探究地膜覆盖和施肥对西北半干旱区苦荞土壤贮水量、阶段耗水量、植株生长、产量和水分利用效率的影响,可为半干旱区苦荞抗旱增产、资源高效利用提供理论依据。于2015—2017年设置传统种植不施肥(TNF)、地膜覆盖不施肥(MNF)、地膜覆盖施肥(MF)3个处理,测定了苦荞不同生育时期土壤含水量(0~300 cm土层)、干物质量、叶面积指数、产量等指标,计算土壤贮水量、阶段耗水量、收获指数、水分利用效率(WUE)和年降水利用效率(RUE)等指标。结果表明,与TNF、MNF相比,MF能够增加苦荞苗期0~140 cm土层土壤贮水量18.9~42.4 mm、花前土壤耗水量,使苦荞成熟期干物质量平均增加96.3%、3.7%,叶面积指数增加123.7%、7.6%,成穗数增加9.3%、3.9%,单株粒重增加139.2%、12.1%,籽粒饱满率增加14.5%、4.4%,籽粒位高显著降低34.0%、26.8%。由于MF改善了苦荞农田土壤水分状况,调节了生育期耗水进程,显著促进了苦荞生长,其产量较TNF增加33.6%~130.4%、生物量增加62.8%~182.5%、水分利用效率提高34.5%~106.4%,而且这一增产增效作用在欠水年更加显著。综上,地膜覆盖和施肥显著提高了苦荞水分利用效率与产量,是西北黄土高原半干旱区苦荞抗旱增产、资源高效的有效措施。

为探讨不同复合乳酸菌对全株玉米青贮及有氧暴露后青贮饲料中微生物数量及其发酵品质的影响,进一步筛选出可提高青贮饲料品质和有氧稳定性的复合乳酸菌接种剂,共设置3个不同组合乳酸菌分别添加全株玉米进行青贮,并设空白对照,测定青贮3、7、15和30 d,开袋有氧暴露1、3、7、15和30 d时微生物数量、发酵品质和营养成分的变化情况。结果表明,分别添加异型乳酸菌组合(Hetero)、同型乳酸菌组合(Homo)和同型+异型乳酸菌组合(Homo+Hetero)的各处理组均能有效地增加青贮过程和有氧暴露后饲料中乳酸菌的数量、乳酸(LA)和乙酸(AA)的含量,减少好氧细菌、酵母菌和霉菌数量,降低pH和氨态氮(NH₃-N)含量,减少粗蛋白(CP)损失,显著改善青贮饲料发酵品质,抑制青贮饲料有氧暴露后的二次发酵,其中Homo+Hetero效果最好,Homo处理组好于Hetero处理组。

氮磷钾施量、豆禾混播比例是影响混播草地产量和肥料利用效率的关键因素,分析不同氮磷钾组合与混播比例下牧草产量和氮磷钾利用效率,为豆禾混播草地高产栽培管理提供科学依据。以紫花苜蓿+无芒雀麦混播草地为对象,采用2个间行混播比例(豆禾比2:2和1:2)和7个氮磷钾组合[N₂₈₀P₁₅₀K₀(A₁),N₃₅₀P₁₀₀K₃₆₀(A₂),N₁₄₀P₃₀₀K₃₀₀(A₃),N₄₂₀P₂₅₀K₁₂₀(A₄),N₇₀P₅₀K₆₀(A₅),N₂₁₀P₀K₂₄₀(A₆)和N₀P₂₀₀K₁₈₀(A₇)]进行田间试验。结果表明,全年豆禾总产量以A₂处理最高(11.68 t·hm^-2),极显著(P<0.01)高于其他处理;A₁处理禾草产量(3.80 t·hm^-2)极显著(P<0.01)高于其他处理;A₂处理苜蓿产量(8.60 t·hm^-2)极显著(P<0.01)高于A₁,A₅,A₆,A₇处理;缺氮(A₇)处理全年禾草及豆禾总产量最低。氮肥及氮钾互作与豆禾产量、氮钾互作与苜蓿产量显著相关(P<0.05)。禾草、苜蓿及豆禾NPK偏生产力和吸收率随着NPK施量增加而逐渐下降,A₅处理极显著(P<0.01)高于其他处理。缺钾(A₁)和低钾(A₅)处理苜蓿N利用率明显降低,缺磷(A₆)和高磷(A₃)处理禾草、苜蓿及豆禾K利用率明显下降。豆禾2:2混播全年苜蓿产量及豆禾总产量极显著(P<0.01)高于1:2混播。豆禾2:2混播苜蓿NPK偏生产力、吸收量和吸收率、豆禾NPK偏生产力、N吸收量和吸收率极显著高于1:2混播,禾草NPK偏生产力、吸收量和吸收率极显著(P<0.01)低于1:2混播。综合考虑牧草产量及养分利用效率,豆禾2:2间行混播,氮磷钾施量以N 140 kg·hm^-2,P₂O₅ 100 kg·hm^-2,K₂O 120 kg·hm^-2较适宜。

