利用光能利用率模型和MODIS数据对内蒙古天然草原2000-2018年植被生长期草原净初级生产力进行连续动态监测,并在像元尺度利用最小二乘法分析了近20年植被净初级生产力(NPP)时空变化规律。结果表明:近20年中,内蒙古天然草原NPP在空间上呈由西向东递增分布规律,年均NPP为198.04 g C·m^-2·a^-1,潜在草地退化面积16.22万km²,其中重度、较重度面积分别为0.20万和1.11万km²,主要分布于人类活动密集区域,如矿区、建设用地及周边;在草地类型上,温性草原、温性草甸草原、温性荒漠以及温性荒漠草原潜在退化面积分别为5.22万、1.40万、4.04万和2.21万km²。通过分析NPP与气候因子的相关性表明:近20年,内蒙古草原NPP与降水具有显著相关性,与温度无相关性;温性草甸草原NPP对降水的响应最敏感,温性荒漠草原其次,温性草原对降水响应最低。研究还根据上述结果,围绕草地生态保护提出了建议。

为寻求控制水土流失适宜坡耕地利用方式,开展如下试验:1) 采用完全随机设计,研究不同坡度(0°、5°和10°)集雨垄的径流效率和临界产流降水量;2) 采用裂区设计,坡度(5°和10°)为主区,耕作模式(传统平作、开敞垄和打结垄)为副区,研究坡地打结垄沟集雨种植对土壤水分、径流、泥沙损失、养分损失、紫花苜蓿干草产量和水分利用效率的影响。结果表明:0°、5°和10°集雨垄的临界产流降水量分别为1.55、1.33和1.00 mm,径流效率分别为88.2%、91.1%和92.7%;与传统平作相比,开敞垄和打结垄的小区径流量分别减少62.3%~67.9%和76.4%~79.9%,小区径流效率分别减少51.0%~54.5%和67.8%~68.2%;泥沙流失量分别减少95.6%~96.4%和98.4%,全氮流失量分别减少95.3%~96.2%和98.1%~98.2%,全磷流失量分别减少95.3%~96.1%和98.2%,有机质流失量分别减少94.1%~95.6%和97.8%~97.9%;开敞垄和打结垄明显增加浅层(0~60 cm)土壤剖面含水量;开敞垄和打结垄紫花苜蓿全年干草产量分别提高40.3%~50.4%和16.0%~18.7%,水分利用效率分别提高4.4~11.5 kg·hm^-2·mm^-1和2.0~5.3 kg·hm^-2·mm^-1。坡度10°的径流量、径流效率、小区泥沙流失量、全氮流失量、全磷流失量和有机质流失量分别是坡度5°的1.44、1.40、2.34、2.24、2.39和1.97倍;坡度5°的紫花苜蓿全生育期根系层(0~200 cm)土壤贮水量、紫花苜蓿全年干草产量和水分利用效率分别是坡度10°的1.05、1.28和1.41倍。开敞垄增加紫花苜蓿干草产量和水分利用效率效果最为明显,打结垄减少径流、泥沙流失和养分损失效果最为明显。

为探索甜菜叶丛期叶片光合生理特性及光响应特征参数对旱后复水的响应机制,以旱敏感型品种‘XJT9907’和耐旱型品种‘XJT9916’为材料,在甜菜叶丛期控水为45%~50%田间持水量持续7 d时,复水达70%~75%田间持水量(对照,CK)48 h后,测定其叶片光合生理指标,采用非直角双曲线模型进行叶片净光合速率(P_n)与光强非线性拟合,并计算其光响应特征参数。结果表明,甜菜叶丛期干旱胁迫显著降低甜菜叶片的叶绿素相对含量(SPAD)、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)和蒸腾速率(T_r)。复水后,两种品种的叶片SPAD值、P_n、G_s、C_i和T_r虽均有所提高,但XJT9916品种光合生理参数值明显高于XJT9907,且均未超过正常供水水平,表现出一定的补偿效应。旱后复水处理下,XJT9907和XJT9916品种叶片光响应特征参数最大净光合速率(P_nmax)分别比CK低17.1%和6.2%,表观量子效率(AQY)分别比CK低12.2%和6.5%,暗呼吸速率(Rd)分别比CK低14.9%和19.1%,光饱和点(LSP)分别比CK低14.1%和19.6%,而光补偿点(LCP)显著高于CK,分别高17.6%和15.4%,其光能利用区间较窄,光能利用效率降低。综合来看,当甜菜叶丛期土壤含水量为田间持水量的45%~50%时对其叶片光合潜能的发挥不利,其叶片光合能力减弱,复水后光合能力仍无法恢复到正常水平。耐旱型甜菜XJT9916品种光合作用旱后复水恢复能力更强。

