四倍体青绿苔草对低温的生理响应及耐寒性评价

为探究四倍体青绿苔草(Carex breviculmis)不同株系的耐寒性,筛选耐寒四倍体青绿苔草株系,本研究以二倍体和同源四倍体青绿苔草株系4、株系8、株系14为例,采用田间自然低温处理,对2023年10月—11月各处理时间段的苔草叶片生理指标进行测定,同时通过主成分分析和隶属函数法,对四倍体青绿苔草各株系耐寒性进行了评价。结果表明:在低温胁迫过程中,两种倍性青绿苔草的叶片相对含水量和叶绿素含量均呈不同程度的下降,而可溶性糖含量呈不同程度的上升,丙二醛含量、超氧化物歧化酶活性、过氧化氢酶活性和可溶性蛋白含量随低温时长的增加呈不同变化趋势,四倍体青绿苔草株系4、株系8、株系14耐寒性均强于二倍体青绿苔草,其中,四倍体青绿苔草株系14耐寒力最强。上述研究结果为了解青绿苔草耐寒机制及四倍体青绿苔草耐寒株系筛选提供理论依据。

野牛草雌、雄株对干旱胁迫的生理响应差异

野牛草(Buchloe dactyloides)是草坪草种中少有的雌雄异株植物,分析野牛草雌雄株抗旱差异性,为雌雄异株植物生理差异研究提供理论基础。本研究采用‘Texoka’品种野牛草作为试验材料,使用雌、雄株的克隆分株扦插繁殖,成坪后进行3种干旱胁迫处理:对照处理(田间持水量在90%,CK)、半干旱处理(田间持水量50%,H)、干旱处理(田间持水量30%,D)。结果表明,随着干旱程度的增加,野牛草雌株和雄株的株高、生物量、根冠比、叶片相对含水量以及叶绿素荧光参数的变化不显著(P>0.05);丙二醛含量和脯氨酸含量与干旱程度均呈正相关关系,且雌株含量显著大于雄株(P<0.05)。野牛草雌株超氧化物歧化酶、过氧化物酶、抗坏血酸过氧化物酶活性在干旱处理时显著大于雄株。此外,雌、雄株之间的抗氧化酶活性变化并不一致,在同一水分条件下雌株的抗氧化酶活性显著大于雄株,表明野牛草雌株相对于雄株具有更强的清除活性氧能力。双因素分析结果和主成分分析结果也表明野牛草响应干旱胁迫存在明显的性别差异,隶属函数分析发现,野牛草雌株的抗旱性综合评价高于雄株。综上,野牛草雌、雄株对干旱胁迫的响应存在性别差异,且野牛草雌株的抗旱性强于雄株。

‘紫叶’狼尾草高效繁育方法研究

以‘紫叶’狼尾草(Pennisetum setaceum‘Rubrum’)为试材,采用分株繁殖和扦插繁殖的方法,研究了分株方式及不同扦插部位和吲哚乙酸(IBA)浓度处理对幼苗生长状况及增殖效率的影响,以期筛选出‘紫叶’狼尾草最佳繁育条件,为其高效繁育提供参考依据。结果表明:‘紫叶’狼尾草扦插的繁殖效率显著高于分株繁殖。‘紫叶’狼尾草茎秆不同部位扦插产生幼苗的生长优劣程度依次为下部芽苞>中部芽苞>上部芽苞;以0.3%IBA处理芽孢时幼苗生长状况最佳,以0.3%浓度处理下部芽孢时增殖系数最高。

“四季”青绿苔草多倍体诱导及鉴定

以“四季”青绿苔草的胚性愈伤组织为试验材料,选用秋水仙素为诱导剂,采用秋水仙素浸泡处理法进行诱变处理,研究了不同的秋水仙素浓度和不同的处理时间下诱导“四季”青绿苔草多倍体的最佳条件。通过流式细胞术、根尖染色体计数的方法对加倍植株进行倍性鉴定,并进行叶片气孔特征和植株表型特征分析,以期为“四季”青绿苔草的多倍体诱导及苔草新品种培育提供参考依据。结果表明:在秋水仙素浓度为0.10%,处理时间为48 h时诱导率最高,该条件下的诱导率可达65%。通过植株表型与气孔特征比较,加倍后的植株与二倍体植株有明显的差异,表现为叶型宽阔、株高降低、气孔变大等特点。

