青藏高原高寒区不同无芒雀麦种质资源种子产量评价

为青藏高原高寒地区筛选出适宜种植推广的无芒雀麦种用型资源,对已筛选出饲草产量高的14份无芒雀麦在青海省海北州西海镇分别从籽粒产量、营养成分和种子活力进行评价,为青藏高原饲草兼种用型无芒雀麦品种选育提供理论依据。结果表明:除B10外,其余材料2年间的种子产量均存在显著差异(P<0.05);B14的两年累计种子产量表现最高,为8314.99 kg/hm^(2)。从无芒雀麦各材料产量与产量性状相关性分析结果来看,单序籽粒数、有效分蘖、单序籽粒重和小穗宽与种子产量显著正相关(P<0.05),其中有效分蘖与种子产量间的正相关性最大,且其对种子产量增产的直接效应最大,可作为种用型无芒雀麦种子产量评价的关键性状。综合以上生产性能、营养品质和种子活力,以B14、B13和B10,3份无芒雀麦资源总体表现较好,适合于青藏高原高寒区推广种植。

青藏高原高寒地区无芒雀麦种质资源生产性能评价筛选

为选育适应青藏高原高产优质的无芒雀麦(Bromus inermis)品种,本试验以俄罗斯引进51份无芒雀麦种质资源为对象,对供试材料的生产性能和农艺性状进行多样性分析、相关性分析、稳定性评价和隶属函数综合评价,为进一步选育优质无芒雀麦材料提供依据。结果表明:千粒重、叶占比的增加均显著提高种子产量;株高、茎粗、总分蘖数、穗占比、叶面积和根干重的增加均显著提高饲草产量;各材料在2018年和2019年种子产量均存在显著差异(P<0.05),其中以B21和B49种子产量表现最优;B12的饲草产量表现最优,在2018—2020年均存在显著差异(P<0.05);随种植年份的增加,无芒雀麦饲草产量、种子产量均呈下降变化;从稳产性来看,饲草和种子高产期均在第1年,最佳利用年限为2~3年;B21和B49种子产量和种子产量性状均表现最优,有极大潜力发展为长期产籽型品种;B30,B12和B49饲草产量和饲草产量性状表现最优,有极大潜力发展为长期产草型品种;B49的综合表现最优,可作为种用型和产草型育种目标亲本。

青藏高原地区不同老芒麦种质资源生产性能评价

为选育适应青藏高原高产优质的老芒麦(Elymus sibiricus L.)品种,以青藏高原不同生态区域采集的11份老芒麦种质资源为对象,以国审登记品种青牧1号和同德老芒麦为对照,进行了连续3年的种子生产性能评价,为进一步选育种用型老芒麦材料提供依据。结果表明:(1)各材料在不同年份间种子产量均存在显著差异(P<0.05),其中以I-1-5-13和I-1-5-19产量表现最优,平均产量达到1494.93 kg/hm2和1386.82 kg/hm2,较青牧1号老芒麦高81.49%和68.36%,较同德老芒麦高90.92%和77.11%。(2)随种植年份的增加,老芒麦种子产量呈下降变化。从种子稳产性来看,I-1-5-47和I-1-5-50两份材料3年内均表现为高产稳产,均可作为种用型老芒麦进行重点培育。(3)从各材料种子产量与产量性状相关性分析结果来看,单序籽粒数、种子长、小穗数、穗长和单序籽粒重与种子产量显著正相关(P<0.05),其中单序籽粒数与种子产量间的正相关最大(相关系数为0.809),且其对种子产量增产的直接效应最大,可作为种用型老芒麦种子产量评价的关键性状。(4)13份材料种子产量及产量性状的聚类分析可将其分为3个类群:第I类群来源于海拔较高地区,平均海拔为3696 m,其产量表现中等;第Ⅱ类群材料来源于平均海拔为3244 m的低海拔地区,其种子产量高;第Ⅲ类群材料来源于高海拔地区,平均海拔为4392 m,其种子产量低。