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。

以杂交狼尾草、甜象草、皇竹草和苏丹草为材料,探讨硅藻土、木炭和木炭+硅藻土等3种改良剂施用后电解锰渣基质上4种能源草种子萌发和幼苗生长规律。结果表明:4种能源草在电解锰渣基质上的发芽率大小顺序为甜象草>杂交狼尾草>苏丹草>皇竹草。3种改良剂均能明显提高皇竹草的发芽率、发芽势和发芽指数,硅藻土与木炭的混合施用组使苏丹草的发芽势和发芽指数与对照相比也有明显提升(P<0.05)。改良剂的添加还促进了能源草幼苗的生长,与对照相比,杂交狼尾草、甜象草、皇竹草和苏丹草的地上部单株鲜重最大增幅分别达36.54%、7.69%、35.71%和23.88%。同时,施用改良剂还提高了能源草的叶绿素含量和抗氧化酶(超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶)活性,降低了叶片丙二醛(MDA)含量。综合各项发芽指标、生长指标和生理指标,在电解锰渣上最适宜种植的是甜象草,以2.5%的木炭和2.5%的硅藻土混合施用改良效果最优;其次是杂交狼尾草,以5%硅藻土的单独施用改良效果最优。

为明晰荒漠草原植物群落物种空间分布对土壤环境因子的响应,2018年在宁夏盐池县荒漠草原区域,沿灰钙土内部、边缘和外部生境,基于样线法开展植被和土壤调查及采样,采用多元回归树和冗余分析相结合,探讨植物群落随土壤因子的空间变化特征以及不同群落特征的差异。结果表明,沿灰钙土内部、外部和边缘生境:1)短花针茅+糙隐子草+披针叶黄华群落,苦豆子+白草群落逐渐转变为猪毛蒿+猪毛菜群落。2)土壤粗砂粒、有机碳和全磷含量是群落物种组成空间变化的主要控制因子。3)植物群落高度、盖度和生物量呈显著降低趋势;群落物种多样性呈先增加后减少趋势;植物群落密度呈显著增加趋势。结论沿灰钙土内部、边缘和外部生境,土壤粗颗粒含量增加,养分含量降低,多年生植物群落转变为一年生植物群落。相对于残存的灰钙土生境植物群落,经历过严重沙化的生境,多年生物种比例、植物多样性和生物量依然较低。

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。

当初步遏制草地退化后,我国当前迫切需要对草地管理政策进行优化和调整,进而更好地通过草畜平衡和生态补贴实现生态保育和牧民利益的协调和可持续发展目标。长达90年的美国公共放牧地政策可以为我国调整和优化草地管理政策提供借鉴。美国经验表明,实现草地生态保育需要在社会共识、法律体系和行政管理等方面,牢固地树立和实现草地的多重功能和生态系统服务理念。进一步地,公有的草地产权制度是保障草地多重生态系统服务的法律前提,非牧产业发展是实现草地多重功能的经济基础,精细的行政管理是实现草地生产生态平衡的技术保障,多种利益主体参与是实现草地管理制度改革的活力来源。美国草地管理制度发展的曲折反复,也说明了生态管理政策的失效和调整,禁牧和监管强度的张弛反复,不同利益集团的矛盾诉求和博弈消长,都是草地治理中的正常情况。我国草地治理也可能经历复杂曲折的过程。在下一阶段,草地产权的优化、行政管理的精细化、牧民利益和生态保育目标的协调,是实现我国草地可持续治理的核心要务。

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。

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。