不同密度下越冬型黑麦产量形成的光合特性差异

为了探究寒地冬黑麦饲草群体产量形成的光合特性差异,以东农冬黑麦001为材料,采取完全随机设计,设置基本苗为225×10⁴株·hm^-2(D₁)、275×10⁴株·hm^-2(D₂)、325×10⁴株·hm^-2(D₃)、375×10⁴株·hm^-2(D₄)和425×10⁴株·hm^-2(D₅)5个密度处理,对比分析各处理主要生育阶段叶绿素含量、光合参数、叶绿素荧光参数的动态变化过程以及产量的差异。结果表明,黑麦整体叶片叶绿素相对含量在抽穗期达到最大,显著高于其他生育时期,随着密度的增高,叶绿素相对含量减少,花后叶绿素含量SPAD值下降幅度随着密度的增大而增加;各密度黑麦叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间二氧化碳浓度均在开花期达到最大,显著高于其他生育时期。随着密度的增大,光合参数逐渐减小、最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(Φ_PSⅡ)和光化学淬灭系数(q_P)逐渐减小,而非光化学淬灭系数(q_N)呈增大的趋势。研究得出,越冬型黑麦鲜草产量与干草产量在基本苗为275×10⁴株·hm^-2时最大,随着密度的增加,黑麦生物产量逐渐降低。表明构建合理群体大小,获得较高花前光合生产能力,是获得寒地冬黑麦高产的基础。     

内蒙古典型草原生态系统服务功能价值评估研究

本文参照Constanza等的思路与方法,以内蒙古典型草原生态系统有机物生产为基础,分别采用市场价值法、替代市场法等估算其主要服务功能的经济价值。结果表明:内蒙古典型草原生态系统服务功能的总经济价值3325.9×10⁸元/a,其中,气体调节价值272.3×10⁸元/a,占8.19%;水土保持价值2988.0×10⁸元/a,占89.84%;涵养水源价值为18.2×10⁸元/a,占0.55%;有机物质生产价值27.52×10⁸元/a,占0.83%;生物多样性保护价值16.1×10⁸元/a,占0.48%;生态旅游价值3.8×10⁸元/a,占0.11%;在各种服务功能中,水土保持价值最为重要;因此,加强草原生态环境建设对于维持区域生态安全具有重要意义。     

苜蓿对匍柄霉叶斑病与茎点霉叶斑病的抗性评价研究

为探明不同紫花苜蓿品种对匍柄霉叶斑病与茎点霉叶斑病的抗性,本研究采用温室内孢子悬浮液喷雾接种法,对来自国内外的40个苜蓿品种进行了苗期抗病性鉴定和评价,同时,对接种浓度进行研究。研究结果表明,随着孢子悬浮液浓度的升高,10个品种匍柄霉叶斑病与茎点霉叶斑病的病情指数均呈现逐渐升高的趋势,匍柄霉叶斑病的适宜接种浓度为1×10⁵~1×10⁶个孢子/mL,茎点霉叶斑病的适宜接种浓度为1×10⁶个孢子/mL。在1×10⁶个孢子/mL 的接种浓度下,40个苜蓿品种匍柄霉叶斑病的病情指数为3.33~35.83,茎点霉叶斑病的病情指数为13.07~52.27,品种间均存在显著差异(P<0.05)。从中筛选出抗匍柄霉叶斑病品种14份,其中,高抗品种1份(公农2号),中抗品种13份;从中筛选出抗茎点霉叶斑病品种1份,为来自美国的中抗品种润布勒。     

