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土壤水分影响青藏高原东部高寒草地植物群落特征及生态系统多功能性

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生态学杂志 2024年第1期43卷 1-7页

作者：马建国朱怀德李玉满杨小倩姚梦凡杨振辉王晓波草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室草地微生物中心草地农业科技学院兰州大学兰州730020

环境变化改变了草地植物群落空间格局的形成和演替,对青藏高原生物多样性和生态系统功能产生了深远影响。植物群落随环境变化在空间上呈现规律性变化,但植物群落特征在空间上主要受何种环境因素的驱动还存在较大争论。本研究在青藏高原... 详细信息

环境变化改变了草地植物群落空间格局的形成和演替,对青藏高原生物多样性和生态系统功能产生了深远影响。植物群落随环境变化在空间上呈现规律性变化,但植物群落特征在空间上主要受何种环境因素的驱动还存在较大争论。本研究在青藏高原东部自西向东调查了不同土壤因素在空间上对植物群落特征的重要性以及植物群落对这些因素的敏感性,并评估了影响生态系统多功能性的关键土壤因子。结果表明:土壤因子对植物群落的重要性及其敏感性存在差异,相比其他土壤因子,土壤水分对不同植物群落指标均具有显著的重要性(P生态系统多功能性呈显著的非线性递增关系(P部植物群落具有重要的调控作用,并且这种作用最终可能影响草地生态系统功能。

关键词：植物群落空间分布多功能性青藏高原

不同培养条件对尖孢镰刀菌苜蓿专化型分生孢子形成及萌发的影响

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草业科学 2024年第5期41卷 1123-1131页

作者：许世洋方香玲兰州大学草地微生物研究中心/草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室/兰州大学草地农业科技学院甘肃兰州730020

为明确有利于尖孢镰刀菌苜蓿专化型(Fusarium oxysporum ***,Fom)分生孢子形成及萌发的培养条件,本研究通过十字交叉法测量Fom菌株在马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)、合成低营养琼脂(SNA)和羧甲基纤维素钠(CMC)固体培养基培养不同时间的菌落直径... 详细信息

为明确有利于尖孢镰刀菌苜蓿专化型(Fusarium oxysporum ***,Fom)分生孢子形成及萌发的培养条件,本研究通过十字交叉法测量Fom菌株在马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)、合成低营养琼脂(SNA)和羧甲基纤维素钠(CMC)固体培养基培养不同时间的菌落直径,并通过镜检法和血球板计数法观测以上不同固体及其液体培养基(不加琼脂)培养不同时间的分生孢子产量、比例,以及不同液体培养基中菌株分生孢子萌发率。结果发现,CMC培养基上菌株生长最快(P<0.05)。PDA培养基培养分生孢子产量最高(P<0.05),固、液体培养基分别为(1.05×10^(6))~(7.63×10^(6))和(5.01×10^(6))~(9.49×10^(6))个·mL^(−1),且小分生孢子比例总体相对较高;CMC培养基上大型分生孢子比例最高(P<0.05),固、液体培养基上分别为0.85%~4.40%、2.32%~5.63%。PDA、SNA液体培养基培养分生孢子萌发率较高,且时间越长萌发率越高,培养48 h时分别可达35.98%、47.32%。由此可见,CMC固体培养基有利于Fom生长,其液体培养基诱导菌株大型分生孢子形成效果较好;PDA液体培养基有利于诱导分生孢子形成,尤其是小分生孢子;SNA液体培养基更利于分生孢子萌发。本研究为防治苜蓿镰刀菌根腐病及有关机理研究提供了前期基础。

关键词：苜蓿根部病害尖孢镰刀菌分生孢子孢子产量孢子萌发率

尖孢镰刀菌苜蓿专化型厚垣孢子的诱导形成方法及萌发特性

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草业学报 2024年第7期33卷 130-141页

作者：方香玲许世洋南志标兰州大学草地微生物研究中心草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室兰州大学草地农业科技学院甘肃兰州730020

