施用有机肥对土壤理化性状及高丹草产量的影响

为减少化肥施用量,探寻有机肥对土壤的改良作用和对高丹草产量的影响,以化肥、普通有机肥、有机无机混合肥为材料,开展高丹草的肥效试验。结果表明,综合配施有机肥或有机无机混合肥可提高土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾和碱解氮含量,改良土壤理化环境,提高土壤肥力并增加高丹草产量,适合推广有机无机混合肥施肥模式。

刈割高度对美国高丹草生长动态及产量的影响研究

为了解不同刈割高度对高丹草生长动态及产量的影响,达到合理利用的效果,本研究设刈割高度分别为5、10、15、20和25 cm 5个处理,并进行了比较试验。结果表明,高丹草茎孽数、株高和叶面积指数随着刈割高度的增加而增加;高丹草叶龄、再生速度随着刈割高度的增加而下降;刈割高度为20 cm的处理,高丹草的各项指标表现较为均衡,有益于高丹草收获总鲜草的提高,产量最高为74.19 t/hm^(2),刈割高度25 cm收获的总鲜草产量最少,为55.86 t/hm^(2),两者相差18.33 t/hm^(2)。

高丹草/黄芪间作对高丹草根际土壤微生物多样性的影响

为探究高丹草/黄芪间作对高丹草根际土壤微生物多样性的影响,以高丹草单作为对照(S),设置3种高丹草与黄芪的间作模式(2∶1,2∶2,4∶2),通过测定高丹草农艺性状以及采用Illumina PE250高通量测序,分析高丹草/黄芪间作对高丹草生物性状和高丹草根际土壤微生物多样性的影响,结果表明,不同时期不同高丹草间作模式下高丹草株高、茎粗、单株鲜重和单株干重等生物性状总体上高于高丹草单作模式,且就平均而言高丹草/黄芪2∶1的间作模式效果最好。采用Illumina PE250高通量测序技术对高丹草根际土壤细菌16S rDNA和真菌ITS rDNA进行测定,结果表明,通过对4个样品土壤细菌16S测序共得到优化序列172643条,碱基对数范围为13515561~22878067 bp,平均序列长度分布范围为415.62~417.42 bp。高丹草/黄芪间作使高丹草根际微生物群落Chao 1指数和Ace指数均显著大于单作模式(P<0.05),高丹草根际土壤的优势菌种(相对丰度大于10%)分别为变形菌门、放线菌门、酸杆菌门和绿弯菌门,3种不同间作模式土壤变形菌门的相对丰度高于高丹草单作土壤,而酸杆菌门的相对丰度低于高丹草单作土壤。不同高丹草间作模式下,土壤的微生物群落组成发生了变化,说明高丹草/黄芪间作模式可以改善高丹草根际土壤细菌和真菌微生物丰度和多样性,为推广应用高丹草多样性种植方式提供一定的理论依据。

添加屎肠球菌对4种饲料原料发酵效果的影响

本试验旨在探究微贮过程中添加屎肠球菌对玉米秸秆、棉花秸秆、高丹草和芦苇发酵品质的影响,为4种饲料资源的开发和利用提供技术支持。试验以玉米秸秆、棉花秸秆、高丹草和芦苇为原料,每种原料分别设原料组、对照组和试验组,每组6个重复,测定4种原料发酵前后的营养成分及发酵后的感官评分和发酵指标。结果表明添加屎肠球菌发酵液使棉花秸秆和高丹草感官评定从2级尚好提高至1级优等。从常规养分来看,添加屎肠球菌发酵液显著降低了芦苇的干物质和可溶性糖含量(P<0.05);显著降低了高丹草的中性洗涤纤维含量(P<0.05)。添加屎肠球菌发酵液后,除棉花秸秆粗蛋白含量降低,其余3种饲料的粗蛋白含量均提高,但差异不显著(P>0.05)。从发酵指标分析,添加屎肠球菌发酵液后,芦苇的pH值和NH3-N含量显著降低(P<0.05),棉花秸秆中NH3-N含量显著降低(P<0.05),4种饲料乳酸含量均显著升高(P<0.05),棉花秸秆的乙酸含量显著降低(P<0.05)。综上所述,添加屎肠球菌发酵液提高了玉米秸秆、芦苇和高丹草的发酵品质,提高了棉花秸秆和高丹草的感官评定分值,但对棉花秸秆发酵品质改善效果不显著。

