复合调理剂对陕北地区盐碱土调理及高羊茅生长的影响

为资源化利用陕北地区煤基固废,改善当地盐碱土生态环境,本试验采用粉煤灰、脱硫石膏、木醋液、生化黄腐酸和羊粪材料复配不同调理剂对陕北地区盐碱土进行综合改良,通过温室盆栽试验,分析不同调理材料复配后对土壤酸碱度、化学性质以及高羊茅生长的影响。结果表明:(1)不同调理材料复配处理后土壤pH显著下降,降低幅度为0.52~0.64个单位,土壤总碱度较对照显著下降,降低了20%~52.5%;(2)不同调理材料复配处理后土壤有机质、碱解氮、速效钾和有效磷含量分别增加了1.07~5.09、1.32~4.44、3.43~19.13、2.67~27.42倍。(3)不同调理材料复配处理后高羊茅株高增加了17.54%~38.86%,茎粗增加了10.71%~27.27%,叶长增加了12.17%~43.10%,叶宽增加了21.16%~43.11%,地上部干重增加了176.02%~280.12%,地下部干重增加了53.01%~171.08%。通过主成分分析综合评价,本试验中固废调理剂综合评价均高于对照,调理剂施用量为20%时既可以生态化利用固废,又对陕北地区盐碱土改良效果、促进高羊茅生长最显著。

气化渣复配调理剂对风沙土土壤性质及高羊茅生长的影响

使用高羊茅作为指示作物,采用田间小区及随机区组的试验方法,研究施用不同含量的气化渣复配土壤调理剂ET1(1000 kg/667 m^(2))、ET2(2000 kg/667 m^(2))、ET3(4000 kg/667 m^(2))、ET4(8000 kg/667 m^(2))对风沙土土壤性质的影响。结果表明:(1)施用气化渣复配土壤调理剂可有效改良风沙土的物理性状。与CK相比,土壤含水量平均增幅18.12%;土壤容重平均降幅3.23%;地温平均增幅2.68%;(2)施用气化渣复配土壤调理剂可有效改良风沙土的化学性状。(3)施用气化渣复配土壤调理剂可有效改良高羊茅的农艺性状。土壤地温的增加可以使作物安全越冬、提高种子存活率。因此,气化渣复配土壤调理剂能有效改善风沙土土壤的理化性状,显著改善高羊茅的农艺性状,并且使用8000 kg/667 m^(2)的气化渣复配土壤调理剂为最佳选择。

低量添加太湖淤泥促进高羊茅出苗及生长

[目的]研究栽培介质中添加太湖淤泥对高羊茅种子萌发和幼苗生长的影响,可促进水域淤泥在园林绿化方面应用研究。[方法]利用太湖淤泥与蛭石按照25%的体积梯度配制栽培介质,分别设计100%蛭石(T1)、25%太湖淤泥+75%蛭石(T2)、50%太湖淤泥+50%蛭石(T3)、75%太湖淤泥+25%蛭石(T4)和100%太湖淤泥(T5)共5个处理,将高羊茅种子点播于不同栽培介质中,通过出苗率和株高等植物性状指标判断各处理的栽培效果,同时利用各处理浸提液探索其对高羊茅种子萌发的影响。为判断影响高羊茅幼苗生长的关键因素,利用各处理浸提液对高羊茅幼苗开展水培试验,测定各处理幼苗的生长指标。[结果]随着太湖淤泥添加量的增加,高羊茅种子的根长、发芽势和发芽指数均实现了显著的提升,各处理的发芽率均为100%。作为栽培介质,太湖淤泥的最适宜添加量为25%,随着太湖淤泥添加量的提升,高羊茅幼苗的出苗率、株高、叶绿素含量、根长和生物量等指标均呈现明显下降趋势。相关性分析表明,栽培介质的容重、pH、碱解氮、有效磷、速效钾和有机质含量与高羊茅幼苗的生长指标均呈现负相关关系。随着太湖淤泥添加量的提升,栽培介质浸提液对高羊茅幼苗的生长指标均呈现了显著的促生效果。[结论]太湖淤泥在与蛭石配比而成的栽培介质中的添加量为25%时能够对高羊茅幼苗生长起到一定的促进作用,但超过25%的添加量则会起到抑制效果。太湖淤泥的物理性质尤其是容重,是影响栽培效果的关键因素。

