宁夏荒漠草原乡土植物的抗旱性评价

为了解宁夏荒漠草原乡土植物的抗旱性,以野生沙芦草、人工沙芦草、新品系沙芦草、牛枝子和草木樨状黄耆为对象,测定土壤含水量占田间持水量的75%、65%、55%、45%、35%梯度下各乡土植物功能性状和生理生化指标,综合评价各乡土植物的抗旱性,以期为干旱区退化草地生态修复提供依据。结果表明:(1)随着干旱胁迫加剧,5个乡土植物材料的生长速度呈下降趋势,3个沙芦草材料生物量累积整体高于2种豆科牧草;干旱胁迫下5个乡土植物将更多的生物量分配于根部,使得根冠比上升。(2)总体来看,随干旱胁迫加剧,5个乡土草叶绿素含量下降,3个禾本科材料丙二醛含量总体呈先增加后降低趋势,2个豆科植物丙二醛含量呈上升趋势,5个乡土草材料脯氨酸含量逐渐上升,过氧化物酶、超氧化物歧化酶活性呈上升趋势。(3)主成分分析和隶属函数法分析表明,5个乡土植物材料的抗旱性为:野生沙芦草>新品系沙芦草>人工沙芦草>牛枝子>草木樨状黄耆,其中野生沙芦草的隶属函数值为0.64,抗旱能力最强,可作为荒漠草原生态建设中的优先选择。

宁夏荒漠草原5种乡土植物适应性评价

开展乡土植物的适应性评价对退化草地生态修复具有重要意义。以宁夏荒漠草原的乡土植物牛枝子(Lespedeza potaninii)、草木樨状黄耆(Astragalus melilotoides)、野生沙芦草(Agropyron mongolicum)、人工繁育沙芦草和新品系沙芦草为研究对象,从农艺性状、光合特性和营养价值3个方面16项指标进行适应性评价。结果表明:牛枝子的生长速度、叶茎比、干草产量显著高于其他4种植物(P<0.05),越冬率达到100%;3种禾本科植物的净光合速率显著高于两种豆科植物(P<0.05),胞间CO_(2)浓度反之;5种植物间气孔导度与蒸腾速率差异不显著(P>0.05);草木樨状黄耆的粗蛋白含量显著高于其他种植物(P<0.05),且中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量较低,相对饲喂价值高。灰色关联方法综合评价发现,5种乡土植物适应性在等权关联度下呈现草木樨状黄耆>牛枝子>人工繁育沙芦草>野生沙芦草>新品系沙芦草;在加权关联度下呈现草木樨状黄耆>人工繁育沙芦草>牛枝子>野生沙芦草>新品系沙芦草。研究结果表明,草木樨状黄耆与人工繁育沙芦草可作为宁夏及同类地区荒漠草原植被建设中的优先选择。

不同放牧方式对荒漠草原土壤碳氮储量及固持的影响

研究放牧对草地碳氮储量及固持的影响对草地科学管理具有重要意义。以宁夏荒漠草原为对象,研究了封育、自由放牧和暖季轮牧下0~40 cm土壤有机碳和全氮储量及碳氮固持特征。结果表明:1)经过5年放牧,土壤碳氮含量暖季轮牧最高,分别为5.66±0.32 g·kg^(−1)和0.32±0.01 g·kg^(−1),自由放牧最低。随土层的加深,有机碳含量在暖季轮牧处理中增加,封育和自由放牧变化不显著;氮含量3种处理垂直变化均不显著。自由放牧碳氮比最高,达到26.98±1.05,暖季轮牧最低。0~40 cm土壤碳氮储量表现为暖季轮牧>封育>自由放牧。2)以封育为对照,碳氮固持量和固持速率呈暖季轮牧>封育>自由放牧。3)Pearson相关性分析表明,土壤碳氮储量、固持与地上生物量呈显著相关性(P<0.05);与物种多样性呈极显著正相关(P<0.01,P<0.001)。研究认为,从土壤碳氮储量及固持考虑,暖季轮牧的草地利用方式更有利于研究区荒漠草原碳汇能力提升和草地持续发展。

轮牧时间对荒漠草原土壤种子库特性的影响

探讨季节性放牧下土壤种子库的特性对荒漠草原合理利用具有重要作用。以宁夏荒漠草原为对象,通过封育(FY)、传统时间轮牧(FG)、延迟开始轮牧(YG)、提前结束轮牧(TG)、延迟开始并提前结束轮牧(YT)和自由放牧(ZY)处理,研究了0~5、5~10、10~15 cm土层土壤种子库物种组成、种子库密度、垂直分布、多样性及其与地上植被的关系,探讨了种子库与土壤环境因子的关系。结果表明:研究区土壤种子库物种组成共有9个科21个种。土壤种子库物种组成以TG种子库种类最多,达13种,而FY和ZY土壤种子库种类最少,各8种。ZY土壤种子库密度显著高于FY、YG、TG、YT;FY的土壤种子库中多年生植物种子数量最多,达32.0%;ZY种子库中多年生植物种子数最少,仅为12.4%,主要以有性繁殖的一年生杂类草种子为主;土壤种子库主要集中于0~5 cm表层土壤,随着土层深度的增加,土壤种子库大小降低。土壤种子库的优势度和多样性均以FY最高,优势度、多样性和均匀度均以ZY最低。土壤种子库与地上植被的相似性总体较低,相比之下FG及ZY种子库与地上植被相似性较高,FY最低。土壤水分、有机质、全氮、全磷、土壤容重是影响土壤种子库的主要土壤因子。与传统全年自由放牧相比,季节性四区轮牧能使荒漠草原土壤种子库多年生植物种类、密度以及种子库物种丰富度、多样性和均匀度增加,虽作用不及长期封育草地,但对荒漠草原的利用与保护具有重要意义。

亏缺灌溉对干旱区两种乡土植物种子生产性能及其水分利用效率的影响

科学灌溉对植物种子生产具有重要意义。本研究以荒漠草原优良乡土植物沙芦草和牛枝子为对象,以充分灌溉为对照,探究不同生育时期亏缺灌溉对两种牧草种子生产和水分利用效率的影响。结果表明:与对照相比,亏缺灌溉下两种植物土壤含水率下降,其中沙芦草土壤含水率下降主要发生在0~60 cm土层,牛枝子土壤水分下降未出现明显的分层现象。亏缺灌溉下沙芦草种子产量各构成因子差异均显著,开花期亏缺灌溉种子产量最高;牛枝子仅生殖枝数、小花数和荚果数差异显著,种子产量各处理差异不显著。相关分析显示,沙芦草种子产量与生殖枝数(r=0.776)、小穗数(r=0.717)呈显著正相关;牛枝子花序数与生殖枝数呈极显著负相关(r=-0.685),与小花数呈显著正相关(r=0.412)。与充分灌溉相比,亏缺灌溉下两种乡土植物种子生产耗水量减少,水分利用效率提高,其中,沙芦草开花期亏缺灌溉水分利用效率提高最多(32.9%);牛枝子分枝期亏缺灌溉提高最多(27.4%)。因此,适当亏缺灌溉可以提高两种植物水分利用效率。从水分利用效率和种子产量来看,干旱区沙芦草和牛枝子种子人工繁育时可采取亏缺灌溉,适宜亏缺的生育期分别为开花期和分枝期。