高粱、苏丹草及高粱-苏丹草杂交种产量和饲用品质的比较

在大田条件下,比较研究了高粱-苏丹草杂交种(皖草2号、京科草1号)与高粱、苏丹草的生物产量和饲用品质。结果表明,与高粱和苏丹草相比,高粱-苏丹草杂交种的生物产量高,其中,皖草2号的鲜、干物质产量比苏丹草722选分别高83.8%和121.9%,京科草1号的鲜、干物质产量比722选分别高98.6%和139.9%;杂交种的粗蛋白、粗脂肪含量高,无氮浸出物含量低;粗蛋白、粗脂肪和粗纤维的产量及总能量均最高,高粱次之,苏丹草最低,杂交种饲用品质的改善主要是粗蛋白和粗脂肪的显著提高;从物质分配和能量形成的角度分析,茎秆和叶鞘是鲜物质产量的主要组成部分,而在干物质产量和能量的形成过程中,茎秆、叶鞘和叶片具有同等重要的作用。

高丹草青贮加工及饲喂利用技术研究进展

对国内外高丹草(Sorghumbicolor×S.Sudanense)青贮、饲喂技术的研究进展进行综合分析,归纳出影响高丹草青贮效果的主要因素为高丹草品种、收获技术工艺和青贮加工工艺。青贮的最佳收割期根据株高、生育期、生长天数来判断更科学;添加酸类、甲醛、酶制剂青贮以及混合青贮均能显著提高高丹草的青贮效果;通过合理利用,高丹草氢氰酸对饲喂动物的危害是可以避免的;高丹草对肉牛和奶牛等均具有较高的饲用价值及饲喂效果。高丹草青贮最大的问题是过高的含水量,尚未根本解决;高丹草的饲喂效果与青贮全株玉米相比尚无定论;均需完善相关研究思路、方式、方法,进一步深入研究解决。

光敏型高丹草在陇东旱塬的生物学特性和营养成分比较研究

在陇东旱塬地区研究了海牛、BJ0603和大卡,共3个光敏型高丹草品种的生物学特性、不同生育时期营养成分变化及刈割次数对产量的影响。结果表明:4月下旬播种、10月上旬收获时,各品种都处于抽穗或开花期,不能完成生殖生长。收获前测定表明,品种间在株高、节间数、叶数和茎粗方面差异不显著(P>0.05),但叶片和单秆重差异显著(P<0.05);每个品种全年刈割1茬的标准草产量(65%含水量)和干物质产量均高于全年刈割2茬的,但差异不显著(P>0.05),全年刈割2茬的鲜草产量极显著高于(P<0.01)1茬的。无论全年刈割1茬或2茬,品种间的鲜草、标准草(65%含水量)和干物质产量均差异显著(P<0.05),产量依次为海牛>BJ0603>大卡;从拔节前期到孕穗期,各品种茎秆中粗蛋白(CP)、粗脂肪(EE)含量呈下降趋势;酸性洗涤纤维(ADF)、中性洗涤纤维(NDF)含量呈上升趋势,粗纤维(CF)、可溶性糖含量呈先升后降的趋势;粗灰分(ASH)含量呈直线下降的趋势;无氮浸出物(NFE)含量呈先下降后上升的趋势。茎秆中CP、ADF、NDF、ASH、NFE及可溶性糖含量在品种间差异显著(P<0.05),但EE、CF含量差异不显著(P>0.05)。综合考虑产量和养分含量变化,我们认为,在陇东旱塬地区春播光敏型极晚熟高丹草生产模式中,作为青贮利用时,以全年刈割1茬且在霜降前收割最佳;作为干草调制或青饲利用时,以全年刈割2茬且第1茬在拔节后期孕穗前刈割,第2茬在霜降前刈割最佳。

