研究报告

  • 硅对磷限制下紫花苜蓿生理生态及氮磷化学计量的影响

    李俊霖;宋婵;钱程;赵欣;胡雅飞;刘大林;王琳;李新娥;

    施用外源硅肥对很多禾本科植物生长有积极作用,但对豆科植物缺磷的缓解作用和机制研究较少。本研究以豆科牧草紫花苜蓿(Medicago sativa L.)为对象进行盆栽试验,设置2个营养处理,即营养均衡和磷限制,以及3个硅酸钾(K_2SiO_3)添加浓度,即0 mmol/L、1 mmol/L、2 mmol/L,旨在研究硅添加对磷限制下紫花苜蓿生长特征、光合特性以及氮、磷元素吸收和化学计量特征(N∶P)的影响。结果表明:相对于营养均衡条件,磷限制显著降低了苜蓿生物量、株高、光合速率、气孔导度、蒸腾速率、光合水分利用效率和地上部磷含量,提高了地上部N∶P,尤其在不添加硅的情况下;添加硅显著提高了磷限制时植物生物量、株高、光合速率、气孔导度、蒸腾速率和地上部磷含量,但营养均衡条件下添加硅降低了气孔导度,对其他指标无显著影响。相关性分析表明,磷限制条件下,紫花苜蓿地上部硅含量与磷含量呈显著正相关,与N∶P呈显著负相关,而在营养均衡条件下,相关性不显著。因此,硅添加在一定程度上缓解了豆科植物紫花苜蓿的磷限制,并揭示了通过化学计量学调节体内营养使其趋向内稳态的相关机制,在土壤磷素缺乏的背景下为硅在紫花苜蓿栽培利用提供科学指导和理论依据。

    2025年05期 v.47;No.291 1-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 1986K]
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  • 阻沙固沙带土壤生态化学计量特征空间异质性及其环境解释

    刘腾;马瑞;田永胜;张春来;

    为探究阻沙固沙带土壤养分及生态化学计量对阻沙固沙措施的反馈效应,并阐明其对环境因子的生态学响应,在民勤绿洲西北缘选择典型的阻沙固沙带,沿主导风向在阻沙固沙带内选择5处样地作为试验组,以流动沙丘和农田作为对照组,采集表层(0~10 cm)土样,测定土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)含量和pH、含水量、电导率,分析土壤养分含量和生态化学计量比特征以及环境因子对其贡献率。结果表明:研究区土壤SOC含量在各样点呈现出显著差异,农田为19.87 g/kg,阻沙固沙带为7.75 g/kg,流动沙丘为3.59 g/kg;土壤TN和TP含量均处于较低水平,其平均值分别为0.09 g/kg和0.44 g/kg;土壤TK含量除在流动沙丘较低外,在其他样点含量较高,平均值为8.79 g/kg。土壤C∶N的平均值为161.23,远高于我国表层土壤C∶N的平均值;土壤C∶P平均值为26.56,N∶P平均值为0.21,均远低于我国平均水平,阻沙固沙带土壤存在显著的氮限制特征且有机质的矿化过程缓慢,但土壤磷矿化能力较强,磷素有效性较高。主成分分析表明,对土壤SOC、TN、TP、TK含量及其生态化学计量特征影响最大的环境因子为含水量,贡献率达到87.1%,pH的贡献率为11.3%,电导率的贡献率相对较低,仅为1.6%。综上,阻沙固沙带较好地改善了沙化土壤的养分状况,水分和氮素是限制阻沙固沙带土壤养分状况的主导因子。

    2025年05期 v.47;No.291 12-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 1450K]
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  • 增温及氮沉降对青藏高原高寒草甸植物-土壤-酶生态化学计量特征的影响

    向雪梅;德科加;张琳;林伟山;冯廷旭;李菲;魏希杰;

