低氮胁迫下丛枝菌根真菌对垂穗披碱草的抗氧化系统调控机制

试验首先通过在石英砂中添加不同氮源来筛选出氮高效植株,再往垂穗披碱草根部接种丛枝菌根真菌来进一步提高其吸收有机氮的抗氧化性。研究结果表明,在三种有机氮中,野生型申扎垂穗披碱草(SZ)吸收谷氨酸的能力最强。当有机氮作为氮源时,两种垂穗披碱草的生长均受到了一定的影响,且北京正道垂穗披碱草(ZD)受到的影响较大。与未接种菌种相比,接种激活的丛枝菌根真菌能降低两种垂穗披碱草的电解质渗出率和丙二醛(MDA)含量,显著降低了两种垂穗披碱草的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性,BJ分别降低了54.08%、15.82%和49.34%(P0.05);SZ分别降低了75.11%、21.80%和40.03%(P0.05)。总之,接种AM真菌有助于提高垂穗披碱草吸收有机氮的抗氧化性。     

放牧及AM真菌对垂穗披碱草生长和白粉病抗性的影响

于兰州大学玛曲高山草原站设3个不同放牧强度样地,采集样地的土壤和优势植物垂穗披碱草(Elymus nutans)种子,在温室建立盆栽试验,研究轻度、中度和重度放牧条件下,AM真菌对垂穗披碱草生长和白粉病(Blumeria graminis)发生的影响。结果表明:中度和重度放牧处理下接种AM真菌土(AM)侵染率显著高于轻度放牧土壤(P0.05),重度放牧条件下自然土(NS)和AM处理的侵染率比轻度和中度放牧分别高32.48%、2.39%和69.2%、21.17%;轻度、中度和重度放牧条件下AM处理的发病率比SS处理分别低22.1%,57.26%和20.46%,AM真菌有效抑制垂穗披碱草白粉病的发生,降低发病率,且对抗病相关酶活性产生显著影响,随放牧强度的增强AM真菌处理的SOD酶和PPO酶活性增高,POD酶活性在中度放牧强度下最高;中度放牧土壤的植物根系全磷含量最高;AM真菌不同程度提高植物根系全磷含量、总生物量、根冠比、叶绿素含量及光合速率。因此,在玛曲高山草原,适当增加放牧强度可提高AM真菌侵染率。AM真菌通过促进植物生长,调节抗病相关酶活性,有效降低了垂穗披碱草白粉病的发生。     

接种丛枝菌根真菌对低温胁迫下垂穗披碱草影响的研究

低温是影响植物生长的主要限制因子。采用沙培法研究了接种丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi,AMF）对2份不同海拔梯度下的购买自北京正道公司（ZD）和采集自西藏康马县（KM）垂穗披碱草（Elymus nutans）生长与生理特性的影响。结果表明：接种AMF的植株根系均受到不同程度的侵染,且侵染率随时间的变化呈先增加后减少的趋势。低温胁迫下,2种垂穗披碱草的生长均受到一定程度的抑制。然而,接种活性AMF能显著提高低温胁迫下ZD和KM的地上和地下生物量、根系形态结构指标、光合色素含量和抗氧化物酶类活性,且显著降低低温胁迫下植株相对电解质渗透率（REL）、丙二醛（MDA）含量、超氧阴离子（O₂^·-）含量和过氧化氢（H₂O₂）含量（P<0.05）。综上所述,接种活性AMF能够明显提高45 d垂穗披碱草ZD和KM幼苗对低温胁迫的耐受性。     

AM真菌对高寒草地2种禾本科牧草的接种效果研究

为探究丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizal,AM)真菌对高寒草地多年生禾本科牧草的接种效应,本研究测定了根内球囊霉(Glomus intraradices,GI)和摩西球囊霉(Glomus mosseae,GM)2种AM真菌在室内和大田环境下对‘川草2号’老芒麦(Elymus sibiricus'Chuancao No.2’)和‘阿坝’垂穗披碱草(Elymus nutans'Aba’)生长的影响。结果表明：接种GM能显著增加‘阿坝’垂穗披碱草的地上生物量和‘川草2号’老芒麦的地下生物量(P < 0.05)。然而,在大田中接种GI和GM 3个月后,2种多年生禾本科牧草的叶片数和节数等与不接种AM真菌的对照(CK)相比无显著差异,但菌根侵染率显著高于CK。施有机肥显著提高GI和GM对2种多年生禾本科牧草的菌根侵染率。综上所述,接种AM真菌可能会促进高寒草地多年生禾本科牧草的生长,但短期内促生效果不显著。     