高丹草与紫花苜蓿的混合青贮效果分析

以高丹草和紫花苜蓿为原料,按不同的质量比例(5∶5,6∶4,7∶3,8∶2)混合青贮,并在此基础上设置添加5%CaCO3和不添加5%CaCO3的试验处理,共8个处理,分别对应A,B,C,D,E,F,G,H表示;青贮30 d后,对发酵品质和营养成分进行了分析。试验结果:青贮30 d后,青贮饲料的酸度以C处理(7∶3)最低,pH值为4.43,且不同处理组之间差异极显著(P<0.01);B组(6∶4)酸性洗涤纤维含量最高,为40.02%,不同处理之间差异不显著(P>0.05);中性洗涤纤维含量以D处理(8∶2)含量最高,为44.64%,其次为C处理(7∶3),A处理(5∶5)含量最低,不同处理组之间差异极显著(P<0.01);粗蛋白含量以A处理(5∶5)最高达20.54%,显著高于其他各处理组(P<0.05);粗灰分、矿物质测定结果表明,G处理(7∶3+5%CaCO3)灰分、矿物质(钙、磷)含量最高,极显著地高于未添加CaCO3组(P<0.01);粗脂肪以G处理(7∶3+5%CaCO3)含量最高,且不同处理组之间差异不显著(P>0.05)。结果表明:高丹草与紫花苜蓿混合青贮的最适宜比例为C处理(7∶3),添加5%CaCO3后不仅对青贮品质无不良影响,而且显著提高了青贮饲料的营养价值、干物质、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、粗灰分、矿物质。

添加剂对高丹草青贮效果的影响

以高丹草(Sorghum bicolor×Sorghum sudanense)为原料,分别添加乙酸(0.5%,AA)、丙酸(0.5%,PA)、丙酸(0.5%)+尿素(0.5%,U)混合试剂、乳酸菌菌剂snow LACT-JL(0.0005%,SL)及乳酸菌菌剂acremo conc.(0.0017%,AC)共5个处理调制青贮,分析发酵品质、营养成分和不饱和脂肪酸含量,以确定有利于高丹草青贮的添加剂。结果表明:高丹草单独青贮时pH值达4.95,氨态氮占全氮比例高达16.85%,营养物质损失大,青贮效果不理想。添加AA,PA,PA+U和乳酸菌菌剂AC后,高丹草青贮的pH值显著低于对照组(P<0.05),5种添加剂处理均能显著提高粗蛋白含量并降低氨态氮占全氮比例(P<0.05),可使高丹草青贮的发酵品质和营养价值得到改善。各处理中高丹草青贮料的亚麻酸含量均高于亚油酸含量,各添加剂均可显著提高亚麻酸和亚油酸含量(P<0.05),其中乳酸菌菌剂AC提高亚油酸和亚麻酸含量的效果最明显。

低氢氰酸含量高丹草新品系及其亲本的SSR分析

为明确4个低氢氰酸含量的高丹草新品系SLCN-11、SLCN-12、SLCN-13、SLCN-14及其亲本散穗高粱、黑壳苏丹草、白壳苏丹草、红壳苏丹草和棕壳苏丹草在DNA水平上的差异程度,以育成登记的高丹草品种蒙农青饲3号为对照,对其进行了SSR分析.试验从200个高梁SSR引物中筛选出多态性丰富、重复性好的12对引物,利用这些引物对10个材料进行PCR扩增共得到509个多态性位点,多态性百分率达87.30％.每对引物扩增的SSR指纹图清晰、稳定,可作为鉴别4个高丹革新品系及其亲本的分子依据.10个供试材料间的遗传距离（GD）变幅在0.3165～0.6692之间,平均为0.5359;以GD值0.50为基准,将10个材料划分为5类：蒙农青饲3号、散穗高梁、SLCN-11、SLCN-12、SLCN-13为一类;SLCN-14、棕壳苏丹草为一类;白壳苏丹草、黑壳苏丹草、红壳苏丹草各单独为一类.该研究为下一步低氢氰酸含量高丹草新品种育成及登记利用奠定了基础.

