根茎型清水苜蓿鲜草产量及营养价值评价

以根茎型清水紫花苜蓿为材料,以根蘖型野生黄花苜蓿和甘农2号杂花苜蓿、直根型陇东紫花苜蓿为对照,在甘肃天水、兰州和武威3个生态区比较不同根型苜蓿的产量和品质,为根茎型苜蓿在生产中的应用提供科学依据。结果表明,根茎型苜蓿粗蛋白质含量最高,两年平均为20.36%;粗纤维含量最低,两年平均为39.47%;产草量低,三年平均产量为4.05kg/m2;株丛高度相对较低,叶量丰富,叶茎比较高,更适合培育优质牧草。生态区域对苜蓿产量和营养成分有着显著影响。各根型苜蓿的株高、叶茎比、产草量在天水均最高,兰州次之,武威最低;各根型苜蓿粗蛋白质含量在兰州地区最高。同一生态区不同年份对苜蓿营养成分亦有影响,除天水地区各材料第一年NFE含量低于第二年外,其余材料第一年头茬草苜蓿的CP、EE、NFE含量均高于第二年头茬草;而CF、CASH、Ca、P含量第二年头茬草高于第一年头茬草。     

3株紫花苜蓿内生根瘤菌功能差异性分析

以3株紫花苜蓿(Medicago sativa)内生根瘤菌株(LP3、WLP2和WLG1)为材料,进行抗逆和促生能力研究,并采用试管砂培法对WL168HQ苜蓿(M.sativacv.WL168HQ)进行接种试验,以不含根瘤菌的培养液为对照,分析菌株的共生固氮能力。结果表明,菌株WLP2能耐受除红霉素和庆大霉素外的所有抗生素≥300μg·mL~(-1);能在6%NaCl、pH 5~11和温度8~40℃的环境下生长,对盐、pH和温度的适应范围广;能溶解有机磷和无机磷,分泌IAA能力强。菌株WLG1接种,单株结瘤数、地上干重和地下干重显著高于对照处理(P0.05),分别比对照增加了208.16%、72.35%和122.33%;单株有效根瘤重、根长和单株叶片数明显高于对照处理,分别比对照高了6.68%、9.57%和53.59%。综上所述,菌株WLP2对抗生素、盐、pH和温度的抗性以及促生能力较强,菌株WLG1对WL168HQ苜蓿接种效果最佳,共生固氮能力强。     

苜蓿根瘤菌绿色荧光蛋白标记株的构建及对菌株结瘤固氮能力的影响

以苜蓿中华根瘤菌Sinorhizobium meliloti12531,Sinorhizobium meliloti343和苜蓿根瘤菌Rhizobium meliloti GN5为受体菌,以Escherichia coli pRK2073为辅助菌及绿色荧光蛋白GFP104为供体菌,采用三亲本杂交法进行结合转导。以Winogradsky无氮培养基和TY培养基对标记菌株进行荧光表达及固氮特性的遗传稳定性检测,再对选出的荧光标记菌株以甘农5号紫花苜蓿和WL.343紫花苜蓿为宿主进行回接验证,测定了回接植物的生物量,结瘤数和标记菌的占瘤率等指标。结果表明:(1)三亲本杂交法适用于苜蓿根瘤菌GFP荧光标记菌株的构建,能以S.meliloti 343、R.meliloti GN5和S.meliloti 12531为出发菌株成功构建荧光标记菌株;(2)传代筛选后得到的荧光标记菌株中,S.meliloti 343-gfp2、R.meliloti GN5-gfp4和S.meliloti12531-gfp4遗传稳定性好,荧光表达量高;(3)含抗生素Winogradsky无氮培养基平板筛选与现有含抗生素平板分离筛选法相比,能显著提高荧光标记根瘤菌株的筛选效率;(4)获得的苜蓿根瘤菌荧光标记菌株间无显著差异,对标记菌株形成根瘤的固氮能力,及标记菌株对苜蓿植株生物量的影响进行比较,GFP荧光标记根瘤菌具有较高的遗传稳定性。     

