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褪黑素调控草类植物生长发育及抗逆性功能研究进展
张昭, 聂宇婷, 崔凯伦, 吕艳贞, 闫慧芳
2023, 31 (9): 2571-2581. DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2023.09.001
摘要278)      PDF (1277KB)(330)   
褪黑素是一种广泛存在于植物体内的小分子吲哚胺类激素,现有研究已明确其合成途径、分解代谢和生理功能。褪黑素作为信号分子可调节植物昼夜节律、种子萌发、根和花发育,还有利于增强植物对各种逆境胁迫的抵御能力。本文总结了褪黑素调控草类植物生长发育的生理功能,重点阐述了褪黑素在草类植物非生物胁迫和生物胁迫响应中的调控作用,并对其在草类植物生长发育与抗逆性功能研究以及在抗逆育种中的应用前景进行了展望,以期为利用褪黑素提高草类植物抗逆性、提升牧草产量和品质提供参考依据。
西藏那曲适宜建植人工草地的牧草筛选研究
陈美镕, 聂晓伟, 张学民, 王宗松, 宋赵有, 阿旺, 王奇, 汪诗平, 李耀明, 斯确多吉, 张林, 严俊, 周华坤, 石培礼, 姜丽丽
2023, 31 (10): 2897-2904. DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2023.10.001
摘要324)      PDF (1280KB)(306)   
为回答那曲地区能否建植人工草地及哪些牧草适宜在那曲地区建植人工草地的问题,本试验选择抗寒抗旱的牧草开展引种筛选试验。通过收获的牧草产量与那曲天然草地及中国四大草原区其他人工草地产量的对比评估,可知试验收获的牧草产量成倍高于那曲天然草地的产量,且试验区人工草地的平均产量不低于中国其他草原区人工草地的产量,结果表明,在充足的水肥管理条件下那曲地区可建植高产人工草地。同时,适种牧草的筛选基于播种当年不同牧草的出苗与生长情况以及次年多年生牧草的出苗情况(即越冬能力)展开,结果显示燕麦( Avena sativa)、绿麦草( Triticum secale)、芜菁( Brassica rapa)和饲用油菜( Brassica napus)适宜在那曲地区建植一年生人工草地;成功越冬的老芒麦( Elymus sibiricus)和垂穗披碱草( Elymus nutans)可作为多年生人工草地的筛选品种,但其后续是否稳产仍待研究。
放牧对草地生态系统结构与功能影响的研究进展
刘玉祯, 赵新全, 董全民, 刘文亭, 杨晓霞, 俞旸, 张春平, 曹铨
2023, 31 (8): 2253-2262. DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2023.08.002
摘要419)      PDF (11444KB)(263)   
放牧是草地生态系统最主要的利用方式之一,不同的草地类型、放牧强度、放牧家畜种类、草地利用方式以及气候变化等因素均会影响草地生态系统结构与功能。深入揭示放牧活动及气候变化对草地生态系统的影响机制对其可持续发展具有重要意义。本文系统综述了放牧对草地生态系统结构与功能的影响机制,并对该领域几个重要研究方向进行了展望,未来相关研究需重点关注的问题包括:(1)提升放牧草地生态系统中的空间耦合分析;(2)注重草地生态系统多功能性研究;(3)完善全球变化背景下的放牧地多因素嵌套试验;(4)开展不同种类放牧家畜混牧试验;(5)规范草地生态试验方法。以期为草地生态系统的适应性管理和可持续发展提供理论参考依据。
不同经营管理策略对内蒙古家庭牧场影响的研究现状及展望
付净瑶, 王忠武, 李治国, 韩国栋, 那顺孟克, 赵生厚
2023, 31 (7): 1911-1921. DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2023.07.001
摘要227)      PDF (1210KB)(241)   
内蒙古草原是我国重要的畜牧业生产基地和北方生态安全屏障,其经济发展和生态保护问题是当下研究的热点话题。家庭牧场作为比较典型的畜牧业生产组织形式,已经成为内蒙古农牧业发展的重要内容。近年来,气候变化和人类干扰在一定程度上造成了草地的退化,这不仅带来了生态系统功能衰退等问题,也对家庭牧场的经济发展有着重要的影响。本文对家庭牧场的发展及定义进行了论述,就内蒙古不同草地类型下的家庭牧场经营管理策略中产生的作用以及造成的影响进行综述,最后从内蒙古家庭牧场的经营模式、牧户经营意识、管理制度、金融制度及社会服务体系、景观化遥感技术这几个方面提出问题并进行展望,以期为内蒙古草原家庭牧场实现草畜平衡的同时提高农牧民经济效益提供科学参考。