乡村振兴背景下加强农业科研院所学科建设的思考

在国家全面乡村振兴、加快建设农业现代化的新阶段,农业科研院所应在农业科技支撑中发挥更大作用。学科建设是农业科研院所发展的重要基础,在提升研究所科技创新能力和科技竞争力方面具有重要作用。文章以作者单位为例,分析指出其学科发展中存在着方向不聚焦、人才结构不合理、配套机制不健全等问题,从优化学科布局、创新人才培养模式、加强政策引导等方面提出了提升农业科研院所学科建设的措施。

野牛草雌雄株对不同形态氮素的生理响应差异

为揭示野牛草雌雄株对氮素形态的偏好及生理响应差异,以野牛草克隆分株为材料,采用温室砂培盆栽方法,分析了硝态氮(N_(1))、铵态氮(N_(2))、铵硝混合态氮(N_(3))和对照(CK)处理对野牛草雌、雄株生长性状、生物量、叶绿素含量、叶片氮含量及氮代谢相关酶活性的影响。结果表明,雌株在N_(2)处理时其生长性状、各部位生物量及地上生物量和总生物量均显著小于N_(1)和CK,且还小于N_(3)处理,表明铵态氮处理可能抑制野牛草雌株生长。N_(1)处理下的雄株间隔子长度、间隔子直径与CK无显著差异但显著大于N_(2)和N_(3),同时其匍匐茎节数、匍匐茎长度、根生物量、地上生物量及总生物量显著大于其他处理。野牛草雌、雄株的叶绿素a含量和叶绿素总含量均在N_(1)处理时显著高于对照,但雌株在3种N形态处理之间没有显著差异、而雄株在N_(1)时与N_(2)或N_(3)处理差异显著。野牛草雌株的叶氮含量、3种氮代谢相关酶活性均在N_(3)处理时显著大于其他处理,而雄株在N_(1)处理表现较好。综上,野牛草雌、雄株的生长均偏喜硝态氮,然而雌株对唯一氮源—铵态氮作用敏感且生长受抑,但是铵硝混合态氮能够缓解甚至提高雌株的N代谢生理功能,而雄株无此表现。野牛草雌、雄株对不同形态氮素的响应存在显著差异,这为野牛草雌雄株的差异氮肥管理提供了理论依据和技术途径。

干旱胁迫下不同性别野牛草生理及抗氧化酶基因表达差异

干旱是制约植物生长的重要胁迫因素之一,目前对于不同性别野牛草抗旱的生理及分子差异机制的研究较少,为探究干旱胁迫下野牛草雌、雄株抗氧化酶活性以及基因表达差异,以野牛草“Texoka”品种为试验材料,测定干旱第0、7、14天以及复水7 d后野牛草雌、雄株叶片相对含水量(RWC)、叶绿素含量(Chl)、PSII最大光化学量子效率(Fv/Fm)以及抗氧化酶活性,利用qRT-PCR技术研究了野牛草雌、雄株抗氧化酶基因在不同干旱时间下的表达差异。结果表明,干旱胁迫下野牛草雌、雄株坪观质量随着干旱时间的延长而降低,复水后恢复,且雌株坪观质量强于雄株。野牛草雌、雄株RWC都随着干旱处理时间增加而下降,复水后恢复,在干旱第7天雌株RWC高于雄株。野牛草雌、雄株Chl含量随着干旱-复水处理都呈下降趋势;Fv/Fm在干旱-复水处理过程中呈相同的趋势,在干旱第14天均显著降低。雌、雄株Chl和Fv/Fm除第7天外均没有显著差异,两者在长期干旱胁迫以及复水后光合特性相似。野牛草雌株超氧化物歧化酶(SOD)活性在干旱第7、14天以及复水7 d后都高于雄株,雌株抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性变化更加明显,证明野牛草雌株应对干旱胁迫时APX更快积累;在干旱胁迫下雌、雄株过氧化物酶(POD)活性变化一致,两者没有显著差异。干旱第7天后,野牛草雌、雄株过氧化氢酶(CAT)活性变化趋势完全相反。实时荧光定量PCR分析表明,野牛草雌株抗氧化酶基因表达量在复水后达到峰值,与抗氧化酶活性变化并不一致;雄株FeSOD、Zn/Cu-SOD、POD相对表达量在干旱第14天达到峰值,与抗氧化酶活性变化相同。雄株APX以及CAT相对表达量在干旱第0天最高后下降,复水后上升,与抗氧化酶活性变化不一致。总体而言,野牛草雌、雄株之间在生理及分子水平上对干旱胁迫的响应存在一定差异,且野牛草雌株抗旱性强于雄株。本研究丰富了野牛草抗氧化系统响应干旱胁迫的认识,并为研究雌雄异株植物的抗旱机制提供了参考。