辽东地区高羊茅和早熟禾公路护坡特性研究

中国公路迅猛发展,开发出的边坡需要种植相应的草种防止水土流失。通过对高羊茅和早熟禾的盖度、生长量、抗旱性、抗瘠薄性、土体崩解性、根系生物量和滞尘量来对草种的护坡特性进行试验分析。两个草种的盖度8-9月份分别达到最大值98%和99%,生长量在70~100 d达到最大值,抗旱性和抗瘠薄性均较强,根系总生物量分别为84.06 g和52.96 g,滞尘量和土体抗崩解性高羊茅优于早熟禾。两个草种盖度、生长量、根系生物量和根系生物量对水土保持起到了明显的作用,其抗旱性和抗瘠薄性使得草种能够更易栽植于边坡,滞尘特性能够明显改善周围空气质量。草本植物护坡具有明显的优势,边坡防护应尽可能选用两种草本植物护坡,单一草本植物护坡选用高羊茅更为适合。

不同菌剂对边坡植物高羊茅种子萌发和土壤性质的影响

近年来生态护坡已经成为高速公路建设中边坡防护的重要发展方向,但边坡坡度陡、坡面自然条件差和土壤肥力低对植物生长有不利影响,而微生物菌剂对植物的生长和土壤性质的改良具有良好的提高和改善效果。本文采用高羊茅为供试植物,定制坡度为15°的铁箱模拟边坡,分别用枯草芽孢杆菌、贝莱斯芽孢杆菌和速生短杆菌拌土处理,研究不同菌剂对不同位置高羊茅种子萌发以及土壤性质的影响。试验表明,枯草芽孢杆菌和贝莱斯芽孢杆菌的添加对边坡不同位置上的高羊茅种子萌发和土壤性质的改良具有促进作用,但后者的促进作用略低于前者。速生短杆菌处理下的高羊茅发芽率低于对照组,土壤有机质、水解氮、速效磷含量与对照组相比无显著性差异。在同一处理下,边坡不同位置对种子发芽率和土壤性质有不同程度的影响,但其无显著差异(P>0.05)。综合来看,当高速公路边坡绿化选用高羊茅时,可施加枯草芽孢杆菌促进其的生长和改善土壤养分。

盐胁迫对高羊茅(Festuca arundinacea)幼苗生长和离子分布的影响

盐胁迫环境抑制植物的生长,影响植物组织的离子分布,不同的盐分组成对植物的抑制伤害存在差异,为了研究上海市临港新城滨海盐渍土的生态恢复和重建,模拟该地区的盐分组成,进行了高羊茅(Festuca arundinacea)幼苗的盐胁迫试验。高羊茅种子在非盐胁迫条件下萌发,出苗5d后,进行了不同浓度NaCl:0、50、100、150、200、300、400mmol/L处理,15d后测定生长情况、组织含水量和Na+、K+、Ca2+、Mg2+等离子含量。研究结果表明:盐分对高羊茅幼苗的抑制作用随NaCl浓度增加而加剧,低盐胁迫环境下,幼苗地上部分和根系的鲜重、干重和含水量都与对照没有显著性差异,但是高盐环境严重影响了高羊茅幼苗的生长,而且对地上部分的抑制作用大于根部;盐胁迫影响植物组织的离子分布,Na+浓度持续增加,Ca2+和K+浓度下降,Mg2+含量的影响不大;各组织中K/Na、Ca/Na和Mg/Na随盐胁迫增加而下降。

