为探讨中度放牧条件下放牧方式对家畜生产力的影响,开展了牦牛单牧(YG)、藏羊单牧(SG)、牦牛藏羊1∶6混牧(MG1∶6)、牦牛藏羊1∶4混牧(MG1∶4)和牦牛藏羊1∶2混牧(MG1∶2)5个控制性放牧试验,研究了牧草生长季不同生长时期对家畜日增重的影响以及不同放牧方式对牦牛和藏羊暖季增重、牧草营养和家畜采食量的影响.结果表明:1)在牧草返青期和生长期,牦牛和藏羊的日增重显著大于牧草枯黄期(P<0.05);2)牦牛和藏羊日增重在不同的放牧方式下无显著差异(P>0.05),而牦牛暖季增重在YG下最高,在MG1∶2和MG1∶6相对较高,藏羊暖季增重在MG1∶2中最高,在SG和MG1∶4相对较高;3)不同放牧方式下牧草营养和单位面积家畜采食量无显著差异(P>0.05),单一家畜放牧单位面积增重SG最高,牦牛藏羊两种家畜混合放牧则MG1∶2单位面积增重最高.综上,牧草枯黄期牦牛和藏羊的补饲对于维持其生产性能具有重要的意义,且MG1∶2对于牦牛和藏羊生产是一种较优的组合生产方式.
高温胁迫是限制冷季型草生长发育的主要因素.为探究单独接种丛枝菌根真菌(AMF)和外源褪黑素以及联合应用对多年生黑麦草生长和耐热性的影响,采用盆栽试验测试分析高温胁迫下丛枝菌根真菌和外源褪黑素处理对多年生黑麦草的生长,内源褪黑素含量及其合成基因的表达,抗氧化能力和渗透调节物质含量的影响.结果表明,高温胁迫明显抑制多年生黑麦草的生长,而外源褪黑素处理提高了AMF在多年生黑麦草根系中的定殖率.接种AMF和/或褪黑素处理均能促进高温胁迫下多年生黑麦草的生长,增加多年生黑麦草根系内源褪黑素含量和上调褪黑素合成基因的表达,降低相对电导率(EL)、丙二醛(MDA)含量和多酚氧化酶(PPO)活性,同时提高根系抗氧化酶(SOD、POD、CAT和APX)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性,以及类黄酮、脯氨酸、总酚、可溶性糖和甜菜碱的含量.其中接种AMF和褪黑素联合应用对提高多年生黑麦草耐热性效果最佳.总的来说,AMF接种和褪黑素处理可上调多年生黑麦草根系褪黑素合成基因表达,提高内源褪黑素含量,增强抗氧化酶活性,降低氧化损伤,同时提高渗透调节能力以增强多年生黑麦草的耐热性.
为探讨不同放牧强度下典型草原建群种羊草的空间分布特点及规律,本研究以中国农业科学院典型草原试验站羊草植物种群为研究对象,设置对照区(CK)、轻度放牧区(LG)、中度放牧区(MG)和重度放牧区(HG)4个放牧强度,结合箱式图和多重分形等方法展开研究.结果表明:羊草植物种群在不同放牧强度下的空间分布存在多重分形特征;羊草植物种群在中度和重度放牧区空间分布呈现复杂性和不均匀性,而其在对照和轻度放牧区空间分布相对均匀化;随着放牧强度的增大,羊草种群空间分布由均匀转向聚集状态,生态位宽度较为一致,个体间的竞争强度降低.无论放牧强度如何变化,典型草原的羊草种群空间分布特征以大概率子集为主,且其在典型草原试验站放牧强度试验的群落中仍占有主导地位.