    增温和氮沉降会影响青藏高原高寒草甸的功能和结构,生态化学计量学有助于揭示植物与土壤之间养分流动的生物地球化学特征。本试验通过在青海高寒草甸进行不同水平增温及氮沉降处理,增温水平分别为W0(不增温)、W1(空气温度增加0.47℃,土壤温度增加0.61℃)、W2(空气温度增加0.92℃,土壤温度增加1.09℃)、W3(空气温度增加1.44℃,土壤温度增加1.95℃),施氮水平分别为不施氮、16 kg N/(hm~2·a)、32 kg N/(hm~2·a),探究植物、土壤及酶碳氮磷化学计量变化及其相互之间的关系。结果表明:与不增温相比,增温显著增加植物地上部全氮、土壤全氮、土壤有机碳、土壤氮磷比及土壤酶氮磷比,显著降低植物地上部碳氮比、土壤酶碳氮比及土壤酶碳磷比。与不施氮相比,氮沉降显著增加植物地上部和根系全氮、土壤有机碳、土壤全氮、土壤酶碳氮比,显著降低根系碳氮比及土壤酶氮磷比。氮沉降及增温的交互作用显著影响土壤有机碳含量及土壤酶碳氮磷化学计量比。通过计算植物组织对土壤元素和酶活性响应的化学计量动态平衡指数,发现增温及氮沉降下植物组织化学计量稳态指标属于严格内稳态。土壤全氮、碳氮比、β-1,4-木糖苷酶对植物营养元素及其化学计量有显著影响。综上所述,短期增温及氮沉降处理下青藏高原高寒草甸土壤及酶化学计量会影响植物对养分的获取能力。

    2025年05期 v.47;No.291 21-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 6586K]
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  • 329份冰草材料种子表型性状遗传多样性分析与综合评价

    李悦煊;黄雪琦;白小明;辛霞;

    本研究采用多元统计方法(包括方差分析、主成分分析、相关性分析、系统聚类分析及隶属函数评价)对国家作物种质库保存的329份冰草种质资源的5个种子形态学性状指标展开综合分析与评价,旨在构建冰草种质资源评价与创新利用的理论框架。研究结果显示:在供试材料的5个种子表型性状中,千粒重表现出最高的遗传变异,其遗传多样性指数达1.880,变异系数达24.56%;5个性状平均遗传多样性指数为1.752,平均变异系数为14.06%;通过主成分分析提取的3个主要成分可解释98.750%的性状变异,前3个主成分贡献率为65.555%、26.162%和7.034%,完整保留了种子性状的核心遗传信息;相关性分析表明,种子长与其他四个表型性状均呈极显著正相关(P<0.01),种子宽与千粒重、单粒种子面积,千粒重与种子长宽比,种子长宽比与单粒种子面积间亦呈现显著正相关(P<0.01);系统聚类将全部种质划分为4个类群,其中第Ⅰ类群(284份)为中等类群,第Ⅱ类群(41份)为小粒类群,第Ⅲ、第Ⅳ类群各含2份优质特异种质;综合隶属函数评价结果显示,B-288、B-243、B-233、B-250种质在种子长、种子宽、单粒种子面积及千粒重等性状上表现优异,而B-152、B-143、B-128、B-149、B-141、B-153种质的多性状综合表现相对较差。综上,种子长、单粒种子面积和千粒重是决定冰草种质资源种子遗传差异的关键形态学指标。

    2025年05期 v.47;No.291 34-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 1838K]
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  • 老芒麦蛋白磷酸酶EsPP2C48基因编码区克隆及干旱胁迫响应分析

    李德珍;德英;闫伟红;杨忠;

    蛋白磷酸酶2C(PP2C)家族在植物响应逆境胁迫中发挥重要作用。本研究以中草28号老芒麦为材料,采用PCR技术成功克隆了EsPP2C48基因,并运用InterPro、NetPhos 3.1和STRING等生物信息学分析工具对EsPP2C48基因编码的蛋白质进行了结构和功能分析。结果显示,EsPP2C48是不含信号肽和跨膜区的亲水性蛋白,主要位于细胞质中,含有PPM型磷酸酶结构域。磷酸化位点预测表明,其有多个潜在的调控位点。EsPP2C48主要与丝氨酸/苏氨酸激酶中丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)家族蛋白互作。以干旱胁迫0 h为对照,干旱胁迫下EsPP2C48基因在叶片中的表达量呈上调趋势,胁迫2 h时表达量显著高于对照(P<0.05),胁迫6 h时达到峰值,随后开始下降,胁迫12 h时仍显著高于对照(P<0.05),胁迫24 h和48 h时该基因的表达量仍高于对照,但差异不显著;干旱胁迫下,EsPP2C48在老芒麦根系中的表达量整体呈下调趋势,胁迫2 h、4 h时表达量小幅上调,但与对照没有显著差异,胁迫12 h后的表达量显著低于对照(P<0.05)。总而言之,EsPP2C48基因在老芒麦响应干旱胁迫过程中发挥着重要的调控作用。