高羊茅(Festuca arundinacea)对土壤中菲和芘的修复作用研究

采用盆栽试验法，研究了高羊茅对污染土壤中菲、芘的去除效果与修复机制．结果显示：在试验浓度范围（0～322mg／kg）内，植物-微生物系统对土壤中芘、菲的去除效果明显．种植高羊茅60d后，土壤-高羊茅系统（TD3）对土壤中菲、芘去除率分别为52．82％～82．27％（m=67．96％）、47．27％～75．4％（m=60．06％）；平均去除率分别比对照组TD1（无植物，不加NaN3）高45．41％，41．63％，比对照组TD2（无植物，加0．1％NaN3）高62．89％，57．5％．高羊茅能吸收积累土壤中的菲和芘，根部和茎叶部菲、芘含量随土壤中菲、芘浓度的提高而增大；生物浓缩系数随土壤中菲、芘含量的增加而减小，且根部大于茎叶部、芘大于菲．修复过程中，非生物因子、植物积累对菲、芘的去除率分别只有5．07％，0．017％和2．56％，0．11％；微生物降解、高羊茅-微生物间的交互作用对菲、芘的平均去除率分别为19．21％，62．87％和15．87％，57．5％．说明微生物降解作用、植物-微生物交互作用是土壤中菲、芘去除的主要途径．

箱式草坪生产工厂生产高羊茅零基质草坪效果的研究

针对传统的大田露地草坪生产方式在草坪生产过程中存在的环境因素复杂、生产周期长、风险大、管理难度大、成本高、效益低等诸多问题,本试验设计建造了具有环境条件调控功能的箱式草坪生产工厂,并对箱式草坪生产工厂生产高羊茅零基质草坪的效果进行了研究。结果发现,采用箱式草坪生产工厂进行高羊茅零基质草坪生产可行性高,在促进高羊茅生长与成坪的效果上均显著优于大田露地草坪生产方式。当箱式草坪生产工厂环境因子参数设置为“20/15℃+650μmol·m-2·s-1+超声波雾化灌溉频率3次/天+NAA 02mg·L^(-1)+6-BA 08mg·L^(-1)+KH2PO44 g·L^(-1)+尿素3g·L^(-1)”的组合时,高羊茅草坪的生长速度与成坪效果均显著优于作为对照的土培及沙培高羊茅草坪。

低磷胁迫下高羊茅蛋白组学分析

对低磷胁迫下高羊茅叶片中蛋白差异化表达和生理指标进行研究,可为高羊茅低磷胁迫响应的关键基因和重要蛋白挖掘奠定基础。采用TMT标记、基于质谱的定量蛋白质组学技术、高效液相色谱分级技术分析低磷胁迫下高羊茅叶片蛋白组学,结果共筛选到差异表达蛋白432个(上调表达127个,下调表达305个);其中,氧化还原反应以及磷代谢、胁迫相关代谢等多个途径的基因上调表达。对差异蛋白的蛋白结构域进行富集,共富集到106个结构域,包括丙酮酸盐/磷酸烯醇式丙酮酸激酶样结构域、谷胱甘肽S-转移酶C-末端样、谷胱甘肽S-转移酶N-末端、天冬氨酸肽酶结构域。差异表达蛋白亚细胞结构定位显示,其主要定位于叶绿体和细胞质。差异蛋白总共富集到了99个通路,其中只有核糖体通路上调,其余都下调,下调通路集中在糖酵解/糖异生、丙酮酸代谢、谷胱甘肽代谢中。低磷胁迫处理后,高羊茅叶绿素总量下降,可溶性蛋白含量显著下降,谷胱甘肽还原酶、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性均较对照显著下降。

