中国草业发展现状及战略构想

中国草业发展走过了一段非常艰难的道路,目前正处于一种蓬勃发展的时期。笔者从分析中国草业发展现状为切入点,阐明了草业作为优先发展产业的重要意义;同时,还就中国草业发展中面临的重大问题及成因进行了论述,并在此基础上提出未来一段时期中国草业发展的战略构想,旨在为西部开发、退耕还林还草及农业结构调整提供参考。

近10年中国草坪业发展现状

随着我国经济的快速发展和城市化进程的不断加速,国内草坪业在经历了起步、快速发展后逐渐进入全面发展的阶段。在不断的发展过程中,草坪业的内涵得到了极大的丰富,成为国民经济中新的增长点。本文首先界定了草坪业的概念,剖析了草坪业的构成;并从草坪建植体系、草坪产品体系、服务体系以及科研教育体系4个方面综述了近10年来中国草坪业的发展状况,分析10年间我国草坪业取得的成果和发展过程中存在的主要问题与不足,讨论了今后草坪业发展的重点,如:制定行业标准、加强行业管理、加强科研教育以及提高科技产出等。

遮荫对高羊茅和沿阶草生活力及抗氧化酶体系的影响

在夏季强光照条件下,通过对高羊茅(Festuca arundinacea Schreb.)和沿阶草(Ophiopogon japonicus(L.f.)Ker-Gawl.)进行遮荫处理后测定其生活力及抗氧化酶体系中主要酶的活性,研究遮荫对不同耐荫性草坪地被植物生理生化过程的影响。试验发现:78%遮荫处理对高羊茅和沿阶草都会造成胁迫,高羊茅受害更明显,生活力显著下降,酶系统活力降低,质膜受损;41%遮荫处理对高羊茅不会造成明显伤害,对沿阶草则是适合的生长条件,生活力、酶系统活力有显著提高。研究结果表明:遮荫胁迫下不同耐荫性草坪地被植物体内抗氧化酶活性变化有较大差异,且直接影响到植株的生活力;抗氧化酶活性与植物耐荫性可能关系密切,不同耐荫性草坪地被植物可能存在不同的抗氧化机制。

内蒙古典型草原主要草食动物食性及其营养生态位研究——以羊草群落为例

为探讨典型草原主要食草动物(绵羊、达乌尔黄鼠和亚洲小车蝗)的食性及其种间生态位变化与草原退化的关系,以内蒙古典型草原为研究对象,于2003年7-8月运用饱和链烷技术研究羊草群落不同放牧强度下绵羊、达乌尔黄鼠和亚洲小车蝗的食性及其生态位变化。结果表明,随牧压的增大,群落中羊草和克氏针茅的数量减少,星毛委陵菜比例增加;随牧压的增加,绵羊采食黄囊苔草的比例显著增加,在重度放牧区,绵羊没有采食西伯利亚羽茅和米氏冰草,而是增加了对星毛委陵菜的采食;达乌尔黄鼠在围栏内采食羊草的比例显著高于围栏外放牧区;但在围栏内没有采食米氏冰草、黄囊苔草和星毛委陵菜;围栏内无法捕捉亚洲小车蝗,在放牧区亚洲小车蝗对克氏针茅的采食随牧压的增加显著降低,但增加了对米氏冰草和星毛委陵菜的采食。三者同时采食羊草和糙隐子草,且对羊草的选择性指数最高;随牧压的增大,绵羊的生态位宽度变宽,而达乌尔黄鼠和亚洲小车蝗的生态位宽度变窄,三者生态位重叠程度类似。因此,重度放牧改变了羊草群落的植被组成,使其演替为星毛委陵菜群落,从而导致了草地的退化,而鼠类和蝗虫的危害则加剧了草地的退化演替,三者对草地资源的共同掠夺导致草原严重退化。

