杨建军[1]2004年在《苜蓿经济性状与水分生态环境关系研究》文中研究说明苜蓿是优良豆科多年生草本植物，是目前全球广泛种植的优良牧草。黄土高原是我国苜蓿的传统种植区，也是我国苜蓿种植最集中的地区。随着退耕还林还草工程及农业产业结构调整战略的实施，苜蓿种植面积不断扩大，并已成为黄土高原许多地区农民新的收入增长点。然而苜蓿耗水量大，多年种植会导致深层土壤干燥化，形成生物性土壤下伏干层，从而使土壤水库的调节功能减弱或丧失。苜蓿能否长期发挥经济效益及生态效益引起了广泛关注，如何在生产中减缓或避免土壤下伏干层的形成，已成为该区域苜蓿产业持续发展急需解决的重要问题之一。为此，我们对陕北黄土丘陵沟壑区的苜蓿侧膜种植、播量减半种植、间作种植、及常规种植四种种植模式下苜蓿的经济性状与水分环境关系进行了研究，主要结论如下：四种种植模式下：①苜蓿的株高、分枝数、茎叶比均发生了变化，而且差异显着；②侧膜、减半、间作叁种种植模式具有明显的增产效果，侧膜种植增产幅度最大，是对照的1.84倍。③各种植模式的株高、分枝数、茎叶比与产量之间均具有显着的相关关系，其中，株高对产量的作用最大，其它经济性状次之；④各种植模式的4个收获期的产量相对比例基本一致。用求差法分析了各种植模式0～180cm土层土壤水分年变化，均表现为3～5月为缓慢失墒期，6～7月为强烈失墒期，8～10月为增墒期，11月又进入失墒期。各种植模式失墒期谷值与增墒期峰值存在一定差异。用变异系数法分析了各种植模式0～180cm土层水分垂直变化，侧膜种植与间作种植的活跃层较浅，播量减半种植与对照的活跃层较深且不相同。各种植模式0～180cm的贮水量的多少为：侧膜种植>间作种植>播量减半种植>对照,与降水补给量大小顺序相同，侧膜种植的降水补给效果最佳。各种植模式耗水量大小为：间作种植>对照>侧膜种植>播量减半种植；水分利用率的大小顺序为：侧膜种植＞间作种植＞播量减半种植＞对照，各种植模式的降水生产力规律一致。各种植模式降水生产力大小顺序：侧膜种植>间作种植>播量减半种植>对照。侧膜种植最高，对照的最低，
万素梅[2]2004年在《不同施肥水平苜蓿生产性能研究》文中研究说明紫花苜蓿是优质的多年生豆科牧草,同时也是一种优良的改土培肥植物,在干旱半干旱地区具有广泛的适应性。但目前苜蓿的种植多沿用传统方式,主要种植在没有灌溉条件的瘠薄地、盐碱地上,基本不施肥或很少施肥,管理粗放,致使苜蓿产量不高,品种退化,品质降低,作为饲草的巨大生产潜力未能充分发挥。本文通过对苜蓿在不同施肥水平下生长规律的观察与研究,分析了不同施肥水平下紫花苜蓿生物学性状、地上部生产结构、地下部生产结构、水分利用效率的差异,探讨了氮磷钾肥配施对紫花苜蓿产量的影响,建立了产量效应模型,提出了苜蓿高产高效生产的最优施肥方案,为干旱、半干旱地区紫花苜蓿合理施用氮磷钾肥,提高苜蓿产量和效益提供科学依据,为干旱半干旱地区苜蓿草产业开发和农业经济的发展奠定基础。 采用叁元二次回归正交旋转组合设计,在陕西麟游黄土台原沟壑区进行的苜蓿施肥试验研究表明: 1. 不同施肥水平苜蓿植物学性状差异明显。头茬草中,处理F4、F10、F14、F22、F19、F13、F20、F9 植株高,茎秆粗壮、单茎重、节间长、叶片多、分枝能力强,具有较好的生产性状。再生草中,处理F16、F12、F10、F4、F14、F22、F23 植物学性状较好。由于施肥的影响,导致构成生物产量的重要因素(单茎重、单株分枝数)在不同施肥水平下差异较大,这是造成同一苜蓿品种在不同施肥水平下头茬草、再生草存在差异的主要原因,也是由于施肥造成了不同处理全年干草总量存在差异的主要原因。 2. 不同施肥处理苜蓿经济性状差异明显。从不同刈次看,头茬草占全年干草总量的61.56%,再生草产量占全年干草产量的38.43%。可见,头茬草对苜蓿全年干草产量贡献最大,再生草对紫花苜蓿全年干草产量也有较大的贡献率,对苜蓿全年高产、稳产有重要作用。处理F6、F9 头茬草生长速度快,但再生性能弱,影响其全年的干草总量。F23、F15、F4、F19、F21、F10 生长特性明显,生长能力强,全年干草产量明显高于其它施肥处理。 3. 不同施肥处理苜蓿根系特性存在差异。不同施肥水平苜蓿主根直径和主根干重分别在0.83～1.57cm、2.65～13.35g 范围内,处理间差异较大。处理F4、F11、F12、F5、F9、F1 主根粗且重、侧根数多、侧根直径粗、根系总量重。表明这些施肥处理对紫花苜蓿根系的生长发育有良好的促进作用。而从不同处理的根颈特性看,F4、F13、F12、F11 根颈直径粗、根颈入土深、根颈分枝多,不同施肥水平苜蓿根颈分枝直径差异不大。 4. 不同施肥处理苜蓿地上生物量垂直生产结构存在差异。从不同施肥水平苜蓿枝条结构、生物量、枝条重和叶重综合考虑,处理F17、F9、F3、F2、F1、F10、F23 地上部生产结构有利于资源的合理利用,具有丰产、优质的潜力。从不同层次的总生物量看, C 层生物量最大,占到总生物量的41.85%,A 层最少,只占到26.75%,B 层介于C 层和A 层之间,占到31.4%。
