张继伟, 赵昕, 石勇, 陈国雄, 李新荣 中国沙漠, 2016;36:702-707 沙米(Agriophyllum squarrosum)是生长在流动沙地上的植物,主要分布在中亚干旱、半干旱地区。以室内生长3个月的沙米幼苗为材料,经0~400 mmol·L-1 NaCl溶液胁迫处理7 d,检测植株的含水量及主要矿质离子在根茎叶的分布、积累和运输特征。结果表明:随着盐浓度的增加,沙米幼苗的含水量持续降低;体内Na+、Cl-的含量不断升高,K+在根茎中先升高后降低,Ca2+在各组织均呈下降趋势;此外,茎与叶的盐离子选择吸收系数SK,Na先升高后降低,根与茎SK,Na先降低后升高,并且均在200 mmol·L-1时达到临界值。盐浓度在0~200 mmol·L-1时,沙米根部的Na+吸收持续增加,能够有效地抑制Na+向地上部分的运输和积累;在盐浓度大于300 mmol·L-1时,Na+主要通过区隔化作用积累在茎部,即在高盐胁迫下茎部是沙米截留盐分避免其向上运输的主要部位。 赵杰才, 赵鹏善, 赵昕, 马小飞, 王艳莉, 周琴, 陈国雄 中国沙漠, 2016;36:636-643 沙米(Agriophyllum squarrosum)为苋科藜亚科一年生草本,广泛分布于中亚干旱和半干旱沙区。其种子营养价值堪比联合国粮农组织推荐的全营养食物藜麦,蛋白质、脂肪和碳水化合物含量分别为23.2%、9.7%和45.0%;蛋白质中包含所有人体必需氨基酸;脂肪的主要成分为亚油酸、油酸和次亚油酸等不饱和脂肪酸;沙米还是优良的功能食品,含较多的绿原酸、SOD、异黄酮、皂甙、生物碱、铁、锌和硒等。1300多年前沙米便被记载食用,但至今未能被成功驯化。我们将通过沙米遗传资源收集与选择、诱导突变、科学筛选和合理栽培,改良其不良野生性状如种子偏小、出苗不齐、叶片带刺等,期望培育出沙米高产优质栽培品种。在全球气候变化和粮食危机的大背景下,进行沙米驯化育种符合国家粮食安全战略需求。 尹成亮, 钱朝菊, 陈国雄, 燕霞, 马小飞 中国沙漠, 2016;36:364-373 沙米(Agriophyllum squarrosum),又名沙蓬,是广布于中国温带沙漠流动沙丘、半流动沙丘或河岸沙地的固沙先锋植物,具有重要的生态农业价值,也是研究适应性进化的理想材料。为了探讨沙米适应沙漠环境异质性的遗传基础,通过同质园实验,比较分析了采自分布区南部和北部的16个群体的沙米个体的数量性状表型分化、基于ITS序列变异的遗传分化及基于worldclim环境异质性之间的关系。结果发现:与北部群组相比,南部群组表型性状内部差异大,多样性高;通过数量性状差异(QST)与分子遗传差异(FST)组间和组内比较发现,组间和南部群组组内的FST值均高于QST值,表明群体处于稳定的一致选择之中;而北部群组组内QST值均大于FST值,表明存在明显的地方适应性,群体间个体的混合存在远交衰退的风险,因而可以将南部群体移植到北部群体来进行沙米群体的遗传复壮。此外,在南北群组间种子大小和基部枝长的QST值均高于环境异质性分化,说明该表型的本地适应性不能完全被基于温度和降雨量的环境异质性所解释。通过对风力大小与性状的相关性分析发现,冬季最大风速显著影响沙米种子大小,而基部枝长则与7、8月最大风速正相关,说明沙米的表型分化是适应不同风沙环境的结果。这一研究不仅探索出一种评估野生资源对气候变化适应潜力的新方法,同时可为理解潜在粮食作物沙米的表型结构对气候变化的响应提供重要数据,并为野生资源植物的生态适应性遗传机理研究提供范例。 张军, 孔致祥, 管东红, 任珺, 陈明霞, 王喜明 中国沙漠, 2014;34:747-751 利用城市生活污水处理厂脱水污泥制成成本低、吸水保湿性强和环境友好的污泥方格沙障、沙面上污泥平板沙障和沙面下污泥平板沙障，用于帮助恢复生态极端恶劣的流动沙区植被。调查撒播黄蒿（Artemisia scopara ）种子后试验区沙丘植物的种类、覆盖度、生长状况等植被恢复指标。