干旱胁迫对伊犁绢蒿幼苗生长及叶片解剖结构的影响

为探究干旱胁迫对伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)幼苗生长及叶片解剖结构的影响,本研究采用控水实验,对培养45 d后的幼苗进行持续干旱胁迫处理,测定幼苗的株高、根长、地上、地下生物量以及叶片解剖结构。结果表明:随着干旱胁迫程度的加剧,幼苗地上部分生长逐渐减缓,地下部分生长和根冠比则持续增加。当土壤相对含水量降至6.38%时,株高和地上生物量较对照分别降低了73.83%和73.05%(P<0.01),而根长、地下生物量和根冠比较对照分别增加了6.09%,67.92%和527.49%(P<0.01)。随着干旱胁迫程度的加剧,叶片厚度、上下表皮细胞厚度、维管束直径均呈先增后降趋势,而上下角质层厚度则表现出逐渐增加的趋势,栅栏组织呈逐渐下降趋势。综上所述,伊犁绢蒿幼苗通过调节地上部分和地下部分的生长以及叶片解剖结构的变化来应对干旱胁迫。

氮添加和干旱胁迫对伊犁绢蒿种子萌发的影响

为明确伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)种子萌发对不同氮添加水平和干旱胁迫强度的响应,采用培养皿和盆栽两种方法,研究氮添加(0、0.4、0.8、1.2、1.6 g/m^(2))、干旱胁迫(0%、10%、20%PEG和田间持水量80%、60%、40%)及其交互作用对伊犁绢蒿种子萌发的影响。结果表明,两种萌发方式下干旱胁迫均会抑制伊犁绢蒿种子发芽(出苗)和幼苗生长,培养皿中20%PEG处理时种子发芽率、发芽势、幼苗根长、芽长值均较对照显著降低(P<0.05);盆栽中种子出苗率、出苗势、出苗指数以及幼苗根长、苗长随干旱胁迫强度增加呈下降趋势。氮添加不影响盆栽中伊犁绢蒿种子出苗速率,但在1.2 g/m^(2)氮添加时同组干旱胁迫下出苗率、出苗势、出苗指数、根长、苗长显著降低(P<0.05);培养皿中氮添加不影响种子萌发,但随氮添加量增加幼苗根长呈下降趋势,芽长呈先增后降趋势。氮添加和干旱胁迫的交互作用对种子萌发无影响,却增强了干旱胁迫对盆栽中苗生长的抑制作用,此外培养皿中干旱胁迫显著缓解了氮添加对根生长的抑制,10%PEG处理可显著促进芽生长(P<0.05)。

补播对退化博洛塔绢蒿荒漠植物群落特征的影响

【目的】研究退化温性荒漠草地群落特征及植物物种多样性对补播的响应规律,为退化草地修复治理提供科学依据。【方法】本文以退化博洛塔绢蒿荒漠草地为研究对象,选取乡土适生植物(博洛塔绢蒿、木地肤和大籽蒿)进行补播,并对草地植被数量特征进行实地监测。【结果】与对照区相比,补播显著提高了博洛塔绢蒿重要值,并使地上生物量显著增加了65.96%(P<0.05);补播有利于植物多样性的维持,并使Patrick丰富度指数显著增加了52.83%(P<0.05)。【结论】补播措施有助于退化荒漠草地植被群落的恢复,可维持植物多样性。

围栏封育和自由放牧对伊犁绢蒿生长规律和内源激素的影响

【目的)研究围栏封育和自由放牧对伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)生长规律和内源激素水平的影响,分析蒿属荒漠草地围栏封育效果,为退化的蒿属荒漠草地生态系统中植被恢复研究提供理论参考依据。【方法】以围栏封育和自由放牧条件下的伊犁绢蒿为研究对象,利用植物学、植物生理学和草地管理学中有关植物形态、植物内源激素和“四度一量”方法,计数统计伊犁绢蒿高度PH、盖度PC、密度PD、生物量B、一级分枝PBN和二级分枝SBN,采取烘干法测定单株叶片干重、单株茎干重和单株根系干重,采取靶向测定内源激素(细胞分裂素IAA、脱落酸ABA、生长素CTK、赤霉素GAs、乙烯ETH)含量,每处理设置3条样线,每样线测定40个样方,对比分析各项指标,归纳总结伊犁绢蒿在两个处理下的生长规律和内源激素变化。【结果】围栏封育条件下的伊犁绢蒿株高是自由放牧株高的2.57倍,生物量是自由放牧的29.73倍,一级分枝是自由放牧的7倍,单株叶片干重、茎干重和根系干重分别是自由放牧的7.87倍、5.21倍和5.64倍;围栏封育和自由放牧对伊犁绢蒿叶片CTK和ABA含量影响较大,且差异显著(P<0.05);对伊犁绢蒿茎内源激素含量除了赤霉素(GAs)在2个处理间差异不显著以外,其他指标在两个处理间差异均极显著(P<0.01)。围栏封育对伊犁绢蒿根系内源激素影响较小,仅ETH含量在二者之间差异显著(P<0.05)。【结论】围栏封育4年,不仅使伊犁绢蒿形态特征、生长趋势与自由放牧的小型化和矮化形成鲜明对比,尤其叶片和茎的IAA和CTK含量与植株高度和一级分枝数之间关系更密切。

