草类植物生理学实验室运行机制及管理对策探讨

草业科学是一门新兴的应用型科学,草类植物生理学课程是草业科学专业的核心课程之一,其实验课程对学生了解草类植物的基本特征、生长规律以及掌握实验技能具有重要的意义。随着草业科学的快速发展,草业科学实验室的大型仪器设备日益增加,进而就需要更加科学的实验室管理和运行机制。以兰州大学草类植物生理学实验室为例,对实验室仪器设备、操作规程、实验材料、信息化水平、实验人员及安全管理方面的现状进行了分析,从草类植物生理学实验的角度出发,以提高实验教学质量为目标,提出了强化实验室资产管理、加强实验室安全管理、建立信息化管理平台和提高实验室管理水平的建议,可为同类型实验室科学、规范化的管理提供借鉴。

异龄差不嘎蒿地上生物量的分配格局

主要研究了科尔沁沙地中,同一生境(流动沙地)条件下不同龄级(3,4,5龄)差不嘎蒿的生物量分配格局.采用收获法选取了90株(每个龄级30株)差不嘎蒿,分别测定每个样株的冠幅、高度、单株重、生殖枝重、营养枝重和种子产量,并计算了生殖比、营养比和种子比.结果表明:流动沙地中的差不嘎蒿以无性繁殖为主;种子的生物量分配与植株地上总生物量及植株年龄之间存在正相关;差不嘎蒿在地上资源(生物量)的分配过程中存在明显的负耦联关系.

磷添加对紫花苜蓿幼苗地上部及根系生长模式的影响

盆栽条件下研究了不同磷添加浓度对紫花苜蓿幼苗地上部和根系生长变化规律的影响.结果表明:在氮、钾、水分等其他养分供应充足的基础上,适宜的磷添加可显著增加苜蓿幼苗的分枝数、株高、叶面积及叶干重,并能有效促进苜蓿根系生长、根面积和根体积的增大,从而增加苜蓿产量和品质.综合来看,在本试验条件下以0.4 mmol/L磷浓度培养条件下的紫花苜蓿幼苗生长状况较好;磷浓度的变化对紫花苜蓿叶片的养分保持力有一定影响,且在幼苗阶段的前期(5周)、后期(8周)影响趋势不同;磷浓度增加会抑制幼苗前期阶段的苜蓿叶面积扩展,而对后期光合面积的增加有促进作用.

非结构糖在柠条(Caragana korshinskii K.)再生生长和持续生存中的作用

柠条在地上组织破坏后从根颈处萌蘖出大量的一年生枝,根系储存的碳水化合物将供应地上生长。但连续刈割后根系储存物质如何变化,储存物质在柠条生长和维持存活中的作用仍须研究。本文在不同时间段内对柠条新萌蘖枝进行连续去除(处理1:对照,3月28日刈割1次后不再处理;处理2:从萌芽到6月9日,每3 d去除一次新萌发枝;处理3:从萌芽到6月24日,每3 d去除一次新萌发枝;处理4:从萌芽到7月15,每3 d去除一次新萌发枝)。结果表明:处理3和4在7月非结构糖含量显著高于处理1和2,说明处理1和2将根系储存的非结构糖用于地上生物量的恢复。连续刈割处理(处理3和4)导致柠条根系非结构糖含量持续下降,这主要是由根系呼吸作用引起。秋末对当年生枝统计结果表明,各处理之间当年生枝数/刈割枝在各处理间差异不显著,说明柠条对外界的破坏具有极强的忍耐能力。