高丹草生长动态及收割期的研究

对高丹草不同生长阶段的株高、生长速度、物质积累动态及产量组成进行了研究,并对其营养价值进行评定。结果表明,旱作条件下,高丹草株高、生长速度、产草量及茎/叶变化动态符合Logistic模型,苗期生长缓慢,拔节期生长最快,拔节期过后生长速度减缓,表明拔节期是营养体产量形成的关键时期。干/鲜及营养物质变化符合一元线性回归模型,从分蘖期到孕穗期粗蛋白质(CP)、粗灰分(CA)含量逐渐降低,干草产量、粗纤维(CF)、无氮浸出物(NFE)、总能(GE)、消化能(DE)、代谢能(ME)、可消化养分总量(TDN)逐渐增加,粗脂肪(EF)和氢氰酸(HCN)变化趋势不明显。鲜草和干草产量分别于拔节末期和孕穗期达到高峰,拔节期鲜草、CP、CA、EF、CF、NFE、TDN产量分别为121.7t/hm2、1.915t/hm2、1.956t/hm2、0.271t/hm2、7.749t/hm2、10.75t/hm2、13 358MJ/hm2;孕穗期干草、CP、CA、EF、CF、NFE、TDN产量分别为31.1t/hm2、1.920t/hm2、2.126t/hm2、0.348t/hm2、9.070t/hm2、15.51t/hm2、17 383MJ/hm2。综合分析表明,高丹草作为青饲料利用时,拔节末期收割效果最佳,加工调制青贮饲料或干草时抽穗期收割,可同时获得较高的干物质产量和营养价值。

几种高粱-苏丹草杂交种的光合特性及同工酶酶谱差异

分析了5种高丹草和2种苏丹草的光合特性和同工酶酶谱特征。依据净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率4个光合指标的测定结果,综合评定7种供试材料光合能力的强弱顺序为:蒙农青饲3号高丹草>蒙农青饲1号高丹草=蒙农青饲2号高丹草=佳宝高丹草>黑壳苏丹草=白壳苏丹草>健宝高丹草。在分蘖期7种供试材料叶片的POD和SOD同工酶酶带数、酶带位点和酶带强弱均存在着一定的差异,从蛋白质分子水平上为各材料的鉴定提供了重要依据;同一种同工酶酶谱表型在同一植物的不同发育阶段和不同器官材料均表现不同,所获得的酶带遗传信息量比测定单一生育阶段和单一器官材料要大的多,更能系统地反映各供试材料间的遗传差异性。

基于蛋白质组学的高丹草苗期杂种优势分析

高丹草是代表性的利用杂种优势的饲用牧草,本研究以杂种高丹草及其亲本三叶期叶片为试材,采用双向电泳、质谱技术及生物信息学分析方法,进行了蛋白质组学研究。凝胶上检测到的可重复蛋白点400多个,其中杂种与亲本间达到了显著水平的差异蛋白点34个,包括显性(单亲沉默3个,偏高亲表达17个,偏低亲表达5个)和超显性表达(特异表达1个,超高亲表达6个,超低亲表达2个)模式,因此推测显性和超显性效应共同促进高丹草杂种优势的形成,且显性效应作用更大。同时,成功鉴定出其中的27个蛋白点涉及到8个功能类别,即光合作用、碳水化合物代谢、胁迫响应、ATP合成、蛋白质合成、电子转移、信号转导及未知蛋白。高丹草所占比例最大的光合蛋白多数呈上调表达,表明杂种叶片光合作用增强进而同化更多的有机物是杂种优势形成的主要原因。网络互作的关键节点蛋白为杂种优势特异蛋白的基因操作提供了靶蛋白。本研究在蛋白质水平为高丹草杂种优势分析提供了理论依据,也为其他饲草作物的相关研究提供了理论参考。