外源香豆素和咖啡酸对紫花苜蓿根系形态建成与解剖结构的影响

香豆素、咖啡酸为紫花苜蓿（Medicago sativa L.）主要自毒物质。本研究采用营养液沙培法,对甘农9号紫花苜蓿进行浓度梯度为0,0.5,5,50,500 mg·L^-1的外源香豆素、咖啡酸分别单种物质添加和混合物质添加试验,运用石蜡切片技术和根系扫描系统,比较研究外源添加物对苜蓿总根长、总根表面积、根体积、根尖数等根系形态指标与根粗、皮层厚度、中柱直径及发育、导管数量及面积等解剖结构指标的影响,为进一步研究香豆素和咖啡酸对紫花苜蓿生长和发育影响机理提供依据。结果表明：苜蓿总根长、总根表面积、根体积、根尖数等根系形态指标在低浓度（0.5 mg·L^-1）香豆素、咖啡酸及混合物作用下均呈促进作用,当添加物浓度增至50 mg·L^-1及以上时,呈自毒抑制作用。苜蓿根粗、皮层厚度、中柱直径及发育、导管数量及面积等内部解剖结构在浓度低于5 mg·L^-1的香豆素和混合物作用下呈促进作用,在高于50 mg·L^-1的咖啡酸和混合物处理下呈自毒抑制作用。根系外部形态和内部解剖结构在低浓度（0.5 mg·L^-1）处理时,混合物的促进作用显著强于单体香豆素和咖啡酸（P<0.05）,促进作用由强至弱的顺序为：混合物 > 香豆素 > 咖啡酸,在高浓度（500 mg·L^-1）处理时,香豆素和混合物的自毒抑制作用显著强于单体咖啡酸处理（P<0.05）,抑制综合效应由强到弱依次为：香豆素 > 混合物 > 咖啡酸。     

磷酸二氢钾对苜蓿幼苗体内根瘤菌运移及定殖的影响

试验以WL343HQ紫花苜蓿(Medicago sativacv.WL343HQ)及3株青色荧光蛋白(CFP)标记根瘤菌株Rzhizobium LH3436f(3436f)、Ensifermeliloti 12531f(12531f)和Rzhizobium GN5f(gn5f)为材料,添加不同浓度磷酸二氢钾(KH2PO4)于3株标记根瘤菌菌液内,分别筛选出3个有利于各标记根瘤菌生长的KH2PO4浓度,并分别将选定浓度的KH2PO4与相应的标记根瘤菌组合接种于苜蓿幼苗根部。检测根瘤菌侵入根系后在苜蓿幼苗体内运移及定殖的动态变化和对苜蓿幼苗生长的影响,探讨KH2PO4促进根瘤菌运移和定殖的适宜浓度及根瘤菌运移和定殖的效果。结果表明:50mg/L KH2PO4促使3436f长期稳定的大量定殖于苜蓿根系,定殖数量最高达到27075.12cfu/g,显著高于其他处理(P0.05),并快速运移至上部茎和上部叶中,数量分别为19.20cfu/g、9.94cfu/g;50mg/L KH2PO4促使12531f大量定殖于根系,也可运移至上部茎,数量为53.45cfu/g;200mg/L KH2PO4促使gn5f稳定定殖于根系和茎内,接种45d时下部茎内仍有定殖,数量为33.29cfu/g。添加KH2PO4接种可明显提高苜蓿单株结瘤数和单株根瘤重,增加苜蓿叶片数、株高、根长、地上鲜重和根鲜重,显著促进了标记根瘤菌侵染根系并进入苜蓿体内运移和定殖。结合苜蓿体内根瘤菌运移和定殖以及苜蓿生长各指标优化状况,筛选出标记根瘤菌株与KH2PO4的优良组合为3436f+50 mg/L KH2PO4,12531f+50 mg/L KH2PO4和gn5f+200mg/L KH2PO4,为苜蓿接种目标根瘤菌并促使其在体内运移和定殖至种子,构建目标根瘤菌与苜蓿良种种子共生体奠定基础。     

甘肃省盐生植物区系的初步研究

对甘肃盐生植物区系进行了初步研究。结果表明:①种类丰富。甘肃省盐生植物计有56科187属294种,分别占中国盐生植物科、属、种的84.85%、93.5%和69.18%,属种比值高达63.61%;区系的优势现象十分明显,仅6个科就包含了全省盐生植物百分之五十以上的属和种;②地理成分复杂,分布类型多样。科有6个类型5个变型,属有14个类型12个变型,植物区系基本上属于温带性质,古地中海成分也是重要的组成部分;③植物在生活型上以多年生草本、灌木为主。④特有现象存在。     