不同浓度赤霉酸对饲料添加菌生长的影响

为研究不同浓度的赤霉酸对饲料添加菌生长的影响,用2种不同浓度的赤霉酸溶液单独添加饲料乳酸菌（A4+A7）和纤维素分解菌（Nf+Y6）进行培养52 h,其中每4 h作一个单位测定出OD_{600 nm}值并绘制生长曲线,分析不同浓度的赤霉酸对饲料添加菌生长的影响。结果表明,赤霉酸浓度为10 mg/L时,各组OD_{600 nm}值分别为0.64、0.70、0.84、0.78、0.72,其中试验组2的OD_{600 nm}值与对照组和其他试验组相比有明显增高,总活菌数高达11.6×10⁸ CFU/mL,比对照组（1.63×10⁸ CFU/mL）高7倍以上;当赤霉酸浓度增加到20 mg/L时,各组OD_{600 nm}值分别为0.64、0.60、0.59、0.59、0.63,其中各试验组的OD_{600 nm}值与对照组相比无明显差异（P>0.05）,试验组活菌数（1.60×10⁸ CFU/mL）与对照组相比（1.63×10⁸ CFU/mL）无明显差异（P>0.05）。通过试验数据和生长曲线得知赤霉酸浓度在10 mg/L时能促进乳酸菌和纤维素分解菌的生长繁殖;赤霉酸浓度为20 mg/L时乳酸菌和纤维素分解菌的生长速度明显下降。综上提示,适当添加赤霉酸对饲料添加菌生长有明显的促进作用,赤霉酸浓度过高则饲料添加菌的生长量降低。     

尕海湿地CH4、CO2和N2O通量特征初步研究

2011年7月-2012年7月,采用静态箱-气相色谱法同步研究了尕海4种典型湿地类型的CH₄、CO₂和N₂O通量及其与温度因子的关系,并估算了其全球变暖潜势值(GWP)。结果表明,尕海湿地的CH₄、CO₂和N₂O通量具有明显的空间变化特征,CH₄、CO₂和N₂O通量最小值分别为亚高山草甸(-0.014±0.126) mg/(m²·h),沼泽湿地(137.17±284.51) mg/(m²·h)和高山湿地(-0.008±0.022) mg/(m²·h),而最大值分别为沼泽湿地(0.498±0.682) mg/(m²·h),高山湿地(497.81±473.09) mg/(m²·h)和草本泥炭地(0.094±0.117) mg/(m²·h);同时CH₄、CO₂通量有明显的时间变化特征,通量最大值分别出现在2011年的7-10月和2012年的5-7月,而后降低并维持相对稳定的变化趋势;5 cm地温、气温、地表温度及箱内温度与4种类型湿地CO₂通量呈极显著正相关关系(P<0.01),与高山湿地CH₄通量均存在显著正相关关系(P<0.05),与其他3种湿地类型CH₄通量的相关性均较差,但与4种湿地类型N₂O通量无显著相关性;尕海草本泥炭地、沼泽湿地、高山湿地和亚高山草甸4种类型湿地的温室效应贡献潜力依次为35.311,13.520,34.816和30.236 t CO₂/(hm² ·a), 沼泽湿地能够显著降低温室效应。     

内蒙古锡林河流域草地生态系统土壤保持功能及其空间分布

草地生态系统是陆地表面最大的生态系统类型,其土壤保持功能对于维持敏感而脆弱的草地生态系统服务具有重要意义。在遥感和GIS技术支持下,采用改进的通用土壤流失方程(RUSLE)对内蒙古锡林河流域的土壤保持功能及其空间分布特征进行了研究。结果表明,全流域年土壤保持总量为1.65×10⁸ t/a,单位面积土壤保持量为168.18 t/hm²;流域土壤保持功能从上游至下游呈递减趋势;草甸草原的土壤保持功能最高,农田和典型草原其次,沙地植被和草甸最差;草地生态系统的土壤保持功能随植被覆盖度的增加呈非线性增长。可见,提高草地植被覆盖度,保持典型草原生态系统的结构与功能的完整性,有助于维持锡林河流域草地生态系统服务和区域生态安全。     

东祁连山高寒草地几种禾本科牧草根际促生菌研究

本研究以东祁连山高寒草地常见的7种禾本科牧草为材料,通过分离培养的方法研究了其根际细菌的数量和分布,重点研究了其有固氮作用的细菌数量和分布。结果发现,7种植物根际均存在大量的细菌,总数在2.50×10⁶~17.07×10⁶ cfu/g,不同植物根际细菌的数量和分布不同,以高原早熟禾根际细菌数量最多,冰草和赖草根际细菌最少,其余禾草居中;根际固氮菌的数量和分布也因牧草种类不同而不同。7种供试植物根际分离到固氮菌201株。且细菌和PGPR菌株的数量均呈现“根系表面(RP)>根际土壤(RS)>根内(HP)”的分布趋势,表现出强烈的根际效应。     

