草业科学在现代马业发展中的研究现状

马是人类社会发展的重要组成部分,人类种草养马历史悠久,但人们对马用饲草的认识和研究还不足,致使现代马业和草业科学发展存在严重脱节现象,影响了两者的可持续发展。因此,结合现代马业发展趋势及其对饲草的利用特点,综述了草地放牧、青干草、青贮及半干青贮饲草等在现代马业发展中的研究与实践现状,并提出了现代马业发展中草业科学存在的问题及建议,以期为保障现代马业的可持续发展提供理论指导,为拓展我国现代草业科学与技术发展空间提供参考。

中国饲草产业发展概况及饲草料质量安全现状

饲草是用于生产绿色畜产品的一类重要家畜饲料。随着国内人民生活水平的不断提高,对高品质牛羊肉和牛奶等的需求也不断增加。由于我国牧草种子和饲草产品存在生产水平低、质量差、机械配套不足等问题,国内饲草生产不能满足高品质畜牧业产品的供给需求,成为影响我国饲草产业发展壮大的主要因素。文章通过概述中国饲草产业发展概况,分析中国饲草产业发展和饲草质量安全中存在的问题,提出制约我国饲草产业可持续发展的影响因素及相应对策。

中国草种业的发展现状与趋势分析

草种业作为现代草业的重要组成部分,在退化草原恢复、生态环境保护、高产人工草地建设以及草坪建植等方面提供物质保障。种子作为新品种推广应用的生命载体,其质量和产量水平不仅反映草种业的市场供给和竞争能力,而且也直接关系到草原生产力和饲草生产水平提高。本文围绕近70年来我国草种业发展过程中品种培育与转化、生产技术、质量管理、市场贸易等方面的动态变化,分析阐述草种业重点领域的发展现状与限制因素,展望未来草种业的发展趋势,以期为我国专业化种子生产、经营管理提供科学决策依据和技术参考。

不同贮藏年限敖汉苜蓿种子活力及生理特性的研究

种子在贮藏过程中随着贮藏时间的延长出现老化现象,使种子活力下降、生理特性发生变化,从而降低种用价值。为探讨不同贮藏年限紫花苜蓿种子的活力变化,选择室温贮藏0~3年的敖汉苜蓿种子,比较分析种子劣变规律及生理特性的差异。结果表明:收获当年的敖汉苜蓿种子具有较高的硬实率,其抗逆性强,SOD、POD、CAT、MDA和脯氨酸含量最高,而发芽势和可溶性蛋白含量最低。贮藏起初2年,种子硬实率、不正常种苗数、死种子数、SOD、POD、CAT、MDA和脯氨酸含量降低,发芽率、发芽势和可溶性蛋白含量增加。随着贮藏时间的延长,种子可溶性蛋白含量降低,SOD、POD、CAT、脯氨酸和MDA积累量增加,种子质量下降,不正常种苗数和死种子数增多,种子活力下降。综合试验结果,贮藏2年有利于打破种子休眠,其种子质量最佳,种子发芽能力最强,但是种子抗逆性不高;贮藏1年存在轻度休眠,应进行打破硬实处理;贮藏3年的种子活力下降,其种用价值降低,不利于在人工草地建植中使用,生产中应贮藏2年后再播种效果较好。研究结果能较好地说明苜蓿种子在贮藏期间的活力变化,为我国人工草地建设中合理使用苜蓿种子提供理论依据。

抗氧化剂引发对无芒雀麦老化种子发芽及幼苗生长的影响

提高老化种子活力是植物种质资源保护和农业生产中亟待解决的技术难题。试验以无芒雀麦老化16 d种子为研究材料,利用适宜浓度的抗坏血酸(AsA,2 mmol·L^-1)、谷胱甘肽(GSH,0.25 mmol·L^-1)和褪黑素(MT,100μmol·L^-1)溶液和水(WT)进行引发,比较抗氧化剂引发对老化种子发芽和幼苗生长特性以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性的影响和作用差异,探索确定延缓种子老化的适宜引发处理和引发条件。结果表明,引发后老化种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、叶长、根长和苗重均有显著(P<0.05)提高,平均发芽时间显著(P<0.05)降低,而且引发处理之间作用效果存在差异。抗氧化剂引发与水引发相比均显著(P<0.05)增加了老化种子的活力指数和苗重,其中GSH引发还显著(P<0.05)增加了幼苗的根长、种子发芽率和发芽势,表现为发芽率和发芽势最高。与未引发对照(CK)相比,水引发后老化种子的抗氧化酶均没有显著(P>0.05)变化;与水引发相比,抗氧化剂引发后老化种子的POD活性均显著(P<0.05)增强,而且AsA和GSH还显著(P<0.05)增加了CAT活性。基于8个发芽和幼苗生长指标对引发处理进行聚类分析,发现GSH引发对老化种子发芽和幼苗生长的作用效果最大。主成分分析显示,发芽率和发芽势可以更好地反映抗氧化剂引发对老化种子在发芽和幼苗生长方面的影响。综合分析认为,抗氧化剂引发对无芒雀麦老化种子活力的提升效果显著(P<0.05),其中GSH引发效果最佳,但其对老化损伤的修复需要一定作用时间。