AM真菌介导垂穗披碱草抗虫作用研究

为探究AM真菌参与垂穗披碱草间防御信号介导的抗虫机制,本研究设计了4个处理,分别为A：有菌丝和根连接、B：有菌丝连接无根连接、C：无菌丝和根连接、D：旋转后无菌丝和根连接。于分蘖期进行试验,测定菌根侵染率,收集和分析虫害后挥发物的嗅觉行为反应。结果表明：各处理间差异显著,且对蝗虫有一定的负趋性;有菌丝连接比无菌丝连接的植株产生的挥发性物质（Volatile organic compounds Vocs）含量和种类多;蝗虫采食供体垂穗披碱草诱导受体产生的有效成分包括（E）-2-己烯-1-醇（（E）-2-hexen-1-ol）、芳樟醇（Linalool）、十四烷（Tetradecane）、香芹酚（Carvacrol）、苯甲醛（Benzaldehyde）、石竹烯（Caryophyllene）等物质。证明AM真菌可作为垂穗披碱草株间交流的通道。     

4种牧草接种AM真菌效应分析

通过对红三叶(Trifolium pratense)、白三叶(Trifolium repens)、高丹草(Sorghum sudanense)、紫花苜蓿(Medicago sativa)接种AM真菌,测定植物根际AM真菌菌根侵染率、孢子密度,地上和地下部分生物量,了解宿主植物与AM真菌之间的协同作用,明确AM真菌对牧草的促生长效应,并筛选与4种牧草匹配的AM真菌。结果表明,AM真菌可侵染4种牧草且均能产生孢子,但不同牧草的侵染率和孢子密度存在差异。当对高丹草接种Glomus mosseae、Glomus intraradices、Glomus etunicatum、Glomus cladoideum、Glomus microagregatum、Glomus caledonium(简称G6),对红、白三叶接种Glomus intraradices(简称Gi),对苜蓿接种Glomus mosseae(简称Gm)时产量提高水平较对照组最为明显,接种AM真菌有效促进了植株的生长发育,提高了牧草的产量。     

温室条件下AM真菌和禾草内生真菌对根腐离蠕孢侵染黑麦草的影响

在温室盆栽条件下,以侵染禾草内生真菌(E+)和未侵染禾草内生真菌(E-)的黑麦草种子为材料,设立接种丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)真菌根内球囊霉(AM)和不接AM真菌的对照(NM)处理,并在上述处理下植物生长6周后,在植物根部(B+根)和叶片(B+叶)接种病原菌根腐离蠕孢,以不接种病原菌(B-)的处理作为对照,病原菌接种2周后,通过测定菌根侵染率、发病率、叶绿素含量、光合指标、P含量、SOD活性以及MDA和H_2O_2浓度的变化,研究AM真菌和禾草内生真菌互作对病原菌侵染后黑麦草生长和生理生化指标的影响。结果表明:叶片接种病原菌的黑麦草发病率为2.50%～31.25%。AM真菌和禾草内生真菌的存在均可在一定程度上降低发病率,促进P吸收和光合作用的进行,增加生物量的积累。与NME-对照相比,侵染禾草内生真菌和接种AM真菌的处理降低了叶部接种病原菌的黑麦草发病率,降幅为32.00%～92.00%。叶片和根部接病原菌的黑麦草,AM真菌和禾草内生真菌共同作用时,植物净光合速率、气孔导度、叶绿素含量、总P含量和SOD酶活性分别提高132.25%和132.17%、56.00%和134.48%、37.69%和40.77%、41.51%和38.17%、95.65%和11.72%(P0.05),MDA和H_2O_2浓度分别降低31.36%和24.45%以及58.62%和22.22%(P0.05)。这些研究结果表明,AM真菌和禾草内生真菌能促进植物生长,提高植物抗病性,且二者共存时,效果最好。     

不同pH条件下接种菌根真菌对柑橘砧木苗生长及光合效应的影响

本文以枳橙（Citrus sinensis (L.) Osbeck譸oncirus trifoliate (L.)）为试验材料,利用盆栽试验,研究不同pH条件下接种丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza)真菌摩西球囊霉(Glomus mosseae)对柑橘砧木枳橙苗的生长及植株光合效应的影响。试验选定3个pH范围（pH 5.5~6.5, 6.5~7.5, 7.5~8.5）和接种摩西球囊霉为试验因子,共设6个处理组合,以不同pH条件下未接种摩西球囊霉为对照。采用单株小区,随机区组排列,重复10次。结果表明,接种摩西球囊霉能有效地侵染枳橙植株,菌根侵染率65%以上。试验还发现,处理植株的菌根侵染率和株高、生物量干重均显著高于对照植株,同时,接种AM真菌显著增加了植株叶片叶绿素含量,并显著提高处理植株光合作用速率和蒸腾速率。研究结果表明,接种AM真菌增强了宿主植物对土壤酸碱度的适应性,在酸性和碱性土壤上均能显著提高柑橘的光合效应。     

