紫花苜蓿对轮作水稻产量和蔗糖代谢的影响

紫花苜蓿与水稻轮作具有改善稻田质量和增加水稻产量的作用,但苜蓿促进水稻增产的生理机制尚不清晰。试验设置种植黑麦草土+NPK基肥+尿素追肥(PRS)、种植苜蓿土+NPK基肥+尿素追肥(PAS)和苜蓿土+苜蓿绿肥+NPK基肥+尿素追肥(紫花苜蓿处理)3个处理。结果显示,与2个对照处理相比,紫花苜蓿处理显著提高了轮作水稻的分蘖数、生物量、籽实产量以及抽穗期叶片N、P、K含量;紫花苜蓿处理分蘖期、抽穗期和收获期的水稻净光合速率依次比PRS增加了16.99%、27.22%和40.99%,比PAS增加了16.88%、37.99%和33.51%;参与蔗糖代谢的关键基因OsAGPS1、OsAGPL1、OsMEX1、OsSPS1和OsSUS5的相对表达量在叶片(白天和夜间)和根系中明显变化,与PRS相比,5个基因在分蘖期夜间的表达量分别上调2.45、2.96、1.29、1.66和6.04倍,而白天仅OsMEX1和OsSPS1的表达量明显上调,同时,OsMEX1在抽穗期夜间和收获期明显下调;在根系中,OsAGPL1、OsMEX1和OsAGPS1在分蘖期或抽穗期明显上调表达;与此相应,分蘖期叶片的蔗糖磷酸合成酶和可溶性淀粉合成酶活性,以及新叶和叶鞘的淀粉、蔗糖和可溶性糖含量显著增加,而老叶中蔗糖和可溶性糖含量显著下降。研究结果表明紫花苜蓿通过影响轮作水稻分蘖期叶片N、P、K含量和蔗糖代谢通路关键基因的昼夜表达格局而改变淀粉、蔗糖和可溶性糖在水稻叶片和叶鞘的分配,从而促进水稻增产。

内蒙古大针茅草原草地生产力及其可持续利用研究Ⅰ.放牧系统植物地上现存量动态研究

1998～ 1999年对不同放牧强度下内蒙古大针茅草原地上现存量进行了研究。结果表明 ,草地的现存量与牧草的生长速率和采食量密切相关。牧草生长旺盛 ,草地现存量相对较高 ,随放牧期的延长表现出明显的单峰型季节动态 ,其季节高峰与牧草生长高峰同步 ;牧草生长缓慢 ,草地的现存量随放牧期的延长 ,呈现较低峰值的单峰型或下降的趋势 ,现存量较低 ;不同放牧强度对草群及优势种大针茅和羊草的地上现存量有显著的作用 (P <0 .0 5) ,重度放牧下的草群、大针茅和羊草的地上现存量明显低于其它放牧强度 (P <0 .0 1) ;而不同放牧强度对伴生种如柴胡、寸草苔、 草和糙隐子草地上现存量的作用则取决于牧草的生长速率 ;地上现存量过高对丛生型禾草大针茅翌年返青及春季的生长起阻碍作用 ,进而 ,影响草群的生长量 ;现存量太低 ,影响牧草的生长发育和植物群落的组成 ,会造成草地的退化和家畜冬季的牧草供应不足。

不同放牧率对大针茅种群结构的影响

采用连续放牧的方式研究了不同放牧率对大针茅 (Stipagrandis)种群结构的影响。研究结果表明 :在一定放牧率范围内 ,单丛分蘖密度随着放牧率的增加而增加 ,超过这个范围 ,单丛分蘖密度下降 ;单位面积生殖枝数、结实数和种子重随放牧率的增加而下降 ,种子千粒重在轻度和中度放牧率下最大 ;不同年龄株丛的分蘖密度存在很大差异 ,老龄株丛的分蘖密度最大 ,其次是成年株丛 ,幼龄株丛最小 ;轻度和中度放牧率能够刺激成年和老龄株丛分蘖 ,增加其单丛分蘖密度 ;老龄株丛在种群的有性生殖中占有重要地位 ,其生殖枝数目高于成年株丛。

