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2019年36卷5期

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cykxML05目录
2019, 36(5): 1-4.
[摘要](797) [HTML全文] (420) [PDF 456KB](5)
摘要:
前植物生产层
黄土高原不同种植年限苜蓿草地土壤与植物化学计量特征
赵如梦, 张炳学, 王晓霞, 韩凤朋
2019, 36(5): 1189-1199. doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2018-0475
[摘要](1276) [HTML全文] (690) [PDF 702KB](27)
摘要:
为探讨植被种植过程中土壤–植被生态系统养分动态变化规律,本研究以黄土高原多年生紫花苜蓿(Medicago sativa)为研究对象,分析了不同生长年限(种植1、10、20和30年)苜蓿草地土壤与植物养分含量变化及生态化学计量学特征。结果显示,1)土壤有机C和全N含量随种植年限的增加呈先增大后减小的趋势;在0–200 cm土层中,土壤C和N的垂直分布具有一致性,含量随着土层的加深而逐渐减少,并在30 cm以下基本保持稳定;土壤P的含量随着土层的加深基本保持稳定;土壤C∶N,C∶P和N∶P均随苜蓿种植年限的增长呈先增加后减少的趋势,种植10年达到最大值。2)苜蓿叶片C、N、P含量的变化规律与土壤养分变化规律相似,种植10年达到最大值;叶片C∶N、C∶P、N∶P随种植年限的增加均先下降后回升。3)土壤化学计量特征与植物化学计量特征无显著相关关系(P > 0.05)。研究结果表明,当苜蓿种植到10年之后,应采取一定的管理措施来改善土壤质量以保证苜蓿正常生长。
宁夏典型草原区不同退耕年限草地植物群落及优势植物C、N、P化学计量特征
陆颖, 王保林, 沈艳
2019, 36(5): 1200-1206. doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2018-0357
[摘要](1054) [HTML全文] (613) [PDF 502KB](16)
摘要:
植物C、N、P化学计量特征和草原生态系统功能的正常发挥有直接关系。为了研究宁夏典型草原区不同退耕年限草地植物群落和优势植物化学计量特征的变化规律,以宁夏南部典型草原区不同退耕年限(21、16、11、9、5、3、2年)草地为研究对象,分别对披碱草(Elymus dahuricus)、长芒草(Stipa bungeana)、赖草(Leymus secalinus)、早熟禾(Poa annu)等优势植物及植物群落C、N、P化学计量特征进行分析。结果表明,随着退耕年限增加,植物群落地上部C含量总体呈现下降趋势,全N含量大体呈先减少后增加趋势,全P含量无明显变化规律,C∶N、C∶P、N∶P整体表现为21年退耕地最大,9年退耕地最小;优势植物C含量表现为地上部大于地下部,全P含量表现为地下部大于地上部;植物群落N∶P值和全N含量呈正相关关系,优势植物N∶P值和全N含量呈正相关关系,且N∶P均小于14。典型草原区植物群落和优势植物在整体水平上均受到N素的限制,植物生态化学计量特征对草原的退化和恢复具有指示作用。
青藏高原东北缘3种灌木数量性状、龄级结构及自疏特征
徐文兵, 赵敏, 瓦勒塔, 施颖, 胡廷花, 于应文
2019, 36(5): 1207-1214. doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2018-0305
[摘要](1324) [HTML全文] (789) [PDF 591KB](30)
摘要:
以青藏高原东北缘高寒灌丛优势种金露梅(Potentilla fruticosa)、高山柳(Salix cupularis)和头花杜鹃(Rhododendron capitatum)为对象,通过对其数量性状(株高、冠幅直径、分枝数、单株重、个体分枝重)与年龄结构及自疏特征分析,构建3种灌木株丛生物量估测模型,明确其年龄结构模式,确定3种灌木分枝数和分枝重之间是否存在自疏特征。结果表明:1)植物种群数量性状对其地上部分单株重影响为金露梅 > 高山柳 > 头花杜鹃;2)冠幅直径可作为3种灌木单株重估测模型适宜指标,基于冠幅直径(CD,cm)构建的灌木单株重(PW, kg)估测模型PW金露梅 = –0.310 + 0.014CDPW高山柳 = –1.688 + 0.033CDPW头花杜鹃 = –0.203 + 0.013CD;3)头花杜鹃和高山柳属于增长型种群,具一定稳定性,金露梅属于稳定型种群;4)头花杜鹃株丛分枝数和分枝重之间存在明显自疏特征。研究认为,3种灌木的数量性状、年龄结构和自疏特征存在分异特征,是其对高寒生境的长期适应性结果。
荒漠化草原锦鸡儿属灌丛扩增对牧草产量和植物多样性的影响
郭璞, 解李娜, 满良, 王金龙, 李清芳, 马成仓
2019, 36(5): 1215-1223. doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2018-0430
[摘要](1052) [HTML全文] (622) [PDF 648KB](16)
摘要:
本研究通过样方调查、生物量测定和多样性指数计算,研究了内蒙古荒漠化草原锦鸡儿(Caragana)属灌丛扩增对牧草产量和植物多样性的影响,结果发现:1)锦鸡儿灌丛内草本植物高度显著高于灌丛外和非灌丛化草地(P < 0.05),灌木栽培区草地平均草本植物生物量显著大于天然灌丛化草地和非灌丛化草地。2)灌木栽培区草地和天然灌丛化草地的牧草产量显著高于非灌丛化草地,且栽培区草地的牧草产量显著高于天然灌丛化草地,说明锦鸡儿灌丛明显提高了草地牧草产量,在人工种植灌丛草地作用更加显著。3)灌木栽培区草地和天然灌丛化草地草本植物的物种丰富度、Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou均匀度均低于非灌丛化草地,这表明锦鸡儿灌丛对草本植物多样性有一定的消极作用。4)锦鸡儿灌丛明显提高了建群种克氏针茅(Stipa krylovii)的优势度。
磷肥对环青海湖高寒草原植物群落特征的影响
王玲, 施建军, 尚占环, 史惠兰, 陈伟元, 更尕陈林, 更求巴毛
2019, 36(5): 1224-1230. doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2018-0372
[摘要](1000) [HTML全文] (563) [PDF 880KB](13)
摘要:
为探讨环青海湖地区高寒草原适宜的磷肥施用量,2017年在海晏县西海镇轻度退化高寒草原上,选用磷酸二铵,设置0(CK)、120(P1)、240(P2)、360(P3)、480 kg·hm–2(P4) 5个施肥梯度,以草原植物群落特征变化为指标,筛选区域磷肥增施的优化方案。结果表明,增施磷酸二铵后草原植物群落中禾本科、莎草科和豆科植物的重要值显著增加(P < 0.05),其中青藏扁蓿豆(Melilotoides archiducis-nicolai)的盖度和重要值极显著增加(P < 0.01)。不同施肥梯度下草原群落生物量显著增加(P < 0.05),磷酸二铵施用量为120~240 kg·hm–2时草地群落生物量较高,比对照提高31.28%~47.13%,净收益比对照增加28.42%~38.37%。适宜环青海湖高寒草原经济可行的磷酸二铵施用量为120~240 kg·hm–2
黄土高原苜蓿及后茬作物土壤水分恢复效应及蒸散特征
宋丽萍, 牛伊宁, 罗珠珠, 聂军, 李腾飞, 李玲玲
2019, 36(5): 1231-1239. doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2018-0280
[摘要](1033) [HTML全文] (626) [PDF 775KB](16)
摘要:
黄土高原种植紫花苜蓿(Medicago sativa)多年后会形成土壤干层,严重影响后茬作物的生长。本研究利用黄土高原建植9年的苜蓿地布设田间试验,研究比较了苜蓿连作(L–L),苜蓿移除后休闲(L–F)或分别种植小麦(Triticum aestivum, L–W)、玉米(Zea mays, L–C)、马铃薯(Solanum tuberosum, L–P)和谷子(Setaria italica, L–M)6种苜蓿‒作物种植模式对田间水分蒸散特性的影响及水分动态变化特征。结果表明:苜蓿与作物的轮作中,3年的平均水分利用效率均是苜蓿‒马铃薯最高,苜蓿‒玉米次之,苜蓿‒小麦最低,种植马铃薯和玉米能有效提高作物产量和水分利用效率。苜蓿‒玉米处理在高耗水的同时,抑制了土壤棵间蒸发量,显著降低了蒸发与作物耗水量的比率(17.0%),促进了作物的蒸腾作用。经过轮作倒茬后,苜蓿‒作物轮作处理下0–300 cm土层的平均含水量较苜蓿连作增加了18.4%~34.9%,苜蓿‒休闲处理对于土壤干层水分的恢复效果最佳,其次为苜蓿‒马铃薯。综合水分利用效率和农田水分变化特征,在黄土高原半干旱区种植苜蓿多年后选择休闲或轮作其他作物,以苜蓿‒马铃薯和苜蓿‒玉米轮作的效果较好。该研究结果也表明,合理的利用土地可以减轻土壤干层在黄土高原的形成和发展。
黄河源区建植17年栽培草地退化响应因子分析
孙华方, 李希来, 金立群, 张静
2019, 36(5): 1240-1248. doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2018-0407
[摘要](950) [HTML全文] (614) [PDF 758KB](17)
摘要:
为防止高寒地区栽培草地的退化,以黄河源区玛沁县大武滩建植17 a的单播垂穗披碱草(Elymus nutans)栽培草地为研究对象,调查栽培草地不同退化区(重度退化、中度退化、对照区)土壤养分和植物群落特征,共18个响应指标。研究结果表明:重度退化、中度退化、未退化(对照)栽培草地土壤养分含量之间差异不显著(P > 0.05);未退化栽培草地垂穗披碱草、禾本科(Poaceae)、杂类草(Forbs)盖度分别与中度、重度退化之间具有极显著差异(P < 0.01),中度退化区植物多样性指数最大,未退化与退化草地之间Simpson指数差异显著(P < 0.05)。利用随机森林法分析不同退化指标对退化程度敏感度大小的响应,结果发现:植物群落特征禾本科盖度、生殖枝数量对退化程度响应最敏感,禾本科植物盖度小于65%以下时不能作为监测栽培草地是否发生退化的重要指标;而土壤有机质含量、全氮含量对退化程度响应不敏感,说明建植17年栽培草地的土壤理化性质已趋于稳定。故在监测调查栽培草地退化时,禾本科植物盖度可作为重要的评价依据。
外源水杨酸对草地早熟禾抗褐斑病的诱导与抗病基因PR1NPR1的表达的影响
尉春雪, 苏浩天, 张晓宇, 何文菡, 郑大柽, 尹淑霞
2019, 36(5): 1249-1254. doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2018-0409