厚垣孢子是尖孢镰刀菌在土壤中的主要存活结构,土壤中厚垣孢子的数量及萌发状况,直接影响着病害的发生及其严重度。首先通过研究合成低营养琼脂(SNA)和SNA加滤纸片(SNAF)培养基以及不同浓度葡萄糖和碳酸镁的双盐溶液(KH_(2)PO_(4)和MgSO... 详细信息

厚垣孢子是尖孢镰刀菌在土壤中的主要存活结构,土壤中厚垣孢子的数量及萌发状况,直接影响着病害的发生及其严重度。首先通过研究合成低营养琼脂(SNA)和SNA加滤纸片(SNAF)培养基以及不同浓度葡萄糖和碳酸镁的双盐溶液(KH_(2)PO_(4)和MgSO_(4)·7H_(2)O)中厚垣孢子的形成,建立苜蓿专化型菌株厚垣孢子的诱导形成方法并进行验证,然后研究不同碳源和氮源对厚垣孢子萌发的影响。菌株T6和T9在2 mg·L^(-1)葡萄糖的双盐溶液中静置培养7 d时形成大量的厚垣孢子,分别为4.2×10^(5)和5.1×10^(5)个·mL^(-1);且静置培养时的厚垣孢子数量均高于振荡培养时的数量,分别为4.2和2.8倍。不同苜蓿专化型菌株经双盐溶液诱导后,都在培养7 d时形成大量厚垣孢子,且培养前7 d时数量都快速增加,7 d时的均值为3 d时的2.3倍;而培养14和21 d时数量增加较慢,21 d时的均值仅为7 d时的1.2倍。对厚垣孢子萌发及芽管生长促进作用较大的碳源和氮源分别为葡萄糖和氯化铵,促进作用较小的碳源和氮源分别为乳糖和尿素。结果表明尖孢镰刀菌苜蓿专化型菌株厚垣孢子的形成需要微量的碳源和低氧环境,且厚垣孢子的萌发及生长需要适宜的碳源和氮源,可从控制病原菌初侵染源角度为苜蓿土传病害的绿色防控提供新思路。

关键词：尖孢镰刀菌土传病原真菌存活结构初侵染源厚垣孢子

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基于深度学习的栽培苜蓿害虫识别模型

草业科学 2024年第6期41卷 1519-1532页

作者：张忠雪冯琦胜李仲贤李云昊王瑞泾张轩凡李彦忠梁天刚草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室/兰州大学草地农业科技学院甘肃兰州730000 兰州大学图书馆甘肃兰州730000

苜蓿(Medicago sativa)是我国发展畜牧业的重要优质牧草之一,而病虫害是影响其生长和品质的主要原因,因此准确识别病虫害对其生长发育具有重要意义。YOLO(You Only Look Once)等单阶段目标检测算法通过端对端进行目标检测,RCNN(Region C... 详细信息

苜蓿(Medicago sativa)是我国发展畜牧业的重要优质牧草之一,而病虫害是影响其生长和品质的主要原因,因此准确识别病虫害对其生长发育具有重要意义。YOLO(You Only Look Once)等单阶段目标检测算法通过端对端进行目标检测,RCNN(Region Convolutional Neural Network)等双阶段目标检测算法生成候选区域进行特征提取。为有效识别苜蓿害虫,本文基于YOLOv5和Faster-RCNN两种算法对常见的6类苜蓿害虫进行特征识别,根据召回率(R)、精度(P)、平均精度(mAP)、F1值4种评价指标确定苜蓿害虫识别的最优算法和模型。其中R为样本中的正例被正确预测的比例,F1值为R和P的加权平均值。结果表明:YOLOv5算法识别苜蓿害虫的表现优于Faster-RCNN算法,YOLOv5算法的测试集和验证集精度均高于Faster-RCNN算法。研究结果为苜蓿害虫识别的算法选择提供了科学与理论支撑,对栽培苜蓿管理具有重要意义。

