全 文 ：第 4 卷 第 2 期
2
1 9 9 6
V o l
.
4 N o
草 地 学 报
A C T A A G R E S T IA S IN ICA
年
1 9 9 6
义U害」对荒漠草原几种牧草贮藏碳水化合物的影响 ’
白可喻 “ 赵萌莉 卫智军 韩国栋 许志信
(内蒙古农牧学院草原科学系 , 呼和浩特 0 1 0 0 1 8)
摘要 : 1 9 9 4 年 3 一 10 月在内蒙古达茂联合旗短花针茅荒漠草原研究XlJ 割处理对六种牧
草贮藏碳水化合物含量的影响 。 结果表明 , XlJ 割引起牧草茎基和根部贮藏碳水化合物含量下
降 , 而当株高 sc m 时 , 留茬 Zc m 的XlJ 割处理 , 对贮藏碳水化合物含量的总体影响不大 。
关键词 : 荒漠草原 ; 植物 ; 贮藏养分 (碳水化合物 ) ; XlJ 割处理
1 前言
贮藏养分是植物生长发育的能源 , 对植物的生命活动有重要作用 。国外对牧草贮藏养分
的研究较多 , G rab er 等 (1 9 2 7 年 )首次将碳水化合物和含氮化合物定为植物维持发育和根系
生长的贮藏养分 。 此后 , W a r d 和 B la s t e r (1 9 6 1 )以及 T ro u g h to n (1 9 5 7 )研究环境因子和 XIJ割 、
放牧对牧草贮藏养分积累的影响 。 我国在这方面的研究起步较晚 , 曹自成等 1 9 8 2 年报导 了
栽培牧草的贮藏养分 。 1 9 9 2 年以来 , 许志信等报导了内蒙古草原牧草贮藏养分的积累和 消
耗规律的研究结果 。 但对荒漠草原植物贮藏养分含量的研究甚少 。 内蒙古的荒漠草原约 8 82
万公顷 , 占总草地面积 n . 2 % , 是饲养绵羊 、绒山羊的重要基地 。 本文旨在研究Xl] 割对荒漠
草原牧草贮藏养分含量变化的影响 , 以便为今后草地的合理利用提供科学依据 。
2 材料与方法
2
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1 试验地设在内蒙古乌兰察布盟达茂联合旗原内蒙古农牧学院哈雅教学牧场内 。位于北
纬 41 0 37 ‘ , 东经 1 1 0 0 5 8 ‘ , 海拔 1 3 7 5 m 。 属典型大陆性气候 , 冬季寒冷漫长 , 春季干旱多风 。
1 9 9 4 年全年平均降水量 2 90 . 4 m m , 其中 65 %集中于 7 一8 月 。年平均气温 2 . 7 ℃ , 最高妞集
中于 6 、 7 月 , 平均为 21 . 5 ‘C 。 无霜期 1 0 一 1 20 天 。 土壤为淡栗钙土 , 土质疏松 , 腐殖质层厚
2 0 ~ 3 oe m
, 有机质含量 2 . 0 % 。
2
.