4个高羊茅品种萌发期抗旱性研究

为筛选出抗旱性较强的高羊茅品种,本试验选取‘JZ’‘精华’‘FPZⅣ’和‘FPZⅤ’4个品种作为研究对象,采用PEG-6000不同浓度(0、5%、10%、15%和20%)模拟干旱胁迫,测定4个品种的发芽率、发芽势、萌发指数、抗旱指数、胚芽长和胚根长等指标。结果表明,干旱胁迫对4个高羊茅品种萌发期各个指标均产生了一定的影响,且存在品种差异,随着胁迫强度的增加,各指标下降幅度逐渐增大。通过隶属函数法综合评价,各品种的抗旱性强弱依次为‘:FPZⅤ’>‘精华’>‘JZ’>‘FPZⅣ’。

高羊茅光合作用与激素信号对低氮胁迫的转录组响应

养分胁迫直接影响高羊茅的生长发育,为研究高羊茅对低氮胁迫响应的分子机制,利用Illumina技术从高羊茅幼苗中获得了超过6000万个序列信息,拼接得到72666个unigenes并进行了分析。差异性分析显示,共检测到13112个响应低氮胁迫的基因,其中2346个上调基因,10766个下调基因。GO注释和KEGG显著性富集分析发现,差异基因主要富集在代谢过程、RNA转运、mRNA监测、次生代谢物的合成及胞吞作用通路中。在低氮胁迫下,光合作用相关基因被显著抑制,特别是捕光叶绿素a/b结合蛋白基因,这些基因的下调导致光合活性下降,有机质积累减少;植物激素相关基因大规模上调,表明氮信号与植物激素之间存在反馈调节。qRT-PCR分析表明,选出的差异表达基因与高通量测序结果基本一致。

热锻炼对高羊茅(Festuca arundinacea)和多年生黑麦草(Lolium perenne)抗高温能力的影响

夏季高温胁迫已成为限制冷季型草坪草生长和发育的一个主要问题。以两种耐热性不同的冷季型草坪草高羊茅和多年生黑麦草(前者较耐热)为材料,经过3d 30℃的热锻炼预处理后,分别在38、42、46℃的高温下处理14h。在这些高温条件下,研究了经过热锻炼预处理的高羊茅和多年生黑麦草叶片膜脂过氧化、抗氧化剂含量以及叶绿体超微结构的变化。结果表明:(1)热锻炼提高了高羊茅和多年生黑麦草的耐热性,显著缓减了高温条件下两种草坪草叶片膜脂过氧化程度的加剧,降低了叶片过氧化氢(H2O2)和超氧阴离子(O2.-)的产生速率。(2)高温条件下,热锻炼使高羊茅和多年生黑麦草叶片中抗氧化剂抗坏血酸(AsA)和谷胱甘肽(GSH)的含量下降程度有所缓减。(3)热锻炼减轻了高温胁迫对高羊茅和多年生黑麦草叶片叶绿体超微结构的损伤。这些结果说明热锻炼能够减轻高温对草坪草叶绿体的伤害可能与其在高温胁迫下和对照相比具有较高的抗氧化剂含量有关,这也可能是冷季型草坪草对高温的适应机制之一。

氧化石墨烯对高羊茅光合固碳特征的影响

为了探究碳纳米材料对草坪植物光合固碳的影响,采用氧化石墨烯(GO)和高羊茅(Festuca arundinacea Schreb)为实验材料,通过向土壤中添加不同质量分数(1%、3%和5%)的GO进行高羊茅培植,分析了固碳相关指标,包括植物生长、光合参数、光合色素含量、糖含量、糖合成酶活性对GO的响应特征.结果表明:1%GO处理对高羊茅的光合固碳特征没有显著影响,而3%和5%处理显著抑制了植物生长,降低了光合参数、光合色素含量、糖含量和糖合成酶活性,且各指标随着GO质量分数的增加而降低.与对照组相比,5%GO处理下高羊茅的地下鲜重、净光合速率、蔗糖含量和蔗糖合成酶活性分别降低了57.9%、35.3%、56.5%和36.1%.由此可知,高浓度GO处理会显著抑制高羊茅的光合作用,阻碍植物生长,降低植物固碳能力.

