青海草地早熟禾(Poa pratensis L.cv.Qinghai)近几年的研究进展

论述了青海草地早熟禾(Poa pratensis L.cv.Qinghai)野生栽培品种的由来,以及近几年在生物-生态性、恢复生态学、生理生化和高寒草坪方面的工作,提出了青海草地早熟禾目前依然缺乏的研究,指出今后工作的重点,应加强青藏高原育种工作,寻找更多更好的牧草生态型品种。

播种方式和密度对青海草地早熟禾建植初期植株的影响

为探索不同播种方式和播种密度及其交互效应对青海草地早熟禾植株构件性状的影响,本研究以青海草地早熟禾(Poa pratensis L.‘Qinghai’)为试验材料,采用两因素设计(不同播种方式和不同播种密度),研究牧草生产性能和根系变化特征,以期为青海草地早熟禾人工草地的合理建植及可持续管理提供依据。结果表明:播种方式和播种密度均对地上、地下生物量、地下芽数量、根系表面积、根系体积、根系直径、根系长度影响极显著,两者交互对根系长度和地下芽数量影响极显著。地上生物量与根系表面积的最佳种植组合为撒播与6478粒·m^(-2)播种密度,地下芽数量的最佳种植组合为15 cm行距与2782粒·m^(-2)播种密度。青海草地早熟禾生长初期植株重点建植地下根系,间接影响地上生物量。

青海扁茎早熟禾种群地上生物量积累动态

在青海高寒地区对生长2年青海扁茎早熟禾地上生物量积累动态进行了研究,以探讨其地上生物量形成规律。研究结果表明,青海扁茎早熟禾茎(S)、叶(L)、穗(E)及地上总生物量(Ba)的积累均符合一元三次"S"型曲线变化,分别可用∧S=21.04-2.12d+0.10d2-0.000 62d3,∧L=2.71+0.55d+0.031d2-0.000 22d3,∧E=3.17-1.27d+0.070d2-0.000 51d3,∧Ba=26.92-2.84d+0.20d2-0.014d3表示。青海扁茎早熟禾自返青至5月中旬进行营养生长,其地上分蘖数、叶面积、叶片数在此阶段迅速增加。5月中旬-6月中旬青海扁茎早熟禾生物量进入快速积累时期,茎、叶、穗及地上总生物量平均日增速分别可达6.836,2.611,2.409和11.876 g/(m2.d),同时茎叶比达到最大值(1∶1.61)。青海扁茎早熟禾茎、叶及地上总生物量在7月中旬达最大值,分别为220.3,151.7和406.1 g/m2;穗生物量在6月中旬达最大生物量92.3 g/m2。青海扁茎早熟禾在1个生长季中株高(H)、叶面积(LA)、枝条数(NT)和叶片数(NL)与地上总生物量(Ba)间的关系可用∧Ba=-4.44+6.44H-58.88LA-0.065NT+0.029NL表示,株高对青海扁茎早熟禾地上生物量积累直接效应最大,叶面积、枝条数和叶片数通过影响株高间接影响地上生物量的积累。

高原根茎型优质草种“青海扁茎早熟禾”的驯化选育

以青海湖地区野生采集的扁茎早熟禾为材料，以适应性强、抗寒、耐旱、饲用价值较高、生产性能好为驯化选育目标，经多年混和选择，驯化选育而成青海扁茎早熟禾（Poapratensis L．vat．anceps Gaud．CV．Qinghai）。选育的青海扁茎早熟禾根茎发达、抗寒、耐旱、适应性强、饲用价值较高；与野生栽培扁茎早熟禾相比，具有产量高、成熟早、青绿期长、种子脱落少等优点；青海扁茎早熟禾适宜在青藏高原海拔2000～4200m，年降水量400mm的高寒地区旱作种植，且能安全越冬，青海扁茎早熟禾营养丰富、草质柔软，在青藏高原高寒地区开花期平均风干草产量达4484．8kg／hm^2，成熟期平均种子产量达422．1kg／hm^2。

