氮肥与复硝酚钠复配施用对紫花苜蓿生理特性及种子产量的影响

本试验以‘新牧4号’紫花苜蓿(Medicago sativa L.‘Xinmu No.4’)为试验材料,研究在盛花期喷施氮肥(N)、复硝酚钠(CSN)、氮肥和复硝酚钠复配(N+CSN)对紫花苜蓿生理特性、种子产量及产量构成因子的影响,发现喷施N,CSN,N+CSN能够提高紫花苜蓿叶片可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白含量、SOD、POD和CAT活性。喷施N+CSN优于单施N和CSN,其中,N+CSN显著提高紫花苜蓿二级分枝数/生殖枝、荚果数/花序、种子数/荚果和千粒重,从而提高种子产量;与对照相比,单施N和CSN后种子产量提高了6.84%~38.49%,N+CSN施用后种子产量提高了44.39%~57.76%。根据相关性分析,不同处理下种子产量与可溶性糖、淀粉和可溶性蛋白含量,以及SOD、POD和CAT活性、千粒重、种子数/荚果、荚果/花序、小花数/花序、结荚率、二级分枝数/生殖枝都呈显著正相关关系。综上所述,隶属函数综合分析得出N+T2(0.5%N+6 mg·L^(-1)CSN)是提高种子产量和优化种子产量构成因子最优组合。

天然和合成虾青素对红白锦鲤生长性能的影响

开展了饲料中添加天然虾青素和合成虾青素对红白锦鲤生长性能的影响试验。设置基础饲料组作为对照组(DZ0),添加0.4%的合成虾青素组(DH4)和0.4%天然虾青组(DT4)为试验组。结果表明,试验组的特定生长率、质量增加率均显著高于对照组(P<0.05),各组间成活率、肝体比无显著差异(P>0.05);2个试验组的脏体比均显著低于对照组(P<0.05);试验组的鳞片、皮肤类胡萝卜素含量均显著高于对照组(P>0.05),其中DH4组的鳞片、皮肤中类胡萝卜素含量显著高于添加DT4组(P<0.05),DH4组的L*值显著低于DT4组和对照组(P<0.05),a*值和b*值显著高于DT4组和对照组(P<0.05);添加天然和合成虾青素后,红白锦鲤肝细胞空泡变性和核偏移数量减少,DT4组的肝脏空泡数量少于DH4组,DH4组和DT4组的溶菌酶、超氧化物歧化酶活性与对照组相比,显著升高(P<0.05),DT4组碱性磷酸酶、溶菌酶、超氧化物歧化酶活性均高于DH4组。指出,合成虾青素对体色的改善效果更佳,而天然虾青素对机体提高免疫力的效果更为显著。

低温下紫花苜蓿叶片的光破坏防御作用

低温是影响植物正常生长发育的重要环境因素。本研究以‘新牧4号’紫花苜蓿(Medicago sativa L.‘Xinmu No.4’)和‘甘农5号’紫花苜蓿(Medicago sativa L.‘Gannong No.5’)为试验材料,探究低温下紫花苜蓿叶片光破坏防御作用的变化。结果表明,低温下紫花苜蓿叶片的光合速率、最大光化学效率(Fv/Fm)及核心蛋白下降;低温下非光化学淬灭系数(NPQ)降低,环式电子传递(CEF)上调,使用NPQ抑制剂后Fv/Fm显著下降;低温下交替氧化酶(AOX)呼吸速率以及蛋白含量降低,但AOX呼吸的占比升高,AOX抑制剂和光呼吸抑制剂的施用均加重Fv/Fm的下降;低温下超氧阴离子、过氧化氢和丙二醛含量上升,抗坏血酸酶(APX)活性上升。低温下NPQ被抑制,CEF的上调弥补了NPQ作用的下降从而保护叶片减少光破坏;AOX增加电子分流从而维持光呼吸正常运作;低温下活性氧的清除主要依靠APX,但仍有大量活性氧产生使光系统受到损伤,引起光抑制。