保护性耕作对黄土高原玉米-小麦-大豆轮作系统产量及表层土壤碳管理指数的影响

在陇东黄土高原雨养农业区,以传统耕作(t)为对照,研究了3种保护性耕作:耕作+秸秆覆盖(ts)、免耕(nt)、免耕+秸秆覆盖(nts)对玉米-大豆-小麦轮作系统产量和土壤全氮、全碳、有机碳,易氧化有机碳及碳库管理指数的影响。结果表明,从2001至2007年,10茬作物的总产量在ts、nts处理下分别比t提高3.63和1.62t/hm2,而nt处理则比t处理显著降低2.48 t/hm2。7年后,tt、s、nt和nts处理表层土壤全氮含量分别提高15.4%,30.2%,16.2%和49.5%。总有机碳含量相应提高2.5%,18.7%,11.7%和74.0%,易氧化有机碳含量在ts,nt和nts处理下分别比t处理提高16.0%,16.2%和38.1%;土壤碳氮比在tt、s、nt和nts处理下较之7年前分别降低了11.41%,8.54%,3.91%和2.72%,ts、nt和nts处理下碳库管理指数分别比t处理提高12.6%,20.1%和46.6%,说明秸秆覆盖+免耕均有利于提高该轮作系统中土壤有机碳含量并改善碳库质量。

封育对退化沙质草地土壤种子库与地上群落结构的影响

对封育和未封育放牧草地土壤种子库、地上幼苗库和定植群落的结构特征进行了比较研究,并探讨了地上植被与土壤种子库密度的关系,主要结论是:1)对退化沙地实施封育措施后显著提高了地上植被与土壤种子库的密度和植物种数,特别是显著增加了地上与土壤种子库群落中优良禾草的种数与密度,草地质量得到很大改善。2)地上植被与土壤种子库对放牧干扰的响应模式不同,放牧对地上植被种丰富度的影响要明显大于土壤种子库,而对土壤种子库密度的影响又明显大于地上植被。3)由于放牧显著降低了地上植被与土壤种子库的共有种数,从而降低了地上植被与土壤种子库组成上的相似性。另外,封育和未封育草地在种子库组成上的相似性要高于地上植被组成上的相似性,提供了放牧更强烈地影响地上植被组成的重要佐证。4)回归分析显示,土壤种子库密度与地上早期幼苗库密度和后期定植群落密度以及幼苗库密度与定植群落密度之间均存在显著的正相关性,早期幼苗库密度的56%的变异可归结为土壤种子库密度的变异,而后期定植群落密度的77%的变异可由早期幼苗库密度的变异来解释。

草地沙化过程地上植被与土壤种子库变化特征

研究了草地沙漠化过程地上植被与土壤种子库的变化特征,获如下结论:(1)草地沙漠化过程地上植被与土壤种子库物种多样性的衰减模式不同,土壤种子库植物种数从潜在沙漠化阶段(固定沙地)到中度沙漠化阶段(半流动沙地)变化很小,而从中度沙漠化到严重沙漠化阶段(流动沙地)衰减速度明显加快;地上植被种数随着沙漠化程度增加而下降,其中从中度沙漠化到严重沙漠化发展阶段衰减幅度最大。(2)地上植被与土壤种子库密度随着沙漠化程度增加而下降,但下降速率因沙漠化发展阶段不同而异,从固定到半固定沙地是地上植被与土壤种子库密度下降最快的时期。(3)地上植被与土壤种子库共有种数随着沙漠化程度的增加而减少,从而导致了地上与土壤种子库群落组成的相异性增大。(4)4种退化沙地土壤种子库组成的相似性要高于地上植被,表明在沙漠化过程中土壤种子库群落组成的稳定性要高于地上植被。(5)地上植被密度与土壤种子库密度存在显著相关性,其关系可用二次曲线来描述。