低温胁迫对不同早熟禾品种糖酵解代谢及其相关基因表达的影响

为了探究青海扁茎早熟禾(Poa pratensis var.anceps cv.Qinghai,PQ)糖酵解代谢与其耐寒性的关系,以对温度敏感的草地早熟禾‘巴润’(Poa pratensis′Baron′,PB)为对照,在人工气候培养箱中模拟低温(0℃)胁迫,并测定2种材料的细胞膜伤害情况及与糖酵解途径相关的指标。结果表明:低温胁迫下,PQ的细胞膜损伤程度显著低于PB,表现出较强的抗寒性;同时,低温胁迫可引起PQ中可溶性糖、蔗糖、果糖和丙酮酸含量的上升,且显著高于PB;低温胁迫下,PQ的己糖激酶(Hexokinase,HxK)、磷酸果糖激酶(Phosphofructokinase,PFK)和丙酮酸激酶(Pyruvatekinase,PK)活性均显著提高,其中HxK和PFK对低温反应更敏感;PQ中上述3种关键酶对应编码的PpHxK、PpPFK和PpPK基因的相对表达量在低温胁迫下也明显被诱导上调,且上调幅度均高于PB。以上结果表明,PQ在低温胁迫下可以有效调控糖酵解代谢,进而促进糖类及丙酮酸的积累与分解,以缓解低温胁迫对其造成的伤害。

低温对青海扁茎早熟禾活性氧代谢的影响和相关基因表达分析

为研究青海扁茎早熟禾(BJ)在低温胁迫下活性氧积累、抗氧化酶防御与逆境相关基因表达的机制,以WY-2(草地早熟禾‘午夜2号')为对照,对这两种材料低温适应(10/5℃)3 d和冷冻胁迫(-10℃)24 h,测定了O_2^(-·)产生速率、H_2O_2含量、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性及其抗氧化酶相关基因、冷胁迫相关转录因子的相对表达量。结果表明,低温胁迫可引起BJ和WY-2叶片内的O_2^(-·)产生速率、H2O2含量和MDA含量的增加,BJ活性氧的积累程度和MDA含量均低于WY-2;低温胁迫可导致BJ的SOD、APX和GR活性的降低,CAT活性呈先升后降的趋势,但只有APX活性表现为BJ高于WY-2,同时,BJ和WY-2叶片内的Cu/Zn SOD、CAT、APX和GR基因的表达量在低温胁迫后被明显的上调,且BJ抗氧化酶相关基因的相对表达量普遍高于WY-2;BJ叶片内的DREB2是下调表达的,ERF、DREB1、CSP和HSP基因在低温胁迫后均表现出明显的上调表达,且ERF、CSP和HSP的相对表达量高于WY-2。从而得出结论,扁茎早熟禾在低温胁迫时有害物质的积累低于午夜二号,抗氧化酶相关基因表达上调幅度,以及一些与冷胁迫相关转录因子的表达调控均大于午夜二号。这些物质合成和基因表达的差异可能共同导致扁茎早熟禾的高耐冷性。

行距对青海扁茎早熟禾无性繁殖影响的研究

用根茎切割机切取种植3年的青海扁茎早熟禾Poa pratensisvar.anceps草皮,以行距（30、40、50、60、70 cm）及未切割（CK）为处理,进行其无性繁殖特性的研究。结果表明,青海扁茎早熟禾无性繁殖当年即能收获籽实,不同行距对其植物学性状、地上和地下生物量积累及种子产量均有显著影响（P〈0.05）。主要表现在,30-70 cm行距处理早熟禾的成熟期比对照晚2-6 d;返青期—孕穗期,各行距处理早熟禾的株高、分蘖数、叶片数、叶面积显著小于对照（P〈0.05）;孕穗期,各指标增加迅速,其中行距50 cm的各指标均达最大值（P〈0.05）;孕穗期-成熟期,各处理根茎长度、根茎分蘖芽、地上和地下生物量增加比对照小（P〈0.05）,成熟期后,增加迅速;50 cm行距处理的扁茎早熟禾种子产量最高（383.6 kg/hm^2）,30 cm行距的种子产量最低（233.0 kg/hm^2）。得出,行距50 cm为青海扁茎早熟禾无性繁殖的最佳处理。

大武地区青海草地早熟禾人工草地生长动态研究

对青海草地早熟禾人工草地生育期、盖度、高度和地上植物量年动态和4龄人工草地的季节动态进行了研究,结果表明:青海草地早熟禾生育期为134 d,生育期到第2年以后趋于稳定;盖度,高度和地上植物量年动态曲线呈倒"V"字型,地上植物量和盖度在2龄时达到了顶峰,分别为626.5 g/m2和94.7%;高度在3龄时达到最大,为74 cm,然后逐年下降;4龄青海草地早熟禾盖度,高度和地上植物量的季节动态曲线呈"单峰"型,盖度和高度在8月下旬达到最大值,分别为88.3%和70.6 cm,地上植物量干重的最大值为546.2 g/m2,出现在8月上旬。