复合菌肥与化肥配施对高寒地区土壤微生物数量和土壤酶活性的影响

以种植第3年的金皇后紫花苜蓿为材料,以不施肥为对照,研究了固氮菌肥、磷肥、混合菌肥及磷肥与混合菌肥不同比例配施对高寒区土壤微生物数量和土壤酶活性的影响。结果表明:不同比例配施处理后,0~10、10~20cm土层中土壤微生物(细菌、放线菌、真菌)总数、脲酶、蔗糖酶、蛋白酶活性均增加。土壤3大类微生物数量均表现为细菌放线菌真菌。0~10cm土层中的微生物数量均高于10~20cm土层中的数量。不同比例的磷肥与混合菌肥配施后的细菌、放线菌数量高于单施磷肥或混合菌肥后的数量,配施后各土层的细菌数量与对照和单施磷肥或混合菌肥后的数量之间有着显著差异。施加50%磷肥+混合菌肥后细菌、真菌数量最多。0~10cm土层中的脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶和蛋白酶高于10~20cm土层中的酶活力,但10~20cm土层中的过氧化氢酶活力高于0~10cm土层中的酶活力。不同比例的磷肥与混合菌肥配施后的脲酶活力高于单施磷肥或混合菌肥后的酶活力。相关性研究表明,施肥后各土层土壤微生物与土壤酶之间存在不同程度的相关性。     

苜蓿有限和无限生长型鉴别方法研究

在灌溉和旱作栽培条件下多年多点的研究发现,苜蓿茎的生长存在有限和无限型,类似于大豆生长习性的研究范畴。通过对40个苜蓿材料有限和无限型典型生长特性研究发现,采用大豆生长习性鉴别方法（茎顶花序,LRV和PRV）不能对苜蓿生长型进行分类。只有选择成熟期封顶枝比例、根茎新枝数量及其高度、4个时期的营养器官与生殖器官干物质比例、最长一级次生侧枝长度为鉴别指标,结合不同生长型典型对照品种的归属进行重心法聚类分析和判别分析,结果40个苜蓿材料有9个归为有限型,12个归为无限型,19个归为中间型。进一步分析表明,选择的分析变量从不同方面反映了生长型的差异,但影响变量的最佳测定时期需要深入研究确定。     

不同紫花苜蓿品种光合生理特性差异及香豆素含量的变化

本研究采用营养液沙培法,以9个紫花苜蓿品种为试验材料,比较分析紫花苜蓿香豆素含量和光合生理差异,以及光合生理对香豆素含量的影响,进一步明确影响香豆素含量高低的内在因素。结果表明：香豆素含量范围是12.08(‘清水苜蓿’)～20.12 mg·g^-1(‘陇中苜蓿’)。香豆素含量与蒸腾速率呈显著负相关(r=-0.675,P<0.05),‘清水苜蓿’蒸腾速率、净光合速率、气孔导度、叶绿素含量和可溶性蛋白含量高于‘陇中苜蓿’,胞间CO₂浓度、可溶性糖含量、蔗糖含量和淀粉含量低于‘陇中苜蓿’。通径分析结果表明,可溶性糖、可溶性蛋白、蔗糖和叶绿素b是影响香豆素含量的主要光合生理指标,可溶性糖和可溶性蛋白通过直接作用影响香豆素含量,叶绿素b和蔗糖通过可溶性蛋白产生间接作用影响香豆素含量。蒸腾速率是香豆素含量的主要决定因子,叶绿素b是主要限定因子。     

封育与放牧对三江源区高寒草甸植物和土壤碳储量的影响

在三江源区选择不同封育年限的退化高寒草甸,测定其地上部分主要功能群(禾草类、杂类草、莎草类的总碳氮浓度)、植物根系和土壤碳浓度及储量的动态研究。结果表明:围栏封育主要功能群总碳浓度和碳氮比高于自由放牧草地;围栏封育地下根系碳浓度明显高于自由放牧草地;高寒草甸土壤有机碳储量最大,植物地上部分碳储量最小,植物根系碳储量居中。0～30cm深度土体单位面积有机碳储量由高到低依次为:围栏封育5年>围栏封育10年>自由放牧;封育5年和10年后,总碳储量较自由放牧草地提高了36.54%,24.61%;土壤有机碳分别增加了26.28%和24.28%;而封育5年和10年之间碳储量没有显著变化,说明围栏封育是高寒草甸固碳减排的有效措施之一。