氮素添加对贝加尔针茅草原土壤团聚体碳、氮和磷生态化学计量学特征的影响

大气氮沉降增加作为全球气候变化的重要现象, 其对草原生态系统的影响成为生态学研究热点之一。掌握氮沉降对草原土壤团聚体碳(C)、氮(N)和磷(P)生态化学计量学特征的影响,可为全面分析和评估氮沉降对草原生态系统的影响提供基础资料。自2010年起,在内蒙古贝加尔针茅草原典型地段设置N₀ (0 kg N·hm^-2·yr^-1)、N₁₅ (15 kg N·hm^-2·yr^-1)、N₃₀ (30 kg N·hm^-2·yr^-1)、N₅₀ (50 kg N·hm^-2·yr^-1)、N₁₀₀ (100 kg N·hm^-2·yr^-1)、N₁₅₀ (150 kg N·hm^-2·yr^-1) 6个氮素添加处理模拟氮沉降野外控制试验。结果表明:氮素添加极显著提高了土壤团聚体的稳定性和>2 mm团聚体比例(P<0.01);各氮素添加处理中0.25~2 mm团聚体有机碳、全氮含量均显著高于其他粒径(P<0.05),全磷含量在各粒径团聚体中差异不显著;与对照相比,氮素添加显著提高了>0.25 mm土壤大团聚体有机碳和全氮含量(P<0.05),对全磷无显著影响;氮素添加导致>0.25 mm土壤大团聚体C/N降低,0.25~2 mm土壤团聚体 C/P、N/P升高(P<0.05)。综合分析,氮添加在一定程度上促进了土壤的固碳潜力,提高了土壤团聚体有机质的矿化速率,随着氮素添加水平的提高,土壤团聚体中P元素成为限制草原植物生长的主要限制因子。     

中国草地生态系统服务价值估算及其动态分析

本研究基于多源遥感、气象和社会统计数据,构建草地生态服务价值评估体系,对2000—2016年中国草地生态系统的有机物生产、营养物质循环、土壤保持、固碳释氧及涵养水源等生态服务价值进行评估,结果表明：研究期间中国草地生态系统服务平均总价值为13 815.65亿元·a^-1,平均单位面积总价值为41.24万元·km^-2·a^-1,草地水源涵养价值所占比例较高（28.95%）,而营养物质循环价值较低（9.98%）;草地生态总价值高值区集中在云南、广西和四川西部;高山亚高山草甸生态服务总价值最高（4 156.88亿元·a^-1）,而平原草地和坡面草地较低（1 388.61亿元·a^-1和1 449.98亿元·a^-1）;宁夏、内蒙古、陕西、西藏及云南的草地水源涵养价值最为突出,青海、甘肃和山西草地的有机物质生产价值最为突出;17年间草地生态服务价值呈显著增加趋势（P=0.01;0.22万元·km^-2）;54.69%的地区草地生态服务价值呈增加趋势,主要集中在青海省南部及其与西藏交界处。     