关键词：深度学习 YOLOv5算法 Faster-RCNN算法苜蓿害虫

基于无人机多光谱与纹理特征的饲用大豆地上生物量估算研究

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草地学报 2024年第10期32卷 3262-3271页

作者：李贵鑫安东于应文沈禹颖兰州大学草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室甘肃兰州730020 兰州大学草地农业科技学院甘肃兰州730020 兰州大学甘肃庆阳草地农业生态系统国家野外科学观测研究站甘肃庆阳745000

本研究利用无人机获取了饲用大豆[Glycine max(L.)Merr.]主要生育时期的多光谱遥感影像,并基于多光谱影像提取的40个纹理特征和光谱反射率构建的12个植被指数,通过多元线性回归(Multiple linear regression,MLR)、人工神经网络(Artifici... 详细信息

本研究利用无人机获取了饲用大豆[Glycine max(L.)Merr.]主要生育时期的多光谱遥感影像,并基于多光谱影像提取的40个纹理特征和光谱反射率构建的12个植被指数,通过多元线性回归(Multiple linear regression,MLR)、人工神经网络(Artificial neural networks,ANN)、随机森林(Random forest,RF)、支持向量机(Support vector regression,SVR)等算法,对饲用大豆营养体生长过程的地上生物量进行了估测。结果表明:450 nm,560 nm,650 nm和730 nm这4个波段的光谱反射率随饲用大豆生育进程而变化,具体表现为分枝前期下降、分枝后期上升至峰值、开花期下降的变化趋势。840 nm波段的光谱反射率表现为分枝期上升并在后期达到峰值、开花期下降的变化趋势。方差(Variance)、对比度(Contrast)、相异性(Dissimilarity)和信息熵(Entropy)等纹理特征在各波段下数值变化基本趋于一致,表现出红边波段最大,红光波段最小。综合来看,基于植被指数与纹理特征作为输入参数的ANN模型对于饲用大豆各生育时期地上部生物量的估测效果最好(R^(2)=0.71,RMSE=1.81 t·hm^(-2))。研究结果可为饲用大豆地上生物量快速精准估测以及高效栽培管理提供技术支撑。

关键词：无人机多光谱影像饲用大豆地上生物量机器学习纹理特征

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发酵苹果渣全混合日粮对肉牛育肥性能和胃肠道细菌组成的影响

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草业科学 2024年第9期41卷 2118-2132页

作者：朱晋佳陈梁杨国杰马志远李飞郭旭生李福厚草地农业生态系统国家重点实验室/兰州大学草地农业科技学院甘肃兰州730020 兰州大学生命科学学院甘肃兰州730000

苹果(Malus pumila)渣是一种富含多糖和维生素等多种营养物质的天然饲料,但含水量高不易保存,严重限制其应用于反刍动物养殖。本试验把苹果渣混在日粮中制备成发酵型全混合日粮,利用产阿魏酸酯酶的植物乳杆菌A1促进发酵,研究发酵型全混... 详细信息