本试验旨在研究不同精粗比对牦牛粪便菌群结构的影响.选取24头体重相近、健康的3岁公牦牛,随机分成2组,分别饲喂低精粗比饲粮(35∶65,C35组)和高精粗比饲粮(65∶35,C65组).预试期为15 d,试验期为90 d.运用16S rDNA高通量测序技术对粪便菌群结构变化进行分析.结果表明:1)2组共检测出1702个操作分类单元(OTU),其中两组共有的OTU数目为1273个,占总OTU数目的74.79％;C35组的物种数、Chao1指数与Shannon指数显著高于C65组(P<0.05).2)在门水平下,C35组牦牛粪便中髌细菌门和蓝藻菌门极显著高于C65组(P<0.01),放线菌门显著高于C65组(P<0.05);C65组牦牛粪便中拟杆菌门、螺旋体门显著高于C35组(P<0.05).3)C35组牦牛粪便中瘤胃球菌属极显著高于C65组(P<0.01),毛螺菌科_NK3A20显著高于C65组(P<0.05);C65组牦牛粪便中未培养的属极显著高于C35组(P<0.01),未培养细菌属、拟普雷沃氏菌属、密螺旋体属显著高于C35组(P<0.05).4)利用PICRUSt预测粪便微生物的代谢途径和功能,在KEGG2水平,C65组复制和修复、翻译、核苷酸代谢、其他次生代谢物的合成、细胞生长和死亡的基因家族相对丰度极显著高于C35组(P<0.01).综上,饲粮精粗比显著影响了牦牛粪便菌群的多样性与丰富度.且饲喂高精粗比饲粮(65:35)促进了牦牛粪便中非纤维降解菌的增殖,提高了拟普雷沃氏菌属的丰度值,但抑制了毛螺菌科的生长,研究结果丰富了对牦牛粪便菌群结构的认识.
土壤盐渍化是制约农业生产的重要因素,小黑麦具有高产抗逆等特性,具有改良盐碱地的作用.以小黑麦为材料,以5种盐(NaCl,KCl,Na2SO4,MgSO4,NaHCO3),并设置10、25、50、100以及200 mmol·L-1盐浓度梯度以及混合盐(NaHCO3∶NaCl∶Na2SO4=1∶15∶84),设置0.05％,0.15％,0.30％,0.60％和1.20％盐浓度梯度对小黑麦进行盐胁迫处理,分析盐胁迫下小黑麦种子萌发阶段的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数及幼苗生长阶段的株高和根长,通过主成分分析及隶属函数分析对不同盐胁迫下小黑麦耐盐性进行综合评价.结果表明,小黑麦种子随着盐处理浓度的升高,其发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均逐渐降低,高浓度盐处理显著影响小黑麦种子的萌发.小黑麦幼苗株高及根长也随着盐处理浓度的增加而呈逐渐降低的趋势,其中NaHCO3的抑制作用最显著.主成分分析表明,评价小黑麦耐盐性的主要指标为发芽率、发芽指数及根长.此外,隶属函数值排序表明,小黑麦对混合盐处理的耐受度相对较高,对NaHCO3的耐受度最低.
为研究抗寒锻炼过程中紫花苜蓿根、叶中非结构性碳水化合物转化转运与抗寒性的关系,以抗寒性强的苜蓿品种肇东和抗寒性弱的赛迪10为对象,刈割7 d后,分别进行降温处理(CH1)和低温处理(CH2),并以再生7 d的植株(CK)和正常生长植株为参照,分析抗寒锻炼过程中苜蓿根、叶中可溶性糖和淀粉含量变化及品种间差异.结果表明:抗寒锻炼后苜蓿根、叶的半致死低温(LT50)随可溶性糖、淀粉含量的增加而降低,根、叶LT50与可溶性糖和淀粉含量呈显著负相关.在正常生长条件下再生14 d,2个品种根、叶可溶性糖和淀粉含量均降低.而CH1处理下苜蓿根、叶可溶性糖含量增加、叶淀粉含量降低,根淀粉含量变化较小,赛迪10根、叶中可溶性糖含量显著高于肇东,叶淀粉含量显著低于肇东.CH2处理后肇东根中可溶性糖含量增加,淀粉含量降低,赛迪10的变化相反,赛迪10根中可溶性糖含量低于肇东.抗寒锻炼改变了苜蓿可溶性糖在地上、地下的转运方向,正常生长植株根中淀粉转化成可溶性糖,转运到叶中,与叶中由淀粉转化形成的可溶性糖一起用于地上器官的再生.抗寒锻炼初期(CH1)2个品种叶中淀粉降解成可溶性糖,并向根部转运,根、叶中可溶性糖含量增加,在此阶段赛迪10比肇东消耗较多叶淀粉;抗寒锻炼后期(CH2),不同抗寒性品种根中淀粉与可溶性糖的转化方向不同,肇东根中淀粉向可溶性糖转化,赛迪10根中可溶性糖向淀粉转化.以上结果表明,苜蓿在抗寒锻炼初期消耗较少的非结构性碳水化合物,后期根中淀粉向可溶性糖转化,有利于品种抗寒性增加,这为揭示苜蓿品种抗寒性差异提供了重要线索.
