不同刈割频度对绵毛优若藜地上生物量及根系的影响

采用盆栽试验,研究了不同刈割频度对绵毛优若藜地上生物量和根系的影响.结果显示:(1)不同刈割处理下绵毛优若藜地上生物量及其营养成分百分含量差异极显著(P<0.01),地上生物量随刈割频度增大呈先增大后减小,其1次刈割生物量最大,单株均值高达5.63g;随刈割次数增加其地上部分的粗脂肪和粗蛋白百分含量均极显著提高,而粗纤维和粗灰分的百分含量则均极显著降低.(2)与不刈割相比,不同频度的刈割均能使根系生物量、根系体积总量和主根直径减少,并随着刈割频度的增大显著减少.(3)刈割显著抑制植株主根伸长,也限制侧根发生,使整个根系在土壤中的分布因刈割频度增大而逐渐变浅,刈割频度≤1时,植物根系主要分布在0～30cm的土层中;刈割频度≥2时,植物根系基本分布在0～20cm的土层中.试验结果说明,绵毛优若藜在民勤沙区适应低频度刈割管理,即1年刈割1次,其地上生物量最大,而根系受影响最小.     

醉马草内生真菌共生体研究进展

有关醉马草(Achnatherum inebrians)内生真菌(Epichloë gansuensis, E. inebrians)共生体的研究, 代表了我国禾草内生真菌研究领域的重要方向, 使中国的醉马草-内生真菌与美国的苇状羊茅(Festuca arundinacea)-内生真菌(E. coenophiana)和新西兰的多年生黑麦草(Lolium perenne)-内生真菌(E. festucae var. lolii)成为禾草内生真菌国际三大研究分支。该文综述了近30年来对醉马草内生真菌共生体的系统研究, 包括: 内生真菌的分布、带菌率、检测方法、多样性, 内生真菌提高宿主的抗旱、耐寒、耐盐碱、耐重金属、抗虫、抗病等抗逆性及其机理, 共生体产生的生物碱等次生代谢物, 对草食动物的毒性, 及其在草地生态系统中的作用等。研究者实验证实了醉马草本身无毒, 只有当内生真菌与醉马草共生并产生麦角新碱和麦角酰胺等麦角类生物碱后才能导致采食醉马草家畜中毒。文章展望了醉马草内生真菌基因组学和功能分析, 利用杀菌剂杀死内生真菌进行醉马草脱毒, 利用无毒内生真菌菌株进行饲用醉马草新品种选育, 利用有毒醉马草内生真菌共生体进行抗虫防鸟的机场绿化新品种选育及生物源农药与医药开发等。     

Advances in research of Achnatherum inebrians-Epichloë endophyte symbionts

有关醉马草(Achnatherum inebrians)内生真菌(Epichloë gansuensis, E. inebrians)共生体的研究, 代表了我国禾草内生真菌研究领域的重要方向, 使中国的醉马草-内生真菌与美国的苇状羊茅(Festuca arundinacea)-内生真菌(E. coenophiana)和新西兰的多年生黑麦草(Lolium perenne)-内生真菌(E. festucae var. lolii)成为禾草内生真菌国际三大研究分支。该文综述了近30年来对醉马草内生真菌共生体的系统研究, 包括: 内生真菌的分布、带菌率、检测方法、多样性, 内生真菌提高宿主的抗旱、耐寒、耐盐碱、耐重金属、抗虫、抗病等抗逆性及其机理, 共生体产生的生物碱等次生代谢物, 对草食动物的毒性, 及其在草地生态系统中的作用等。研究者实验证实了醉马草本身无毒, 只有当内生真菌与醉马草共生并产生麦角新碱和麦角酰胺等麦角类生物碱后才能导致采食醉马草家畜中毒。文章展望了醉马草内生真菌基因组学和功能分析, 利用杀菌剂杀死内生真菌进行醉马草脱毒, 利用无毒内生真菌菌株进行饲用醉马草新品种选育, 利用有毒醉马草内生真菌共生体进行抗虫防鸟的机场绿化新品种选育及生物源农药与医药开发等。     