万素梅[3]2008年在《黄土高原地区不同生长年限苜蓿生产性能及对土壤环境效应研究》文中认为本研究以3年、4年、6年、8年、12年、14年、18年、26年紫花苜蓿草地为研究对象,以麦田、荒地为对照,系统研究了0-1000cm土层的土壤水分、物理性质、化学性质的动态变化规律,分析了生长年限对苜蓿生物学特性、生产力动态、需水规律以及光合特性的影响,研究结果如下:1.苜蓿产量与植物学性状之间的相关关系表明,苜蓿各植物学性状与生物产量之间均为正相关关系。株高与节间长、株高与单茎重、株高与产量、节间数与分枝数、茎粗与单茎重达极显着正相关。3年、4年、6年、8年苜蓿构成产量的植物学性状突出,具有丰产的潜力;苜蓿生长超过8年,构成生物产量的植物学性状衰退,表现为节数少、节间短,植株矮小,单株分枝能力差,枝条数锐减,草地开始衰败;苜蓿生长至18年,草地衰败严重,构成生物产量的植物学性状最差。2006年、2007年两年的产量结果表明,在苜蓿生长的前6年,属于产量递增期,当苜蓿生长超过6年,产量呈现逐年下降的趋势。不同生长年限苜蓿根系生物量存在极显着差异。苜蓿生长年限越长,根系生物量越大。26年苜蓿根系生物量极显着地高于其余所有年限,6年、8年、12年、14年、18年之间差异不显着,但它们极显着地高于3年、4年。2.不同生长年限苜蓿株高生长进程呈“S”型曲线增长。生长年限为3年、4年、6年、8年、12年、14年的苜蓿,在6月30日左右进入株高旺盛生长期,7月底结束旺盛生长期,最快生长期持续一个月左右;苜蓿生长超过14年,株高旺盛生长期提前至6月18日-19日,最快生长期持续时间延长。从不同生长年限看,日生长速率最快的是6年苜蓿,为2.021cm/d,3年、4年、8年苜蓿株高生长速度也较快,超过1.55cm/d,苜蓿生长超过14年(含14年),株高生长速度低于0.85cm/d。3.相关分析表明,紫花苜蓿净光合速率日变化与光合有效辐射、气孔导度、叶绿素相对含量呈极显着正相关(r=0.8433**、0.8223**、0.8361**,P<0.01),与蒸腾速率呈显着正相关(r=0.6613*,P<0.05),与田间CO2浓度呈极显着负相关(r=-0.8125**,P<0.01),与其它环境因子相关性不显着。蒸腾速率与叶绿素相对含量呈极显着正相关(r=0.8361**)、与光合有效辐射呈显着正相关(r=0.6486*)、与大气温度有较高的正相关(r=0.5316),与田间CO2浓度呈极显着负相关(r=-0.8399**)。对Pn影响最大的因子是光合有效辐射(PAR),其次是叶绿素相对含量(Chl)、气孔导度(Gs)、田间CO2浓度(Ca)、蒸腾速率(Tr)、大气相对湿度(RH)、大气温度(Ta)与饱和蒸汽压差(VPD)。对蒸腾速率(Tr)影响最大的因子是田间CO2浓度(Ca),其次是叶绿素相对含量(Chl)、光合有效辐射(PAR)、大气温度(Ta)、气孔导度(Gs)、大气相对湿度(RH)与饱和蒸汽压差(VPD)。4.在所有生长年限中,6年苜蓿的净光合速率最高,表明苜蓿在第6年生长健壮,光合性能强,具有丰产的潜力。而26年苜蓿的净光合速率高于18年苜蓿,表明随着草地土壤水分和养分的恢复,苜蓿地上部的生长发育开有所恢复,但恢复较慢。因此,从苜蓿的净光合速率看,苜蓿的最佳利用期为6年。苜蓿叶片Ci的日平均值的大小表明,生长年限低于8年(含8年),表现出随着苜蓿生长年限的延长,Ci逐渐升高,苜蓿生长超过8年,Ci逐渐降低。说明3-8年生苜蓿,保持有较高的胞间CO2浓度,苜蓿生长超过8年,胞间CO2浓度迅速下降,当苜蓿生长至18年,胞间CO2浓度已降低很多,进一步影响到苜蓿的光合作用。这从一个方面反映了苜蓿的适宜利用期不宜超过8年。5.苜蓿草地0-1000cm土壤水分的垂直变化过程可分为四个层次:(1)0-40cm为土壤水分剧变层次。该层受降水、温度等外部水热条件的影响强烈,干湿变化剧烈,对表层土壤含水量影响最大,土壤含水量变动于6.97-13.05%;(2)40-100cm为活跃层。该层土壤水分变化较上层减弱,主要受蒸发、降水及苜蓿耗水的影响,土壤含水量变动于11.93-16.32%;(3)100-300cm为次活跃层。主要受苜蓿耗水的影响,土壤水分变化明显减弱,土壤含水量变动于9.76-13.41%;(4)300-1000cm为相对稳定层。该层水分变化相对稳定,土壤含水量变动于11.19-14.81%。6.根据试验区土壤凋萎湿度及苜蓿草地土壤水分状况,本研究认为土壤含水量低于11%,即视为形成干层,其下限为凋萎湿度(7%),并把土壤干层划分为叁个等级:轻度干层(9%-11%)、中度干层(7%-9%)、重度干层(<7%)。在黄土高原地区,不同土地利用方式土壤干层出现的区域及发生的程度不同。麦田通体没有出现干层;荒地和苜蓿草地均出现土壤干层,荒地及生长年限低于8年(含8年)的苜蓿草地,出现轻度干层,生长年限超过8年,出现中度干层。4年、6年苜蓿草地由于生长年限较短,对土壤水分消耗相对少,在250-300cm、300-350cm土层分别出现轻度干层(土壤含水量为10.23-10.86 %);生长年限为8年的苜蓿草地在250cm土层,接近中度干层(土壤含水量为9.83%);生长年限超过8年,苜蓿草地出现中度干层:12年苜蓿草地在200-250cm土层,18年、26年在250-300cm土层,土壤含水量均低于9%,出现中度干层。