内蒙古荒漠草原主要草食动物食性及其营养生态位

为探讨荒漠草原主要食草动物(绵羊、达乌尔黄鼠和亚洲小车蝗)的食性及其种间生态位变化与草原退化的关系,以内蒙古苏尼特右旗荒漠草原为研究对象,于2003年7—8月运用饱和链烷技术研究小针茅群落不同放牧强度下绵羊、达乌尔黄鼠和亚洲小车蝗的食性及其生态位变化。结果表明:随牧压的增大,群落中小针茅数量显著减少,猪毛菜比例随着增加;绵羊、达乌尔黄鼠、亚洲小车蝗3种食草动物的主要食物均来源于猪毛菜,且采食比例随牧压增大而递增;3种食草动物对牧草的选择性指数随牧压的变化而变化,双齿葱和多根葱优先被采食;三者生态位重叠程度很高且生态位宽度随牧压的增加而变窄。重度放牧改变了小针茅群落的植物组成,使其演替为猪毛菜群落,3种食草动物对草地资源存在激烈的竞争,因此,控制鼠、虫的种群密度,防止鼠、虫害的发生对保证放牧家畜的食物安全具有十分重要的现实意义。

内蒙古典型草原主要草食动物食性及其营养生态位研究——以大针茅群落为例

为探讨典型草原主要食草动物绵羊(Ovis aries)、达乌尔黄鼠(Spermophilus dauricus)和亚洲小车蝗(Oedaleus asiaticus)的食性及其种间生态位变化与草原退化的关系,以内蒙古典型草原为研究对象,于2003年7-8月运用饱和链烷技术研究大针茅(Stipagrandis)群落不同放牧强度下绵羊、达乌尔黄鼠和亚洲小车蝗的食性及其生态位变化。结果表明:随牧压的增大,群落中羊草(Leymus chinensis)和大针茅的数量减少,糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)和猪毛菜(Salsola collina)比例增加;绵羊、达乌尔黄鼠、亚洲小车蝗3种食草动物采食的牧草种类和比例存在一定的差异,但同时采食羊草、猪毛菜和大针茅时优先采食羊草;随牧压的增大,达乌尔黄鼠和亚洲小车蝗的生态位宽度变宽,且在放牧区绵羊的生态位宽度最大,三者生态位重叠程度类似。放牧改变了大针茅群落的植被组成,使其演替为糙隐子草群落,3种食草动物对草地资源存在激烈的竞争,因此,控制鼠、虫的种群密度,防止鼠、虫害的发生对保证放牧家畜的食物安全具有十分重要的现实意义。

氮磷处理对老芒麦根系及种子产量的影响

试验采用裂区设计,通过不同氮磷处理,研究施肥对河北坝上老芒麦(Elymus sibiricusL.)种子产量组分、种子产量以及老芒麦不同生育时期总根长、根表面积、平均直径、总体积的影响,以期确定获得种子高产的最佳施肥处理,并明确根系与种子产量的关系。结果表明:磷肥的效果主要与单位面积分蘖数、单位面积生殖枝数的变化有关;氮肥的效果则主要与千粒重的变化有关;每小穗小花数、每小穗种子数影响实际产量是氮磷共同作用的结果;氮肥不足时,老芒麦通过增加根系总根长、根表面积、平均直径和总体积来增大吸氮量,氮肥充足时,可进一步促进根系生长;根系对磷肥的反应相似,但当进一步增大施磷量时,根系生长受到抑制;根系与种子产量之间没有显著的相关性。