不同刈割频度对大针茅草原群落特征及土壤元素含量的影响

在草原生态系统中,土壤是植物生长发育最重要的基质,对植物群落动态有显著的影响。刈割是内蒙古典型草原区除放牧外最重要的利用方式。研究不同刈割频度对典型草原区群落特征和若干土壤性质的影响及土壤因子与群落特征的相关性,旨在得出对群落多样性最有利并最适宜生产利用的刈割频度。研究区设置在内蒙古锡林浩特市东部以大针茅建群的典型草原;在2009—2013年进行不同频度的刈割处理,共设置处理,一年两次刈割、一年一次刈割、两年一次(割一年休一年)刈割、围封,在2013年8月采集测定土壤养分的样品。刈割对群落多样性影响显著,割一年休一年Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数、丰富度指数均高于其他刈割处理(P0.05);不同频度刈割下,一年两次刈割处理下土壤20—30cm和30—40cm的有机质含量显著高于其他处理(P0.05);不同频度刈割处理下土壤中的速效磷和速效氮的含量没有显著差异;一年两次处理的土壤全氮含量显著高于其他处理(P0.05)。Shannon-Wiener多样性指数与有机质含量、全氮含量呈显著负相关;Pielou均匀度指数与土壤元素间无显著相关关系;Richness指数与有机质含量呈显著负相关,与全氮含量为极显著负相关关系。割一年休一年刈割处理下土壤元素含量呈现更好的状态,结合群落物种多样性及生产利用的角度,割一年休一年为最合理的刈割频度。     

光照强度和光周期对醉马草内生真菌共生体幼苗生长和生物碱积累的影响

该研究通过测定不同光周期(8、12、14和16h·d~(-1))和光照强度(1 500、2 500和3 500lux)处理下醉马草内生真菌共生体幼苗的形态指标以及叶绿素、可溶性糖、麦角酰胺和麦角新碱的含量,以明确醉马草内生真菌共生体幼苗生长和生物碱积累的最适光照条件,为醉马草内生真菌共生体的应用提供理论依据。结果发现:(1)醉马草内生真菌共生体幼苗株高、叶绿素和可溶性糖含量随着光照时间的延长而增加,并在光周期为16h·d~(-1)时显著(P0.05)高于其他处理;根长、单株分蘖数和单株生物量均先升高后降低,且均在14h·d~(-1)处理下达到最大值。(2)随着光照强度的增加,醉马草内生真菌共生体幼苗4个形态指标以及叶绿素和可溶性糖含量均呈增加的趋势,并在光照强度为3 500lux时均达到最大值。(3)随着处理时间的延长,醉马草内生真菌共生体幼苗麦角酰胺和麦角新碱的含量在不同光周期处理下均呈上升的趋势,并在光周期为12h·d~(-1)和光照强度为2 500lux处理下麦角酰胺和麦角新碱的含量均显著高于其他处理(P0.05),且在处理第15天时达到最大值。研究表明,适宜的光照环境能显著促进醉马草内生真菌共生体幼苗生长和生物碱的积累,并以12h·d~(-1)光周期和2 500lux光照处理下最有利于麦角酰胺和的麦角新碱积累。     

刈割制度对呼伦贝尔草原群落特征及牧草质量的影响

为确定呼伦贝尔草原高效生产和可持续利用的最佳刈割制度,于2019—2021年在呼伦贝尔草原开展刈割时间(7月31日、8月10日、8月20日、8月30日、9月9日)、留茬高度(3、9、15 cm)及两者交互作用对草原群落特征、牧草产量和品质影响的研究。结果表明: 较晚时间刈割和低留茬刈割会降低翌年群落高度和盖度;低留茬刈割降低翌年地上部分生物量,但刈割时间对其影响不显著。禾草、莎草相对生物量随刈割时间的延迟表现出先增加后减少的趋势,杂类草则与之相反,而豆科植物无明显变化。低留茬刈割在当年能够获得高的干草产量,但翌年的干草产量显著下降;8月30日,留茬3 cm刈割时干草产量达到最高值(469 g·m^-2),高于最低值361.5%。牧草品质中粗蛋白含量在8月30日刈割时亦达到峰值,高于最低值约6.5%,且在高留茬刈割下含量更高;酸、中性洗涤纤维含量随刈割时间延迟逐渐升高,9月9日刈割高于7月31日8.0%、5.9%,并且随留茬高度增加而降低。呼伦贝尔草原刈割制度设置为留茬高度9 cm左右、8月20—30日刈割为最佳,但需更长期的刈割试验观测才能得到更可靠、更客观的结论。     

