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。

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。

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。

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。

为了揭示高寒草原土壤水分与植被盖度的关系,提高植被盖度与土壤水分快测的精度,本研究在祁连山北麓中段高寒草原—甘肃马鹿冬季牧场,设置放牧率分别为1.00、1.45、2.45、3.45、4.85、6.90 AUM·hm^-2的6个样地,通过逐月测定生长季植被盖度和土壤水分,结合Landsat5多光谱影像与SPOT2全色影像融合而成的SPOT-TM影像,分析土壤水分与植被盖度、归一化植被指数(NDVI)的关系,并在此基础上,确定植被盖度随土壤水分的变化阶段。除醉马草、银灰旋花、乳白黄耆外,其他种群盖度对表层土壤水分均响应敏感,在3%~7%至17%~26%的土壤水分范围内,种群盖度随土壤水分的增加呈反比例函数递增趋势,且增幅逐渐缩小;群落盖度对表层土壤水分的响应敏感,在1.1%~10.0%的土壤水分范围内,群落盖度随土壤水分的增加亦呈反比例函数递增趋势,并逐渐趋于饱和。研究结果对探讨干旱半干旱草原植被物种、种群、群落的抗旱性、水分利用效率具有一定意义,为草原植被和土壤水分管理提供科学依据。

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。

旨在探讨非常规粗饲料(玉米芯、毛豆荚壳)与奶牛常用粗饲料(苜蓿干草、玉米青贮)在奶牛瘤胃中的降解规律,试验选用3只装有永久性瘤胃瘘管的荷斯坦奶牛,采用尼龙袋法测定4种粗饲料的干物质(DM)、粗蛋白(CP)、中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)的瘤胃降解规律。结果表明:1)苜蓿干草和毛豆荚壳的CP含量分别为17.55%和11.10%,且苜蓿干草显著高于毛豆荚壳(P<0.05);玉米芯和玉米青贮的CP含量分别为2.97%和8.41%,且玉米芯显著低于玉米青贮(P<0.05);玉米芯的NDF和ADF含量显著高于其他3种粗饲料(P<0.05),达到79.98%和43.35%。2)苜蓿干草的DM有效降解率最高(P<0.05),由高到低依次为苜蓿干草、毛豆荚壳、玉米青贮和玉米芯。毛豆荚壳的CP有效降解率显著高于其他3种粗饲料(P<0.05),由高到低依次为毛豆荚壳、苜蓿干草、玉米青贮和玉米芯。苜蓿干草的NDF有效降解率显著高于毛豆荚壳(P<0.05),玉米青贮和毛豆荚壳无显著差异(P>0.05);玉米芯的ADF有效降解率最高(P<0.05),苜蓿干草、玉米青贮和毛豆荚壳无显著差异(P>0.05)。综上所述,玉米芯和毛豆荚壳可作为非常规粗饲料资源加以开发利用。

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。

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。