高寒草甸植物叶绿素对氮添加梯度的非线性响应
门璐, 何奕成, 李婷婷, 黎鹏宇, 胡健, 周青平
2023, 31 (6): 1622-1631. DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2023.06.003
摘要192)      PDF (9552KB)(232)   
叶绿素是植物进行光合作用的关键物质,氮素是叶绿素的重要组成元素。因此,土壤氮可能是影响叶绿素含量变化的重要因素。然而,目前研究较少关注氮梯度下叶绿素含量的变化及背后原因。本研究以青藏高原高寒草甸优势植物为研究对象,利用8年的氮添加梯度实验,氮添加水平为0,2,4,8,16,32 g·m -2 ·a -1。研究发现叶绿素含量沿氮添加梯度呈抛物线响应,且峰值多在8 g·m -2 ·a -1左右。低氮水平下,叶绿素含量与土壤无机氮显著正相关,与土壤pH值和植物高度负相关。高氮水平下,叶绿素与土壤无机氮和pH值均不相关,与植物高度呈非线性关系。此外,不管低氮或高氮水平添加叶绿素含量和比叶面积均呈抛物线关系。本研究表明高寒植物叶绿素对氮添加梯度表现出非线性响应且存在阈值,并且低于或高于氮阈值的影响因子是不同的。总之,本研究表明在氮富集的背景下高寒植物叶绿素与土壤氮可利用性存在复杂关系,可能会进一步作用于高寒草地生态系统碳固持。
草种质资源遗传多样性研究进展
陈彩锦, 王学敏, 刘文辉, 曾燕霞, 包明芳, 尚继红, 张尚沛, 朱新忠, 高婷, 崔峻岭, 张国辉, 陈志龙, 沙晓弟
2024, 32 (2): 349-357. DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2024.02.001
摘要218)      PDF (1112KB)(232)   
草种业作为农业领域的重要产业之一,在提高养殖效益、增加农牧民收入、促进经济社会高质量发展等方面发挥着越来越重要的作用。种质资源收集、保存、鉴定评价和创新利用及新品种(系)选育已是当前草种业研究的热点话题。因此,本文主要从草种质资源形态学、生物化学、细胞学及分子水平4个方面对其遗传多样性进行总结和展望,旨在为草种质资源的创制及育种利用提供参考。
国内外草原调查监测历程与展望
常生华, 王蕾, 姜佳昌, 刘永杰, 彭泽晨, 韩天虎, 黄文广, 侯扶江
2023, 31 (5): 1281-1292. DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2023.05.002
摘要247)      PDF (1345KB)(228)   
草原在我国生态文明建设和草牧业发展中发挥着重大作用,草原调查监测是草原管理的主要手段之一。通过梳理我国及主要草牧业发达国家的草原调查监测发展历程,发现在监测内容上国内外主要经历了从生产指标到生态指标的逐步涵盖;调查监测的方法上国内外均以长期和短期相结合,以长期监测为主,短期监测为辅,随着技术发展,各国均根据草地类型、利用等特点,建立了相对完善的调查监测体系。建议我国在草原监测上应科学布局固定监测点;完善草原长期监测网络体系;建立系统的天地空一体化草原监测技术体系;健全多功能草原监测的指标体系;加强草原监测人员和科技的投入,以推动我国草原监测可持续发展。
我国草原分区-分类-分级生态修复模式研究
平晓燕, 王铁梅, 董世魁
2024, 32 (1): 1-12. DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2024.01.001
摘要208)      PDF (6394KB)(211)   
草原是我国重要的自然资源和生态屏障,草原生态修复是我国生态文明建设的重要内容,也是提升草原生态系统服务功能和固碳潜力的重要途径。已有大量研究针对退化草原提出了多种有效的生态恢复措施,但缺乏系统性和针对性的总结。本文在系统梳理和总结国内外草原生态修复研究的基础上,基于文献计量学的研究方法,总结了我国草原生态修复经历的三个阶段。同时,针对不同区域、不同退化/受损/破坏类型和和不同退化程度的草原,探索和提出了我国草原分区-分类-分级生态修复模式,并对我国草原生态修复的未来发展提出了相关建议,以期为我国草原生态修复和可持续管理提供科学依据和参考。
不同放牧模式对祁连山高寒草甸植物群落特征的影响