青海省东部不同燕麦种质资源产量性状评价

为选育适宜青海省东部种植的高产优质燕麦(Avena sativa)种质,对国内外引进的21份燕麦种质资源产量性状进行研究,并应用遗传多样性指数分析、聚类分析和隶属函数分析对燕麦种质资源进行综合评价。结果表明:各种质间干草产量均存在显著差异(P <0.05),以ZY003178和ZY004067表现最优,达16 230和16 400 kg·hm^(-2)。饲草产量各性状多样性指数均较高,为1.60~1.88。聚类分析将21份燕麦材料分为3个类群:类群Ⅰ适合作为选育高产抗倒伏品种的亲本;类群Ⅱ适合作为选育多目标性状的优良亲本;类群Ⅲ有益性状不明显。综合表现较佳的燕麦种质有ZY004067、ZY000519、ZY004071、ZY003178、ZY004080、ZY004106、ZY004105、ZY004101和ZY004108。

磷添加对青海扁茎早熟禾各器官生物量及生态化学计量特征的影响

磷对植物体内氮代谢和氮效率均有促进作用,添加适量的磷肥有助于提高牧草产量和抗逆性。为探究不同磷添加下牧草不同器官生物量及元素浓度的变化规律,本研究设置7个磷添加梯度(0、30、60、90、120、150、180 kg/hm^(2)),分析了5龄青海扁茎早熟禾各器官(根、茎、叶)生物量的分配、生态化学计量特征及二者的相互关系。结果表明:(1)施磷量的增加能够显著影响青海扁茎早熟禾生物量,呈先增加后降低变化趋势:其中90 kg/hm^(2)施磷水平下地上和地下生物量最高,分别比对照增加73.99%、7.31%;(2)随施磷量增加,青海扁茎早熟禾各器官碳、氮、磷含量呈先增加后降低的变化趋势:其中150 kg/hm^(2)施磷水平下,根系氮和磷含量最高,较对照组增加37.05%和34.63%,而90 kg/hm^(2)水平下,叶片氮和磷含量最高,分别比对照增加11.60%和37.66%;(3)不同器官碳、氮、磷含量存在较大差异:其中,叶片碳、氮含量高于根系,而根系磷含量却高于叶片;(4)各器官生物量与碳、氮、磷含量呈显著正相关性(P<0.05),地上植株生物量(叶片、茎秆)与碳氮比、碳磷比呈极显著负相关性(P<0.01)。由此可见,磷添加能显著调控青海扁茎早熟禾营养元素吸收和平衡能力,适度磷添加(90 kg/hm^(2))对高效利用高龄青海扁茎早熟禾具有重要的生态和生产意义。

32份早熟禾种质资源表型性状遗传多样性分析

本研究以32份早熟禾(Poa)种质资源为研究对象,利用多样性分析、相关性分析、主成分分析和聚类分析,评价其表型性状的变异水平,为青藏高原高寒地区早熟禾种质资源的品种选育提供依据。结果表明:通过多样性分析,遗传多样性指数最高的是总生物量(H′=2.21),变异系数最大的是株高(31.70%),其次是根长(22.04%)、总生物量(19.21%)和茎粗(16.38%);通过主成分分析得出第1主成分贡献率最大(30.274%),载荷量由高到低分别是花序长(0.748)、叶面积(0.746)、叶宽(0.705)、茎粗(0.704);通过聚类分析和综合得分,将资源分为Ⅲ大类,第Ⅰ类具有植株高大、茎叶比大、花序多,茎秆粗壮等特点,筛选出18-182、18-004、17-060这3份材料适合在饲草生产、混播草地等方面应用;第Ⅱ类具有植株矮小、叶片短而宽等特点,筛选出14-061这1份材料适合在生态恢复方面加以利用;第Ⅲ类具有植株矮小、叶片长而窄、生物量大等特点,筛选出17-105、17-332、18-064、18-139、15-048、17-044这6份材料可作为观赏利用型目标亲本进行品种培育。