播种方式对博洛塔绢蒿种子出苗及幼苗生长的影响

【目的】在平原荒漠草地围栏封育的基础上,探究不同播种方式对博洛塔绢蒿种子出苗及幼苗生长的影响。【方法】试验采用包衣种撒播、包衣种条播、包衣种穴播、裸种撒播、裸种条播和裸种穴播6个处理对比分析博洛塔绢蒿出苗和植株次年返青情况,以及利用盆栽控水分析幼苗根系生长规律。【结果】不同播种方式对比分析显示,裸种穴播的出苗和植株次年返青情况均优于其他处理。博洛塔绢蒿实生苗最长根系值与盆栽试验相似,盆栽试验的须根系不如野外试验的须根系发达。【结论】选择裸种穴播,且播种当年5月底,植株根系生长超过15 cm,植株生命才能得以延续。

禁牧对伊犁绢蒿种群数量特征及其构件生物量分配的影响

该研究于2020年5月、7月和9月在天山北坡中段试验区的禁牧区(5a)和放牧区分别进行调查采样,测定分析不同月份禁牧区和放牧区伊犁绢蒿种群数量特征(高度、盖度、密度和生物量)及构件(茎、叶、根)生物量,以揭示植物种群特征和构件生物量对禁牧的响应规律,为退化草地的修复治理以及合理利用提供依据。结果表明:(1)与放牧区相比,5月、7月、9月禁牧区的伊犁绢蒿种群的高度、盖度和生物量均显著增加(P<0.05),其中高度增幅为69.90%~95.53%,盖度增幅为186.53%~297.82%,生物量增幅为86.24%~631.83%。(2)随着月份的推移,禁牧区与放牧区伊犁绢蒿单株生物量、茎生物量和叶生物量均呈先降后增的变化趋势,而根生物量呈增加的趋势;禁牧改变了植株构件比例,与放牧区相比,禁牧区茎、叶的生物量所占单株生物量的比例在7月、9月均显著增加,而根生物量所占比例显著降低。研究认为,禁牧有利于地上植被的恢复,使其构件结构改变,是恢复退化荒漠草地植物的有效措施。

伊犁绢蒿种子萌发对模拟氮沉降的响应

以新疆蒿类荒漠建群种伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)为对象,采用尿素模拟氮沉降,研究了施氮量[0、0.4、0.8、1.2、1.6 g·(m^(2)·a)^(−1)]和施氮频率(施1次、施3次)对其种子萌发的影响。结果表明:施氮量和施氮频率对伊犁绢蒿种子的发芽率、发芽势、发芽指数影响均不显著(P>0.05),依次为84.75%~89.50%、81.50%~88.50%和16.14~19.17。氮添加显著影响了伊犁绢蒿根长、芽长和幼苗干重(P<0.01),且随施氮量增加呈下降趋势,1次施氮和3次施氮频率出现明显抑制效应的最小氮添加量分别为0.4和1.2 g·(m^(2)·a)^(−1)。相同氮添加量下1次施氮的抑制作用高于3次施氮,尤其是高氮添加量下施氮频率间存在显著差异(P<0.05)。总之,试验处理范围内氮沉降水平不影响伊犁绢蒿种子萌发出苗,但会抑制其幼苗生长发育,且相同氮添加量下多次施氮会减缓这种抑制作用。

