施磷水平对盐碱地柳枝稷碳氮磷生态化学计量特征的影响

为探究不同施磷水平对盐碱地柳枝稷叶片与土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其生态化学计量比的影响,本研究以宁夏大学西大滩盐碱地综合改良利用核心试验站的两种生态型柳枝稷为研究对象,设不施磷(0)、施低磷P2O530 kg·hm^(-2)(30)和施高磷P2O590 kg·hm^(-2)(90)3个水平,分析比较了2019-2020年低地型品种Alamo和高地型品种Pathfinder柳枝稷叶片与土壤C,N,P含量及其生态化学计量变化规律。结果表明:连续2年施磷处理条件下,Alamo和Pathfinder品种柳枝稷叶片C,N,P生态化学计量特征差异显著。Pathfinder品种的C、N、P含量显著高于Alamo品种。就施磷水平而言,施高磷影响更为显著。连续2年施磷处理可以有效提高土壤有效磷含量和磷酸酶活性,降低土壤pH值和盐分含量。柳枝稷叶片与土壤化学计量特征之间存在较强的相关关系。因此,施磷处理有效改变了柳枝稷叶片和土壤C、N、P含量及化学计量比,为揭示盐碱地农业生态系统元素平衡提供一定的参考价值。

不同供磷水平对柳枝稷根际土壤有机酸、无机磷及微生物的影响

本研究旨在探索不同供磷水平对根际土壤有机酸、无机磷和微生物群落的影响,挖掘根际土壤微生态特征,对促进土壤磷素循环具有重要意义。本试验采用随机区组试验设计,以柳枝稷‘Alamo’和‘Pathfinder’品种为材料,设置3个磷水平:P0(0 kg∙hm^(-2))、P30(30 kg∙hm^(-2))和P90(90 kg∙hm^(-2)),研究不同磷水平下柳枝稷根际土壤有机酸组成及含量、无机磷形态及含量以及微生物种群落多样性。研究结果表明,施磷水平对根际土壤有机酸、无机磷含量和微生物群落有显著影响。与P0相比,不同施磷水平下‘Alamo’品种的根际土壤有机酸含量增幅更大,无机磷含量更高。而在微生物群落方面,‘Alamo’和‘Pathfinder’品种呈现相似的变化规律。在P30和P90处理下,根际土壤中琥珀酸、苹果酸、马来酸和丙二酸含量显著增加,辛二酸含量降低。此外,施磷后根际土壤中的Ca_(2)-P、Al-P、Fe-P、O-P和Ca_(10)-P含量均显著增加。细菌群落的Chao1指数、ACE指数、Shannon指数和Simpson指数在施磷后也显著增加,而物种组成在门水平上以变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi)为优势菌门。综合分析发现,不同磷水平下,柳枝稷根际土壤中的有机酸与无机磷间关系不显著。细菌群落的丰富度和多样性受有机酸和无机磷的共同影响,不同优势菌门与有机酸和无机磷的关系具有差异性。综上所述,有机酸—无机磷—微生物构成的根际土壤微生态系统是相互协调的系统,对磷资源的高效利用具有积极作用。

供磷水平对柳枝稷光合特性与抗逆生理的影响

【目的】探究盐碱条件下供磷水平对不同品种柳枝稷光合特性与抗逆生理的影响。【方法】采用双因素随机区组试验设计进行盆栽试验,设置3个柳枝稷品种(Alamo加倍体、Alamo和Path-finder)和3个供磷水平[不施磷(P0)、低磷10 mg/kg(P10)、高磷100 mg/kg(P100)],比较不同供磷水平下各品种柳枝稷光合特性、抗氧化酶活性、渗透调节物质含量的变化规律,综合评价不同柳枝稷品种抗逆性。【结果】柳枝稷叶片叶绿素a、b含量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、脯氨酸含量随供磷水平的增加而增加,其中Alamo加倍体品种P100处理较P0处理分别增加了57.3%、62.9%、41.4%、29.7%、55.2%、128%;胞间CO_(2)浓度、过氧化氢酶活性(CAT)、可溶性糖含量(SS)随供磷水平的增加而降低,其中Alamo加倍体品种P100处理较P0处理分别降低了51.7%、84.4%、20.9%。高磷处理下Alamo加倍体的净光合速率、超氧化物歧化酶活性(SOD)和脯氨酸含量均最大,表现出较强的生理活性。【结论】盐碱条件下施磷提高了柳枝稷的光合能力和抗逆性,以高磷处理下Alamo加倍体的抗逆性最强。

