The experiment aimed to determine the optimal harvesting period for triticale in Northwestern He'nan Province,and to study the effects of the mowing period on the agronomic traits,yield,and nutritional quality of different triticale varieties.The experiment used six varieties as experimental materials:Zhong Si 3366(ZS3366),Zhong Si 1640(ZS1640),Zhong Si 1257(ZS1257),Zhong Si 1048(ZS1048),Shi Da No.1(SD1),and Gan Nong No.2(GN2).Four harvesting treatments were set up:Jointing stage(JNT),booting stage(HD),flowering stage(FLW),and milky stage(MLK),with the JNT treatment involving a second harvest of the regrowth at the milky stage.The results showed that as the growth period progressed,the plant height and dry hay yield continued to increase overall,while fresh hay yield first increased and then decreased.The fresh hay yield was in the order of HD＞JNT＞FLW＞MLK,and the dry hay yield was in the order of MLK＞FLW＞HD＞JNT.As the growth period progressed,the nutritional quality of the ryegrass decreased.Compared with JNT,the crude protein content and relative feed value of MLK decreased,while the content of acid detergent fiber and neutral detergent fiber increased.The crude protein content was extremely positively correlated with moisture and feed value(P＜0.01),and extremely negatively correlated with the content of acid detergent fiber and neutral detergent fiber(P＜0.01).The study indicates that SD1 has a higher comprehensive evaluation at different harvesting stages compared to other varieties,and the plant height,dry hay yield,and crude protein yield during the FLW stage are all higher than those of other varieties.Considering both yield and nutritional quality,the optimal harvesting period for triticale in the Northwestern He'nan Province is the flowering stage,and the variety SD1 has outstanding comprehensive traits,making it suitable for planting and promotion in this area.
The intrinsic mechanism underlying the changes in soil enzyme activities(urease,alkaline phos-phatase,and sucrase)in response to simulated precipitation alterations and their relationship with soil nu-trient supply conditions were investigated in the desert grassland of Inner Mongolia.Four precipitation gradients were set based on the average precipitation levels over several years:a 50％reduction in natural precipitation(P-50％),a control group(PCK),a 50％increase in natural precipitation(P+50％),and a 100％increase in natural precipitation(P+1oo％).Results indicated significant differences in the sensitivity of ure-ase,alkaline phosphatase,and sucrase activities to water availability in the desert grassland of Inner Mon-golia.Increasing precipitation significantly enhanced the activities of urease(17.36％),alkaline phospha-tase(9.9％),and sucrase(34.85％)in the soil layer at a depth of 10～20 cm,while decreased precipitation only significantly reduced alkaline phosphatase activity.All three soil enzymes are significantly correlated with available phosphorus and total nitrogen(P＜0.05),while an increase in available phosphorus de-creased the total potassium content.Overall,decreased precipitation significantly reduced alkaline phospha-tase activity(P＜0.01),while sucrase activity exhibited a significant increase followed by a significant de-crease with increasing precipitation gradients(P＜0.05),and urease activity showed a steady increase.Soil enzymes indirectly promoted soil nutrient content,the excessive nutrients exert an inhibitory effect on each other.
To investigate the feasibility of developing litchi leaves as silage, we determined the fermentation quality of four varieties of litchi leaves (including "Wanpu", "Wuyejiu", "Tongzai" and "Zhuangyuanhong") ensiled with or without Lactobacillus plantarum on day 3, 7, 14 and 30. The in vitro dry matter digestibility and gas production of litchi leaves silages were also determined after 30 days of ensiling. The results showed that Lactobacillus plantarum significantly reduced pH value (p < 0.01), inhibited coliform bacteria, and reduced the production of ammonia nitrogen (p < 0.01) in all the four kinds of litchi leaves silage. Moreover, Lactobacillus plantarum treated litchi leaves ("Wanpu" and "Zhuangyuanhong") had lower yeasts than the untreated litchi leaves during ensiling. The number of molds in Lactobacillus plantarum treated groups ("Tongzai" and "Zhuangyuanhong") was below the detected level after 30 days ensiling, which was lower than that of the untreated groups. The addition of Lactobacillus plantarum also contributed to improving IVDMD and markedly reduced (p < 0.01) gas production of all litchi leaves silages. Conclusions: Lactobacillus plantarum can improve the fermentation quality and in vitro digestion characteristics of litchi leaves silage. Developing litchi leaves as silage material is a feasible way to recycle litchi leaves.