基于生命周期评价的相同食物当量玉米与紫花苜蓿生产环境影响比较研究

为了探讨种植业结构调整对于我国环境的影响,本研究运用生命周期评价方法,计算了甘肃省民勤县农户水平2014与2015年从农资生产到农户入仓范围生产1 kg玉米籽粒及1 kg紫花苜蓿鲜草的环境影响,并使用基于蛋白质和热量的计量单位—食物当量(FEU),比较分析了1个FEU玉米籽粒和紫花苜蓿生产的全生命周期环境影响差异。结果表明,生产1 kg玉米籽粒和1 kg紫花苜蓿鲜草全生命周期的一次性能源消耗(PED)分别为9.35和1.22 MJ,水资源消耗(WU)分别为889.33和144.37 kg,矿物和化石资源消耗(DAR)分别为0.13和0.02 kg antimony-eq,气候变化潜值(GWP)分别为1.21和0.10 kg CO₂-eq,可吸入无机物(RI)分别为4.23×10^-3和1.88×10^-4 kg PM_2.5-eq,光化学臭氧合成(POFP)分别为2.41×10^-3和1.71×10^-4 kg NMVOC-eq,环境酸化潜值(AP)分别为8.55×10^-3和8.03×10^-4 kg SO₂-eq,淡水富营养化(FEP)分别为1.20和0.09 kg P-eq,生态毒性(ecotoxicity)分别为1.26×10^-2和1.49×10^-3 CTU。1个FEU紫花苜蓿生产的PED、WU、DAR、GWP、RI、POFP、AP、FEP和ecotoxicity则分别为玉米籽粒的20.50%、25.43%、21.08%、12.99%、6.98%、11.15%、14.76%、12.31%和18.58%。因而考虑到苜蓿的食物-经济比较优势,目前应给予其不少于粮食作物的种植补贴。并且如果将我国的部分玉米种植改为苜蓿种植,则是最便捷、经济的既能满足我国食物结构需求,又能减少农业生产的资源消耗与环境污染的措施。本研究同时也为在我国深入开展粮改饲提供了一定的立论基础。     

玉米“正红6号”的密植效应

为发掘玉米密植增产潜力,探明耐密植玉米品种“正红6号”常规施肥下的密植效应,在川中丘陵区中江县布置田间试验,设置5.25(CK,实际生产密度)、6.00、6.75、7.50、8.25万株·hm^-2 5个种植密度,研究“正红6号”不同种植密度下生长、倒伏及产量等的响应。结果表明,随种植密度增加,株高、穗位高和叶面积指数都随之增大,而茎粗随之减小;平均每增加0.75万株·hm^-2,株高、穗位高分别平均增大6.47 cm、2.13 cm,最大叶面积指数平均增大0.46,茎粗平均减小0.46 mm。密植后,单株地上部干物质量下降,群体地上部干物质量增加;叶和茎鞘干物质转运量增加,茎鞘干物质转运率先增加后降低,而叶干物质转运率降低;成熟期各部位干物质分配比重为:籽粒>茎>叶>穗轴>叶鞘>苞叶,各部位对密植的响应不同。随着密度增加,倒伏率与倒折率显著增大,空秆率、穗下垂率增大,双穗率减小;穗数显著增加,穗长、穗粗、穗粒数、千粒质量和收获指数呈下降趋势,秃尖长呈上升趋势。籽粒产量随密度增加先增加后降低,7.50万株·hm^-2时籽粒产量最大,相比对照显著增产38.02%。由此可知,玉米密植增大了茎秆倒伏倒折风险,在一定范围内,可以通过提高群体干物质生产力来弥补单株生产力的下降,从而获得高产。经模拟,川中丘陵区“正红6号”作为春玉米的适宜密植密度为7.94万株·hm^-2。     