灌溉方式与磷素对紫花苜蓿生产性能和营养品质的影响

为探究灌溉方式与磷素的互作模式对紫花苜蓿(Medicago sativa)生产性能及营养品质的影响,本研究采用双因素裂区设计,设置漫灌(F)、喷灌(S)、地下10 cm滴灌(D10)、地下20 cm滴灌(D20)和地下30 cm滴灌(D30)5种灌溉方式和0 kg·hm^(-2)(P0),60 kg·hm^(-2)(P1),120 kg·hm^(-2)(P2)和180 kg·hm^(-2)(P3)4个施磷(P 2O 5)梯度。研究水磷耦合条件下苜蓿生产性能、饲草品质和水磷利用效率。结果表明:3种地下滴灌处理的土壤含水量、生产指标、营养指标、水分利用效率和磷肥偏生产力均显著高于漫灌和喷灌处理;灌溉方式和施磷水平对苜蓿株高、分枝数、干草产量、粗蛋白含量、酸性洗涤纤维和相对饲喂价值均有显著影响。通过主成分分析得出,在地下30 cm滴灌方式下,施P 2O 5120 kg·hm^(-2)时的水磷组合模式最好,产量和营养品质综合排名第一,在生产上应用可得到优质牧草。

褪黑素浸种对铝胁迫下苜蓿种子萌发及幼苗抗氧化生理的影响

为探明外源褪黑素(Melatonin, MT)溶液浸种对铝胁迫下紫花苜蓿(Medicago sativa L.)种子萌发及幼苗生长的影响,本试验以‘WL525HQ’(耐铝)和‘三得利’(敏铝)紫花苜蓿为材料,使用不同浓度MT溶液(0,100,200,400,800μmol·L^(-1))浸种,测定铝胁迫(1 mmol·L^(-1))下种子萌发、幼苗生长、幼苗抗氧化生理等指标。结果表明,铝胁迫抑制了紫花苜蓿种子萌发及幼苗生长,MT浸种通过提高抗氧化酶活性、减少H2O2和丙二醛的积累来减轻铝胁迫给紫花苜蓿带来的氧化伤害;且随着MT溶液浓度的增加,紫花苜蓿种子发芽率、发芽势、根长、株高、生物量及根系抗氧化酶活性呈先升后降趋势,H2O2和丙二醛含量呈先降后升趋势,‘WL525HQ’的变化幅度高于‘三得利’。综合发芽指标、生长指标、抗氧化酶活性、H2O2和丙二醛含量评价不同浓度MT对苜蓿铝毒害的缓解效果表明:200μmol·L^(-1)处理效果较好,400μmol·L^(-1)次之,800μmol·L^(-1)最差。

Cp2-EPS对盐胁迫下紫花苜蓿苗期形态及光合特性的影响

胞外多糖(Exopolysaccharides, EPS)能提高植物对非生物胁迫的抵抗力。桃色欧文氏菌(Erwinia persicina)Cp2高产EPS,但其对紫花苜蓿(Medicago sativa)耐盐性的作用不明。因此,本试验以紫花苜蓿‘巨能551’为材料进行沙培试验,探究不同浓度(0,0.5,1.0,1.5和2.0 g·L^(-1))Cp2-EPS对100 mmol·L^(-1)NaCl胁迫下苜蓿苗期盐害的减缓效果。结果表明:100 mmol·L^(-1)NaCl胁迫可显著抑制紫花苜蓿的生长,而添加Cp2-EPS后则对苜蓿生长表现出低浓度促进高浓度抑制的现象。当Cp2-EPS浓度为0.5~1.5 g·L^(-1)时,可显著促进苜蓿植株的生长,显著提高苜蓿幼苗的鲜干重、相对含水量、叶绿素含量和净光合速率并降低叶片相对电导率,表明0.5~1.5 g·L^(-1)Cp2-EPS能够缓解该胁迫对苜蓿的毒害;而当Cp2-EPS浓度达到2.0 g·L^(-1)时则加剧了该胁迫对苜蓿的毒害。最后,综合评价结果表明:1.0 g·L^(-1)Cp2-EPS对该盐浓度下紫花苜蓿的缓解效果最佳。本研究为开发利用改良盐碱地种植紫花苜蓿的生物源制剂奠定了实践和理论基础。