为探究野牛草(Buchloe dactyloides)种质的变异规律和遗传多样性,筛选优良种质资源,本研究选取50份野牛草种质资源的种子,对其形态特征、质量特征以及萌发特性等不同方面进行研究.结果表明:野牛草种子的生物学性状在不同种质资源间均存在显著性差异(P<0.05),具有丰富的遗传变异和改良潜力.种子各生物学性状之间存在一定的相关性;基于不同性状指标进行聚类50份种质分为3大类群,依此可以筛选出7份性状表现优良的种质材料.当年采收的野牛草各种质资源的种子均具有较高生活力,但在自然条件下其平均出苗率小于10％,存在明显休眠现象.剥除颖苞结构是打破野牛草种子休眠的前提,但去除颖苞的颖果仍需引发剂处理才能大幅度促进种子萌发,其中以去除颖苞结构结合GA3溶液浸种的引发效果最好,且以2000 mg·L-1浓度为最佳,野牛草种子的休眠基本可以完全解除.
我国的"碳中和"战略将推动西北荒漠区太阳能资源的大规模利用.光伏基地的下垫面结构变化对荒漠土地植物生长的生态要素将产生什么影响,目前尚缺乏系统性认识.本文以腾格里沙漠南沿宁夏中卫市的光伏产业园区为例,通过分析卫星遥感植被指数和已有文献资料发现:2011-2021年间园区内有植被覆盖的像素单元从近乎为0增长至约33％,光伏阵列的建设改变下垫面的能量、温湿度和风场等生态因子是促使植被由无到有发育的决定因素.在满足2060年我国约4.0～4.3万亿kWh光伏发电需求的前提下,最可能情境的光伏建设用地需求为2.4～4.0万km2,可促进约1.6～2.6万km2荒漠土地的植被发育.这虽不足以根本改变西北荒漠区的生态格局,但继续深入研究光伏基地中生态因素的变化和效应,对认识西北荒漠区植被发育机制、生态阈值和水资源利用的可持续性有重要意义.
土壤线虫是土壤循环重要的环节,对土壤生态系统具有重要影响.近年来,高通量测序技术因其分辨率和灵敏度高、测序范围广等优势,在线虫鉴定方面逐渐受到关注.目前关于高通量测序技术和形态学鉴定结果的一致性研究,仍比较欠缺.为了更好地比较两种分析方法,本研究同时采用形态学鉴定和高通量测序技术,对黄河上游区门源县不同斑块化退化高寒草甸土壤线虫群落组成和结构进行了测定和比较.结果表明两种分析方法在线虫群落丰度测定上具有显著差异,但在生物多样性的趋势的判断上差异不大.尽管高通量测序技术为快速洞察线虫多样性提供了有效的技术手段,但仍存在一些局限性导致其测定结果准确性、与形态学鉴定结果的一致性较差,通过高通量测序数据库的改进,可以进一步提高分子技术获取生态信息的准确性.
为探究陇中温性草原不同草地型植被特征和土壤理化性质之间关系,明确形成不同草地型的关键土壤因子.本研究以陇中温性草原为研究对象,分析了3种草地型(针茅型,冰草、杂类草型和长芒草、杂类草型)的植被特征和土壤理化性质及两者互馈关系.结果表明:不同草地型土壤理化性质与植被特征差异显著(P<0.05),长芒草、杂类草型草地较其他型草地具有较高的植被盖度、草层高度、地上生物量、土壤含水量、有机质、全碳、全钾、全氮,及较低的土壤容重、pH值、电导率和全磷含量;长芒草、杂类草型草地土壤有机质含量随土层深度加深,呈先降低后增加趋势,低峰出现在10～20 cm土层;土壤含水量和有机质含量与不同草地型植被特征之间呈显著正相关关系(P<0.01).综上所述,土壤含水量和有机质含量是影响陇中地区温性草原不同草地型草地植物生长的关键因素.
甲烷的"源/汇"功能在全球变化过程中作用重要,其微小变化可能引起气候的巨变.关于氮对甲烷吸收影响的研究较多,而磷及氮磷交互对甲烷吸收的影响研究较少.本文综述氮、磷对旱地甲烷吸收影响的现状进展,发现氮对甲烷的影响大致经历三个阶段:最初是关于结论的不确定性(抑制、促进、中性),其次是一些初级的宏观生态学影响机制的探讨(如环境因素温度、水分、pH值等),之后便是基本定论的"低促高抑"的抑制竞争作用、以及这种现象发生的微生物学驱动机制探讨.而磷的作用是否会改变氮对甲烷影响的作用,还没有研究.在综述前人研究的基础上,得出该方向干旱半干旱草地生态系统的研究缺口(Knowledge gap),并总结作者过去十几年在半干旱草地的最新研究进展:磷添加减缓半干旱草地生态系统氮对甲烷吸收的抑制作用.文中最后提出该领域未来可能的研究热点.