青藏高原火绒草斑块群落空间格局分析

以青藏高原两种生境(阴坡和阶地)和4个斑块大小等级水平(等级1:0.2—0.6m2,G1;等级2:0.6—2 m2,G2;等级3:2—3.6 m2,G3和等级4:3.6—8.6 m2,G4)的火绒草(Leontopodium nanum)群落为对象,利用幂乘方法则,分析了其种群和群落空间异质性和群落物种多样性特征,明晰了优势种、亚优势种、伴生种和偶见种对其植被分布格局的影响。结果表明:各火绒草斑块的群落空间分布格局均呈集群分布,植物种的随机出现频率和实际出现频率的方差对数值与其幂乘方法吻合性较高(R2﹥0.8),幂乘方法能对火绒草斑块植被空间分布格局进行客观分析。优势种火绒草和线叶嵩草(Kobresia capillifolia),亚优势种球花蒿(Artemisia smithii)和珠芽蓼(Polygonum viviparum)等的相对空间异质性(ε)高于群落的空间异质性(δC),位于直线y=0上方,使群落趋于集群分布;伴生种西北针茅(Stipa krylovii)、瑞香狼毒(Stellera chamaejasme)和苔草(Carex sp)等的ε与群落的δC类似,位于直线y=0附近,它们维持群落自身空间分布状态;偶见种的ε低于群落的δC,位于直线y=0下方,降低群落的集群分布。随火绒草斑块等级水平的增加,群落物种数呈增加,丰富度指数DGI呈降低变化。一般火绒草斑块的δc和βw为阶地﹥阴坡,DGI为阶地﹤阴坡;两种生境下,植物种组成的相似性G1斑块较低,G2—G4斑块较高。火绒草斑块的群落分布格局主要由优势种和亚优势种及偶见种的ε决定。

短期放牧对青藏高原东北边缘高寒草甸土壤及微生物碳氮含量的影响

年际内短期放牧是青藏高原东北边缘地区草地利用的主要方式,而土壤有机碳和全氮含量是草地生产力维持的基石。以青藏高原东北边缘天祝县高寒草甸土壤为对象,研究了不放牧(对照)、轻度放牧(0.8头牦牛/hm2)、中度放牧(1.0头牦牛/hm2)和重度放牧(1.2头牦牛/hm2)条件下土壤有机碳和全氮以及土壤微生物量碳氮含量的变化特征。结果表明:重度放牧使土壤表层0～10cm和10～20cm全氮含量降低了12.5%和10.7%,中度放牧使10～20cm土层土壤有机碳含量增加了11.21%,其他各层全氮和有机碳含量并未随放牧强度变化发生显著变化;微生物量氮在0～10cm土层随放牧处理变化十分明显,轻度放牧、中度放牧和重度放牧下比对照分别增加了65.35%、25.23%、46.91%(P<0.05),而0～10cm土层微生物量碳在中度放牧处理下含量比对照显著增加(P<0.05),说明在表层相对于土壤碳氮,微生物量碳氮对短期放牧的反应更为灵敏。

科尔沁沙地围封沙质草甸土壤种子库特征的研究

科尔沁沙地沙质草甸围封 5年后土壤种子库中植物种类有 38种 ,其中一、二年生草本植物 2 4种 ,多年生草本植物 9种 ,灌木 5种。土壤种子库密度为 (1385 5± 16 5 1)粒·m-2 ,其中 ,一、二年生草本植物所占的比例最大为 96 5 8% ,前 5种一、二年生草本植物黄蒿、灰绿藜、猪毛菜、狗尾草和画眉草占总数的 87 2 0 % ,而多年生草本植物和灌木类种子库密度分别占0 94 %和 2 4 8%。若以单子叶和双子叶植物统计 ,单子叶植物种子数占 13 13% ,双子叶植物的种子数占 86 87% ,其中豆科植物仅占 2 83%。土壤种子库中所有植物种的密度与其相对应的地面植物种的密度呈显著非完全相关性 ,其关系可用三次曲线来表示。从种子库组成分析 ,已围封 5年的沙质草甸植被仍处在黄蒿 -杂类草混合植被阶段。

保护性耕作对黄土旱塬玉米土壤呼吸及微生物数量的影响

研究了实施保护性耕作10年后秸秆还田和免耕对土壤可培养微生物数量和CO2释放的影响,采用LI-COR-6400-09土壤气室连接红外线气体分析仪测定了玉米(Zea mays cv.Zhongdan No.2)土壤呼吸速率,采用平板涂抹计数法测定了根际土壤细菌、真菌和放线菌数量。结果表明,免耕和秸秆还田处理玉米花期土壤呼吸速率降低了8.3%和7.8%,玉米收获期土壤呼吸速率降低了15.5%和13.6%;土壤10cm处地温与土壤呼吸速率变化趋势一致,且在传统耕作处理下最高;与传统耕作相比,免耕和秸秆还田不同程度地增加了根际土壤细菌、真菌和放线菌的数量,但各类微生物数量之间的比例恒定;土壤呼吸速率与3类根际土壤微生物的数量呈负相关,但不显著。可利用免耕和秸秆还田提高黄土旱塬土壤碳库贮量。