    2025年05期 v.47;No.291 46-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 2003K]
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  • 新疆北部荒漠不同微生境下毛穗旱麦草根鞘形态差异比较

    张青青;孙瀚博;江康威;王亚菲;丁雨;吕程;

    本研究以新疆北部古尔班通古特沙漠的一年生短命植物毛穗旱麦草为对象,通过采样分析沙质和砾质微生境下毛穗旱麦草根系及根鞘的特征,揭示根鞘土壤和根围土壤理化性质对根鞘形成的作用。结果表明,在沙质微生境中,毛穗旱麦草通过发育根毛增强水分和养分吸收,而在砾质微生境中则通过增大根系表面积、体积及分枝数来提高与土壤的接触,从而提高吸收效率。在抽穗期,沙质微生境促进根鞘发育,根鞘重量、长度和发育指数较高;在结实期,砾质微生境的根鞘参数明显较高,表明土壤颗粒对根系黏附性影响较大。沙质微生境下,多项根系指标与根鞘特征呈显著正相关性,尤其在抽穗期;而砾质微生境多项土壤因子与根鞘特征呈显著正相关,且在抽穗期呈显著正相关的指标多于沙质微生境。这些发现为理解短命植物的生态适应策略及植物资源的保护提供了理论依据。

    2025年05期 v.47;No.291 55-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 2979K]
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  • 紫花苜蓿新品系幼苗对低温胁迫的响应

    马香香;南丽丽;王利群;杨丽丽;焦龙光;郭佳雨;田戈;何蓉;

    为探讨紫花苜蓿新品系在低温环境下的变化及响应机制,以4份苜蓿新品系(P1、P2、P3、P4)以及地方品种陇东苜蓿为材料,在低温胁迫(4℃)下分别处理0 d(CK)、1 d、13 d与20 d后测定其幼苗形态、生理与光合等指标。结果表明:随低温胁迫时间延长,供试苜蓿株高、地上与地下生物量、根冠比、根系活力、叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、叶绿素总含量、蒸腾速率、净光合速率、气孔导度及地上、地下部生长素、玉米素、赤霉素均显著降低(P<0.05);水分利用效率、丙二醛与地上、地下部脱落酸均显著升高(P<0.05);气孔限制值、过氧化物酶、超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性均先升后降并在胁迫13 d时达最大值,胞间CO_2浓度先降后升并在胁迫13 d时达最小值。隶属函数综合评价显示供试材料抗寒能力依次为P4>P2>P1>P3>陇东,线性回归分析表明地上部赤霉素、株高、地下部赤霉素、地下部玉米素可作为苜蓿苗期抗寒性评价首选指标。研究结果以期为抗寒苜蓿新品种选育提供理论依据。

    2025年05期 v.47;No.291 66-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 2791K]
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  • 光照模式对紫花苜蓿产量品质和生理活性及氮代谢的影响

    陈艳琦;林坤明;刘文科;

    在环境可控的人工光植物工厂中,研究了23.328 mol/(m~2·d)日累积光量下LED红蓝绿光质的3种光照模式,即常规光照(18 h光照/6 h黑暗,红光∶蓝光∶绿光=280∶70∶10)、连续光照(24 h光照/0 h黑暗,红光∶蓝光∶绿光=210∶52.5∶7.5)和3种光质交替光照(24 h光照/0 h黑暗,红蓝光∶绿光=525∶15;红绿光∶蓝光=435∶105;绿蓝光∶红光=120∶420)对紫花苜蓿产量品质和生理活性及氮代谢的影响。结果表明,紫花苜蓿是连续光照耐受型植物,与常规光照相比,连续光照下紫花苜蓿形态健康、产量未减,且可溶性糖、淀粉含量提高,但光合色素含量、气孔导度和Fv/Fm降低,没有累积过量H_2O_2和丙二醛。数据表明,红蓝光-绿光交替促进了叶片延展,红绿光-蓝光交替促进了株高增长,绿蓝光-红光交替使初花期提前。氮代谢方面,硝态氮含量在连续和绿蓝光-红光交替显著降低,氨态氮含量在红绿光-蓝光交替显著升高,硝酸还原酶活性在红蓝光-绿光交替显著降低,亚硝酸还原酶活性在红绿光-蓝光交替显著降低(P<0.05)。连续光照和交替光照抑制了氮代谢酶活性,但提高了紫花苜蓿可溶性蛋白、游离氨基酸和粗蛋白含量。综上所述,连续光照和交替光照模式适用于人工光植物工厂中紫花苜蓿的生产。