紫花苜蓿种子产量与大小相关性状全基因组关联分析

紫花苜蓿(Medicago sativa L.)作为一种营养价值高、适口性好的豆科牧草,在我国种植面积不断扩大,其优质种子的需求量也逐年增多。因此,提高单位面积的种子产量对我国紫花苜蓿产业的发展具有重要意义。为挖掘调控种子产量与外形的相关基因,本研究中,利用从世界各地收集的220份紫花苜蓿种子材料,对其种子重量(Seed weight,SW)、种子面积(Seed area,SA)、种子周长(Seed perimeter,SP)进行全基因组关联分析(Genome-wide association study,GWAS)。表型分析表明3个性状存在不同程度的变异,变异系数分别为10.96%(SW),8.31%(SA),4.43%(SP)。通过GWAS,共在7条染色体上发现20个与3个性状相关的单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphism,SNP)位点,单倍型分析证实了优异等位基因的数量与SW,SA和SP之间存在正相关性。对这20个显著SNP上下游各20 kb范围内的基因进行搜索注释,最终筛选到4个与种子产量和大小相关的候选基因。本研究的结果可为优化紫花苜蓿种子大小,提高种子产量的分子育种提供新的标记与候选基因。

空间诱变对‘德钦’紫花苜蓿农艺性状和营养品质的影响

空间诱变育种是以高科技返回式卫星为背景的一种新型育种方法,本研究以载人飞船搭载的‘德钦’紫花苜蓿(Medicago sativa L.)为处理组,以未搭载的‘德钦’紫花苜蓿为对照组,从农艺性状和营养品质等方面进行研究。结果表明:空间诱变后‘德钦’紫花苜蓿的叶长、叶宽、叶面积、叶柄长、茎粗、分枝数、叶重、鲜草产量、干草产量、粗蛋白含量、粗脂肪含量和相对饲用价值显著增加(P<0.05),酸性洗涤纤维含量显著下降(P<0.05);各观测指标中鲜草产量的变异比例最大,粗蛋白的变异比例次之;空间诱变后‘德钦’紫花苜蓿在叶面积、叶柄长、茎粗、分枝数、产草量、叶重、粗蛋白、粗脂肪、酸性洗涤纤维等性状上出现了显著变异。本研究表明,空间诱变可提高‘德钦’紫花苜蓿的产草量和品质。

萎缩芽孢杆菌WL520生物活性及干旱胁迫下促紫花苜蓿生长效应

为增强紫花苜蓿‘新牧1号’(Medicago sativa L.‘Xinmu 1’)的耐旱性,以分离筛选自青海乌兰干旱沙地白刺(Nitraria tangutorum)根际的萎缩芽孢杆菌(Bacillus atrophaeus)WL520对紫花苜蓿进行灌根处理,并测定菌株生物活性。通过平板对峙、透明圈法测定菌株拮抗、抑菌酶活性;测定菌株耐旱性及产IAA、固氮活性;采用16S rDNA及gyrB基因测序对菌株进行分子鉴定;并测定干旱胁迫下,菌株促紫花苜蓿的生长效应。结果表明:菌株WL520对2种病原真菌表现出拮抗活性,可产生4种抑菌水解酶;并表现出较强耐旱性、产IAA及固氮能力;分子鉴定为萎缩芽孢杆菌(Bacillus atrophaeus)。与干旱胁迫(D)相比,菌液灌根(DB)后,紫花苜蓿株高、根长及鲜重提高,叶绿素及SOD含量提高,MDA含量下降。因此,干旱胁迫下,菌株WL520对紫花苜蓿具有显著促生效应,本研究为挖掘高原微生物资源及促牧草生长提供了优异菌株及理论基础。

补播苜蓿对退化草地植物群落结构和生产力的影响途径

近年来,紫花苜蓿(Medicago sativa L.)和黄花苜蓿(Medicago falcata L.)被广泛选作补播材料,用于修复退化草地。尽管研究表明二者的植物学特征存在差异,但鲜有人关注它们是否会通过不同的方式影响退化草地的生产力。为了探究二者对退化草地的修复效果是否存在差异,并确定影响补播地生产力的限制因素,本研究选取黄花苜蓿和紫花苜蓿作为补播种对退化草甸草原进行了补播,并在隔年对草地植被、土壤理化性质和微生物量进行监测。结果表明,两种苜蓿都可以显著增加退化草地生产力并改善土壤健康状况。然而,紫花苜蓿通过增加土壤铵态氮改变植被群落结构,其补播样地生产力也由土壤速效养分影响;黄花苜蓿通过增加土壤速效磷含量改变植被群落结构,其补播样地生产力由植被群落结构和土壤微生物量共同影响。初步结果表明,黄花苜蓿更适宜在养分贫瘠的退化草地进行补播。此外在选择紫花苜蓿补播时,可以适当施肥以提高补播成功率。