刈割对栽培长春花(Catharanthus roseus)生活史型转变的影响

为了提高栽培长春花（Catharanthus roseus）的生物碱产量,应用植物生活史型的理论和方法,研究了刈割对栽培长春花生活史型转变及其生物碱代谢的影响。运用主成分分析法（Principal Component Analysis,PCA）对刈割后的长春花后生活史型变化进行定量和定性划分,发现在对照栽培环境下生长的长春花处于DE生境,定性划分结果为SV生活史型,定量划分结果为V0.3638,S0.6174C0.0187,属于SV型。刈割使长春花的生活史型转变为V0．2847S0.6544C0.0469,属于SC型。同时,对两种生活史型的长春花中长春碱及其前体文朵灵和长春质碱的含量进行了检测分析,发现刈割后的SC型长春花不同叶位叶片中的生物碱含量均显著提高（P〈O．05）,可以为提高栽培长春花生物碱含量提供科学指导,也进一步验证了生活史型理论。     

刈割与施肥对高寒草甸土壤和植物N、P化学计量学特征的影响

通过6年的控制实验,研究刈割(留茬1cm、3cm、不刈割)和施肥(12.75g·m~(-2)尿素+3.06g·m~(-2)磷酸二铵、不施肥)对高寒草甸土壤和植物中N、P化学计量学特征的影响,探讨植物养分限制类型,为天然草原的管理利用、保护和恢复研究提供资料。结果显示:(1)刈割、施肥后土壤全N、全P含量及其N∶P比值无显著变化,但速效P含量显著增加;因速效养分被植物吸收,施肥与不施肥群落的土壤速效N、P含量无显著差异。(2)刈割和施肥引起群落叶层N、P含量增加,施肥导致叶层N∶P比降低。(3)刈割、施肥对豆科植物N、P含量及其N∶P比无显著影响,单独刈割增加了禾草的P含量和莎草的N含量,并降低了禾草的N∶P比值;单独施肥处理增加了禾草的P含量和莎草的N、P含量;豆科植物的N含量最高,莎草的P含量最低,禾草的N∶P比最低。(4)群落叶层、禾草及莎草的N含量与P含量呈显著正相关关系,N∶P比与N含量无显著相关性,而与P含量呈显著负相关关系;豆科植物的N、P含量呈显著负相关关系,N∶P比与N含量呈正相关关系,而与P含量呈显著负相关关系;说明群落和植物功能群营养状况主要受P限制。(5)群落地上生物量的相对生长率与群落叶层的N、P含量呈显著正相关关系,而与N∶P比呈显著负相关关系,符合生长速率假说,说明生长速率假说不仅适用于物种水平,在群落水平也成立。     

不同pH对醉马草内生真菌共生体幼苗生长和产碱的影响

该研究考察了不同pH(3、5、7、9和11)处理对醉马草内生真菌共生体幼苗的形态指标、叶绿素、可溶性糖以及麦角酰胺和麦角新碱含量的影响,以明确共生体幼苗生长和产碱的最适pH条件。结果表明：（1）醉马草内生真菌共生体幼苗株高、根长、分蘖和生物量等均在pH 7时（达到最大）显著高于其他4个酸碱处理,而且4个生长指标在强碱性处理下均显著高于强酸处理。（2）幼苗叶绿素含量也在pH 7的中性条件下（达到最高）显著高于pH 3、pH 5和pH 11处理,且强碱性处理下叶绿素含量也显著高于强酸处理,但幼苗可溶性糖含量在不同pH处理之间没有显著变化。（3）在相同时间内,醉马草内生真菌共生体幼苗麦角酰胺和麦角新碱含量均随环境pH值升高而增加;在处理时间为15 d时,麦角酰胺在pH 9~11处理下积累量最多,麦角新碱含量在pH 11处理下达到最大值,酸性条件抑制醉马草内生真菌共生体幼苗产碱。研究发现,醉马草内生真菌共生体幼苗在中性环境条件下生长最佳,且在碱性条件下生长较酸性条件下生长良好,而体内麦角酰胺和麦角新碱的积累在强碱性条件下达到峰值,可将醉马草内生真菌共生体应用于盐碱地的栽培绿化。     