不同施肥处理对风沙土及柳枝稷生长的影响

研究以柳枝稷为指示作物,在田间小区种植,实验设置了CK(空白对照)、生物菌肥(ET1)、赛众土壤调理剂(ET2)、自研土壤调理剂(ET3)四个处理,通过施用不同的土壤调理剂,探讨不同土壤调理剂对柳枝稷生长性状及风沙地土壤理化性质的影响,为该地区柳枝稷科学合理的栽培及风沙土改良提供理论依据。结果表明:(1)施用不同的土壤调理剂可以改善风沙土的物理性质。相比之下,ET1、ET2和ET3的土壤含水率均有提升,容重7月、8月和9月分别下降10.12%、4.38%和6.49%。(2)施用不同的土壤调理剂可以改善风沙土的化学性质。实验各项处理中的有机质均有提高,碱解氮的含量增加,处理ET3较ET1和ET2速效磷的含量分别增加了7.37%和37.8%。(3)施用不同的土壤调理剂能显著增加柳枝稷的株高、生物量和叶面积。

煤矸石土壤调理剂对毛乌素沙地柳枝稷生长的影响

提高毛乌素沙地保水保肥性能,旨在为黄河“几”字弯生态保护与高质量发展提供理论支持。为了探究煤矸石对毛乌素沙地的改良效果,以柳枝稷为指示作物,采用随机区组设计,设置煤矸石土壤调理制剂含量分别为0%(CK)、90%(ST1)、84%(ST2)、78%(ST3)、66%(ST4)、54%(ST5),研究不同煤矸石含量的土壤调理剂对毛乌素沙地土壤性质和柳枝稷农艺指标的影响。结果表明,添加煤矸石土壤调理制剂可有效改善风沙土物理结构。其中,与CK相比,ST1处理含水率提高最多,增加41.36%;ST3处理土壤容重较CK降低最多,降低19.91%;ST4处理对风沙土孔隙度的提升最为显著,相比CK增加5.31%。煤矸石土壤调理制剂促进了沙地柳枝稷生长。与CK相比,施用煤矸石土壤调理制剂能够显著提高柳枝稷株高,其中,ST4处理对柳枝稷的株高增长效果最为显著,较CK增长54.3%;ST2处理则对柳枝稷地上生物量提升效果最为显著,ST3处理对地下生物量提升最显著,相比CK分别增长57.26%、31.47%。主成分分析结果表明,与CK相比,煤矸石土壤调理制剂处理组得分以ST2最佳,得分为0.40。因此,改善毛乌素沙地土壤性质的最佳煤矸石土壤调理制剂含量为84%。

重金柳枝稷在西安地区的观赏性与抗旱性初探

在观赏草类群中,多数种类株形较为松散,时间愈久愈不能保持挺拔的景观效果,这对园林布景来说是一个需要解决的问题。而在众多观赏草中,重金柳枝稷可以在多年生长中依然保持挺拔的株形,且同时具有耐旱、观赏期长的特点。运用重金柳枝稷在秦草沣西种业基地进行根系对比、高温干旱胁迫下表现记录、耐旱性对比的耐旱性试验和记录不同分蘖情况对其成活率、盛穗期、繁殖系数的影响的适应性试验,结果发现重金柳枝稷在各项对比中都有良好的表现,值得在西安地区推广使用。