沙地草场补播技术及其生态效益研究

作者研究了适宜在鄂尔多斯高原半流动沙地草场补播技术及补播草地的生态效益，确定适宜的补播牧草品种、补播时间、补播地形和提高保苗率的方法。结果表明，补播草种以沙打旺、柠条锦鸡儿、羊柴、蒙古冰草和沙生冰草为主，播前用10—12％的保水剂、380～450×10－6的稀土、18～22×10-6的ABT生根粉、2．7～3kg（或L）／hm2的增产菌和30～41kg／hm2的磷酸二胺配合制成丸衣种子。在六月中下旬到七月中下旬雨前，选择沙丘迎风波和背风坡底部及丘间平地，植被盖度大于20％的地段补播。补播第三年，植被盖度达到78％，干草产量5250kg／hm2，分别比补播前提高3倍和7倍，流沙移动得到有效控制，生态环境明显改善。

内蒙古大针茅草原植物生产力及其可持续利用研究Ⅲ——植物补偿性生长研究

通过 1 998～ 1 999年对不同放牧强度下 ,内蒙古大针茅草原植物净生长量的研究 ,结果表明 :大针茅草原具有明显的补偿生长特性 ,补偿生长的方式 (超补偿、等补偿和欠补偿 )取决于生长季前期的降雨量、放牧强度和大针茅的优势度 ;在降雨量适中的条件下 ,草群在超轻度放牧下表现等补偿生长 ;在轻度和中度放牧下表现超补偿生长 ,中度放牧的超补偿生长量最高 ,达到 2 5.2 g/ m2 ;在重度放牧下表现欠补偿生长 ,净生长量比对照减少 58g/ m2 ;大针茅的超补偿生长能力比羊草强 ,超补偿生长量比羊草高 ,二者超补偿生长的放牧强度分别在中度和轻度 ,欠补偿生长分别在重度和中度 ,糙隐子草的超补偿生长不明显 ;适度放牧可以增加初夏和盛夏植物的生长量 ,减少秋季植物的自然死亡速率 。

不同践踏强度对沟叶结缕草坪用性状的影响

用模拟践踏器研究践踏对沟叶结缕草(Z oy sia m a trella)坪用性状的影响。试验设对照、轻度、中度和重度践踏4个践踏强度,结果表明,对照和轻度践踏下,草层高度、叶片长度和活生物量均明显高于重度践踏;中度践踏强度下草坪草层高度、叶片长度随着降雨量和灌溉次数变化而呈现波动式消长规律。对照和轻度践踏的草坪密度随着践踏时期的延长而呈现持续下降的趋势,但中度和重度践踏的草坪密度在9月份时呈现增加的趋势,并且重度践踏草坪增加的幅度明显高于中度践踏;轻度、中度、重度践踏草坪的地上活生物量依次增加,但轻度与中度践踏在践踏的前2个月差异不显著(P>0.05),之后出现显著差异(P<0.05);而中度和重度践踏的草坪地上活生物量差异均不显著(P>0.05)。对于沟叶结缕草草坪而言,如果采取较粗放的养护措施,轻度践踏强度比较适宜即75 kg重,每隔4 d践踏10次;如果采取比较好的、适时的养护措施如适时灌溉、施肥和封闭恢复,中度践踏强度(即75 kg重,每隔2 d践踏10次)也可以维持比较好的草坪坪用质量。