青藏高原9个燕麦品种抗倒伏能力及其影响因素研究

为探究不同燕麦种质资源抗倒伏能力差异,明确影响燕麦(Avena sativa L.)抗倒伏的主要因素,本试验以青藏高原地区9个燕麦品种为研究材料,对其表型性状、茎部力学特性、显微结构及根系特征进行系统研究,并利用结构方程模型分析燕麦各部位性状特征对燕麦倒伏率影响的路径及路径系数。结果表明:9份燕麦品种中‘林纳’(A.sativa‘LENA’)的抗倒伏能力最强,其穗长、株高、重心高、第二节节长显著低于‘青引2号’(A.sativa‘Qingyin No.2’)和‘青永久870’(A.sativa‘Qingyongjiu 870’)(P<0.05),而第二节壁厚、弯曲性能、穿刺强度、茎秆折断力、单株根重、主根长和毛细根长均显著高于‘青引2号’和‘青永久870’(P<0.05)。结构方程模型分析表明,茎部形态结构对燕麦抗倒伏能力直接效应最大,根系特征对燕麦抗倒伏能力的间接效应和总效应突出。因此,进行抗倒伏燕麦品种选育时,应综合考虑茎部形态结构和根系特征,以提高品种选育的准确性。

高寒区150份豌豆种质资源农艺性状的遗传多样性分析

高寒区匮乏的豆科牧草限制了其饲草的产量和品质,发展产量高、品质优的豌豆是高寒人工饲草基地建设的关键。为筛选高寒区优良的豌豆种质资源,本研究以国内外150份豌豆种质资源为研究对象,采用主成分分析、聚类分析方法对供试豌豆种质资源开展农艺性状评价及遗传多样性分析。结果表明:供试豌豆种质资源的数量性状遗传变异系数大,6个质量性状的平均变异系数与遗传多样性指数分别为32.22%和0.96,17个数量性状的平均变异系数与遗传多样性指数分别是41.39%,1.79。17个农艺性状简化为6个主成分,累计贡献率为72.25%;系统聚类分析方法将150份豌豆材料分为产草量、籽粒数量和籽粒大小3大类群。因此,本研究可为适宜高寒区种植优异豌豆种质资源筛选、选育及豌豆种质资源保护利用奠定理论基础和提供基本依据。

青海东部农区优良苦荞品种筛选试验研究

为筛选出适宜青海地区种植的高产优质的苦荞品种,本试验选用不同单位提供的8个苦荞麦品种为供试材料,在青海地区对参试品种的农艺性状、产量和品质进行分析比较。结果表明,"定苦荞1号"和"凉山苦荞"的产量与品质表现出较好的优势,且优于当地品种"黑丰1号",可在青海地区推广种植。"贵米苦18号"的多个农艺性状优于其他品种,可为苦荞育种提供亲本材料。

青海东部农区引进燕麦品种各器官C、N、P生态化学计量学特征变化研究

以4个引种燕麦(Avena sativa)为典型代表,对其不同生育时期根、茎、叶中的C、N、P含量及其化学计量学特征进行测定,探讨不同生育时期燕麦C、N、P元素含量及其化学计量比的变化规律,为燕麦饲草的科学收获提供理论依据。结果表明:燕麦全株C、N、P含量分别为322.30~333.97、17.42~75.62、2.74~5.42 mg·g^(-1),燕麦根C、N、P含量分别为298.42~317.92、11.47~73.71、2.82~3.42 mg·g^(-1),燕麦茎C、N、P含量分别为311.25~338.86、10.15~75.16、2.44~5.06 mg·g^(-1),燕麦叶C、N、P含量分别为330.80~372.47、30.64~113.80、2.59~8.65 mg·g^(-1);各器官间C、N、P含量表现为叶>茎>根。此外,燕麦各器官C、N、P含量的积累过程具有一定季节特征,C含量积累过程受生育时期影响较小,表现出较强的稳定性;而N和P含量的积累过程受生育时期影响较大,其在拔节期~抽穗期均高于开花期~乳熟期。燕麦各器官C∶N、C∶P和N∶P分别为4.42~24.44、70.72~124.56和6.56~17.28,其中C∶N、C∶P在开花期~乳熟期均高于拔节期~抽穗期;N∶P则规律相反。