为获得优良的解钾菌(KSB)并明确其对植物产量和品质的影响,采用硅酸盐细菌培养基从紫花苜蓿根际土壤分离、筛选到2株具有高效解钾能力的菌株.通过细菌形态学、16S rDNA序列分析和生理生化鉴定,确定2株解钾菌分别为巨大芽孢杆菌和耐寒短杆菌,命名为XLT-4和XLT-7.2株菌株均具有产吲哚-3-乙酸(IAA)、铁载体和溶磷能力.接种XLT-4和XLT-7显著提高了紫花苜蓿的株高、根长、地上和地下干鲜重,以及根系活力、叶片的磷、钾和粗蛋白含量,降低了中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的含量.此外,接种2株解钾菌还提高了紫花苜蓿根际土壤酶活性和速效钾含量.本研究获得的2株解钾菌在提高紫花苜蓿产量和品质方面发挥了重要作用,是开发微生物制剂的优质菌株资源.
Plant residues with different degrees of decomposition are widely distributed in the litter layer of semi-arid grassland. The field-litter bag experiment was used in this study, to test the effect of mixed litter with different degrees of decomposition. In this study, three native plants（Stipa bungeana, Artemisia argyi and Artemisia gmelinii）with different decomposition degrees in semi-arid grassland of northern Shanxi were solely or jointly decomposed, i. e. the treatments are fresh litter(L Fresh ), aged litter(L Aged ) as well as equal-ratio mixture of fresh and aged litter(L Mix ). The results showed that during the decomposition period of 0-256 days, the mixed treatment of litter with different degrees of decomposition showed an additive effect, and during the decomposition period of 256-335 days, it showed a significant mixed effect. The observed value of the mass remaining percentage of mixture of S. bungeana and mixture of A. gmelinii was 5. 12% and 4. 68% lower than the expected value at 335days, respectively, showing a synergistic effect, while the observed value of mixture of A. argyi was 1. 72% higher than the expected value at 293 days, showing an antagonistic effect. In addition, mixed treatment of litter with different degrees of decomposition can partially promote carbon and nitrogen release and lignin decomposition.Studies have shown that mixed treatment of litter with different degrees of decomposition can change the decomposition rate and promote nutrient release, thus affecting the nutrient cycle of grassland ecosystems.
本研究通过模拟铅卤钙钛矿泄漏导致的不同铅(Pb)胁迫梯度(0,36,72,130,170和260 mg·kg-1),监测高寒草甸优质牧草垂穗披碱草幼苗生长情况,重点分析Pb胁迫对垂穗披碱草幼苗Pb富集能力和耐受能力的影响.结果表明:1)垂穗披碱草的出苗率并未受到Pb胁迫梯度的显著影响,但出苗速率和出苗持续时间随Pb胁迫增加而显著降低;2)Pb胁迫显著抑制垂穗披碱草幼苗高度,但单株幼苗生物量则表现为浓度效应,小于72 mg·kg-1 Pb浓度作用不显著,大于72 mg·kg-1时表现为抑制作用,在260 mg·kg-1时无法萌发;3)垂穗披碱草幼苗的Pb富集能力显著降低,Pb耐受范围为68.42～205.94 mg·kg-1;4)结构方程模型表明,铅卤钙钛矿泄漏导致的Pb胁迫通过降低土壤pH和增加硝态氮含量改变垂穗披碱草幼苗生长情况,进而影响其Pb富集能力和耐受范围.土壤pH值和硝态氮含量是影响垂穗披碱草幼苗生长的重要因子,在铅卤钙钛矿泄漏情境下可以通过提高土壤pH增加其Pb耐受能力.