紫花苜蓿生长超过一定年限,种群发生衰败,土壤含水量有一定恢复,但受土壤水分过耗和降水量较少的影响,恢复速度较慢,年均恢复1.49%。生长18年、26年的苜蓿已进入衰败期,生物量锐减,对土壤水分利用强度虽然逐步减少,但也只能使土壤上层的水分得到恢复,而深层土壤水分仍然难以恢复,深层土壤通体呈现干化。麦田、荒地、3年、4年、6年、8年苜蓿草地,对土壤水分环境不会产生大的影响;12年、18年、26年苜蓿草地,对土壤水分生态环境产生深刻的负面影响。7.根据0-1000cm土层水分含量变化情况,把8种生长年限苜蓿草地分为3组,3年、4年、6年苜蓿草地为第一组,土壤含水量分别为14.84%、14.22%、13.85%,土壤水分条件最好,土壤供水力强;8年苜蓿草地为第二组,土壤水分条件较好,土壤含水量为12.98%;12年、14年、18年、26年苜蓿草地为第叁组,土壤含水量分别为11.25%、11.22%、10.27%、10.76%,土壤水分条件最差。8.从产量动态指数可以看出,紫花苜蓿生长超过一定年限,种群发生衰败。苜蓿生长超过6年,产量开始下降,超过8年,生长发生衰退,当苜蓿生长至18年,生长严重衰败。从产量波动区域(Fr)与平均产量(Ya)的差值可以看出,在苜蓿生长的前期(1-6年),产量表现相对稳定;苜蓿生长的中后期(生长超过6年),产量波动剧烈。不同生长年限苜蓿水分利用效率存在差异。随着苜蓿生长年限的延长,水分利用效率降低。4年、6年、8年苜蓿水分利用效率较高,超过50kg.mm-1.hm-2,苜蓿生长至12年、14年,水分利用效率为20kg.mm-1.hm-2左右,苜蓿生长超过18年,水分利用效率只有15kg.mm-1.hm-2左右。苜蓿干草产量与土壤水分呈极显着正相关(r = 0.8695**)。表明土壤水分条件是影响苜蓿产量的主要因子,改善土壤水分条件有利于苜蓿生产效率的发挥。9.苜蓿种植年限对土壤物理、化学性质产生影响。土壤孔隙度随生长年限的延长而增加,苜蓿连续种植18年后,土壤容重逐渐变小。有机碳与全氮、有机碳与碱解氮、全氮与碱解氮之间均呈极显着正相关关系,相关系数分别为0.9844、0.9262、0.9968,表明土壤有机质含量的提高,必然导致全氮、碱解氮的提高,这为苜蓿草田管理,合理施肥提供了理论依据。全磷含量表现出在土壤深层的聚集作用。苜蓿生长超过一定年限,根系活力下降,生物量减少,进入衰败期,对土壤氮素利用强度减少,土壤氮素有一定恢复,但受土壤氮素累计消耗的影响,恢复速度较慢,只能使土壤上层的氮素逐步得到恢复,而深层土壤氮素难以恢复。苜蓿生长6年以后,应对苜蓿草地进行合理施肥,以维持苜蓿草地土壤养分平衡。10.从苜蓿生产力动态、土壤水分状况、苜蓿草地土壤理化特性以及苜蓿叶片的光合生理生态综合分析,苜蓿最适宜种植的年限为6年,苜蓿种植不宜超过8年。在苜蓿生长6年后,应实施粮草轮作,或对苜蓿草地合理施肥,以恢复土壤水分与养分,持续提高土地生产力水平。
张少民[4]2007年在《黄土高原沟壑区苜蓿草地生产力及其环境效应研究》文中研究说明本文于2005~2006年对黄土高原沟壑区不同种植年限苜蓿地产量、土壤质量和生物多样性进行调查研究,同时结合1984年建立的黄土高原旱地长期定位试验中粮草轮作和连作苜蓿施肥试验进行研究,以查明苜蓿草地随生长年限延长草地生产力、土壤质量和生物多样性阶段性变化,以及施肥对苜蓿生产力和土壤质量的影响,为黄土高原沟壑区苜蓿草地持续高效利用提供科学的依据。研究所得主要结论如下:1.在黄土高原沟壑区,苜蓿生长年限可长达数十年,第6～7年为产量高峰期,最高产量可达18142.6 kg/hm2;苜蓿产量与生长年限的函数关系为:y = -0.3582x4 + 26.392x3 - 651.72x2 + 5489.5x - 324.09,R2=0.99**。2.苜蓿草地的演替过程可划分为叁个阶段:一是苜蓿草地阶段(1~11年),二是苜蓿草地向天然草地演替的过渡阶段(11~26年),叁是开始演替到长芒草草地阶段(26年以上)。苜蓿草地大概经过26年,开始演替为自然草地,施肥在一定程度上可延缓人工草地的自然演替进程。3.连续多年种植苜蓿土壤水分环境恶化,随生长年限的增加,土壤干燥化程度日趋严重,2米以下干层厚度由种植苜蓿第2年的1.2米增至第18年的8.6米,含水量仅为8.7%;苜蓿草地退化后,3m以上土壤水分可以自然恢复,3m以下形成的干层则难以恢复。4.随着苜蓿生长年限增加土壤有机质含量增加1.8~40.9%,全氮增加6.7%～47.2%,土壤全磷含量增加了3.3%~16.4%,而速效磷含量由种植第1年的13.23 mg/kg降至26年后的2.65 mg/kg,下降了80.0%。土壤中氮、磷养分失衡。连续多年种植苜蓿后脲酶和碱性磷酸酶活性显着增加。5.连续施用NPM肥23年,苜蓿平均增产14.9%,土壤容重下降14.2%,总孔隙度增加7.6%,土壤有机质增加54.7%,全氮、碱解氮和速效磷分别增加55.7%、36.8%和467.6%;长期单施P肥年均增产8.7%,容重增加6.0%,总孔隙度下降了2.4%,土壤有机质增加4.1个百分点,全氮、碱解氮和速效磷分别增加12.4%、7.3%和288.2%。施用NPM和单施P肥苜蓿地0-3m土层内储水量分别减少了63.0mm和60.6mm;与单施P相比,施用NPM能增加土壤0~60cm内土壤含水量。6.粮草轮作连续种植苜蓿4年后,与种植第1年相比,苜蓿产量提高82.3%,有机质增加了32.3%,全氮和碱解氮分别增加了18.8%和15.7%,而全磷和速效磷含量有所下降。种植苜蓿4年后,土壤中过氧化氢酶活性显着下降,而脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性均显着增加。
