不同磷水平下AM真菌对紫花苜蓿生长和磷利用的影响

采用盆栽试验研究了在不同磷水平下接种不同丛枝菌根真菌（AMF）对紫花苜蓿生长和磷利用的影响,结果表明：苜蓿能与混合接种和单接种摩西球囊霉形成良好的共生关系,其中混合接种处理侵染率最高。接种AMF促进根瘤菌的侵染作用,同时在P 60mg/kg水平下促进了菌根侵染率和根瘤数的增加。接种菌根真菌后紫花苜蓿根干重、根长度、株高和分枝数显著高于未接种处理,干物质产量提高了25.74%~36.93%。施磷显著提高地上生物量、地下生物量和分枝数。菌根真菌促进了植株对磷的吸收,混合接种和接种摩西球囊霉植株各部位磷浓度显著高于对照,花中磷的浓度显著高于其他部位。施磷水平和接种不同菌种互作,除了对根长、分枝数和株高以及对花、中茎和下茎中磷含量无显著影响外,对地上和地下干重以及上茎、根、叶和土壤中磷含量有显著的影响。

AM真菌对紫花苜蓿细根生长及其生物量动态特征的影响

细根对植物功能的发挥和土壤碳库及全球碳循环具有重要意义.采用容器法和微根管法于2013年6～10月整个生长季内对紫花苜蓿的细根生物量、生产以及周转规律进行研究.结果表明：（1）紫花苜蓿活细根现存生物量平均值以接种摩西球囊霉（Gm）处理最高（12.46 g·m-2）,未接种对照最低（7.31 g·m-2）,并且活细根现存量在9月中旬达到峰值;死细根现存生物量呈先增加后降低再增加的变化趋势,在整个生长过程中未接种处理高于接种处理,接种根内球囊霉（Gi）处理死细根现存平均生物量（3.11 g·m-2）又较接种组其他处理低.（2）苜蓿植株细根生长量以接种幼套球囊霉（Ge）处理最大（0.045 mm·cm-2·d-1）,接种Gm处理和未接种对照最低（均为0.027 mm·cm-2·d-1）;而未接菌植株细根死亡量（0.044 mm·cm-2·d-1）显著高于接种植株,接种组又以Gi处理最低（0.021 mm· cm-2·d-1）.（3）紫花苜蓿在生长季节内细根生产和死亡的高峰分别出现在8月底和10月份,低谷出现在9月底到10月中旬和6月底到8月;接种地表球囊霉（Gv）后细根现存量和年生长量显著高于对照和接种其他菌种处理,细根的周转以对照组最大,而接种Gv和Gm处理较低.研究发现,通过接种丛植菌根真菌可以提高苜蓿细根生物量,降低细根的死亡,增加细根寿命.

石河子绿洲区苜蓿地丛枝菌根真菌的多样性及与土壤因子的关系

以石河子绿洲区苜蓿(Medicago sativa)田为研究对象,测定各类采样地土壤养分含量、苜蓿根际AM真菌物种多样性及其与土壤因子的关系。在采样地植被根际土壤中共鉴定出3属24种AM真菌,其中无梗囊霉属(Acaulospora)6种,球囊霉属(Glomus)14种,盾巨孢囊霉属(Scutellaspora)4种,各采样地球霉囊属均为优势种群,并且在各类采样地均出现。通过对土壤因子和孢子密度的相关性分析发现,孢子密度与土壤速效磷、碱解氮呈显著负相关关系(P<0.01),与土壤速效钾、pH和有机质呈现一定的相关性,但不显著(P>0.05)。

接种AM真菌对紫花苜蓿抗旱性的影响

【目的】研究干旱胁迫条件下接种两种AM真菌(摩西球囊霉(Glomus mosseae)和根内球囊霉(Glomus intraradices))对紫花苜蓿抗旱性的影响。【方法】采用盆栽干旱胁迫试验的方法。【结果】在干旱胁迫下,接种AM真菌提高了紫花苜蓿菌根侵染率和地下生物量。接种AM真菌后显著地增加了苜蓿叶片的保水能力,同时接种AM真菌均提高了植株可溶性糖、可溶性蛋白的含量,降低丙二醛和脯氨酸的含量,而且接种不同的AM真菌对苜蓿抗旱性能促进效应差异很大。【结论】接种AM真菌能够很好地改善植株水分代谢能力,接种匹配的菌种更能提高苜蓿的抗旱能力。测定各指标与苜蓿抗旱能力之间的关联度排序为孢子密度>地下生物量>菌根侵染率>丙二醛>可溶性蛋白>可溶性糖>脯氨酸>水分饱和亏缺。