高羊茅FaGI基因在拟南芥中异源表达及蛋白互作分析

为探究高羊茅FaGI基因的生物学功能,本研究利用酵母双杂交、双分子荧光互补和免疫共沉淀探究与FaGI互作的蛋白;通过农杆菌介导法将过表达载体p1300-FaGI遗传转化拟南芥,获得转FaGI基因拟南芥株系,以拟南芥野生型Col-0、过表达FaGI基因株系和gi突变体为材料进行转录组学测序并观察其开花表型。结果表明,利用酵母双杂交方法筛选出与FaGI互作的FaCO蛋白,并通过双分子荧光互补和免疫共沉淀证明了FaGI和FaCO在体内和体外存在互作关系;过表达FaGI基因拟南芥植株的开花时间比野生型Col-0提前约1.24 d;将FaGI-OE、gi与野生型比对,分别筛选出1963和92个差异表达基因(DEGs),与野生型植株相比,过表达FaGI基因株系的差异基因富集在与生长发育、光周期途径、激素合成和信号传导、碳代谢等相关生物过程和代谢通路。综上,FaGI影响光周期途径相关基因的表达,在长日照条件下过表达FaGI基因促进了拟南芥开花,同时该基因的功能具有多样性与复杂性,可作为高羊茅调控分子育种的目标基因。本研究结果为揭示FaGI基因的功能及其调控网络奠定了基础。

多效唑对高羊茅弱光下生长及其碳氮代谢的调控作用

本研究为揭示多效唑对高羊茅(Festuca arundinacea)生长和碳氮代谢的影响,设置了自然光照(光通量密度为200μmol·m^(-2)·s^(-1))和弱光(光通量密度为40μmol·m^(-2)·s^(-1)),喷施200 mg·L^(-1)多效唑与不喷施的双因素试验,并测定了高羊茅形态、碳氮代谢相关指标。结果表明:高羊茅在弱光下,其株高、叶宽、分蘖数和生物量显著下降(P<0.05),淀粉、还原糖、铵态氮、游离氨基酸含量以及碳氮比均降低。此外,多效唑处理能增强碳氮代谢水平,使弱光下碳氮比、谷氨酰胺合成酶和硝酸还原酶的活性分别提高了13.98%,17.38%和69.09%,最终使株高降低、分蘖增加。综上,多效唑处理能增强高羊茅耐弱光的能力,平衡其碳氮代谢,从而使其维持在一个良好的生长状态。

外源柠檬酸缓解高羊茅盐胁迫的机制

柠檬酸作为一种天然化合物,已被用作外源添加物来缓解植物所受的多种胁迫。本研究以高羊茅(Festuca arundinacea)为试验材料,设置两个盐浓度(150与300 mmol·L^(-1)),探究外源柠檬酸对不同浓度NaCl胁迫下高羊茅的生长生理、相关基因表达的影响。结果表明,在150 mmol·L^(-1)NaCl浓度下添加柠檬酸后,高羊茅的株高、叶片含水量及过氧化物酶等抗氧化酶的活性均有增加。此外,柠檬酸还通过促进叶绿素合成等改善了光合作用,并且诱导了SOS1、NHX1、ATCS的表达,进而调节了钠离子等造成的负面影响。而在300 mmol·L^(-1)盐浓度的长时间处理下,柠檬酸对高羊茅的生长生理等的调节效果不明显。这表明,当NaCl浓度≤300 mmol·L^(-1)时,添加柠檬酸可以有效缓解高羊茅受到的盐害。