藏北高原人工垂穗披碱草种群生物量分配对施氮处理的响应

在藏北高原研究高寒草甸退化区人工建植垂穗披碱草种群生物量分配及其对施氮处理的响应。结果表明,1) 2年龄的人工垂穗披碱草种群在最高施氮处理175 kg N/hm²下可提高群落盖度42.0%,增加牧草产量808 kg/hm²;2) 表施氮肥能够促进植株个体及各构件的生长,对生物量分配模式无明显改变;3) 表施氮肥处理可提高垂穗披碱草叶片生物量比重,在105 kg N/hm²处理下茎叶比最小(2.187);4) 施氮处理不能明显改变其繁殖分配模式,其繁殖分配主要受遗传因素控制;5) 建植早期施氮处理能促进人工草地群落植被对土壤氮、磷的吸收。     

AMF及短期增温增雨互作对植物吸收氮磷功能的影响

为研究气候变化是否影响植物-真菌共生关系及植物的吸收功能,本试验以青藏草原优势植物垂穗披碱草（Elymus nutans）和草地早熟禾（Poa pratensis）为研究对象,选取管柄囊霉属（Funneliformis）丛枝菌根真菌（Arbuscular mycorrizal fungi,AMF）进行室内控制试验。结果表明：增温促进了AMF和植物的共生,接种AMF及短期增温增雨互作对植物吸收氮磷功能的影响并不一致。对垂穗披碱草而言,增温增雨对其生长的土壤pH、全氮和有效磷含量均无显著影响,增雨促进了植物磷吸收（P<0.05）,增温处理下接种AMF提高了植物氮磷含量（P<0.05）;对草地早熟禾而言,增温增雨提高了植物氮磷含量和土壤电导率、降低了土壤全氮含量（P<0.05）,增温提高了土壤有效磷含量（P<0.05）,增雨处理下接种AMF后降低了植物氮磷含量（P<0.05）。     

退化高寒草甸暖季休牧恢复过程中植被和土壤特性

为探讨暖季休牧恢复过程中退化高寒草甸植被和土壤恢复特性,本研究对泽库县退化高山嵩草草甸暖季休牧样地不同恢复阶段植被和土壤特性进行调查,结果显示植被高度、地上生物量、土壤含水量、土壤有机碳含量等生态功能属性随自然恢复时间的延长不断得到改善(P<0.05),在恢复末期(9—10年)恢复最好;植被盖度、地下生物量、多样性、土...     

人工草地建植对甘南高寒草甸草地生产力及土壤理化特征的影响

为明确重度退化草地经人工建植后土壤理化性质和草地初级生产力状况.以甘南州碌曲县典型退化高寒草甸为研究对象,采用70％垂穗披碱草(Elymus nutans)+30％黑麦草(Lolium multiflorum)混播的方式,结合整地和施肥2种措施,测定其土壤理化性质和草地初级生产力变化特征,探寻适宜的人工建植方式.结果表...     

不同种牧草的产量和品质

在中国科学院海北高寒草甸定位站以一年生黑麦草(Lolium perenne)、小黑麦(Triticale hexaploide)、燕麦(Avena sativa)和垂穗披碱草(Elymus nutans)为研究对象,对其产草量、牧草营养品质进行测定,以探讨不同牧草的产量和品质。结果表明:小黑麦干草产量为1345.50 g·m^-2,显著高于一年生黑麦草(974.93 g·m^-2)、垂穗披碱草(301.75 g·m^-2)和燕麦(329.60 g·m^-2)。小黑麦产量是垂穗披碱草和燕麦干草产量的4~4.5倍,是黑麦草干草产量的1.4倍。垂穗披碱草粗蛋白(CP)含量显著高于一年生黑麦草和小黑麦(P<0.05),一年生黑麦草粗蛋白(CP)含量最小。单位面积粗蛋白(CP)产量、粗脂肪(EE)产量、中性洗涤纤维(NDF)产量和酸性洗涤纤维(ADF)产量以一年生黑麦草最高,显著高于小黑麦、垂穗披碱草和燕麦(P<0.05)。     

