为探究不同间作比例和施氮量对箭筈豌豆/燕麦间作系统叶性状的影响,设置了4个种植模式(燕麦单播、箭筈豌豆∶燕麦1∶2间作、箭筈豌豆∶燕麦2∶1间作和箭筈豌豆单播,分别表示为A、VA12、VA21和V)和3个氮肥水平(0、50和100 kg/hm2,分别表示为N0、N50和N100),测定了作物叶片性状和土壤矿质氮,并分析了相关性.结果表明:(1)随着施氮量的增加,燕麦叶面积、比叶面积和相对叶绿素含量逐渐升高,叶干物质含量逐渐降低;箭筈豌豆叶面积和相对叶绿素含量先升高后降低,而比叶面积和叶干物质含量在VA21下N50时分别出现最大值和最小值,为263.53 cm2/g和0.20 g/g;(2)间作下燕麦叶面积、相对叶绿素含量和比叶面积大于单播;箭筈豌豆叶面积和比叶面积仅在不施氮下间作大于单播;(3)除V外,N100下土壤硝态氮含量最高,分别为96.13(A)、100.13(VA12)和113.47 kg/ha(VA21),不同种植模式间硝态氮含量无明显规律,而铵态氮含量在A时最高;(4)燕麦叶面积、比叶面积、相对叶绿素含量和土壤硝态氮含量之间显著正相关,叶干物质含量与其它指标显著负相关.箭筈豌豆叶面积与比叶面积、相对叶绿素含量和土壤硝态氮含量显著正相关,叶干物质含量与叶面积、比叶面积和土壤硝态氮含量显著负相关.综上,间作和施氮引起土壤矿质氮含量变化,进而导致叶片形态结构的改变.VA21下N50时作物表现出较好的资源利用潜力,将更有利于干物质的积累,达到产量最大化.
为筛选适宜于四川丘陵地区种植的高产优质狼尾草属牧草,对4个狼尾草属牧草品种(系)进行2年大田试验,测定其重要农艺性状,并采用灰色关联度分析法对不同品种(系)9个性状指标进行综合评价.结果表明:'CN002'的干草产量、越冬率均显著高于其他品种(系)的干草产量及越冬率(P＜0.05),且鲜草产量、株高、叶片数优于其他品种(系);'热研4号'叶长、叶宽显著高于其他品种(系)的叶长叶宽(P＜0.05);'CN001'的茎粗高于其他品种(系);'桂牧1号'茎叶比表现优于其他品种(系).应用灰色关联度对4种狼尾草属牧草品种(系)进行综合评价得出,'CN002'较其他品种(系)更适宜在四川丘陵地区推广种植.
通过分析植物工厂条件下不同营养液配方及浓度对大麦苗生产性能及营养品质的影响,筛选适合植物工厂水培大麦苗的最优营养液配方,以期为植物工厂条件下水培大麦苗的规模化高效种植提供理论依据及数据参考.以甘啤4号大麦为研究对象,设置霍格兰氏营养液(N1)、Hoagland和Arnon营养液(N2)、Hoagland和Snyder营养液(N3)、日本园试配方(N4)和清水(N0)5个不同营养液配方,每个配方设置1/4倍标准浓度(C1)、1/2倍标准浓度(C2)、1倍标准浓度(C3)和2倍标准浓度(C4),测定植物工厂条件下大麦苗的株高、鲜草产量及营养品质等指标.结果表明,营养液配方和营养液浓度对大麦苗株高、鲜草产量和营养品质均有显著影响.N4C2处理大麦株高和鲜草产量最大,N3C2处理中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量高于其他处理,N1C1处理粗脂肪含量最高,N4C3处理粗蛋白含量最高.主成分分析综合评价得分最高的是N3C2处理,但经济效益排名前三的处理为N4C2、N2C1、N3C2处理.综上所述,1/2倍标准浓度(C2)Hoagland和Snyder营养液(N3)为最适宜的营养液配方,能够提高植物工厂水培大麦苗的生产性能、营养品质及经济效益.