于泽航, 董全民, 曹铨, 俞旸, 张春平, 刘文亭, 杨晓霞, 刘玉祯, 张振祥, 冯斌, 吕卫东, 杨增增
2023, 31 (9): 2621-2627. DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2023.09.006
摘要167)      PDF (3537KB)(207)   
为探究不同放牧模式对祁连山高寒草甸冬季牧场植物群落特征的影响,本研究在青海省祁连县野牛沟乡设置了3种放牧模式(放牧,M1;放牧+补饲,M2;围封,M3),通过对植物群落的特征指标进行单因素方差分析和网络分析,结果表明:不同放牧模式下植物群落的高度、盖度、生物量存在显著差异( P<0.05);M2模式下物种丰富度显著增加,相较于M1提高了22%,相较于M3增加了10%;不同放牧模式下植物群落的Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数无显著差异;网络分析结果表明,M1,M2,M3模式下关键种依次为:鸡冠茶( Sibbaldianthe bifurca)、洽草( Koeleria macrantha)、多茎委陵菜( Potentilla multicaulis);植物群落功能群特征表明,不同放牧模式对植物功能群生物量分配有显著影响。因此,在祁连山冬季牧场放牧中适当增加补饲能够有效维持冬季牧场草地群落稳定性,对高寒草甸生态系统的健康发展产生积极影响。
碳达峰、碳中和目标下草原增汇路径的思考
赵金龙, 刘永杰, 韩丰泽
2023, 31 (5): 1273-1280. DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2023.05.001
摘要236)      PDF (1148KB)(204)   
草原是我国重要的生态系统和自然资源,对国家生态安全具有基础性、战略性作用。草原兴则林草兴,林草兴则生态兴,生态兴则文明兴。2020年,我国提出了"2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和"的目标。"双碳"目标的提出,对草原生态保护修复提出了更高的要求,也为全面加强草原治理工作创造了历史性机遇。为全面服务国家应对气候变化工作大局,文章分析了当前草原增汇面临的机遇和存在的问题,提出了大力开展人工种草、加强草原保护修复和管理、持续提升草原生态质量、高质量发展现代草业、强化支撑保障、加大社会宣传培训力度等草原增汇路径,旨在为草原助力实现"双碳"目标提供参考。
草坪草再生体系研究进展
马承泽, 崔会婷, 胡倩楠, 王潞雨, 贾芳, 王储, 乔葭月, 李跃, 孙彦
2023, 31 (8): 2241-2252. DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2023.08.001
摘要225)      PDF (1186KB)(203)   
草种是草坪业的基础,但我国缺乏自己培育的草坪草品种,所用草坪草种主要依赖于进口,因此草坪草育种工作亟待加强。常规育种周期长、效率低且难以实现精准靶向育种,而现代生物技术为草坪草育种提供了新的有效途径,其中构建草坪草高效再生体系,加快繁殖速度,对拥有再生体系的草坪草种进行遗传转化是其关键。本文主要综述了近年来对部分冷季型和暖季型草坪草的再生体系研究,总结了影响再生过程的关键因素、存在问题等,同时对未来草坪草再生领域的发展进行了展望,以期对今后草坪草新品种的研发、推广和应用提供参考。
10种土壤处理除草剂在大豆-玉米带状复合种植田应用效果评价
耿亚玲, 王华, 王玲慧, 刘明轩, 蒿文仙, 刘小民, 高占林, 袁立兵, 石洁
2023, 31 (9): 2890-2896. DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2023.09.035
摘要131)      PDF (4863KB)(202)   
为筛选适宜在大豆( Glycine max)-玉米( Zea mays)带状复合种植田使用的土壤处理除草剂,本试验选用10种药剂,进行田间小区试验,测定除草剂对杂草的防治效果及对大豆和玉米的安全性。结果表明:在推荐剂量下,精异丙甲草胺、异丙甲草胺、乙草胺、唑嘧磺草胺、扑草净、噻吩磺隆、2,4-滴异辛酯对大豆、玉米安全;二甲戊灵对大豆有轻微药害,嗪草酮、西草净对大豆和玉米均有轻微药害,药后25 d恢复正常。推荐剂量下,精异丙甲草胺、异丙甲草胺、二甲戊灵、乙草胺对狗尾草和马唐防效在90%以上;唑嘧磺草胺和扑草净对反枝苋和藜防效在90%以上,其他药剂防效较低。在大豆-玉米带状复合种植田可优先选用精异丙甲草胺、异丙甲草胺、乙草胺防治禾本科杂草,选用唑嘧磺草胺或扑草净防治阔叶杂草。