低温和干旱双重胁迫对紫花苜蓿叶片光系统Ⅱ的影响

新疆紫花苜蓿(Medicago sativa L.)在返青期常遭受低温和干旱双重胁迫。本研究以新疆主栽品种‘新牧4号’为材料,研究低温和干旱双重胁迫对苜蓿叶片光系统II(PSII)的影响。以商业种‘WL525HQ’为对照,进一步分析双重胁迫对不同低温抗性的苜蓿PSII具体的影响位点。结果表明:低温下PSII最大光化学效率(F_(v)/F_(m))、单位反应中心捕获的用于电子传递的能量(ET O/RC)显著降低,OJIP曲线中J点荧光上升,表明低温导致PSII活性下降是由于受体侧和反应中心受损;干旱导致F_(v)/F_(m)显著降低,OJIP曲线中J,K,L点荧光上升且重度干旱导致单位反应中心吸收的光能(ABS/RC)、单位反应中心捕获的用于还原Q A的能量(TR O/RC)、单位反应中心耗散掉的能量(DI O/RC)增加,表明干旱导致PSII活性下降是由于PSII供/受体侧、复合体受损及重度干旱PSII反应中心受损;双重胁迫诱导产生的顺-3-乙烯醇可缓解单一胁迫对PSII的伤害程度;在秋眠级较低的‘新牧4号’中,双重胁迫可缓解干旱对PSII供体侧的伤害,在‘WL525HQ’中,双重胁迫可缓解低温对PSII反应中心及受体侧的伤害,同时缓解干旱对PSII供体侧、反应中心的伤害。

甜菜碱对低温下苜蓿种子萌发中呼吸电子传递的影响

呼吸作用是种子萌发的唯一能量来源。本研究以‘新牧4号’紫花苜蓿(Medicago sativa L.‘Xinmu No.4’)为试验材料,探究了甜菜碱对低温下苜蓿萌发种子呼吸电子传递的影响。结果表明:低温抑制苜蓿种子的发芽率,但没有终止种子萌发进程;延长萌发时间,最终种子的萌发率与20℃下无差异。外施15 mmol·L^(-1)甜菜碱提高了低温下种子发芽率、发芽势、发芽指数,缩短低温下种子全部萌发的时间从而促进种子萌发,且温度越低,促进作用越大。甜菜碱提高了低温下种子呼吸速率,产生ATP的细胞色素C氧化酶呼吸速率及其在总呼吸中的占比显著增加,保证了苜蓿种子萌发所需的能量。此外,甜菜碱增加了交替氧化酶呼吸速率,减少了活性氧的产生,并且提高了苜蓿种子内SOD,POD,CAT活性,从而减少了H_(2)O_(2)的积累,有效缓解低温下种子的氧化伤害,维持低温下苜蓿种子较高的萌发速度,缩短萌发时间。

褪黑素引发对Na_(2)SO_(4)胁迫下紫花苜蓿种子发芽特性的影响

试验以紫花苜蓿(Medicago sativa)种子为材料,采用不同浓度的褪黑素(0.05,0.1和0.2 mmol·L^(-1))分别引发种子6 h(记为ML6,MM6和MT6)和12 h(记为ML12,MM12和MT12),以不引发、蒸馏水引发6 h和12 h为对照(记为CK1,CK2-6和CK2-12),探究在Na_(2)SO_(4)胁迫下,褪黑素引发对紫花苜蓿种子发芽和幼苗生长特性的影响,以期筛选有效缓解Na_(2)SO_(4)胁迫的褪黑素引发处理。结果表明,75 mmol·L^(-1)Na_(2)SO_(4)(pH=8.5)胁迫下种子发芽率、发芽势和发芽指数显著下降(P<0.05)。该条件下,与CK1相比,褪黑素引发后苜蓿种子的发芽和幼苗生长能力均有不同程度提高。MT6处理下种子发芽率、发芽势及幼苗根长、苗长和活力指数最高。对MT6幼苗的抗氧化酶活性分析发现,过氧化物酶(Peroxidase, POD)活性显著提高(P<0.05),种子可溶性糖含量显著下降(P<0.05)。综上,0.2 mmol·L^(-1)褪黑素引发6 h紫花苜蓿种子对盐碱胁迫的缓解效应最佳,促进种子发芽和提高幼苗耐盐碱能力。

