盐胁迫下丛枝菌根真菌接种和虎尾草伴生对羊草生长和生理特性的影响

松嫩平原盐渍化土壤中广泛分布的丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)能够与该地区的优势草种——羊草(Leymus chinensis)良好共生并提高其盐碱耐性。同时,虎尾草(Chloris virgata)作为羊草的自然伴生种,可能通过种间互作影响羊草生长,但有关虎尾草伴生以及虎尾草与AMF共同作用影响羊草生长的机制尚未见报道。本研究以松嫩盐碱草地羊草根围的AMF群落为接菌剂,虎尾草为伴生种,开展盆栽控制试验,探究盐胁迫下AMF、虎尾草以及二者相互作用对土著植物羊草生长的影响。结果表明:(1)盐胁迫显著抑制羊草生长,但能够促进AMF对羊草根系的侵染。(2)盐胁迫下,接种AMF能够提高球囊霉素相关土壤蛋白含量、羊草地上生物量和过氧化物酶活性,并促进叶片生长和叶绿素合成;而虎尾草伴生可以显著提高盐胁迫下羊草幼苗的叶绿素含量、过氧化氢酶活性和渗透调节物质浓度;AMF与虎尾草伴生共同作用有效缓解了羊草植株损伤,其根系侵染、球囊霉素相关土壤蛋白含量、叶长、地上生物量以及过氧化氢酶活性均得到提高,同时,该处理的丙二醛含量最低。(3)在无盐胁迫处理组中,除球囊霉素相关土壤蛋白含量、过氧化氢酶活性以及可溶性糖含量外,AMF接种、虎尾草伴生和二者交互处理组的羊草植株生长和生理指标数值均低于对照组。

虎尾草多糖提取工艺优化及其抗氧化研究

为确定虎尾草多糖的超声协同蜗牛酶辅助提取工艺及其对油脂的抗氧化活性,以虎尾草为原料、多糖提取率为指标,设计超声协同蜗牛酶辅助提取虎尾草多糖工艺的单因素试验;在确定单因素的最佳取值范围后,利用响应面法进行优化,确定了最佳的提取工艺,进一步采用红外光谱(FTIR)对多糖的结构进行分析;最后探讨了虎尾草多糖对油脂的抗氧化活性。结果表明:虎尾草多糖的最佳提取工艺为:超声温度52℃、酶用量1.4%,超声时间41 min和pH 5.1,得到虎尾草多糖提取率为85.12 mg/g,与多糖最大提取率预测值的相对误差为0.83%,说明该回归方程误差小,准确性好。红外光谱表明:所提取的物质具有多糖的基本特征。油脂抗氧化表明:虎尾草多糖对植物油脂和动物油脂均表现出一定的脂质抗氧化作用,其用量与油脂的过氧化值呈现出负向的量效关系,说明虎尾草多糖可作为提高油脂产品货架期的添加剂。

松嫩草地虎尾草光合与蒸腾作用的研究

松嫩平原盐碱化草甸上的虎尾草叶片光合与蒸腾作用的日变化均呈单峰曲线 ,且在午间 12时均达到最高峰。单因子相关分析得出 ,虎尾草叶片净光合速率与光强呈显著正相关。蒸腾速率与光强、叶面温度、大气温度均呈极显著正相关。在生态因子中 。

扦插玉米秸秆改良松嫩平原次生光碱斑的研究

根据野外实验 ,提出了改良松嫩平原次生光碱斑的新方法 ,即通过扦插玉米秸秆截留植物种子 ,在玉米秸秆分解作用下 ,以玉米秸秆本身及其邻近区域 ,为植物提供生长平台 ,使被截留的植物种子得以顺利定居、生长 ;达到低成本、快速地恢复次生光碱斑植被的目的 .结果表明 ,扦插玉米秸秆可显著提高土壤种子库 ,改良区土壤种子数量为 4 0 2 0 0± 1 773 6粒·m-2 ,次生光碱斑土壤种子库为 1 0 0± 31 6粒·m-2 ,被截留的种子为植被恢复提供了种源 .改良区土壤理化特性得到一定改善 ,但仍具有高pH值、高盐分含量和低有机质含量等特征 .虎尾草能在玉米秸秆周围存活 ,每个玉米秸秆周围可生长 3 9± 2 2株 ,产量可达 6 8 6 4± 38 72 g·m-2 .该方法投入少、成本低、技术简单 ,在次生光碱斑呈斑块状、且面积相对较小的区域 。