苜蓿病害的准确快速识别是栽培苜蓿草地病害防治的关键.苜蓿病害鉴别对专业知识和识别工具及检测环境要求较高,传统的苜蓿病害识别往往需要采用显微观察等手段对叶片病害部位进行镜检,存在时效性差、成本高,难以实现大范围多点位的快速识别等弊端.近年来在图像识别领域的计算机视觉和深度学习得到快速发展,为苜蓿病害智能化识别提供了新途径.本研究利用13种常见苜蓿病害图像数据集,基于改进的AlexNet深度学习卷积神经网络,经过300次迭代训练,构建了苜蓿病害识别模型,并对比分析了不同图像输入分辨率的苜蓿病害识别精度.结果表明:13种苜蓿病害最优模型识别总体精度达到72％,最优图像输入尺寸为512像素×512像素;剔除识别精度过低的苜蓿病害样本图片后,褐斑病、霜霉病、炭疽病、黑茎叶斑病和小光壳叶斑病5类苜蓿病害的识别总体精度提高到92％,最优输入尺寸为1200像素×1200像素.这2种模型均能够实现对苜蓿主要病害的快速识别,研究结果可以为苜蓿病害智能检测系统的研发提供图像识别方面的技术支持.
草原是我国最大的陆地生态系统、重要的自然资源、人-草-畜社会生态系统的载体,然而仍有大面积草原存在不同程度的退化,亟待保护修复以提升质量、功能和稳定性.本研究利用生态价值核算作为一种监测和评估草原多重生态功能变化的有效途径,更新并分析了2000-2020年中国草原生态系统功能及其价值的地域分异特征,评价了草原核心生态价值的时空演变态势,并基于核心生态功能及价值变化方向和程度提出了分区分类的草原保护修复优化提升策略.结果表明:1)2020年,中国草原潜在生态价值约24.7万亿元,每km2约760万元,以防风固沙(27.3％)和物种保育(25.8％)为主.2)近20年,超过90％草原的生态价值呈增长趋势,特别是青藏高原东部、黄土高原北部和内蒙古中部东部等.3)省域比较而言,蒙、藏、青、川、新的草原生态价值之和约占全国的67.4％,近20年增长较多的省域为陕西、北京、宁夏、天津与山西,增幅均超过65％.4)按照主导功能及价值动态趋势,可将中国草原区分为3种类别12种类型,应采取差异化的保护、修复或保护修复并重的措施,以实现草原可持续发展目标.
华北驼绒藜是一种品质优良的饲用半灌木,通过青贮可以提高其营养价值,但其最佳青贮工艺尚不明确.本研究采用3×4双因素试验设计,探究原料不同含水量(45％、55％、65％)和益生菌剂添加量(0、0.02、0.04、0.06 g·kg-1)对华北驼绒藜青贮品质的影响.结果表明,含水量和益生菌剂显著影响华北驼绒藜青贮的营养成分(P<0.05);含水量显著影响粗蛋白、粗纤维和灰分含量(P<0.01);益生菌剂添加量显著影响灰分含量(P<0.05);在含水量65％以下,随着含水量的增加,营养价值增大;随着益生菌剂添加量的增加,营养价值呈先增大后减小的趋势;华北驼绒藜的最优青贮条件为:原料含水量65％、添加益生菌剂0.02 g·kg-1.本研究可为华北驼绒藜青贮饲料的高效生产提供科学支持及理论依据,对促进草牧业的发展、解决饲料资源短缺问题具有重要意义.
为了解决BP神经网络在对含根土抗剪强度的预测中存在的预测精度低,计算收敛速度较慢,容易陷入局部极值等问题,本研究通过直剪试验、团聚试验、根系分形分析试验等探究了不同因素对含根土抗剪强度的影响,并对各因素进行相关性分析,从中选取了大团聚体含量(R0.25)、平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、土壤分形维数(Dd)、根表面积、平均直径6个影响含根土抗剪强度的因素作为模型输入层节点,含根土的抗剪强度作为输出层节点.参考FangfaGorman理论公式、Kolmogorov理论公式以及一种经验公式分别计算,并对结果进行讨论,确定了本研究中神经网络的最佳隐含层节点数量为13.建立6∶13∶1的BP神经网络模型,并引入了烟花算法(FWA)对BP神经网络进行优化.结果显示,BP神经网络、粒子群算法(PSO)优化的BP神经网络、FWA-BP神经网络的预测值与期望值的最大相对误差分别为11.12％、9.06％、7.44％,平均相对误差分别为4.60％、3.24％、1.96％,相较于BP神经网络和PSO-BP神经网络,FWA-BP神经网络预测误差值有明显降低;对比引入的统计参数,均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)、平均绝对百分比误差(MAPE),FWA-BP神经网络对应的数值分别为0.779353、0.625993、5.6679％,均小于作为对比的普通BP神经网络和PSO-BP神经网络,显示出FWA-BP神经网络在实际应用中的优越性.