棉花、苜蓿细根生长和死亡的季节变化

以棉花和紫花苜蓿为研究对象,以现存量、生长速率(G,cm/cm3·d)、死亡速率(M,cm/cm3·d)和生死之比(R)为基本参数,采用微根管技术对棉花和苜蓿细根的生长、死亡以及周转进行动态研究。结果表明,在生长季内,棉花平均细根现存生物量为8.025 mm/cm3,2011年苜蓿为14.830 mm/cm3,高于2012年苜蓿(8.026 mm/cm3),棉花细根G和M分别为0.056和0.011 mm/(cm3·d),2011年苜蓿分别为0.026和0.007 mm/(cm3·d),2012年分别为0.041和0.028 mm/(cm3·d)。棉花G变化趋势为5月底-7月中旬迅速下降,7月中旬到9月初上升,此后下降,2011和2012年苜蓿G变化趋势一致,分别在6月中旬-7月中旬和8月初-9月初形成峰值。棉花和苜蓿M相似,均是在6月中旬到7月中旬降低,此后开始增加,在生长季末达到最大。R在生长季呈逐渐减少的趋势,但棉花在生长季末R>1,苜蓿则是R<1。用最大细根现存量和平均细根现存量估算得到细根周转率不同,以平均细根现存量得到细根周转率比以最大细根现存量增加了22%。通过对棉花和苜蓿细根比较研究,棉花和苜蓿在不同季节细根现存生物量和生长动态不同,棉花呈单峰曲线,苜蓿呈双峰曲线,而棉花和苜蓿死亡动态则是随着季节变化持续升高,同时棉花以较高的周转速率满足了植物对水分和养分的需求。

滴灌苜蓿田间土壤水盐及苜蓿细根的空间分布

为了明确滴灌苜蓿土壤水、盐运移,细根分布及细根生物量动态,该文对苜蓿进行滴灌和漫灌试验,结果表明,漫灌水分集中在15 cm浅层土壤内且分布均匀,含水率在19.5%~20.5%之间。滴灌水分高值区集中在水平方向距滴头15 cm,深度为40 cm的土层中,含水率达到18.0%~20.0%。漫灌对0~25 cm深度土层盐分淋洗作用明显,土水比1：5土壤水提液的电导率由灌前的0.4~0.5 m S/cm下降到0.3 m S/cm以下;滴灌可使根区盐分下降至0.2 m S/cm,显著低于灌溉初始的盐分含量（P〈0.05）。与漫灌比较,滴灌苜蓿细根集中分布在水平方向距滴头0~30 cm,垂直深度0~50 cm范围内。生长季各时间节点滴灌细根总量高于漫灌,其平均值分别为211.6和198.3 g/m2。滴灌和漫灌各时间节点细根量表现出明显的波动,其范围分别在193.2~243.6和182.7~219.1 g/m2之间。在整个生长期内,滴灌活根量高于漫灌,且生长前期滴灌死根量变化较漫灌平稳。活细根和死细根之间的周转使得两者呈现出此消彼涨的状态,表明细根具有生长-凋亡-再生长的周期性。该研究可为滴灌技术在苜蓿栽培上的应用提供参考。

