速率、水分利用效率、叶绿素含量影响大于中、上部位叶片;同一种植密度下,各部位叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶绿素含量的大小顺序均为上部叶中部叶下部叶,胞间CO_2浓度、水分利用效率的大小顺序为下部叶中部叶上部叶。     

高密度草本化栽培对饲料桑全株产量及品质的影响

为明确密度对饲料桑‘特优2号’(Morus alba ‘teyou No.2’)全株产量及饲用价值的影响,探讨最适栽培密度。采用单因素随机区组设计,连续3年对不同密度下的饲料桑产量进行测定,并就进入丰产期的饲料桑农艺性状及营养品质进行评定。结果显示,密度对饲料桑产量有显著影响(P <0.05)。随着栽植年限的增加,饲料桑产量呈现逐年增加的趋势,同一年份内均以105 000 plant·hm–2密度下产量最高。饲料桑的总产量变化趋势与其产叶量的变化一致;密度对饲料桑的茎叶比无显著影响(P> 0.05)。随着密度的增加株高、总分枝数呈现先升高后略降低的趋势,株高变幅为75.33～78.33 cm,分枝数变幅为11.67～12.33;主茎粗、单枝叶片数随着密度增加而降低,茎粗变幅为0.64～0.75 cm,叶片数变幅为11.67～12.67。密度对饲料桑饲用品质影响显著。随着密度的增加,饲料桑全株粗蛋白(crude protein, CP)、粗脂肪(ether extract, EE)含量先升高后降低,在105 000 plant·hm–2密度下全株CP和EE含量最高,分别为16...