两种生境中虎尾草无性系分蘖株构件的定量研究

虎尾草分蘖丛丛径和分蘖株构件(包括营养蘖和生殖蘖)的数量以及生殖蘖构件的生物量和平均单蘖质量均表现为浅翻样地明显大于休闲样地,但抽穗率休闲样地却比浅翻样地大20%.籽实成熟期,两生境中虎尾草丛径和丛蘖数间均为极显著正相关,相关最好的为幂函数方程.分蘖丛中以生殖蘖构件占有绝对优势,其生物量在浅翻样地中随着丛径和丛蘖数的增加以幂函数形式增长,在休闲样地中以直线形式增长.浅翻样地中平均生殖蘖质量是休闲样地的3 42倍,两生境中,丛蘖数和生殖蘖数均对生殖蘖的平均单蘖质量体现出显著制约效应.分蘖丛中只有营养蘖构件存在死亡现象,营养蘖构件数量在浅翻样地和休闲样地中,随着丛蘖数和生殖蘖数的增加,分别以幂函数和直线形式规律性地增加.

东北草原盐碱植物虎尾草的热值和能量分配特征的研究

虎尾草全株、茎和叶的热值的季节变化规律相似 ,从 7月初至 8月初出现 2个峰值 ,然后呈逐渐下降趋势 .穗的热值变化呈U字型 ,2个峰值分别出现在 8月初和 9月中旬 .立枯体热值变化不规则 ,最大在 8月初 .虎尾草种群地上部能量的季节动态呈双峰曲线 ,峰值分别出现在 8月初和 9月初 ,最大值在 9月初为 7381.2 7kJ·m-2 .不同季节能量在各器官分配比率为 :7月初为叶 >茎 ;7月中旬为叶 >茎 >立枯体 ;8月份为茎 >叶 >穗 >立枯体 ;9月初为茎 >穗 >叶 >立枯体 ;9月中旬为茎 >穗 >立枯体 >叶 .能量垂直结构 ,地上部为从地表至2 0cm高度逐渐增加 ,最大值在 10～ 2 0cm层占地上部的 2 5 .75 % ,然后逐渐下降 .地下部的变化规律为随着深度增加能值逐渐减少 ,最大值在 0～ 10cm层占地下部的 74.2 1% .

植物叶表的润湿性能与其表面微观形貌的关系

对疏水植物——稗草、狗尾草、虎尾草以及亲水植物——苘麻和菊芋叶表的扫描电镜（SEM）对比分析发现：植物表面微观形貌的特征对亲水与疏水性能具有重要作用．疏水性植物叶表普遍具有微观颗粒状突起单元，单元直径约为5μm；亲水性植物叶表形貌典型特征是具有分布密度均匀的200-400μm长的针状毛刺，依其刺破水膜导致水滴在叶表迅速铺展而形成亲水效果．

虎尾草不同生育期营养成分及其在瘤胃的降解规律

掌握草地优势牧草营养动态变化规律,对于改善和调控家畜的营养状况,提高草地生产力,发展我国北方草地畜牧业有重要的意义。试验选用3只安装有瘤胃瘘管的乌珠穆沁绵羊(Ujumqin),采用尼龙袋法评定松嫩平原农牧交错区不同生育期虎尾草(Chloris virgata)其干物质(DM)、粗灰分(Ash)、粗蛋白(CP)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)的变化规律及其在瘤胃内的降解特性。结果表明:不同生育期虎尾草的Ash,CP,NDF,ADF含量差异显著(P<0.05)或极显著(P<0.01),Ash和CP含量随着生育期的延长而逐渐降低,NDF和ADF含量则呈逐渐增加趋势;随着生育期的递进,虎尾草各营养成分在绵羊瘤胃内的快速降解组分以及有效降解率呈下降趋势,DM和OM的有效降解率接近,且在同一生育期内(除干枯期外),ADF的快速降解组分和有效降解率均高于NDF。综合考虑虎尾草各生育期所含的营养成分以及在瘤胃内的降解能力,建议虎尾草在抽穗至开花期间进行刈割利用,具有较高的营养价值。