杂草生物防除在解决与苜蓿竞争的杂草的同时可以避免化学除草剂使用后的药物残留,对土壤和水资源起到间接保护作用.从紫花苜蓿根际分离真菌被孢霉菌,并将其置于葡萄糖酵母膏(GY)、麦芽浸粉琼脂(MEA)、葡萄糖马铃薯(PDA)3种液体培养基中30℃、180 r/min摇床培养4 d后过滤得到被孢霉菌代谢液,通过盆栽试验探究其对苜蓿[中苜1号和WL168HQ(包衣)]生长以及对禾本科杂草马唐和稗草的影响.结果表明,3种代谢液中GY代谢液效果最好.与CK对比,GY代谢液处理中苜1号的鲜重降低36.09%,干重降低63.85%,WL168HQ(包衣)鲜重降低23.94%,干重降低36.21%;GY代谢液使中苜1号和WL168HQ(包衣)的粗蛋白含量分别提升57.02%、37.09%;GY代谢液使中苜1号中性洗涤纤维含量降低31.13%,酸性洗涤纤维含量降低37.14%.GY代谢液对稗草鲜重和干重影响不显著,对马唐鲜重抑制率达49.70%,干重抑制率达44.39%.GY代谢液使中苜1号和WL168HQ(包衣)土壤的全磷含量分别提高38.46%、19.35%,全氮含量分别提高63.63%、50.00%.综上所述,苜蓿根际被孢霉菌以葡萄糖酵母膏处理组中GY代谢液进行生物防除时对马唐有很好的抑制效果,且可以提升苜蓿营养品质.
草地生态系统在全球陆地碳循环中占有非常重要的地位.土壤碳矿化是连接全球碳循环和陆地生态系统功能的最重要的环节之一.近年来,学者们开展了大量有关草地生态系统土壤碳矿化的研究.本文从草地生态系统土壤碳矿化的影响因素、研究方法等方面进行综述,提出了未来草地生态系统土壤碳矿化的研究趋势.土壤碳矿化作用受土壤微生物和土壤有机碳质量的直接影响,同时受气候、植物、土壤、人类干扰等因素的间接影响;多数草地土壤有机碳矿化研究采用室内土壤需氧培养法进行测定,培养产生的土壤碳矿化CO2 的测定方法有碱液吸收法、气相色谱法、CO2红外气体分析仪法,其中碱液吸收法是应用最早、使用最为普遍的一种方法.未来的研究中,土壤碳矿化可以作为评价退化草地恢复、放牧地管理、合理配置草地等措施实施效果的指标之一,并且需要加强土壤活性有机碳和惰性有机碳矿化过程的土壤微生物学调控机制的研究.
为明确苜蓿花叶病毒(AMV)和白三叶草花叶病毒(WCMV)混合接种协生作用以及对本氏烟中4种内源激素的影响,以接种0.02 mol/L磷酸盐缓冲溶液(PBS,pH 7.0)的本氏烟为空白对照,对AMV+WCMV(3∶1)混合接种本氏烟发病症状以及接种后不同时间本氏烟中病毒浓度和生长素(IAA)、玉米素核苷(ZR)、赤霉素(GA)、脱落酸(ABA)4种内源激素含量变化进行了研究.结果表明:AMV和WCMV混合接种后,主要表现为接种叶片褪绿、黄化、后期死亡脱落,新生叶变小、卷曲呈圆筒状、叶面呈现畸形皱缩,植株矮化;本氏烟叶中两种病毒浓度在接种后第 10 d时最大,比单独接种AMV、WCMV的病毒浓度分别提高了 1.70 倍和 1.48 倍,症状加重,表明AMV和WCMV两种病毒存在复合侵染协生作用,WCMV为协生病毒,AMV为被协生病毒;AMV和WCMV混合接种后第2、6、10 d的IAA、ZR、GA含量均显著低于单独接种和对照,ABA含量则显著高于单独接种和对照,在接种后第10 d,混合接种处理的IAA、ZR、GA含量较CK分别降低了59.40%、63.39%、64.56%,而ABA含量提高了287.30%(P＜0.01).综上所述,AMV+WCMV(3∶1)混合接种使本氏烟症状表现加重,病毒浓度增加,显著降低IAA、ZR、GA含量,提高ABA含量.