2 草地类型属荒漠草原 , 草层低矮 、稀疏 , 结构较简单 , 高度一般为 10 ~ 2 0c 二 , 总盖度 15
一 2 5 % 。 建群种为短花针茅 (St l’P a b reV 或fl o r a ) 、优势种为冷篙 (A rt e m is故 fr 仓创曲)和无芒隐子
草 (C le说og ene : son g ~ a) 等
。
2
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3 试验设计
2
·
3
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1 草种选择
选择短花针茅 、冷篙 、羊草 (Le ym u : ‘hlne si ) 、无芒隐子草 、糙身子草 (Cl eis toge ne 、 sq ua 。
ros a) 和友艾草 (A ch n a t~ m sP le n d en : )等六种供试草种
。
国家自然基金资助项 目
, , 现为中国农业大学博士研究生
第 2 期 白可喻等 : XlJ 割对荒漠草原几种牧草贮藏碳水化合物的影响 1 2 7
2
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3
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Z XIJ 割高度
牧草平均株高 sc m 时进行第一次XlJ 割 , 当再生草株高 sc m 时再次 Xl] 割 , 直至不再生长
或生长极缓慢时为止 。
2
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3
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3 又U害U时期
六种牧草的XlJ 割期分别为 : 短花针茅 : 7 月 1 日和 8 月 3 日 ;糙隐子草 : 6 月 6 日、 7 月 27
日和 8 月 13 日 ;无芒隐子草 : 7 月 2 日和 8 月 2 日 ; 冷篙 : 7 月 2 日和 8 月 8 日 ;羊草 : 5 月 16
日 、 5 月 3 1 日 、 7 月 2 日、 7 月 1 6 日、 8 月 2 日 、 8 月 1 8 日和 9 月 3 日 ;岌贫草 : 5 月 1 5 日 、 6 月
6 日 、 7 月 1 日 、 7 月 2 1 日 、 8 月 8 日和 9 月 3 日 。 短在针茅第一次XlJ 割时处于结实后营养期 ,
其它 6 种牧草第一次XlJ 割时都处于营养期和分孽后期 。
2
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3
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4 每次Xl] 割留茬高度 为 Zc m 。
2
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3
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5 在X[J 割当天和 xlJ 后第 5 、 10 和 15 天分别采样 。 采样部位为自地面以上 Zc m 的茎基
及地下器官 , 包括根 、根茎等 。 采样量为 30 一 5鲍 。
2
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3
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6 采样后分成活体和死体两部分 , 冲洗干净 , 自然风干装袋贮存于干燥处 , 待分析 。
2
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4 实验室分析
2
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4
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1 草样在 70 C 下烘 24 小时后粉碎 , 过筛 (孔径 0 . Ic m ) , 装瓶 。
2
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4
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2 用 3 . 5一二硝基水杨酸比色法测定草样的总糖和还原糖含量 (王沛文 , 1 9 8 5)
3 结果与分析
3
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1 短花针茅
短花针茅XlJ 割两次 (见表 1 ) , 以第一次XlJ 后的再生速度最快 , 平均 日增长 0 . 2 4c m , 在第
10 ~ 15 天可达 。. 42 c m 。 总糖和还原糖的变化规律完全一致 , 均呈减少~ 增 加~ 减少的趋
势 , 第二次XlJ 后总糖的变 化同上 , 而还原糖则呈减少~ 增加~ 增加的趋势 。 在第一次刘后 5
天二者分别降低 7 . 18 %和 0 . 76 % , 10 天后回升到 19 . 92 %和 1 . 60 % (见表 2 ) , 第 15 天二者
再次下降 。 第二次刘后 5 一 10 天的变化情况同第一次 , 但第 15 夭出现总糖含量降至 8 . 07 %
(最低点 ) ,相反还原糖则增 至 0 . 4 % 。
3
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2 糙隐子草
糙隐子草XlJ 割三次 。 以第二次Xl] 后的再生速度最快 , 平均 日增长 0 . 3 c m 。 总糖和还原糖
含量在第一次 XlJ 后 5 天分别降低 2 . 92 %和 0 . 65 % , 以后二者均持续上升 (见表 2 ) 。 前者在
第二次刘后 5 天降低 13 . 51 % , 10 天后稍有回升 , 第 15 天降低 14 . 57 % ;后者在XlJ 后 5 ~ 10
天均持续上升 , 15 天时降至 0 . 07 % 。 第三次刘后 5 天二者分别上升 2 . 92 %和 0 . 81 % ;第 10
天总糖含量降低 2 . 92 % , 而还原糖则有所上升 ;相反至第 15 天时前者上升 1 0 . 07 %而后者
则降至 0 . 37 % 。 分析上述结果可见 , 总糖含量的变化呈以下三种规律 , 第一茬为减少~ 增加
~ 增加 ;第二茬为减少~ 增加~ 减少 ;第三茬为增加~ 减少~ 增加 。 连续XlJ 割时大量消耗其
贮藏养分以致在第三次XlJ 后 5 天时出现总糖含量上升的现象 ;而第一 、二次XlJ 后 5 天时均呈
减少趋势 , 尤以第二次最 为明显 。
3
.