黄土高原旱塬区陇东苜蓿草地N_2O释放动态及微生物驱动因子的研究

在甘肃庆阳黄土高原,采用静态箱-气相色谱法测定了3年龄陇东苜蓿草地不同物候期的N2O释放通量,采用最大或然数法（MPN）测定了土壤0～30 cm硝化细菌和反硝化细菌数量,探讨旱区紫花苜蓿草地N2O释放规律与其土壤微生物的关系。结果表明：（1）3年龄陇东苜蓿草地年内N2O释放通量在-0.099～0.085 mg·m-2·h-1之间;N2O释放通量在头茬花期和越冬前再生期达到高峰,而二茬再生期和越冬期则处于N2O吸收期,成为N2O贮存库。（2）陇东苜蓿草地亚硝酸细菌、硝酸细菌和反硝化细菌数量在不同物候期和土壤层次间存在差异。（3）3年龄陇东苜蓿草地N2O释放通量与土壤水分含量、土壤pH、硝酸细菌和反硝化细菌数量间呈显著正相关线性关系。（4）庆阳黄土高原旱区陇东苜蓿草地是较弱的农业N2O释放源,远低于同类研究和国际释放平均水平。

高寒草甸优势物种饲用品质对短期放牧的响应

为了解放牧强度对高寒草甸牧草饲用品质的影响,以青藏高原东北边缘高寒草甸为对象,研究了轻度(0.75牦牛单位·hm-2)、中度(1.00牦牛单位·hm-2)和重度(1.25牦牛单位·hm-2)放牧下优势植物珠芽蓼(Polygonum viviparum)和线叶嵩草(Kobresia capillifolia)的全氮、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维含量以及牧草的可吸收营养物质总量和相对饲喂价值等的变化。在放牧末期,中度放牧下牧草的植株高度显著高于其他放牧强度(P<0.05)。在整个放牧期,中度放牧下牧草的全氮含量高于其他放牧强度,其中珠芽蓼的全氮含量在放牧末期显著高于重度放牧(P<0.05);各放牧强度间植物的酸性和中性洗涤纤维含量在放牧末期无显著差异;中度放牧下牧草的营养价值指数整体呈上升趋势或保持稳定。在青藏高原东北边缘,3年的短期中度放牧利用有利于高寒草甸主要优势物种珠芽蓼和线叶嵩草保持较高而稳定的饲用品质。

保护性耕作对黄土高原塬区作物轮作系统磷动态的影响

在黄土高原塬区,对保护性耕作下小麦-大豆轮作系统的土壤全磷（total phosphorus）、速效磷（availablephosphorus）和作物吸磷量进行了动态观测。保护性耕作处理为传统耕作＋秸秆覆盖（ts）,免耕（nt）,免耕＋秸秆覆盖（nts）,以传统耕作（t）为对照,结果表明,实施保护性耕作10年对轮作系统冬小麦产量没有显著影响,夏播大豆产量对秸秆覆盖有积极响应;免耕处理提高了土壤全磷和速效磷含量,使土壤磷在0~5 cm层次表聚化,土壤磷含量随着保护性耕作时间的延长呈增加趋势,nts和ts处理下大豆籽粒吸磷量比对照显著提高111%和82%,秸秆覆盖提高了作物对磷的吸收;小麦-大豆轮作有助于提高土壤速效磷含量。结果揭示了黄土高原雨养农业区保护性耕作对土壤-作物系统磷动态的影响,为该系统的磷管理提供了一定的理论指导。