农杆菌介导的柳枝稷遗传转化体系的优化

【目的】为建立农杆菌介导的柳枝稷高效再生及遗传转化体系。【方法】试验以柳枝稷品种Alamo、Performer及Blackwell的成熟种子为外植体诱导愈伤组织。愈伤诱导6周后,借助解剖镜观察愈伤形态,去除愈伤组织外层含水量大、海绵状愈伤组织,挑选位于愈伤组织中心位置的核状、紧实型愈伤置于继代培养基培养。暗培养3周后,在解剖镜下挑选结构松脆、生长旺盛的愈伤组织按细胞系继代增殖培养。该类愈伤组织易于分化,属单子叶植物愈伤组织分类中的第Ⅱ型。经两次继代增殖培养后,可以获得足够的愈伤组织进行再生和遗传转化研究。为优化柳枝稷Ⅱ型愈伤组织的农杆菌侵染流程,试验比较了3种农杆菌侵染流程下的转基因效率。真空和干燥处理(VD):将装有愈伤组织及菌液的50 m L离心管置于真空泵中抽真空10 min(压力-0.8 MPa),28℃,80r/min慢摇20 min后弃菌液,将愈伤组织堆放于3层滤纸上干燥处理2 h,随后将愈伤组织转入含有500μL无菌水的2层滤纸上进行共培养;冷处理加真空和干燥处理(CVD):侵染前将愈伤组织置于3%麦芽糖、300μmol·L-1谷氨酰胺(Gln)溶液中冰浴20 min,然后依VD流程侵染,共培养阶段用MP培养基代替无菌水;渗透冷处理加真空和干燥处理(PVD):用6%的麦芽糖溶液替代CVD中3%麦芽糖溶液。通过比较Gus染色及PCR阳性率来评价三种方法的转化效率。【结果】愈伤挑选方法不仅从柳枝稷低地型品种中挑选得到再生率达95%以上的Ⅱ型愈伤细胞系,也首次获得高地型品种Blackwell的Ⅱ型愈伤组织,分化率达50%。不同转化方法评价过程中发现,低地型品种AlamoⅡ型愈伤组织采用CVD农杆菌侵染流程转化效率最高,达72%,显著高于侵染流程VD(53%)和PVD(44%)。应用CVD转化法,Performer转化率达96%;首次成功进行了高地型品种Blackwell的遗传转化,转化效率为5.6%。【结论】本研究建立了借助解剖镜挑选柳枝稷易于再生的Ⅱ型愈伤组织的方法,该方法适用于柳枝稷不同生态型品种;农杆菌转化过程中采用CVD侵染流程可显著提高转基因效率。本研究首次报道了柳枝稷Ⅱ型愈伤组织的挑选流程,建立了适合不同生态型柳枝稷的高效再生及遗传转化体系,首次获得高地型品种Blackwell的转基因植株,为柳枝稷遗传改良及其功能基因研究奠定基础。该方法也适用与其他难于再生的单子叶植物再生及遗传转化体系的建立。

不同氮磷处理对老芒麦种子产量、产量组分及根系的影响

试验采用裂区设计,研究不同氮磷处理对老芒麦(Elymus sibiricus L.)种子产量组分、产量以及对不同生育期老芒麦根系生长的影响。结果表明:施90kg N.hm-2时,种子产量达到最高为592.26kg.hm-2,氮肥对千粒重影响显著(P<0.05);施90kg P.hm-2时,种子产量达到最大为680.61kg.hm-2,磷肥主要通过影响分蘖数、生殖枝数和小穗数来提高产量;氮磷互作对千粒重影响显著(P<0.05)。不施肥时总根长和根系表面积根生长处于较高的水平,随着施氮量和施磷量的增加,根表面积和总根长均先减小后增加,氮肥对老芒麦根平均直径无显著影响;返青期至抽穗期根系生长速度较快,成熟期达到最大值。

中国禾本科牧草种子生产技术研究进展

禾本科牧草在退化草地植被恢复、水土保持等生态建设和草地畜牧业生产中发挥着重要作用,但在中国禾本科牧草种子生产管理粗放、专业技术水平相对落后,种子产量低质量差,成为限制中国草业发展的瓶颈。通过分析比较中国20世纪80年代以来禾本科牧草种子生产的研究成果,围绕种子生产中的播种、灌溉、施肥、生长调节剂、收获等技术研究与实践进行了总结综述。另外,根据中国种子生产现状,对禾本科牧草种子生产中存在的问题进行了分析和展望。

航天搭载紫花苜蓿SSR-PCR反应体系的优化以及引物的筛选

航天育种的变异频率高、变异幅度大、有益变异多、稳定性强,优势明显。依据正交试验设计原理,设计了用正交试验和细调正交试验来确定航天搭载紫花苜蓿SSR-PCR反应体系中各成分的浓度,从dNTP、Taq酶、Pri mers、Mg2+4种因素对航天搭载紫花苜蓿SSR-PCR反应体系进行了优化,得到适合航天搭载紫花苜蓿SSR-PCR最佳反应体系,即25μL的反应体系中含有dNTP 0.2 mmol/L、TaqDNA聚合酶2U、引物0.7μmol/L、Mg2+2.5 mmol/L、以及10×buffer和60 ng模板DNA。在试验确定最佳反应体系基础上,对17对SSR引物进行筛选,选出6对扩增条带信号强、背景清晰的引物。