遮荫对5种观赏草表型的影响及耐荫性评价

为筛选出不同耐荫条件下的观赏草草种,本研究选择‘蓝姬’柳枝稷(Panicum virgatum‘Lanji’)、‘五彩’狼尾草(Pennisetum alopecuroides‘Wucai’)、溪水苔草(Carex forficula)、‘粉黛’毛芒乱子草(Muhlenbergia capillaris‘Fendai’)、‘映霜红’帚状须芒草(Schizachyrium scoparium‘Yingshuanghong’)为试验材料,通过不同遮荫处理(0%,50%,75%,90%),对其表型指标进行测定,并利用隶属函数法和灰色关联度法对其进行综合评价和指标筛选。结果表明:到遮荫后期,观赏草的株高、冠幅和茎粗变化有显著差异;遮荫会使5种观赏草分蘖数减少、叶片变长、变薄、叶片和花序数量变少、花期延迟,而叶宽和花序长度在不同植物中表现不一致;‘蓝姬’柳枝稷、‘五彩’狼尾草和溪水苔草能忍受50%的遮荫环境,‘粉黛’毛芒乱子草和‘映霜红’帚状须芒草在全光照中长势最好;地上干重、花序数量、分蘖数等7个指标可以作为后续耐荫性较好的评价指标。

两种草坪草混播青绿苔草对草皮质量的影响

以青绿苔草(Carex breviculmis)、一年生黑麦草(Lolium multiflorum)、草地早熟禾(Poa pratensis)为试材,采用温室直播的草皮生产方法,研究了不同播种量(4、8、12 g·m^(-2))的一年生黑麦草、草地早熟禾分别与10 g·m^(-2)的青绿苔草混播,以期确定二者与青绿苔草混播生产草皮的适宜播种量。结果表明:一年生黑麦草播种量由4 g·m^(-2)上升至12 g·m^(-2),混播草皮的成卷时间、盖度、均一度、地下部生物量等指标均显著提升(P<0.05);草地早熟禾播种量在达8 g·m^(-2)后,进一步增加其用量混播草皮的各项指标除青绿苔草分蘖数比重外均无显著变化。综合生产成本考虑,在该研究条件下2种冷季型草与青绿苔草混播适宜播量分别为青绿苔草10 g·m^(-2)+一年生黑麦草12 g·m^(-2);青绿苔草10 g·m^(-2)+草地早熟禾8 g·m^(-2)。

不同处理对蓝花棘豆种子萌发的影响

[目的]促进蓝花棘豆种子的萌发。[方法]选用98%浓硫酸浸泡5 min、机械破皮(砂纸摩擦4 min)、温水浸种(20、40、60、80、100℃浸泡1 min,60、80、100℃分别浸泡1、3、5、7 min)、超声波处理(5、10、20、30、40、50、60 min)蓝花棘豆种子,对其发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数进行测定与分析。[结果]98%浓硫酸浸泡、机械破皮、温水浸种均可促进蓝花棘豆种子萌发,其中,当浸种温度为80℃、浸泡时间为5 min时,蓝花棘豆种子发芽率有显著提升,发芽势、发芽指数、活力指数显著高于其他处理,其发芽率达到97%。[结论]该研究为促进蓝花棘豆种子的萌发提供了方法。

