北方农牧交错带温性盐碱化草地土壤呼吸对不同形态氮添加和刈割的响应

农牧交错带草地生态系统兼受农业和牧业的影响, 属于脆弱生态系统, 尤其是养分贫瘠的盐碱化草地, 其生态系统结构和功能对外界干扰的响应更加强烈。位于晋西北地区的农牧交错带盐碱化草地, 地理位置独特, 区别于天然牧区草地生态系统。由于毗邻农田, 农业氮肥的过量使用促进了活性氮气体排放, 同时使得农牧交错带草地土壤碳氮循环发生改变。刈割是北方农牧交错草地生态系统的主要管理方式, 为了深入探究氮添加和刈割管理方式对农牧交错带草地碳循环的影响, 进一步厘清该区域草地生态系统的碳动态问题, 该研究设置了一个不同形态氮添加和刈割的裂区实验, 测定土壤呼吸对不同形态氮肥添加和刈割的响应, 为进一步科学管理该区域草地提供可靠的依据。实验样地位于山西省右玉县境内的“山西农业大学农牧交错带草地生态系统野外观测研究站”, 于2017年设置不同形态氮添加和刈割处理, 实验处理包括对照(不刈割和刈割)、尿素添加、缓释尿素添加、刈割+尿素添加、刈割+缓释尿素添加, 每种处理6个重复, 共36个小区。在不同处理条件下测定土壤呼吸速率、土壤温度、土壤水分、土壤微生物生物量、土壤无机氮含量、植物地上和地下生物量, 并计算土壤累积碳排放量及CO₂通量。研究结果表明: (1)短期(2017-2018年)尿素和缓释尿素的添加显著提高了该地区土壤呼吸速率和土壤累积碳排放量。与添加缓释尿素相比, 添加尿素处理下的土壤呼吸速率和累积碳排放量更高; (2)刈割显著降低土壤呼吸速率和累积碳排放量; (3)短期氮添加和刈割的交互作用对土壤呼吸速率没有显著影响。因此, 短期氮添加促进了北方农牧交错带盐碱化草地土壤碳释放, 刈割抑制土壤呼吸, 降低了累积碳排放量, 这可能是由于刈割移除地上植物, 减少了凋落物的输入, 底物减少导致土壤微生物活性降低。但是随着处理时间的延长, 氮添加和刈割对该农牧交错带盐碱化草地土壤碳动态的影响还有待进一步探究和发现。     

降水变化与氮添加对晋北盐碱化草地土壤净氮矿化的影响

于2018年在晋北典型农牧交错带盐碱化草地设置增减降水和氮添加处理试验, 2019年生长季(5—9月)采用原位顶盖PVC埋管法测定不同水、氮处理下土壤净氮矿化速率,研究盐碱化草地土壤净氮矿化速率对降水格局变化和氮沉降的响应。结果表明: 土壤净氮矿化速率表现出明显的季节动态。单独增减降水(±50%)和氮添加(10 g·m^-2·a^-1)以及氮添加+增加50%降水处理对土壤净氮矿化速率影响不显著,氮添加+减少50%降水处理显著提高土壤净硝化速率和净氮矿化速率,分别提高10.8和8.6倍。土壤净氮矿化速率与土壤含水量呈显著正相关,与土壤pH值呈显著负相关。氮添加在不同降水条件下对晋北盐碱化草地土壤氮矿化速率的影响存在差异,土壤含水量与pH值是晋北盐碱化草地土壤净氮矿化速率的主要影响因素。因此,全面评估草地土壤氮矿化过程对全球变化的响应模式,需要考虑降水格局变化与氮沉降增加的交互作用,以及盐碱化草地土壤理化性质的特殊性。     

低温胁迫对苜蓿幼苗存活及生理生化指标的影响

用秋眠级为2级至9级的11个苜蓿品种,每品种被随机分为对照组和5个处理组,研究低温胁迫和苜蓿品种对幼苗存活和叶片生理生化指标的影响。结果表明:低温胁迫和苜蓿品种对幼苗存活率、叶片生理生化指标的影响均极显著,而且二者对它们的互作效应也极显著。子叶期幼苗在-7.5℃下处理12 h,存活率仅为3.26%。幼苗在-5℃下处理12 h,存活率为54.73%,但叶片游离脯氨酸含量、过氧化物酶活性、质膜相对透性和根系活力极显著提高;每天把幼苗置于-5℃下2 h至3 h锻炼7天,幼苗存活率可提高到95%以上,叶片游离脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白质含量,超氧化物歧化酶活性、根系活力和质膜相对透性均极显著提高。结果表明:4级至9级品种的存活率极显著低于2级至3级的品种;6级至9级品种叶片游离脯氨酸含量、过氧化物酶活性、质膜相对透性极著显低于2级至3级的品种。     