封闭时间对模拟践踏的沟叶结缕草草坪质量的影响

在春季、梅雨季和盛夏季对践踏胁迫的沟叶结缕草草坪进行封闭15和30 d处理,研究封闭对践踏胁迫下沟叶结缕草草坪坪用性状的影响,结果表明,春季封闭显著提高了结缕草垂直高度和叶片长度(P<0.05),而梅雨和盛夏季封闭仅分别显著提高了草坪的垂直高度和叶片长度(P<0.05);春季封闭明显提高了草坪的密度和地上活生物量(P<0.05),封闭30和15 d的草坪密度分别比对照提高136.4%和40.3%,地上活生物量分别提高173.9%和42.0%;与盛夏季封闭相比,梅雨季节封闭更有助于减缓草坪密度下降的趋势,且地上活生物量在整个生长季几乎都大于盛夏季节封闭;垂直高度、叶片长度、草坪密度和地上活生物量,封闭30 d的效果均比15 d好;综合各项指标,阶段封闭措施对改善践踏胁迫下沟叶结缕草草坪的坪用质量效果显著,其中春季封闭的效果比梅雨季好,梅雨季比盛夏季好,封闭30 d的效果比15 d好。

受损沟叶结缕草草坪修复技术研究

通过利用打孔、切根、梳草和施肥措施对践踏沟叶结缕草草坪进行夏初修复和秋季修复的研究.结果表明,打孔、切根和梳草3种措施对夏初修复的草坪草层高度和叶片长度有明显的促进作用(P<0.05),草层高度依次比未修复+未施肥处理(CK)增加34.64%、27.71%和39.26%;叶片长度依次增加24.03%、17.05%和31.78%,增长效果在草坪没有继续践踏的情况下可持续50 d.打孔、切根和梳草对夏初修复的草坪密度和地上生物量有明显的促进作用(P<0.05),修复处理50 d,草坪密度分别比CK提高15.2%、10%和14.4%;地上生物量分别提高22.37%、11.84%和22.16%.打孔和梳草处理可以降低草坪芜枝层的厚度.施肥与打孔、切根和梳草处理之间在草坪密度和地上生物量上存在显著的互作效应(P<0.05).夏初修复的效果优于秋季修复;打孔的效果优于切根的效果,打孔的密度以100～120孔/m2为宜.

补播技术在库布齐沙地草场中的应用

通过对库布齐沙地草场补播改良技术的研究，确定出适宜的补播牧草种类及播前种子处理技术，适时的补播时间，正确的补播地形和适宜的补播机器。改良后的沙地草场生态环境明显改善，土壤养分提高，植被盖度和产草量随着补播年限的增加而增加，补播第３年，植被盖度达到７８％，干草产量５２５０ｋｇ／ｈｍ２，分别比补播前提高３倍和７倍，流沙移动得到控制。生态环境的改善，带来了可喜的经济效益，草场载畜量由０．５～０．７５个羊单位／ｈｍ２提高到２个羊单位／ｈｍ２，草地年收入纯增２４６元，比补播前提高２倍。

适宜库布齐沙地补播的牧草品种及种子处理技术

为提高库布齐沙地补播改良退化草场的质量和补播的成功率，本文通过引种方式筛选出适宜库布齐沙地补播的牧草品种20个，并且研究了提高补播牧草幼苗抗旱能力和抵御第二年春季风蚀危害的种子处理技术。

内蒙古西部区沙地几种常见植物适应干旱的若干特性

本文以内蒙古西部区沙地上几种常见植物为例,讨论了它们在长期适应干旱过程中在根系和叶片上所表现出的旱生特征,以及植物体内的水分状况。

根瘤菌在干旱区天然草地补播中的使用方法

本试验应用二次回归正交旋转组合设计,有机地把根瘤菌和保水剂融合在天然草地补播中。研究了它们在干旱条件下对沙打旺的作用规律,并建立了产量数学模型。通过模型分析,找出了根瘤菌与保水剂间的关系,确定出0—1水平的保水剂对根瘤菌的活性及存活数量最为适宜。

上海结缕草JD-1和结缕草属几个主要坪用草种的ISSR指纹分析

以上海结缕草JD-1和细叶结缕草、沟叶结缕草、结缕草为试材,利用15个ISSR标记对其亲缘关系进行了分析,其中有14个ISSR标记在4个材料中获得了良好扩增,并由扩增条带构建成指纹图谱。指纹分析结果表明,上海结缕草JD-1与细叶结缕草、沟叶结缕草和结缕草3个种之间不存在亲缘上的直接联系,初步判断上海结缕草JD-1是一个新的变异材料。