[摘要](925) [HTML全文] (537) [PDF 744KB](12)
摘要:
为了探究外源水杨酸(SA)对草地早熟禾(Poa pratensis)抗褐斑病的诱抗效果,本研究将草地早熟禾品种午夜(Midnight)分为3组,用0.05 mmol·L–1 SA和立枯丝核菌进行处理,测定草坪草发病率、病情指数,计算诱抗效果,同时检测相关抗病基因PR1NPR1表达情况。结果表明,外源SA可以显著(P < 0.05)降低草地早熟禾褐斑病的发病率和病情指数,对褐斑病的诱抗效果最高达53%。在喷施SA及接种后,抗病基因PR1NPR1相对表达量均显著(P < 0.05)升高。
日本结缕草ZjERF2基因的克隆、转录激活活性、亚细胞定位和表达分析
张蕊, 姜红岩, 滕珂, 檀鹏辉, 汪呈, 刘凌云, 常智慧
2019, 36(5): 1255-1265. doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2018-0415
[摘要](964) [HTML全文] (569) [PDF 1865KB](10)
摘要:
采用RACE的方法,克隆了日本结缕草(Zoysia japonica)ZjERF2基因(GenBank登录号为MH479420)。其开放阅读框为825 bp,编码274个氨基酸,含有一个高度保守的AP2结构域,具有典型的ERF转录因子特征。遗传进化分析表明其与黍(Panicum hallii)ERF亲缘关系最近。利用染色体步移的方法克隆ATG上游1 549 bp的启动子序列,PLACE预测其含有多个响应激素和胁迫处理的作用元件。构建了pGBKT7-ZjERF2载体,转化Y2HGold酵母感受态细胞,结果表明其具有较强的转录激活活性。为探析其亚细胞定位情况,成功构建35S꞉꞉ZjERF2꞉YFP载体,本生烟草(Nicotiana tabacum)瞬时表达结果证明ZjERF2定位于细胞核。利用实时荧光定量的方法分析了ZjERF2的表达特征,结果表明ZjERF2基因在日本结缕草不同部位及不同发育时期表达量均有差异,在成熟叶片表达量最高。此外ZjERF2表达受ET、MeJA的诱导,但受ABA、PEG和NaCl的抑制。本研究表明ZjERF2是一个参与多种信号转导途径的转录因子。
3种观赏草苗期对干旱胁迫的响应及抗旱性评价
王竞红, 陈鹏, 陈艾, 田静瑶, MUHAMMADSiddique, 李彦雪
2019, 36(5): 1266-1274. doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2018-0388
[摘要](965) [HTML全文] (605) [PDF 1157KB](20)
摘要:
通过自然失水胁迫试验,探究了狼尾草(Peuuisetum alopecuroides)、蓝羊茅(Festuca glauca ‘Freddy’)、细茎针茅‘马尾’(Stipa tenuissima ‘Pony Tails’)苗期对干旱胁迫形态特性和生理特性的响应变化,并对其抗旱性进行综合分析评价。结果显示,在干旱胁迫过程中,狼尾草的土壤含水量下降速率小于其他两者。随着干旱胁迫时间的延长,3种观赏草幼苗的株高变化量和叶绿素含量均呈下降趋势;脯氨酸含量、丙二醛含量均呈上升趋势;超氧化物歧化酶活性表现为先增大后减小的变化趋势;狼尾草的可溶性蛋白含量呈先增大后减小的变化趋势,蓝羊茅和细茎针茅则呈先减小后增大的变化趋势。采用隶属函数法对3种观赏草苗期表现进行抗旱性综合评价,其抗旱能力强弱表现为细茎针茅‘马尾’ > 蓝羊茅‘Freddy’ > 狼尾草。
杂草危害南京钟山国际高尔夫球场百慕大(Cynodon dactylon × C. transvaalensis)的可能成因
王秀云, 薛光, 郦春燕, 叶勤淼
2019, 36(5): 1275-1282. doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2018-0448
[摘要](994) [HTML全文] (648) [PDF 550KB](13)
摘要:
本研究基于南京钟山国际高尔夫球场2000–2016年杂草种类及种群变化的调查,结合控制高尔夫草坪杂草的实践,旨在确定杂草持续危害百慕大(Cynodon dactylon × C. transvaalensis)的可能成因。笔者试图从自然地理环境紧邻物种丰富的中山陵国家公园、球场原址耕作多变改变了土壤杂草种子库、多地引种草坪及草坪养护管理实践这四方面,阐明环境本身外加人类社会经济活动对环境的干预后,草坪基质中杂草种子库的种类及数量增加加剧,是造成杂草持续危害百慕大草坪的重要外因。对照“主动控制草坪杂草”的理论,本研究根据控制高尔夫草坪的杂草实践,提出未来建立杂草防控档案、调整草坪管理策略、切断杂草繁衍通道、生态优先少用药剂、警惕抗性杂草发生的主动控制草坪杂草的五点设想。
寄生醉马草的孢囊线虫种类鉴定
张译文, 李惠霞, 陈秀菊, 徐鹏刚, 郭静, 张淑玲
2019, 36(5): 1283-1291. doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2018-0275
[摘要](1029) [HTML全文] (616) [PDF 696KB](8)
摘要:
为了解孢囊线虫在禾本科牧草上的寄生情况,2017年8月中旬采集甘肃省天祝高寒草原禾本科牧草根及根际土样,通过简易漂浮法分离孢囊线虫。结果发现,在醉马草(Achnathernm inebrians)根部观察到白色孢囊线虫,并从根际土样中分离到褐色孢囊。通过对该线虫群体阴门膜孔、阴门裂、阴门下桥、泡状突等形态特征进行观察和测量,初步将其鉴定为禾谷孢囊线虫(Heterodera avenae Wollenweber)。用最大似然法对该群体的ITS1-rDNA和28S rDNA序列在软件MEGA 6.0构建系统发育树,结果显示:其ITS1序列与中国的H. avenae群体聚为一支,其相似性为99%;28S序列与捷克的H. avenae群体聚为一支,其相似性为99%。通过形态学和系统发育学综合分析,将醉马草上寄生的线虫群体鉴定为禾谷孢囊线虫,这是首次发现醉马草可被禾谷孢囊线虫寄生。该研究结果为醉马草的防治提供了理论依据。
禾草–内生真菌共生对土壤理化性质及其微生物影响的研究进展
金媛媛, SAMANBowatte, 田沛, 彭泽晨, 侯扶江, 李春杰
2019, 36(5): 1292-1307. doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2018-0286
[摘要](1466) [HTML全文] (688) [PDF 704KB](23)
摘要:
禾草与内生真菌共生不仅会增强禾草的抗逆性,提升宿主农艺性状,还会对食草动物的取食产生影响。内生真菌可以对植物地上性状及地下环境和地下生物产生重要影响。研究发现,内生真菌可以通过改变凋落物的分解速率、根系化学物质的释放、根际沉积物的数量和种类来影响地下环境和生物多样性。内生真菌与禾草共生对于土壤的物理、化学特性以及生物学多样性都会产生影响,并且因禾草的种类、内生真菌菌株和土壤类型等的不同而异。对物理特性的影响主要集中在土壤团聚体结构的影响上,而化学成分的影响主要体现在土壤碳氮量的改变,生物多样性主要包括土壤微生物和动物。本文回顾了禾草–内生真菌共生体对土壤理化性质和功能的响应,目的是阐明宿主土壤生境中共生体和微生物之间相互作用的机制及其功能,为发掘、开发新的禾草–内生真菌共生体以及使用新型禾草–内生真菌共生体来改变土壤微环境提供理论基础。
龙葵修复镉污染土壤的研究进展
曾星, 李伟亚, 陈章, 陈国梁, 陈远其, 李志贤
2019, 36(5): 1308-1316. doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2018-0421
[摘要](1547) [HTML全文] (722) [PDF 607KB](17)
摘要:
近年来土壤镉污染问题日趋严重,对镉污染土壤的治理迫在眉睫。植物修复是净化重金属污染土壤最有潜力的原位修复技术之一,因地制宜地选择植物修复材料是大田植物修复成功实施的关键。本文综述了镉富集植物龙葵(Solanum nigrum)对镉的富集特性及生理响应;揭示了在镉胁迫下,龙葵产生根际螯合作用、区隔化及抗氧化系统的耐镉机制;概括了龙葵与添加剂、农艺措施、微生物联合修复技术等的应用研究;阐明了未来对龙葵的研究侧重点应放在提高龙葵对土壤中镉的固定和吸收方面;研究结果为重金属污染土壤植物修复工作的深入开展提供了参考。
植物生产层
长穗偃麦草成熟种胚高频再生体系
周妍彤, 郭强, 毛培春, 田小霞, 崔国文, 孟林
2019, 36(5): 1317-1322. doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2018-0419
[摘要](1181) [HTML全文] (588) [PDF 628KB](22)
摘要:
以长穗偃麦草(Elytrigia elongata)成熟胚为外植体,在MS基本培养基的基础上,附加不同浓度的2,4-D、6-BA和NAA等植物生长调节剂,开展对其愈伤组织诱导、绿苗分化和生根等的试验研究。结果表明,适宜愈伤组织诱导的培养基为MC (MS + 30 g·L–1麦芽糖 + 1 g·L–1 CH+ 200 × 5 mL·L–1 VB + 0.5 g·L–1 L-Pro + 3 g·L–1植物凝胶) + 3 mg·L–1 2,4-D + 0.025 mg·L–1 6-BA,诱导率达77.78%,4周后可见淡黄色愈伤组织;最佳分化培养基为MC (MS + 30 g·L–1麦芽糖 + 1 g·L–1 CH+ 200 × 5 mL·L–1 VB + 0.5 g·L–1 L-Pro + 3 g·L–1植物凝胶) + 0.1 mg·L–1 2,4-D + 3 mg·L–1 6-BA,分化率达66.67%,4周后出现芽点,同时伴随根毛发生;最佳生根培养基为MR(1/2MS + 15 g·L–1麦芽糖 + 3 g·L–1植物凝胶) + 0.5 mg·L–1 NAA,移栽后全部成活。从而建立了一套从长穗偃麦草“成熟种胚–诱导愈伤组织–绿苗分化–生根–移栽”的组培再生体系,为进一步研究其抗逆分子机制奠定了重要基础。
不同温度下PEG-6000渗透胁迫对歪头菜种子发芽的影响
唐伟, 南志标
2019, 36(5): 1323-1332. doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2019-0122
[摘要](1084) [HTML全文] (695) [PDF 768KB](14)
摘要:
以歪头菜(Vicia unijuga)为研究材料,在恒温培养箱控制的不同温度(15,20和25 ℃)下,设置聚乙二醇(PEG-6000)浓度梯度分别为0、–0.2、–0.4、–0.6、–0.8和–1.0 MPa的6个渗透胁迫处理,研究不同温度下PEG-6000渗透胁迫对歪头菜种子发芽和生长的影响。结果表明:1)20 ℃条件下,歪头菜种子的发芽参数(发芽率、发芽速率、发芽指数、活力指数)和生长指标(胚芽长和胚根长)显著高于15和25 ℃(P < 0.05)。2)渗透胁迫抑制歪头菜种子发芽和幼苗生长,通过适当的增温可以缓解渗透胁迫对种子发芽和幼苗生长的不利影响。在较低水势下(–0.6~–1.0 MPa),20 ℃条件下,种子发芽速率、活力指数、胚芽长和胚根长均显著高于15 ℃(P < 0.05);25 ℃条件下,发芽率、发芽速率、发芽指数和活力指数均显著低于15 ℃(P < 0.05)。3) 基于水势模型的分析表明,歪头菜种子的基础水势值(Ψb)的变化随温度的升高呈先升后降的趋势;20°C条件下种子发芽的Ψb最低,为–1.27 MPa,表明该温度下,种子在相对干旱环境条件下更易于发芽。
超声波和抗坏血酸处理对老化梭梭种子萌发及幼苗生理特性的影响
赵恬, 柳旭, 周文楠, 潘胜难, 张钰靖, 钟元, 蒋文博, 王佺珍
2019, 36(5): 1333-1343. doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2018-0492
[摘要](964) [HTML全文] (617) [PDF 876KB](10)
摘要:
种子在长期的贮存过程中会发生不可逆的衰老现象,从而导致品质和产量下降。合理的修复处理可以提高老化种子的活力和幼苗质量。本研究采用四因素[超声温度、超声时间、抗坏血酸(ascrobic acid, AsA)浓度、抗坏血酸浸种时间]三水平L9(34)正交试验,对人工老化的梭梭(Haloxylon ammodendron)种子进行超声波和AsA混合处理,研究超声波和AsA对种子萌发和幼苗生理特性的影响,分析其是否可以修复老化造成的损伤,并选出最优的处理条件。结果表明,适当剂量的超声波和AsA能够对老化种子产生修复作用,处理后种子发芽率、发芽势、发芽指数和幼苗长度均得到显著提高(P < 0.05),种子浸出液电导率、丙二醛(MDA)含量和脯氨酸含量下降,可溶性蛋白含量增加,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)等保护酶活性增强,其中超声温度为影响种子活力的最重要因素。研究分析得出,老化梭梭种子的最优修复处理条件为:超声温度25 ℃,超声时间20 min,AsA浓度300 mg·L–1,AsA浸种时间24 h。
5个高羊茅品种萌发期的耐盐性比较
谢宇涵, 洪盛, 朱瑾, 王婧, 刘璐, 柴琦
2019, 36(5): 1344-1352. doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2018-0262
[摘要](1053) [HTML全文] (604) [PDF 671KB](19)
摘要:
以NaCl为胁迫因子,设0(CK)、50、100、150、200、250 mmol·L–1 6个盐分梯度,研究5个高羊茅(Festuca arundinacea)品种种子萌发的耐盐能力,以期筛选出耐盐能力强的高羊茅品种。结果表明,在低NaCl浓度(50 mmol·L–1)下,各品种发芽势、发芽率、发芽指数、种子活力指数、苗长、根长和盐害率与对照相比几乎无变化(P > 0.05)。50~250 mmol·L–1的盐浓度范围内,各品种相对发芽势、相对发芽率、相对发芽指数、种子活力指数、相对苗长与相对根长均随盐浓度的增加而降低,相对盐害率随盐浓度的增加而升高。NaCl浓度达到最大(250 mmol·L–1)时,相对盐害率达到最高,相对发芽势、相对发芽率、相对发芽指数、种子活力指数、相对苗长、相对根长等指标降至最低。5个高羊茅品种种子萌发期耐盐性强弱依次为踏火6号 > 警犬 > 红宝石2号 > 贝克 > 超级警犬。
光照对陕北退耕地主要植物种子萌发的影响
赵富王, 王宁, 葛芳红
2019, 36(5): 1353-1360. doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2018-0454
[摘要](858) [HTML全文] (566) [PDF 773KB](8)
摘要:
种子萌发过程中对光的感应能够保障种子在合适的条件萌发、出苗,因而光照的有无会对某些物种种子萌发产生影响。本研究以陕北黄土丘陵沟壑区退耕区10种主要植物种子作为研究对象,通过室内萌发法,在全光照与全黑暗两种条件下对种子萌发特征进行分析。结果表明,10种典型植物大部分种子萌发迅速,光照条件下在4 d内有7种植物种子萌发达到T50(萌发种子数达最终发芽种子总数的50%),达到T50所用时间最长的也只需9 d;试验物种中有7种光照条件下达T90所用时间较少,且光照条件下不同物种的发芽指数差异显著(P < 0.05);光照条件下种子萌发率显著大于黑暗条件下的有香青兰(Dracocephalum moldavica)、铁杆蒿(Artemisia sacrorum)、益母草(Leonurus artemisia)、菊叶委陵菜(Potentilla tanacetifolia)和败酱(Patrinia scabiosaefolia)。只有狗尾草(Setaria viridis)萌发率在黑暗条件下显著大于光照条件。其余植物种子萌发率在两种条件下差异不显著(P > 0.05)。综上所述,光照是影响陕北退耕地植物种子萌发的重要因素,黑暗对研究中多数物种种子萌发具有抑制作用。因而,侵蚀淤埋遮光是植物更新的潜在限制因素。
苏丹草及高丹草幼苗对干旱胁迫的生理响应与抗旱性比较
朱永群, 彭丹丹, 彭燕, 张新全, 陈仕勇, 许文志, 姚莉, 王谢, 林超文
2019, 36(5): 1361-1370. doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2018-0433