苜蓿作为重要的优质牧草,其产量和品质的监测对草牧业发展具有十分重要的作用.传统大范围栽培苜蓿盖度和产量的地面调查以及卫星遥感反演易受天气、人力和财力等因素的影响,在时空动态监测方面具有一定局限性.近年来随着传感器和人工智能(AI)的快速发展及其在作物监测和分析方面的普遍应用,为栽培苜蓿盖度及产量的精准实时估测提供了新的契机.本研究以新疆、内蒙古、甘肃、宁夏等北方四省区栽培苜蓿为研究对象,结合地面实测资料,利用深度学习算法(DL)、多元线性回归(MLR)和随机森林(RF)方法建立了栽培苜蓿盖度和产量估测模型;并对模型精度进行了评价.研究结果表明:1)总体而言,我国新疆、甘肃河西等地区的栽培苜蓿以灌溉为主,地块集中连片、地势平坦,一年刈割3～4次,苜蓿草地在盛草期的平均产量和盖度达5362.81 kg·hm-2、96.29％;以旱作生产方式为主的甘肃陇东、宁夏南部等地区的栽培苜蓿草地大多种植在山区水平梯田,一年刈割2～3次,其盛草期的平均产量和盖度达3987.57 kg·hm-2、91.55％;2)基于无人机可见光遥感数据的苜蓿草地盖度深度学习模型的R2达0.99,均方根误差(RMSE)为1.44％,模型准确度为92％,对栽培苜蓿草层盖度的动态监测效果较好;3)利用经度、纬度及海拔和苜蓿关键生物物理指标草高、盖度及二者乘积构建的苜蓿产量RF模型相较于MLR模型可以提升产量的估测精度,最优估测模型测试集的R2为0.69,RMSE为1151.24 kg·hm-2.研究结果可以为栽培苜蓿智能感知系统的关键生物物理指标快速评估提供算法依据,对多点位高时频的网络化、自动化和智能化栽培苜蓿生长数据采集与动态分析系统应用具有重要的技术支撑作用.
为了解干旱与半干旱区域山地生态系统植被生物量与土壤分形特征和土壤水分含量的垂直分异规律,探究植被生物量与分形特征和土壤水分的相关关系,选取贺兰山不同海拔典型植被带作为研究区,采用单因素方差分析、Pearson相关分析等方法分析植被生物量、土壤分形特征和土壤水分含量的垂直分异特征及三者间相互关系.结果表明:1)草本植被生物量与灌木植被生物量沿海拔未呈明显的线性变化趋势,灌木植被生物量在浅山灌丛(QSGC)样地具有最大值,草本植被生物量在亚高山灌丛(YGSGC)样地具有最大值,植被条件较好,植被生产力较高.2)贺兰山土壤颗粒以粉粒和极细砂粒为主,随着海拔的升高,土壤质地变细.3)土壤水分含量随海拔增高显著增加,但在青海云杉(QHYS)样地土壤水分含量略低.4)相关分析表明,年降水量以及土壤黏粒含量是影响植被生物量的主要因子.总体上,贺兰山植被生物量、土壤分形特征以及土壤水分含量受多个环境因子共同作用和影响,呈明显的空间异质性.本研究对于揭示贺兰山植被生物量空间变化机制及促进贺兰山退化植被恢复具有重要的意义,可为促进贺兰山山地生态系统植被与土壤资源合理利用提供参考.