    2025年05期 v.47;No.291 78-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 4078K]
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  • 不同非生物胁迫对蒺藜苜蓿生长及表观遗传修饰特征的影响

    赵媛媛;徐成体;王伟;蒲小剑;魏希杰;张俊超;

    表观遗传与环境条件变化紧密相关,非生物胁迫影响植物表观遗传修饰状态,同时表观遗传也会影响植物的胁迫响应。本试验以蒺藜苜蓿为材料,系统地研究了其在盐、干旱、高温和低温胁迫下的形态、生理及表观遗传修饰动态变化,并结合相关性分析探究4种非生物胁迫下表观遗传修饰与形态和生理间的关联。结果表明:4种非生物胁迫对蒺藜苜蓿形态和生理造成了明显的抑制作用,表现为叶面积(除低温胁迫外)和叶鲜(干)重、茎鲜(干)重及地上鲜(干)重显著降低,相对含水量和总叶绿素含量显著降低,相对电导率、可溶性糖含量和总抗氧化能力显著升高(P<0.05);同时表观遗传参与了蒺藜苜蓿在逆境胁迫下的调控过程,但不同表观修饰间的调控方式存在差异,其中DNA甲基化含量均显著升高,乙酰化组蛋白含量均显著降低,而甲基化组蛋白含量仅在盐胁迫下显著升高,其余3种胁迫下显著降低,泛素化组蛋白含量在盐和低温胁迫下显著升高,高温胁迫下显著降低(P<0.05),干旱胁迫下变化不显著;相关性分析表明6-甲基腺嘌呤含量和乙酰化组蛋白含量与叶片形态指标(叶鲜重、叶干重和叶面积)呈显著正相关(除乙酰化组蛋白与叶面积不显著),而与逆境相关生理指标(相对电导率、可溶性糖和总抗氧化能力)呈显著负相关(除6-甲基腺嘌呤与相对电导率不显著)。该研究从表观遗传角度初步探究蒺藜苜蓿对不同非生物胁迫的适应特征,为豆科牧草抗逆表观分子育种提供重要的理论依据。

    2025年05期 v.47;No.291 89-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 5089K]
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  • 播种量与施氮水平对盐地碱蓬生长和饲喂品质的影响

    马莉;喜炜;杨晓军;

    为探究滴灌条件下不同播种量与施氮水平对盐地碱蓬生长和饲喂品质的影响。采用双因素全组合大田试验,盐地碱蓬播种量分别为10、20、30 kg/hm~2,施氮量分别为100、200、300 kg/hm~2。结果表明:播种量和施氮水平对盐地碱蓬生长、生物量、吸盐量和水分利用效率均有显著影响,两者交互效应显著。在相同施氮水平下,随着播种量提高,饲喂品质、生物量、吸盐量、水分利用率先增后减,而偏肥料生产力明显减小,净利润先增后减,两者协调整体效益提高。基于空间分析法的多目标优化,当播种量为20.20~21.44 kg/hm~2,施氮量为222.45~250.87 kg/hm~2时,净利润和吸盐量同时达到其最大值的98%以上。本研究结果可为干旱区盐碱地生态开发和利用提供参考依据。

    2025年05期 v.47;No.291 102-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 3203K]
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  • 防治苜蓿黄萎病的生防菌筛选

    吴杰;张园园;贾瑞芳;王圣泽;王露然;林克剑;周洪友;