沙尔套山天然割草场主要豆科牧草营养价值综合评价研究

【目的】全面和准确地得出沙尔套山天然割草场上常见豆科牧草的营养价值优劣排序。【方法】将沙尔套山天然割草场上常见的10种豆科牧草进行营养成分分析,分别采用4种常见营养价值评价模型进行评价,并将4种评价结果进行二次综合分析。【结果】结果表明,干物质含量较高的牧草为黄花苜蓿(Medicago falcata)、罗马苜蓿(M.falcata var.romanica)、野火球(T.lupinaster)及西伯利亚驴食豆(Onobrychis tanaitica),其含量之间差异不显著(P>0.05),粗蛋白含量最高的牧草为广布野豌豆(Vicia cracca),粗灰分含量最高的牧草为红花车轴草(Trifolium pratense)和广布野豌豆,其含量之间差异不显著(P>0.05),粗脂肪含量最高的牧草为野火球,中性洗涤纤维含量最低的牧草为线叶野豌豆(V.tenuifolia),酸性洗涤纤维含量最低的牧草为广布野豌豆,钙含量最高的牧草为广布野豌豆,磷含量最高的牧草为线叶野豌豆。【结论】二次综合4种评价模型将沙尔套山10种豆科牧草进行营养价值排序,由高至低依次为:广布野豌豆(Vicia cracca)>红花车轴草(Trifolium pratense)>线叶野豌豆(V.tenuifolia)>黄花苜蓿(Medicago falcata)>罗马苜蓿(M.falcata var.romanica)=草原香豌豆(Lathyrus pratensis)=西伯利亚驴食豆(Onobrychis tanaitica)>白花车轴草(T.repens)>块茎香豌豆(L.tuberosus)>野火球(T.lupinaster)。

28种植物种子形态学性状及其萌发对绵羊瘤胃消化的反应

以天山北坡低山带的主要植物种子作为研究对象,观测和分析了该区的28种（禾本科、藜科、豆科、菊科、蓼科、蔷薇科、唇形科、葱科、石竹科、蒺藜科和苋科）植物种子的形态特征及其生物学特性,并对种子进行绵羊瘤胃消化实验,探讨了种子形态特征和消化前后萌发行为之间的关系。结果表明,28种植物种子的形态特征表现出丰富的多样性,种子的重量变化范围大,最大值是最小值的22倍。种子的长、宽和高的变化范围也较大,最大值分别是最小值的14,24和22倍。形状指数的测定结果表明种子主要以扁平状和近似球状为主,大部分植物的种子具有芒和果翅等附属结构,个别种子具有粘液结构。禾本科、藜科和豆科植物种子形态学特征可作为表征亲缘关系的指标,分类结果具有很好的一致性,其他科属植物种类较少,形态学特征分类和亲缘关系分类之间的一致性未能得到很好地反映。种子吸水过程均分为3个阶段,即快速吸水、缓慢吸水和稳定阶段。豆科植物种子的发芽率很低,仅在4.2%~15.0%之间,菊科植物的萌发率为97.0%,6种藜科植物种子的萌发率为41.0%~97.0%,10种禾本科植物种子的萌发率为53%~99%。菊科、藜科和禾本科萌发率要明显高于豆科。经过瘤胃消化后的种子,除了豆科种子其萌发率提高之外,其他种子萌发都受到了明显抑制,但仍有部分种子存活并能成功萌发,这为种子消化道传播提供了可能。消化前原始种子萌发率与其形状指数和重量存在显著相关,消化后种子萌发率与种子形状指数和种子长度存在显著相关。并且亲缘关系接近的类群种子其消化前后的萌发行为具有趋同性。

草食动物对植物种子的消化道传播研究进展

在Janzen提出"双F假说"之后,草食动物对植物种子的消化道传播就被广泛接受并做了大量的研究工作。草食动物对种子的消化道传播受到诸多因素的影响,这些影响因素概括起来包括4个方面,植物种子自身的结构特点(诸如种子大小形状、种子种皮结构、种子的休眠特征等),动物消化道特征,日粮结构,粪便物理状态。由于这些因素主要包括的植物种子和动物两方面,因此就派生出草食动物植物种子之间是否存在协同进化这一问题。笔者从草食动物消化道传播的理论基础、影响种子消化道传播的主要因素以及草食动物和植物之间在种子消化道传播中是否存在协同进化进行了系统综述,对近年来相关研究进行了总结,提出了在今后有关植物种子消化道传播研究中需要关注的热点。

