柳枝稷根系垂直分布及植株生长对土壤盐分类型的响应

采用土柱法研究了土壤NaCl(0.40%)、Na₂SO₄(0.80%)和NaHCO₃(0.80%)胁迫对建植当年柳枝稷(Pani-cum virgatum L.)根系垂直分布和植株生长的影响,以期明确不同盐分胁迫下柳枝稷的响应机制,为其在盐渍土地上的栽培管理提供理论依据。结果表明:盐土条件下,柳枝稷的倒三叶尺寸、叶绿素a含量、地上和地下生物量、总生物量、籽粒产量和根冠比均显著低于对照(无盐处理),叶绿素b和总叶绿素含量增加,对总根长、根表面积和根体积的抑制作用显著。土壤盐分类型为NaCl时,柳枝稷的株高与CK差异不显著,根系生物量重心上移至23 cm(CK为50 cm),根系集中分布在0～40 cm土层;土壤盐分类型为Na₂SO₄时,根系生物量重心上移至38 cm,根系分布在0～120 cm土层范围内,且随着土层深度的增加而逐渐减少;土壤盐分类型为NaHCO₃时,根系生物量重心上移至18 cm,根系集中分布在0～80 cm土层。NaCl和NaHCO₃对柳枝稷根系向下延伸的影响较大,而Na₂SO₄对根系向下延伸的影响较小。     

北京地区柳枝稷产量和品质的变化规律

通过田间试验研究了北京地区不同生长期柳枝稷(Panicum virgatum)产量和品质变化规律。结果表明,在北京地区,柳枝稷品种Alamo地上部生物量在8月末达到最高值,此后开始下降,到10月末约降低23%,到11月末约降低30%。不同生长时期,柳枝稷品质变化明显,其纤维素、木质素含量逐渐升高,半纤维素含量逐渐降低;热值、挥发分逐渐升高;水分、灰分和固定碳含量逐渐降低;氮、氯元素含量先升高后降低,在开花期达到最高值,磷、钾、硫元素含量均逐步降低。北京地区,一般10月底,霜期到来,柳枝稷地上部已衰老枯萎,养分回流过程完成,生物质品质达较高水平,此时开始收获,比较适宜。     

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.     

农杆菌不同菌液浓度对柳枝稷种子萌发及幼苗生长发育的影响

以柳枝稷品系‘西稷1号’、‘西稷2号’和‘西稷3号’为主区,以农杆菌菌液浓度为副区,对农杆菌浸种处理后柳枝稷种子萌发及幼苗生长发育相关性状进行了研究。结果表明,品系与农杆菌菌液浓度的互作效应不显著;不同基因型品系对农杆菌的敏感程度不同,其中西稷3号最不敏感;随着农杆菌菌液浓度的升高,柳枝稷种子发芽率、幼苗成苗率及叶绿素含量呈下降趋势,幼苗POD活性、CAT活性、MDA含量呈上升趋势,SOD活性呈先升后降的趋势。综合农杆菌对柳枝稷种子萌发及幼苗生理生化特性影响,在柳枝稷农杆菌浸种转化法中菌液浓度控制在1.2 OD₆₀₀较为适宜。     

超干处理对柳枝稷种子活力及幼苗生长特性的影响

研究超干处理对柳枝稷(Panicum virgatum L.)种子活力及幼苗生长特性的影响,为柳枝稷种子耐干性及贮藏提供理论基础。采用硅胶干燥法将柳枝稷种子含水量由9%分别降至7%,5%,3%,2%,1%,测定不同含水量条件下种子的活力以及种子萌发后第14 d幼苗的叶面积、根长、苗长、根冠比、鲜重、干重及相对电导率等指标的影响。柳枝稷种子含水量由对照9%降到2%的过程中,种子仍保持较高活力。含水量降至1%种子活力显著下降,但种子的相对电导率与种子活力没有显著相关性。超干处理后幼苗生长正常。柳枝稷种子属于正常型种子,其贮藏的安全水分下限为2%。超干处理并没有破坏柳枝稷种子细胞膜的完整性,也未对幼苗的生长造成损伤。     

盐碱胁迫对柳枝稷抗氧化及渗透调节的影响

柳枝稷(Panicum virgatum)可广泛应用于盐渍化地区的土壤改良。本试验以柳枝稷品种Alamo(低地型)和Blackwell-1(高地型)为材料,采用浓度为60 mmol/L的Na₂CO₃溶液(盐胁迫)和3种不同碱度NaOH溶液即pH值分别为7.0(CK,无胁迫)、8.0、9.0组合处理,探究盐碱不同胁迫时间对柳枝稷抗氧化及渗透调节的影响。结果表明：(1)盐碱胁迫下柳枝稷的光合色素含量均随胁迫时间的增加而下降,并在最后一次取样时显著下降(P<0.05),柳枝稷光合色素的合成受到了影响。(2)盐碱胁迫下柳枝稷的相对水分含量、电导率和丙二醛(MDA)含量随胁迫时间的增加呈先上升后下降的趋势。(3)盐碱胁迫下柳枝稷的抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)含量均有显著上升(P<0.05),对柳枝稷维持正常生长起重要作用。(4)盐碱胁迫下柳枝稷可溶性蛋白含量上升但未见明显差异(P>0.05),可溶性糖含量出现显著差异(P<0.05)。Alamo的可溶性蛋白含量低于Blackwell-1...     