    为了筛选出防治苜蓿轮枝菌的拮抗生防菌株,采用形态学和生理生化特征结合分子生物学技术鉴定拮抗细菌的种类,并利用平板对峙法测定抑菌能力和抑菌谱,在温室条件下评价其生防效果。结果发现,22株由内蒙古农业大学与中国农业科学院草原研究所提供的菌株分属于3属7种,分别为解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、贝莱斯芽孢杆菌、萎缩芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、雷氏普罗威登斯菌和普通变形杆菌。其中,菌株贝莱斯芽孢杆菌J4、J6,解淀粉芽孢杆菌J15、J21,萎缩芽孢杆菌J19和枯草芽孢杆菌J22对苜蓿黄萎病具有较好的防治效果,在生防菌平板对峙实验中J4的抑菌率最高,达58.32%,其次为J15,抑菌率为54.39%。盆栽防治效果实验中J22菌株防治效果较好,处理后苜蓿的发病率与病情指数较对照组分别降低至46.67%和32.00,防治效果为61.29%。本研究筛选出的6株菌株不仅对苜蓿黄萎病具有较好的防治效果且具有较为广泛的抑菌谱,对引起苜蓿镰刀菌根腐病的木贼镰刀菌、三线镰刀菌、层出镰刀菌、变红镰刀菌、轮枝镰刀菌也具有较好的拮抗效果,是具有较好应用潜力的生防菌资源。

    2025年05期 v.47;No.291 113-124页 [查看摘要][在线阅读][下载 2043K]
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  • 草原补奖政策对内蒙古草原牧民职业分化的影响研究——基于是否分化、分化程度及方向的三重视角

    丁文强;侯向阳;

    本研究在内蒙古自治区草甸草原、典型草原、荒漠草原、沙地草原、草原化荒漠5个不同草原类型区域,利用2010年和2015年两期牧户回访调研数据,构建Probit和Tobit模型,探究草原补奖政策对牧户职业分化的影响,并运用分组回归检验草原补奖政策对不同草原类型区域牧户职业分化的异质性影响。结果表明:(1)草原补奖政策实施后,55.25%牧户发生职业分化,牧户职业分化现象明显。其中,48.40%的牧户向非牧户分化,仅6.85%的牧户向牧业户分化,总体呈非牧户分化倾向。(2)草原补奖政策的实施显著促进牧户发生职业分化,显著促进牧户向非牧户方向分化,但其对职业分化程度的深化具有抑制作用。(3)草原补奖政策对牧户职业分化的影响因草原类型的不同而异,草原补奖政策在草甸草原区域促进牧户向牧业户分化,在其他草原类型区域促进牧户向非牧户分化。采用更改解释变量测度、增加控制变量和多种计量方法估计三类方法进行稳健性检验,结果依然成立。鉴于此,建议优化草原生态保护补助奖励机制,为牧户职业转型提供生计保障;注重人力资本有效积累,促进牧户向非牧户职业分化。

    2025年05期 v.47;No.291 125-138页 [查看摘要][在线阅读][下载 1129K]
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  • 基于CiteSpace的中国草畜平衡研究文献计量分析

    李梦真;吴金蕊;杨君仪;刘晓龙;刘爱军;杨勇;运向军;

    草原的过度利用和管理不当导致草畜矛盾突出,草畜平衡管理是解决当前草、畜矛盾的重要举措。本文以中国知网(CNKI)数据库为主要数据来源,应用CiteSpace可视化分析软件分析我国草畜平衡研究现状及发展趋势,探讨1986—2023年草畜平衡主要研究热点及未来研究方向。结果表明:1986—2023年我国草畜平衡研究大致可以分为缓慢增长(1986—2002年)、波动增长(2003—2012年)和平稳增长(2013—2023年)三个阶段,发文量整体呈增长趋势,出现了一批有影响力的研究机构,但作者间、机构间的跨区域交流较少,整体关联性不强。关键词共现和聚类分析显示,该领域主要研究热点为草原生态畜牧业平衡发展、草畜平衡核算和监测体系、草畜平衡奖励政策和发展对策。突现词分析显示,2020年后主要以禁牧、家庭牧场、草原生态等为研究前沿。未来应加强草畜平衡管理与监测体系方面的研究,规范动态载畜量核算方法,完善草畜平衡奖励政策,从而实现生态文明思想指导下的天然草地可持续利用。

    2025年05期 v.47;No.291 139-150页 [查看摘要][在线阅读][下载 2688K]
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