草食动物影响植物种子萌发的整合分析

在Janzen提出"双F假说"之后,草食动物对植物种子的消化道传播的观点就被广泛接受并做了大量的研究工作。同时也出现了植物和草食动物之间是否存在协同进化的问题,并针对这一问题产生了很多争论。为此,本研究收集了近年来有关草食动物对植物种子的消化道传播的研究数据,然后通过整合分析结合PIC技术对其进行二次分析。结果表明,1)物种亲缘关系决定了种子对消化道作用后的反应,大部分植物表现出亲缘关系越近则反应越趋于一致,但个别亲缘关系较近的植物对消化道传播的反应则没有趋同性。2)食草动物种类不同,则被消化后同一种植物种子萌发率有所差别,主要是由于不同食草动物体消化道内部结构及内环境有很大差别,使种子在其内部滞留时间有长有短,从而导致种子被消化后的萌发率存在差异。

伊犁绢蒿年际结实量、土壤种子库及幼苗输入特征

连续3年对伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)种子结实量和萌发行为进行了测定,并对土壤种子库和幼苗输入特征进行了分析。结果表明,种子结实量主要受围栏和年度气候条件两因素的影响,围栏内种子产量明显高于围栏外,年际间种子产量的变动更为剧烈,表现为2007>2009>2008年。伊犁绢蒿单株种子产量对围栏和年度气候条件两因素的响应都极为敏感,在围栏内外和年度间均表现为差异极显著(P<0.01),但结实模式未发生明显变化。围栏内外种子萌发率存在显著差异(P<0.05),但年度间差异不显著(P>0.05);土壤种子库内可萌发种子数在年度和围栏内外均变化剧烈,均存在极显著差异(P<0.01);围栏内春季新生幼苗数量多于围栏外,新生幼苗数量在年度间差异不显著;幼苗存活数量不论在围栏内外还是在年度间都比较少,但围栏能够显著提高幼苗存活率。伊犁绢蒿从结实、种子库、幼苗发生到存活各阶段的转化率均比较低,在整个生活史过程中表现出明显的r对策。

丛枝菌根真菌根外菌丝形成时间及对牧草的促生长效应

为了揭示不同物种间接种AM真菌后菌丝网络的形成时间效应以及在调节植物种间关系中所起的作用,采用分室培养系统法对供体室的紫花苜蓿接种丛枝菌根真菌,进而研究菌丝网络形成时间引起受体室鸭茅和无芒雀麦的生物量及磷吸收率的变化。结果显示:供体植物接种菌根真菌后,植物生长第8周时,在供体和受体植物根系均检测到菌根侵染,证实供体和受体植物间形成了根间菌丝网络。接种Ge和Gv的受体植物生物量(地上、地下)最大,显著高于Gi。第14周时,接种Gi和Gm的受体鸭茅(Dg,75.93%)和无芒雀麦(Bi,65.77%)侵染率最大甚至高于受体苜蓿(Ms,72.23%),接种Gm和Ge的供体生物量最大(0.42-0.63),显著高于空白处理。接种6G和Gm处理的供体苜蓿植株(地上、地下)磷含量显著(P<0.05),高于空白处理。这表明植物根系之间不同菌种菌丝网络的形成具有不同的时间效应,同时促进植株生长及磷素吸收效率也不尽相同。

西藏不同林龄核桃林土壤理化性质及林下植被多样性特征

以不同发育阶段的人工核桃林(幼龄林(林龄为0~10 a)、中龄林(林龄为10~50 a)、古核桃林(林龄大于100 a))为对象,采用野外调查、样品采集及测定、统计分析相结合的方法,对不同林龄核桃林林下土壤养分、酶活性进行测定,林下物种组成和多样性进行分析,探究土壤养分、酶活性与林下植物多样性、群落组成的关系。结果表明:林龄变化对土壤有机质质量分数、硝态氮质量分数、速效磷质量分数、各类酶活性的影响存在极显著差异(P<0.01);除过氧化物酶活性、β-葡聚糖酶活性外,其他酶活性随着林龄增加呈先升高后降低的趋势。西藏古核桃林林下物种多样性Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数较中龄林显著降低(P<0.05),且林龄间物种组成差异显著(P<0.05)。中龄林的Margalef丰富度指数,与脲酶活性、碱性磷酸酶活性、氨基葡萄糖苷酶活性呈显著负相关(P<0.05),与过氧化物酶活性呈显著正相关(P<0.05)。古核桃林林下Pielous均匀度指数与氨基葡萄糖苷酶活性、β葡聚糖酶活性呈显著正相关;Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数、Margalef丰富度指数与多酚氧化酶活性、氨基葡萄糖苷酶活性呈显著正相关(P<0.05);Shannon-Wiener多样性指数、Pielous均匀度指数与纤维素酶活性呈显著负相关(P<0.05)。西藏高原核桃林在不同林龄阶段其林下土壤养分变化有显著差异,且林龄对核桃林林下植物群落的物种组成和总体群落更替有一定影响。