新时代自然保护地体系下草原自然公园的发展回顾与思考
赵欢, 王林, 田海静, 石俊华, 韩立亮
2023, 31 (6): 1599-1608. DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2023.06.001
摘要172)      PDF (2778KB)(198)   
党和国家高度重视生态文明建设。加快构建以国家公园为主体的自然保护地体系是新时代我国生态文明建设的重要组成部分,推进草原自然公园建设是对新时代自然保护地体系的重要补充完善。本文全面梳理总结了新时代我国自然保护地体系的发展历程以及草原自然公园的发展概况,对草原自然公园未来的发展进行了思考,并就生态保护、规划编制、特色挖掘、成果共享等四方面内容提出了宏观发展策略以及细化建议措施,以期为了解和推动我国草原自然公园建设和草原事业高质量发展提供借鉴。
我国草原信息化建设现状及建设模式研究
罗俊强, 张瑞琪, 董世魁, 杨珏婕, 李晓光
2023, 31 (11): 3227-3232. DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2023.11.001
摘要217)      PDF (6050KB)(197)   
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。
不同丛枝菌根真菌接种对3种草地植物生长特性的影响
阚海明, 徐恒康, 鲁佳男, 孙鑫博, 武菊英
2023, 31 (7): 1922-1930. DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2023.07.002
摘要217)      PDF (8804KB)(194)   
为筛选出适用于农牧交错带沙荒地的植物和丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)的优势组合,本研究选取沙荒地常见的3种植物,紫花苜蓿( Medicago satuva L.)、无芒雀麦( Bromus inermis Leyss)和苇状羊茅( Festuca arundinacea Schreb.)作为试验材料,设置接种幼套球囊霉( Glomus etunicatum,GE)、摩西球囊霉( Glomus mosseae,GM)、根内球囊霉( Glomusntraradices,GI)和不接种(CK)处理。结果表明:根内球囊霉(GI)接种紫花苜蓿、无芒雀麦和苇状羊茅接种的侵染率最高,其次是摩西球囊霉(GM),幼套球囊霉(GE)。相关分析也表明,AMF侵染率与植物株高、生物量和分蘖(枝)数呈极显著正相关。综上,接种AMF能显著提高3种草地植物的株高、生物量和分蘖(枝)数,促进植物的生长。GI接种无芒雀麦的组合适用于农牧交错带荒滩地,为探索利用微生物高效快速的进行沙荒地植被恢复提供技术参考。
12个饲用燕麦品种在四川的适应性评价分析
彭靖涵, 程明军, 董志晓, 雷雄, 苟文龙, 刘岳华, 陈书明, 田科, 刘伟, 马啸
2023, 31 (7): 2128-2136. DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2023.07.023
摘要173)      PDF (3836KB)(193)   
为准确评价国内外主要饲用燕麦( Avena sative L.)品种在四川不同地区的稳定性和适应性及不同试点的代表性和区分能力,采用双标图和BLUP预测模型对12个燕麦参试品种对在2018年自行开展的5个区试点的产量数据进行联合分析。结果显示:'太阳神'和'魅力'具有较好的丰产性和稳产性,具有在四川省内大规模推广种植的潜力;品种'苏特'在阿坝红原具有较高的产量,可以在生态类型相似的高海拔地区推广种植;洪雅县具有较好的代表性和区分力,是理想的试点环境,可推荐作为区试验以及品种推广示范的地点。本研究客观地评价了参试燕麦品种的适应性以及试验点的代表性和区分力,可以为四川地区饲用燕麦主栽品种选择及区试点选择提供理论依据。
植物改良盐碱地的热点研究及前沿进展—基于VOSviewer的数据可视化分析
王静, 田永雷, 慕宗杰, 白春利
2023, 31 (9): 2598-2607. DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2023.09.004