三江源区不同利用方式草地生物量及土壤养分特征

以三江源区玛多县高寒草原、退化高寒草原和垂穗披碱草人工草地为研究对象,研究了不同土地利用方式对地上、地下生物量以及土壤有机碳、全氮、全磷、有效氮、有效磷含量的影响。结果表明:总生物量的高低排序为高寒草原人工草地退化高寒草原,人工草地和退化高寒草原的总生物量分别仅为高寒草原的32.9%和22.8%,人工草地对地上植被的恢复效果较好,地上部生物量最高,为高寒草原地上生物量的359.2%,但对地下生物量的恢复并不理想,0~10cm地下生物量仅为高寒草原的11.5%。3种利用方式草地土壤碳氮磷养分含量均处于较低水平;退化和人工种植草地0~10cm土层的有机碳、全氮、全磷、有效氮、有效磷含量明显较高,而10cm以下土层的各样分含量明显下降;退化对下层土壤的全磷和有效磷含量没有明显的影响,不同利用方式草地的全磷和有效磷含量在不同土层的变异也不明显。     

植物沙障不同种植模式对川西北沙地的恢复效应

生物沙障被广泛地应用于沙化治理中,但是生物沙障不同种植模式下对沙化治理的相关研究较少,尤其是复合草本在高寒地区不同种植模式下的研究较为缺乏。为了明确混合草本沙障不同种植模式对高寒沙地治理效应,选择川西北沙地作为典型高寒半湿润沙地,利用燕麦、垂穗披碱草、中华羊茅作为混合草本沙障,自2014年利用行播、带播、撒播种植模式恢复高寒半湿润沙地4年,于2014年测定一年生燕麦生长状况,调查4年后地表植物群落盖度和多样性特征,并且测定土壤水分、容重、含水量、pH值、有机碳、全氮、全磷等指标,分析复合草本不同种植模式对高寒沙地恢复效应。研究结果表明:复合草本带播和撒播模式对高寒沙地恢复效果明显。一年生燕麦后期从生态系统中消失,多年生草本适应性良好。带播和撒播种植模式显著增加了地上植物盖度、物种多样性、生态优势度。带播和撒播模式也显著减小了土壤容重,增加了土壤含水量、有机碳、全氮、全磷等含量。在高寒沙化复合草本种植恢复过程中,建议将土壤容重、有机质、全氮作为衡量土壤性质变化的指标。综合地表植被和土壤理化性质变化,建议以混合草本带播和撒播种植模式作为高寒沙化治理的主要种植模式。     

高寒半湿润沙地草本修复期土壤微生物变化研究

土壤微生物变化对生态恢复过程中土壤养分循环具有重要作用,但高寒半湿润沙地生态修复过程中土壤微生物及养分变化研究较为缺乏。为明确该环境下沙化生态系统的修复过程中土壤环境的变化,选用燕麦、垂穗披碱草、中华羊茅混播修复高寒半湿润沙地,并以未修复沙地为对照,测定0~10 cm和10~20 cm两土层修复4年过程中土壤微生物及土壤养分含量的变化,分析探讨土壤微生物和养分随植被修复的动态,及微生物与土壤养分变化的相关性。结果表明,随修复年限增加,土壤中主要微生物类群以细菌为主,沙地修复4年后土壤中微生物总量由8.30 nmol·g^-1增加到10.58 nmol·g^-1,但是细菌依然占微生物总量的50%以上,植被恢复并未改变细菌占微生物总量比例。两个土壤层土壤微生物生物量(碳、氮、磷)、多样性(细菌、真菌、放线菌、G^-菌、G⁺菌)、土壤养分(有机质、全氮、全磷)含量均呈现先降低后增加趋势,且0~10 cm始终大于10~20 cm土层。草本修复第1年,0~10 cm和10~20 cm土层微生物及养分各组分含量显著降低(P<0.05);修复2年后,0~10 cm土层含量开始增加;到修复第3和4年,土壤微生物与土壤养分中各组分含量均恢复到未治理水平,且有机质、微生物量氮(MBN)含量显著高于未治理沙地(P<0.05)。土壤养分中各组分含量与土壤微生物生物量、微生物总量和细菌含量呈极显著的正相关关系 (P<0.01),与G⁺、G^-菌、真菌、放线菌均呈不同程度的正相关关系。因此,在沙地进行人工草本种植能够提高土壤养分和微生物含量,对帮助高寒地区生态系统修复和稳定具有重要意义。