佘冬立[5]2009年在《黄土高原水蚀风蚀交错带小流域植被恢复的水土环境效应研究》文中研究说明土地利用结构/覆被变化是全球变化研究的热点问题之一。土地利用结构变化引起如土壤水分、土壤养分等物质的循环发生变化。黄土高原是我国水土流失最为严重的地区,也是生态环境建设重点实施的区域之一。近年来该区开展了大量的水土流失治理和植被建设工作,特别是1999年国家在西部10省363县开展的“退耕还林还草”工程以来,对黄土高原土地利用格局及生态环境产生了强烈影响。本文针对黄土高原地区植被恢复的水土环境效应问题,以水蚀风蚀交错带为主要研究区域,选择神木六道沟流域退化生态系统为研究对象开展了试验研究,通过小区—坡面—流域尺度研究了土地利用及其格局与土壤水分、土壤理化特性、植被群落演替特征、生态水文循环特征和径流侵蚀的相互关系,得到了以下主要结果:1、混合的土地利用结构形成了土壤含水量高低不同的斑块镶嵌坡面格局,有助于坡面径流侵蚀的控制。小流域内土壤水分呈中等变异,且具有明显的空间结构,高斯模型可以较好的反映这种结构特征。干旱条件下,土壤水分保持较高的基台值和变程,而异质比相对较低,且它们随土壤剖面分布差异明显,表明土壤含水量的不同能改变土壤水分的变异程度及分布格局。建立了土壤水分空间回归预测模型,干旱条件下土地利用和土壤属性变量综合解释了78.7%-86.5%的土壤水分空间变异;而较湿润条件下增加了地形属性变量,叁者综合仅能解释58.2%-77.7%的土壤水分空间变异。模型的平均预测误差和均方根预测误差都较小,模型可用于研究区土壤水分的预测。2、通过不同土地利用空间配置成混合利用结构拦截和减少径流侵蚀,形成了土壤属性坡面斑块镶嵌格局。小流域内除土壤容重外,土壤理化性状呈中等的空间变异,且均具有中等的空间自相关,其变异性由土壤系统内部因素包括土壤质地、矿物、成土过程、地形特征和人类活动造成的外部因素包括施肥和耕作等共同控制。建立了土壤理化属性的多元回归预测模型,不同土壤属性模型的自变量不同,表明不同的土壤理化性状变异受不同的环境因子控制。分析认为合理配置土地利用形成斑块状结构和增加养分的投入可以有效地改善该地区的土壤质量。3、Kriging插值显示混合土地利用结构小区土壤表层水分和容重呈明显的斑块镶嵌格局,与土地利用结构一致,易于形成径流侵蚀的自我调控系统,其中M1小区(柠条-豆地-苜蓿)的年侵蚀模数最低,两年的减蚀率分别达到98%和94%。从侵蚀控制角度出发提出了土地管理策略:通过土地利用配置,提高土壤的空间变异性,形成水文单元镶嵌分布的径流侵蚀自我调控系统;通过农业措施可提高镶嵌结构下各斑块的土壤水分入渗能力,从而提高整个流域产流的土壤入渗能力阈值。4、种植的苜蓿7年内产量持续增加,而后逐渐降低,大约在种植10年左右后演替发育成顶级草地群落—长芒草群落。随着苜蓿生长年限的延长,土壤容重增加,苜蓿人工草地群落阶段对土壤水分消耗严重。但在演替后期,土壤水分是一个补给恢复过程。苜蓿人工草地退化一方面是由于与乡土物种之间的竞争引起,但更重要的因素是苜蓿生长对土壤水分的过渡消耗而形成的土壤水分胁迫。有效控制植物种群密度可以减少苜蓿草地的土壤水分消耗;通过改变土地利用方式,苜蓿草地与农作物、翻耕裸露进行轮作可以有效地恢复因苜蓿生长消耗的土壤水分。5、研究区柠条林冠层平均截留率为24.2%,稳定截留率约为12%。“漏斗”状结构的杏树林冠平均截留率为15.1%,稳定截留率约为10%。相对于农地小区,2007年长芒草、柠条、杏树和撂荒地的减蚀率基本都达到了80%。植被盖度和高度因子对坡面产流产沙的灰色关联度都大于0.5。土地利用类型和土壤性质对土壤水分含量具有重要的影响,各小区浅层土壤水分季节变化剧烈,随土壤深度增加土壤含水量变化减小。柠条和杏树林地剖面土壤水分的季节变化表现为“消耗-补偿”的过程,0-120cm土层储水量表现为:杏树林>沙黄土柠条>黄绵土柠条>硬黄土柠条>风沙土柠条,120-400cm土层由于受降雨的影响较小,土壤储水量未表现出明显的季节变化,其储水量表现为杏树>沙黄土柠条>硬黄土柠条>黄绵土柠条>风沙土柠条。黄绵土种植的4-6年生苜蓿土壤水分消耗大,而农地撂荒后演替发育的浅根系草本对浅层土壤水分的消耗比农作物对水分的消耗要多。6、水量平衡分析结果表明,两个生长季度平均下来,各小区土壤水分基本保持平衡,观测期末土壤储水均略有盈余,其中农地的盈余最高,为106.9mm,ET/P为71.0%。