[摘要](957) [HTML全文] (591) [PDF 810KB](13)
摘要:
采用沙培植物育苗法,以聚乙二醇6000(PEG-6000)模拟自然干旱,研究9份苏丹草(Sorghum sudanense)及3份高丹草(S. bicolor × S. sudanense)幼苗期对干旱胁迫的生理响应,并利用隶属函数法对其抗旱性进行综合比较。结果表明,抗旱性强的材料在干旱胁迫下保水能力强、叶绿素持有率高、能维持较高的光合性能和细胞膜结构的完整性。依据叶片相对含水量、相对电导率、丙二醛含量、叶绿素含量、光化学效率(Fv/Fm)、净光合速率和水分利用效率7项抗逆相关指标,对12份材料的抗旱隶属值进行计算,其综合抗旱适应性鉴定结果为,材料编号1、2和3的苏丹草与10(‘蜀草2号’高丹草)、11(‘蜀草1号’高丹草)及12(‘海狮’苏丹草)抗旱性较强,编号为7、8的两份苏丹草和9号高丹草抗旱性较差。本研究为高梁属作物抗旱新品种选育和优质牧草栽培利用提供了试验依据。
外源硅添加对模拟干旱胁迫下垂穗披碱草苗期根系形态的影响
杨智, 陈仕勇, 周青平, 汪辉, 陈有军, 胡健
2019, 36(5): 1371-1378. doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2018-0709
[摘要](859) [HTML全文] (518) [PDF 714KB](13)
摘要:
为了探讨外源硅添加对干旱胁迫下垂穗披碱草(Elymus nutans)苗期根系形态的影响,本研究采用聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫的方法,分析添加不同浓度硅对干旱胁迫下垂穗披碱草苗期根系总根长、表面积、体积、平均直径、分枝数等形态指标的影响。结果表明:15% PEG模拟干旱胁迫处理7 d后,随着硅浓度的增大幼苗的根系生物量、总根长、表面积、体积、平均直径、分枝数及根尖数呈现上升趋势;处理21 d后随着硅浓度的增大,以上指标先上升后下降,当硅浓度为0.5 mmol·L–1时效果最好。同时,硅添加后的幼苗的根系指标在R1(0~0.5 mm)直径范围显著升高(P < 0.05)。这些结果表明,外源硅添加缓解了干旱胁迫对垂穗披碱草幼苗根系的危害,细根分化能力明显加强;添加外源硅可使垂穗披碱草幼苗通过调整根系形态来适应干旱的环境。本研究为垂穗披碱草的抗旱性研究及其生产利用等提供了重要的参考。
东北草地野大麦对混合盐碱胁迫的生理响应及转录组分析
宋士伟, 焦德志, 杨允菲
2019, 36(5): 1379-1388. doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2018-0446
[摘要](973) [HTML全文] (625) [PDF 1010KB](14)
摘要:
为了研究盐碱胁迫下野大麦(Hordeum brevisubulatum)的生理响应及耐盐碱基因的发掘,采用不同浓度NaCl与NaHCO3混合液胁迫处理45日龄幼苗,通过理化分析方法确定野大麦盐碱逆境胁迫临界值,通过转录组测序技术(RNA-Seq)分析基因表达情况。结果表明,不同浓度(100、200、300、400、500 mmol·L–1)混合盐碱胁迫2 d后,野大麦叶片可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性呈先升高后降低的趋势,均在300 mmol·L–1达到最大值,脯氨酸、可溶性糖含量呈连续上升趋势。选取300 mmol·L–1处理组的野大麦叶片进行转录组测序分析,与对照组(无盐碱处理)相比有4 163个基因上调,1 936个基因下调;对差异表达基因进行GO功能分类,可分为生物过程、细胞组分和分子功能3个主类52个小类;4 405个差异基因被注释到132个通路中,主要涉及蔗糖合成、脯氨酸合成、过氧化物酶体等代谢途径,蔗糖合成酶(SuS)、鸟氨酸转氨酶(OAT)、谷氨酸激酶(ProB)、谷氨酸-5-半醛脱氢酶(ProA)、超氧化物歧化酶(SOD)等的编码基因上调表达。野大麦可以通过提高某些渗透调节物质含量适应盐碱逆境胁迫,这种代谢过程调节蕴涵相关基因表达调控的生理机制。
不同浓度的硝态氮对高羊茅生长及养分吸收的影响
张申, 刘业萍, 刘丽萍, 于存申, 吕绍元, 李海云, 司东霞
2019, 36(5): 1389-1395. doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2018-0611
[摘要](834) [HTML全文] (569) [PDF 564KB](14)
摘要:
为明确硝态氮(NO3-N)不同供应水平下高羊茅(Festuca arundinace)的生长和养分吸收特性,确定适宜高羊茅正常生长的NO3-N浓度,以Ca(NO3)2为氮源,在石英砂盆栽培养条件下,研究高羊茅生长及养分吸收对不同浓度外源NO3-N(0、5、10、15和20 mmol·L–1)的响应。结果表明,外源NO3-N显著影响了高羊茅植株地上部和地下部的生长。随NO3-N浓度的增加,高羊茅株高和地上部干物质累积量均呈先上升后下降的变化趋势;植株地下部干物质累积量、根长和根表面积随NO3-N浓度的升高而降低,平均根系直径各处理间无显著差异(P > 0.05)。增加NO3-N浓度可提高植株地上部磷浓度和磷吸收量,适宜浓度的NO3-N可促进植株地上部氮、钾的吸收和累积。适合高羊茅生长的NO3-N浓度范围为4.3~18.2 mmol·L–1,4.3 mmol·L–1 NO3-N浓度可作为高羊茅养护管理时合理施用氮肥用量推荐的参考。