播期和施肥对冬闲田紫花苜蓿生长和品质的影响

为建立南方紫花苜蓿—玉米、水稻等草田轮作栽培技术,以紫花苜蓿WL903为材料,研究不同播期和施肥水平下紫花苜蓿春季和初夏的生长规律和品质特征,结果表明:9月20日播种的紫花苜蓿,其第二年的产量和株高明显高于10月20日播种,但10月20日播种提高了紫花苜蓿的叶茎比;施肥明显增加了紫花苜蓿的株高、产量和分枝数,适宜施肥量为NPK2(N、P、K分别为24g/m^2、14.4g/m^2、48g/m^2)。NPK2施肥处理,9月20日和10月20日播种的紫花苜蓿均获得较高的产量,从播种到第二年5月中旬产量分别为10.8t/hm^2和9.6t/hm^2;同时,紫花苜蓿叶片氮含量明显增加,但磷含量差异不显著。

非秋眠和半秋眠紫花苜蓿品种在华东冬闲田的生长规律和营养动态

秋季种植12个非秋眠和半秋眠紫花苜蓿品种,以播种当年的生长表现以及第二年春季和初夏期间的生物量、株高、分枝、蛋白质含量等性状的观察来进行综合评价,结果表明:各品种分枝数在春季最高,其中WL903、WL656、赛迪7和WL525第一次刈割时的分枝数和三次累计分枝数均最高;WL656、赛迪7、赛迪10和WL903第一次刈割产量和累计产量最高;而赛迪10、赛迪7、WL656、WL903和Weston单位面积蛋白质产量最高。综合分枝、产量、株高和蛋白质产量4个性状指标,12个苜蓿品种中以WL656、赛迪7、赛迪10和WL903的综合评分相对较高,速生性和蛋白质产量均比较高,适宜在长江下游冬闲田种植。

紫花苜蓿绿肥对水稻产量和土壤肥力的影响

以紫花苜蓿(Medicago sativa)为绿肥植物,利用南方冬闲田种植紫花苜蓿绿肥,研究紫花苜蓿绿肥(茎叶粉碎还田)和氮肥处理对水稻(Oryza sativa)生长、土壤有机质、土壤总氮、土壤速效磷和土壤速效钾含量的影响。结果表明,紫花苜蓿绿肥和紫花苜蓿绿肥+氮肥处理的水稻产量分别比不施氮肥处理增加了48.2%和72.1%,同时绿肥+氮肥处理的水稻产量比施氮肥处理增加了8.6%。苜蓿绿肥处理显著提高了土壤有机质、总氮、速效磷和速效钾的含量,改善了稻田土壤的理化性状;同时,苜蓿绿肥+氮肥处理对增加土壤有机质的作用效果最为明显,并且有效促进了土壤磷和钾的活性,增加了水稻对土壤磷和钾的吸收,从而促进水稻增产。研究反映出紫花苜蓿作为绿肥能够有效改善稻田土壤营养,提高氮肥利用效率,促进水稻增产,是我国南方利用冬闲田种植绿肥、改良农田土壤的又一重要绿肥植物资源。

生草栽培对果园面源污染的控制:三种牧草的比较研究

本文选择菊苣、紫花苜蓿和白三叶,在桃园分别建立3种生草栽培模式,并以清耕为对照。通过人工模拟暴雨的降雨过程,研究不同施肥条件下,3种生草栽培模式对地表径流和果园面源污染的影响,结果表明,桃园种植菊苣、紫花苜蓿和白三叶明显减少了地表径流,与对照相比,径流量依次降低41.6%,35.0%和58.4%,但三者之间差异不显著。地表径流量与草地盖度呈现显著负相关(P<0.05),与草地密度和基盖度的相关性不显著。不同施氮条件下,菊苣、紫花苜蓿和白三叶草地的铵态氮、总氮和总磷径流量明显下降,其中,白三叶草地对降低铵态氮、总氮和总磷的径流流失量效果最好,其次是菊苣草地。本研究结果表明不同生草栽培模式对果园面源污染的防控效果存在差异,研究结果为果园建立适宜的生草栽培模式提供了依据。