西藏高原不同树龄核桃林土壤细菌多样性及其影响因素分析

【目的】土壤细菌对土壤生态系统功能和健康维持起着重要作用。在了解核桃林土壤细菌群落随林龄的变化规律的基础上,结合土壤因子进一步探究土壤微生物群落与土壤理化性质及土壤酶活性之间的关系。阐明土壤微生物群落变化的驱动因素,为该地区核桃林的高效可持续经营管理提供科学依据。【方法】以不同种植年限(平均年龄8年、50年和100年以上)西藏核桃林为研究对象,基于高通量测序技术,研究不同树龄下土壤微生物组成及多样性的变化,并结合土壤理化因子进一步探究种植年限对土壤微生物群落的影响。【结果】(1)核桃种植年限没有显著影响细菌丰富度,但是古核桃林(100年以上)显著降低了细菌香农指数、优势度指数和均匀度指数。(2)变形菌门、酸杆菌门、厚壁菌门、芽单胞菌门、黏球菌门、放线菌门、拟杆菌门和绿弯菌门是土壤细菌优势菌门。不同树龄下部分微生物类群的相对丰度差异显著,随着种植年限的增长,土壤放线菌门的相对丰度增加,绿弯菌门的相对丰度降低,此外拟杆菌门的相对丰度呈现先增加后降低的趋势。(3)非度量多维尺度分析结果显示,不同种植年限核桃林土壤细菌群落组成之间存在显著差异。同时,冗余分析表明,土壤硝态氮含量对细菌群落组成影响显著。(4)相关性分析也显示土壤酶和土壤理化性质与微生物多样性以及优势菌门之间存在显著相关关系。【结论】核桃定植年限通过改变土壤理化性质和酶活性,改变了土壤微生物群落的多样性和群落结构,其中古核桃林细菌群落多样性显著降低,加剧了土壤微生态失衡。研究结果为明确不同龄林核桃林土壤微生物群落特征研究提供重要补充。在实际生产中除更新核桃树外,可合理使用无机和有机肥或者微生物菌肥,从而维护核桃林土壤生态系统的稳定。

4种牧草接种AM真菌效应分析

通过对红三叶(Trifolium pratense)、白三叶(Trifolium repens)、高丹草(Sorghum sudanense)、紫花苜蓿(Medicago sativa)接种AM真菌,测定植物根际AM真菌菌根侵染率、孢子密度,地上和地下部分生物量,了解宿主植物与AM真菌之间的协同作用,明确AM真菌对牧草的促生长效应,并筛选与4种牧草匹配的AM真菌。结果表明,AM真菌可侵染4种牧草且均能产生孢子,但不同牧草的侵染率和孢子密度存在差异。当对高丹草接种Glomus mosseae、Glomus intraradices、Glomus etunicatum、Glomus cladoideum、Glomus microagregatum、Glomus caledonium(简称G6),对红、白三叶接种Glomus intraradices(简称Gi),对苜蓿接种Glomus mosseae(简称Gm)时产量提高水平较对照组最为明显,接种AM真菌有效促进了植株的生长发育,提高了牧草的产量。

果翅和盐胁迫对霸王属两种植物种子萌发行为的影响

对果翅、盐溶液浓度对木本霸王(Zygophyllum xanthoxylum)和翼果霸王(Zygophyllum pterocarpum)种子的萌发行为影响进行了研究。结果表明,木本霸王果翅对种子的萌发率和萌发进程具有强烈的抑制作用,具果翅的种子萌发率为0,刺破果翅后种子萌发率也在10%以下。而翼果霸王则对果翅的存在与否不敏感,只是减缓了种子的萌发进程,而萌发数量不存在显著差别。盐碱胁迫使两植物种子萌发率降低,并且这种抑制作用随着胁迫的加强而增强。但木本霸王对盐胁迫的耐受能力要高于翼果霸王。

