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Research on Drought Resistance of Leymus secalinus and Its Application in Ecological Restoration
DUXingyao, GUOHuiting, LUOMingyang, ZHANGHongxia, ZHANGYanbin, DONGYiming, LIUZhongjian, TIANFuping
Chin Agric Sci Bull ›› 2026, Vol. 42 ›› Issue (4) : 126-132.
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Abbreviation (ISO4): Chin Agric Sci Bull
Editor in chief: Yulong YIN
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Research on Drought Resistance of Leymus secalinus and Its Application in Ecological Restoration
This study reviewed the research on the drought resistance of Leymus secalinus and its application in ecological restoration, aiming to provide a scientific reference for the practical application and new variety breeding of L. secalinus. A combination of literature review and case analysis of ecological restoration practices was used in this study to elucidate the drought resistance mechanisms of L. secalinus from two aspects: physiological adaptive changes and morphological adjustments in tissue structure. It also comprehensively analyzed the unique advantages of L. secalinus in the field of ecological restoration by integrating its application techniques and patent achievements in vegetation recovery in sandy lands, slopes, degraded black soil meadows, and alpine grasslands. The results showed that L. secalinus had a high adaptability to ecological environments and could significantly increase vegetation cover under extreme conditions, thereby improving the ecological environment. Its rhizomes also played an important role in ecological restoration. However, the low seed-setting rate of L. secalinus currently severely restricts its large-scale application in ecological governance. Future efforts should focus on breeding L. secalinus to develop new varieties with high seed-setting rates, consistent traits, and stable yields. At the same time, new varieties with strong sexual reproduction capabilities should be cultivated to promote the large-scale application of L. secalinus in ecological restoration. This will provide a physical seed supply and technological support for desert control, saline-alkali land restoration, degraded ecosystem repair, and vegetation recovery in extreme environments.
Leymus secalinus / ecological restoration / drought resistance / sandy land / black soil meadows
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龚郑洁, 雷勇, 钟露露, 等. 干旱胁迫下珠江流域植被响应的滞后效应及损失概率评估[J]. 应用生态学报, 2024, 35(4):1083-1091.