丛枝菌根真菌与个体植物的关系及其对群落生产力和物种多样性的影响

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)是陆地生态系统的重要组成部分,能够与大约80%的陆地植物种类形成AMF-植物共生体。AMF能够影响个体植物的养分吸收,调节物种间的相互作用和植被更新,进而对群落生产力和物种多样性产生重要影响。为了把握AMF与个体植物、植物种间作用以及植物群落关系的研究现状,阐明AMF对群落生产力和物种多样性的作用机制,本研究拟从以下几个方面进行论述。首先,分析了物种水平上AMF与植物间的共生关系及其影响因素,提出预测AMF在不同土壤磷水平下对植物生长影响的概念模型。其次,总结了AMF对植物种间相互作用关系以及幼苗定植的影响。最后,分析了AMF对群落生产力和物种多样性的作用机制,提出相应的预测模型。对于实际生产,本文的研究结果能够应用到牧草生产和草地管理中,为利用人工草地土壤中AMF的养分吸收功能和天然草地的多样性保育及稳定性维持提供了科学根据。对于学术研究,本文综合了国内外最新研究进展,分析了当前研究中存在的科学问题,并对今后的研究方向进行了展望。

论牧草产业在我国农业产业结构中的地位和发展布局

随着人民生活水平逐渐提高,对肉蛋奶刚性需求持续增长,原来典型的猪粮结构已不可持续,因猪粮结构导致的粮经二元种植业结构也应进行调整。从我国农业产业结构现状和问题为突破口,全面论述了牧草产业作为种植业和畜牧业产业结构调整的"调节器",耦合到农业生产中对提高农作物产量和质量、土壤质量和防治病虫害具有重要效果,对家畜产品质量提高和健康以及牧草产品本身进出口效益均具有重要作用。在现有土地资源和未来人口及食物需求预测基础上,结合国内外农业持续利用发展模式,提出耦合牧草产业不仅可以促进农田可持续发展,也为畜牧业产业结构从耗粮型转向节粮型的调整提供思路,同时全面论述了我国牧草产业发展布局和种植模式等战略构想。

丛枝菌根真菌与磷添加对成株与幼苗间生长关系的影响

为探讨土壤磷梯度对成株与幼苗间菌根效应的影响,通过盆栽试验研究AMF和不同磷添加量对羊草(Leymus chinensis)成株和冷蒿(Artemisia frigida)幼苗间生长关系的影响。结果表明:AMF显著增加了羊草成株的生物量;冷蒿幼苗的菌根效应和菌丝的吸氮吸磷贡献率仅在Pl添加水平(2 mg·kg^(-1))时为正效应,其余磷水平下均为负效应。接菌降低了冷蒿幼苗生物量达到最高值时所需要的磷添加水乎。研究表明羊草成株旁冷蒿幼苗的建植受到土壤磷含量的影响,当磷添加量大于2 mg·kg^(-1)时,AMF的存在可能会抑制冷蒿幼苗的生长。

光谱技术在草坪质量评价体系中的应用及前景

目前对于草坪质量评价体系的研究还有待完善,草坪质量评价体系中采用的评判方法及手段往往缺乏客观的依据。光谱技术作为一种快捷、便利而又客观有效的分析手段,在草坪学领域已经得到了一定程度的应用。文章综述了光谱技术对草坪质量评价体系中的诸多指标进行客观测定的应用性及可行性,如:草坪盖度、草坪色泽、草坪病害、草坪均一度等,从而保证草坪质量评定更加理性化和标准化。并期待着各种适用于草坪领域的分析软件及应用模型的完善以及新仪器的开发。

草坪根系内储藏营养物质累积对末次修剪的生理响应

详细研究了冷、暖季草坪进入人工处理休眠前32d进行末次修剪处理而导致的草坪根系物质变化规律。结果表明,经过修剪处理的草坪根系储存的营养物质明显低于未修剪草坪,而且不同修剪处理间差异显著。通过构建回归方程计算可知,在1/3修剪原则下,如果要达到对照未修剪草坪根系储存的营养物质水平,草坪休眠前进行末次修剪的时间,高羊茅(Fescue arundinaces schreb.)为41d,结缕草(Zoysia japonica Steud.)为52d。

浅析AOSCA种子认证体系在草种子生产中的应用

以北美官方种子认证机构协会(AOSCA)所制订的种子认证体系为基础,比较在野生植物种子采集或生产和栽培植物品种种子生产认证过程的具体应用。表明野生植物或栽培植物种子生产均需按照相应的认证程序,根据实际利用状况和培育目的具有不同的认证级别,并且各级别的认证种子均有明确的标签标识,保证植物材料或品种的遗传一致性。通过分析该体系在保证植物种子遗传稳定性和一致性方面的优越性和特点,为我国野生植物资源的收集利用、牧草种子的生产提供实践指导和借鉴经验,以促进我国草地生态建设和牧草种子生产的国产化。