盐碱胁迫对3种柳枝稷生长性状、叶片性状及叶绿素荧光特性的影响

为了解3种柳枝稷(Panicum virgatum)的耐盐碱性,试验选择Cave-in-Rock、Forestberg和Pathfinder 3种柳枝稷品种,盆栽条件下移栽至不同程度盐碱土,即轻度盐碱土(pH值为7.72)、中度盐碱土(pH值为8.37)及非盐碱土[空白对照(CK),pH值为7.42],于移栽后第21天测定叶长度、叶宽度、叶面积、叶片重量、比叶面积,于生长季末测定株高、分孽数、根长、地上和地下生物量,于移栽21 d后选择晴天的09:00-11:00测定叶片叶绿素荧光参数[光系统Ⅱ(PSⅡ)最大光化学效率(Fv/Fm)、光化学淬灭系数(qP)、非光化学淬灭系数(NPQ)、PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)],通过主成分分析及模糊数学隶属函数法对柳枝稷幼苗期生长性状、叶片性状及叶绿素荧光参数进行综合分析来评价3种柳枝稷耐盐碱性。结果表明:除Forestberg的地下生物量和Cave-in-Rock的株高中度盐碱胁迫略高于轻度盐碱胁迫外(P>0.05),其他指标均表现为轻度盐碱胁迫高于中度盐碱胁迫(P>0.05)。柳枝稷地上生物量、分蘖数、叶长度、叶面积、叶片重量和比叶面积随着盐碱胁迫程度增大呈下降趋势。Forestberg和Pathfinder的根长表现为先降低后升高,在中度盐碱胁迫时最长;Forestberg和Pathfinder叶片的NPQ随盐碱胁迫程度增加呈先上升后下降趋势。主成分分析及模糊数学隶属函数法综合分析3种柳枝稷耐盐碱性,Forestberg的耐盐碱性优于其他两种柳枝稷品种。说明Forestberg可作为吉林省中西部地区退化草场中度退化草地修复推广牧草品种。

供磷水平对柳枝稷干物质量及磷吸收利用特性的影响

为了探究不同供磷水平对柳枝稷干物质量及磷吸收利用特性的影响,采用双因素随机区组设计进行盆栽试验,设置3个品种柳枝稷(低地型品种Alamo加倍体、Alamo和高地型品种Pathfinder),3个供磷水平P0(不施磷,0 mg/kg)、P10(低磷,10 mg/kg)、P100(高磷,100 mg/kg),分析柳枝稷生长指标及磷吸收利用特性相关指标,综合评价不同供磷水平条件下柳枝稷的磷吸收利用特性。结果表明,Alamo加倍体、Alamo和Pathfinder的株高、分蘖数、叶面积、干物质量均随供磷水平的提高而增加,在P100处理下达到最大值。而3个品种柳枝稷的根冠比随供磷水平的提高而降低,P100处理较P0处理分别显著降低了16.67%、17.24%、20.69%。随着供磷水平的提高,3个柳枝稷品种的叶磷含量、根磷含量、磷吸收量呈增加趋势,在P100处理下达到最大值。而磷利用效率呈下降趋势,P100处理较P0处理分别显著下降11.32%、18.31%、18.38%。Alamo加倍体与Alamo的磷转移效率均在P100处理下达到最低值,而Pathfinder的磷转移效率以P10处理为最低。隶属函数分析结果表明,P100处理下3个柳枝稷品种的磷吸收利用特性相关指标的隶属函数均值最大。综上,100 mg/kg(P100)供磷条件下既可以促进3个柳枝稷品种的植株生长及干物质量增加,又能在一定程度上提高磷吸收利用特性。