不同播种量对3种苔草无土草皮质量的影响

为探讨翼果苔草、白颖苔草、披针叶苔草的无土草皮生产适宜播种量,在温室条件下进行育苗盘草皮生产,研究3种苔草5个播种量(翼果苔草:3.3、6.6、10.0、13.3、16.6 g/m^(2);白颖苔草:5.0、10.0、15.0、20.0、25.0 g/m^(2);披针叶苔草6.0、12.0、18.0、24.0、30.0 g/m^(2))对苔草无土草皮质量的影响。结果表明,播种量显著影响草皮质量,随播种量提高3种苔草草皮的密度、质地、盖度、均一度均显著上升(P<0.05),但地下部生物量无显著差异。白颖苔草播种量达20.0 g/m^(2),披针叶苔草达18.0 g/m^(2)后继续增加播种量,草皮质量除质地外其余指标均无显著增加;翼果苔草播种量达13.3 g/m^(2)后继续增加播种量,草皮质量各项指标均无显著增加。采用层次分析法与灰色关联度分析法进行综合评价,结果表明在等权或加权情况下,3种苔草均以播种量最高的处理草皮质量最好。综合考虑生产成本及草皮质量,翼果苔草适宜播种量应不低于13.3 g/m^(2),白颖苔草适宜播种量应不低于20.0 g/m^(2),披针叶苔草适宜播种量应不低于18.0 g/m^(2)。

百花山自然草甸群落结构与组成分析

为构建自然的混播组合,以百花山草甸的草本植物群落为调查对象,对其进行一个生长季的调查,记录分析草甸的植物组成、垂直结构、季相变化特征。结果表明:共记录野生花卉27科、51属、62种,其中90.32%为多年生植物;将草甸按株高分为3个亚层,各亚层植物平均种数、株数、覆盖度的比例分别约为第一亚层:第二亚层:第三亚层=1:5:4、3:13:4、1:7:2;随时间变化第三亚层Shannon-Wiener指数、Pielou指数、Gleason指数均呈现先降低后升高的趋势,第二亚层3项指数均呈现先升高后降低的趋势,第一亚层3项指标均最低。自然草甸中的植物组成、垂直结构、季相变化特征等是影响草甸的重要因素,基于此可为模拟构建更加自然的混播组合提供参考。

三种草本能源植物在北京地区的产量和品质特性

【目的】研究柳枝稷(Panicum virgatum L.)、荻(Triarrhena sacchariflora(Maxim.)Nakai)和芦竹(Arundo donax L.)3种草本能源植物在北京地区的生物质产量和品质特性,为其合理利用提供依据。【方法】于2006-2009年在北京草业与环境研究发展中心试验基地进行田间试验,对产量和品质指标进行田间观测和室内分析。【结果】在北京地区,柳枝稷、荻和芦竹的最高生物质产量分别为28.33、29.67和34.46t·hm-2。3种草中,柳枝稷和荻生物质中纤维素、半纤维素含量较高,木质素含量较低,有利于纤维素乙醇转化;热值、灰熔点和C、H元素含量较高,N元素、灰分和水分含量较低,有利于直接燃烧、与煤混合燃烧和热解气化,但C/N较高,不利于沼气发酵。芦竹生物质中的水分、木质素和灰分含量高于柳枝稷和荻,对运输贮藏、乙醇转化和燃烧产生不利影响。【结论】柳枝稷、荻和芦竹均可作为优良的草本能源植物在北京及周边地区推广种植,但应根据转化利用途径及三种草的产量水平和品质特性进行合理选择。

钾肥对棉花产量的影响及最佳施用量研究

为了明确钾肥对黄淮海地区抗虫棉和常规棉的产量及其构成因素的影响以及该地区的最佳钾肥施用量，在山东省夏津县、河北省吴桥县进行了大田试验。结果表明，钾肥可以显著提高棉花产量，吴桥和夏津的增产幅度分别达到20．4％、6．4％；钾肥主要增加上部（≥10）果枝和外围节位（≥3节位）的成铃数和铃重；转基因抗虫棉品种和常规品种对钾肥的反应在本试验条件下没有显著差异。当土壤速效钾含量为100～130mg·kg^-1时，黄淮海地区棉田比较适宜的氯化钾施用量为150kg·hm^-2左右。

