【摘要】：放牧是天然草地的主要利用方式,牧草病害是草地生產(chǎn)的限制因素之一。有關(guān)放牧與植物病害關(guān)系的研究尚不多見。本論文探討了呼倫貝爾草地植物病害對(duì)肉牛放牧的響應(yīng),以期為草地的合理利用提供理論依據(jù)。試驗(yàn)區(qū)植被類型為羊草(Leymus chinensis)+雜類草,常見草類植物包括日蔭菅(Carex pediformis)、貝加爾針茅(Stipa baicalensis)、蓬子菜(Galium verum)、裂葉蒿(Artemisia tanacetifolia)、狹葉柴胡(Bupleurum scorzonerifolium)和星毛委陵菜(Potentilla acaulis)等。試驗(yàn)用牛為三河牛(Bos taurus),包括6個(gè)放牧梯度,分別為0、0.23、0.34、0.46、0.69和0.92標(biāo)準(zhǔn)牛單位/公頃(AU/ha),每個(gè)放牧梯度3個(gè)重復(fù),本試驗(yàn)開始時(shí),樣地已連續(xù)放牧7年。通過2014-2016年連續(xù)三年的田間調(diào)查、試驗(yàn),實(shí)驗(yàn)室分析和分子鑒定等方法,對(duì)試驗(yàn)區(qū)草地植物病害及其與放牧的關(guān)系進(jìn)行了系統(tǒng)研究,所獲主要結(jié)果如下:1.放牧對(duì)草地植被及微環(huán)境影響顯著(p0.05)。其中,羊草和貝加爾針茅等家畜喜食禾草的蓋度和密度隨放牧強(qiáng)度的增加而下降,可用Y_(蓋度)=-42.35X+34.34(R~2=0.66,p0.001)和Y_(密度)=-178.19X+158.32(R~2=0.81,p0.001)的函數(shù)表述。裂葉蒿等可食性草本植物的蓋度和密度同樣隨放牧強(qiáng)度的增加而下降,滿足Y_(蓋度)=-4.48X+7.23(R~2=0.40,p0.001)和Y_(密度)=-7.6X+15.72(R~2=0.54,p0.001)的函數(shù)。星毛委陵菜等低矮草本植物的蓋度和密度卻隨放牧強(qiáng)度增加而上升,符合Y_(蓋度)=1.48X+0.23(R~2=0.49,p0.001)和Y_(密度)=11.34X+0.37(R~2=0.52,p0.001)的關(guān)系。草地地表微環(huán)境同樣受到放牧的影響,其中,地表10 cm處溫度隨放牧強(qiáng)度的增加而上升,符合Y_(溫度)=3.33X+24.69(R~2=0.46,p=0.015),而大氣濕度則與放牧強(qiáng)度無顯著關(guān)系(p=0.163)。表明放牧對(duì)草地植被的作用受家畜選擇性采食的影響,且植被特征的改變會(huì)進(jìn)一步引起草地微環(huán)境的變化。2.在樣地17科42屬55種植物上發(fā)現(xiàn)了129種真菌病害,主要是葉斑病、銹病及白粉病等,分別占病害總數(shù)的41.1%、33.3%和19.4%。其中6種為世界新病害,分別是羊草灰斑病(Phaeosphaeria avenaria)、羊草葉斑病(Septoria nodorum)、羊草葉枯病(Bipolaris sorokiniana)、羊草葉銹病(Puccinia triticina)、冰草(Agropyron cristatum)葉銹病(P.elymi)和日蔭菅銹病(Puccinia sp.)。從羊草種子分離鑒定出19屬22種真菌,與不放牧的對(duì)照處理相比,放牧使球腔菌屬真菌(P.avenaria)和穎枯殼針孢(S.nodorum)的分離率分別降低了24.1%和25.0%,黑附球菌(Epicoccum nigrum)的分離率增加了80.0%。后經(jīng)試驗(yàn)證實(shí)腔菌屬真菌和穎枯殼針孢對(duì)羊草有致病作用,而黑附球菌可抑制上述兩種病原真菌的生長(zhǎng)。表明放牧可通過影響種帶真菌的多樣性和豐富度,進(jìn)而影響再生羊草,乃至整個(gè)草地群落的健康。3.放牧對(duì)發(fā)病率的影響因草地植物而不同。與0 AU/ha樣地相比,0.23 AU/ha樣地中羊草等家畜喜食禾草和裂葉蒿等可食性草本植物的總發(fā)病率平均下降了27.3%和7.6%;0.92 AU/ha樣地中發(fā)病率平均下降了613.2%和345.3%。星毛委陵菜等低矮草本在0 AU/ha樣地中未發(fā)病,而在0.92 AU/ha樣地中的平均發(fā)病率卻為13.4%。表明放牧可直接有效地減少被采食植物的發(fā)病率,但同時(shí)增加了草地中剩余植物病害發(fā)生與流行的可能性。4.放牧與病害對(duì)羊草生物量和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量均有顯著影響(p0.05)。與0 AU/ha樣地中的植株相比,0.23 AU/ha、0.46 AU/ha和0.92 AU/ha樣地中羊草干重平均降低了42.2%,90.5%和339.5%,0.92 AU/ha樣地中,羊草粗蛋白含量增加了22.7%。與健株相比,羊草病株干重平均降低了45.6%,粗蛋白含量下降了16.2%。健株和病株的N:C,P:C和N:P均與其相對(duì)生長(zhǎng)速率呈正相關(guān),符合生長(zhǎng)速率假說,表明放牧可能通過影響采食植物體內(nèi)養(yǎng)分元素含量及配比的方式,進(jìn)一步影響其再生能力。5.草地植物病害受放牧及植株密度、蓋度等植被特征因素的影響,且這種影響因植物類群而不同。綜合分析結(jié)果表明,放牧強(qiáng)度與羊草等家畜喜食牧草和裂葉蒿等可食性草本植物的密度、蓋度及病害發(fā)生率呈顯著負(fù)相關(guān)(p0.05),分別對(duì)兩類植物發(fā)病率的影響解釋量為62.0%和54.5%,且可通過影響植物密度、蓋度等植被特征因素間接影響發(fā)病率,影響解釋量分別為47.5%和15.0%,放牧及植被特征共同影響兩類植物發(fā)病率的解釋量分別為66.5%和48.0%。然而,放牧強(qiáng)度與星毛委陵菜等低矮草本的密度、蓋度及病害發(fā)生率卻呈現(xiàn)顯著正相關(guān)(p0.05),對(duì)其發(fā)病率的影響解釋量為43.0%。放牧同樣可通過影響植物密度、蓋度等植被特征間接影響發(fā)病率,影響解釋量為59.0%,放牧及植被特征共同影響病害發(fā)病率的解釋量為67.5%。表明放牧對(duì)草地植物病害的作用,受到家畜采食偏好的影響,且放牧除直接影響外,還通過影響草地植被間接改變病害的嚴(yán)重度。
【圖文】：