秋水仙素处理高丹草杂种F_1种子诱变效果分析

以二倍体散穗高粱×红壳苏丹草、散穗高粱×黑壳苏丹草2个杂交组合F1的种子为材料,对其在不同秋水仙素浓度(0.01%、0.05%、0.10%、0.15%)和处理时间(12h、24h、36h、48h)下的诱变效果进行分析,以期为创建四倍体杂交高丹草新种质提供依据。结果表明,秋水仙素溶液浓度与处理时间之间存在显著交互作用,不同浓度不同时间的处理组合对2个杂交组合F1的种子诱导效果不同,散穗高粱×红壳苏丹草杂种F1和散穗高粱×黑壳苏丹草杂种F1的适宜秋水仙素浓度和时间处理组合分别为0.10%、24h和0.05%、36h,其变异率分别为59%和65%。

夏季休闲与种植对华北潮土剖面残留硝态氮分布的影响

本研究以高丹草(Pacesetter)结合单作春玉米(Zea mays L.)及休闲,探讨华北潮土区夏季多雨时期,牧草、作物及休闲三种土地管理方式土壤剖面0—200 cm NO3--N的分布及运移。研究表明,整个生长季节三种土地管理方式土壤NO3--N逐渐向下层移动,高丹草、玉米地均表现为NO3--N的逐渐耗竭,休闲地则为波浪式上升;种植结束时休闲地在0—200 cm土壤层次硝态氮较种植前增加,高丹草、玉米地则表现为较种植前降低,NO3--N在剖面60—80 cm深度出现积累。与休闲相比,植物对土壤剖面硝态氮的吸收显著减少了硝态氮向深层的淋溶,而休闲却增加了硝态氮向深层淋溶的风险。根长密度及根干重均随剖面深度增加而降低,在0—30 cm土层高丹草明显大于玉米,0—60 cm区域植物根长密度与相应层次土壤NO3--N消减量呈现显著正相关。高丹草对土壤上层氮素的吸收消耗大于玉米,其对截获残留硝态氮,阻止硝态氮大量向下迁移的作用更强,体现出植物吸收的"安全网"功能。

持续淹水和干湿交替预培养对2种水稻土中Cd形态分配及高丹草Cd吸收的影响

采用盆栽试验的方法,研究了前期持续淹水和干湿交替预培养对2种水稻土———太湖地区黄泥土、江西鹰潭红壤性水稻土中外源Cd形态分配及高丹草吸收Cd的影响.结果表明,在5mg.kg-1和10mg.kg-1外源Cd处理下,与干湿交替预培养比较,持续淹水预培养后黄泥土中MgCl2提取态Cd分别由21.8%、28.5%下降为8.0%、16.9%,而NH2OH.HCl提取态Cd由17.7%、17.3%升高为28.1%、37.5%;红壤性水稻土NaAc提取态Cd由20.8%、29.6%下降为11.6%、12.6%.回归分析表明,MgCl2提取态Cd与高丹草Cd吸收量呈显著负相关关系.长期淹水预培养显著降低高丹草对黄泥土Cd的吸收.

低氰含量高丹草新品系主要农艺特性及染色体构型分析

为明确4个高丹草新品系SLCN-11、SLCN-12、SLCN-13、SLCN-14的生育特性、生产性能、营养价值和细胞遗传学特征,对其生长速度、育性、光合性能、鲜草及种子产量、氢氰酸含量、营养成分等主要农艺特性及染色体构型进行了分析。4个新品系生长速度快,植株高大,分蘖能力强,生育期130～138d,穗型呈双亲中间型,花粉可育率高达96%以上,自然结实率为72.11%～73.34%,PMC MⅠ染色体配对行为规则(2n=2x=20=10Ⅱ)。新品系的光合能力均较强,鲜草产量和种子产量均较高,以SLCN-11的增幅最大。新品系的氢氰酸含量均很低,株高约100cm时鲜草氢氰酸含量仅为5.80～10.43mg/kg,青刈饲喂安全。新品系的茎叶比均较小,营养价值高,拔节期粗蛋白质含量为14.67%～16.31%,粗纤维含量为24.31%～24.72%,并富含粗脂肪、无氮浸出物、钙、磷及各种氨基酸等营养成分。