不同生育期虎尾草的体外发酵产气特性

试验选用3只装有瘤胃瘘管的浏阳黑山羊,采用体外发酵产气技术研究不同生育期虎尾草(Chloris virgata)体外模拟瘤胃发酵的72h累积总产气量以及0、2、4、6、8、10、12、24、36、48、72h甲烷产量,发酵液中72h的挥发性脂肪酸(Volatile Fatty Acid,VFA)和氨氮(NH3-N),以及72h干物质消失率。结果表明,不同生育期虎尾草的灰分(Ash)、粗蛋白(Crude protein,CP)、中性洗涤纤维(Neutral Detergent Fiber,NDF)、酸性洗涤纤维(Acid Detergent Fiber,ADF)含量差异显著(P<0.05)或极显著(P<0.01),Ash、CP含量随着生育期的延长而逐渐降低,NDF、ADF含量则呈逐渐增加趋势;随着生育期的延长,总产气量、甲烷的理论最大产气量(VF)以及72h干物质消失率均呈逐渐降低的趋势,其中各生育期间总产气量的VF差异不显著(P>0.05),幼苗期、拔节期、抽穗期、开花期、成熟期间甲烷产气量的VF也差异不显著,但均极显著高于干枯期样品(P<0.01),成熟期、干枯期间的72h干物质消失率极显著低于其余几个生育期(P<0.01);发酵液中NH3-N、总VFA以及乙酸浓度的变化趋势为"降低-增高-降低"趋势。综合考虑虎尾草各生育期所含营养成分以及体外发酵的产气特性,建议虎尾草在抽穗至开花期间进行刈割利用。

盐碱胁迫对非常规草坪草羊草和虎尾草生理生态特性的影响

采用野外不同盐碱化程度草地(pH值分别为7.56、8.18、8.3、9.2、9.81和总盐量分别为0.05%、0.12%、0.15%、0.24%、0.32%)的主要禾本科优势植物羊草和虎尾草为野外实验材料,与室内模拟生境(不同梯度混合盐碱,pH值分别为7、7.7、8.4、9.1、9.8)相结合的方法,对羊草和虎尾草在盐碱胁迫下生理、生态指标的动态变化及响应情况进行研究,结果表明,随着盐碱胁迫强度的增加,羊草和虎尾草叶片丙二醛和可溶性糖含量含量均显著升高;牧草丙二醛含量与其耐盐碱性显著负相关;牧草叶片可溶性糖含量与其耐盐碱性显著正相关;高盐碱胁迫抑制了羊草和虎尾草的生长,草群频度和盖度均有明显的降低趋势,而较低盐碱(pH 8.18,总盐量0.12%)促进了羊草的生长,羊草频度和盖度略有增加;羊草和虎尾草生长同期,频度差、盖度差随盐碱胁迫的增强而逐渐变小,这些表明,虎尾草比羊草更耐盐碱。

松嫩平原主要盐碱植物群落生物生态学机制的初步探讨

本文采用野外调查分析和室内实验相结合的方法，从不同方面初步探讨松嫩平原三个盐碱植物群落的生物生态学机制，实验和分析结果表明：（１）土壤盐碱含量是决定盐碱植物群落组成和分布的主导因素。在植物群落的生态分布上，表现出虎尾草群落、星星草群落和碱蓬群落对盐碱的耐性有逐渐增强的趋势。（２）在实验室控制条件下，群落的建群种碱蓬、星星草、虎尾草对盐碱生境的生理适应性依次减弱．（３）在盐碱含量不同的土壤上，星星草体内脯氨酸含量与土壤总含盐量，特别是土壤中Ｎａ￣＋含量呈正相关，说明植物通过调节体内某些生理反应来适应盐碱生境。上述结果初步揭示了松嫩平原主要盐碱植物群落的生物生态学机制。

天然盐碱土壤对虎尾草茎叶有机酸积累影响及胁迫因子分析

虎尾草是一种耐盐碱性很强的天然牧草,在吉林省长岭县盐碱化草地上随机选择45个虎尾草天然种群样点,测量每个样点的土壤电导率、pH、缓冲量3个因素作为反映土壤盐碱化程度的胁迫强度指标,在每个样点上测量虎尾草茎叶中有机酸含量作为反映植物生理响应的胁变指标,进行回归分析。结果表明:虎尾草茎叶大量积累柠檬酸、苹果酸、草酸以及总有机酸以响应强盐碱胁迫且与三胁迫因素呈显著正相关,仅积累量较低的琥珀酸相反。多元回归分析发现土壤电导率对除了琥珀酸之外的其他有机酸积累影响最大,电导率可以作为天然盐碱化土壤环境下考察虎尾草响应盐碱胁迫的主要胁迫因素。