混合盐碱胁迫对藜麦种子萌发和幼苗抗氧化特性的影响

针对西北地区藜麦栽培土壤限制问题,研究盐碱胁迫对藜麦种子萌发及抗性相关酶特性的影响,探讨藜麦对盐碱土壤的适应机制,为藜麦在盐碱地的栽培实践提供理论依据。将中性盐(NaCl、Na_2SO_4)和碱性盐(NaHCO_3、NaCO_3)按不同比例混合模拟出20种混合盐碱条件对藜麦种子进行胁迫,分析盐碱胁迫下藜麦种子的发芽率、发芽势、发芽指数和抗氧化酶活性及同工酶表达。结果表明:5种盐碱胁迫均引起藜麦种子发芽率,发芽势,发芽指数降低,且随着盐浓度的增加,萌发受到显著抑制(P<0.05),对藜麦种子萌发影响较大。A,B处理组各浓度盐碱胁迫下超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和谷光甘肽还原酶(glutathione reductase,GR)活性均高于CK;C,D,E处理组SOD活性均低于CK,但GR活性在50mmol·L-1盐碱浓度时高于CK。过氧化物酶(peroxidase,POD)活性在盐碱浓度为50mmol·L-1时最高,随盐浓度增加POD活性比CK降低4倍,过氧化氢酶(catalase,CAT)活性随盐碱浓度的增加而下降。SDS-PAGE分析发现,盐碱胁迫可诱导SOD,POD,CAT,GR同工酶出现新的条带,但随着盐碱浓度的增加,酶带的表达量降低。上述结果说明,盐碱胁迫抑制藜麦种子萌发,其中Na_2SO_4和NaHCO_3对藜麦种子萌发抑制效应明显。本试验条件下,藜麦的耐盐碱阈值为50mmol·L-1,其中盐碱浓度是影响藜麦种子萌发的主要因素,盐组分值对藜麦种子萌发影响次之。     

同/异型发酵乳酸菌对全株玉米青贮营养成分和瘤胃降解特征的影响

以新饲玉10号全株青贮玉米为研究材料,旨在探究同/异型发酵乳酸菌对其主要营养成分和瘤胃降解率特征的影响。采用真空袋法调制青贮,共设计4个发酵处理,分别为不添加任何菌剂(CK);复合同型发酵乳酸菌植物乳杆菌+戊糖片球菌(T),添加量为1∶1,1×10^5 cfu·g^-1;异型发酵乳酸菌布氏乳杆菌(Y),添加量为1×10^5 cfu·g^-1;复合同、异型发酵乳酸菌(TY),添加量为1∶1∶1,1×10^5 cfu·g^-1。通过对模拟开窖60 d主要营养成分和绵羊瘤胃降解特征参数的分析。结果表明:干物质(DM)、中/酸性洗涤纤维(N/ADF)、可溶性碳水化合物和粗脂肪含量最优均为Y处理,粗蛋白和淀粉含量各试验处理均极显著高于CK处理(P<0.01),粗灰分含量最高为CK处理。DM和NDF有效降解率按高低排序均为T和Y处理>CK和TY处理(P<0.01)。有机物(OM)有效降解率最高为Y处理(P=0.003)。各处理ADF有效降解率间差异不显著(P>0.05)。说明玉米青贮中Y处理可显著增加开窖60 d时各营养成分含量(粗灰分除外),且显著提高DM和OM有效降解率,TY处理可显著提高NDF有效降解率。综合营养成分和有效降解率12项指标进行隶属函数评价,各处理按优劣排序为:Y处理>T处理>TY处理>CK处理。     

外源NO对混合盐碱胁迫下藜麦种子萌发和幼苗生长的影响

通过将中性盐(NaCl、Na₂SO₄)和碱性盐(NaHCO₃、Na₂CO₃)按碱性盐比例增加方式模拟出 5种混合盐碱胁迫(pH 7.33~10.39),采用50、100、150、200 μmol·L^-1硝普钠(SNP)为外源NO供体对藜麦种子进行处理,分析外源NO对混合盐碱胁迫下藜麦种子萌发、幼苗生长及生理特性的影响。结果表明:盐碱胁迫显著抑制藜麦种子的萌发及幼苗的生长发育,且当混合盐碱溶液pH>9时,藜麦种子在萌发的第7天开始腐烂。各浓度SNP均显著促进混合盐碱胁迫下藜麦种子萌发和幼苗生长,其中100和150 μmol·L^-1 SNP处理效果最佳。A(NaCl∶Na₂SO₄=1∶1)、B(NaCl∶Na₂SO₄∶NaHCO₃=1∶2∶1)胁迫下施加SNP,藜麦幼苗根长最大增加了74.08%和70.77%,生物量最高增加了1.72和3.97倍。C(NaCl∶Na₂SO₄∶NaHCO₃∶Na₂CO₃=1∶9∶9: 1)、D(NaCl∶Na₂SO₄∶NaHCO₃∶Na₂CO₃=1∶1∶1∶1)、E(NaCl∶Na₂SO₄∶NaHCO₃∶Na₂CO₃=9∶1∶1∶9)胁迫下施加SNP阻止种子的腐烂,根长分别是CK的1.03、0.83和0.60倍,生物量分别是CK的1.13、1.13和0.82倍。随SNP浓度增加,盐碱胁迫下幼苗脯氨酸含量及SOD、POD、CAT、APX活性先增加后降低,MDA含量先降低后增加。以上结果说明SNP对藜麦萌发生长的调控具有浓度效应,可通过增加渗透调节和抗氧化酶活性来缓解细胞损伤,从而促进幼苗生长。本研究为SNP提高藜麦耐盐碱性和揭示其调控机制提供理论依据。     