柳枝稷种子活力及幼苗生长对人工老化处理的响应

为研究柳枝稷(Panicum virgatum L.)种子活力及幼苗生长对人工老化处理的响应,分别对供试柳枝稷种子进行高温高湿老化(AA)、饱和盐溶液老化(SSAA)以及催腐劣变(CD)处理,测定不同老化处理后柳枝稷种子萌发、种子浸出液电导率、吸水率及幼苗生长等种子活力相关的部分指标,并对部分指标做了,Pearson相关性分析,以探究各指标间的关联,从而探讨柳枝稷种子的老化特性。结果表明:随着老化时间的延长,不同老化方式种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数以及活力等指标均呈现下降趋势,而浸出液电导率和幼苗生物量呈增大趋势。由此可知,老化处理降低了柳枝稷种子活力,并破坏了种子细胞膜结构的完整性,且随着处理时间延长,膜透性逐渐加剧,3种人工老化方法对柳枝稷种子的老化作用由强到弱依次是:催腐劣变老化法(CD)高温高湿老化法(AA)饱和盐溶液老化法(SSAA)。     

盐胁迫对柳枝稷种子萌发和幼苗生长的影响

选用NaCl混合盐和Na₂SO₄混合盐2类盐溶液处理柳枝稷(Panicumvirgatum)种子,研究盐胁迫对柳枝稷种子萌发和幼苗生长的影响,以期为柳枝稷耐盐性研究提供科学依据。NaCl混合盐和Na₂SO₄混合盐浓度均分别设0(CK),0.4%,0.8%,1.2%,1.6%,2.0%。结果表明:种子发芽率随着盐浓度的增加逐渐降低,在萌发初期,各浓度的盐溶液都具有抑制作用,随着发芽天数延长,低浓度盐溶液(Na₂SO₄混合盐0.4%,0.8%和1.2%,NaCl混合盐0.4%)抑制作用缓解,处理11 d后,柳枝稷种子的发芽率与对照相比没有显著性差异,表明柳枝稷具有一定的耐盐性。0.4%的Na₂SO₄混合盐和NaCl混合盐处理的柳枝稷种子的发芽率和发芽指数均显著高于对照,有促进柳枝稷发芽的作用。同时,相同盐浓度处理下,NaCl混合盐溶液处理的发芽率和幼苗活力指数、相对幼苗活力指数低于Na₂SO₄混合盐,NaCl混合盐溶液对柳枝稷种子萌发的胁迫高于Na₂SO₄混合液。     

生物炭添加对滨海盐土柳枝稷生长的影响

为探究生物炭在滨海盐土改良中的作用以及对植物生长的影响,通过田间试验,采用穴施方式添加450℃热解玉米秸秆炭(1%、2%),分析了滨海盐土理化性质和柳枝稷生长特性的响应。结果表明:生物炭添加后第一个生长季,土壤容重降低3.9%以上,田间持水量、毛管孔隙度、有机碳含量分别提高7.4%、4.0%、68.3%以上,柳枝稷成活率提高18.4%以上,地上和地下干重分别增加198.4%、91.4%以上,地上部和地下部的生长明显改善,柳枝稷可以选择性地吸收K+。因此,采用穴施方式添加生物炭,可以改善滨海盐土的部分理化性质,进而促进柳枝稷的生长,提升其耐盐能力。     

土壤水分垂直分布对建植当年柳枝稷的影响

为了明确柳枝稷(Panicum virgatum L.cv.Alamo)对土壤水分垂直分布条件的适应性、根系分布规律及生长特点,以便更好地确立根区水分最优调控措施,采用土柱法研究了不同土壤水分垂直分布特征对建植当年柳枝稷地上植株和根系指标的影响。结果表明:与对照相比,0~60 cm和0~120 cm土层土壤体积含水量低于10%时,除地上生物量和籽粒产量差异不显著外,其他指标均有显著差异(P<0.05),其中倒三叶长度分别降低12.5%和22.1%、宽度分别降低5.7%和18.4%、总叶绿素含量分别降低7.5%和10.6%、地下生物量分别降低56.5%和58.6%、根长分别降低41.0%和40.7%、根表面积分别降低45.6%和49.4%、根体积分别降低51.1%和56.0%,但地上生物量的水分利用效率分别提高17.5%和88.5%。表层0~60 cm灌水条件下,柳枝稷的根长、根表面积、地上生物量、籽粒产量和各土层根系生物量与对照差异不显著,但地上生物量的水分利用效率提高了111.0%。随着灌水层深度的增加,根系的生物量重心由62.9 cm(CK)下降至71.2 cm,不同直径的根系表现出了不同的适应情况。     