为评价红三叶种质耐酸铝能力强弱,以30份国内外红三叶种质材料为对象,研究其萌发期和幼苗期不同Al3+浓度胁迫下的生长特性,并根据灰色理论对红三叶耐酸铝性进行综合评价.结果表明:随着Al3+胁迫浓度的增加,红三叶相对发芽率逐渐降低,胚根变短,变粗;相对于发芽率,胚根对Al3+胁迫更为敏感,在4 mmol/L的Al3+胁迫下,胚根长度仅为对照的0.16倍.红三叶幼苗能够耐受20 mmol/L的Al3+胁迫,但在酸铝胁迫下其根系和茎叶生长受到抑制,相对根总长度、相对根表面积、相对根体积、相对根尖数、相对地上生物量、相对地下生物量、相对叶绿素含量及相对绿叶率均显著降低.不同浓度间红三叶各性状差异显著,2 mmol/L和10 mmol/L的Al3+浓度可分别作为红三叶萌发期和幼苗期耐酸铝评价的处理浓度.幼苗期的相对根表面积、相对根尖数、相对叶绿素含量和相对绿叶率可以作为红三叶耐酸铝评价的关键指标,其模型预测值与综合评价值显著相关.聚类分析可将30份红三叶种质聚类为3个不同酸铝耐受性类群,酸铝耐受性强的类群具有更高的相对根表面积、相对根尖数量、相对叶绿素含量和相对绿叶率指标值,并且各类群间关键指标性状差异显著.筛选出 3 个酸铝耐受性较强的红三叶种质EM00232、EM00222和CF022235,可作为耐酸铝红三叶新品种选育的亲本材料.
量化土壤呼吸的时间变化(包括热时刻)并阐明不同土壤水分条件下("干旱"和"湿润")氮沉降增加和放牧干扰对自养呼吸和异养呼吸的影响,有助于准确估算区域生态系统的CO2通量.本研究于2016年在松嫩草甸草原进行了氮添加和放牧处理试验,于2020年6～8月对土壤呼吸及其组分进行连续测定,并同步测定了土壤理化性质、土壤微生物特征和植物生物量.研究发现,在观测期间的"湿润"时期,所有处理的土壤呼吸和自养呼吸均高于"干旱"时期.各处理对土壤呼吸的影响受土壤水分条件调控,即在"干旱"条件下,放牧处理以及氮添加和放牧共同处理显著降低了土壤呼吸,而氮添加显著增加了土壤呼吸和自养呼吸,对异养呼吸无显著影响.在"湿润"条件下,放牧以及氮添加和放牧共同处理增加了土壤呼吸,单独氮添加对土壤呼吸及其组分均无显著影响.研究结果阐明了氮沉降增加和放牧干扰对自养呼吸和异养呼吸影响的水分条件依赖性.
根瘤菌是好氧型异养微生物,与豆科植物共生形成根瘤后可将N2转化为氨提供给植物,并消耗豆科植物光合作用产物.在豆科植物与根瘤菌共生过程中,根瘤菌侵染植物后在根瘤内分化为类菌体,类菌体将N2转化为不同类型的氨类物质提供给植物,与此同时,植物将光合作用的主要产物蔗糖转化为二羧酸盐(苹果酸盐为主)的碳源形式,为共生固氮及根瘤菌自身发育提供能源与动力.对豆科植物-根瘤菌共生系统中根瘤菌侵染过程、氮的转化与利用、氮碳代谢途径、氮碳互作关系进行综述,又对紫花苜蓿-根瘤菌共生系统中脂肪酸的合成、分解和利用以及脂肪酸能否作为氮代谢的能源进行了探讨,以期为苜蓿与根瘤菌共生系统间的能量信息传递提供理论依据,为提高共生系统固氮效率奠定坚实基础.