基于标准化降水蒸散指数(SPEI)和归一化植被指数(NDVI),在网格尺度上定量识别珠江流域植被对干旱响应的滞后时间;基于贝叶斯理论和二维联合分布构建了干旱胁迫下植被损失的条件概率模型,定量评估了不同干旱情景下4种植被类型(常绿阔叶林、混交林、草地、耕地)的损失风险的空间分异性。结果表明: 1982—2020年间,西江流域东部、北江和东江流域上游以及珠三角南部地区的干旱风险明显高于研究区的其他区域;上游高海拔地区植被对干旱的响应时间(大多<3个月)通常小于低海拔地区(>8个月);干旱加剧了植被的脆弱性,其中,混交林在不同干旱强度下的损失概率大于其他3种植被类型,表现出更高的脆弱性;流域西北部植被损失概率低于流域中部地区。
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李兆孟, 周勇辉, 刘玉萍, 等. 基于形态和叶表皮微形态特征试论国产赖草属属下类群间的系统关系[J]. 植物研究, 2016, 36(1):10-25.
通过对先前学者报道的国产赖草属24个物种、72个代表居群形态和叶表皮微形态性状特征的观测和研究，结果发现：(1)原国产赖草属物种在旗叶长宽、叶片被毛状况、花序直曲和长宽、穗轴每节小穗数、每小穗小花数、外稃和内稃长度等15个外部形态学性状上均存在不同程度的差异，可将参试物种区分为3个不同的组；大赖草、粗穗赖草、硕花赖草和柴达木赖草多穗组植物的穗状花序粗壮呈圆锥状、直立、密集，穗轴同节着生3多枚小穗，每小穗常含3~10小花，颖线状披针形等，致使其处于该属最原始的地位；皮山赖草、若羌赖草和格尔木赖草单穗组物种的穗状花序细弱呈线状、直立、疏松，穗轴每节仅着生1枚小穗，每小穗往往含2~5小花，颖线状披针形或锥形，这些较高级的外部形态特征使得该组植物隶属于赖草属中较高级的类群；而少穗组植物的外部形态性状通常介于前两组植物的中间过渡状态，因而它的系统地位自然也应处于多穗组和单穗组植物之间。同时，依据外部形态性状的递变趋势分析显示，3组植物具有直接的派生渊源。(2)国产赖草属植物的叶表皮皆由长细胞、短细胞、气孔器细胞和刺毛所组成，表现为典型的狐茅型；它们除在长细胞类型和壁的厚薄、气孔器保卫细胞的体积和类型等性状上具有明显重叠而显示相似外，其它多数性状如长细胞的长度和壁的波曲程度、短细胞的分布式样、副卫细胞的形状及刺毛的类型等性状上具有明显差异，其可将赖草属植物鉴分为与形态学界定结果完全相同的3个组。同时，根据3组植物及组内物种叶表皮性状的演化趋势，对各组和组内物种的演化关系和系统位置分析表明，多穗组植物最原始，少穗组植物较进化，单穗组植物最高级；多穗组可能直接派生了较进化的少穗组，并在少穗组的基础上进而产生了最高级的单穗组。赖草属属下类群的这一系统关系与利用外部形态特征所获得的系统与进化关系基本一致。
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杜玉龙, 涂卫国,
微生境构建被广泛应用于沙化生态系统恢复的研究中,但是极少研究关注微生境构建对高寒沙化地的恢复作用,这对高寒沙漠化生态防治极为不利。为此,在川西北高寒沙地上,引种俄罗斯大果沙棘构建单株和团块微生境用于沙化生态治理研究,探究微生境构建3年对微生境中植物类型和多样性的影响,对土壤容重、含水量、pH、有机碳、全氮、全磷、微生物生物量碳、氮、磷的影响,明确微生境构建对地上和土壤生态系统的促进效应。结果表明：构建微生境增加了灌丛和草本群落盖度,团块微生境显著增加了群落物种多样性,丰富了不同生态类型的植物种类,但构建微生境并没有改变群落优势物种;构建微生境并没有显著改善土壤容重、含水量、pH;团块微生境使土壤有机碳增加至5.55 g/kg,全氮增加至0.35 g/kg,全磷增加至0.69 g/kg,并且也显著增加了土壤微生物生物量;但是高寒沙地土壤养分依然贫瘠,需要长期的恢复来改善养分条件。大果沙棘构建的团块微生境对高寒沙地的恢复效果优良,在进行高寒沙地修复过程中,建议利用灌丛构建团块微生境来进行生态恢复。
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一年生草本植物种群组成荒漠与绿洲生态系统的恒有性植物层片，在防风固沙和保护绿洲生态系统稳定方面具有重要的作用。本研究选取河西走廊荒漠绿洲过渡带人工林下典型5种一年生草本植物虎尾草、狗尾草、白茎盐生草、沙米和雾冰藜为研究对象，采用盆栽试验模拟干旱胁迫及复水，测定5种植物幼苗根系和叶片的生长（株高、根体积、根系平均直径、根系总表面积、根系总长和根系干重）与生理指标（根系活力、光合色素、丙二醛、渗透调节物质和抗氧化酶活性）的变化特征和规律，分析其对干旱环境的适应能力。研究结果表明，轻度干旱胁迫（土壤水分相对于CK减少2%）对5种一年生草本植物生长影响较小，甚至有一定的促进作用；中度（土壤水分相对于CK减少4%）和重度（土壤水分相对于CK减少6%）干旱胁迫下植物生长受到明显抑制。随着干旱胁迫程度的加剧，5种植物根系和叶片的丙二醛、过氧化物酶活性和渗透调节物质含量呈上升趋势；而根系活力呈下降趋势。禾本科一年生草本植物虎尾草和狗尾草根系酶活性（超氧化物歧化酶）随干旱胁迫程度的加剧呈持续增加的趋势；藜科一年生草本植物沙米和雾冰藜随干旱胁迫程度的加剧表现出先增加后下降的趋势。复水处理后，5种植物的生长和生理均得到不同程度的补偿，且根系的恢复能力高于叶片，浅根系植物的恢复能力优于深根系的。5种一年生草本植物的抗旱性具有显著差异，依次为狗尾草>白茎盐生草>雾冰藜>虎尾草>沙米。