松嫩平原碱化草甸天然虎尾草种群密度制约特征的研究

本文根据对松嫩平原碱化草甸天然虎尾草种群的调查和分析,选用相关性最好的函数关系作为虎尾草种群的种内竞争和密度制约特征。结果表明:平均株丛重与株丛密度之间表现为幂函数y=ax^(-b)关系;平均植株重与密度之间在拔节孕穗期为幂函数y=ax^(-b)关系,在籽实成熟期为指数函数y=ae^(-bx)关系;分蘖率与密度之间呈线性y=a-bx关系;抽穗率、单位面积穗重、平均穗重、平均穗状花序数、平均小穗数和地上生物量诸数量性状的密度制约特征均表现为指数函数y=a^(-bx)关系。根据拔节孕穗期和籽实成熟期诸相应性状参数的比较,反映了随着虎尾草的生长发育,因种内竞争,各数量性状的密度制约作用增大。

播种虎尾草对松嫩草地次生光碱斑治理的初步研究

采用扦插玉米秸秆+播种虎尾草、翻耙+扦插玉米秸秆+播种虎尾草对松嫩草地次生光碱斑进行改良实验。结果表明,2种处理区虎尾草均生长良好,并能顺利繁殖,地上生物量分别达到111.9±48.8和176.8±56.9 g/m2。另外,玉米秸秆本身成为虎尾草生长的载体,是改良实验成功的重要因素。实验达到预期效果,即低成本、快速地使次生光碱斑恢复植被,加快其植被恢复进程。

莫莫格湿地植被结构研究及其对碱性湿地演替的启示

莫莫格湿地属于典型的松嫩平原碱性湿地,在白鹤的全球迁飞网络中具有重要意义,但其退化过程中植被结构的变化及影响因素尚不明确。以植被调查和土壤取样为基础,采用双向指示种分析(TWINSPAN)和去趋势对应分析(DCA)结合的方法对该地区植被进行分类,并以去趋势典范对应分析(DCCA)的方法研究当地物种与环境因素的关系。结果显示,莫莫格湿地的植被可以划分为9种类型,即羊草群落、水蓼群落、扁秆藨草群落、鹅绒委陵菜群落、芦苇群落、毛马唐群落、狗尾草群落、虎尾草群落和蒿类群落,其中虎尾草群落和蒿类群落是分布最为广泛的2个类型。莫莫格湿地植被主要组成部分为中生植物群落,表明该湿地正处于退化过程中,植被类型可归类为退化草甸。植被演替的根本原因在于湿地水文条件的变化,而土壤p H值、电导率和有机质含量也是影响该地区植被结构的重要因素。适当干扰促进了虎尾草单优势种群落的形成,羊草群落和过度放牧不是其出现的必要条件。

松嫩草地不同退化阶段的土壤团聚体稳定性

受人类不合理利用和气候影响的综合作用,松嫩草地退化程度逐渐加剧。本研究选取羊草(Leymus chinensis)群落、虎尾草(Chloris virgata)群落、碱茅(Puccinellia distans)群落和碱蓬(Suaeda glauca)群落作为4个草地退化阶段,通过调查植被群落特征、分析土壤理化性质,测定土壤团聚体稳定性指标,揭示草地植被退化过程中对土壤结构的影响。结果表明,随着退化演替的进行,植被生物量、物种多样性指数和总盖度总体上均呈现为降低的趋势;土壤含水率、有机质含量和全氮均降低,而pH和容重均增加,且4种退化演替阶段的土壤pH均高于8.0;土壤水稳性团聚体的粒径分布中微团聚体(<0.25mm)所占比例增加,大团聚体(>0.25mm)所占比例和水稳性团聚体的稳定性递减,且在同一退化阶段的0-30cm各土层呈现出水稳性团聚体的稳定性随土层深度增加而稳定性递减的趋势。研究结果对揭示松嫩草地不同退化阶段土壤团聚体稳定性特征以及退化草地恢复重建均有重要指导意义。

盐胁迫下虎尾草上调基因的筛选和鉴定

虎尾草(Chloris virgata)是禾本科虎尾草亚族的一种一年生草本植物,适应性极强,能在恶劣的盐碱化土壤上生长。本实验构建了虎尾草的cDNA基因文库,随机挑选出2300个克隆,并且通过点杂交分析在NaCl胁迫下这些基因的表达情况。结果表明有59个基因在NaCl胁迫下强烈表达,这些上调基因中23个同时也被NaHCO3胁迫表达。这个结果暗示了NaCl逆境与NaHCO3逆境在基因表达的应答机制存在明显的差异。59个基因可以分成8类:能量代谢(21.7%),信号转导(5.0%),氧化逆境(13.3%),光合作用(10.0%),生长发育(5.5%),转录因子(1.67%),各种酶类(10.0%)和一些未知基因(28.3%)。从中选出了一些上调基因进行Northern杂交分析,Northern杂交表明这些基因中的有些是在根或叶中表达,与点杂交的结果有一致的趋势。