祁连山东段干旱草原2种群落物种构成及稳定性研究

芨芨草作为干旱、半干旱草原建群种,其群落植被构成和稳定性影响草原荒漠化程度,研究其群落物种构成及稳定性,可表征草原演替动态和发展方向。该研究以甘肃天祝松山滩干旱草原芨芨草群落和针茅群落为对象,定量分析其群落物种组成和多样性、功能群生物量构成、Raunkiaer频度和种间Spearman秩相关,探究物种构成和种间关联与群落稳定性的关系。结果表明:(1)针茅群落物种多样性较芨芨草群落丰富,其物种更替程度相近。(2)2个群落均处于退化状态,随退化程度加剧,丛生禾草和杂类草分别占据芨芨草群落和针茅群落主要地位。(3)2个群落主要植物种对的正负关联比皆小于1,其植物种间联结性松散,群落稳定性较低。(4)高物种多样性不利于针茅群落稳定。研究认为,群落功能群构成及其均匀度和干旱扰动比多样性对群落稳定性影响更大。

草业科学专业本科毕业论文质量现状与提升途径

毕业论文作为本科生培养的重要环节,能综合检验学生对所学知识的掌握和运用能力。本研究采用年滑动平均值法及一元线性回归法,分析了兰州大学草业科学本科专业毕业论文选题领域构成,比较了国内主要高校草业科学专业本科生参与科研创新训练及论文发表情况。分析表明,1)草业科学专业本科毕业论文选题中草地生态、植物逆境生理和草地保护学呈大幅增加趋势,其比例分别为31.4%、16.7%和15.0%,而种质资源与育种领域呈降低趋势,其比例为17.0%;2)国内开设草业科学专业主要高校均重视本科生科研创新训练及毕业论文质量,但本科生发表论文整体较少。因此,建议通过引导学生积极参与科研创新训练,加强本科专业核心或骨干课程论文撰写,并从论文选题、完成时间、老师指导及论文评审和考核等方面提升草业科学本科毕业论文质量。

青藏高原围封刈割草地植物群落及土壤养分对施肥的响应

施肥作为改良草地的措施之一,近年来开始在天然草地被广泛应用.本研究通过对青藏高原围封刈割天然草地添加氮、磷、钾肥及氮磷复合肥,研究了不同施肥处理对高寒草地群落结构以及土壤速效养分的影响.结果表明,施肥当年草地群落高度、密度和地上生物量不同程度增加,地上生物量禾本科分配增加,毒草分配降低,施肥改良了草地生长状况.施肥次年禾本科草类所占草地总生物量比例降低,毒草和杂类草所占比例增加,高寒围封刈割草地在冬季不适宜进行常规放牧.15.3 g/m2钾肥、7.5 g/m2复合肥和3.0 g/m2氮肥梯度为该地区围封刈割草地最佳的施肥水平.磷并不是该地区高寒围封刈割草地的养分限制性因子;施钾肥有效的增加了草地生物量及表层土壤速效钾含量,对草地植物群落结构有重要的影响.

曲线拟合在等流量扇形包中的应用

随流孕育目的在于防止孕育剂衰退所引起的铸件废品.随流孕育时不仅要求孕育剂流量稳定,也希望铁液流量稳定,以保证两者比值稳定,从而效果好而用量省.

草业科学专业实验室管理思考

实验室是培养学生实践能力和创新能力、从事科学研究和技术开发的重要场所。近年来随着草业科学专业的迅猛发展,现行的实验室管理运行机制已经不能适应学科的发展需求。因此在充分认识实验室管理在整个教学科研活动中重要地位的基础上,针对草业科学专业当前实验室管理工作的现状及存在的问题,在传统工作基础上进一步探索实验室管理改革与创新。文章对实验教学的整体重视度、实验室人才队伍建设、实验室规章制度完善、实验资源共享以及实验配套指导体系建立等方面做了有益的探讨。切实推动实验管理工作的前行与进步,为实验室管理体制的完善提供一定的经验和借鉴。

浅谈草地培育学实验教学现状与改革设想

为实现草地培育学课程"理论指导实践"的教学宗旨,以兰州大学为例,通过对目前草地培育学实验教学现状进行分析,提出现阶段实验教学中存在的不足以及改革措施。主要阐述了多种牧场管理模式的引入,实现野外实地调查与虚拟模拟实验相结合的实践教学模式,从而达到实践与教学一体化。通过学生自己上机操作运行相关牧场管理软件,进一步加强理解草地的生产和经营管理过程,提高学生对草地培育学课程的深入理解,以期为全国同类课程的发展与完善提供借鉴与参考。