燕麦富集铯的特点及其抗性
亓琳, 杨莹博, 申志强, 张文彦, 赵威, 王晓凌
2019, 36(5): 1396-1404. doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2018-0411
[摘要](963) [HTML全文] (577) [PDF 848KB](11)
摘要:
为探明金属铯对燕麦(Avena sativa)生长以及抗氧化酶活性的影响,以燕麦为材料,施加不同浓度铯(25、100、500和1 000 mg·kg–1)土培处理30 d,研究不同浓度铯处理对燕麦体内铯的富集和分布特征,生长指标以及丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性的影响。结果显示:1)不同浓度铯处理下,燕麦幼苗的根长、株高、生物量随着土壤中金属铯浓度的升高呈现先增加后降低的趋势;2)燕麦的根、茎、叶均能富集金属铯,但富集金属铯的能力在不同器官之间存在显著差异(P < 0.05),并表现为叶 > 根 > 茎,且不同铯浓度处理下各器官的积累量也存在显著差异,随着处理中金属铯浓度的升高而增加;3)膜脂过氧化产物MDA含量随着铯浓度增加呈现先降低后增加的趋势,而SOD活性在铯浓度25~500 mg·kg–1时与对照无显著性差异(P > 0.05),1 000 mg·kg–1时显著下降。POD和CAT活性均随着铯浓度增加呈现先升高后降低的趋势。研究结果表明,燕麦的根、茎、叶均能积累铯,叶片的富集能力最强。低浓度铯可以诱导燕麦中POD和CAT活性增强,提高其抗胁迫的能力;高浓度铯抑制燕麦的抗氧化酶活性。
CRISPR/Cas系统在植物抗病毒中的应用
闫洪波, 高艳丽, 孙世卫, 窦炎丹, 吴志明
2019, 36(5): 1405-1414. doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2018-0416
[摘要](984) [HTML全文] (632) [PDF 888KB](31)
摘要:
近年来,CRISPR/Cas系统因其简易性和有效性不仅在植物基因组编辑中得到广泛应用,而且开始应用于植物抗病毒研究。本文介绍了CRISPR/Cas系统的研究进展,详述了CRISPR/Cas9和CRISPR/Cas13a在抗植物病毒中的应用,以及靶向病毒基因组和靶向宿主植物基因组两种抗病毒基本策略;同时讨论了CRISPR/Cas12a和相关原核Ago系统在抗植物病毒上的潜在应用前景,并指出CRISPR/Cas在应用中存在的挑战。由于CRISPR/Cas系统在抗植物病毒研究中的优势,可能给植物抗病毒育种带来革命性变化。
三七病虫害研究现状与展望
李宏伟, 郭富贵, 刘洋, 石富云, 董志祥, 张棋麟, 林连兵, 崔秀明, 袁明龙
2019, 36(5): 1415-1427. doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2018-0583
[摘要](1191) [HTML全文] (761) [PDF 794KB](11)
摘要:
三七(Panax notoginseng)是五加科人参属多年生直立草本植物,是我国著名的传统中药材。三七作为云贵高原畜草平衡生态战略的重要经济植物,在云南省文山地区的经济发展中占有举足轻重的地位。近年来,三七人工种植面积快速增加,病虫害问题逐渐突显,已成为限制三七产业健康持续发展的重要因素。目前,已报道的三七病害主要有7种,涉及近20种病原菌;三七害虫至少12种。三七病害中以根腐病发生最为严重,发病率可高达80%;叶螨和蓟马类是三七的重要害虫,严重降低三七的结实率。本文整理了当前三七病虫害已有研究成果,总结了三七主要的病虫害种类、为害特征及防治方法,并对今后重点研究方向进行了展望,以期推动我国三七病虫害的基础及应用研究,为三七病虫害的综合防控提供参考。
动物生产层
紫外辐射对三叶草彩斑蚜3种保护酶活性的影响
卢亚菲, 张祥, 王广, 马雯, 刘长仲
2019, 36(5): 1428-1434. doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2019-0263
[摘要](862) [HTML全文] (545) [PDF 562KB](10)
摘要:
为了明确紫外辐射对三叶草彩斑蚜体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT) 3种保护酶活性的影响,将其12 h内所产若蚜置于40 W UV-B 辐射下分别处理20、30、40、50和60 min,连续照射8代,每代每天照射1次,连续照射6 d后收集虫体用于测定其体内保护酶的活性。结果表明,同一世代三叶草彩斑蚜CAT、SOD活性均随着辐射时间的延长出现先升高后降低的变化趋势,且各处理均显著高于对照(P < 0.05),活性最大值分别为同世代对照的12.84和8.05倍;各世代CAT活性均在40 min处理时最高,POD活性除F5代外均在40 min处理时最高,SOD活性除F6代其余世代均在40 min处理时最高。同一处理CAT、SOD和POD活性均随着辐射代数的增加出现先升高后降低的变化趋势,最大值分别为对照的12.84、8.05和2.09倍,CAT和POD酶的活性除30 min处理外,其余处理均在F6代最高;SOD活性各处理均在F6代活性最高。以上说明短时间紫外辐射能显著提高三叶草彩斑蚜体内SOD、CAT、POD保护酶的活性,其中CAT、SOD 比POD反应明显。
后生物生产层
旅游产业发展背景下高寒牧区退化草地生态治理途径