中药废渣生物炭对磷石膏理化性质及柳枝稷生长的影响

磷石膏和中药废渣资源化利用迫在眉睫,然而迄今还未见关于使用中药废渣生物炭改良磷石膏种草的研究。为了找出中药废渣生物炭与磷石膏的合理配比,本研究开展盆栽试验,在磷石膏基质中分别添加0、1%、2.5%、5%、10%、20%中药废渣生物炭配制复合基质(每盆基质重量为2500 g),以不添加生物炭的磷石膏为对照,待基质稳定后播种柳枝稷,于柳枝稷生长90天后分析基质理化特性、收集柳枝稷生长指标。结果表明:与对照相比,生物碳的加入明显提高了复合基质湿度、pH、有机质、速效氮、有效磷和有效钾的含量,增加了柳枝稷的高度、鲜重、干重、根冠比。总的来说,生物炭添加浓度为2.5 %对磷石膏理化特性和柳枝稷生长有明显的促进作用。

磷石膏基质中添加辣椒秸秆生物炭对柳枝稷生长的影响

生物炭调节磷石膏作为能源植物生长基质,既可有效利用磷石膏,又可提供可再生能源。本文以磷石膏、辣椒秸秆生物炭、柳枝稷为供试材料,按0,1%,2.5%,5%,10%,20%质量比配置生物炭–磷石膏混合基质种植柳枝稷,研究生物炭对磷石膏栽培基质理化特性及柳枝稷生长的影响。结果表明:磷石膏栽培基质的含水量、pH、速效磷和速效钾随辣椒秸秆生物炭用量的增加而增加,碱解氮含量随生物炭用量增加呈先增加后降低趋势;辣椒秸秆生物炭用量介于2.5%~5%对柳枝稷生长有较好的促进作用。这说明适量的生物炭可以改良磷石膏,从而促进柳枝稷的生长。本实验结果为磷石膏及辣椒秸秆的资源化利用提供了一种有效途径。

柳枝稷研究现状及其在陕北榆林的应用潜力分析

榆林地处毛乌素沙地东南缘,是陕西省能源产业和畜牧业比较发达的地区,然而经济发展的同时也给该地区原本十分脆弱的生态环境带来了巨大压力,严重影响着榆林地区的生态畜牧业高质量发展。柳枝稷抗逆性强,是近年来我国北方引种热门的“草畜两用”物种。随着产业生态化与生态产业化循环发展理念的深入和“双碳”目标约束,榆林地区的生态产业可持续发展成为重要的研究课题。为此,本文采用资料查阅、调研实践与试验分析相结合的研究方法,在了解柳枝稷基本特性的基础上,系统剖析了我国北方柳枝稷研究与利用现状。同时,基于柳枝稷的生态适应性,结合笔者实践调研和SWOT分析方法,进一步研究了柳枝稷在陕北榆林生态修复及饲料方向的应用潜力,为柳枝稷榆林引种用于生态修复及乡村振兴提供参考。

不同盐胁迫对柳枝稷生物量、品质和光合生理的影响

为明确不同盐胁迫对柳枝稷生物量、品质及光合生理的影响,以无盐胁迫作为对照(CK),选取0.40%Na Cl、0.80%Na2SO4和0.80%Na HCO3进行了土柱试验。结果表明:(1)与CK相比,Na Cl、Na2SO4、Na HCO3胁迫下柳枝稷地上生物量、地下生物量、总生物量、籽粒产量及根冠比均显著降低(P<0.05),总生物量分别降低49.39%、60.52%、76.45%,Na HCO3对柳枝稷的生长抑制作用最强,Na Cl最弱;(2)Na Cl胁迫下柳枝稷地上生物质灰分含量显著增高14.89%,Na2SO4胁迫下硫(S)含量显著增高262.32%,纤维素含量显著降低13.71%,Na HCO3胁迫下钾(K)含量显著增高54.95%,半纤维素含量显著增高10.87%,灰分和S含量的增高不利于柳枝稷地上生物质的燃烧利用,纤维素含量的降低和半纤维素含量的增高不利于其转化利用;(3)Na Cl、Na2SO4、Na HCO3胁迫下柳枝稷叶片净光合速率(Pn)分别显著降低21.89%、29.54%和24.59%,气孔限制因素可能是其光合作用受到抑制、生物量下降的关键因素。