杂交狼尾草作为能源植物的产量和品质特性

于2006～2009年在北京地区进行田间试验,研究杂交狼尾草作为草本能源植物的适应性、生物质产量和品质特性。结果表明:在北京地区杂交狼尾草不能越冬,其干物质产量可达40.14～48.54t/hm2,热值为17.02MJ/kg,纤维素、半纤维素、木质素含量分别为36.15%、21.01%和8.92%,碳、氢、氮元素含量分别为41.86%、5.62%和1.52%,C/N为27.54∶1,灰分含量为9.26%,灰熔点的变形温度、软化温度、半球温度和流动温度分别为942.0℃、980.8℃、1010.3℃和1054.8℃。杂交狼尾草适宜作为草本能源植物在北京及周边地区推广应用,但存在不能越冬和生物质含水量下降速率慢的缺点。

芒和荻作为草本能源植物的潜力分析

利用多年生草本植物发展生物质能源产业是可再生能源发展的一个新方向。研究发现,芒和荻是中国本土多年生高大C4草本植物,具有作为能源植物的开发潜力,在欧洲已被广泛应用,在中国仅仅用于水土保持、造纸、饲料等。该文综述了芒和荻的生物学特征、生物质品质特性、生态效益、国内外利用现状,认为该类植物具有生态类型多、野生资源丰富、适应性广,抗逆性强,产量高,净能产出高,生物质品质好,转化利用途径广,生态价值好等特点,是优良的草本能源植物,适合在中国边际土地上种植利用,目前的研究重点应集中于种质资源的搜集、评价和新品种选育及适用于边际土地的栽培管理技术。

边际土地类型及移栽方式对柳枝稷苗期生长的影响

为评价能源型植物柳枝稷Panicum virgatum在贫瘠沙化的边际土地生境上的适应性,采用盆栽试验研究了壤土(对照)、3种边际土(面砂土、粗砂土、砾石土)和3种移栽方式(营养钵、裸苗、裸苗+营养土)对柳枝稷苗期生长的影响。结果表明:在3种沙化贫瘠的边际土壤中柳枝稷幼苗均能正常生长,随着土壤养分含量升高,柳枝稷的株高、分蘖数、主茎叶片数和干物质积累量均显著增加;裸苗移栽方式较营养钵移栽方式不利于柳枝稷苗期生长,其成活率、株高、分蘖数和干物质积累量均显著降低;裸苗+营养土移栽较裸苗移栽显著提高了柳枝稷裸苗的成活率,建议作为柳枝稷边际土地种植方式。

基质厚度对青绿苔草生长和草皮质量的影响

为探讨青绿苔草(Carex leucochlora)草皮生产的适宜基质厚度,本研究以草炭土为基质采用盆栽试验分析了5种基质厚度(1 cm,2 cm,3 cm,6 cm,10 cm)对青绿苔草生长和草皮外观质量的影响。结果表明:基质厚度显著影响青绿苔草生物量、根系、草皮外观质量和重量,基质厚度从1 cm增加到10 cm,其干重、草皮重量、根冠、根系总根长、表面积、体积均显著增加(P<0.05),而根系平均直径显著降低(P<0.05);草皮高度、密度、均一性、盖度、色泽均呈增加的趋势,但基质厚度高于3 cm时,各指标差异不显著。综上所述,以草炭土为基质生产青绿苔草无土草皮是可行的,综合考虑各指标,适宜基质厚度以3 cm左右为宜。

DPC与DTA-6复配对转基因抗虫棉产量及品质的影响

2004—2005年在河北吴桥试验站研究了缩节胺单独使用(DPC)与DTA-6复配使用(DPC+)对转基因抗虫棉产量、产量构成因素和纤维品质的影响。结果表明,与对照相比,DPC与DPC+均可提高成铃数、铃重和皮棉产量,但DPC+增产效果更明显;两处理对转基因抗虫棉纤维主要品质指标影响不显著。

北京地区新收获柳枝稷种子的萌发和出苗特性

为探明能源型植物柳枝稷（Panicum virgatum）新收获种子的萌发和出苗对环境条件的要求，研究了温度、光照和播种深度对柳枝稷种子萌发和出苗的影响。结果表明，柳枝稷种子萌发的适宜温度为30～35℃，此时发芽率、发芽势和发芽指数均明显高于其他温度处理；其发芽率不受光照影响，但光暗交替条件下的发芽速率、发芽势和发芽指数较黑暗条件下显著提高；其适宜的播种深度为2～16mm，不覆土或播种过深均不利于出苗。