富铜酵母对西门塔尔牛日粮养分消化率和血液指标的影响

选用16头平均体重420 kg,年龄2.5岁中国西门塔尔牛阉牛,采用随机区组设计,分为4组,以混合精料和风干玉米秸秆为基础日粮,在基础日粮中分别添加富铜酵母0 mg/kg、80 mg/kg、160 mg/kg和240 mg/kg研究富铜酵母对西门塔尔牛营养物质消化代谢和血液指标的影响.结果表明:样品干物质、有机物质、粗蛋白质、无氮浸出物、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维消化率以80 mg/kg和160 mg/kg组较高(P<0.05);粗脂肪消化率以80 mg/kg组较高(P<0.05);80 mg/kg和160 mg/kg组沉积氮和沉积氮/消化氮显著高于对照和240 mg/kg组(P<0.05);160 mg/kg组Ca、P、Fe、Mn、Cu、S、Zn和Mo的存留率显著提高(P<0.05);80 mg/kg和160 mg/kg组血清甘油三酯显著提高(P<0.05);血糖、总胆固醇、白蛋白和总蛋白含量增加(P<0.05);160 mg/kg和240mg/kg组尿素氮显著降低(P<0.05);血清谷草转氨酶、碱性磷酸酶、酸性磷酸酶和乳酸脱氢酶无显著差异(P>0.05).160 mg/kg组血浆铜蓝蛋白显著升高(P<0.05);超氧化物歧化酶显著升高(P<0.05);80 mg/kg和160 mg/kg组谷胱甘肽过氧化物酶显著提高;240 mg/kg组则显著降低(P<0.05);丙二醛呈明显下降趋势.血清Cu含量逐渐增加,160 mg/kg和240 mg/kg组显著高于对照和80 mg/kg组(P<0.05).根据试验结果,富铜酵母添加量以80 mg/kg～160 ms/kg干物质为宜.     

ISSR分子标记在牧草研究中的应用

ISSR（inter-simple sequence repeat）是在SSR标记基础上发展起来的一类新型的分子标记技术。在比较ISSR和其它分子标记的原理和特点的基础上,主要对ISSR标记的原理、特点以及ISSR分子标记在牧草DNA指纹库的构建、遗传多样性、种质资源鉴定、遗传作图和基因定位、分子标记辅助育种等领域的研究进展进行综述,并对其应用前景进行简要概述。     

RFLP分子标记及其在牧草研究中的应用

RFLP分子标记是用限制性酶(RE)消化不同个体的同源DNA分子,经电泳表现的限制性片段长度的差异。它反映了DNA分子水平上的变异,可能是限制性内切酶识别位点的改变,也可能是部分片段的缺失、插入、易位、倒位等,显示出丰富的多态性。本文综述了RFLP分子标记技术在牧草个体识别、绘制遗传图谱、目的基因定位、检测群体内或群体间序列差异程度以及辅助育种研究中的应用等,并对该技术在牧草研究中的应用作了展望。     

围封对内蒙古大针茅草地土壤碳矿化及其激发效应的影响

土壤呼吸及其控制机理是全球变化研究的重点之一,其中土壤呼吸的温度敏感性和激发效应是近年来的研究热点.以长期围封的大针茅草地(Fenced grassland,FG)和自由放牧草地(Grazing grassland,GG)为对象,通过不同温度(5、10、15、20、25℃和30℃)和添加混合凋落物的室内培养途径,探讨了长期围封对草地碳矿化(或土壤微生物呼吸)的温度敏感性和激发效应的影响.实验结果表明:在培养42 d内,长期围封的大针茅草地的土壤碳矿化累积量高于自由放牧草地;土壤碳矿化量随温度的升高而升高,围封对大针茅草地土壤碳矿化的温度敏感性的影响不显著,Q10值介于1.1-1.9之间.添加混合凋落物使土壤碳矿化表现出了明显的激发效应,且自由放牧草地的激发效应高于长期封育草地;在培养的前7d,土壤激发效应随着培养温度升高而增强,激发效应最高值达6.38;但在整个培养期(42 d)土壤激发效应15℃为最大.从长远角度看,中间温度更有利于土壤激发效应以及土壤碳矿化.在相同的有机物质输入状况下,长期围封大针茅草地的激发效应更低,可能是大针茅草地在长期围封状况下仍然具有碳固持效应的重要机制之一.     