褪黑素引发对敖汉苜蓿种子碱性盐胁迫的缓解作用

采用100μmol/L褪黑素(MT)溶液和蒸馏水(WT)引发敖汉苜蓿种子,以未引发种子作为对照(CK-0),使用NaCl、Na2SO4、NaHCO3、Na2CO3配制为0、25mmol/L、50mmol/L混合碱性盐溶液(CK、25S、25J、50S、50J)进行胁迫处理,探索碱性盐胁迫下种子发芽率和抗氧化酶的变化,研究MT引发苜蓿种子对碱性盐胁迫的生理响应。结果表明,低浓度混合盐25S(pH 9.26)处理可以促进种子发芽,高浓度混合盐50J(pH 11.21)处理则抑制种子的发芽,而MT引发可以显著(P<0.05)缓解种子发芽率的下降。各碱性盐处理中,混合盐50J(pH 11.21)处理下种子丙二醛(MDA)含量达到最高水平,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性却均处于最低水平,但SOD和POD活性对于盐胁迫的反应与CAT不同。在高浓度或高pH盐溶液(50S和25J)处理中,MT引发显著(P<0.05)降低了种子的膜脂过氧化程度,提高了SOD、POD和CAT活性。可见,MT通过增强抗氧化酶活性,降低膜脂过氧化损伤来维持种子的发芽能力。

氮素对紫花苜蓿种子产量与氮累积动态变化的影响

为研究紫花苜蓿种子生产过程中氮素吸收、分配及利用规律,探索合理的施氮肥措施,通过田间试验研究了不同氮素处理(0,45,90和135kg N/hm^2)对敖汉苜蓿和公农1号苜蓿氮素累积量、生殖器官氮素累积量及氮素分配率的动态变化以及种子产量、质量及氮素收获指数的影响。结果表明,两个紫花苜蓿品种的种子产量和氮素收获指数都随着施氮量的增加而降低,但是结荚率、单株粒重、千粒重和种子质量却随着施氮量的增加而提高。两个苜蓿品种的氮素累积量及氮素分配率的动态变化表现不一致。根据两个苜蓿品种需氮规律可得出,在返青期一次性施氮肥不能满足紫花苜蓿的需氮规律。其合理的施肥措施是:敖汉苜蓿在现蕾期追施45kg N/hm^2,开花期不施,结荚期补施90kg N/hm^2;公农1号苜蓿在现蕾期不施肥,开花期追施45kg N/hm^2,结荚期补施45kg N/hm^2。研究结果初步确定了赤峰地区苜蓿种子生产田的需氮肥规律及适宜施氮量,为苜蓿种子生产过程中氮肥的合理施用提供了基础数据。

控制劣变对不同含水量羊草种子生理特性的影响

试验以7种不同含水量(4%,10%,16%,22%,28%,34%,40%)羊草(Leymus chinensis)种子为材料,研究6种不同劣变时间(0,24,48,72,96,120h)对羊草种子发芽率、抗氧化酶以及膜脂过氧化程度的影响,探索不同含水量羊草种子劣变的内在机制。结果表明:随着劣变处理时间的延长,羊草种子发芽率、超氧化物歧化酶(SOD)活性总体呈下降趋势,过氧化氢酶(CAT)活性与丙二醛(MDA)含量总体呈先下降后上升趋势,而过氧化物酶(POD)活性呈先上升后下降趋势。随着种子含水量的增高,劣变处理后羊草种子发芽率下降明显,死种子增多,SOD和POD酶活性整体呈下降趋势,MDA含量呈先上升后下降的变化趋势。在劣变过程中,种子含水量、劣变时间对种子发芽率、SOD和POD酶活性有极显著影响(P<0.01),水分与时间互作对POD酶活性以及MDA含量影响极显著(P<0.01)。高水分含量羊草种子在超长时间劣变处理后,种子活力下降明显;4%水分含量对于羊草种子的储藏较为有利。