跨代可塑性是植物适应逆境条件的一种重要策略,多年生植物柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii Kom.)是否具有跨代可塑性以增强其对干旱环境的适应性尚不明晰.为此,本文以不同种源的柠条锦鸡儿种子为试验材料,采用3个温度(20℃,25℃和30℃)和5个水势(0,-0.25,-0.4,-0.6,-0.8 MPa)梯度下的萌发试验,探究了种子萌发的水势模型参数[阈值水势(ψb(50))、水势常数(θH)和标准差(σψb)]的差异.结果表明:种源对水势常数和水势阈值有显著或接近显著的影响,陕西安塞种源的水势常数显著低于其他3个种源,陕西安塞和神木的水势阈值显著低于青海共和,不同种源的标准差无显著差异.萌发温度对水势模型参数均有显著影响,且其影响大于种源.不同种源萌发的水势阈值主要决定于年均温,年均温高的种源其萌发的水势阈值较低.因此,柠条种子萌发过程中不存在干旱信号诱导的适应性跨代可塑性.
SWEET(Sugars will eventually be exported transporter)是近年来新发现的一类糖转运体,它在维持植物体生长发育、生理代谢、逆境胁迫响应、植物与病原菌互作等方面具有重要作用.截至目前,小黑麦(×Triticosecale)SWEET家族成员尚未被鉴定.因此,本研究基于小黑麦的转录组数据库,通过同源性检索共鉴定出16条TwSWEETs基因,生物信息学分析表明小黑麦TwSWEETs基因家族在进化关系上可分为四个枝,具有较强的保守性.它们含有6～7个跨膜螺旋结构(Transmembrane helices,TMH),共有10个motif,亚细胞定位结果预测显示多数TwSWEETs定位于质膜上.进一步利用qPCR技术分析了TwSWEETs基因在干旱(20％PEG)、寒冷(4℃)胁迫下小黑麦根系和叶片的表达模式,结果表明绝大多数TwSWEET基因的相对表达量在受到胁迫后会显著上调或下调(如TwSWEET2a,Tw-SWEET6a,TwSWEET12,TwSWEET16),可作为小黑麦响应干旱或寒冷胁迫的候选基因.本研究结果将为深入解析小黑麦TwSWEET基因的功能及其调控小黑麦干旱、寒冷胁迫的响应机制提供理论依据.
放牧家畜对所采食牧草的消化是影响其生产性能的重要因素.试验选取4月龄公、母乌珠穆沁×杜泊羔羊进行2个月的放牧试验以评估放牧草地可提供牧草的营养品质变化、羔羊的消化代谢及能量需求.结果表明:牧草粗蛋白、粗纤维含量随放牧时间延长而增加,粗脂肪则相反;羔羊对牧草的粗蛋白表观消化率呈上升趋势;而对牧草粗脂肪、粗纤维的表观消化率呈先增后减趋势;牧草总能、羔羊能量代谢随时间变化总体呈增加趋势;公、母羔羊在14～35 d期间体重增长有显著差异(P<0.01).综合研究放牧试验数据,公羔羊、母羔羊的消化能(Digestible energy,DE)、代谢能(Metabolizable energy,ME)的能量需求预测方程分别为:公羔羊DE=1.147×W0.75(代谢体重)+0.227×ADG(日增重)(R2=0.920,n=160,P<0.001),ME=0.941×W0.75(代谢体重)+0.186×ADG(日增重)(R2=0.920,n=160,P<0.001);母羔羊DE=1.196×W0.75(代谢体重)+0.034×ADG(日增重)(R2=0.870,n=160,P<0.001),ME=0.981×W0.75(代谢体重)+0.028×ADG(日增重)(R2=0.870,n=160,P<0.001).研究结果为放牧羔羊的饲养管理提供了数据支持.
气候变化导致生态系统生物多样性丧失,进而影响生态系统服务功能及其稳定性.在生物多样性与生态系统功能关系的研究当中,植物群落功能群多样性更能推动生态系统的运转.本研究利用为期两年的植物功能群去除实验研究短期(2 a)植物功能群丧失对生态系统中群落生物量及土壤理化性质的影响.结果表明,与对照相比,短期(2a)去除莎草科植物功能群以及去除全部植物后,地上生物量显著降低(P<0.05),而地下生物量均无显著变化.与对照相比,短期(2 a)不同植物功能群去除后土壤p H值均上升但差异不显著,土壤含水量均无显著变化,而土壤铵态氮、速效磷及速效钾含量显著降低(P<0.05).研究表明,短期内优势功能群丧失对群落地上生物量存在显著负效应.优势功能群对其他功能群丧失后生物量的补偿作用也更强.土壤含水量的响应可能存在滞后效应,土壤速效养分对植物功能群丧失响应更为敏感.