紫花苜蓿是一种重要的牧草,然而紫花苜蓿病毒病的侵染严重影响其品质.本研究通过小RNA深度测序技术和RT-PCR/PCR的方法对采自山西农业大学植物园中表现花叶、皱缩、卷曲的紫花苜蓿样品进行病毒病原的鉴定,结果表明病样被苜蓿花叶病毒(AMV)、豌豆线条病毒(PeSV)、苜蓿矮化病毒(ADV)和苜蓿卷叶病毒(ALCV)4种病毒复合侵染.PCR扩增获得了ALCV山西太谷紫花苜蓿分离物SXTG(OP748371)的全基因组序列,分析表明该分离物与ALCV阿根廷紫花苜蓿分离物Colonia Dora(MG792026)的序列相似性最高,达到97.34％.对扩增获得的AMV CP基因(OP748369)核苷酸序列及其编码的氨基酸序列进行序列比对分析显示,AMV山西太谷紫花苜蓿分离物SX与阿根廷紫花苜蓿AMV分离物ACat(MW835977)相似性最高,核苷酸和氨基酸相似性分别为99.24％ 和99.54％.同样将扩增获得的ADV CP基因序列上传至GenBank获得登录号OP957285,命名为ADV山西太谷紫花苜蓿分离物(SXJZ),通过序列分析表明该分离物与ADV分离物N1(MZ221810)亲缘关系最近,氨基酸序列相似性达到99.43％.进一步对扩增获得的PeSV CP基因编码的氨基酸(OQ108501)进行序列比对分析显示,PeSV山西紫花苜蓿分离物(SXJZ)与其他PeSV分离物CP基因编码的氨基酸相似性达到100％.这是首次从种植于山西的紫花苜蓿上检测到ALCV、ADV、AMV和PeSV的复合侵染,该研究结果有助于深入了解侵染紫花苜蓿的病毒病分子进化,为病毒病的防控提供一定的理论依据.
为了明确不同退化高寒草甸土壤磷含量的变化特征,以若尔盖未退化(UD)、轻度退化(LD)、中度退化(MD)、重度退化(SD)和极度退化(ED)高寒草甸为研究对象,采用Hedley磷分级法,测定并比较不同退化程度下高寒草甸土壤磷形态含量差异,探讨影响退化高寒草甸土壤磷形态的环境因素.结果显示:1)整体上高寒草甸土壤磷形态以盐酸磷为主,稀盐酸无机磷(DHCl-Pi)、浓盐酸无机磷(CHCl-Pi)和浓盐酸有机磷(CHCl-Po)含量之和占总磷(TP)的50％以上.2)高寒草甸土壤各形态磷随退化程度加剧整体呈下降趋势.与未退化草甸相比,极度退化草甸0～10 cm土壤水溶性磷(H2O-P)、碳酸氢钠无机磷(NaHCO3-Pi)和碳酸氢钠有机磷(NaHCO3-Po)显著降低了92.51％、89.57％ 和85.10％,10～20 cm土壤仅NaHCO3-Po显著降低了80.32％;0～20 cm土壤氢氧化钠无机磷(NaOH-Pi)、氢氧化钠有机磷(NaOH-Po)、浓盐酸有机磷(CHCl-Po)和残余磷(residual-P)整体表现为随退化加剧而降低,最小值均在极度退化草甸且分别为12.15、7.09、21.14和26.48 mg·kg-1.3)H2O-P与土壤容重(BD)显著负相关;NaHCO3-Pi、NaHCO3-Po、NaOH-Pi、NaOH-Po、CHCl-Po和residual-P与土壤总碳(TC)和总氮(TN)显著正相关而与土壤pH和BD显著负相关;CHCl-Pi与所有环境因子相关性不显著;土壤BD、pH、含水量(SMC)、TC和TN共同解释土壤磷形态变异的78.79％,其中土壤pH的贡献率最高(52.29％).综上,土壤各磷形态均随高寒草甸退化加剧而呈现出不同程度的降低,其中土壤有机磷的下降幅度最为明显.研究结果有望为未来若尔盖退化高寒草甸土壤养分保持及草甸恢复管理提供科学依据.