本试验旨在研究冬季不同饮水温度对育肥羊生产性能、血液理化指标和养分表观消化率的影响,并通过瘤胃组织的显微观察研究不同饮水温度下瘤胃结构的变化,筛选冬季适宜的育肥羊饮水温度。选择135只体重相近的健康育肥后期羊,随机分成3组:2 ℃水温组、8 ℃水温组和20 ℃水温组,每组设3个重复,每个重复15只羊。试验期为28 d。结果表明:1)与2 ℃水温组比较,饮用8和20 ℃水可使羊的日饮水量显著增加(P<0.05);虽然不同水温组羊的日采食量和日增重均未表现出显著性差异(P>0.05),但饮用20 ℃温水相比2 ℃水显著提高了羊的饲料利用率(P<0.05)。2)从血清理化指标看,血清葡萄糖(GLU)含量各组间差异达到极显著水平(P<0.01),与2 ℃水温组比较,饮用8和20 ℃水显著提高了血清GLU含量,分别比2 ℃组增加了1.39和1.14倍,且20 ℃水显著降低了血清胆固醇含量(P<0.05),血清尿素氮、总蛋白和血清3种内分泌激素(三碘甲状腺原氨酸、甲状腺素和生长激素)含量各组间均未表现出显著性差异(P>0.05)。3)从瘤胃的显微结构可看出,与2和8 ℃水温组比较,饮用20 ℃水显著提高了羊瘤胃乳头长度、宽度及其表面积(P<0.05),且20 ℃水显著降低了瘤胃肌层厚度(P<0.05),提高了黏膜下层厚度(P<0.05),但各组间瘤胃黏膜上皮厚度未表现出显著性差异(P>0.05)。4)随着饮水温度增加,粗脂肪(EE)、中性洗涤纤维(NDF)和磷(P)的表观消化率显著增加(P<0.05),尤其是P和NDF,其他养分表观消化率差异不显著(P>0.05)。可见,育肥羊冬季饮用温水有助于提高其饲料利用率,改善瘤胃功能,并促进营养物质的消化和吸收。

了解根际土壤养分碳、氮和磷的转化和循环利用是解决草地农业生态系统可持续利用性和提高草地生产力的根本问题。草地根际过程能够反映土壤碳、氮和磷等养分的周转速率,影响植物、土壤微生物对养分的竞争和捕获,维持根际微环境中各组分的养分平衡,同时与作物相比,草地土壤中养分元素碳、氮和磷的耦合性更强。因此,根际微生态系统结构与功能在维持养分转化和循环等方面具有重要作用。大量文献报道,调控根际微环境改变的关键因素是植物与土壤进行物质交换和信息传递的关键物质-根际分泌物,同时根际分泌物也是介导根际微生物和根际酶活性的关键物质。当草地环境发生改变时,该区域的根际分泌物、根际酶活性和根际土壤的微生物的组成和多样性也将发生根本性改变,从而导致该区域土壤养分的供应量和有效性发生改变,最终影响草地生产力和养分的有效利用效率。因此,深入探究草地根际过程对养分循环的调控机理,对于揭示草地植物与微生物间养分物质的分配利用和养分收益方面具有重要指导意义。综述了根际分泌物、根际酶和根际微生物参与养分循环的机制和互作机理,总结草地根际过程参与养分循环的机制,并对草学领域未来在根际微域的研究进行了一定的展望。