碱蒿营养器官的扫描电镜观察研究

用扫描电子显微镜对碱蒿（Artemisia anethifolia）营养器官的解剖学特征进行了观察与研究。结果表明：碱蒿属于典型的泌盐盐生植物。叶肉质化,表皮上气孔为无规则型气孔,密集下陷,有较多的盐囊泡和分杈腺毛分布,表皮细胞外壁加厚,外壁的外层角质化,为等面叶,栅栏组织细胞排列疏松,叶中央为发达的储水组织,木质部有多束维管束;茎表皮上有少许气孔,并分布有腺毛和众多盐囊泡,表皮细胞外壁加厚形成角质层,皮层宽度较小,皮层薄壁组织细胞内可见淀粉粒,中柱后生木质部为口径大的导管,原生木质部为口径小的导管,管内充满盐晶体,中间有发达的贮水薄壁细胞;根的表皮细胞排列疏松,外皮层细胞排列紧密而整齐,中部皮层薄壁细胞层数较多,细胞中贮藏有许多淀粉粒,内皮层细胞排列紧密,初生木质部导管发达,内部周围存在大量盐晶体,根的次生木质部有通气组织。这些解剖结构均表现出碱蒿具有适应盐碱、干旱生境的结构特征。     

氮素添加和刈割对内蒙古弃耕草地土壤氮矿化的影响

以内蒙古多伦县恢复生态学试验示范研究站弃耕10余年的草地为研究对象,于2006年起分别设置对照、氮素添加、刈割和氮素添加+刈割4种处理,每种处理6次重复,研究弃耕草地氮素添加和刈割对土壤氮矿化的影响,结合土壤理化性质和植被地上生产力的动态变化,分析弃耕草地土壤氮矿化对植被恢复的响应,为当地草地恢复与重建提供理论依据和数据支持。实验结果表明:1氮素添加显著增加了植物地上净初级生产力(ANPP)和土壤无机氮库,与对照相比分别提高115%和196%,同时显著提高了土壤总硝化速率;但是氮素添加对总氨化速率、土壤微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)、微生物生物量碳氮比(MBC/MBN)、微生物呼吸(MR)以及呼吸熵(q CO2)均无显著影响;2总氨化速率和硝化速率对刈割处理的响应均不显著,但是刈割处理显著降低了土壤MR(P0.05);3氮素添加+刈割处理5—7a后,土壤总氨化和硝化速率均无显著变化;但是氮素添加+刈割处理显著增加了ANPP、土壤无机氮库和q CO2,同时显著降低了MBC和MBC/MBN。这说明在弃耕草地适应性管理中,氮素添加可以显著提高草地生产力,但是长期的氮添加对土壤微生物氮的转化是否有利还值得我们进一步研究。     

放牧强度对华北农牧交错带典型草地土壤化学计量特征的短期影响

放牧是天然草地的主要利用方式之一,不同放牧强度可能通过影响家畜的选择性采食、凋落物输入和微生物的组成及结构等影响草地土壤化学计量特征。本研究通过在华北农牧交错带典型草地一个连续3年(2017—2019年)的生长季放牧试验,测定了土壤全碳(TC)、全氮(TN)、可溶性有机碳(DOC)和可溶性氮(DN)含量,以及土壤微生物生物量碳(MBC)和微生物生物量氮(MBN),分析这些参数间的化学计量特征,研究放牧强度对该地区草地土壤计量化学特征的影响。结果表明: 连续3年不同强度的放牧(1、2、4 sheep·0.2 hm^-2)对土壤TC含量没有显著影响,2019年中度放牧显著降低了10～20 cm土层中TN含量,轻度、中度和重度放牧显著提高10～20 cm层土壤的C/N。连续3年不同强度的放牧对土壤DOC、DN含量以及DOC/DN均没有显著影响,而DOC和DN含量在2019年呈现出随放牧强度增加而减少的趋势,表明持续高强度的放牧可能会引起土壤可溶性养分减少。随着放牧年限的增长,轻度放牧显著增加了土壤MBC,重度放牧显著降低了土壤MBC,而土壤MBN及MBC/MBN在不同放牧强度下变化不显著。