氮添加对贝加尔针茅草原植物和土壤化学计量特征的影响

以贝加尔针茅草原为研究对象,设置N₀(0 kg N·hm^-2)、N₃₀(30 kg N·hm^-2)、N₅₀(50 kg N·hm^-2)、N₁₀₀(100 kg N·hm^-2)、N₁₅₀(150 kg N·hm^-2)5个氮添加水平,研究不同氮添加水平对6种植物叶C、N、P计量特征和土壤C、N、P计量特征的影响,分析植物计量特征与土壤计量特征的相关性,为深入理解N沉降增加对草原群落结构的影响提供基础数据。结果表明,自然条件下,6种植物叶C、N、P含量和计量特征存在显著的差异,表现为扁蓿豆叶C、N、P含量和叶N∶P最高,贝加尔针茅叶N、P含量最低,线叶菊叶C含量最低。氮添加提高了除扁蓿豆以外其他5种植物叶N含量,叶C∶P和叶N∶P,降低了叶P含量和叶C∶N,而叶C含量无一致变化趋势。氮添加提高了土壤有机碳含量、土壤N∶P,对土壤全氮含量和土壤C∶N无显著性影响。羊草、羽茅、线叶菊和草地麻花头叶N含量与土壤有机碳、土壤N∶P呈显著正相关,贝加尔针茅、羊草、羽茅和草地麻花头叶N∶P与土壤有机碳、土壤C∶P呈显著正相关。综合分析表明,土壤有机碳、土壤N∶P和土壤C∶P是影响6种植物叶C、N、P含量和计量特征的主要影响因素,但不同植物对氮添加的响应不同,意味着长期氮添加可能会改变贝加尔针茅草原生态系统的结构。     

不同高寒草甸土壤碳氮稳定同位素和密度的差异

为了解不同类型高寒草甸土壤碳氮稳定同位素和密度的差异,采用稳定同位素质谱仪Isoprime100对采自黄河源区不同高寒草甸覆被条件下0~30 cm土壤进行了碳氮稳定同位素组成特征和密度分析。结果表明,高寒草甸土壤δ¹³C值介于-25.42‰~-24.20‰之间,δ¹⁵N值介于3.37‰~4.69‰之间,显著高于大气δ¹⁵N值。δ¹³C值和δ¹⁵N值均随土壤深度加深而增大。人工草地土壤δ¹³C值显著低于轻度和重度退化草甸(P<0.05),而δ¹⁵N值显著高于轻度和重度退化草甸(P<0.05)。土壤碳氮比最小值为7.89,最大值为9.97,平均碳氮比为8.71。土壤有机碳含量和全氮含量呈正相关(P<0.01),二者的回归方程为y=0.0963x+0.0336(R²=0.9619)。轻度退化草甸、严重退化草甸和人工草地0~30 cm土壤碳密度依次为7.14、6.67和6.46 kg/m²;全氮密度依次为0.83、0.77和0.75 kg/m²。植物吸收、生长有利于¹²C和¹⁴N的输出,而将较重的¹³C和¹⁵N留在了土壤中。人工草地植物生长势强,形成的地上生物量多,吸收了较多的土壤氮素¹⁴N,导致土壤¹⁵N升高。植被退化或种植人工草地均可导致土壤碳氮密度的显著降低,这种变化主要发生在0~20 cm土层。