摘要:全球变暖下的温度升高对陆地生态系统碳循环产生了较大影响,而高寒沼泽草甸生态系统是气候变化的敏感区域。以青海湖流域两种类型高寒沼泽草甸(小泊湖湖滨湿地和瓦颜山河源湿地)为研究对象,利用开顶箱法(OTC)模拟全球变暖,采用静态箱—气相色谱仪法探究了2018年9月两地在增温处理下三种主要温室气体(CH4、CO2和N2O)的日间排放变化特征。研究结果表明:9月中旬日间小泊湖湿地表现为CH4和CO2的源、N2O的汇,增温提高了小泊湖湿地CH4及CO2排放通量的吸收能力,使CH4及CO2排放通量相较于对照分别减少了48.43%和20.65%,对N2O无显著影响;瓦颜山湿地分别表现为CH4的汇及CO2、N2O的源,增温使瓦颜山湿地CH4由弱汇转为弱源,N2O由弱源转为弱汇,并促进了CO2的排放,使CO2排放通量增加了15.79%。两地不同处理下土壤10、20 cm温度及土壤表层含水量与三种温室气体通量相关性分析表明:除小泊湖湿地对照样地CO2通量与土壤10 cm、20 cm温度存在显著的相关性(P＜0.05),其他样地相关性均不显著(P＞0.05),主要由表土温度及含水量的滞后效应所导致。表明全球变暖对青海湖高寒沼泽草甸温室气体排放通量有一定影响,不同类型高寒沼泽草甸对全球变暖的响应也不尽相同。研究对了解未来青海湖流域乃至青藏高原的碳氮平衡有重要意义。

摘要:通过筛选综合性状较优的小黑麦品种,为半干旱灌区小黑麦杂交亲本的选择提供依据。以从国内外筛选出的30个性状较好的小黑麦品种为试验材料,以石大1号及中饲1048小黑麦为对照,比较参试材料的株高、鲜(干)草产量、鲜干比及其营养成分,并通过灰色关联分析法对参试材料进行综合评价。结果表明,参试材料的株高为104.5~172.0 cm;鲜、干草产量及鲜干比分别为44.05~69.31 t/hm2,11.54~17.99 t/hm2,3.20~4.43,其中北联5号的鲜(干)草产量均最高,北联3号的鲜干比最高;营养成分方面,北联3号的粗蛋白含量最高,为14.21%,OH1411的中性洗涤纤维及酸性洗涤纤维含量均最低,分别为53.88%和34.49%。综合评价结果表明,北联5号、新疆5号、OH1859、OH2236、北联3号、826126、HH127、新疆4号及安83-25的综合评价值较高,并均高于2个对照品种,可作为后代选育的杂交亲本。

摘要:以3个坡向(半阴坡EN 40°,阳坡WS 33°,阴坡WN 29°)上,由高羊茅、多年生黑麦草和草地早熟禾建成的混播护坡草坪为对象,建成1~5年连续测定3草种的重要值和相对生物量,研究坡向和建植年限对冷季型混播护坡草坪退化速率的影响。结果表明:1)坡向和建植年限对草坪草重要值和生物量退化速率总值有显著影响,建植年限是影响的主要因素,建植年限和坡向间的互作次之,坡向影响较小;2)3种草的重要值和生物量退化速率在建植年限间、坡向间有显著差异,坡向间重要值退化速率为多年生黑麦草＞总值＞高羊茅＞草地早熟禾,建植年限间重要值退化速率为总值＞多年生黑麦草＞草地早熟禾＞高羊茅,坡向间和建植年限间相对生物量退化速率均为草地早熟禾＞多年生黑麦草＞总值＞高羊茅;3)坡向和建植年限对3种草坪草退化表现有显著影响,第2年阳坡多年生黑麦草和草地早熟禾相对生物量退化速率为74.81%和86.13%,第4年阴坡高羊茅相对生物量退化速率为70.16%。综上,草地早熟禾和多年生黑麦草第2~3年退化最快,高羊茅在第4年退化最快,应依坡向制定相应的草坪建植和养护技术措施。