草地退化导致适口性好的优良牧草比例减少或缺失,补播优良牧草是快速修复退化草地的有效途径.补播种的选择是影响补播成功与否的首要因素.本研究以内蒙古典型草原不同退化程度的草地为研究对象,提出一种退化草地免耕补播修复物种选择方法,方法如下:选择退化草地优势种对土壤进行驯化,与拟补播物种进行植物土壤反馈(PSF)试验;同时将该退化草地斑块土壤取回进行补播物种生长试验,测定各补播物种的生物量(Tb)和对土壤因子的响应.根据PSF和Tb进行补播物种筛选,优先选择对补播物种存在正反馈或中性反馈且Tb在不同草地植物斑块中差异不显著的物种.结果表明:以羊草为优势种的轻度退化草地适宜补播黄花苜蓿和无芒雀麦;以针茅为优势种的轻中度退化草地适宜补播羊草;以冷蒿为优势种的中度退化草地适宜补播胡枝子;以星毛委陵菜为优势种的重度退化草地可选择冰草这类对土壤属性变化不敏感的牧草.本研究首次建立了普适性的退化草地补播物种选择方法,为国内外退化草原免耕补播修复技术提供了理论支持.
In order to screen out oat varieties suitable for adoption and planting in winter fallow fields in southwest mountainous areas,15 oat（Avena sativa）varieties were trialed in this study and five nutritional qualities of oats:protein,fat,starch,glucan and amino acid content,were analyzed. Grey correlation analysis and cluster analysis were used for multivariate data evaluation. The results were compared with Food and Agriculture Organization of the United Nations/World Health Organization（FAO/WHO）data and other related indicators to explore the potential suitability of the tested varieties for various processed oat products. It was found that the multivariate score for nutritional value of Dingyou No. 5 was the best among the 15 oat varieties,making this variety more suitable for large-scale planting. The protein content of Dingyou No. 4 was the highest（170. 2 g·kg-1）,indicating this variety could be used as raw material for high protein oat processed foods such as oat milk and energy bars. Dingyou No. 1had the highest fat content（64. 8 g·kg-1）,and therefore can be used as raw material for high-fat foods such as oatmeal and oat biscuits to meet the dietary needs of people wanting to lose weight. The starch content of Dingyou No. 10 was the lowest（388. 1 g·kg-1）,indicating potential use as a raw material of oat processed foods with low glycemic index（GI）such as oat rice and oatmeal to meet the needs of consumers of low GI food. Xiangyan No. 13 β-glucan content was the highest（4. 33%）,indicating potential for use in health food products designed for the elderly.Comparing the essential amino acid content of oat protein with FAO/WHO data for whole egg protein,the essential amino acid content of Dingyou No. 5 was 67. 04 g·kg-1,which was 72. 7% higher than that of whole egg protein.This represents a huge advantage for overall nutritional value. These results indicate a potential for fallow fields that have been left unused in winter to be used for growing oats. The nutritional quality of the tested oat varieties was excellent and the market prospects are good. The research results provide important technical data to support utilization of winter fallow fields in China’s southwest mountainous areas,and the development of an oat processing industry and the future manufacture of oat products.
The objective of this study was to functionally analyze SbER10＿X1 in terms of its role in regulating the photosynthesis and biomass of sorghum. We generated SbERex lines overexpressing the sorghum SbER10＿X1 gene and SbERin lines with the target gene silenced. From the transgenic lines,we selected SbERex 5 and SbERin 6 line for observations of stem cell size, determination of phytohormone contents in the main stems, analyses of photosynthesis-related parameters,and measurement of biomass-related traits in 2 consecutive years,and compared these attributes with those of the wild type（WT）. Compared with the WT,SbERex 5 showed a higher gibberellin content in the stem and markedly decreased abscisic acid content,leading to a significant enlargement of stem cells and increased plant height. The SbERin 6 line showed a significantly reduced gibberellin content and increased abscisic acid content in the stem,but the stem cell size was unchanged. Compared with the WT,the SbERex 5 line showed significantly increased photosynthetic rate and water-use efficiency,which contributed to significant increases in plant height,number of tillers,leaf area,grain yield,and biomass per plant. All these characteristics showed slightly lower values in SbERin 6 than in WT. These results suggest that SbER10＿X1 affects phytohormone synthesis,increases sorghum cell size,enhances photosynthetic capacity,and effectively improves the biomass production of forage sorghum.