圖 3-1 研究區(qū)地理位置Figure 3-1 Geographical location of the study area該地區(qū)屬溫帶半干旱大陸性氣候，年均氣溫是-5°C - -2°C，晝夜溫差以及年溫差較大，最熱月(7 月份)平均為 36.2°C，最冷月(1 月份)最低氣溫達(dá)到-48.5°C，積溫 1780℃-1820℃，全年無霜期 85-155 天，年降水量 350-400 mm，其中約 80%集中在 7 月到 9 月。海拉爾地區(qū) 2014-2016 年生長(zhǎng)季內(nèi)的日均溫度，空氣相對(duì)濕度和降雨量從當(dāng)?shù)貧庀笳精@取。2014-2016 年生長(zhǎng)季內(nèi)空氣日均溫度平均每年比上一年增加了 0.7℃，日均濕度降低了 8.2% (圖 3-2a)，日均降雨量減少了 0.76 mm(圖 3-2b)。在整個(gè)調(diào)查周期內(nèi)，研究區(qū)溫度逐年上升，空氣相對(duì)濕度和降雨量逐年下降。

21圖 3-2 2014 年-2016 年研究區(qū)空氣日均溫度和相對(duì)濕度(a)、日均降雨量(b)Figure 3-2 Air temperature, relative humidity (a) and daily rainfall (b), from 2014 to 2016.試驗(yàn)區(qū)的植被類型為羊草+雜類草，主要物種為羊草、日蔭菅(Carexpediformis)、貝加爾針茅(Stipa baicalensis)、蓬子菜(Galium verum)、裂葉蒿(Artemisia tanacetifolia)和狹葉柴胡(Bupleurum scorzonerifolium)等，，伴生種有斜莖黃 芪 (Astragalus adsuigens) 、 山 野 豌 豆 (Vicia amoena) 和 瓣 蕊 唐 松 草(Thalictrum petaloideum )等。本研究根據(jù)該試驗(yàn)地的植被特征(密度、蓋度和株高等)、植物養(yǎng)分含量、植物的適口性等以及觀察動(dòng)物的采食行為總結(jié)歸納了各植物的飼用特點(diǎn) (孫慧珍等，2004; 董全民等, 2005; 楊曉慧等, 2009; 馬建軍等,2012; Tilman, 1994; Rottstock, et al., 2004; Rottstock, et al., 2014)(表 3-1), 便于后續(xù)歸納分析。
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S435.4

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本文編號(hào)：2625233