摘要:草地早熟禾(Poa pratensis)是世界上广泛应用的草坪草种,其抗逆基因的挖掘对抗逆新品种的选育具有重要意义。NAC基因家族是植物特有的转录因子之一,在植物逆境响应中起到重要作用。以二穗短柄草(Brachypodium distachyon)的NAC蛋白序列为请求序列,从草地早熟禾转录组数据库序列比对分析得到15个草地早熟禾PpNACs基因的cDNA全长序列,具有完整的开放阅读框。运用生物信息学方法预测早熟禾NAC家族成员的理化性质和保守结构域,发现15个PpNACs转录因子都是酸性蛋白,除PpNAC16外都属于不稳定蛋白,疏水性蛋白,具有相似的结构,通过聚类分析可将15个PpNACs成员分为3类。荧光定量PCR结果显示,在重金属胁迫下显著上调表达的基因有PpNAC10、PpNAC18、PpNAC19和PpNAC24,在盐胁迫过程下显著上调表达的基因有PpNAC10和PpNAC24,在干旱胁迫下显著上调表达的基因有PpNAC1、PpNAC6、PpNAC10和PpNAC13,在低温胁迫下显著上调表达的基因有PpNAC1、PpNAC10和PpNAC18,在高温胁迫下显著上调表达的基因有PpNAC20。其中,PpNAC10在重金属、盐、干旱和低温胁迫下均被显著诱导上调表达,PpNAC18在重金属、干旱和低温胁迫下均被显著诱导上调表达,PpNAC10和PpNAC18可作为草地早熟禾逆境胁迫响应的候选基因。

摘要:在青海海北高寒草地生态系统国家野外科学观测研究站,以高寒矮嵩草草甸为研究对象。通过静态密闭箱-气相色谱法,监测生长季盛期高寒草甸N2O排放特征,同时基于路径分析方法,解析土壤理化性质和地上生物量对高寒草地生态系统N2O排放的影响作用。结果表明:生长季高寒草甸N2O排放速率存在较大时间异质性特征,平均排放速率为(39.3±5.4) μg/(m2·h),各月之间均存在显著性差异;土壤理化性质与N2O排放速率之间,可以建立较好的回归方程(R2=0.726);土壤有机质含量、pH值对矮嵩草草甸N2O排放速率的正向直接作用较强,而土壤湿度和容重与高寒草甸N2O排放速率间存在负向直接作用关系。各因素通过影响土壤有机质和铵态氮,对土壤N2O排放均具有较大的间接影响,土壤有机质通过影响高寒草地生物量、土壤硝态氮、铵态氮而间接影响草地生态系统N2O排放速率的作用较强。

摘要:为了探索施钾对苗期紫花苜蓿抗蓟马的影响及其光合机制,以甘农9号(Medicago sativa cv.Gannong No.9)和甘农3号(M.sativa cv.Gannong No.3)紫花苜蓿为材料,设置40,60,80和100 mg/kg 4个钾水平,以不施钾为对照(CK),评价了各钾水平下不同蓟马为害时间的苜蓿的受害程度,并测定了不同施钾水平下苜蓿功能叶片的光合特性和叶绿素含量。结果表明:施钾后,苜蓿受蓟马为害的程度显著减轻;苜蓿叶片叶绿素含量升高,但随着蓟马为害时间的延续,苜蓿的叶绿素含量较受害前期降低。为害7 d时,甘农3号苜蓿净光合速率(Pn)和水分利用率(WUE)升高、气孔导度(Gs)显著升高,除K1水平外,胞间CO2浓度(Ci)在其他施钾水平下均显著升高,除K4水平外,蒸腾速率(Tr)在其他施钾水平下均降低;甘农9号苜蓿的净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度均显著升高,水分利用率升高,蒸腾速率降低。为害14 d时,两个苜蓿品种的净光合速率、气孔导度均显著升高,蒸腾速率降低;甘农3号的水分利用率升高不显著,甘农9号的水分利用率显著升高;除K3水平外,甘农3号的胞间CO2浓度在其他钾水平下均升高,除K4水平外,甘农9号的胞间CO2浓度在其他钾水平下均显著降低。施钾使苜蓿叶片的叶绿素含量增加,提高了苜蓿的光合能力,进而增强了苜蓿对蓟马的抗性。