航天诱变黔草1号高羊茅分子多样性研究

试验以黔草1号为材料,采用RAPD分子标记技术对经航天搭载后的黔草1号高羊茅子代进行遗传多样性分析,探讨空间环境对其遗传多样性的影响。结果表明,利用RAPD引物进行PCR扩增,产生的扩增条带中,多态性条带占83.85%;34份供试材料的相似系数在0.5364~0.7411之间,说明航天搭载黔草1号高羊茅可以造成其遗传物质的变化,诱变后的各株系发生了不同程度的遗传变异,可以从航天诱变后的株系中选择符合育种目标的材料。RAPD聚类分析将供试材料分为七大类。总体来看,具有相似性状的株系基本上能聚在一类,呈现出一定的性状差异。

凋落物浸提液对高羊茅种子萌发的影响

为了研究不同浓度的银杏和鸡爪槭凋落物的浸提液对高羊茅种子萌发产生的影响,本文通过室内模拟试验,设置不同浓度的银杏和鸡爪槭叶片浸提液T 1(10g·L^(-1))、T 2(40g·L^(-1))、T 3(80g·L^(-1))处理高羊茅种子。当浓度为80g·L^(-1)时,银杏和鸡爪槭两者的叶片凋落物浸提液对高羊茅的种子萌发的抑制效果都最为明显,银杏和鸡爪槭的叶片凋落物浸提液的化感效应指数分别为-0.44与-0.21;当浓度为10g·L^(-1)时,银杏叶片浸提液对高羊茅种子发芽既不促进也不抑制,其化感效应指数为0.00,而鸡爪槭叶片凋落物浸提液对高羊茅种子的萌发起到一定的促进效果,鸡爪槭的叶片凋落物浸提液的化感效应指数为0.03。结果表明,2种植物凋落物浸提液对高羊茅种子萌发表现为“低促高抑”效应,银杏凋落物浸提液的化感抑制作用强于鸡爪槭,化感效应指数(RI)表明银杏凋落物浸提液对高羊茅种子萌发的化感抑制作用更强。

镉胁迫对高羊茅和黑麦草光合特性及叶绿素荧光参数的影响

为探究镉胁迫对高羊茅(Festuca arundinacea)和黑麦草(Lolium perenne)光合特性及叶绿素荧光参数的影响,以高羊茅和黑麦草为试验材料,通过人工盆栽,将Cd^(2+)设置为0(对照)、500、1 000、2 000 mg/kg 4个处理浓度,测定高羊茅和黑麦草的光合特性及叶绿素荧光参数等指标。结果表明,与对照相比,高羊茅的光合作用中净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、细胞间CO_(2)浓度(Ci)明显下降,其抑制强度随着Cd^(2+)浓度的升高而加强,但WUE逐渐上升;黑麦草的Pn逐步升高,Gs、Tr、WUE表现为先升后降,Ci明显下降;高羊茅大部分叶绿素荧光参数均明显下降;黑麦草的Fv/Fm显著上升,qP和ETR 2个荧光参数逐渐下降。在镉胁迫下,高羊茅各方面受到的影响都比黑麦草大,因此,在修复被镉污染的土壤中,可以优先选择耐镉能力更强的黑麦草。

不同施肥水平对牧草高羊茅产量的影响

为优化高羊茅栽培技术,提高草产量提供依据,以黔草5号高羊茅为研究对象,采用不同施肥组合处理,分析不同施肥水平下黔草5号高羊茅在不同试验点的产量动态。结果表明:试验点对草产量有显著影响,其中松桃试验点草产量达87329.864 kg/hm^(2),分别较贵阳和独山试验点高5.89%、1.59%。施肥水平对草产量有极显著影响,F5处理的草产量为98439.57 kg/hm^(2),分别较F1~F4高40.10%、25.48%、14.39%、5.76%。试验点环境和施肥综合作用下,松桃县F5处理草产量最高,达100881.53 kg/hm^(2)。当底肥施用复合肥250~300 kg/hm^(2),苗期施尿素30 kg/hm^(2),每次刈割后施尿素75~80 kg/hm^(2)时具有较高的增产能力。