单个生长季各小区水量平衡具有一定的差异性,2008年黄绵土、风沙土柠条地和黄绵土生长的苜蓿(I)地蒸散量超过了同期降水量,ET/P分别为103.2%、102.5%和104.6%,观测期末土壤储水呈负平衡。用SWAP模型的模拟结果表明,土壤水分和储水量模拟结果与实测值具有很好的一致性;长芒草地水分收支基本平衡,苜蓿草地的水分支出是农地的1.38倍,其中苜蓿的蒸腾耗水量是农地绿豆的3.88倍,这是引起苜蓿草地群落过度消耗土壤储水而呈现负补偿的主要原因。可见,农地退耕还林还草后会增加SVAT系统水分支出,如果植被群落耗水过大很可能使土壤干化。植被恢复的水土环境效应研究从一定角度评价了水蚀风蚀交错带退耕还林(草)工程对环境的影响,同时也为进一步开展科学合理的植被恢复提供指导。本文在野外测定的基础上,对水蚀风蚀带小流域植被恢复的水土环境效应进行了研究,并主要就土地利用及格局改变下土壤水分、土壤水分物理-养分属性空间分异特性及其水土保持效应、人工建设植被的群落演替特征与土壤水分物理属性的耦合关系及不同生态系统水分循环过程和植被耗水规律等问题进行了较为深入的分析。希望本文对于不同景观尺度下土壤属性时空变异及SVAT系统水分循环的基础理论研究提供借鉴,对黄土高原以小流域为基本单元的生态环境建设具有实践指导意义。基于土地利用格局下土壤属性时空变异规律的生态过程模拟似应是这一领域今后研究的重点之一。
成自勇[6]2005年在《甘肃秦王川灌区苜蓿草地土壤水盐动态及其生态灌溉调控模式研究》文中认为在试验研究基础上，首次提出“生态灌溉”新概念，围绕这一新思路深入研究了以秦王川灌区为代表的早区灌区苜蓿草地土壤水盐联合运移规律及其生态灌溉调控模式；苜蓿在水盐等逆境胁迫下生理生态特征、生育阶段水分生产函数及生态灌溉制度；应用系统工程方法对秦王川灌区苜蓿生态种植结构及经济效益进行优化配置；构建了干旱灌区牧草灌溉水—光合作用—生物产量及品质转化效益及土壤水盐—牧草作物—灌区生态系统协调优化的生态灌溉创新体系。 研究表明，当土壤含盐量达到0.279％时，对苜蓿种子萌发有明显抑制作用，当达到0.428％时萌发几乎停止；苜蓿生育期随土壤盐分浓度的增加地上部分的生长所受抑制作用逐渐大于地下部分，WUE(water use efficiency)显着降低；苜蓿水盐联合胁迫下灌水后电导率在不同深度与土壤含水量大小互为逆向变化；适当浓度的钠盐、镁盐可使苜蓿体内的氨基酸含量增加，但氯离子抑制氨基酸的合成；水分胁迫对苜蓿体内脯氨酸有明显影响；NaCl、NaHCO3和MgSO_4在8g／L和15g／L两种浓度下均表现出高浓度对应高植物蛋白现象，此结论成为苜蓿营养生长阶段通过水盐有限调亏达到理想品质的生态灌溉基本内涵之一。不同地温梯度下电导率呈现出比较明显的分段函数特征且各段内电导率与地温之间都存在线性正相关关系。 苜蓿叶面积指数和株高之间存在线性正相关关系；水分胁迫对苜蓿根系吸水的补偿效应有明显影响，降低根系的吸水速率；苜蓿干物质产量与当地诸气象因子存在不同程度的关联，其中相对湿度对干物质产量影响最大。 蒸腾速率与光合速率存在正相关关系，但一定程度的水分亏缺可以提高光合和蒸腾之比(即水分利用率)，正是苜蓿在刈割前(开花期)生态灌溉生理调控机理所在；重度水分胁迫(45％-50％FC)下高浓度NaCl对苜蓿的蒸腾产生了明显抑制作用。苜蓿SPAC(soil plantatmosphere continuum)系统水势由土壤到根系再到茎叶降幅比约为1：2.5：6，灌水后降幅扩大至1：5.5：9。 应用Penman-Monteith公式通过实测土壤水分、灌水量和降雨量等试验数据，分析计算得到了苜蓿在不同生育期水分梯度胁迫下生态需水、耗水规律、水分生理特征和生物产量等内在关系及结果。 水分生产函数加法模型和乘法模型都较好地体现苜蓿全生育期阶段水分对生物产量的反
金风霞[7]2014年在《苜蓿种植年限对其生产力及土壤质量的影响》文中进行了进一步梳理本研究对贺兰山农牧场试验区不同种植年限苜蓿进行定位观测,研究了农田水肥条件下不同生长年限苜蓿的产草量及农艺性状、光合生理特性、营养品质及土壤理化性状、生物学性状,以期探明苜蓿的退化机理,从而为宁夏农田灌溉条件下苜蓿的适宜翻耕年限的确定和高产栽培提供技术支撑,主要结果如下：1.研究表明,4年生苜蓿的年总产量最高,之后开始明显下降。相关性分析得出,苜蓿的产草量与株高、单位面积株数具有极显着相关性,与单株分枝数相关性显着。2.各种植年限苜蓿叶片光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶面温度随季节的推移总体呈下降趋势,胞间CO2浓度、光合有效辐射则呈先降后升的趋势,叶温呈下降趋势。4年生苜蓿的光合速率平均最高,生产能力最强。相关性分析得出,对光合速率影响最大的因子是光合有效辐射,其次是气孔导度；对蒸腾速率影响最大的因子是光合有效辐射和气孔导度,其次是叶温。3.各种植年限苜蓿营养品质研究表明,苜蓿种植2年其粗蛋白、粗脂肪、粗灰分、消化率均最高,6年生苜蓿的粗纤维含量最高。相关性分析得出,粗蛋白与粗纤维、无氮浸出物呈负相关,与粗脂肪、粗灰分、消化率呈正相关；粗纤维与粗脂肪、粗灰分、消化率呈极显着负相关。4.