摘要:解析草地生态系统植物水分利用效率对不同放牧强度的响应特征,对于提升草地生产和生态屏障功能具有重要意义。收集中国北方草地开展的38个放牧试验中关于放牧对植物水分利用效率影响的试验数据进行Meta分析。结果表明:放牧对中国北方草地植物水分利用效率影响的平均效应值为 -0.18±0.04(95%置信区间:-0.27~-0.10),放牧极显著降低草地生态系统植物水分利用效率(P＜0.01)。不同类型草地平均效应值降低幅度从高到低依次为典型草原＞高寒草地＞草甸草原＞温性草原＞荒漠草原。放牧对典型草原与高寒草地、草甸草原平均效应值具有极显著和显著影响,对荒漠草原与温性草原无显著影响。植物水分利用效率对放牧强度的响应顺序从高到低依次为重度、轻度和中度放牧,重度放牧极显著降低植物水分利用效率(P＜0.001),中度放牧可以提高植物水分利用效率,轻度放牧对于植物水分利用效率影响不显著。土壤C/N、海拔和年均气温分别可以解释60.88%、11.81%和6.45%效应值变异。基于优化放牧制度以及对重度退化草地恢复的治理,提高草地土壤有机碳含量,将会提升草地生态系统植物水分利用效率。

摘要:以小黑麦品种石大1号为母本(P1)和小黑麦品系C18为父本(P2)构建的重组自交系群体为材料,采用数量性状的主基因+多基因遗传模型分析方法对小黑麦的芒长、穗长、小穗数、穗密度、穗粒数等性状进行遗传模型分析。结果表明:芒长的最优遗传模型是4MG-AI,受4对加性上位性主基因控制,其主基因遗传率为85.06%;穗长和小穗数的最优遗传模型相同,均为MX2-CE-A,受2对互补作用连锁主基因+加性多基因混合遗传控制,穗长、小穗数的主基因遗传率分别为20.35%、31.77%,多基因遗传率分别为62.93%、32.48%;穗密度和穗粒数的最佳遗传模型相同,均为PG-AI,由加性-上位性多基因控制,穗密度和穗粒数的多基因遗传率分别是35.34%、86.96%。芒长存在主基因遗传特性,主基因遗传率高(85.06%),受环境影响较小,育种时可在早期世代进行选择,实现单株定向选择,提高育种效率。

摘要:为探究外源一氧化氮对黑麦草铝毒害的缓解作用,以铝敏感型黑麦草品种Nagahahikari和铝耐受型黑麦草品种特高为试验材料,研究不同浓度(100和200 μmol/L)硝普钠(SNP)对20 mmol/L铝胁迫下两种黑麦草生长特性和生理指标的影响。结果表明:外源NO处理可提高黑麦草幼苗的OJIP荧光瞬态曲线,提高量子产率,量子效率,比能量通量,可溶糖含量,可溶性蛋白含量,显著提高叶绿素a含量,叶绿素总量,超氧化物歧化酶(SOD)活性,过氧化物酶(POD)活性和过氧化氢酶(CAT)活性(P＜0.05),显著降低丙二醛(MDA)含量和相对电导率并降低黑麦草对铝的富集量(P＜0.05)。和仅铝胁迫相比较,添加200 μmol/L SNP,Nagahahikari和特高的相对电导率分别下降34.85%和27.35%,SOD活性分别提高28.66%和37.18%,POD活性分别提高52.41%和50.30%,地上部Al3+富集量分别下降34.95%和29.33%,根系中Al3+富集量分别下降26.02%和17.37%,添加100 μmol/L SNP对两种黑麦草的生长和生理指标也有积极的影响,但效果弱于添加200μmol/L SNP。说明添加外源NO能够促进铝胁迫下黑麦草的生长和生物量的积累,且对铝敏感型品种Nagahahikari所受铝毒害的缓解效果优于铝耐受型“特高”。