为探明湄潭茶园土壤养分特征及肥力质量现状,选用pH、有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾6个指标,应用主成分分析法对湄潭6种类型茶园土壤养分特征及肥力质量状况进行评价。结果表明:1)湄潭茶园土壤pH为3.73~7.26,均值为5.01,61.11%的茶园土壤达到优质茶园的标准,湄潭茶园土壤pH整体适宜,16.67%的茶园土壤有酸化趋势。2)湄潭茶园土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾含量整体丰富,均值分别为22.84 g·kg^-1、1.43 g·kg^-1、124.50 mg·kg^-1、44.16 mg·kg^-1和135.61 mg·kg^-1,分别有61.11%、70.37%、61.11%、55.56%和59.26%的茶园土壤达到优质茶园的标准,但各养分指标之间存在着明显的空间差异。3)湄潭茶园土壤肥力综合指标值(IFI)为0.179~0.989,均值为0.683,分别有51.85%和31.48%的茶园土壤处于Ⅰ和Ⅱ级水平,土壤养分状况整体良好;各类型茶园IFI之间存在明显的空间差异,其由大到小分别为:中山黄壤>丘陵黄壤>丘陵石灰土>低山黄壤>中山石灰土>低山石灰土。4) pH与有机质、全氮、有效磷之间呈极显著负相关关系,与碱解氮呈显著负相关关系;各养分指标之间存在着显著(P<0.05)和极显著(P<0.01)的正相关关系,各养分之间关系比较密切且具有同源性。pH与IFI呈极显著(P<0.01)负相关关系,其他养分指标均与IFI呈极显著(P<0.01)正相关关系。

酢浆草岩螨是为害红花酢浆草最为严重的害螨,哒螨灵作为一类广谱、触杀性杀螨剂可高效防治该害螨。为明确哒螨灵对酢浆草岩螨的亚致死效应,为酢浆草岩螨综合防控和哒螨灵的合理使用提供理论依据,采用叶片浸渍法测定哒螨灵对酢浆草岩螨的毒力,通过毒力回归方程得出哒螨灵对酢浆草岩螨的亚致死剂量LC₁₀、LC₂₀,采用建立生命表的方法评估哒螨灵亚致死剂量对酢浆草岩螨生长发育、繁殖力和生命表参数的影响。结果表明,经哒螨灵亚致死剂量LC₁₀、LC₂₀处理后,酢浆草岩螨生殖力显著下降(P<0.05),F₀和F₁代单雌产卵量分别下降了53.37%、55.46%与41.34%、45.24%;产卵期显著缩短(P<0.05),F₀和F₁代产卵期分别缩短了3.11、4.75 d与3.47、2.81 d;成螨寿命也显著缩短(P<0.05),F₀和F₁代成螨寿命分别缩短了1.45、2.04 d与3.24、4.00 d。此外,经哒螨灵LC₁₀、LC₂₀处理后,酢浆草岩螨F₁代净增殖率(R₀)、内禀增长率(r_m)、周限增长率(λ)与对照相比均显著下降(R₀由对照的28.54分别降低至16.91、15.48;r_m由对照的0.1650分别降低至0.1276、0.1249;λ由对照的1.1794分别降低至1.1435、1.1330;P<0.05),平均世代历期(T)、种群加倍时间(Dt)均显著延长(T由对照的20.31 d分别延长至22.17、21.94 d;Dt由对照的4.20 d分别延长至5.43、5.55 d;P<0.05)。由此可见,哒螨灵亚致死剂量对酢浆草岩螨试验种群的增长有抑制作用。