各种植年限苜蓿入壤含水量随着季节的推移呈不规则的倒“M”形分布；随土层深度的增加,呈先增加后降低的变化趋势,20～40cm土层内含水量最高。6年生苜蓿的土壤容重最小,壤孔隙度、饱和含水率均最大,3年生苜蓿与之刚好相反。5.随苜蓿种植年限的延长,土壤有机质、全氮、碱解氮含量均明显提高,速效磷和速效钾的含量降低。随土层深度的增加,土壤养分均呈递减趋势。6.对不同种植年限苜蓿土壤微生物的研究表明,4年生苜蓿地的微生物总数最大,6年生最小。各种植年限苜蓿地的土壤微生物区系以细菌占总数的60%以上,是土壤微生物的主体,其次是放线菌,真菌数量最少。土壤细菌和真菌的比例随种植年限的增加逐渐升高,放线菌的比列则逐渐下降。7. TOPSIS法进行综合分析得出,4年生为苜蓿的最佳种植年限,超过4年,其各项指标下降,草地开始退化。
吴芳[8]2018年在《61份俄罗斯百脉根种质材料饲用性能及光合特性研究》文中研究说明百脉根既可作优良饲草,也可作草坪植物和生态草,具有较高的利用价值和广阔的发展前景。因此高产、优质百脉根种质资源的筛选与选育是提高其利用价值的主要途径。本研究以里奥(Lotus corniculatus L.cv.'Leo')、迈瑞佰(Lotus corniculatus L.cv.'Mirabal')、佐治亚(Lotus corniculatus L.cv.'Georgia')为对照(分别记作CKL、CKM、CKG),采用灰色关联度分析及聚类分析对引进到河西走廊地区(武威黄羊镇)的61份俄罗斯百脉根种质材料的产量性状、营养价值及光合生理参数进行综合评价,采用相关性分析及通径分析对百脉根种质材料的饲用性能及光合生理参数的相关性进行初步探讨,筛选出高产优质的百脉根种质材料,为今后百脉根优良种质资源的推广种植及利用提供理论依据。取得以下研究结果:1.供试百脉根种质材料的绝对株高分布于36.00-84.00 cm,鲜草产量的变化范围为6516.04-55374.60 kg·hm-2,干草产量分布在1628.75-10407.61 kg·hm-2,再生速度分布在0.38-2.19 cm·d-1,再生强度分布在0.60-5.72 g·m-2·d-1。根据干草产量、绝对株高、再生速度和再生强度4个产量性状指标,通过聚类分析将61份俄罗斯百脉根种质材料划分为3个类群。第I类为产量性状较好的12份材料及对照材料迈瑞佰(CKM),包括Zxy06p-2338(X11)、Zxy06p-2376(X12)、Zxy08p-4693(X23)等;第II类为产量性状中等的38份材料及对照材料里奥(CKL)、佐治亚(CKG),包括Zxy06p-1648(X2)、Zxy06p-2228(X9)、Zxy08p-4779(X26)等;第III类为产量性状较差的11份材料,包括Zxy06p-2116(X6)、Zxy06p-2287(X10)、Zxy08p-5019(X30)等。通过相关性分析结果表明供试百脉根种质材料的干草产量与株高、再生速度、再生强度均呈极显着正相关(P<0.01),相关系数分别为0.69,0.47,0.49。2.供试百脉根种质材料的磷含量变异最明显,变异系数最大,为12.96%;钙含量、相对饲喂价值和粗蛋白含量的变异较明显,变异系数较大,分别为11.66%、10.47%、9.13%;酸性洗涤纤维含量、中性洗涤纤维含量和粗脂肪含量的变异系数分别为8.65%、8.07%、6.33%,变异明显;干物质含量的变异最不明显,仅为0.35%。根据灰色关联度加权分析,其中综合营养价值最高的材料为Zxy09p-5647(X41);营养价值较高的百脉根种质材料共有4份及对照材料佐治亚(CKG),分别为Zxy08p-4687(X22)、Zxy08p-5070(X32)、Zxy09p-5809(X44)、Zxy09p-6485(X60);营养价值中等的百脉根种质材料有38份及对照材料迈瑞佰(CKM),里奥(CKL),占总数的62.30%,包含Zxy06p-1775(X4)、Zxy09p-5991(X45)、Zxy06p-2663(X14)、Zxy09p-6275(X48)、Zxy08p-4892(X27)等;营养价值较差的百脉根种质材料有18份,占总数的29.51%,比如Zxy06p-1608(X1)、Zxy08p-4768(X25)、Zxy08p-5019(X30)、Zxy09p-5694(X43)、Zxy09p-6268(X47)等。3.通过光合参数权重值,聚类分析将61份供试百脉根种质材料可划分为3类,第I类包含Zxy06p-1648(X2)、Zxy08p-4693(X23)、Zxy09p-5642(X40)等12份种质材料,光合性能较优,其中排在前5位分别为Zxy08p-4693(X23)、Zxy06p-2376(X12)、Zxy09p-5642(X40)、Zxy09p-6464(X57)、Zxy09p-6300(X49);第II类包含Zxy06p-2205(X8)、Zxy08p-4916(X28)、Zxy09p-6365(X52)等26份材料及对照佐治亚(CKG)、迈瑞佰(CKM),光合性能中等;第III类包括Zxy06p-2287(X10)、Zxy08p-4528(X16)、Zxy09p-5809(X44)等20份材料及对照里奥(CKL),光合性能差。