摘要:为筛选苗期抗旱性较强的野生老芒麦种质材料,用于青藏高原人工牧草栽培与育种,采用砂培和盆栽2种培养方式,对青藏高原不同地区收集的25份老芒麦材料进行模拟干旱试验,并使用隶属函数法评价各材料的抗旱性,引入干旱变异指数筛选老芒麦抗旱性评价指标。结果表明:两次筛选结果相似,其中10-124、14-250、16-335、09-118、G23和09-035为抗旱材料,14-234、09-110、川草1号、09-089、09-249、09-129、09-150、09-053、G9、13-306、13-360和10-005为中等抗旱材料;1-1-4-2、09-210、09-149、1-1-5-13、青牧1号、13-364和14-004为不抗旱材料;(2)叶面积、根冠比、根长、丙二醛含量、脯氨酸含量、叶绿素含量、净光合速率、最大光化学效率、光化学淬灭系数和表观电子传递效率的干旱变异系数相对较大,可作为青藏高原老芒麦抗旱种质材料筛选的依据。综上,10-124、14-250、16-335、09-118、G23和09-035抗旱性较强,可作为青藏高原牧草栽培与育种的首选材料;叶面积、根冠比和根长等指标对干旱胁迫较为敏感,可作为老芒麦苗期抗旱性评价指标。

摘要:以10个紫花苜蓿(Medicago sativa)品种作为试验材料,采用盆栽法探究38℃/35℃(昼/夜)高温胁迫对其生长和生理特性的影响,并用隶属函数法综合评价其耐热性,筛选耐热性较强及热敏感性紫花苜蓿品种。结果表明:在高温胁迫处理下,紫花苜蓿的各项生长指标和叶绿素含量均低于对照;丙二醛(MDA)含量均大于对照;可溶性糖含量升高。WL-319HQ,WL-656HQ和WL-354 3个紫花苜蓿品种耐热性较高,WL-712,三德利和维多利亚3个紫花苜蓿品种对高温较为敏感。

摘要:通过研究甘南高寒牧区秋播小黑麦套作式复种不同作物(50%小黑麦×50%箭筈豌豆混播,40%黑麦×60%箭筈豌豆混播,50%燕麦×50%箭筈豌豆混播,小黑麦单播,黑麦单播,燕麦单播,箭筈豌豆单播)土壤养分含量的变化,以明确秋播小黑麦与复种作物耦合对土壤养分含量的影响。结果表明:7个复种处理,秋播小黑麦复种50%小黑麦×50%箭筈豌豆混播处理土壤pH7.46(较春播前降低了1.84%)、有机质含量65.37 g/kg(较春播前增加了76.63%)、全氮含量2.14 g/kg(较春播前增加了9.18%)、全磷含量1.19 g/kg(较春播前增加了30.77%)、全钾含量8.71 g/kg(较春播前降低了1.36%)、速效磷含量17.08 mg/kg(较春播前增加了33.83%)、速效钾含量126.51 mg/kg(较春播前降低了12.07%);秋播小黑麦复种50%燕麦×50%箭筈豌豆混播处理时土壤pH7.39(较春播前降低了2.72%)、有机质含量75.67 g/kg(较春播前增加了104.46%)、全氮含量2.20 g/kg(较春播前增加了12.24%)、全磷含量1.23 g/kg(较春播前增加了35.16%)、全钾含量8.70 g/kg(较春播前降低了1.47%)、速效磷含量18.21 mg/kg(较春播前增加了42.71%)、速效钾含量127.73 mg/kg(较春播前降低了11.22%)。两种种植方式的土壤肥力综合评价值分别为0.645、0.739,属于高等级肥力水平,说明这两种复种混播模式耦合效应较好,有利于改良土壤养分条件,可作为甘南高寒牧区饲草复种模式进一步研究。