能源作物柳枝稷研究进展

目前,可再生能源特别是能源作物成了能源研究的新热点。柳枝稷适应性强,产量潜力大,且对环境友好,是理想的能源作物。本研究从生物学特性、生态适应性、柳枝稷能源生产管理措施等方面综述了能源作物柳枝稷的研究进展,讨论了柳枝稷能源生产利用方式与存在的问题,分析了柳枝稷在我国的发展潜力。认为现阶段我国柳枝稷能源利用应以固体成型燃料与小型生物质发电为主,将来最有发展潜力的利用方式之一为第二代燃料乙醇。

乳酸菌复合系和植物乳杆菌提高柳枝稷青贮效果

该文旨在探讨接种乳酸菌复合系SGL和植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)对柳枝稷青贮效果的影响。以营养生长阶段的柳枝稷为原料,分别接种1 OD600/kg鲜质量的SGL和Lactobacillus Plantarum,以不接菌的处理作为对照。在发酵第3、10、20和30天开罐取样进行检测分析发酵饲料品质,通过短期人工瘤胃技术测定体外瘤胃发酵参数的变化,并运用高通量测序技术分析原料和青贮料的细菌多样性。结果表明:接种乳酸菌复合系SGL和Lactobacillus Plantarum均能有效抑制Enterobacter和Clostridium,使Lactobacillus成为控制发酵的优势菌,加快青贮过程中p H值的下降速率,提高柳枝稷青贮饲料品质,并提高柳枝稷青贮料的瘤胃发酵效果,复合菌系SGL比纯培养的Lactobacillus Plantarum的效果更突出。

盐分和土壤含水量对营养生长期柳枝稷的影响

为了明确柳枝稷对盐渍化边际土地的适应性,采用再裂区试验设计,分别以北京潮褐土和兰州灰钙土为土壤基质,用盆栽土培法研究了土壤盐分类型、盐分浓度和土壤含水量对营养生长期柳枝稷(Panicum virgatum L.cv.Alamo)生长特性的影响。结果表明:柳枝稷生长对于土壤盐渍化的响应方式受盐分类型、盐分浓度、土壤含水量和土壤类型等多种因素影响。对于以北京潮褐土,柳枝稷对不同盐分类型的适应能力由强到弱依次为:重碳酸盐>硫酸盐>氯盐;对于以兰州灰钙土,由强到弱依次为:硫酸盐>重碳酸盐>氯盐。以柳枝稷生物量为衡量指标,各盐分类型的适宜浓度范围分别为重碳酸盐≤0.4%,硫酸盐≤0.6%,氯化盐≤0.2%。

PEG-6000模拟水分胁迫对柳枝稷种子萌发及幼苗生长的影响

采用聚乙二醇(PEG-6000)模拟不同水势(0.0,—0.2,—0.4,—0.6,—0.8和—1.0 MPa),在25℃条件下采用纸上发芽法测定发芽率、正常幼苗数、新鲜未发芽种子数、死种子数、发芽指数、活力指数、根长、苗长和叶面积等生理指标,研究水分胁迫对3个生态型的柳枝稷(Panicum virgatum L.)种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明:3个品种柳枝稷种子发芽率、发芽指数、活力指数及幼苗生长指标均随水分胁迫程度的增加而下降,且基本符合"S"型曲线,而正常幼苗数随渗透势的下降显著降低,新鲜未发芽种子数显著增加,死种子数较对照增加,但各处理间差异不显著,说明降低渗透势可诱导柳枝稷种子二次休眠,当渗透势在—0.4 MPa时,水分胁迫对种子发芽及幼苗生长的影响较严重,不同品种柳枝稷种子对水分胁迫的适应性和抵抗力有一定差异,3个生态型的柳枝稷种子对水分胁迫的适应性强弱为Alamo(低地型)>Cave-in-Rock(中间型)>Sunburst(高地型)。