高寒区41份春蚕豆种质资源农艺性状的遗传多样性分析

为筛选出适宜高寒区种植的蚕豆材料,本研究对41份春蚕豆(Vicia faba)种质的19个农艺性状进行观测分析。结果表明,41份春蚕豆种质具有丰富的遗传多样性,19个农艺性状的平均变异系数和遗传多样性指数分别为30.80%和1.715;籽粒产量与株高、茎干重、单株籽粒重、地上生物量、荚数、根瘤数量、根瘤干重、地下生物量、叶干重和单株分枝数呈显著正相关关系(P<0.05),而百粒重与株高、茎粗、茎干重、地下生物量、荚数和地上生物量呈显著负相关关系(P<0.05);利用主成分分析降维获得5个主成分,累计贡献率达到79.521%,其中第一主成分主要反映籽粒产量,第二主成分主要反映籽粒的长宽(大小),这两个主成分较大程度上反映了41份春蚕豆种质资源的表型特征;系统聚类法将41份春蚕豆材料划分为两大类群,类群I包含36份材料,类群Ⅱ包含5份材料,通过隶属函数分析发现,类群Ⅱ中21、25、29和37号蚕豆种质综合表现最好,可以作为高寒区培育优质高产牧草及牧草种子生产的优异材料。

高寒地区氮肥减量分期施用对燕麦生物量及氮肥利用率的影响

氮肥施用量与方式直接影响燕麦(Avena stativa)产量和氮肥利用率,是作物生长和产量的关键因素。为探究氮肥减量分期施用对燕麦生物量及氮肥利用率的影响,本研究采用两因素试验设计,以‘青海甜燕麦’为试验材料,设置了3个施氮水平(N1:69 kg·hm^(-2),常规施氮量;N2:51.75 kg·hm^(-2);N3:34.5 kg·hm^(-2))和2个施氮时期(D1:全部基肥;D2:30%基肥+70%拔节期追肥),并以全生育期不施氮肥为对照(CK),动态监测了燕麦的地上生物量和植株含氮量等指标。结果表明,在燕麦的不同生长阶段,相较于一次性基施常规施氮量,采用75%氮肥分期施用的策略可以显著增加燕麦的地上生物量,在燕麦的完熟期达到最佳产量(14100.4 kg·hm^(-2))。此外,75%氮肥分期施用氮肥利用率和氮肥贡献率分别提高26.07%和4.90%。因此,在青海省湟中地区,75%氮肥分期施用能有效减少氮肥损失,提高氮肥利用率,最终实现减氮不减产。

亚精胺对青海扁茎早熟禾幼苗抗旱性的影响

干旱是影响植物代谢和生长发育的重要非生物胁迫因素之一。因此,本试验以青海扁茎早熟禾(BJ)为材料,采用PEG6000模拟干旱胁迫,研究叶面喷施不同浓度Spd(0、0.01、0.05、0.1、0.5、1mmol·L^-1)后BJ相关生理指标的变化,旨在寻找一种人为改善BJ抗旱性的途径。研究结果表明,喷施一定浓度Spd能通过增加干旱胁迫下BJ叶片相对含水量、叶绿素含量、脯氨酸含量和可溶性糖含量,提高SOD活性和CAT活性,从而降低O2^-·产生速率,减少MDA积累,提高BJ的抗旱性。综合分析表明0.05mmol·L^-1 Spd处理效果最好。