栽培柳枝稷不同生长时期对伴生杂草生物量及密度的影响

以陕西定边县引种的8个柳枝稷(Panicum virgatum L.)品种(Blackwell,Cave-in-Rock,Dakota,Forest-berg,Illinois USA,Nebraska 28,Pathfinder和Sunburst)及行间杂草作为研究对象,通过计算柳枝稷对杂草的抑制率(RI),分析其生长指标与杂草生长指标的相关关系,判定不同柳枝稷品种在不同生育期对杂草生长的抑制效应,为其引种及田间杂草管理提供依据。结果表明:在生长初期(6月30日),Illinois USA杂草抑制率仅为3.4%,Cave-in-Rock和Forestberg对杂草生长抑制率分别为86.0%和74.9%;经过2次人工除草后(8月30日),Cave-in-Rock和Forestberg的杂草抑制率分别为85.7%和95.7%;生长后期(10月13日),仅Cave-in-Rock对杂草生长有88.5%的抑制率。回归分析显示,生长中后期(8月30日),柳枝稷地上部及根系生物量显著影响对杂草的抑制率(R2=0.31,0.54;P<0.05)。Pearson相关分析发现,Cave-in-Rock的株高、地上及根系生物量均显著降低杂草单株生物量(r=-0.97,-0.99,-0.99;P<0.05);Forestberg的植高与杂草密度显著负相关(r=-0.97,P<0.05)。     

河西走廊盐化草甸植被分布演替与土壤水盐的关系

采用聚类及排序与直接梯度结合的方法对河西走廊盐化草甸主要植物及群落的分布，演替及其与土壤水盐的关系进行了研究。结果表明，该区植被可划分为５个群丛，与相应的土壤水盐生态类型相一致，且随着土壤水盐呈明显的演替系列。芦苇与赖草是该区的优势植物与广布种，海韭菜、碱蓬及唐古特白刺分别是群落及生境退化的指示种。     

土壤盐分和浓度对苜蓿建植初期的耦合效

研究盐碱土和人工盐碱土栽培苜蓿（Medicago sativa L.）,结果表明：盐分类型和浓度对苜蓿建植初期产草量有明显的影响,据此建立苜蓿减产率与土壤盐分离子浓度的多元线形模型;土壤Na＋和Ca2＋对苜蓿生长有极显著（P〈0.01）的抑制作用,K＋则有明显的促进作用;而HCO3^-、SO4^2-、Cl^-、Mg^2＋对苜蓿生长无明显影响。     

土壤盐分和浓度对苜蓿建植初期的耦合效应

研究盐碱土和人工盐碱土栽培苜蓿(Medicago sativa L.),结果表明:盐分类型和浓度对苜蓿建植初期产草量有明显的影响,据此建立苜蓿减产率与土壤盐分离子浓度的多元线形模型;土壤Na⁺和Ca²⁺对苜蓿生长有极显著(P<0.01)的抑制作用,K⁺则有明显的促进作用;而HCO₃^-、SO₄^2-、Cl^-、Mg²⁺对苜蓿生长无明显影响。     

盐土条件下不同栽培措施对4种禾本科饲草阳离子分布的影响

为探讨盐土条件下牧草栽培技术,以4种禾本科牧草为材料,研究了3种不同栽培措施对饲草体内Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺含量和分布的影响.结果表明:同一品种不同栽培措施处理下植株体内各离子含量差异显著(P < 0.05),覆秸秆与添加保水剂处理饲草各部分Na⁺含量及Na⁺/Ca²⁺显著低于对照;K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺含量和K⁺/Na⁺显著高于对照.离子运输选择性系数S_K⁺/Na⁺均以覆秸秆处理与添加保水剂处理显著高于对照(P < 0.05).相同栽培措施下甜高粱(Sorghum saccharatum)与高丹草(Sorghum bicolor×sorghum Sudanese)体内的K⁺/Na⁺在茎、叶中的分布显著高于青贮玉米(Zea mays)和墨西哥玉米(Euchlaena mexicana).在盐土条件下,覆秸秆和添加保水剂处理可使饲草地上部分的Na⁺含量降低,K⁺含量升高,维持饲草体内较高的K⁺/Na⁺和S_K⁺/Na⁺值,提高饲草的耐盐性;不同饲草品种之间耐盐性差异较大.     

拔节期水分胁迫对荻生长和生物质特性的影响

用盆栽土培法研究了土壤水分胁迫对拔节期荻(Miscanthus sacchariflorus(Maxim.)Benth.)生长和生物质特性的影响.结果表明:土壤水分条件对荻的生长影响显著,严重胁迫(土壤相对含水量(RWC)为40%)对荻生物量的抑制作用明显强于轻度胁迫(RWC60%),而轻度胁迫与充分供水(RWC80%)处理间差异不显著;随着水分胁迫强度的增加,荻地下部分生物量比例逐渐增加,从而使根冠比显著增加;土壤水分条件对荻的生物质特性影响显著,随着土壤含水量的下降,荻茎叶中挥发分含量逐渐下降,而灰分含量逐渐增加;茎、叶中的钾、氯与土壤含水量呈负相关,而硫、硅与土壤含水量呈正相关.