4.通过简单相关性分析,结果表明供试百脉根种质材料的光合速率与气孔导度,胞间CO2浓度呈极显着正相关(P<0.01),相关系数分别为0.89,0.67;蒸腾速率与水分利用率呈极显着负相关关系(P<0.01);胞间CO2浓度与气孔导度呈极显着正相关关系(P<0.01);气孔限制值与光合速率、蒸腾速率、胞间CO2浓度、气孔导度均呈极显着负相关关系(P<0.01)。通径分析结果表明其余光合参数对百脉根种质材料光合速率的直接作用依次为气孔导度(P=1.06)>气孔限制值(P=1.00)>胞间CO2浓度(P=0.56)>水分利用率(P=0.51)>蒸腾速率(P=0.43)。综上所述,对百脉根种质材料光合速率的影响最大的是气孔导度,其次是气孔限制值。5.供试百脉根种质材料的生产性能与各光合参数简单相关性分析和通径分析的结果表明:百脉根种质材料的干草产量与光合速率呈极显着正相关(P<0.01),相关系数最高,为0.71,且直接通径系数最大(P=0.93)。百脉根种质材料株高与光合速率呈极显着正相关关系(P<0.01),相关系数为0.61。蒸腾速率、胞间CO2浓度、气孔导度、水分利用率和气孔限制值对百脉根种质材料干草产量的直接效应或间接效应均较小。百脉根种质材料的品质特性与各光合参数的相关性未达到显着水平(P>0.05)。综合来看,光合速率是影响百脉根干草产量、株高的关键因素。6.采用灰色关联度分析和聚类分析对引进的61份俄罗斯百脉根种质材料的产量特性、营养品质特性和光合生理特性进行综合评价,结果表明:第1类群的综合性状较好,共有14份百脉根种质材料和对照材料迈瑞佰(CKM)、佐治亚(CKG),包括Zxy06p-1648(X2)、Zxy06p-1785(X5)、Zxy08p-4693(X23)、Zxy08p-4892(X27)、Zxy09p-5809(X44)、Zxy09p-6368(X53)等;第2类群的综合性状中等,共有38份百脉根种质材料及对照材料里奥(CKL),包括Zxy06p-1775(X4)、Zxy06p-2205(X8)、Zxy08p-4687(X22)、Zxy08p-5365(X34)、Zxy09p-5647(X41)、Zxy09p-6471(X58)等;第3类群的综合性状较差,共有9份百脉根种质材料,分别为Zxy08p-4589(X19)、Zxy08p-4779(X26)、Zxy08p-5019(X30)、Zxy09p-5991(X45)、Zxy09p-6019(X46)、Zxy09p-6339(X50)、Zxy09p-6358(X51)、Zxy09p-6401(X54)、Zxy09p-6478(X59)。
魏婉玲[9]2011年在《渭北旱塬不同立地条件紫花苜蓿生长特征研究》文中指出紫花苜蓿是最受欢迎的多年生豆科牧草,也是一种能够保持水土,改善生态环境的优质植物,尤其是在干旱地区具有广泛的适应性。本研究以阴坡上坡位、阴坡中坡位、阴坡下坡位、阳坡上坡位、阳坡中坡位、阳坡下坡位紫花苜蓿草地作为研究对象,系统的研究了不同立地条件紫花苜蓿的生长规律及0-200cm土层的土壤水分、养分的动态变化规律,分析了立地条件对紫花苜蓿生长性状、产量等相关性及变化规律,其研究结果如下:1.不同立地条件对紫花苜蓿生物量的影响极其显着,下坡位紫花苜蓿生长状况优于上坡位,阴坡紫花苜蓿生长状况优于阳坡。从不同坡位上来看,下坡位紫花苜蓿的生物量比上坡位总体提高了53.7%,株高总体提高了12.1%,分枝数提高了20.5%,单茎重提高了30.8%。从不同坡向看来,阴坡的紫花苜蓿生物量比阳坡总体提高了94.7%。株高提高36.0%,分枝数提高3.9%,密度提高22.6%,单茎重提高2.1%。2.通过对紫花苜蓿生物量和生长性状的通径分析得出株高和分枝数对生物量的直接影响极显着,单茎重对产量间接影响显着。3.不同立地条件下紫花苜蓿生长速度的差异显着。生长速度的快慢表现为阴坡下坡位>阴坡中坡位>阴坡上坡位>阳坡下坡位>阳坡中坡位>阳坡上坡位。从不同茬次看,第一茬紫花苜蓿生长速度明显高于第二茬;从不同立地条件看,除了阳坡中坡位外,其余立地条件第二茬的生长速度都比第一茬慢43%以上。从两茬的生长速度看,阴坡的紫花苜蓿两茬的生长速度均快于阳坡,并且下坡位的紫花苜蓿两茬的生长速度普遍都高于上坡位。4.紫花苜蓿生长进程呈“S”型曲线变化,快速生长持续21-35天。其中,阴坡下坡位的紫花苜蓿的日生长速度最快,阳坡下坡位的紫花苜蓿日生长速率最慢。从再生性能看,阴坡下坡位的紫花苜蓿的再生能力强。不同立地条件下紫花苜蓿生长速度表现出快-慢-快的规律性变化。5.通过对不同立地条件紫花苜蓿地0-200cm土壤含水量的分析,可以将0-200cm土层土壤水分的垂直变化过程分为水分速变层、缓和层、相对稳定层。不同立地条件紫花苜蓿草地土壤贮水量随着坡位的下降而上升,下坡位的土壤贮水量要明显高于上坡位。阳坡紫花苜蓿地土壤贮水量明显低于阴坡。并且紫花苜蓿产量与土壤水分呈显着正相关(R2=0.958)。6.土壤有机质、速效钾、碱解氮和有效磷之间的相关性显着,相关系数为0.778-0.992。6种立地条件下紫花苜蓿地土壤中的速效养分的含量都随着土壤深度的增加而减少,并且在表层土壤中含量最大,在20-140cm土层中,速效养分含量波动性较大,140-200cm含量保持稳定。从不同立地条件来看,阴坡下坡位的土壤中速效养分的含量最大,阳坡上坡位的土壤中速效养分含量最小,并且阴坡总体都比阳坡土壤中速效养分含量高,下坡位总体比上坡位土壤中速效养分含量高。