高寒地区氮肥运筹对‘青海甜燕麦’农艺性状和种子产量的影响

本研究为探索适宜高寒地区燕麦生产的氮肥运筹模式,以‘青海甜燕麦’(Avena sativa L.cv.Qinghai)品种为试验材料,采用两因素试验设计,设4个施氮水平(N1:187.5 kg·hm^(-2),N2:150 kg·hm^(-2),N3:112.5 kg·hm^(-2),N4:75 kg·hm^(-2))和2个施氮时期(D1:氮肥全部基施,D2:30%基肥+70%拔节期),试验以全生育期不施氮(N0)为对照。结果表明:不同施氮量和施氮时期对燕麦产量影响显著,同等施氮量下,与氮肥全部基施相比,按比例分期施氮的种子产量、秸秆产量、小穗数、穗粒数和千粒重均显著增加。在N1水平下,氮肥按比例分期施用,单株小穗数和单株穗粒数的协同提高,获得较高种子产量和干草产量,与氮肥全部基施相比,种子产量和秸秆产量分别提高了4.17%和0.47%。同一施氮时期下,种子产量、小穗数、穗粒数和千粒重表现为N1>N2>N3>N4>N0。相关性和通径分析表明,种子产量与单株小穗数、单株穗粒数和千粒重显著相关。综上,不同氮肥处理下,以187.5 kg·hm^(-2)氮肥按比例分期施入效果最佳。

减氮配施有机肥对‘青海甜燕麦’光合特性和产量的影响

为探究减氮配施有机肥对燕麦光合特性和产量的影响,本研究以‘青海甜燕麦’(Avena sativa‘Qinghai’)为试验材料,设不施氮(CK)、常规施肥施氮(T1)、75%氮肥+有机肥(T2)、50%氮肥+有机肥(T3)、75%氮肥(基肥∶拔节肥=3∶7)+有机肥(T4)和50%氮肥(基肥∶拔节肥=3∶7)+有机肥(T5)6个处理并测定了燕麦的的生长发育、光合生理和营养品质指标。结果表明:75%氮肥配施有机肥分期施用能获得较高的秸秆产量和种子产量,比常规施氮水平分别提高10.16%和5.54%;在抽穗、开花和乳熟期75%氮肥配施有机肥分期施用对‘青海甜燕麦’的生长发育、光合生理指标、营养品质起到改善作用;相关性表明种子产量与千粒重、单株小穗数、单株穗粒数和穗长呈显著正相关关系(P<0.001),相关性系数分别达0.69,0.75,0.85和0.93。综上,给燕麦按比例分期施用75%氮肥配施有机肥在青海省湟中地区效果最佳。

开花期施磷对青海扁茎早熟禾种子产量及繁殖分配的影响

以5龄青海扁茎早熟禾(Poa pratensis var.anceps Gaud.cv.Qinghai)为研究对象,在开花期进行不同梯度磷添加试验,探讨施磷对其种子产量的影响。结果表明:通过开花期施磷,增加了穗干物质转运和穗部生物量,进而提高青海扁茎早熟禾种子产量(3%~28%)。施磷量在60kg/hm 2(P2)时,种子产量达到最大,为255.08kg/hm 2。开花期施磷显著影响青海扁茎早熟禾繁殖分配,施磷量在P2时,繁殖分配达到最大,为5.47%。建植5年的青海扁茎早熟禾在繁殖策略上倾向于用根茎进行无性繁殖。因此,试验区域种子生产最佳施磷(P 2O 5)梯度为60kg/hm 2,以提高种子产量和繁殖分配,为高寒地区根茎型牧草种子增产稳产和合理施肥提供理论依据。

模拟干旱胁迫下45份早熟禾种质资源种子萌发特性比较

干旱胁迫是限制早熟禾种子萌发的主要环境因素。以青藏高原地区的45份早熟禾(Poa L.)种质资源为试验材料,设置4个聚乙二醇(PEG-6000)浓度模拟干旱胁迫,测定发芽率和发芽势等6个指标,运用隶属函数法和系统聚类法对供试材料进行抗旱性评价。结果表明:随着干旱胁迫的增强,各试验材料6个指标均呈下降趋势,其中相对发芽势和相对活力指数受干旱胁迫影响较大,可以作为早熟禾种质资源抗旱性鉴定的关键指标;聚类分析将材料分为3大类:09-066草地早熟禾等10份材料为抗旱材料,09-237冷地早熟禾等20份材料为中等抗旱材料,09-016冷地早熟禾等15份材料为干旱敏感材料。