添加甜叶菊渣对绢蒿青贮发酵品质及苦味掩盖(去除)的影响

【目的】研究添加甜叶菊渣对绢蒿青贮发酵品质及苦味掩盖(去除)的影响,为新疆天山北坡绢蒿资源的充分利用提供理论基础。【方法】以伊犁绢蒿与甜叶菊渣为原料,按照鲜重质量比10∶0(CK处理)、9∶1(T_(1)处理)、8∶2(T_(2)处理)、7∶3(T_(3)处理)混合袋装青贮发酵60 d,分析营养成分、有机酸含量、发酵品质及小鼠饮水的数据(水饮用量、浸提液饮用量)。【结果】各混合比例青贮的pH值、氨态氮/总氮和丙酸含量相比对照组显著降低(P<0.05);随着甜叶菊渣添加比例的增加,各混合处理的粗脂肪、中性洗涤纤维显著低于对照组(P<0.05),可溶性碳水化合物、乳酸含量和粗灰分显著高于对照组(P<0.05);T_(2)处理的粗蛋白含量显著高于其他处理(P<0.05);T_(2)、T_(3)处理的乙酸和丙酸含量差异不显著(P>0.05);除对照组外各处理的酸性洗涤纤维差异不显著(P<0.05);公鼠和母鼠均对T_(2)处理浸提液饮用量显著高于其余处理(P<0.05),添加T_(2)处理浸提液的小鼠总饮水量显著上升(P<0.05)。【结论】最佳混贮比例为绢蒿和甜叶菊渣质量比为7∶3,含水量64.95%。

伊犁绢蒿光谱反射率及反演精度对覆盖度变化的响应

为探究覆盖度变化对植物光谱反射率的影响,实现覆盖度和生物量的高精度反演,以伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)为对象,通过室内控制试验获取不同覆盖度下植物光谱反射率,采用最大归一法、一阶微分和二阶微分变换分析其反射率变化,利用归一化植被指数(NDVI)、比值植被指数(RVI)、增强型植被指数(EVI)和土壤调节型植被指数(SAVI)共4种植被指数对覆盖度与生物量进行反演,探讨反演精度对覆盖度变化的响应。结果表明:伊犁绢蒿植物种群的冠层光谱反射率在可见光波段随覆盖度增加逐渐减小,在近红外波段逐渐增加,在680 nm处形成植物特有的红边效应,最大归一化和微分变换突出了植物的光谱特征;光谱反射率差值在可见光波段随覆盖度增加基本稳定;利用植被指数逐级反演覆盖度与生物量时,精度随覆盖度增加整体呈上升趋势;利用土地利用/覆盖变化(LUCC)分覆盖度反演时,提高了覆盖度大于20%的伊犁绢蒿种群的数量特征反演精度,且最佳指数为SAVI。

博洛塔绢蒿种子丸粒化配方筛选及加工工艺

以博洛塔绢蒿种子为研究对象,使用“丸粒胚”包衣方法,采用混料试验设计,研究包衣剂中不同物料(膨润土、滑石粉、黏土、脱硫石膏)配比(共20种配方)对博洛塔绢蒿丸粒化种子物理形状的影响及不同胚粉比(共4种配方)下衣分层厚度对博洛塔绢蒿丸粒化种子萌发的影响。通过对20种处理崩解时间的测定,筛选膨润土+滑石粉为二次包衣材料;再对其5种处理进行抗压强度的测定,选出B_(3)处理(膨润土∶滑石粉=0.20∶0.80)和B_(4)处理(膨润土∶滑石粉=0.25%∶0.75)为较优配比。流动性试验结果表明,B_(3)和B_(4)的流动性差异性不显著,B_(3)、B_(4)与CK相比,流动性显著上升;处理组内C_(2)处理(丸粒胚∶包衣剂=1.0∶0.4)表现最好,发芽指标相对其余处理差异显著,且衣分层厚度个体间差异最小。

水分胁迫下丛枝菌根AM真菌对民勤绢蒿生长与抗旱性的影响

采用盆栽试验,研究了水分胁迫下接种丛枝菌根AM真菌对民勤绢蒿(Seriphidium minchünense)生长和抗旱性的影响。结果表明,不同水分条件下,接种AM真菌提高了民勤绢蒿菌根侵染率和生物量,增加了地上部和地下部全P含量,重度胁迫下接种株地上部总黄酮含量显著升高,而对分枝数和地上部、地下部全N含量无显著影响。水分胁迫提高了民勤绢蒿菌根依赖性和全N、全P菌根贡献率。不同生长时期接种AM真菌均能提高植株叶片相对含水量、可溶性蛋白和叶绿素含量;前期接种株叶片可溶性糖含量显著低于未接种株,而中后期可溶性糖含量显著高于未接种株;整个生长时期接种株比未接种株叶片维持较低的脯氨酸含量;不同生长时期接种株叶片全N和全P含量显著升高,重度胁迫下接种株叶片总黄酮含量显著升高。AM真菌促进宿主植物生长和增强抗旱性可能是AM真菌直接促进宿主植物根系对土壤水分和矿质元素吸收和间接改善植株体内生理代谢活动的缘故。