高丹草茎叶等农艺性状的QTL定位

以散穗高粱×红壳苏丹草杂种F2代305个分离单株群体为材料,在前期已构建出的高丹草高密度AFLP分子标记遗传图谱上,采用MQM模型法对茎粗、叶片数、叶长、叶宽、穗长、穗宽、分蘖数共7个农艺性状进行了QTL定位分析。结果表明:7个性状三年一点测定的平均值均呈正态分布,适合于QTL定位分析;在LOD>2.5条件下,7个性状共定位了63个QTL,分布在10个连锁群上,其遗传贡献率变幅在8.8%~44.4%之间。在63个QTL中,控制茎粗的QTL有13个,控制叶长的有11个,控制分蘖数的有10个,控制穗宽的有16个,4个性状的QTL在10个连锁群上均有分布;控制叶宽的QTL有2个,分布在LG4连锁群上;控制穗长的有2个,分别位于LG2和LG3连锁群上;控制叶片数的QTL有9个,其分别位于LG1、LG2、LG3、LG4、LG6、LG8、LG10连锁群上。

种植密度对光敏型高丹草营养成分及动态变化的影响

在黄土高原雨养农业区,以光敏型高丹草品种"大卡BMR"和"海牛"为材料,采用8.33、12.50和16.67万穴·hm^(-2) 3个低、中、高密度全膜平铺穴播种植,在植株不同生长阶段,测定了粗蛋白(CP)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、总可消化养分(TDN)和糖锤度(BX)含量,以研究光敏型高丹草在当地的最佳种植密度和收获时期。结果表明:生长发育进程在植株营养形成过程中占主导地位。在品种间,两品种生长前期CP含量差异较大(P<0.05);"大卡BMR"的NDF、ADF和BX整体低于"海牛",TDN含量高于"海牛"。密度对营养成分有影响,CP含量随密度的增大有所降低;密度对BX含量前期影响较大(P<0.05),中后期影响不明显(P>0.05);在全生长期内NDF和ADF含量整体上高密度处理明显低于(P<0.05)低密度处理;密度对TDN含量影响明显(P<0.05),生长后期(出苗后126~140d)依次均为高密度>中密度>低密度。营养成分和产量的动态变化表现为,两品种随生长发育进程的延长,CP含量均呈逐渐下降的变化趋势,BX均呈逐渐上升的变化趋势,NDF和ADF含量均呈"升—降—升"的变化趋势,TDN含量均呈"降—升—降"的变化趋势;在出苗后126~140d,干物质产量仍在上升,CP和TDN产量平稳,TDN的含量处于下降趋势。这种动态变化为北方不抽穗或能抽穗不能成熟的光敏型高丹草最佳刈割期的决策提供了重要依据。从饲草生产角度考虑,在春播一茬青贮收割模式下,当地以"大卡BMR"品种较好,种植密度以每公顷12.50万穴较好,两品种均在出苗后126~140d(9月上中旬,大卡BMR处于抽穗期、海牛处于开花期)刈割最佳。

散穗高粱与四种苏丹草杂种F_1代的生育及细胞遗传学分析

为明确散穗高粱与四种苏丹草种间杂种F1代的育性状况、细胞遗传学特征和育种潜力,用定株观测、花粉粒染色、染色体制片镜检等方法对杂种F1代的生长发育特性、染色体构型等进行了分析。结果表明:4个杂交组合F1代植株生长势很强,生长速度和平均株高(365～395cm)均明显超过双亲;生育期131～138d,为中晚熟型;穗型均呈双亲中间型,穗子较大,每穗小穗数及其密度均超过其父本;F1单株平均分蘖数6.27～6.50个,继承了父本苏丹草分蘖能力强的特性;开花期主茎的糖锤度值为6.26%～6.53%,继承了母本散穗高粱含糖量较高的特性。F1代花粉可育率均在98%以上,自然结实率变幅73.66%～75.89%,不存在育性问题;杂种F1代PMCMⅠ染色体构型为2n=2x=20(10Ⅱ),配对行为规则,但环状二价体频率(4.275～4.965)明显低于其亲本(7.134～8.014)。