摘要:为研究不同品种黑麦草对灰梨孢灰斑病菌(Pyricularia grisea)的抵抗能力,用涂抹法将该病菌接种于四川主要栽培的10个黑麦草品种,依据病情指数评价抗病性。结果表明:一年生黑麦草(Lolium multiflorum)(6个品种)的发病率、平均严重度均显著高于多年生黑麦草(Lolium multiflorum)(4个品种)。10个黑麦草品种中,绅士、首相、纽怡、维多利亚4个多年生黑麦草品种均表现为高抗(HR),4个品种间无显著差异(P＜0.05);一年生黑麦草品种均不同程度的表现为感病(HS,MS),其中川农1号、安格斯1号、安第斯、普通4个品种表现为高感(HS),杰威表现为中感(MS),长江2号表现为中抗(MR)。

摘要:利用人工模拟光源研究了在高寒区同一生境下,不同株龄老芒麦旗叶净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、气孔限制值(Ls)及水分利用效率(WUE)随光照增强的响应差异,同时分析各株龄老芒麦旗叶的光合基础环境指标差异。结果表明:株高由高到低为3株龄＞4株龄＞5株龄,且各株龄间差异显著(P＜0.05);4株龄老芒麦旗叶的叶长和叶面积均较大,且与3株龄或5株龄差异显著(P＜0.05)。在200~2 000 μmol/(m2·s)光子量照度,各株龄老芒麦旗叶Pn和Tr均为3株龄＞4株龄＞5株龄,且二者呈极显著正相关关系(P＜0.01)。Pn与Gs或Ls呈极显著正相关,Pn与Ci呈极显著负相关(P＜0.01)。主要受气孔限制因素的影响,3和4株龄老芒麦旗叶分别在光子量照度为1 200和1 000 μmol/(m2·s)时出现光抑制现象,而5株龄在800 μmol/(m2·s)时,主要受到非气孔限制因素影响表现为光抑制。光子量照度极显著影响旗叶Pn和Gs(P＜0.01),株龄极显著影响Ci(P＜0.01),二因素共同作用时,显著影响老芒麦旗叶Pn和Gs(P＜0.05)。

摘要:基于内蒙古荒漠草原南缘2009-2018年的土壤温湿度与气温降水实测数据,利用统计学、相关性分析及回归分析相结合的方法研究了春季消融期内蒙古荒漠草原土壤温湿度的动态变化及相互关系。通过研究荒漠草原在消融过程中土壤水热的变化规律及相互影响,揭示气象因子对土壤温湿度的影响,并为调整牧业发展模式及恢复生态环境提供科学依据。结果表明:在该时期,土壤温度总体呈上升趋势,土壤湿度呈先增长后下降的趋势,100 cm以上的土壤在4月中旬完全解冻;20 cm土壤温湿度呈正弦函数的昼夜周期变化,各层土壤温湿度呈显著正相关,随着土壤温度达到一定程度,土壤温湿度正相关减弱;气温降水与土壤温湿度均呈显著正相关,且不同时间尺度下相关性存在差异,气温对土壤温湿度的影响有滞后效应。得出土壤温湿度存在明显的日际与日内变化规律,土壤的日消夜冻现象明显,土壤温湿度的正相关关系在达到一定阈值后有所减弱,不同时间尺度下气温与降水对土壤温湿度的相关性存在差异性,气温对土壤温湿度的影响存在滞后效应。