蚂蚁类属土壤节肢动物,是草地生态系统中不可忽视的组成因子.以青藏高原高寒草甸植物群落为对象,在青海省门源县设置小蚁丘(S)、中蚁丘(M)、大蚁丘(B)和废弃蚁丘(A)4个处理,探讨了不同面积蚁丘对草地植物群落多样性的影响.结果表明:青藏高原高寒草甸区蚁丘随机分布,随蚁丘面积增大,草地植物群落丰富度和多样性指数降低,而优势度和均匀度指数无显著变化.沿着小蚁丘(S)、中蚁丘(M)、大蚁丘(B)的环境梯度,禾草科功能群多样性先升高后降低,莎草科先降低后升高,豆科类和杂类草功能群多样性持续降低.因此,青藏高原高寒草甸区,随蚁丘面积的增加改变了禾草科、莎草科、豆科类和杂类草等功能群多样性;但废弃蚁丘上群落多样性具备自我恢复能力,与天然群落无显著差异.
野牛草(Buchloe dactyloides)是原产于北美草原的多年生暖季型牧草,自引种至我国后一直广泛栽植于我国西北及华北地区,其种属资源丰富,育种潜力巨大,但国际植物新品种保护联盟(International Union for the Protec-tion of New Varieties of Plants,UPOV)及我国均无野牛草特异性、一致性和稳定性(Distinctness,uniformity,stabil-ity,DUS)测试指南.为了合理利用与保护野牛草种质资源,本研究依据UPOV以及我国相关文件规定标准,经过连续多年对8个进口商业品种、7个自主培育新品种、41个多年稳定品系共56份野牛草种质资源性状进行观测,系统性研究了野牛草表型性状的分布特点,确定了28个测试性状,包括雄花长度、种包千粒重等24个必测性状和枯黄期等4个辅助测试性状的判定标准,并在此基础上研制适应我国野牛草的DUS测试指南内容.本指南为我国野牛草性状测试、新品种的授权提供了测试技术的支撑,对今后野牛草新品种选育具有重大意义.
为揭示云南省植被动态变化及其对自然因素和人类活动因素的响应,本研究基于2000—2020年归一化差异植被指数(Normalized difference vegetation index,NDVI)、自然因子和人类活动因子数据集,采用Theil-Sen趋势分析法和Mann-Kendall检验分析了云南省NDVI时空变化特征,结合地理探测器探究了不同时期NDVI空间分异的驱动力,并探讨了主导因子对NDVI变化的影响.结果表明:空间分布上,云南省植被覆盖呈现西南高,东北低的空间分布格局.时间变化上,2000—2020年NDVI上升的区域面积占比为83.15％,而NDVI下降的区域面积占比为16.85％.NDVI空间分异的主要影响因子为土地利用类型、降雨量和相对湿度,其中土地利用类型解释力最高,远高于其他因子.土地利用类型的转变对NDVI变化具有显著影响,林业生态工程的实施增加了林地面积,改善了区域植被,对NDVI上升起到了积极作用;而建筑用地扩张,破坏了区域植被,导致NDVI降低.本研究为云南省未来生态规划策略的制定提供了科学依据.
信息化是推动新时期草原事业高质量发展、实现草原治理体系和治理能力现代化的关键举措.我国草原保护管理和牧区现代化,亟需信息化支撑,因此本研究通过分析梳理我国草原信息化建设需求、前沿信息技术在草原保护建设中的应用、我国草原信息化建设现状,提出我国目前草原信息化建设面临的问题.同时,本研究立足草原保护建设和牧区生产活动对信息化建设需求,充分考虑草原牧区信息基础设施情况和科技发展水平,遵循政务信息化建设基本技术架构,开展我国草原信息化建设模式研究.从管理展示平台建设、集成应用建设、大数据建设、基础设施建设、标准规范体系和安全与综合管理体系建设等方面入手,构建草原信息化建设体系和框架,为草原信息化建设提供理论指导和政策建议,推动制定草原信息化建设顶层设计,提升草原信息化建设效率.