研究施氮量对柳枝稷叶绿素荧光特性及干物质积累的影响,对提高盐碱地柳枝稷光能利用效率及生物质产量具有重要意义。在宁夏银北地区采用大田试验,以Cave-in-Rock品种柳枝稷为供试材料,在无氮添加(0 kg·hm^-2,N₀)、施低氮(60 kg·hm^-2,N₆₀)、中氮(120 kg·hm^-2,N₁₂₀)和高氮(240 kg·hm^-2,N₂₄₀)共4个施肥水平下,比较了开花期和成熟期柳枝稷叶片叶绿素荧光参数和干物质积累动态变化,采用灰色关联度分析法对柳枝稷叶片叶绿素荧光参数与干物质积累量进行研究。结果表明:与N₀相比,在N₆₀、N₁₂₀和N₂₄₀处理下柳枝稷开花期和成熟期叶片PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、PSⅡ实际光化学量子效率(Φ_PSⅡ)、潜在活性(F_v/F_o)、光化学猝灭系数(qP)、非光化学猝灭系数(NPQ)和干物质积累量均显著性提高,在N₂₄₀处理下达到峰值,而热耗散量子比率(F_o/F_m)显著性降低。在柳枝稷开花期,随着施氮量的增加,柳枝稷叶片PSⅡ潜在活性(F_v/F_o)显现出先上升后逐渐下降的总趋势。在N₁₂₀处理下柳枝稷叶片PSⅡ潜在活性(F_v/F_o)最大,为3.13,较N₀处理显著提高了16.26%。柳枝稷干物质积累量随着生育时期的推进和施氮量的增加,均有不同程度的提高,其中在开花期至成熟期,干物质积累缓慢,在灌浆期达到最大,成熟后期略有降低。柳枝稷成熟期干物质积累量在N₂₄₀处理下最高,每穴干物质积累达378.13 g,较N₀、N₆₀和N₁₂₀处理显著提高了24.33%、20.09%和7.24%。灰色关联度分析结果表明,在本试验条件范围内,N₂₄₀处理下加权关联度与理想施肥水平的关联度最大,有利于促进PSⅡ的光化学活性,从而提高柳枝稷干物质积累量。

为探究苜蓿生产过程中使用的杀菌剂对其传粉昆虫意大利蜜蜂(意蜂)的安全性,利用田间推荐使用浓度的菌核净、咪鲜胺和异菌脲处理意大利蜜蜂,分别测定蜜蜂体内3种保护酶:超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和3种解毒酶:羧酸酯酶(CarE)、谷胱甘肽S-转移酶(GSTs)和细胞色素P450(P450)的活性。结果表明,不同浓度的3种杀菌剂均可诱导意蜂SOD和POD活性,其中咪鲜胺1500倍液(0.17 mg·L^-1)处理的蜜蜂体内SOD和POD活性最高,分别为对照的1.82和5.40倍。3种杀菌剂对CAT、CarE和GSTs活性表现为低浓度诱导,高浓度抑制,对P450活性表现为抑制作用(咪鲜胺)或者诱导作用(菌核净和异菌脲)。随着处理时间的延长,3种杀菌剂1000倍液(0.40、0.25和0.50 mg·L^-1)对意蜂体内3种保护酶的活性总体表现为诱导作用;而对3种解毒酶的影响各异,菌核净对3种解毒酶活性均为先激活后抑制;异菌脲对CarE和GSTs活性表现为先抑制后激活,对P450为诱导作用;咪鲜胺对CarE和GSTs表现为先激活后抑制,对P450表现为随时间逐渐降低的抑制作用。该结果表明意蜂可以通过调节体内保护酶和解毒酶活性,降低杀菌剂的负面影响,但对蜜蜂正常生理和代谢产生了影响。因此在生产中应当谨慎施用杀菌剂,保护蜜蜂安全授粉。

为明确温性草甸草原群落构成和生态位对围栏封育的响应,运用了Levins生态位指数和Pianka生态位重叠指数以及物种多样性指数分析围栏内外植物种对资源的利用情况和种间竞争情况。结果表明:围栏封育显著促进退化草地植被恢复,植被地上生物量和地下生物量分别较对照提高255.06%,51.06%;物种多样性与丰富度分别增加了10.36%,10.34%。围封样地内生态位宽度排名前2位的植物为囊花鸢尾和羊草,生态位宽度值分别为0.921和0.873;自由放牧样地生态位宽度排在前2的植物为蒲公英和寸草苔,生态位宽度值依次为0.912和0.791。围栏封育可以显著提高草地生产力,并且对物种多样性也有一定的促进作用,是应对退化温性草甸草原恢复的有效措施;与自由放牧相比,围栏封育增加了群落植物种整体生态位重叠值和种间竞争。