3 无芒隐子草
无芒隐子草 xlJ 割两次 。 总糖含量呈现减少~ 减少~ 增加的变化 。 第一次XlJ 后 5 天和 10
天总糖含量持续下降 , 第 15 天增至 24 . 36 % (见表 2 ) 。 第二次与第一次刘割相比总糖含量明
显下降 。 由龄第一次Xl] 后雨量较大 , 充足的水分和较高的温度促其再生 , 因而消耗大量贮藏
1 2 8 草 地 学 报 1 9 9 6 年
表 1 牧草刘后 1 ~ 15 天的再生速度 (c m . d 一 ’)
T a b le 一 R e g r o w th r a te s in l ~ 1 5 d a ys a ft er eu t tin g (e m . d 一 ’)
牧草名称
H e rb ag e s p ee ies
时间
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C u t tin g tim e s
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3 1
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* 平均值表示 xlJ 割后 15 天每 日的平均再生速度 。
A v e r a g e 15 a v e r a g e r e g r o w t h r a t e s o f e v e r y d a ys in 1 5 d a ys a ft e r e u t t l n g
养分 。 而二次XlJ 后总糖含量逐渐回升 , XlJ 割当时为 1 5 . 89 % , 5 天后升至 17 . 74 % , 巧 天时达
21
.
72 %
。 还原糖含量的变化不同转总糖 , 第一次XlJ 后 5 天从 2 . 35 %降至 0 . 79 % , 第 10 天升
至 1 . 2 0 % , 15 天时略呈下降 。 第二次刘后 5 天从 1 . 1 %降至 0 . 59 % , 以后则持续增 加 , 15
天时升至 1 . 39 % 。
第 2 期 白可喻等 : XlJ 割对荒漠草原几种牧草贮藏碳水化合物的影响 1 2 9
表 2 刘割后茎基和根 (根茎 )部碳水化合物含t 的变化
T a ble 2 Ch a n g es o f e a rb o h y d r at e eo n t en t s in pla n t s te m b a se s a n d r o o t a ft e r e u t tin g
碳水化合物含量 (占干物质% )e a rb o h y d r a t e eo n t e n t s (%D M )
植物名称
H er ba g e
SP eC l e S
刊割次数
C u t t z n g
xlJ 割当时
D a y a t e u t t in g
刘后 5 天
5 d a ys
t lll le s
a fr e r e u t t in g
刘后 10 天
1 0 d a ys
a fte r e u t tin g
XlJ 后 15 天
1 5 d a ys
a fte r e u t tin g
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9 5 1 2 1 6
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T S
: 总糖 T o t a l s u g a r
R S : 还原糖 R e d u e in g s u g a r
3
.
4 冷篙
冷篙的总糖和还原糖的含量除第一次XlJ 后 5 天的变化各异外 ; 即前者增至 1 8 . 27 % , 后
者减至 。. 45 % , 其他各刘次和刘后不同天数的变化规律则完全一致 (见表 2 ) , 在第一次XlJ 后
第 1 0 、 15 天的变化规律呈增长~ 减少 , 而第二次 5 、 10 和 15 天则呈增加一减少~ 增加的变
化过程 。
3
.
5 羊草
羊草XlJ 割 7 次 , 其再生速度以第一次和第五次最快 , 分别为每天增 长 1 . 17 和 1 . 2 0c m
(见表 1 ) 。 刘割对羊草贮藏养分的影响较大 , XlJ 后总糖的含量变化呈两种趋势 :前 4 次为减
1 3 0 草 地 学 报 1 9 9 6 年
少~ 减少~ 增加 , 后 3 次为减少~ 增加 ~ 减少 。 第一种情况在 XlJ 后 5 天总糖含量下降 , 第 10
天逐渐增加 , 尤 以第一次 XlJ 割为明显 。 第一次XlJ 割当时总糖含量为 39 . 48 % , 第 5 天 降至
23
.
83 % (见表 2 ) , 10 天后逐渐回升 , 15 天时达 19 . 91 % 。 第二种情况 , 刘后总糖含量下降 , 5
天后逐渐回升 , 第 10 天再次下降 。
还原糖与总糖的变化有所不同 。 还原糖经常处于被利用的状 态 , 其变化呈不规律形式 。
如在第 2 、 6 次XlJ 割后含量上升 , 第 5 夭分别从 2 . 10 %和 1 . 08 %升至 2 . 65 %和 2 . 41 % , 之后
则持续下降 , 第 3 、 5 、 7 次XlJ 后还原糖的含量下降 , 到 10 天后又恢复 。 总之 , XlJ 割对羊草还原
糖的影响较小 。
3
.