王铁梅[10]2008年在《苜蓿根蘖性状发生及其调节机制研究》文中认为苜蓿的根蘖性状是指在水平侧根的不定位置有根蘖芽发生从而形成远离母株的独立枝条,使植株水平发展的特性。本文系统研究了苜蓿根蘖性状发生、表现的规律及其生理和遗传机制,在对根蘖型苜蓿在不同生态条件下生长发育的展开多年定点调查基础上,系统地分析了苜蓿根蘖性状与土壤类型、生长年限等因子的关系,进一步明确了根蘖型苜蓿的干旱适应性。在对根蘖性状的形态发生和表现过程做出形态划分的基础上,从内源激素和等位酶角度对根蘖性状发生和表达的生理、遗传机制进行了系统研究,主要研究结论如下:1.对内蒙古镶黄旗叁年生苜蓿材料根系类型进行调查,筛选出Travois、Ladak、Teton、新疆大叶苜蓿分别作为根蘖型、侧根型、根茎型及轴根型苜蓿的典型试验材料;比较根蘖类型与其他根系类型苜蓿在遗传特性、产量及营养特性方面的差异,表明根蘖型苜蓿是进行抗逆、优质、高产聚合育种的优异遗传资源;通过层次分析法(AHP)确立不同根系类型苜蓿品种苗期的抗旱性排序依次为:Travois(根蘖型)>新疆大叶(轴根型)>Ladak(侧根型)>Teton(根茎型),表明根蘖型苜蓿有较强的干旱适应性。2.苜蓿整个生长周期内对根蘖苜蓿根系的调查表明,根蘖性状发生及表现可划分为五个时期:根蘖节时期,根蘖芽时期,根蘖枝条时期,根蘖株丛时期和二级根蘖时期。前两个时期为根蘖发生时期,后叁个时期为根蘖表现时期。对根蘖性状发生的解剖学研究表明根蘖芽起源于根部木栓形成层分生组织;秋季刈割后根蘖植株根部可溶性糖含量减少,根蘖芽萌发前后,可溶性蛋白含量呈现显着变化,表明营养物质的动态变化影响根蘖性状的发生及表现。3.对内蒙和北京两地不同生境下同一份根蘖品种根蘖性状发生和表现做多年定点调查,结果表明两地根蘖发生率无明显差异,但内蒙地区平均根蘖幅度较北京地区更高;边际效应影响根蘖表现,但不影响根蘖发生;播种后第1年便有根蘖性状发生,第3年是根蘖发生的高峰期,第5年后趋于稳定。4.根蘖植株中根颈直径、根颈入土深度及根颈分枝数变异较大,与根蘖地上部分表现性状无显着相关性,且在根蘖性状发生程度较高的植株中,根颈直径有减小的趋势;根蘖性状的发生与10～20cm土层中叁级根的数量有关,其性状的表现则与0～10cm土层中根系总量相关,表明根蘖苜蓿不同土层中不同根系的功能有所差异。土壤水分含量与一级根数量呈正相关,与根蘖性状的表现呈负相关,土壤容重与10-20cm土层中叁级根数量呈显着负相关。5.内源激素的测定和与根蘖性状表现的相关分析表明:根蘖苜蓿根部膨大无芽处的GA和ABA含量显着高于膨大有芽处(P≤0.01),表明GA和ABA抑制了根蘖芽的发生;GA、IAA、ABA含量与根蘖性状表现有关,具体体现在GA含量高的苜蓿根蘖丛数多,根蘖幅度小,IAA含量高的苜蓿根蘖丛数少,根蘖幅度大,而ABA含量则与根蘖幅度和根蘖株丛数均呈负相关。ABA与0-20cm土层中的一级根数量呈显着正相关,且ABA在镶黄旗地区苜蓿根系组织中的含量明显高于北京地区相应材料,干旱诱导了根蘖苜蓿根部ABA的产生,而根蘖苜蓿由于其根蘖特性,根部ABA的积累量小于其它两种材料,表明其受到的干旱胁迫较小。6.对根蘖、非根蘖及黄花苜蓿种群等位基因频率的分析表明,根蘖型与非根蘖型苜蓿群体等位基因频率的差异主要是在LAP-298.0和LAP-296.0上。其中LAP-298.0在根蘖苜蓿群体中的频率为6%,而在非根蘖型苜蓿中则为0,在黄花苜蓿种群中LAP-298.0的频率为10%,该基因可看着与根蘖性状相关的标记基因。基因频率的研究首次验证了黄花苜蓿的基因渗入对根蘖性状的发生起到重要作用。
参考文献：
[1]. 苜蓿经济性状与水分生态环境关系研究[D]. 杨建军. 西北农林科技大学. 2004
[2]. 不同施肥水平苜蓿生产性能研究[D]. 万素梅. 西北农林科技大学. 2004
[3]. 黄土高原地区不同生长年限苜蓿生产性能及对土壤环境效应研究[D]. 万素梅. 西北农林科技大学. 2008
[4]. 黄土高原沟壑区苜蓿草地生产力及其环境效应研究[D]. 张少民. 西北农林科技大学. 2007
[5]. 黄土高原水蚀风蚀交错带小流域植被恢复的水土环境效应研究[D]. 佘冬立. 中国科学院研究生院（教育部水土保持与生态环境研究中心）. 2009
[6]. 甘肃秦王川灌区苜蓿草地土壤水盐动态及其生态灌溉调控模式研究[D]. 成自勇. 甘肃农业大学. 2005
[7]. 苜蓿种植年限对其生产力及土壤质量的影响[D]. 金风霞. 宁夏大学. 2014
[8]. 61份俄罗斯百脉根种质材料饲用性能及光合特性研究[D]. 吴芳. 甘肃农业大学. 2018
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