摘要221)      PDF (5132KB)(190)   
以中国知网(CNKI)和web of Science(WOS)数据库中检索到的2000-2022年有关改良盐碱地研究的1 329篇核心期刊文献为数据源,运用数据可视化软件,定性定量地进行聚类、热点、共现、语义网络等分析,从植物改良盐碱地的研究趋势、研究热点以及改良效果等角度阐明了国内外植物改良盐碱地的现状。结果表明,盐碱地研究的文献数量呈逐年上升趋势,植物改良盐碱地的效果是目前的热点研究问题。草本是盐碱地改良中最常用的植物,则灌木和乔木主要有15种。种植植物主要可以降低盐碱地的土壤pH值、含盐量和盐基离子浓度,改善土壤物理特征,提高土壤肥力水平。不同植物针对盐碱地的改良效果均有差异,建立盐碱植物库作为改良盐碱地的依据,这是该领域未来研究的重点,以现有研究为基础综述盐碱地改良的进展,对后续开展盐碱地的生态恢复和可持续发展具有指导意义。
宿主和养分介导了AMF和根瘤菌对植物生长的协同效应
郭川, 周冀琼, 张英俊
2023, 31 (7): 1931-1938. DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2023.07.003
摘要164)      PDF (4395KB)(185)   
丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)和根瘤菌(Rhizobium)是两类重要的土壤微生物,可与植物形成共生体系,帮助植物吸收养分和水分,从而促进植物生长。宿主植物和养分条件不同,AMF和根瘤菌介导的植物生长状况不尽相同。本研究通过Meta分析定量研究了接种AMF和根瘤菌(单接种与双接种)对植物生长的影响,并进一步分析了宿主差异和养分添加对共生关系的影响。结果表明,共同接种AMF和根瘤菌打破了潜在资源限制,相较单一接种表现出显著的协同效应;宿主差异会影响协同效应,表现为豆科植物总生物量的正效应值大于非豆科植物,但氮磷含量的正效应值小于非豆科植物;养分添加通过改变“投资-收益”关系,打破了协同效应,降低豆科植物总生物量和侵染率。因此,充分考虑宿主差异和土壤养分含量是发挥菌剂的重要前提。
非生物胁迫下牧草抗逆性研究进展
黄小芳, 石培礼, 余成群, 孙维, 侯阁
2023, 31 (5): 1293-1301. DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2023.05.003
摘要163)      PDF (3306KB)(176)   
非生物胁迫(低温、高温、干旱、水涝、盐害等)是影响牧草生长和发育的重要因素,因而探究牧草抗逆性响应特征、指标、评价方法和提升途径,对于提升和稳定牧草生产有重大意义。本文通过文献资料调研和计量分析方法,综述了牧草对温度、水分和盐分等非生物胁迫作用的响应,概述了牧草的形态结构、生理生化和生产性能抗逆性指标,总结了6类牧草综合评价方法的原理和优缺点,综述了4种牧草抗逆性提升途径,并对今后在非生物胁迫下牧草抗逆性方向上需开展的3个方面研究工作进行展望,以期为选取牧草抗逆性指标和评价方法,提升牧草质量和产量提供参考依据。
燕麦抗倒伏性研究进展
南铭, 柴继宽, 景芳, 张丽娟, 闵庚梅, 刘亚锋, 刘彦明, 李晶, 赵桂琴
2023, 31 (9): 2582-2589. DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2023.09.002
摘要191)      PDF (9382KB)(167)   
倒伏是影响燕麦产量和品质的重要因素之一,也是目前燕麦育种和生产中亟需解决的突出问题。加强燕麦抗倒伏生理和分子机制的系统研究,对促进燕麦抗倒伏种质创新和丰产高效栽培具有重要意义。基于此,本文对燕麦倒伏方面的研究进行了系统总结,梳理了燕麦倒伏发生的影响因素和抗倒伏性鉴定评价现状,综述了燕麦抗倒伏形态学、生理学及解剖学等方面的研究进展,归纳了植株形态、理化物质、栽培措施等与燕麦倒伏的关系。并针对燕麦茎秆力学性能与内源物质合成,抗倒伏相关性状全基因组关联分析(Genome wide association study,GWAS)分析及数量性状位点(Quantitative trait locus,QTL)定位,功能基因挖掘与分子机制解析等研究进行了展望,旨在为我国燕麦遗传改良和抗倒品种选育提供参考,进而推动燕麦抗逆性研究的发展。
紫花苜蓿 GPAT基因家族鉴定及在盐碱胁迫下的表达模式分析