苹果(Malus pumila)渣是一种富含多糖和维生素等多种营养物质的天然饲料,但含水量高不易保存,严重限制其应用于反刍动物养殖。本试验把苹果渣混在日粮中制备成发酵型全混合日粮,利用产阿魏酸酯酶的植物乳杆菌A1促进发酵,研究发酵型全混合日粮对肉牛生长性能、血常规和胃肠道微生物的影响。试验采用单因素完全随机试验设计,选取50头健康、体重相近[(630.0±5.5)kg]的西门塔尔肉牛,随机均分为两个处理组。其中,对照组(CON)饲喂典型育肥肉牛普通全混合肉牛饲料,试验组(FTMR)饲喂发酵型全混合日粮。整个试验周期60 d,其中包括15 d预饲期。结果表明,与对照组相比,饲喂发酵全混合日粮显著提高肉牛平均日增重(P0.05),但提高了肉牛瘤胃纤维杆菌门(Fibrobacterota)、纤维杆菌属(Fibrobacter)、普雷沃氏菌属(Prevotella)和毛螺菌属(Lachnospira)的相对丰度显著(P<0.05)。在属水平上,发酵全混合日粮组盲肠细菌中梭状芽孢杆菌(Clostridium_sensu_stricto_1)和狄氏副拟杆菌(Parabacteroides)的细菌丰度均显著高于对照组(P<0.05)。综上所述,饲喂添加苹果渣发酵型全混合日粮可以提高肉牛生产性能、改善瘤胃发酵参数,增加胃肠道有益菌属。因此,发酵饲料技术可以高效利用难保存的饲料原料,对挖掘非常规饲料资源有重要意义。

关键词：发酵饲料苹果渣肉牛发酵参数生长性能消化率微生物多样性

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红豆草干草关键品质指标近红外预测模型构建

草业科学 2024年

作者：李文肖云月 BakhitIshag Rahama Akoy 张吉宇闫启草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室/兰州大学草地农业科技学院

红豆草（Onobrychis viciaefolia）是全球温带地区广泛种植的重要豆科牧草。为实现红豆干草品质性状快速、准确检测，本文以350份不同产地、不同年份的红豆草干草样品为试验材料，利用近红外光谱（NIRS）技术，采用改良偏最小二乘算法... 详细信息

红豆草（Onobrychis viciaefolia）是全球温带地区广泛种植的重要豆科牧草。为实现红豆干草品质性状快速、准确检测，本文以350份不同产地、不同年份的红豆草干草样品为试验材料，利用近红外光谱（NIRS）技术，采用改良偏最小二乘算法，通过标准正态变量变换（Standard normal variable transformation， SNV）、去散射处理（Detrend）光谱处理等分别建立了粗蛋白（CP）、中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）、粗脂肪（EE）和粗灰分（Ash）等5项关键品质指标的近红外检测模型。结果表明，CP、NDF、ADF、EE和Ash含量预测模型的决定系数（Coefficient of determination for validation， RSQv）和外部验证相对分析误差（Ratio of performance to deviation for validation， RPD）分别为0.890和4.356、0.836和4.710、0.827和4.347、0.792和2.269、0.781和2.039。综上所述，本试验初步建立了红豆草CP、NDF、ADF等营养成分近红外预测模型，能够应用于生产实际。本研究结果为我国红豆草种质资源评价及鉴定、优质新品种培育、饲草品质快速检测提供了技术支撑。

关键词：红豆草饲草品质近红外光谱技术快速检测品质评价

绿肥还田对土壤有机碳组分及碳转化酶活性的影响

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中国农业科学 2024年第14期57卷 2791-2802页

作者：管彤彤张燕陶海宁董秀沈禹颖兰州大学草地农业科技学院/草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室

【目的】探究绿肥还田对旱作麦田土壤有机碳组分和碳转化酶活性的影响，为土壤质量提升及“碳中和”目标的实现提供数据支撑。【方法】在甘肃陇东旱塬典型黑垆土上开展毛苕子（Vicia villosa Roth）-冬小麦（Triticum aestivum L.）和... 详细信息