青海扁茎早熟禾形态特征与生物量对磷添加的响应

磷添加可塑造植物的形态特征、促进植物生长发育,这对应用根茎型植物进行天然草地退化修复具有重要意义。青海扁茎早熟禾(Poa pratensis var.anceps‘Qinghai’)是高寒退化草地恢复的优选根茎型草种,但磷添加对其形态特征及生长发育的影响是否有利于退化草地的治理尚未可知。因此,本研究以青海扁茎早熟禾栽培草地为研究材料,通过3.6、7.2、10.8、14.4、18.0、21.6 kg·hm^(-2)6个磷素添加梯度,探讨磷添加对植株形态、生物量及生物量分配的影响。结果表明:1)磷添加对青海扁茎早熟禾植株的形态特征具有显著影响(P<0.05),植株的生物量随磷素的增加先增加后降低,施磷素10.8 kg·hm^(-2)时,形态指标与生物量表现较好。2)青海扁茎早熟禾株高、叶宽、叶长、叶面积及根分叉数是影响个体生物量的主要因子,对个体生物量的贡献率高达59%,地上器官对磷添加敏感,可塑性更强。因此,施磷素10.8 kg·hm^(-2)时,青海扁茎早熟禾的植株高度、叶片及根系的生长状况表现较好,总生物量最大,该施磷水平下植株具有较强的抗逆性,这对应用该草种进行退化草地恢复治理具有重要意义。

聚乙烯吡咯酮对‘甘农三号’紫花苜蓿愈伤组织褐化及抗氧化物质活性的影响

本研究旨在探讨不同浓度的聚乙烯吡咯酮(PVP)对紫花苜蓿(Medicago sativa L.)愈伤组织在增殖过程中褐化的抑制效果。选取‘甘农三号’紫花苜蓿下胚轴作为外植体,通过外源添加不同浓度PVP,观察其对愈伤组织增殖过程中褐化进程的抑制作用。结果显示,与对照组相比,所有处理组的褐化率均有所降低。但不同浓度的PVP对愈伤组织褐化产生影响的程度不同,当PVP浓度为300 mg/L时,紫花苜蓿愈伤组织的褐化程度显著减少(P<0.05),此时测得的丙二醛(MDA)含量和多酚氧化酶(PPO)活性均达到最低值,分别为0.1μmol/g FW和32.8 U/g。过氧化物酶(POD)活性相对较低,为232.0 U/g,而超氧化物歧化酶(SOD)活性相对较高,为168.1 U/g。因此,得出结论,300 mg/L PVP对抑制‘甘农三号’紫花苜蓿愈伤组织的褐化具有最佳效果。

8个紫花苜蓿品种在柴达木旱区的生产性能综合评价

为筛选出适宜青海省柴达木旱区种植的紫花苜蓿品种,于2020—2022年对引进的8个紫花苜蓿品种进行生产性能评比试验,并采用隶属函数法综合评价适合柴达木旱区种植的优质紫花苜蓿品种。两年试验结果表明:(1)在2021年,东苜2号的干草产量最高,为11373.44 kg·hm^(-2);在2022年,龙牧803的干草产量最高,为13485.54 kg·hm^(-2);(2)5909在两年的粗蛋白含量和相对饲喂价值均最高,分别为14.71%和126.01、14.07%和128.01,而酸性洗涤纤维含量均最低,分别为38.67%和36.90%;东苜2号两年的中性洗涤纤维含量均最低,分别为53.68%和51.35%;(3)基于隶属函数法对各紫花苜蓿品种生产性能的综合评价,东苜2号、龙牧803和5909综合性状表现较好,在柴达木干旱区适应性强、饲草产量及品质最优,建议在本地优先推广种植。