唐芳, 梅亭, 高佳荷, 王佳妮, 石凤翎, 高翠萍
2023, 31 (9): 2608-2620. DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2023.09.005
摘要230)      PDF (11552KB)(158)   
甘油-3-磷酸酰基转移酶(Glycerol-3-phosphate acyltransferase,GPAT)是甘油生物合成的限速酶,参与多种脂类的生物合成途径,在植物生长发育和抗逆过程中具有重要作用。为了解 GPAT基因在紫花苜蓿( Medicago sativa)应对非生物胁迫过程中的作用,本研究利用生物信息学方法共鉴定出73个紫花苜蓿 MsGPATs基因。研究表明, MsGPAT基因在染色体上不均匀分布,大多数基因存在大片段复制现象。系统进化树分析将其分为3个亚组。基因结构和蛋白质保守基序分析表明 MsGPAT基因家族成员多数含有2~3个外显子或11~12个外显子,至少含有1个保守基序。顺式作用元件分析表明不同 MsGPATs基因含有不同的光、生长素和胁迫应答元件。基因表达谱分析显示,分别有10,5,18个 MsGPATs基因积极响应高盐、高碱和混合盐碱胁迫,可作为紫花苜蓿耐盐碱研究的候选基因。
玉米植株不同部位的青贮特征及其品质提升策略
严旭, 吴子周, 左艳春, 王红林, 王强锋, 李杨, 寇晶, 杜周和
2023, 31 (8): 2275-2286. DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2023.08.004
摘要157)      PDF (10975KB)(158)   
玉米因其高产量、高干物质、高纤维、高淀粉、高代谢能和适宜青贮的特点,近年来在其适栽区域作为发展草食畜牧业的青贮饲料愈发受到重视。玉米秸秆富含纤维,籽粒富含淀粉,高纤维和高能量兼具的营养特性让全株玉米成为从谷物密集要肉奶逐步转向饲草密集要肉奶的首选栽培饲用作物。同时,其植株各部位可分别青贮的特性使得玉米青贮独树一帜。本文基于秸秆青贮、果穗青贮、高湿玉米青贮、籽粒复水青贮、全株玉米青贮的近期研究进展,论述玉米不同部位的青贮特征和应用场景,并总结玉米纤维与淀粉消化率的主要影响因素及其提升策略,进而展望中国玉米青贮的未来发展方向。
未来不同气候情景下全球草地生态系统及净初级生产力时空动态分析
范蒙恩, 王佩尧, 陈宇, 刘欢欢, 刘悦, 陈印, 刚成诚, 马扶林
2023, 31 (12): 3597-3607. DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2023.12.004
摘要204)      PDF (9155KB)(158)   
为揭示未来气候变化对草地生态系统的影响及其响应,本研究基于4种未来气候情景(包括SSP126,SSP245,SSP370和SSP585)数据,利用改进的综合顺序分类法和分段模型评估了2020—2100年全球草地生态系统及其净初级生产力(Net primary productivity,NPP)的时空格局及动态演变趋势。结果表明,在4个气候情景中,全球年均温和年降水量均将呈现整体上升的趋势。在SSP126和SSP245情景中,全球草地面积将下降,预计到2090 s将分别下降194.10和178.43万km 2,主要原因在于冻原与高山草地面积的减少。相比之下,在SSP370和SSP585情景中,全球草地面积将呈现上升的趋势,预计到2090 s将分别上升67.59和136.72万km 2,热带萨王纳面积增加最多。全球草地NPP在SSP126,SSP245,SSP370和SSP585情景中均将呈现上升趋势,预计到2090将分别上升0.25,1.96,5.78和7.52 Pg DW,其中,热带萨王纳NPP的贡献最大。在全球暖湿化背景下,冻原与高山草地和热带萨王纳更易受气候变化的影响。
丛枝菌根真菌(AMF)介导植物矿质元素吸收机制的研究进展
韩金吉, 沈小奥, 杨帆, 王非, 覃崇源, 邹东言, 胡千怡, 蔺吉祥, 王竞红
2023, 31 (6): 1609-1621. DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2023.06.002
摘要375)      PDF (2868KB)(156)   