以紫花苜蓿WL354HQ为对象,采用施磷和接种芽孢杆菌双因素完全随机设计,设置单接种胶质芽孢杆菌(J1)、单接种巨大芽孢杆菌(J2)、混合接菌(J3)和不接菌(J0)4个施菌处理以及不施磷(P0)和施100 mg/kg磷(P1)2个施磷处理,共8个处理,探究同一施磷条件下接种解磷细菌对紫花苜蓿生长及光合特性的影响,以筛选紫花苜蓿优质高产的最优菌磷配施模式.结果表明,在相同接菌条件下,施磷提高了苜蓿的株高、茎粗、生长速度、地上生物量、叶绿素含量、叶片净光合速率(Pn)、叶片气孔导度(Gs)和叶片蒸腾速率(Tr),降低了苜蓿的茎叶比和叶片胞间CO2浓度(Ci).在相同施磷条件下,接菌处理提高了苜蓿的株高、茎粗、生长速度、地上生物量、叶绿素含量和光合参数(Pn、Gs、Tr、Ci).隶属函数分析表明,8个处理9个指标的综合评价值为J3P1＞J1P1＞J2P1＞J3P0＞J2P0＞J0P1＞J1P0＞J0P0,且在同一施磷条件下双接菌处理＞单接菌处理＞不接菌处理,J3P1处理模式得分最高.综上所述,双接胶质芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和施磷100 mg/kg能够有效提高紫花苜蓿的光合性能并促进其生长.
枯落物是草地生态系统的重要组分,影响着植物对水分和养分的吸收和循环.通过对内蒙古短花针茅荒漠草原围封10年的样地进行不同程度的枯落物去除(中度、重度去除和对照)试验,揭示了2014～2017年枯落物去除对荒漠草原功能群和生物量的影响.结果表明:枯落物去除降低了土壤水分含量,重度去除较中度去除的土壤水分下降幅度更大.枯落物重度去除后荒漠草原地上生物量平均增加43%(2015～2017年).枯落物去除后各功能群在降水充沛的年份表现出显著差异,多年生杂类草、灌木和小半灌木的生物量随着枯落物去除量的增加而增加,而禾草总量则是在中度枯落物去除后达到最大生物量;RDA分析表明,枯落物质量与土壤水分呈正相关关系,枯落物在土壤水分较高时对地上生物量以及各功能群生物量的影响增强;多年生丛生型禾草与一、二年生草本、灌木和小半灌木存在资源竞争.枯落物在水分充足的情况下,调节着荒漠草原植物功能群结构和地上生物量.由此可见,适量的枯落物留存有利于内蒙古荒漠草原生产力的可持续发展.
根际土壤微生物群落对外来入侵植物形成反馈是其成功入侵的重要原因之一.采用单因素完全随机试验设计,以入侵植物长刺蒺藜草根际土壤、本土植物狗尾草根际土壤及无植物种植土壤为对象,通过高通量测序技术研究三者的土壤微生物群落结构组成及其差异,并探讨其入侵机制.结果表明,与本土植物狗尾草根际土壤微生物群落相比,入侵植物长刺蒺藜草根际土壤细菌群落的多样性降低,根际土壤真菌群落的多样性提高;入侵植物长刺蒺藜草根际土壤主要细菌门为变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria);LEfSe多级物种差异分析表明,蓝细菌(Cyanobacteria)和Methylomirabilota是长刺蒺藜草根际土壤的优势细菌.FAPROTAX功能预测结果显示,入侵植物长刺蒺藜草根际土壤细菌在光合营养作用、光能自养作用、氧性光能自养、蓝细菌等方面的功能类群均有较高的丰度.变形菌门(Proteobacteria)、鞘脂单胞菌属(Sphingomonas)、蓝细菌(Cyanobacteria)和Methylomirabilota是驱动长刺蒺藜草成功入侵的优势细菌.
草种业是国家战略性、基础性产业,关乎国家生态安全和粮食安全.草种业政策工具作为实现一国草种业振兴政策目标的途径,是进行政策分析的有效手段.文章以草种业政策为研究对象,以文本筛选、编码分类、统计分析为研究线索,从政策工具和创新价值链判断两个维度对我国2000～2022年草种业政策进行分析,深入剖析了我国草种业政策中存在的缺失与冲突等问题,旨在为草种业政策的优化与完善提供政策指引和技术支持.研究发现:草种业供给型和环境型政策工具累计占比77.1%,需求型政策工具占比22.9%,未来需要增加需求型政策工具供给,培育草种业市场;草种业发展缺乏顶层设计,现有政策宏观指导条款多,可执行操作条款少,缺乏资金保障和风险化解,需要加强顶层设计与底层构建,保障草种业发展;草种业政策在应用型人才培养、草种业发展资金支持、营商环境等领域创新不足,需要在人才、资金、环境等方面加大创新;草种业对外依存度高达74%,存在严重的卡脖子风险,亟须提高草种业自主可控能力.