结果表明：污泥沙障处理下，人工播种的黄蒿、天然的沙米（Agriophyllum squarrosum ）盖度、高度（除沙米）和生物量均显著高于裸沙区（对照）（p <0.05），雾滨藜（Bassia dasyphylla ）、碱蓬（Suaeda glauca ）和猪毛菜（Salsola ollina ）的盖度、高度、多度、生物量（除雾滨藜）均高于对照；污泥方格沙障区的植物物种丰富度最高，沙面上污泥平板沙障区次之，沙面下污泥平板沙障及对照区较小；Shannon-Wiener多样性指数和Simpson多样性指数均为污泥方格沙障>沙面上污泥平板沙障>沙面下污泥平板沙障>对照；Pielou均匀度指数为污泥方格沙障>沙面下污泥平板沙障>沙面上污泥平板沙障>对照。综合考虑混合污泥成本、用量、植被恢复效果等诸因素，我们推荐采取污泥方格沙障治沙措施，使其在沙地植被恢复工作中发挥作用。 庄艳丽;赵文智* 中国沙漠, 2010;30:1068-1074 通过模拟凝结水实验，研究了荒漠被毛植物雾冰藜和无毛植物沙米的叶片是否吸收凝结水。试验设计无模拟凝结水、偶尔发生凝结水以及频繁发生凝结水3个处理，每个处理又分干旱条件和人工浇水两组控制试验，研究了模拟凝结水对雾冰藜和沙米枝条相对含水量、水势、净光合速率、气孔导度、基径、地上和地下生物量的影响。结果表明,对于被毛植物雾冰藜而言，模拟凝结水显著提高了人工浇水和干旱条件下的气孔导度和地上生物量，仅提高了干旱条件下植株的水势、相对含水量、净光合速率以及地下生物量；而对于植株的基径有较小的效应。对于无毛植物沙米而言，模拟凝结水对两种水分条件下的枝条相对含水量、水势、净光合速率、气孔导度、基径、地上和地下生物量影响不大。因此，有毛植物雾冰藜的叶片可以吸收凝结水，并且其植株的光合作用、水分关系以及其生长都会对凝结水的发生产生响应，而无毛植物沙米叶片不吸收凝结水。 曲 浩;赵学勇;岳广阳;王少昆; 中国沙漠, 2009;29:668-673 风在自然界很常见,对植物也有很大影响,尤其在多风沙的干旱、半干旱地区。本研究以科尔沁沙地4种常见植物:沙米、大果虫实、胡枝子和马唐为对象,采用便携式风洞对以上4种植物进行不同吹风强度(4 m·s-1和8 m·s-1)和吹风时间(20~120 min)的处理,同时利用Li-6400光合作用测定仪对植物的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Ts)的变化进行测定,以研究这4种植物对风胁迫的生理响应。结果表明:4种植物的Pn、Gs和Ts均随着风速的增大和吹风时间的加长而显著降低。在4 m·s-1风速下,4种植物的Pn、Gs和Ts在吹风结束时分别降低了47.2%~89.3%,49.4%~90.1%,45.7%~86.5%。同样,在8 m·s-1风速下,4种植物Pn、Gs和Ts的降幅分别为59.2%~91.3%,47.3%~93.5%,69.5%~91.8%。除了胡枝子的Gs外,其他所测指标在8 m·s-1风速下的降幅均大于在4 m·s-1风速下。4种植物的水分利用效率(WUE)在吹风的初期均有所升高,但当吹风时间超过60 min后则普遍开始下降,这说明固沙植物对短时风胁迫具有一定的适应性。 徐先英;孙保平;唐进年;张盹明;金红喜;贺访印 中国沙漠, 2007;27:539-545 采用“四带一体”的模式,对示范区沙漠化土地进行综合整治。试验结果表明：在干旱荒漠区,以低矮流动沙丘为主的沙漠化土地,采用“前沿阻沙林带+固沙林带+植物活体沙障阻沙带+封沙育林育草带”的“四带一体”防护模式,取得了显著的防护效果。示范区农作物受沙害面积从治理前的37.7%减少到治理后第1年的14.2%,第2、3年未受风沙危害;防护带后0.5 m和1.5 m高处平均风速较旷野分别降低75.9%和63.4%,平均输沙量从防护带前的2 556.1 mg·cm-1·h-1降低到防护带后的3.41 mg·cm-1·h-1;筛选出沙拐枣、花棒、沙枣、白榆、沙蒿为流动沙丘和丘间低地适宜的造林树种;粘土沙障设置以2 m×2 m为宜,麦草、尼龙网沙障1 m×1 m效果较好。造林初期,以沙米和碱蓬为主的一年生植物能够在林下大量繁衍, 盖度达到50.2%和34.1%, 对初期的沙丘固定发挥作用, 但也大量的消耗了浅层沙丘土壤水分。