扦插玉米秸秆对光碱斑地虎尾草和角碱蓬存活率的影响

通过补播植物种子和扦插玉米秸秆 ,研究自然状况下虎尾草 (Chlorisvirgata)、角碱蓬 (Suaedacorniculata)在松嫩草地次生光碱斑的生长状况 ;并对次生光碱斑自然恢复进程缓慢的原因、生态恢复模式进行了探讨。结果表明 :角碱蓬能直接在次生光碱斑上生长 ,存活率为 6 1 .2 %± 1 6 .5 % ;虎尾草很难直接在次生光碱斑上生长 ,存活率仅为 5 .7%± 6 .1 % ,且虎尾草不能繁殖 ;扦插玉米秸秆极显著地提高了角碱蓬和虎尾草的存活率 ,存活率分别为74 .8%± 1 8.4 %、4 3.1 %± 2 0 .8% ,并保证植物顺利繁殖 ,为后续的自然演替提供了必备的种源。由于次生光碱斑土壤种子库极小 ,耐盐碱植物如角碱蓬可直接在光碱斑上生长 ,因此 ,除了可溶性盐离子含量过高外 ,我们提出土壤繁殖体 (包括种子和其它繁殖体 )极度缺乏也是松嫩草地次生光碱斑自然恢复进程缓慢的重要原因。最后 ,根据松嫩草地次生光碱斑的土壤理化性质季节变化、当地气候特征和物种资源 ,把生态学原理与生态工程有机地结合 。

旱田几种禾本科杂草结实期光合特性的研究

通过对稗草Echinochloa colonum、虎尾草Chloris virgata、金狗尾草Setaria glauca、马唐D igitaria sanguinalis等4种禾本科杂草结实期的光合作用指标及微气象条件的测定分析,得出其在光能利用和水分利用上的差异.4种杂草的净光合速率日变化均呈现出双峰曲线,第1个高峰都出现在10:00;第2个高峰除稗草出现在13:00外,其他3种杂草均出现在15:00.稗草的净光合速率受微气象条件的影响最小,其峰值最高,上午最高时的净光合速率比虎尾草、马唐、金狗尾草分别高16.6%、41.3%、53.4%;虎尾草下午的净光合速率最高,受温光的影响最大,下午最高时光合速率分别比马唐、金狗尾草、稗草高31.8%、9.8%和31.2%.在水分利用上,稗草的水分利用效率最高.

4种铬污染地植物的富集特征及其种子萌发对铬(Cr^(6+))处理的响应

为了解重金属铬污染地植物的耐性,对铬重污染区4种常见植物金色狗尾草(Setaria glauca(L.)Beauv.)、狼尾草(Pennisetum alopecuroides(L.)Spreng)、虎尾草(Chloris virgata Sw)、荆条(Vitex negundo L.)进行植株重金属检测及其不同质量浓度铬(Cr^(6+))处理下室内种子萌发试验。结果表明,4种植物对铬渣堆区的铬污染均有较高的耐受性和富集作用,其中狼尾草铬(Cr^(6+))积累最高且生物量较大,地上部分铬(Cr^(6+))积累量为1 087.25 mg·kg^(-1),根部铬(Cr^(6+))积累量为1 066.75 mg·kg^(-1),属于筛选出来的铬(Cr^(6+))超富集植物;不同铬(Cr^(6+))浓度处理对狼尾草、金色狗尾草、虎尾草种子萌发率无显著抑制作用,而对荆条种子萌发率有明显抑制作用,其对重金属铬(Cr^(6+))的耐受性高低依次为狼尾草、金色狗尾草、虎尾草、荆条;不同质量浓度铬(Cr^(6+))胁迫对4种植物种子的发芽势和萌发指数影响不同,其中对狼尾草、荆条影响不明显,金色狗尾草表现出低质量浓度(0~10 mg·L^(-1))促进和高质量浓度(15~30 mg·L^(-1))抑制种子萌发的趋势,虎尾草则表现出随铬(Cr^(6+))质量浓度升高而抑制种子萌发的趋势。