刈割对草原化荒漠区驼绒藜(Krascheninnikovia ceratoides)根际土壤特性的影响

在休眠期对草原化荒漠中自然生长的驼绒藜(Krascheninnikovia ceratoides)进行不同频度的刈割处理(连年刈割、隔年刈割、对照),通过测定根际土壤理化性质、土壤微生物数量及土壤酶活性等指标,分析和讨论了不同频度的刈割处理对驼绒藜根际土壤特性的影响。结果表明:(1)连年刈割和隔年刈割都显著提高了根际土壤含水量,隔年刈割使根际土壤全碳含量显著上升、有机质含量显著下降,但刈割对根际土壤pH值和全氮含量的影响不明显;(2)刈割对根际土壤微生物总量的影响不明显,但显著影响细菌、真菌和放线菌的组成,连年刈割使真菌数量显著增加,隔年刈割使放线菌数量显著增加,驼绒藜根际土壤中放线菌所占比例最大,其数量表征了土壤的贫瘠程度;(3)刈割对根际土壤过氧化氢酶和中性磷酸酶活性有显著影响,两种刈割处理会显著提高土壤过氧化氢酶活性、降低土壤中性磷酸酶活性,而对土壤多酚氧化酶、脲酶、转化酶和碱性磷酸酶活性的影响不显著。总之,隔年刈割对植物根际土壤养分供给及土壤分解者的活性更加有利,而且土壤理化因子对土壤微生物数量和土壤酶活性的影响不显著。刈割对驼绒藜根际土壤特性影响的规律性不强,可能是由于半灌木刈割利用的时间较短,根际土壤各个测量指标之间尚未形成显著的相关性。     

刈割时间、刈割强度与施肥处理对燕麦补偿的影响

刈割强度、刈割时间和施肥状况对燕麦的补偿有明显影响作用。在不施肥条件下,分蘖期轻度刈割有利于植物的补偿作用,拔节期重度刈割以及重复刈割影响植物生长。施肥可以提高受适度刈割损害植物的补偿程度。无论施肥与否,燕麦都没有发生明显的超补偿现象。但在施肥条件下,留茬高度8cm的刈割处理使燕麦在一定程度上提高了植物的生产力,尤其是秆叶的干重。     

刈割对苜蓿主要害虫种群数量动态的影响

在甘肃省定西市九华沟系统研究了刈割对苜蓿主要害虫种群数量动态的影响.结果表明,刈割对害虫种群数量的影响在不同害虫种类之间存在明显差异.刈割对苜蓿斑蚜、豌豆蚜和蓟马的控制效果非常明显.6月初第1次刈割能极显著降低其季节平均数量,并使其保持较低的种群密度水平,7月中旬第2次刈割对其季节平均数量的影响小于第1次刈割.刈割对盲蝽种群的影响有所不同,虽然第1次刈割初期盲蝽的种群数量显著低于未刈割田,但刈割后盲蝽的种群数量回升较快,到8月上旬其种群数量显著高于未刈割田.第2次刈割对其季节平均数量的影响大于第1次刈割.     