紫花苜蓿种子生产中临界氮稀释曲线模型的建立与应用

为了验证临界氮稀释曲线模型在紫花苜蓿种子生产中的适用性,探讨以氮营养指数评价紫花苜蓿氮营养状况的可行性,以敖汉苜蓿和公农1号苜蓿为材料,设置4个氮肥处理(0、45、90、135kg N/hm^2),于返青期施肥,并在现蕾期、开花期、结荚期和成熟期分别测定苜蓿地上部生物量和氮浓度值,建立了制种苜蓿的临界氮稀释曲线模型,并在此基础上建立氮营养指数模型来判断苜蓿氮素营养状况。结果表明,随着施氮量的增加,紫花苜蓿地上部生物量并未出现显著性的增加,表明苜蓿生长将不受氮素制约。因此选择地上部生物量的平均值作为最大干物重,确定临界氮浓度值并建立了临界氮稀释曲线模型。两个苜蓿品种的临界氮稀释曲线模型分别为Nc=3.352W^(0.391)(敖汉苜蓿)和Nc=2.673W^(0.485)(公农1号苜蓿)。根据氮营养指数模型推荐的施肥量为敖汉苜蓿在现蕾期和开花期共施45kg N/hm^2,在结荚期追施90kg N/hm^2;公农1号苜蓿在现蕾期不施肥,在开花期、结荚期和种子成熟前追施45kg N/hm^2。利用临界氮稀释曲线模型和氮营养指数模型可以很好地预测制种苜蓿植株氮营养状况,且模型的建立为苜蓿种子生产管理中适时合理施肥提供了新的方法。

施氮、磷肥对老芒麦种子产量、产量组分及成熟期冠层NDVI值的影响

试验采用裂区设计,研究氮、磷处理对种植4年老芒麦(Elymus sibiricus)种子产量、产量组分和成熟期冠层归一化差值植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)的影响。结果表明,施磷120kg·hm-2时,种子产量最大(385.18kg·hm-2),施氮和氮磷互作均对其影响不显著(P>0.05)。不同氮、磷处理对老芒麦成熟期冠层NDVI值影响不显著;用所测NDVI值和对应产量做相关分析表明,NDVI与实际产量呈极显著(P<0.01)正相关。

临界氮浓度稀释模型在牧草种子生产中的应用前景

氮素是影响牧草种子产量的关键因素,氮素对于植株分蘖、干物质生产、花序形成、产量组分动态变化等均具有影响。文章主要从临界氮浓度稀释模型的概念、构建方法、研究现状、应用等方面进行了综述,提出临界氮浓度稀释模型在实际生产中应用时存在的问题,并对其在牧草种子生产中的应用前景进行了展望。

褪黑素引发对盐胁迫敖汉苜蓿种子发芽特性的影响

褪黑素(MT)是植物体内存在的一种抗氧化剂,具有调节生长发育和缓解非生物胁迫的作用。试验采用MT溶液(50,100μmmol·L^-1)对敖汉苜蓿种子引发6 h和12 h后,进行盐溶液胁迫处理,筛选MT缓解盐胁迫的适宜引发时间和浓度,研究种子发芽能力和幼苗生长的变化规律。利用NaCl、Na 2SO 4、NaHCO 3、Na 2CO 3配制0,25,50,100,150 mmol·L^-1混合盐溶液(记为ck、25 S、50 S、100 S、150 S),NaHCO 3、Na 2CO 3混合配制0,25,50,100,150 mmol·L^-1碱性盐溶液(记为ck、25 J、50 J、100 J、150 J)。结果表明,低浓度盐溶液(处理25 S)可以显著(p<0.05)提高苜蓿种子发芽率,当盐胁迫浓度超过100 mmol·L^-1时,种子发芽率降至最低,且碱性盐(pH>11.0)显著(p<0.05)抑制种子的发芽。在不同浓度MT引发6 h和12 h时,处理25 S种子发芽率最高,50 J最低。100μmmol·L^-1 MT引发12 h可以显著(p<0.05)提高处理25 S、50 S、50 J种子发芽率。平均发芽时间(MGT)随着盐胁迫浓度的增加,逐渐延长,在100μmmol·L^-1 MT引发12 h时可以显著(p<0.05)缩短处理50 S和50 J种子的MGT。种苗长度和鲜重随着盐浓度的增加呈逐渐下降趋势,均在处理50 J时降到最低,且MT引发12 h时后各处理种苗长度均显著(p<0.05)增加,但种苗鲜重均无显著(p>0.05)差异。确定100μmmol·L^-1 MT引发12 h时,可以有效缓解50 mmol·L^-1混合盐溶液和高pH盐溶液(pH>11.0)的胁迫作用。