伊犁绢蒿荒漠草地退化演替序列的划分

基于14个样地70个样方,运用聚类分析对研究区伊犁绢蒿(Seriphidium transillense)荒漠草地进行退化演替序列划分,并对其退化过程的阶段进行诊断。结果表明,伊犁绢蒿荒漠草地退化过程可以划分为四个阶段,即未退化、中度退化、重度退化和极度退化。随着退化程度的加剧,群落主要植物种的优势地位发生明显变化,其结果与野外观察一致。

伊犁绢蒿荒漠退化草地土壤微生物和酶活性的研究

【目的】确定北疆退化草地中起重要作用的土壤微生物。【方法】以北疆伊犁绢蒿荒漠退化草地土壤为研究对象,对土壤微生物和酶活性进行分析。【结果】退化草地土壤微生物的组成中,细菌数量最多,占绝对优势,放线菌次之,真菌最少。在10~20 cm土层,草地退化梯度间,细菌、放线菌、微生物总数差异显著,真菌在重度退化与极度退化下差异显著。在0~10 cm土层,极度退化草地土壤碱性磷酸酶、脱氢酶、转化酶的活性均比中度、重度退化草地土壤酶的活性有显著提高。过氧化氢酶活性重度退化草地显著小于极度退化草地。脲酶活性仅在10~20 cm土层各退化梯度间差异显著。在10~20 cm2、0~30 cm土层,过氧化氢酶、脱氢酶活性随着草地退化程度的加剧而升高,脲酶、转化酶的活性变化与之相反。【结论】在监测退化草地土壤质量演变时,敏感的土壤生物指标有：细菌、放线菌的数量,碱性磷酸酶、脱氢酶、转化酶活性。

天山北坡两种退化梯度下伊犁绢蒿种群空间分布的点格局分析

采用Ripley’s K函数对重度和极度退化2个区域的伊犁绢蒿种群进行了空间格局及关联分析。结果表明,在20 m的一系列空间尺度上,重度退化区域的绢蒿种群总体上强烈偏离随机分布呈聚集分布,聚集强度在不同尺度上有所变化,在一系列空间尺度上出现明显的"聚集波"现象。而极度退化区域内绢蒿种群则在小尺度内呈聚集分布,到达聚集分布的临界值时则转入随机分布。进一步对不同大小级绢蒿进行了分析,在重度退化区域内,1、2级大小个体均呈聚集分布,但形体较大的植株聚集程度减弱。在极度退化区域内,1级大小个体在小尺度范围内呈聚集分布,而随着尺度增加转为随机或者均匀分布,2级大小个体则为随机分布。通过不同大小级个体的空间关联分析表明,2种退化梯度下,2个大小级的绢蒿群体在小尺度范围内均表现出正关联,但随着尺度的增加关联性逐渐减弱,且二者在产生正关联的尺度范围上有所差别。

退化伊犁绢蒿荒漠草地高光谱特征分析

利用SVC HR-768便携式光谱仪测定围栏内、外不同退化梯度伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)荒漠草地植物群落的光谱反射率,以及该类草地退化过程中的优势种伊犁绢蒿(减少种)、叉毛蓬(Petrosimonia sibirica)(增加种)、篇蓄(Polygonum aviculare)(侵入种)和裸地的光谱反射率,为实现伊犁绢蒿荒漠草地的高光谱遥感监测奠定基础。结果表明:在近红外波段,特征种与裸地的光谱反射率为裸地>萹蓄>伊犁绢蒿>叉毛蓬。萹蓄光谱反射率对退化草地植物群落的反射特征影响很小。退化草地植物群落冠层光谱反射率主要受伊犁绢蒿和叉毛蓬反射特征的影响,与优势种重要值成正相关关系,中度退化草地植物群落光谱反射率为围栏内>围栏外;重度和极度退化草地植物群落光谱反射率为围栏内<围栏外。