随着人工林的生长,一年生植物逐渐衰退,3年后深根系的天然沙蒿逐渐繁衍,盖度达到10%。 张金林, 陈托兄, 王锁民 中国沙漠, 2004;24:493-499 以阿拉善荒漠区生长的多浆旱生植物梭梭(Haloxylon ammodendron)和霸王(Zygophyllum xanthoxylum)、少浆旱生植物白沙蒿(Artemisia sphaerocephala)和柠条(Caragana korshinskii)、中旱生植物沙米(Agriophyllum squarrosu)和绵蓬(Corispermum mongolicum)为材料, 对其游离氨基酸成分及游离脯氨酸的分布特征进行了比较研究。结果表明, 供试植物根中的总游离氨基酸含量均低于茎和叶中的总游离氨基酸含量, 其中叶中的游离氨基酸总量最高; 不同植物中的主要氨基酸组成不相同, 同一植物的不同部位主要氨基酸组成也不尽相同。少浆旱生植物体内大量积聚游离脯氨酸, 其整株中的游离脯氨酸是中旱生植物的6.0~16.0倍, 是多浆旱生植物的1.8~25.0倍。白沙蒿植株的根到茎、茎到叶, 总游离氨基酸含量以2.0倍和5.7倍的增幅增加, 其中游离脯氨酸含量增加最明显, 增幅达3.0倍和10.5倍。柠条植株也表现出同样的趋势。可见, 大量积累游离氨基酸, 特别是游离脯氨酸是少浆旱生植物适应干旱荒漠生境的重要机制。从根到茎、由茎到叶, 中旱生植物沙米和绵蓬与多浆旱生植物梭梭和霸王总游离氨基酸含量增幅都并不十分显著; 二者中的游离脯氨酸积累不占主导地位。故中旱生植物和多浆旱生植物并不主要依靠积累脯氨酸来调节渗透势确保水分的供应。 张景光, 周海燕, 王新平, 李新荣, 王刚 中国沙漠, 2002;22:350-353 对腾格里沙漠沙坡头地区一年生植物沙米(Agriophyllum squarrosum)、刺沙蓬(Salsola ruthenica)和虫实(Corispermum declinatum)光合作用日变化的研究结果表明,沙米的光合速率、蒸腾速率和气孔导度均呈单峰型,其最高峰出现在11:00左右。刺沙蓬的光合速率、蒸腾速率和气孔导度均呈"双峰型",光合速率、蒸腾速率在9:00有一个峰值,而后在11:00有一个谷值,13:00至15:00出现一天中的最高峰值;而其气孔导度在早7:00是一天中的最高峰值,而后在13:00有一个谷值,其次高峰出现在15:00~ 17:00,与蒸腾作用的日变化表现出密切的相关性。虫实的光合速率只是在早7:00有一较小的高峰,其余时间基本维持在较低的水平,其蒸腾速率最高峰出现在11:00,气孔导度最高峰出现在9:00~ 11:00,15:00为一天中的最小值,17:00又有所回升,而后开始下降。就3种一年生植物比较而言,在早7:00时光合速率相差不大,随着气温的升高,虫实的光合速率逐渐下降,而沙米和刺沙蓬的光合速率逐渐增高,比虫实的光合速率提高了4~ 6倍。刺沙蓬出现了明显的蒸腾午休现象,这可能是由于刺沙蓬的叶为肉质叶,它对周围环境变化的反应更灵敏,其调控机制变得活跃了,利用蒸腾午休来降低植物水分散失的效率,保证叶片相对稳定的含水量。沙米和虫实的蒸腾速率变化不如刺沙蓬大, 且蒸腾速率的日变化仍表现为单峰型, 从这一点来说, 沙米和虫实对干旱环境的反应不如刺沙蓬敏感。 周瑞莲, 王海鸥 中国沙漠, 1999;19:59-64 在高温、自然脱水和干旱处理中不同类型沙生植物叶形态、相对含水量(RWC)、质膜相对透性、丙二醛(MDA)含量变化不同,其中流动沙地的沙米、欧亚旋覆花在胁迫中MDA积累,RWC下降快,膜透性增大,复水后MDA增多而植株死亡;半固定沙地的差不嘎蒿和固定沙地的狗尾草、白草,胁迫下MDA积累,RWC下降,但复水后RWC上升、膜透性下降,MDA下降,植株存活。自然脱水处理中植物细胞膜相对透性与膜脂过氧化成正相关,但细胞膜受损程度与MDA积累的绝对量无密切关系,而与膜忍受膜脂过氧化能力相关。 