耐盐碱根际促生细菌对盐碱胁迫下紫花苜蓿生长和根系生理特性的影响

通过室外盆栽试验,以紫花苜蓿为对象,并选择实验室前期筛选得到的耐盐碱且具有促生能力的根际促生细菌嗜麦芽寡养单胞菌(JT4)和普城沙雷氏菌(JG1)作为供试菌株,试验设置了盐碱胁迫处理以探究两种根际促生细菌对紫花苜蓿生长和根系生理特性的影响,发现在盐碱胁迫条件下,与CK相比,紫花苜蓿接种JT4和JG1后,增加了株高、根长、茎粗、根鲜重和根干重等;同时接种降低了丙二醛含量、脯氨酸含量、过氧化氢酶活性和抗坏血酸过氧化物酶活性,提高了根系活力、可溶性蛋白含量和可溶性糖含量。表明耐盐碱根际促生细菌JT4和JG1能有效缓解盐碱胁迫对紫花苜蓿根系的损伤,为耐盐碱根际促生细菌JT4和JG1在植物抗盐碱材料的筛选和盐碱地改良中的应用提供了理论依据。

氮磷钾肥配施对黄河滩区紫花苜蓿产量和品质的影响

采用田间试验,研究氮、磷、钾肥配施对黄河滩区紫花苜蓿饲草产量和品质的影响.结果表明:氮、磷、钾肥能显著提高紫花苜蓿饲草产量,与未施肥处理相比,施肥处理饲草产量增幅为8.62%～30.92%,氮、磷、钾肥配施效果显著优于单施;配施能显著提高紫花苜蓿粗蛋白、粗纤维、粗灰分、粗脂肪、磷等的含量,且氮、磷、钾肥配施效果显著优于单施;能显著降低紫花苜蓿无氮浸出物含量.

草型湖泊沉水植物收割工程对生态改善的试验

在典型草型湖泊—内蒙古乌梁素海设立研究基地 ,进行较大规模沉水植物收割工程试验 ,试验表明 :以机械化方式收割沉水植物转移氮、磷营养盐 ,可以有效地减缓湖泊内源性营养物负荷的储备速度 ,使输入与输出的营养盐趋于平衡 ,并可显著抑制生物填平作用 ,是草型湖泊富营养化适度控制的一项关键性的实用技术 ;有计划、合理地收割沉水植物可以保证沉水植物净化水质的功能 ,不会造成藻类泛滥 ,也不会影响沉水植物的繁殖 ,收割沉水植物转移氮、磷营养盐的生物治理工程技术可以长期正常运行 ;在实施沉水植物收割工程对草型湖泊进行生态恢复的同时 ,即可收获大量高蛋白优质水草饲料 ,使湖泊治理与水生资源开发取得和谐统一 。

发酵桑叶替代鱼粉对大口黑鲈生长、脂质代谢与抗氧化能力的影响

在基础饲料中用发酵桑叶分别替代0、15%、30%鱼粉,再对30%鱼粉替代水平饲料补充晶体赖氨酸和蛋氨酸,配制成4种等能等氮(CP 42%,GE 18 MJ/Kg)的实验饲料,分别表示为D_1、D2、D_3和D4,饲喂大口黑鲈(初始体质量10 g)8周,研究发酵桑叶替代鱼粉对大口黑鲈生长、脂质代谢和抗氧化能力的影响。结果显示,发酵桑叶替代30%鱼粉会显著降低大口黑鲈的终末体质量、特定生长率(SGR)、脏体比(VSI)和肝体比(HSI),补充晶体氨基酸(CAA)后会明显改善大口黑鲈的生长性能。各实验组蛋白质效率、饲料系数、摄食率、肥满度以及全鱼常规组成均无显著差异。发酵桑叶替代30%鱼粉会显著降低大口黑鲈血清总胆固醇(CHO)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)含量,提高HDL-C/CHO和HDL-C/LDL-C比值。随发酵桑叶替代水平的增加,大口黑鲈血清低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)含量和丙二醛(MDA)含量显著降低,而超氧化物歧化酶(SOD)活性显著升高。研究表明,发酵桑叶替代适宜水平鱼粉不会影响大口黑鲈的生长,而替代鱼粉水平过高会显著抑制大口黑鲈的生长,但可以改善大口黑鲈的脂质代谢和机体抗氧化能力。饲料中补充晶体氨基酸可以提高桑叶的利用率,促进大口黑鲈生长。