李祥妹, 彭元柳, 岳洁
2019, 36(5): 1435-1444. doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2018-0429
[摘要](923) [HTML全文] (545) [PDF 625KB](18)
摘要:
高寒牧区退化草地生态治理是实现我国新时期生态与环境建设目标的基础与前提之一。本研究以西藏纳木错流域为案例区,综合考虑纳木错景区旅游产业发展现状与背景,基于354个牧户调研数据,在构建Ⅳ Probit计量模型的基础上探讨牧户草地生态治理行为特征及选择因素。研究发现:1)牧户旅游业参与度影响其草地生态治理意愿和行为,参与旅游产业的牧户具有更高的退化草地生态治理意愿;2)纳木错流域旅游产业的快速发展有效促进了乡村公共事务的自主治理水平,是高寒牧区退化草地生态治理的主要驱动力之一;3)从农户微观角度和微观行为出发、自下而上的乡村治理路径是我国实施乡村振兴战略的基础与前提。基于此,本研究认为,欠发达地区以提高农户参与率为前提的乡村旅游业发展是有效提升乡村退化环境生态治理成效、实现乡村振兴战略的基础路径。
基于能值生态足迹模型的青海地区可持续发展评估
苏文亮, 李文龙, 朱亚莉, 蔡栋, 余翠, 许静, 魏巍
2019, 36(5): 1445-1456. doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2018-0269
[摘要](966) [HTML全文] (584) [PDF 1139KB](17)
摘要:
生态足迹分析方法是生态经济学中测度人类社会资源消耗的经典方法之一,基于能值的生态足迹模型是该领域研究的最新发展和改进。本研究采用区域标准计算生态承载力和生态足迹,能够更好地体现区域的真实供给能力和人类对资源的实际消耗,其方法和数据优于普遍采用的全球标准。研究基于能值生态足迹模型,定量地分析了2005–2014年青海省的可持续发展状态;结合万元GDP生态足迹、生态足迹多样性指数以及发展能力指数,分析了青海省的总体经济发展状况;同时利用GIS空间分析技术,分析研究区可持续发展状态的空间分布差异。结果表明:1)2005–2014年青海省区域生态足迹超出了生态承载力,生态足迹指数小于0且不断下降。2)青海省不可持续发展的区域在不断扩大,主要集中在东部的市区及其周边的县域,2011年之后呈现由北向东的带状分布。3)结合能值生态足迹和多因子耦合分析表明,虽然青海省的资源利用效率有所提高,发展能力也有较大的提升,但主要是以大量的资源消耗为代价,水土流失、生态功能恶化、地区承载力下降、自我调节能力降低等生态环境恶化问题依然严峻。该研究结果可为相关青藏高原地区的可持续发展提供有益的参考。
青贮玉米与拉巴豆套种对青贮玉米品质及产量的影响
田应学, 马培杰, 李亚娇, 吴佳海, 牟琼, 熊文康, 张忠贵, 韩永芬
2019, 36(5): 1457-1465. doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2018-0335
[摘要](1068) [HTML全文] (588) [PDF 584KB](24)
摘要:
为寻求青贮玉米(Zea mays)栽培中品质改良、产量升高的新途径和新技术,在贵州松桃县九江乡试验地以青贮玉米(郑青贮1号)和拉巴豆(Dolichos lablab)为研究材料,于青贮玉米行距间套种不同行数的拉巴豆,共设3个处理玉米不套作(A0)、1行玉米+1行拉巴豆(A1)、1行玉米+2行拉巴豆(A2),研究多行拉巴豆套种对青贮玉米产量和品质的影响。结果表明,随着拉巴豆行数的增加,青贮玉米产量、粗蛋白、粗灰分、叶长、全氮、全磷和全钙含量均显著增高(P < 0.05),其中产量最高达55 350.00 kg·hm–2,与单作青贮玉米相比,可实现农民增收10 520.50 元·hm–2。青贮玉米粗脂肪、干物质量、株高在套种1行拉巴豆时最高,且各处理间差异显著(P < 0.05)。叶宽和叶片数随着套种拉巴豆行数的增加呈降低趋势。中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量在各处理之间无显著差异(P > 0.05)。不同套种处理后,青贮玉米的产量、粗蛋白、粗灰分、N、P、Ca、Mg、无氮浸出物和叶片数9个性状变异较大,变异系数10%~32.9%。青贮玉米与拉巴豆套种表现出较强的套种优势。因此,在生产中为提高产量,增加套种优势,宜采用青贮玉米与拉巴豆套种行数比为1∶2模式。但是鉴于粗灰分含量在此处理下最高,还需在今后的试验中对套种处理做进一步的研究。
刍议中国牧草产业发展现状—以苜蓿、燕麦为例
郭婷, 薛彪, 白娟, 孙启忠
2019, 36(5): 1466-1474. doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2018-0424
[摘要](1342) [HTML全文] (582) [PDF 814KB](50)
摘要:
本文首先从需求与进口、生产能力的角度探讨了我国牧草产业的发展现状,然后从资源、政策、科技、市场的角度分析了我国牧草产业发展面临的制约因素。结果显示,未来国内对优质牧草的需求上升,供需缺口极大,国产牧草不能满足国内畜牧业巨大的需求量因而需要大量进口,然而,中美贸易战将会提升牧草进口成本,未来将压缩牧草的进口,倒逼国内牧草产业的快速发展与转型升级;近年来,国内牧草的种植面积及产量呈明显上升趋势,相关企业的生产加工能力显著增强,但牧草产业依然面临着资源因素、政策因素、科技因素、市场因素的严重制约。