周瑞莲, 王海鸥, 赵哈林 中国沙漠, 1999;19:49-54 在科尔沁不同类型沙地选择几种优势植物进行人工自然脱水、干旱和高温处理,测定了保护酶(超氧化物歧化酶——SOD,过氧化物酶——POD,过氧化氢酶——CAT)活性变化,研究了植物保护酶与其抗膜脂过氧化间关系及其在抗逆中的作用。结果表明,胁迫条件下SOD和POD活性增高,与MDA含量增加成正相关,CAT活性下降与MDA含量增加成负相关。在胁迫处理中流动沙地的沙米、欧亚旋覆花叶片SOD、POD活性增高,MDA含量增高,保护酶清除速率低于氧自由基积累速率导致的膜脂过氧化可能是植株在胁迫中枯死的原因之一;在胁迫处理中半固定沙地的差不嘎蒿SOD、POD活性略上升,但活力较低,其抗逆可能依赖多种途径及生理变化的保护;固定沙地的白草、狗尾草胁迫前POD活性较高,胁迫后SOD、POD活性增加幅度较大,是一真正的依赖保护酶进行抗逆的植物类型。干旱、高温胁迫下SOD、POD协同作用在沙生植物抗膜脂过氧化,保护膜的完整性上起重要作用。 周瑞莲, 孙国钧, 王海鸥 中国沙漠, 1999;19:18-22 在科尔沁沙地选择不同类型沙地优势植物,测定了其在自然脱水、高温处理及复水后叶可溶性糖、可溶性蛋白质和脯氨酸含量的变化。结果表明,在胁迫过程中流动沙地上的沙米、欧亚旋覆花,叶片内可溶性糖积累,尤其是脯氨酸积累较高,处理12h较处理前分别增加了92.87%、10.28倍,可溶性蛋白质含量下降,在胁迫处理后植株枯死;半固定沙地上的差不嘎蒿可溶性糖增加41.57%、脯氨酸含量增加8.95倍、可溶性蛋白质下降15.04%,在两种胁迫处理后依然存活并恢复生长;固定沙地的白草和狗尾草可溶性糖增加89.82%和89.43%,脯氨酸增加2.49倍和2.53倍、可溶性蛋白质增加。因此,如果把胁迫中叶内积累的脯氨酸与胁迫后植株的存活结合起来看,两种胁迫中差不嘎蒿、狗尾草、白草体内积累的脯氨酸起保护性反应,而沙米、欧亚旋覆花的则是受害症状。 周瑞莲, 赵哈林, 王海鸥 中国沙漠, 1999;19:1-6 在科尔沁不同类型沙地上选择了几种优势植物,通过自然脱水、高温处理过程中抗逆生理指标的测定和叶形态观测,研究了它们的抗逆方式和生理抗逆性差异与科尔沁沙地植被演潜规律的关系。结果表明,在自然脱水、高温处理中流动沙地上的沙米和欧亚旋覆花叶片迅速脱水死亡,而细胞内膜脂过氧化作用强烈引起细胞膜严重受损是其死亡的主要原因;半流动沙地上的差不嘎蒿在胁迫过程中叶变黄,但在复水后能恢复生长,这与其胁迫过程中游离脯氨酸含量增加维持叶渗透压减少水分过度丧失有关,半固定沙地芦苇在胁迫过程中叶干枯死亡,这与其细胞保护酶反应迟钝,积累的氧自由基引起膜脂过氧化作用伤害了膜系统有关;固定沙地上的狗尾草、白草在胁迫过程中萎蔫,复水后恢复生长,生理变化表现为保护酶对胁迫反应快,可溶性糖、游离脯氨酸含量增加,是一真正生理抗逆植物。在生境从流动沙地向固定沙地演变过程中,植物抗逆性在植被演替序列中起重要作用,其演替规律为:①从躲避干旱向生理抗旱发展,其中流动沙地上的沙米、欧亚旋覆花以种子形式躲避逆境,固定沙地的白草以生理抗旱为主;②从抗风沙型向抗旱性发展,如流动半流动沙地的差不嘎蒿具有抗沙埋、抗旱特性,固定沙地上的白草的抗沙埋性差,抗旱性较强;③生存方式从单一型向多元化发展,沙米主要以种子保存物种,白草则可通过种子和根茎上芽行营养繁殖保存生命;④从多重抗性向寡抗性发展,流动沙地的沙米抗风沙、抗高温、抗干旱,而固定沙地的白草只抗干旱。 刘玉平, 慈龙骏 中国沙漠, 1998;18:366-371 毛乌素沙地草场荒漠化的主要原因是开垦、过度放牧、樵柴和挖药材等,沙地草场荒漠化过程分为4个阶段,即轻度退化、中度退化、严重退化和极严重退化。应用植物被分类、排序和梯度分析等技术研究了沙地草场荒漠化过程。轻度退化阶段以臭柏、麻黄等中旱生灌木为主;中度退化以油蒿、柠条等为主;严重退化以籽蒿、羊柴等为主;极严重退化以沙米、牛心朴子等为主。随着退化的发展,地表覆沙厚度逐渐增大,土壤中各种营养成分大幅度下降,土壤机械组成粗化,由沙壤土向沙土发展,沿退化梯度群落种多样性呈现单峰曲线变化。在此基础上提出沙地草场在群落水平上的荒漠化评价指标体系。