线粒体与种子老化的关系

种子作为最基本的生产资料,其活力高低直接关系到农业生产的成败。关于种子老化机理的研究是种子科学研究的热点和难点。线粒体是真核生物细胞内重要的细胞器,是细胞能量合成和物质代谢的中心,也是活性氧产生的主要位点,且普遍认为,活性氧是导致种子老化的主要因素。种子老化过程中线粒体的典型结构逐渐被破坏,呼吸速率和氧化磷酸化效率降低,抗氧化功能发生改变,因此,本文主要概述种子的老化与线粒体结构、呼吸作用、抗氧化系统变化的关系,并阐述线粒体与细胞程序性死亡关系的研究进展,系统分析种子老化与线粒体变化研究中存在的问题及未来发展趋势,以期为研究种子老化的线粒体作用机理提供理论基础。

黄花苜蓿高频植株再生体系建立的研究

黄花苜蓿(Medicago falcata L.)具有较强的抗逆性,是苜蓿育种重要的种质资源。进行黄花苜蓿功能基因研究,有必要建立其高效的植株再生体系。以新疆野生黄花苜蓿的子叶和下胚轴为外植体,以N6大量,MS微量及铁盐,水解酪蛋白2.0 g·L^(-1),维生素VB_19.9 mg·L^(-1),VB_69.5 mg·L^(-1),尼克酸4.5 mg·L^(-1),琼脂8.0g·L^(-1)和蔗糖30 g·L^(-1)等成分为基本培养基,通过比较不同激素配比对黄花苜蓿愈伤诱导率和体细胞胚发生率的影响,优化并建立了黄花苜蓿的高频再生体系。优化的培养基激素配比为:愈伤诱导和保持培养基添加2,4-D3.0 mg·L^(-1)+KT 0.05 mg·L^(-1);分化培养基添加KT 0.4 mg·L^(-1),蔗糖浓度调整为20 g·L^(-1);生根培养基为1/2 MS+蔗糖15 g·L^(-1)+琼脂8.0 g·L^(-1)。在优化培养流程下,新疆野生黄花苜蓿子叶愈伤诱导率可达92%,下胚轴可达95%,体细胞胚发生率可达54%,体细胞胚萌发成苗率为76%。再生周期约为70~80 d。

白颖苔草对不同浓度NaCl胁迫的响应及其耐盐阈值

以白颖苔草(Carex rigescens)为研究材料,采用盆栽试验研究了不同浓度NaCl(0,100,200,300,400,500mmol·L^(-1))处理下白颖苔草地上部生长和生理等指标的变化趋势,分析了不同浓度盐处理对白颖苔草生长的影响,并计算确定了其耐盐性的阈值。结果表明,盐处理对白颖苔草的生长产生了抑制作用。随NaCl处理浓度增加,白颖苔草的株高、叶长和叶宽均呈下降趋势,同时枯叶率显著升高(P<0.05)。白颖苔草叶片相对含水量随NaCl浓度的增加呈下降趋势,而叶片的质膜透性则呈升高趋势。但两指标在低浓度盐(NaCl为100和200mmol·L^(-1))处理下较无胁迫对照无显著差异(P>0.05),当NaCl浓度超过300mmol·L^(-1)时,两指标发生显著变化(P<0.05)。超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性随NaCl浓度的增加呈先升高后降低的趋势,在300mmol·L^(-1)处理下均达到最大值,说明在NaCl浓度300mmol·L^(-1)左右可能存在白颖苔草耐盐的临界浓度。不同浓度NaCl处理对白颖苔草叶片叶绿素a,叶绿素b和叶绿素a+b均产生了不同程度的影响。随盐浓度的增加,叶绿素a和叶绿素a+b含量呈先升高后降低趋把势,叶绿素b含量呈降低趋势,而叶绿素a/b值无显著变化(P>0.05)。以白颖苔草生物量下降50%时的盐浓度来评价其耐盐性,建立回归方程确定其耐盐阈值为263mmol·L^(-1)。上述结果表明,白颖苔草对盐胁迫有较高的耐受性,在一定范围的盐胁迫环境中能正常生长,该结果可为后续白颖苔草耐盐机制的研究提供理论依据。