6 岌岌草
岌菠草XlJ 割 6 次 。 其再生速度以第二次和第四次最快 , 分别为每天增长 0 . 72 和 0 . 8 4c m
(见表 1 ) 。 xlJ 割对菠友草贮藏养分含量产生较大的影响 。 XlJ 后总糖含量的变化 出现两种情
况 , 第 1 、 2 、 4 、 5 次刘割 的变化为 : 减少 ~ 减少~ 增加 , 如第一次 XlJ 后 5 天总糖含量下 降 , 10
天后总糖含量从 20 . 39 %降至 14 . 30 % (见表 2 ) , 第 巧 天又增至 16 . 10 % 。 第 3 次XlJ 割的变
化为 减少 ~ 增 加~ 减 少 , XlJ 后第 5 天 总糖含量从 12 . 45 %减少至 9 . 32 % , 10 天后增 至
12
.
45 %
, 第 15 天又减至 10 . 96 % 。 第 6 次XlJ 割时总糖的含量 已降至低谷 , XlJ 后略有上升 , 第
5 天以后持续下降 , 以致XlJ 后 10 ~ 巧 天几无再生能力 。
4 讨论与结语
4
.
1 刘后碳水化合物含量的变化规律与再生的关系
试验结果表明 : 友友草和羊草的再生性最强 , 可XlJ 割再生 5 、 6 次 ;糙隐子草次之 , 可再生
2 次 ; 无芒隐子草和冷篙再生一次 ;而短花针茅由于第一次XlJ 割时间偏晚 , 只能再生一次 。 在
相同的生态条件下 , 草种再生性的强弱取决于各自的生物学特性 , 如株丛类型 、 XlJ 后残 留的
叶片数量以及生长锥受损情况等 。 牧草不同部位贮藏碳水化合物的分析结果证实羊草为根
茎型 , 根茎中含有较多的贮藏养分 (2 0 . 6 % ) ;岌艾草属密丛型 , 分萦节位于地表 , 其中也含
较多的贮藏养分 (24 . 36 % ) , 因此两者的再生性均较强 。
供试草种贮藏碳水化合物的含量各异 , 其中羊草 , 无芒隐子草和糙隐子草的含量较高 ,
而短花针茅 、冷篙和友友草则较低 。牧草的再生性能的强弱与其贮藏碳水化合物的含量关系
密切 。 羊草 、友友草和短花针茅的再生性较强 , 在每次刘割后 5 天 , 因再生而消耗贮藏养分 ,
因此呈下降趋势 。而在XlJ 后第 10 天和 巧 天再生草 已长出一定数量的叶片 . 可以再次积累贮
藏碳水化合物 , 因此养分含量逐渐上升 。 V ol en e 。 (1 9 8 5) 的研究指出 , 牧草Xl] 后第 4 夭茎基的
还原糖 、非还原糖 、淀粉 、果糖含量下降 50 % , 而 24 天后即恢复到 原有水平 。 山本绅 朗等
(1 9 8 2) 的试验表明 , 植物在XlJ 后蔗糖浓度很快降低 , 随后维持稳定 , 第 15 天便恢复到最初的
水平 ,刘后的前 5 天 , 葡萄糖浓度迅速降低 , 第 n 天再次增加 。
冷篙 、无芒隐子草和糙隐子草等在 XlJ 后 5 天总糖含量出现上升的现象 ,前人的试验 同样
出现类似的情况 。 在 U en 。 等人 (1 9 7 0) 的试验中 , 首信XlJ 后的再生期间 , 还原糖和总糖的含
量均呈上升 。 出现上述情况 , 在草种间应作不同的分折 。 冷篙由于刘后残留的叶片较多 , 因
此仍能进行光合作用并将光合产物贮藏积累 , 以供再生所需 (许志信 , 1 9 93 ) 。 有些研究者支
持上述见解 , 并发现植物在去叶后 , 光合能力反而有所增加 , 它的气孔传导度和叶肉细胞传
导度都增加了 , 但延续时间较短 (M cd on ou gh 等 1 9 6 9 ) 。 糙隐子草和无芒隐子草再生力较弱 ,
第 2 期 白可喻等 : XlJ 割对荒漠草原几种牧草贮藏碳水化合物的影响 1 3 1
刘后的再生非常缓慢 , 但是可调运其它器官贮藏的养分输送到茎基部为其再生做好准备 , 因
此在刘后 5 天贮藏养分的含量出现上升 。
4
.