为解决苜蓿干草发霉的问题,以翻晒后的苜蓿干草为材料,添加不同用量的脱氢乙酸钠(0、0.05%、0.10%、0.15%,以苜蓿干草重量为基础),晾晒至20%含水量后打捆贮藏,于贮藏0、20、30、40、50、60 d取样测定其营养品质和霉菌数量.结果表明:随着贮藏时间的延长,苜蓿干草粗蛋白质、可溶性碳水化合物、粗脂肪含量和相对饲喂价值呈逐渐降低趋势,中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量呈逐渐增加趋势;与不添加对照组相比,脱氢乙酸钠添加处理能显著提高贮藏30、50、60 d苜蓿干草的粗蛋白质含量以及贮藏60 d的可溶性碳水化合物含量(P＜0.05);显著降低贮藏30、50、60 d的中性洗涤纤维含量(P＜0.05).随着贮藏时间的延长,苜蓿草捆中霉菌的数量在贮藏20 d时达到最高,然后逐渐下降,但60 d时仍然显著高于贮藏0 d(P＜0.05);脱氢乙酸钠处理显著降低贮藏0～50 d的霉菌数量(P＜0.05).隶属函数综合评价表明,添加0.10%脱氢乙酸钠对苜蓿干草的防霉效果最好.
以呼伦贝尔非地带性荒漠草原为研究区,分析了不同放牧潜力下植物-土壤生态化学计量变化特征及其耦合关系.结果表明:(1)土壤全磷、植物地上部分磷、氮含量以及植物地下部分氮含量随着放牧潜力的降低而显著增加,土壤碳磷比、氮磷比、植物地上部分碳氮比、碳磷比以及植物地下部分碳氮比变化趋势相反.(2)在高放牧潜力下,植物-土壤生态化学计量之间显著关系数量最少;在中放牧潜力下,植物-土壤生态化学计量特征之间显著关系数量最多;低放牧潜力下的植物生态化学计量特征仅与土壤有机碳及碳氮比的相关关系显著.综上,呼伦贝尔非地带性荒漠草原在中放牧潜力下,植物-土壤生态化学计量特征耦合关系相比于其他阶段最为显著;植物及土壤中的氮、磷元素含量在所有生态化学计量特征中最为关键,尤其是植物根系与土壤生态化学计量特征具有较强的协变关系.
以林芝市河谷地带不同人工草地为研究对象,采用常规分析方法测定土壤养分含量,通过主成分分析进行土壤养分综合评价.结果表明:与对照(CK)相比,人工草地建设明显提高了土壤中有机质、全氮、铵态氮和速效磷含量,降低了土壤pH值.其中,高羊茅与紫花苜蓿混播模式(B+C)下土壤有机质、全氮和硝态氮含量分别达19.70 g/kg、1.24 g/kg和41.41 mg/kg,显著高于同一土层的人工草地撂荒地(H)、绿洲1号芦竹单播样地(A)、高羊茅单播样地(B)、紫花苜蓿单播样地(C)和对照.人工草地撂荒(H)后土壤有机质、全氮、铵态氮、硝态氮、速效磷和速效钾含量亦显著高于对照,土壤pH值下降.土壤综合评价结果排序为B+C>A>C>B>H>CK.
青藏高原生态系统敏感、脆弱,其有效管理和可持续发展关乎"亚洲水塔"和"高原物种宝库"的生态安全.草地覆盖青藏高原土地总面积的60%多,涵养着我国众多江河源头,但受气候变化和人类活动等影响,青藏高原草地退化严重,威胁着生态安全和区域可持续发展.综述青藏高原草地退化过程中植被、土壤变化特征,并从退化程度、人为干预强度等层面阐述青藏高原草原放牧强度控制、植被恢复、土壤改良、植被重建等修复措施的技术要点,剖析现阶段青藏高原退化草地修复过程中存在的主要问题,并针对性地提出退化草地修复及可持续利用的思路,旨在为青藏高原草原保护修复提供参考.