水培条件下pH值对柳枝稷幼苗生长发育的影响

土壤的p H值是限制植物生长发育的一个关键因素。柳枝稷是一种可作为牧草,水土保持的多年生C4能源植物。试验在水培条件下,利用裂区试验设计,以柳枝稷品种(系)为主区,水培液p H值为副区,对反映柳枝稷幼苗生长发育状况的指标进行统计分析。结果显示,随水培液p H值的酸碱强度增大,柳枝稷不同品种(系)幼苗的分蘖数、株高、苗鲜重、根冠比、根系活力以及净光合速率都极显著降低(P<0.01),而幼苗保护酶活性以及丙二醛(MDA)含量则极显著升高(P<0.01)。尤其是当PH值低于5.0时,幼苗的受到的胁迫更为明显,幼苗超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性反而急剧下降。与酸胁迫(p H值<7.0)相比,柳枝稷对碱胁迫(p H值>7.0)的适应能力更强,其中以西稷2号的抗逆性表现最好。因此应用柳枝稷在边际土壤地区推广种植时,要尽量避免强酸性土壤(p H值<5.0),且选用西稷2号品系较为适宜。

柳枝稷和白羊草苗期水分利用与根冠比的比较

室内生长箱内柳枝稷和白羊草苗期水分利用与根冠比的试验结果表明,低水下柳枝稷光合速率降低,蒸腾速率增大,叶片水分利用效率减小,根长增加,整体水分利用率降低,但生产力的根冠分配与高水相差较小。低水也造成白羊草光合降低,但蒸腾速率减小幅度更大,叶片水分利用效率反而提高,主要原因是白羊草叶片气孔具有较强的随水分条件变化的调节作用。白羊草的根系在低水下伸长速率减慢,根长/株高降低,水分条件好时根系也能够迅速生长,特别是加强根系的生产力分配。不同水分下白羊草消耗单位水分形成的生产力均大于柳枝稷,说明白羊草在苗期对土壤水分变化的适应能力比柳枝稷要强。

盐胁迫对柳枝稷种子萌发的影响

在光照培养箱内用不同浓度(0、50、100、200、300mmol/L)的NaCl、Na2SO4、中性混合盐(NaCl和Na2SO4)、NaHCO3、Na2CO3和碱性混合盐(NaHCO3和Na2CO3)处理两种柳枝稷种子(Alamo和Pathfinder),通过测定盐胁迫下柳枝稷的发芽率、苗长、根长、干苗重及种子活力指数,分析盐胁迫对两种柳枝稷种子萌发的影响。结果表明:随着盐浓度的增加,柳枝稷种子萌发受到抑制,低浓度(50mmol/L)NaCl可以促进Alamo种子的发芽,低浓度(50mmol/L)中性混合盐对Alamo种子相对活力指数影响较弱;碱性盐胁迫下Pathfinder的耐受性优于Alamo。对两个品种来说,碱性盐对其种子的抑制高于中性盐,混合盐对种子的抑制介于两种单盐之间。

黄土丘陵区柳枝稷光合生理生态特性的初步研究

研究了黄土丘陵区引种草种柳枝稷 ( Panicum virgatum)的光合生理生态特性 ,比较了不同叶位叶片光合速率 ( Pn)、蒸腾速率 ( Tr)、水分利用效率 ( WUE)的日变化以及环境因子的作用。结果表明 ,柳枝稷叶片 Pn日变化曲线为双峰型 ,中午“光合降低”主要是由于叶温过高导致呼吸高引起的净光合速率降低。叶龄增大 ,叶片 Pn日变化相对较平缓 ,其中壮龄叶Pn日变化最为平缓。幼龄叶 Tr的日变化为双峰型 ,随叶龄增大 (叶位下降 )而成为单峰型。WUE的日变化可划分为上午的降低和下午的波动 2个阶段 ,最上充分展开叶 (旗叶 )的WUE始终最高。