喷洒干燥剂法在苜蓿田间干草调制中的应用

对目前苜蓿田间干燥方法进行了总结。重点对干燥剂法的种类、干燥剂浓度筛选、干燥剂的组合搭配方法、新型干燥剂的研发和应用以及干燥剂使用后对家畜的影响等方面进行了系统综述,为干燥剂法在苜蓿集约化生产中的应用提供参考。

水位变化对沮漳河河漫滩湿地土壤种子库的影响

为了解土壤种子库对不同水位变化的响应,以沮漳河河漫滩湿地为研究对象,沿水位梯度(常淹区,未淹区)调查地上植被和土壤种子库,采用结构方程模型,探讨水位变化对种子库的直接和间接影响,采用非度量多维尺度(NMDS)分析研究种子库在植被重建中的潜力。结果表明:未淹区的短暂种子库和持久种子库密度分别比常淹区提高36.9%和7.8%。种子库和地上植被的Shannon指数和Pielou指数受水位和采样地点双因素的显著影响。水位显著影响种子库与地上植被的相似性,持久种子库与地上植被的相似性显著高于短暂种子库。结构方程模型表明,水位变化对种子库密度有直接影响,并通过土壤pH和NH_(4)^(+)-N间接影响种子库密度和丰富度。NMDS结果显示,水位变化对持久种子库和秋季地上植被群落组成没有显著影响,但显著改变了短暂种子库群落组成。短暂种子库主要受地上植被和土壤理化性质的影响,而持久种子库由地上植被和水位共同决定。在河漫滩湿地中,种子库再生潜力较低,但在水位变化过程中,种子库对湿地扰动后繁殖体多样性的恢复作用不容忽视,持久种子库可能是地上物种多样性的重要来源。

丛枝菌根真菌与豆科植物共生的研究进展

丛枝菌根真菌(AMF)作为一种专性共生土壤真菌,可以与大部分植物形成共生关系。对豆科植物而言,AMF可以与根瘤菌混合共生,直接参与固氮细菌能量与物质的代谢,对豆科植物的生存竞争十分有利。笔者从AMF与豆科植物的相互选择性,AMF与根瘤菌、豆科植物的联合共生,季节性变化对AMF和豆科植物细根周转的影响方面阐述了AMF在豆科植物生长过程中的重要调节作用。同时提出,AMF在生态系统中的作用及在今后研究中应重点关注的几个方面。

3种丛枝菌根真菌与3种寄主植物的共生关系

【目的】利用丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza,AM)真菌对寄主植物的偏好性和不同寄主植物的功能互补作用,建立AM真菌的高效繁殖体系。【方法】以玉米(Zea may L.)、高粱[Sorghum bicolor(L.)Moench]和白车轴草(Trifolium repens L.)为寄主植物,采用寄主植物单作和间作的盆栽培养法,研究不同栽培模式对光壁无梗囊霉(Acaulospora laevis)、单孢球囊霉(Glomus monosporum)和根内球囊霉(G.intraradices)3种AM真菌繁殖能力的影响,通过地上部分生物量的分配分析,探索C3和C4植物对AM真菌共生关系的"功能互补"效应及机制。【结果】间作模式下,寄主植物地上部分总生物量和3种AM真菌的孢子密度均显著高于单作(P<0.05);单作和间作栽培模式下,3种AM真菌对玉米地上部分生物量响应无显著差异(P>0.05),但单孢球囊霉和根内球囊霉对高粱地上部分生物量产生显著影响(P<0.05);两种间作栽培模式下,根内球囊霉对白车轴草地上部分生物量也产生了显著影响(P<0.05)。【结论】3种AM真菌对3种寄主植物的共生偏好性不同,且C3和C4植物对AM真菌共生关系存在一定的"功能互补"效应,利用AM真菌的寄主植物偏好性和不同植物间的功能互补关系,增加AM真菌的孢子产量,有利于AM真菌高效繁殖体系的建立。