近年来,由于城市工业的不断发展和化学肥料的过度使用,土壤矿质元素匮乏以及污染等问题严重影响我国农业的可持续发展。丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)作为天然的生物菌肥,可以有效促进植物对矿质元素的吸收并改善其生长状况,同时在重金属污染的土壤中又可以减轻重金属对植物的毒性,增强植物对环境变化的适应性。目前,AMF调控植物矿质元素吸收的生理及分子机制的研究已取得了重大进展,大量的菌根诱导基因被识别,但缺乏系统全面的总结。基于此,本文对国内外AMF调控植物矿质元素吸收的相关研究进行了归纳与总结,从AMF影响植物摄取大量元素和微量元素的生理机制及分子机理、AMF缓解植物重金属毒性的作用机制进行了综述,并根据现有研究的挑战与不足提出了展望,旨在为深入理解AMF影响植物对矿质元素的吸收机制和生物菌肥的农业应用等提供一定的科学依据。
模拟增温和放牧对高寒草甸主要植物生态位及种间联结的影响
尹正辉, 陈新丰, 拉多
2023, 31 (5): 1302-1313. DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2023.05.004
摘要187)      PDF (12823KB)(155)   
为了探明增温和放牧对群落中物种生态位和种间联结的影响,本研究设置全年增温、放牧、放牧全年增温和对照组4种处理。采用"Levins"方法计算优势物种的生态位宽度和生态位重叠值,使用方差比率法(Variance ratio, VR)、卡方检验、联结系数(Association coefficient, AC)和Ochiai( OI)指数分析了种间联结性。结果表明,全年增温、放牧和放牧全年增温处理在总体上增加了优势种的生态位宽度;全年增温和放牧全年增温处理使主要物种生态位重叠值降低; χ 2检验表明11个优势物种所组成的55个种对在四种处理下,分别有45.5%,41.8%,47.3%和45.5%的种对表现出正联结性;联结系数 AC值表明,四种处理下分别有54.5%,58.2%,52.7%和54.5%的种对呈负联结; OI指数表明,全年增温和放牧处理使得主要物种 OI值增大。通过种间联结分析发现,全年增温和放牧使群落内种间竞争加强,种间关系变紧密,呈现逆向演替的趋势。
毒害草入侵扩散对滇西北亚高山草甸土壤微生物多样性的影响
牛琼梅, 单贵莲, 罗钦, 刘洋, 刘佳, 谢勇, 邓申才, 杨欣, 初晓辉
2023, 31 (7): 1996-2004. DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2023.07.009
摘要128)      PDF (2268KB)(151)   
为探明毒害草入侵对滇西北亚高山草甸土壤微生物的影响。本研究以香格里拉市国家草原固定监测样地为研究对象,以样地内的草地早熟禾( Poa pratensis)(设为对照)、大狼毒( Euphorbia jolkinii)、网脉橐吾( Ligularia dictyoneura)斑块为取样单元,开展毒害草入侵扩散对亚高山草甸土壤微生物多样性的影响研究。结果表明:与早熟禾斑块相比,大狼毒和网脉橐吾斑块土壤细菌、真菌和放线菌菌群密度,土壤细菌和真菌总OTU数量、特有OTU数量、α多样性和β多样性均显著增加( P<0.05)。在细菌门水平上,酸杆菌门( Acidobacteriota)、绿弯菌门( Chloroflexi)相对丰度降低,变形菌门( Proteobacteria)相对丰度增加。在真菌门水平上,担子菌门( Basidiomycota)相对丰度降低,子囊菌门( Ascomycota)相对丰度增加。在属水平上,古根菌属( Archaeorhizomyces)相对丰度降低,湿伞属( Hygrocybe)相对丰度增加。综上,大狼毒和网脉橐吾的入侵扩散增加了土壤微生物菌群密度及OTU数量,改变了微生物物种组成及多样性,促进了土壤微生物的生长繁殖。
西藏嵩草草甸植物功能群去除影响群落生物量及土壤理化性质
胡雪, 魏晶晶, 马丽, 张中华, 秦瑞敏, 常涛, 苏洪烨, 阿的哈则, 袁访, 李珊, 周华坤
2023, 31 (11): 3240-3250. DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2023.11.003
摘要129)      PDF (4642KB)(151)   
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(2a)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(2a)不同植物功能群去除后土壤pH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。