近红外光谱技术在种子硬实检测中的研究进展

近红外光谱分析技术由于其独特的技术优势在许多领域中已得到广泛应用。简要阐述了近红外光谱分析技术的概念及其在无损检测中的应用情况,综述了近红外光谱技术在种子硬实测定中的应用情况,在此基础上介绍了利用近红外光谱分析技术测定种子硬实率的方法,并提出了存在的问题及发展方向。

GSH和AsA引发对混合盐处理敖汉苜蓿种子发芽和幼苗生长的影响

种子引发可以促进细胞代谢和逆境条件下的萌发能力.试验采用不同浓度谷胱甘肽(GSH)和抗坏血酸(AsA)引发敖汉苜蓿种子6 h和12 h,经过25、50 mmol·L^(-1)混合盐(NaCl、Na_2SO_4、NaHCO_3、Na_2CO_3混合溶液记为25S、50S;NaHCO_3、Na_2CO_3混合溶液记为25J、50J)处理,分析比较种子发芽和幼苗生长特性变化,探索确定适宜的引发条件以增强种子在盐胁迫条件下的发芽能力.结果表明,0.25、0.50 mmol·L^(-1)GSH和2、4 mmol·L^(-1)AsA引发6 h、12 h后,处理25S中种子发芽率、幼苗长度和鲜重均最高,平均发芽时间(MGT)则最低,而在处理50J中种子发芽率、幼苗长度和鲜重均最低,MGT则最高.在GSH引发试验中,0.50 mmol·L^(-1)GSH引发6 h可以有效缓解处理25S、25J的抑制作用,显著(P<0.05)提高种子发芽率、幼苗长度和鲜重,缩短种子MGT;引发12 h则无规律性作用.0.25、0.50 mmol·L^(-1)GSH引发12 h与6 h相比,显著(P<0.05)降低混合盐(25S、25J)处理的种子发芽率和幼苗鲜重,延长种子MGT.在AsA引发试验中,4 mmol·L^(-1)AsA引发6 h、12 h可以显著(P<0.05)提高处理25S、50S中的种子发芽率和幼苗长度,缩短种子MGT.2、4 mmol·L^(-1)AsA引发12 h与6 h相比,可以显著(P<0.05)提高处理50J种子的发芽率和幼苗长度,而延长种子MGT.GSH和AsA引发对于中性和碱性混合盐胁迫的作用效果不同,需要开展深入研究.

牧草种子收获后的田间管理措施

牧草种子收获后的田间管理对次年的种子产量具有重要影响,尤其是在果后营养生长期较长的地区,种子收获后针对秸秆和残茬的田间管理往往被忽视,对于新的枝条形成、越冬返青以及植被的利用年限均造成不利影响。本文对牧草种子田收获后的田间管理方法、作用、效果和技术要点等进行综述,并结合国内外的研究进展,提出牧草种子收获以后,在管理种子田的方法措施中普遍存在的问题,为解决我国牧草种子产量低、质量差等问题提供理论依据和技术支持。

不同硬实率紫花苜蓿种子的近红外光谱分析

紫花苜蓿是我国北方重要的栽培牧草,由于其种子硬实率高达20%~80%,在播种时无法快速辨别硬实种子而影响其种用价值,对实际生产造成了直接影响。为研究出快速无损分选苜蓿硬实种子和非硬实种子的方法,选取不同产地、不同收获年份、不同品种的紫花苜蓿种子样品121份,同时经人工配比获得不同硬实比率的紫花苜蓿种子样品共31份,利用近红外光谱技术,采用偏最小二乘法,对其硬实率进行了分析,建立紫花苜蓿种子硬实率的近红外光谱分析模型,为紫花苜蓿硬实种子的快速检测和识别技术进行探索性研究。结果表明,最终获得的光谱模型建模相关系数（R2cal）为0.981 6,交叉检验标准误差（RMSECV）为5.32,相对标准误差（RPD）为3.58,模型的预测能力相对较好,能够应用于紫花苜蓿种子硬实率的估测,为种子硬实率的无损检测提供了一种新方法。模型的建立为研究出快速无损确定种子硬实特性方法提供技术指导,促进种子硬实特性的深入研究。