刈割对栽培长春花(Catharanthus roseus)生活史型转变的影响

为了提高栽培长春花（Catharanthus roseus）的生物碱产量,应用植物生活史型的理论和方法,研究了刈割对栽培长春花生活史型转变及其生物碱代谢的影响。运用主成分分析法（Principal Component Analysis, PCA）对刈割后的长春花后生活史型变化进行定量和定性划分,发现在对照栽培环境下生长的长春花处于DE生境,定性划分结果为SV生活史型,定量划分结果为V_0.3638S_0.6174C_0.0187,属于SV型。刈割使长春花的生活史型转变为V0.2847S0.6684C0.0469,属于SC型。同时,对两种生活史型的长春花中长春碱及其前体文朵灵和长春质碱的含量进行了检测分析,发现刈割后的SC型长春花不同叶位叶片中的生物碱含量均显著提高（p<0.05）,可以为提高栽培长春花生物碱含量提供科学指导,也进一步验证了生活史型理论。     

氮素和刈割对桂牧1号杂交象草光合作用、产量和品质的影响

采用L16(45)正交试验设计,研究了喀斯特地区桂牧1号杂交象草光合生理特性、产量和品质对不同施氮水平、刈割次数、刈割强度的响应。结果表明,施用氮肥显著增加了桂牧1号杂交象草的叶绿素a、b和叶绿素总含量、净光合速率、产量及营养成分含量,肥效最佳水平是1000kg·hm-2·a-1。刈割次数显著影响桂牧1号杂交象草的净光合速率、叶绿素含量和牧草营养成分含量,刈割过2～3次,桂牧1号光合作用能力显著提高,而每年刈割3～4次,牧草的营养品质最优。刈割强度对粗蛋白含量影响显著,对其他营养成分含量和产量均无显著影响,以5或20cm刈割强度为最优。综合各指标结果,提出了喀斯特地区栽培桂牧1号杂交象草获得高产优质的最优方案,即施氮1000kg·hm-2·a-1,刈割牧草3次,刈割强度为5或20cm。     

不同光照质量和刈割强度对小糠草无性繁殖特性的影响

本实验于1996年在美国德克萨斯理工大学草原,野生动物和渔类系的温室和实验室中进行,实验材料均为盆栽糠草,实验设计为在自然光照下（R／FR＝1．1）,以不同留茬高度（10,15,20cm和不刈割）作为不同刈割强度,用不同红光／远红光比例（R／FR＝1．3和0．7）处理不同刈割强度的小糠草,观测不同处理对小糠草无性繁殖特性的影响,结果表明,小糠草净增蘖数随刈割强度增加而减少,除不刈割处理外,光照质量变化（R／FR的比例）对分蘖性能影响不大,所有刈割强度下都不存在分蘖的补偿性生长效应,但幼叶伸长速度随刈割强度的增大而加快,可以认为小糠草应适度利用,强度利用或不利均不利于该草生长发育。     

内蒙古羊草草原17年刈割演替过程中功能群组成动态及其对群落净初级生产力稳定性的影响

基于17 yr的野外实验数据,研究了内蒙古羊草草原群落刈割演替过程中的功能群组成动态,探索了功能群组成变化与群落净初级生产力(ANPP)之间的关系,分析了结构参数怎样影响功能参数.结果显示:在17 yr的割草演替过程中,群落的结构与功能均发生了变化.随着羊草群落刈割演替的进行,群落的功能群组成发生了显著变化,根茎禾草在群落中的优势地位相继被一、二年生植物、高丛生禾草和矮丛生禾草所取代.到17 yr末,群落变成根茎禾草、矮丛生禾草、高丛生禾草共同建群的群落.在对照群落中ANPP与年降水量显著相关,但在刈割群落中二者则不相关.年降水量解释对照群落ANPP变异的62%,而连年的刈割干扰则是刈割群落中ANPP动态的主要驱动因子.群落净初级生产则显出对刈割干扰的抵抗能力,在刈割干扰的前几年,依靠群落内功能群组成的不断调节,保持相对稳定的水平,当刈割进行5 yr之后,群落结构的变化积累到一定程度,净初级生产迅速下降到一个较低的水平,此后依靠群落结构的不断调节来维持这一功能水平.因此,群落结构是以渐变的方式改变的,而群落功能的下降则是以跃变的形式完成的.群落依赖于结构的不断调整来保持功能的相对稳定,但结构变化到一定程度也会导致功能的衰退.     