近年来,由于气候异常和人为过度放牧等原因,毒害草型退化草地面积不断扩大,严重威胁草地畜牧业的健康发展.然而,毒害草也是草地植物多样性的重要组分,毒害草滋生是草地生态系统正反馈策略之一.了解草原毒害草植物学、种群生态学和毒理学等研究现状和发展趋势,对科学防控毒害草危害和保护草地多样性有重要意义.利用CiteSpace软件,选择WOS和CNKI中2000～2021年间毒害草研究文章进行文献计量学分析.结果表明:(1)WOS数据库中发文量整体呈上升趋势,而CNKI数据库中发文量呈先升高后降低;(2)毒害草研究呈综合性和广泛性,涉及植物学、药理学和生态学等学科;(3)巴西是发文量最高的国家,大坎皮纳联邦大学(University Federal Campina Grande)、美国农业部农业科学研究院(USDA-Agricultural Research Service)和中国科学院是主要研究机构,WOS作者间合作紧密,呈聚集状,CNKI多以小团体存在,合作交流较少;(4)毒害草化感作用、内生真菌、DNA条形码鉴定和基因组成是现阶段研究热点.
刈割是呼伦贝尔草甸草原的主要利用方式,连年打草导致草地养分不断输出,植物生长受到氮磷养分的共同限制.碳、氮、磷是生态化学计量学关注的重点,然而,草甸草原不同功能群植物C∶N∶P化学计量特征对氮磷养分输入的响应规律尚不明确.本研究于2018～2020年在呼伦贝尔草甸草原打草场采用裂区试验设计研究了氮磷添加对土壤和植物碳氮磷含量的影响.结果表明,氮添加显著增加了禾本科植物C含量,对豆科和菊科植物C含量影响较小.氮添加显著增加了各功能群植物N含量并降低了其C∶N,磷添加显著增加各功能群植物P含量并降低其C∶P.氮添加降低了菊科植物P含量,禾本科和豆科植物P含量不受氮添加的调控.氮添加显著提高了各功能群植物N∶P,禾本科植物的响应更敏感,在低氮(N1)处理下即可表现出磷限制.豆科植物在对照处理下的N∶P大于16,生长受到磷限制.磷添加显著降低了各功能群植物N∶P,使得禾本科植物生长氮限制加剧,而豆科植物生长由磷限制转为氮限制.各功能群植物的C∶P和N∶P均与土壤全磷含量显著负相关,与土壤全碳和全氮含量无显著相关性.综上,呼伦贝尔草甸草原植物生长受到氮磷养分的共同限制,建议在打草场养分管理中,氮肥施入量高于1.55 g N/(m2·a)时,应配施磷肥[<5.24 g P/(m2·a)]以缓解禾本科牧草生长磷限制,维持打草场的可持续利用.
为探究复合乳酸菌剂添加对苜蓿青贮品质及细菌多样性的影响,在无蔗糖和2%蔗糖添加条件下,分别加入不同浓度的新型复合乳酸菌剂进行苜蓿青贮,以只加水青贮的苜蓿(CK)为对照,测定青贮苜蓿的品质,并采用高通量测序技术测定细菌多样性.结果表明:(1)添加新型复合乳酸菌剂可提高苜蓿青贮品质,使青贮苜蓿的pH降低,乳酸、粗蛋白、总氮含量增加,氨态氮和氨态氮/总氮降低,与蔗糖同时添加效果更好;青贮苜蓿的品质随乳酸菌剂添加浓度增加没有持续增加,单独或与蔗糖同时添加108 cfu/g的处理乳酸、粗蛋白、总氮含量较高.(2)青贮苜蓿的pH呈CK>复合乳酸菌剂处理>仅添加蔗糖处理>蔗糖+复合乳酸菌剂处理,乳酸含量则反之;粗蛋白、总氮含量呈CK