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赖草（Leymus secalinus）是长根茎型无性系优良禾草，研究建植初期无性系构件生长的可塑性及其规律具有重要理论与实践意义。本试验采用整个无性系完整挖掘的方法，定量分析了其无性系构件生长的数量特征和可塑性。结果表明，经过一个生长季，赖草无性系构件的生长均具有较大的变异系数，其中，分蘖节芽的最大，为107.9%，可塑性最大。间隔子长度的最小，为29.4%，可塑性最小；分株和根茎均以生物量的可塑性高于其数量。随着根茎长度的增加，根茎和分株的生物量均呈极显著（PP<0.01）幂函数异速生长。赖草无性系具有分株数量优先于根茎伸长的构件生长原则。
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本研究选取柴达木盆地内大柴旦盐湖南岸5种优势草本盐生植物, 即赖草(Leymus secalinus (Georgi) Tzvel.)、海韭菜(Triglochin maritimum L.)、毛穗赖草(Leymus paboanus (Claus) Pilger)、芦苇(Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud)、无脉苔草(Carex enervis C. A. Mey.)等作为试验供试种, 采用由地表向下分层制取根-土复合体试样的方法, 分别对区内5种植物根-土复合体和不含根系素土试样进行了直剪试验. 试验结果表明, 根-土复合体的粘聚力c值由地表向下呈逐渐降低趋势, 且赖草、毛穗赖草、无脉苔草3种草本植物平均粘聚力c值由表层的14.83 kPa逐渐降至下层的6.23 kPa, 海韭菜、芦苇2种草本植物平均粘聚力c值则由表层的15.62 kPa逐渐降至下层的11.83 kPa; 根-土复合体的粘聚力c值由表层至下层呈逐渐降低, 其主要与根-土复合体中的根面积比和含根量由表层至下层呈逐渐降低具有密切关系; 5种草本植物根-土复合体内的摩擦角φ值未表现出一定的规律性. 根-土复合体在50 kPa、100 kPa、200 kPa、300 kPa垂直压力下的抗剪强度均大于相应素土的抗剪强度, 与不含根素土相比, 5种草本根系在地表以下的上层、中层、下层等3层对土体粘聚力增幅为40.7%~875.6%, 体现了5种草本植物对浅层土体具有显著加筋作用.
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\n Leymus secalinus\n is a pioneer plant grown in the Zoige desertified alpine grassland and it is also one of the dominant plant species used for environmental remediation.\n L. secalinus\n plays a large role in vegetation reconstruction in sandy land, but the abundance and diversity of its endophytes have not yet been investigated.\n
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王根绪, 沈永平, 钱鞠, 等. 高寒草地植被覆盖变化对土壤水分循环影响研究[J]. 冰川冻土, 2003(6):653-659.
土地覆盖变化对流域水平衡的影响是流域水文学和生态水文学研究的关键问题之一.以黄河源区两个典型小流域为研究对象,通过对流域不同植被类型与植被覆盖土壤的水分含量、入渗过程、蒸散发特征的测定,研究了高寒草地植被覆盖变化对土壤水分循环的影响.结果表明:广泛分布于青藏高原河源区的高寒草甸草地,植被覆盖度与土壤水分之间具有显著的相关关系,尤其是20cm深度范围内土壤水分随植被盖度呈二次抛物线性趋势增加;在保持其原有的植物建群和较高覆盖度时,土壤上层具有较高持水能力,降水通过表层向深层土壤的渗透速度缓慢,且具有较均匀的土壤水分空间分布,水源涵养功能明显;高寒草甸草地退化后的高山草甸土壤趋于干燥,持水能力减弱,即使进行人工改良以后,土壤水分含量与持水能力也不会有明显改善.保护河源区原有高寒草甸草地对于河源区水文过程意义重大.
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尚占环, 董全民, 施建军, 等. 青藏高原“黑土滩”退化草地及其生态恢复近10年研究进展——兼论三江源生态恢复问题[J]. 草地学报, 2018, 26(1):1-21.
“黑土滩”是全球草地生态系统退化行为在青藏高原三江源区的特殊表现形式，严重威胁着三江源区生态安全和草地畜牧业发展。该文在调研近10年290多个相关文献资料基础上，综合分析了近10年内黑土滩研究和治理工作的主要研究进展。并进一步讨论了一些新的观点，如“黑土滩二次发生”、“黑土滩的水热空洞效应”、“黑土滩人工草地暂稳态机制”等。作者建议针对黑土滩生态恢复，发展黑土滩治理的“分区-分类-分级-分段”的技术体系；研究更多植物物种组合（>10种）的混合群落构建技术；研发启动和引导黑土滩人工草地自我恢复技术及近自然恢复模式；组织开展第二次“黑土滩”本底调查工作；完善低成本治理模式，推动三江源生态建设的可持续性。
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妥万花, 刘泽华, 张润琳, 等. 青海省黑土滩退化草地的成因及恢复治理研究进展[J]. 青海草业, 2024, 33(4):43-49.
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刘伟, 畅宝花, 许庆方, 等. SA、ETH和IAA处理对破除赖草种子休眠的影响[J]. 草地学报, 2021, 29(1):195-201.