水分胁迫对结缕草种群特征和生理特性的影响

采用大田试验,研究了"JD-1"结缕草在水分胁迫下的种群特征和生理特性变化。结果表明,水分胁迫能明显抑制结缕草的生长发育,结缕草也能通过自身生理生化调节来减弱由水分胁迫带来的伤害。在水分胁迫下,水分胁迫区结缕草密度、株高和生物量低于无水分胁迫区,且随水分胁迫的增加而明显降低。结缕草叶片相对电导率、游离脯氨酸含量和丙二醛含量在无水分胁迫区随试验期的延长呈缓慢增大的趋势;而在轻度和重度水分胁迫区随水分胁迫时间的延长呈波动状变化。复水期内结缕草密度、株高和生物量明显增大,水分胁迫区密度和生物量明显大于无水分胁迫区;结缕草叶片相对电导率、游离脯氨酸含量和丙二醛含量明显低于无水分胁迫区,且轻度和重度水分胁迫区各指标值差异不显著。

蒙吉陕三省半干旱区退化草原改良配套技术研究

本课题在内蒙古、吉林和陕西三省区八个试验点，经三十年的试验研究，总结出一套退化草原改良技术。试验结果表明，在干旱及半干旱草原地区影响牧草产量的最基本因素是土壤水份的缺乏。基于上述生态学原理，东北西部及内蒙古东部地区，在以根茎禾草为主的退化草原用浅耕翻法改良；在内蒙古高原中部以丛生禾草为主的典型草原用松土法改良；在内蒙古西部和陕北黄土高原撂荒地用补播法改良。新研制的9SSB－1．75型和9SF－2．45型两种草原松土补播机以及在肝“八五”期间研制的草原改良多用机均可在天然草原作业，使开沟、松土、播种、施肥和镇压一次完成，使用稀土、根瘤菌、保水剂研制成的种子丸在均可提高保苗率。目前推广面积15．5万公顷。1995年国家科委批准为国家级科技成果重点推广项目（96140601A）。

DNDC模型评估苜蓿绿肥对水稻产量和温室气体排放的影响

DNDC(denitrifiction-decompostion)模型是以生物地球化学进程为基础模拟碳氮循环的模型,被广泛用来预测稻田温室气体的排放,但利用DNDC模型研究苜蓿绿肥对稻田生态系统的相关研究尚未见报道。因此,本研究结合两种绿肥在上海地区的使用,模拟了4个不同处理:对照(未施氮肥和绿肥)、氮肥(200kg/hm2)、紫花苜蓿绿肥(3000kg DM/hm2)+氮肥和蚕豆绿肥(3000kg DM/hm2)+氮肥,研究苜蓿绿肥对水稻产量和稻田温室气体排放的影响,同时,对DNDC模型进行本地化修正,建立适宜我国长江中下游地区绿肥-水稻轮作生态系统的DNDC模型,结果表明,与对照相比,苜蓿、蚕豆和氮肥处理下的水稻产量分别提高了41.85%,29.81%和25.36%;蚕豆绿肥处理下的CH4排放量高于苜蓿绿肥处理,温室气体的排放强度在苜蓿绿肥处理下未显著提高。通过对DNDC模型多个参数的调整和模拟,DNDC模型对水稻产量和CH4排放的模拟值与实测值十分接近,其中,水稻产量实测值和模拟值的决定系数R2为0.89,相对平均误差RMD为-0.8%。大气温度、大气CO2浓度、土壤有机碳和土壤粘粒对稻田CH4和N2O排放十分敏感,其中,大气温度、CO2浓度和土壤有机碳与CH4和N2O的排放强度呈显著的正相关关系,而土壤粘粒与CH4排放呈显著的负相关关系,本研究结果说明本地化改进的DNDC模型能够准确模拟紫花苜蓿绿肥对水稻产量和稻田温室气体排放的作用效果。