【目的】探究绿肥还田对旱作麦田土壤有机碳组分和碳转化酶活性的影响，为土壤质量提升及“碳中和”目标的实现提供数据支撑。【方法】在甘肃陇东旱塬典型黑垆土上开展毛苕子（Vicia villosa Roth）-冬小麦（Triticum aestivum L.）和饲用油菜（Brassica napus L.）-冬小麦5年轮作系统绿肥还田试验，分析毛苕子、饲用油菜覆盖和翻压还田后冬小麦不同生育时期4个土层（0—5、5—10、10—20、20—25 cm）土壤有机碳（SOC）、易氧化有机碳（EOC）、微生物量碳（MBC）含量和β-1,4-葡萄糖苷酶（βG）、纤维二糖水解酶（CBH）、β-木糖苷酶（βX）、几何平均酶（GMEA）活性的变化特征。【结果】绿肥还田方式对土壤有机碳组分含量及CBH和βX活性有显著影响。与覆盖还田相比，毛苕子和饲用油菜翻压还田能够使0—25 cm土层土壤SOC、EOC和MBC含量提高12.9%、12.1%、53.8%,βG和CBH活性提高了3.2%、10.2%，且对20—25 cm土层的影响最显著。冬小麦不同生育时期的土壤活性有机碳含量及土壤酶活性有显著差异，其中土壤EOC和MBC含量分别在冬小麦成熟期和返青期达到最高，βG、CBH、βX和GMEA活性在冬小麦孕穗期达到最高。βG在不同覆盖方式下变化最显著，活性最高，是绿肥还田后参与土壤碳转化过程的主要酶。不同土层土壤碳组分含量和碳转化酶活性存在显著差异，均随着土层深度的增加而降低。绿肥类型也显著影响土壤碳组分及酶活性，其中饲用油菜还田土壤SOC、MBC含量和βG、CBH、βX、GMEA活性是毛苕子还田的1.08、1.21、1.15、1.23、1.19、1.18倍。结构方程模型表明，绿肥还田方式通过调控其累积分解速率影响SOC的积累，通过影响土壤pH、SOC的累积及绿肥累积分解速率影响GMEA活性。土壤有机碳累积受绿肥还田量影响的效应大于还田方式，而碳转化酶活性反之。【结论】黄土高原夏闲期种植饲用油菜并翻压还田能提高0—25 cm土层中有机碳组分含量和碳转化酶活性，是黄土高原夏闲期资源高效利用的有效措施。

关键词：绿肥还田方式还田量有机碳组分碳转化酶黑垆土

陇东旱塬区5个饲用甜高粱品种生产适宜性评价

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草业学报 2024年第8期33卷 50-62页

作者：李中利蒋丛泽马仁诗高玮受娜沈禹颖杨宪龙兰州大学草地农业科技学院甘肃兰州730020 兰州大学草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室甘肃兰州730020 甘肃庆阳草地农业生态系统国家野外科学观测研究站甘肃庆阳745004

为筛选适宜在陇东旱塬区种植的丰产优质饲用甜高粱品种,本研究通过2021-2022年田间定位试验对5个饲用甜高粱品种的农艺性状、干物质积累及分配、饲用品质以及水氮资源利用效率等方面进行了系统比较。结果表明,品种对饲用甜高粱主要农艺... 详细信息

为筛选适宜在陇东旱塬区种植的丰产优质饲用甜高粱品种,本研究通过2021-2022年田间定位试验对5个饲用甜高粱品种的农艺性状、干物质积累及分配、饲用品质以及水氮资源利用效率等方面进行了系统比较。结果表明,品种对饲用甜高粱主要农艺性状、饲用品质以及水氮利用效率具有显著影响(P草产量和干草产量最大的品种是绿巨人,两年平均分别达到78.4、22.1 t·hm^(-2);全株粗蛋白含量最高的品种是大卡,两年平均为7.6%;中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量以海狮最低,两年平均分别为54.9%和27.6%;相对饲喂价值、相对饲草品质以海狮为最高,两年平均分别达到了115.5、158.1;干物质水分利用效率和氮肥偏生产力均以绿巨人为最高,两年平均分别为45.7 kg·hm^(-2)·mm^(-1)、122.7 kg·kg^(-1)。灰色关联度方法综合评价得出,绿巨人较其他品种更适宜在陇东旱塬区种植与推广。

关键词：陇东旱塬区饲用甜高粱生产性能饲用品质灰色关联分析

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