氮素是植物体内各种物质的重要组成部分,添加氮素能促进植物生长,提高牧草生产力.为研究短期氮素添加对黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)型退化草地群落多样性及草地生产力的影响,本研究在黄帚橐吾严重危害草地的自由放牧区和围封区进行氮素添加处理,分析了2年内物种重要值、植物多样性、黄帚橐吾密度以及植物地上、地下生物量的变化规律.结果表明:添加氮素后禾本科植物重要值明显升高,短期围封和氮素添加对黄帚橐吾型退化草地的多样性无显著影响;围封条件下添加氮素对禾本科地上生物量、总地下生物量以及0～10 cm地下生物量影响显著(P<0.05);处理和年份之间无明显交互作用.通过主成分综合得分得到在放牧草地添加氮素可以有效提高草地得分,该结果可为黄帚橐吾型退化草地的治理恢复提供一定理论依据.
本试验设置接种根瘤菌(IR)、接种根瘤菌+次年返青追施氮磷钾复合肥(IR+AF)和不接种根瘤菌+不施肥(对照组CK)三种处理,对林下红三叶(Trifolium pratense)的生长表型、结瘤数量、初花期草产量和营养品质及土壤特性进行研究.结果表明,IR和IR+AF处理均可促进林下红三叶植株生长,提高草产量和营养品质,特别是IR+AF复合处理下的初花期红三叶株高、茎粗、叶长和叶宽分别较CK增加18.70％,19.39％,8.96％和6.98％,粗灰分、粗蛋白和粗脂肪含量分别较CK提高22.67％,13.46％和17.78％,酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量分别较CK显著降低16.22％和14.57％,相对饲喂价值显著增加28.29％;IR单一处理利于促进初花期植株根系结瘤,有效结瘤总数达92.33个·株-1,是CK的1.94倍;IR和IR+AF处理均对土壤有机质、碱解氮和速效磷含量具有正向促进作用,特别是IR+AF处理下0～10 cm和10～20 cm土壤有机质含量较CK显著增加41.28％和35.59％,土壤速效磷含量增加12.50％和51.75％,本结果为林下红三叶高效栽培提供科学依据和技术支撑.
为选育适宜青藏高原地区种植的高产稳产无芒雀麦(Bromus inermis-Leyss.)种质资源,缓解青藏高原地区草畜供需矛盾突出问题,促进高寒区生态环境治理,本研究以饲草高产为前提,利用隶属函数分析法,对国内外13份无芒雀麦种质资源主要农艺性状进行两年生产性能评价,并将筛选后优异资源进行草层结构、物质分配、营养品质分析,以探究其优异共性.结果表明:13份无芒雀麦种质资源中,B01,B09,B12,B13干草产量及综合性状表现最佳,可作为培育高产稳产牧草种质资源的优良牧草;其中B01,B09株型较矮,适宜天然草场补播利用,B12营养品质好,可以用来提高无芒雀麦适口性,B13两年累计产量最高、叶量最大,适宜作为追求产草量的优良牧草利用,且在日后栽培育种中,应重点关注无芒雀表株高、分蘖能力及根部特性,从而提高干草产量.本研究为青藏高原地区高产稳产无芒雀麦种质资源亲本选育提供理论参考.
为发掘优良纤维素降解菌株,筛选羊粪堆肥发酵菌剂菌种资源,本研究以滤纸条为唯一碳源,从新鲜羊粪中分离出26株具有纤维素降解能力的菌株.通过测定其纤维素酶活力与秸秆降解率,筛选出7株优良纤维素降解菌株,并对7株菌进行16 S rDNA序列比对,确定其分类学地位.利用线性拟合和多元回归解析菌株产酶活力与秸秆降解率之间的关系.结果表明,7株菌的全酶活性为1.03～2.83 U·mL-1、外切酶为3.42～5.78 U·mL-1、内切酶为1.24～3.25 U·mL-1和β-葡萄糖苷酶为1.09～2.259 U·mL-1.经鉴定分别为山原申氏菌(Shinella yambaruensis)、鸡眼草申氏菌(Shinella kummerowiae)、土地鞘氨醇盒菌(Sphingopyxisterrae subsp)、植物内生成对杆菌(Dyadobacter endophyticus)、潮湿纤维单胞菌(Cellulomonas uda)、水原假黄单胞菌(Pseudoxanthomonas suwonensis)等.测定菌株秸秆降解率发现均在15％以上,最高为菌株En1-1,达到28.53％.相关性分析表明,菌株产酶能力与秸秆降解能力呈现显著正相关,内切葡聚糖酶和外切葡聚糖酶是降解秸秆的关键因子.本研究筛选的菌株均具有较高的纤维素降解能力,可为羊粪堆肥发酵菌剂的制作储备优良菌株资源.