天山北坡围栏封育条件下伊犁绢蒿幼苗分布格局及数量动态变化规律研究

采用空间分布型指标对围栏封育条件下的伊犁绢蒿幼苗种群进行了空间分布格局分析,结果表明,在5和9月2个时间点上,无论围栏内外,幼苗均呈聚集分布的空间格局,但不同时间点和围栏内外的幼苗分布聚集程度存在差异,这种差异是由于环境条件的空间异质性引起的;进一步采用TAYLOR幂法则I、WAOY对M的回归法进行分布格局的拟合检验,检验结果与各空间分布型指标的结果相符合,可以确定绢蒿幼苗种群为聚集分布且适宜取样面积为4 m2;采用DCCA(除趋势对应典范分析)和相关分析对围栏内外的幼苗数量和环境因子的关系进行分析,表明幼苗数量和环境因子之间存在密切相关,同时可以将幼苗数量的发生类型按生境条件分为4类;对4类生境条件下的不同时间的幼苗存活数量进行了统计,表明不同生境下幼苗的初始萌发数量存在巨大的差异且在夏季死亡率极高,呈现出"爆发性出苗"和"骤然性死亡"的特点;对幼苗发生规律的统计结果表明,4种生境条件下的幼苗发生高峰均出现在4月,之后急剧下降,7和8月几乎没有幼苗发生。幼苗死亡率极高且发生时间强烈集中,这主要是由于环境筛选和竞争共同作用的结果。

围栏封育对新疆伊犁绢蒿草地的影响

2005年，对伊犁绢蒿Seriphidium transillense草地设置围栏内外草地植被和土壤对比，分析封育对草地植被和土壤的影响。调查结果显示：封育后，伊犁绢蒿个体植株高度增高．地上生物量上升。丛幅增大。封育后土壤条件得到改善．处于围封中的土壤容重较放牧利用中的土壤容重小，水分含量升高，尤其是5～10cm土层变化显著。围封3年内，草地植物组成成分无明显变化，但优良牧草产量比例增加。总体表明：围栏封育改善了草地植被生长状态，提高了草地质量。

伊犁绢蒿荒漠草地物种光谱特征分析及识别初探

利用便携式地物光谱仪,对天山北坡中段伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)荒漠草地9种植物进行实地光谱测量,对光谱进行一阶微分、平滑、归一化、R_r-R_n光谱特征空间处理,对植物光谱特征分析及识别,并建立判别模型。结果表明,不同植物的原始光谱反射率在特定波段具有一定差异性,一阶微分对于精确提取该类草地植物红边特征参数值有重要作用,平滑处理可以有效去除噪声影响,归一化更有利于发现植物光谱特征,Rr-Rn在区分该类草地植物方面存在困难。选用近红外波段反射率(R_n),红边位置(REP),绿波段反射率(R_g),修改型土壤调节植被指数MSAVI和叶绿素吸收比值指数(CRAI)5项光谱指标建立判别函数,9种植物的判别精度达到90.5%。

围栏封育下伊犁绢蒿荒漠草地特征植物高光谱特征变化分析

为研究围栏封育对伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)荒漠草地的改善情况,利用便携式光谱仪对不同封育年限的围栏内外实测的半灌木伊犁绢蒿、一年生草本叉毛蓬(Petrosimonia sibirica)和短命植物涩芥(Malcolmia maritima)的高光谱数据进行分析。结果表明,伊犁绢蒿、叉毛蓬和涩芥三者在可见光波段具有明显的差异性,与植物生态生理特征有关,可利用350~680 nm内三者光谱反射率的差异进行区分;伊犁绢蒿的红边斜率在不同封育年限下均表现为围栏内大于围栏外,而叉毛蓬的红边斜率表现为围栏内小于围栏外,涩芥在平台处光谱和红边特征上与其生理生态特征无明显相关性。

伊犁绢蒿荒漠不同退化阶段草地土壤种子库分析

采用萌发试验研究了伊犁绢蒿(Seriphidium transillense)荒漠不同退化阶段草地土壤种子库的变化特征,以期为干旱、半干旱地区退化草地生态系统恢复提供参考依据。结果表明:伊犁绢蒿荒漠土壤种子库共有14个物种,分属8个科;从未退化阶段到重度退化阶段种子库密度由684粒.m-2下降到443粒.m-2,而在极度退化阶段种子库密度却升高至758粒.m-2;种子库在空间垂直分布上表现为随土壤深度的增加而减少,有67%的种子集中在土壤表层。种子库物种丰富度和多样性指数在不同退化阶段之间变化不大,但均匀度指数呈现先上升后下降的趋势;不同退化阶段种子库间的相似性表现为随退化程度相差距离越远其土壤种子库相似性越低,土壤种子库与地上植被的Jaccard相似性指数介于0.11～0.21之间,处于极不相似水平。