青海扁茎早熟禾地下生物量垂直动态

在青海高寒地区对生长2 a青海扁茎早熟禾（Poa pratensis var. anceps Gaud. cv. Qinghai）地下垂直动态进行了研究,以探讨其地下垂直分布规律。结果表明：青海扁茎早熟禾主根全部分布于0~5 cm土层中,根茎、毛根、根茎分蘖芽和总生物量均集中分布于0~10 cm土层中。除毛根在返青后半个月时间内地下垂直分布呈＂〉＂型外,根茎生物量、根茎长、根茎分蘖芽数、毛根和地下总生物量垂直分布在一个生长季均呈＂T＂型分布,且符合Y=1-βD变化,但分布数量和比例不同。青海扁茎早熟禾地下与地上生物量呈显著正相关,根冠比0.41。根茎周转率〉毛根周转率〉主根周转率;根茎分蘖芽数周转率〉根茎生物量周转率〉根茎长周转率。

青海草地早熟禾坪用性状的比较研究

在不同品种搭配和修剪强度为7、10、13 d/次和不同留茬高度5、81、1 cm,对青海草地早熟禾密度、质地、颜色、均一性等多项指标进行观测,并运用灰色关联度进行分析,结果表明:青海草地早熟禾幼苗抗寒性好,且出苗率为65%以上;高频度的修剪更有利于其良好生长,8 cm的留茬高度下,青海草地早熟禾各项指标表现最佳;青海草地早熟禾与青海中华羊茅的混播,在两样地中综合表现尤为突出。

青海扁茎早熟禾冬眠无性系种群年龄结构特征

通过对青海扁茎早熟禾(Poa pratensis var.anceps cv.Qinghai)1年到6年栽培草地各构件龄级的统计分析得出,冬眠芽各生长年限年龄结构分为0龄到4龄5个龄级,均以0龄数量最高,并逐龄递减,冬眠苗和亲株分为1龄到4龄4个龄级,均以1龄数量最高,并逐龄递减。亲株冬眠构件数量以4年最高,为672.3±37.74,冬眠苗和冬眠芽均以1年数量最高,分别为(191.8±25.34)和(137.67±28.97)株。冬眠苗符合直线模型,其表达式为S=-35.96t+221.3;冬眠芽最符合的是生长曲线模型,其表达式为S=e5.472-0.374t;亲株的数量生长最符合二次曲线模型,其表达式为S=-86.417t2+547.455t-279.752。冬眠苗和冬眠芽的各龄级数量的曲线的乘幂曲线F值越高,就越有可能是增长型龄级结构,所以1年和2年为增长龄级结构,3年和4年为稳定龄级结构,5年和6年为衰退龄级结构。

草地早熟禾与青海扁茎早熟禾的POD同工酶的比较分析

采用聚丙烯酰胺凝胶垂直平板电泳(PAGE)技术对草地早熟禾(Poa pratensis L.)和青海扁茎早熟禾(Poa pratensis var.cv.Qinghai)的过氧化物酶(POD)同工酶进行检测和分析,从生化水平探讨两者的亲缘关系及遗传差异。结果表明,草地早熟禾与青海扁茎早熟禾在幼叶期、旗叶期的酶谱分别具共有带8条、6条,其酶带数量、带级、位点及活性强度各不相同,形成了各自特有的酶谱特征。在幼叶期,青海扁茎早熟禾具1条特征谱带,而草地早熟禾没有;在旗叶期,草地早熟禾具3条特征谱带,而青海扁茎早熟禾没有。利用这些酶谱特征找出供试材料间的细微差异是可行的,是两者进行生化水平鉴定的有利指标。

青海扁茎早熟禾地下生物量季节动态变化

在青海高寒地区对生长2年的青海扁茎早熟禾地下生物量积累季节动态进行研究,探讨其形成规律。结果表明:青海扁茎早熟禾主根、根茎、毛根及地下总生物量随着生育期的推进呈"U"型变化,枯黄期各器官生物量最大,分别为158.07g/m2、288.36g/m2、251.64g/m2、698.07g/m2。主根和根茎积累的关键时期分别为种子成熟后1个半月和牧草进入枯黄前的1个半月,毛根在整个生育期增长比较平缓。枯黄期,青海扁茎早熟禾地下根茎长度、分蘖芽数最大,分别为257.18m/m2和6430个/m2,其增加的关键时期为成熟期至枯黄期。青海扁茎早熟禾主根、根茎、毛根和地下总生物量与返青后天数间符合一元三次函数变化,分蘖芽和根茎长与返青后天数间分别符合一元二次和一元五次函数变化。