乌梁素海富营养化适度控制的研究

在内蒙古乌梁素海设立试验基地,进行较大规模富营养化适度控制技术的研究,试验表明:近年来乌梁素海平均每年参与积累的总氮约328.7t,总磷约28t,这些超负荷积累的营养物已使乌梁素海的生态结构严重退化,将使其在30年内演变成为芦苇沼泽地.采用机械化方式每年收割5×104t(干重)沉水植物可以转移氮825t、磷85t,能够有效地减缓湖泊内源性营养物负荷的储备速度,使输入与输出的营养盐趋于平衡.这是乌梁素海富营养化适度控制的一项关键技术,也是乌梁素海生态恢复的一个核心问题.有计划、合理地收割沉水植物,在对乌梁素海进行富营养化适度控制的同时可实现水生植物资源的开发利用,使乌梁素海的资源得到持续发展.

羊尿氮对苜蓿和高羊茅混播草地生物量和氮利用的影响

为探究苜蓿(Medicago sativa L.)和高羊茅(Festuca arundinacea Schreb.)混播草地在放牧过程中对羊尿中氮的吸收规律,试验设置了苜蓿单播、高羊茅单播和苜蓿+高羊茅混播3种草地类型,以及是否施用羊尿2种模式,相互组合共计6个处理,研究了稳定性同位素15N标记的模拟绵羊尿施入对不同处理地上地下生物量、羊尿氮回收率、生物固氮率与氮转移的变化规律。结果表明:混播地上生物量显著高于单播高羊茅,与不施入羊尿相比,施入羊尿显著提高了混播和高羊茅单播的地上生物量,提高了苜蓿和高羊茅的单株氮素累积量;施入羊尿后,苜蓿的生物固氮效率降低;不施用羊尿处理有9.42%的氮从苜蓿转移到高羊茅中,施入羊尿处理没有发现氮转移现象;混播下羊尿中氮的回收率显著高于苜蓿和高羊茅单播,且混播中高羊茅对羊尿中氮回收率显著高于苜蓿。苜蓿混播草地放牧利用能够兼顾高效生产和环境保护,是一种可持续的草地利用方式。

不同冬灌方式对紫花苜蓿次年生长及土壤水热的影响

为探寻干旱半干旱地区冬季灌水对土壤水分、温度以及翌年紫花苜蓿返青、生长和产量的影响,进而提出适宜于伊金霍洛旗地区紫花苜蓿高产的灌溉方式,采用大田试验的方法,以未冬灌小区作为对照(CK),设置地下滴灌(DI)和畦灌(BI)2种灌溉方式,灌水定额设置为30 mm,共3个试验处理,每个处理3次重复,共9个试验小区。结果表明冬灌对次年紫花苜蓿返青时各土层土壤含水率和土层温度均有一定影响,地下滴灌和畦灌,均能提高紫花苜蓿返青前的土壤含水率、提高土壤温度、改善紫花苜蓿的越冬环境、提高紫花苜蓿的越冬率。冬灌后次年紫花苜蓿返青率较未冬灌处理小区高13.77%,且滴灌处理条件下返青率最高,有利于后期紫花苜蓿产量的提高。地下滴灌冬灌处理条件下紫花苜蓿第1茬产量最高,鲜草产量为31020 kg/hm^(2),干草产量为6150 kg/hm^(2),相对未冬灌处理分别增产23.32%、21.67%。综合考虑地下滴灌条件下冬灌对次年紫花苜蓿生长及土壤水热的影响,建议伊金霍洛旗地区紫花苜蓿在越冬期进行地下滴灌条件下的冬灌。