为研究破除赖草（Leymus secalinus）种子休眠的方法，采用浓度为0.01~0.17 mmol·L<sup>-1</sup>水杨酸（Salicylic acid，SA）、200~600 μL·L<sup>-1</sup>乙烯利（Ethephon，ETH）、20~60 mg·L<sup>-1</sup>吲哚乙酸（Indoleacetic acid，IAA）分别对赖草种子浸种处理12 h，24 h，36 h，通过测定分析4个种子发芽指标，探究这3种物质对破除赖草种子休眠的影响，为赖草种子的人工繁殖提供理论依据。结果表明：适宜浓度的SA，ETH和IAA浸种处理均能有效打破赖草种子休眠，用0.05 mmol·L<sup>-1</sup> SA浸种12 h后种子发芽率最高为64%，是对照的2倍；用20 mg·L<sup>-1</sup> IAA浸种24 h时，种子发芽势达到最大为33%，高于SA，ETH处理；其次用50 mg·L<sup>-1</sup> IAA浸种36 h和200 μL·L<sup>-1</sup> ETH浸种12 h时，种子发芽率分别为51%和48%，均显著高于对照。然而与IAA处理不同，高浓度的SA，ETH会抑制种子发芽。因此，浓度为0.05 mmol·L<sup>-1</sup> SA浸种处理12 h破除赖草种子休眠的效果最佳。
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史静, 赖大伟, 梁永良, 等. 赖草种子发芽特性研究[J]. 青海草业, 2016, 25(3):5-8.
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杜利霞, 赵凯玥, 王凯鑫, 等. 6-BA引发对赖草种子萌发、贮藏物质和内源激素的影响[J]. 草地学报, 2020, 28(3):667-674.
赖草（Leymus secalinus）种子的强休眠特性使其发芽率很低，严重制约了其在生产实践中的应用。本试验利用不同浓度的6-苄基腺嘌呤（6-benzyl adenine，6-BA）对赖草种子进行不同时间的引发处理，通过研究其萌发能力、贮藏物质及内源激素的变化，探讨其休眠的原因及6-BA引发对赖草种子萌发的影响，为破除种子休眠提供依据。结果表明：60 mg·L<sup>-1</sup>的6-BA引发36 h，赖草种子的发芽率最大，为51.03%，是清水引发处理的2.51倍。测定引发36 h赖草种子的贮藏物质和内源激素的变化结果显示，6-BA浓度为120 mg·L<sup>-1</sup>引发的种子可溶性糖含量、淀粉酶活性、脂肪酶活性最大，淀粉含量最低。60 mg·L<sup>-1</sup>的6-BA引发种子内的葡萄糖-6-磷酸脱氢酶活性最大，且赤霉素含量也最高。综上所述，60 mg·L<sup>-1</sup>、120 mg·L<sup>-1</sup>的6-BA引发36 h大大活化了种子的内源激素，在激素的作用下酶系活化，促使贮藏物质分解，为种子萌发提供营养物质，使赖草种子的发芽率达到最大。因此，可利用60 mg·L<sup>-1</sup>和120 mg·L<sup>-1</sup>的6-BA引发36 h的方法进行赖草种子休眠的破除。
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杜利霞, 廖明旺, 秦士利, 等. 施氮量与行距对赖草种子产量及质量的影响[J]. 草地学报, 2024, 32(3):968-976.
为探究氮肥施用量与行距对赖草(Leymus secalinus)种子产量及质量的影响,本研究采用裂区试验设计,主区为氮肥添加量(N0 0 kg·hm<sup>-2</sup>,N1 60 kg·hm<sup>-2</sup>,N2 120 kg·hm<sup>-2</sup>,N3 180 kg·hm<sup>-2</sup>),副区为行距(R1 30 cm,R2 40 cm,R3 50 cm,R4 60 cm),利用灰色关联度、逐步回归分析等方法对种子产量及质量综合分析,明确影响种子产量的关键因素,筛选赖草种子生产最优种植配置组合。结果表明:影响赖草种子产量的主要因素是生殖枝数、千粒重、种子数/小穗、小穗数/生殖枝,对产量贡献最大的因素是种子数/小穗。经灰色关联分析可知,120~180 kg·hm<sup>-2</sup>施氮量和60 cm种植行距时获得最优的种子产量与种子质量,而120 kg·hm<sup>-2</sup>施氮量处理下的实际种子产量、潜在种子产量与180 kg·hm<sup>-2</sup>施氮量处理均无显著差异,因此从经济效益与生态效益考虑,赖草种子生产可采用120 kg·hm<sup>-2</sup>施氮量、60 cm行距,能获得最优的种子产量与质量。
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樊鹏鹏. 山西不同居群赖草综合性状比较研究[D]. 晋中: 山西农业大学, 2015:7.
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