55个紫花苜蓿品种农艺性状和产量性状分析及综合评价
张晓娟, 陈彩锦, 张久盘, 曾燕霞, 包明芳, 张尚沛, 尚继红, 沙晓弟, 吴娟, 张国辉, 高婷, 杨天辉, 王川, 师尚礼
2023, 31 (11): 3453-3461. DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2023.11.024
摘要155)      PDF (4010KB)(147)   
为更好利用紫花苜蓿品种材料,提高新品种选育效率,本研究以收集的55个紫花苜蓿品种为材料,通过利用变异系数、遗传多样性指数、相关性分析、聚类分析及主成分分析等方法对其主要农艺性状和产量性状进行分析和评价。结果表明,苜蓿品种的农艺性状和产量性状变异系数介于6.89%~23.42%,多样性指数介于0.714 3~0.884 5,多样性指数最高的是叶总干重,最低的是第二茬茎叶比和鲜干比。聚类分析将55个苜蓿品种划分为3大类群,类群Ⅰ、Ⅱ中的品种需进一步进行优良性状挖掘和作为互补材料进行育种利用,类群Ⅲ中的品种可直接引种进行生产,也可作为高产、优质品种选育中的亲本材料进行遗传改良。相关性和主成分分析得出,分枝数、鲜干比、茎干重、叶干重和株高是影响草产量的最主要因素。本研究的结果可为苜蓿品种的开发利用及半干旱区苜蓿品种选育提供参考。
河北滨海盐碱地14个苜蓿品种光合性能与产量性状分析
石嘉琦, 刘忠宽, 王东奎, 张立锋, 于合兴, 智健飞, 李洁鑫, 李敏, 刘振宇, 谢楠, 刘惠芝
2023, 31 (7): 2107-2115. DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2023.07.021
摘要137)      PDF (1772KB)(147)   
为探究不同苜蓿( Medicago sativa)品种在河北滨海盐碱区的光合性能及产量性状的变化差异,本研究以14个苜蓿品种为材料,运用冗余分析和灰色关联度法对不同苜蓿品种叶绿素含量、荧光参数、光合参数、株高及生物产量进行评价。结果表明:不同苜蓿品种间产量性状和光合生理差异较大,其中'WL440HQ'叶片的实际光合效率Y(II)、光化学淬灭系数(qP)和表观光合电子传递速率(ETR)最高,且非光化学淬灭系数(NPQ)、光系统调节性能量耗散的量子产量Y(NPQ)和非调节性能量耗散的量子产量Y(NO)均最低,光合作用强,有利于植株干物质积累;冗余分析显示苜蓿干草产量易受株高、叶绿素a(Chla)、最大光合效率(Fv/Fm)、潜在最大相对电子传递速率(ETR max)、Y(II),l k,qP,NPQ,Y(NPQ)及ETR等因素的影响,其中Y(NPQ)和NPQ为负向影响,其余因素为正向影响。'WL440HQ''甘农9号''WL358HQ''中苜1号'和'WL525HQ'综合排名靠前,光合性能和产量性状表现均较好,适宜在河北滨海盐碱区栽种。
紫花苜蓿 MsMYB58基因克隆及抗旱功能鉴定
刘佳, 王少鹏, 史昆, 周仂, 王赞
2023, 31 (12): 3608-3616. DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2023.12.005
摘要142)      PDF (7240KB)(145)   
干旱是限制紫花苜蓿( Medicago sativa)生长的重要环境限制因子,MYB转录因子广泛参与调控植物的生长发育和非生物胁迫。本研究对紫花苜蓿 MsMYB58基因进行克隆及生物信息学分析,初步解析紫花苜蓿 MsMYB58在干旱胁迫应答过程中的功能。结果显示, MsMYB58开放阅读框全长1 002 bp,编码蛋白含有333个氨基酸,分子量为37.80 kDa,属于典型的R2R3-MYB家族成员,定位在细胞核、细胞壁和细胞膜中。 MsMYB58的组织特异性表达主要在茎中,在根中的表达最少;在脱落酸、盐和自然干旱处理中, MsMYB58的表达水平呈现不同的变化趋势。干旱胁迫下,过表达 MsMYB58的转基因烟草的过氧化氢酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶的活性和脯氨酸含量显著增加,而丙二醛的含量则显著下降,叶绿素荧光参数PSⅡ利用效率和PSⅡ最大光化学量子产量显著升高,非光化学猝灭显著下降。本研究初步探究了紫花苜蓿 MsMYB58在干旱胁迫应答过程中的功能,为进一步挖掘紫花苜蓿干旱响应功能基因提供理论基础。