施肥对青海草地早熟禾人工草地种群结构的影响

在三江源地区进行了青海草地早熟禾小区施肥试验,研究了不同肥料对青海草地早熟禾人工草地群落特征的影响。结果表明:在腐熟羊粪20000kg/hm2的施肥量下,牧草表现出良好的生产性能。施肥当年在施用有机肥的各处理中,株高处于峰值,盖度最大(48.33%),比对照高5.33%,且与其它处理差异均不显著(P>0.05)。

封育对青海草地早熟禾人工草地土壤种子库特征的影响

对"黑土滩"退化草地上种植生长第5年的青海草地早熟禾(Poa pratensis cv.Qinghai)人工草地进行围栏封育,封育期为5年,以冷季放牧利用的青海草地早熟禾人工草地为对照,分析土壤种子库特征。结果表明:禁牧封育使5龄青海草地早熟禾人工草地土壤种子库的物种数、密度、土壤种子库潜存群落的稳定性和放牧利用价值均有所降低,而土壤种子库潜存群落的物种多样性相对提高。

大武地区黑土滩人工草地土壤水分动态研究

对大武地区不同龄青海草地早熟禾人工草地和原生植被土壤水分动态进行了研究。结果表明：各样地0—20cm土层土壤含水量具有明显的季节变化规律，变化趋势总体上为先增高，后降低。人工草地7月底土壤含水量达到最高，原生植被9月下旬土壤含水量达到最高。各个时期土壤各层及平均含水量均为原生植被〉5龄人工草地〉4龄人工草地。各样地0—20cm土壤水分垂直变化具有相同的趋势，即随土层深度的增加而减小。

青海草地早熟禾人工草地群落结构及土壤种子库研究

文章对黄河源区"黑土滩"退化草地上上种植生长第八年的青海草地早熟禾人工草地群落结构和土壤种子库特征进行了研究。结果表明:(1)青海草地早熟禾人工草地群落由23种植物组成,隶属于10科;土壤种子库由25种植物组成,隶属于12科;群落和土壤种子库中优势种均为青海草地早熟禾(Poa pratensis cv.Qinghai)植物。(2)土壤种子库中优良牧草占75.8%,多年生草本植物占到78%,土壤种子主要集中在0～2cm层。

三江源区青海草地早熟禾种子最佳收获期研究

通过每隔7d测定种子产量、千粒重、发芽率等指标,对青海三江源区大武地区青海草地早熟禾种子田最佳收获期进行了研究。结果表明:9月4日(盛花期后第25d)收获的种子产量和千粒重最大,分别为35.8±1.5 g/m2,0.231g。9月18日(花后第39d)收获的种子发芽率最高,是74.3%。经综合分析和评价,确定8月27日至9月11日为最佳收获期。

青海草地早熟禾草坪质量初探

在不同的刈割强度下(不同刈割频度7、101、3 d/次和不同留茬高度5、81、1 cm),对青海草地早熟禾Poa pratensis出苗率、草坪密度、色泽、质地、均一性、再生速度等多项指标进行观测,结果表明:青海草地早熟禾有着较高的出苗率(65%以上),且幼苗抗寒性好;8 cm的留茬高度下,青海草地早熟禾各项指标表现最佳,而7 d/次的刈割频度下再生速度达到极显著水平(P<0.01);新建植的青海草地早熟禾其再生速度显著高于5龄青海草地早熟禾(P<0.05)。

春季放牧强度对祁连山区青海草地早熟禾人工草地牧草生长的影响

为研究春季放牧对黑土滩人工草地的影响,于2018年春夏季节对祁连山区利用青海草地早熟禾建植的黑土滩人工草地进行了模拟放牧强度(刈割率)试验研究,以放牧强度(刈割率)为主要因素,进行了刈割率为0,30%,50%,70%和90%的5级模拟放牧强度(刈割率)研究。结果表明:随着春季模拟放牧刈割强度(刈割率)的增加,牧草的盖度、高度、牧草产量和种子产量逐渐减少,放牧强度(刈割率)为90%时,青海草地早熟禾的盖度、高度、牧草产量和种子产量分别减少了40.5%,66.1%,63.0%和98.3%,放牧强度(刈割率)为30%时对人工草地的影响不显著。春季休牧(未刈割)和放牧强度(刈割率)为30%时不影响黑土滩人工草地牧草的后期生长发育,而返青期过度放牧利用会引起黑土滩人工草地的快速退化。