禾草-内生真菌共生体在草地农业系统中的作用

综述了国内外近年对禾草 -内生真菌 (N eotyphodium)的研究进展。全世界现已报道 14种禾草内生真菌 ,与 2 3个属的禾草形成共生体 ,我国已在 13属 2 5种天然草地禾草中发现内生真菌 ,其中发草属 (Descampsia)、大麦属 (H ord eum)和赖草属(L eymus)以往在国际文献中未曾报道。内生真菌在禾草体内产生的生物碱 ,致使采食带菌禾草的马、牛、羊、鹿等家畜产生中毒症状 ,每年给美国、新西兰等国造成的经济损失达 6.4亿美元之多 ,对其毒理研究取得了进展。已发现我国醉马草 (Achnatheruminebrians)对家畜的毒性与内生真菌的侵染有关。内生真菌侵染增加可使禾草对 42种害虫的抗性 ,并可增加对某些线虫和病害的抗性。与不带菌禾草相比 ,带菌禾草的另一特点是抗逆性强 ,牧草产量高。国际在该领域的研究主要集中在多年生黑麦草(L olium p erenne)和高羊茅 (Festuca arundinacea)。我国的研究发现 ,带菌布顿大麦草 (H ordeum bodg anii)和圆柱披碱草(Elymus cylind ricus)的牧草产量分别增加 3 3 .3 %和 2 78.8% ,分孽数分别增加 13 6.8%和 84.5%。目前 ,国际研究的重点包括大规模开展内生真菌生物学与生态学特性的研究 ,创造不含对家畜有害毒素的有益禾草 -内生真菌共生体 ,培育带内生真菌的草坪草品种 ,培育抗毒     

刈割对植被组成及土壤有关性质的影响

在红壤地区生长良好的自然植被（白茅）条件下设计了不同的刈割期试验,结果表明,每次刈割时的生物量以６年刈割１次处理最高,而以１年刈割１次处理最低,但６年累计生物量则以１年刈割１次处理最高,每块样地达３９９．１ｋｇ;各处理木本植物与草本植物生物量的比例亦与刈割期长短有关,至试验第６年时,６年刈割１次自理中木本植物生物量所占比例达４１．５％,而每年刈割１次自理草本植物生物量占总生物量的９９．０％;     

刈割对外来入侵植物黄顶菊的生长、 气体交换和荧光的影响

为明确不同刈割处理对黄顶菊生长和生理特性的影响,本研究在田间条件下,对黄顶菊在生长季内不同时间进行刈割处理。结果表明,刈割降低了黄顶菊植株各部分的生物量积累,其中以刈割3次效果最为显著,使黄顶菊总生物量、根生物量、茎生物量、叶生物量分别较对照下降82.57%、44.53%、80.04%、91.76%;植株的高度和花序数随刈割次数的增加显著降低,其中刈割3次的花序数为0;刈割1次植株分枝数最大,出现超补偿现象,刈割3次分枝数显著低于其他处理;叶绿素含量除了刈割2次出现增高趋势外,随刈割次数的增加,叶绿素含量逐渐降低;刈割处理使黄顶菊净光合速率(Pn)、气孔导度(Cond)和蒸腾速率(Tr)均显著升高;刈割3次的PSⅡ的最大光化学效率(Fv/Fm)和PSⅡ的潜在活性(Fv/F0)显著低于其它各处理,而初始荧光(F0)则显著增加;生长指标的可塑性指数大于生理指标可塑性指数,表明前者在黄顶菊对刈割处理等物理措施适应方面起到了更为重要的作用。总之,刈割3次处理黄顶菊的各项生长和生理指标所受影响最大,对黄顶菊植株的再生和开花结实抑制效果最为理想。     

苗期刈割伤害对春小麦生长及产量的影响

通过1996年大田试验研究了黄土高原半干旱区春小麦苗期（三叶－心期）受到不同强度刈割伤害（模拟动物的采食）后的补偿作用,结果,在大田试验条件下,受轻度刈割（刈割一半叶面积,H0,H1）,春小麦的补偿效应大于受重度刈割（刈割全部叶面积T0,T1）春小麦的补偿效应,且都低于未受刈割处理（对照,CK0,CK1）,即CK0＞H0＞T0;CK1＞H1＞T1,刈割处理后,灌溉一次水（CK1,H1,T1）虽可增强其补偿能力,促进小麦的生长,但仍为低补偿。