摘要:为明确青燕1号燕麦适宜的氮肥施量和播种量,采用随机区组设计,设置3个播种量和5个施氮水平,研究氮肥和播种量对燕麦穗部性状和种子产量的影响。结果表明,施氮量、播种量及其交互作用对种子产量和穗部性状有显著影响(P＜0.001)。种子产量随施氮量和播种量的增加先增加后降低,最大值出现在90 kg/hm2氮肥施用量和180 kg/hm2播种量。穗部性状随施氮量和播种量变化明显,穗长、每穗小穗数、每穗粒数、每穗粒重和千粒重均随着施氮量增加先增加后降低,随播种量的增加而降低。燕麦种子产量与穗长和每穗小穗数极显著相关(P＜0.01),与每穗粒数和每穗粒重之间存在显著相关性(P＜0.05)。因此,90 kg/hm2氮肥施用量和180 kg/hm2播种量是湟中及周边地区种植燕麦的适宜栽培措施。

摘要:研究北疆平原荒漠区小麦-苜蓿轮作下土壤理化性质的动态变化,揭示粮草轮作过程中土壤盐碱度和养分的消长规律,旨在为该地区种植结构的调整和农田生态系统的可持续利用提供科学依据。在小麦轮作苜蓿的中低产田中,连续5年调查土壤全盐量、pH值、有机质和氮磷钾。结果表明:小麦地轮作苜蓿有效降低了土壤含盐量和pH值,轮作第4年土壤含盐量由轮作前0.79 g/kg降低到0.63 g/kg,土壤pH值平均降幅为6.64%,土壤有机质平均增幅为19.07%;土壤中全氮含量增加,由轮作前0.52 g/kg提高到0.65 g/kg,水解性氮含量较轮作前显著降低;磷含量呈上下波动,轮作4 a全磷由0.98 g/kg降至0.93 g/kg,有效磷由6.18 g/kg降至2.97 g/kg;土壤速效钾含量呈先减少后增加的态势,轮作后速效钾含量的最低值为260.44 mg/kg,处于富钾状态。在北疆平原荒漠区的粮食耕作系统中引入苜蓿可有效提高土壤有机质含量,增加全氮的储备量,降低盐碱度。在苜蓿生长第4 a需适当补充氮肥和磷肥,无需施入钾肥。

摘要:为了解不同区域可食牧草的营养特征并在后期加以利用,对三江源地区常见可食牧草进行概略养分分析,采用随机取样方法并进行常规分析。结果表明:(1)莎草科物种以及禾本科垂穗披碱草的养分含量与海拔存在一定的相关,在三江源区域的分布为东部和南部较高而西部北部偏低;(2)两种杂类草以及紫花针茅的综合营养价值为西部高于东部,但主要营养物质粗蛋白的含量为东部高于西部;(3)禾本科牧草在盛草期营养价值较低,加之种子针芒的影响不适合放牧,以紫花针茅和垂穗披碱草为优势种的草地可在开花结种前进行适度放牧;(4)以矮嵩草和黑褐苔草为代表的莎草科牧草营养好又耐牧,对于以此类物种为优势种的草地,可根据实际情况进行划区轮牧以防止过度放牧。

摘要:斑块是放牧生态系统景观的固有组分,是草地生态系统结构与功能体现的基础单元,是生态系统过程、稳定性维持和退化生态系统恢复研究的核心内容。以高寒草地生态系统研究的重要工具之一微斑块为论述基础,从微斑块属性特性、构件特征及动态特征3个角度阐述了高寒草地演替中微斑块及其构件(植物群落、植物根系、土壤养分及土壤微生物)与干扰的响应及变化过程,梳理了微斑块镶嵌体空间资源配置与生态系统稳定性维持之间的耦合关系。对相关研究结果的概述有助于深刻理解草地生态系统维持机制、自组织形式及对干扰的应对策略,以期为受损高寒草地的恢复提供理论依据。