2 刘割 高度和贮藏碳水化合物 的关 系
牧草XlJ 后的再生有赖于两个重要因素 , 即贮存的碳水化合物和分生组织的数量及其活
性 。 当再生不受其它因素限制时 , 则主要受碳水化合物含量的影响 。 刘后再生所需的碳水化
合物有两个来源 : 其一为XlJ 后残留部分同化的光合产物 ;其二源于留茬和根部贮存的碳水化
合物 。 因此 , XlJ 割时的 留茬高度 、频度和 XlJ 割时间对碳水化合物的贮量有直接影响 。 Mor an
(1 9 52 )指 出 , 频繁 XlJ 割降低了可利用糖的百分含量 ; 低茬XlJ 割减少 的碳水化合物远大于高
刘 , 因为低XlJ 将失去大量的叶片 , 而且延迟了碳水化合物的贮藏时间 。 本试验采取株高 sc m
时 , 留茬 Zc m 的刘割方式 , 结果对牧草贮藏碳水化合物的影响不大 , 因而有利于荒漠草原的
合理利用 。
4
.
3 刘割时间与刘割次数对碳水化合物含量的影响
4
.
3
.
1 以义lJ后不同时间和不同XlJ 次作为处理 , 进行方差分析 (见表 3 ) , 结果表明 : 除短花针
茅外 , 其他几种牧草在刘割当时和 XlJ 后 15 天之间总糖与还原糖含量的差异均不显著 (P>
0
.
05 )
。 由于xlJ 后的间隔期为牧草提供恢复贮藏养分的可能 , 因而对贮藏养分的含量影响不
大 。 短花针茅的总糖含量在XlJ 后 15 天与刘割当时和 XlJ 后第 10 天之间差异显著(P < 0 . 0 5 ) 。
短花针茅在XlJ 后 15 天由于生长的需要而大量消耗贮藏的养分 , 因而 总糖含量明显下降 , 但
是刘后 15 天对其余的五种牧草的影响不大 。 国外学者的研究也涉及这一现象 。 Ja m es o n
(1 9 6 3) 指 出 , 没有将碳水化合物减少到临界水平的XlJ 割 , 除了暂时的影响外 , 并无其它更大
的影响 。
T a ble
表 3 刘割次数和刘后 5 ~ 15 天对牧草总枪含t 的影响
D u n e a n
, 5 m u lt iple r a n g e t e st o n h e rb a g e t o ta l su g a r e o n te n t in d iffe r e n t
e u t tin g tim e s a n d d iffe r e n t tim e s a fte r e u t tin g
植物名称
H e r ba g e sp ee ie s
岌岌草
义lJ割次数
C u t tin g t im es
平均数%
A v e r a n g e
显著水平 L e v e l o f sig n ifie e n e e
5 % 1 %
AB
UC
bLLJUCa曰
1n乙gJA且一Ob”10曰
月‘h n ‘绪h er “ m
sP le n d ~
无芒隐子草
1 6
.
8 7
1 2
.
0 9
1 1
.
3 0
1 0
.
9 5
1 0
.
8 6
9
.
0 3
2 4
.
0 1
1 8
.
8 7
植物名称
H e r ba g e s pe
e ie s
又lJ割后不同时间
D iffe r e n t t im e s
a ft e r e u t t in g
平均数写
A v e r a g e
显著水平 L e v e l o f s i g n ifie e n e e
5 % 1 %
A
b
a
‘
b短花针茅
St iPa
加口价哪口
1 0 天
又lJ割当天
5 天
1 5 天
1 8
.
4 1
1 7
.
2 6
1 2
.
7 8
9
.
0 8
1 3 2 草 地 学 报 1 9 9 6 年
4
.
3
.
2 刘割次数对羊草 、冷篙 、糙隐子草和短花针茅的贮藏养分无显著影响 (P > 0 . 05 ) , 而
对无芒隐子草(P < 0 . 0 5 ) 、岌岌草(P < 0 . 0 1 )则有显著影响 。 结果表 明 , 以羊草为主的草地在
生长季中可放牧 4 ~ 5 次 , 而以冷篙 、糙隐子草为主的草地 只能放牧 2 ~ 3 次 。 对岌岌草而言 ,
其余几次刘割与第一次刘割相 比总糖含量差异显著(P < 。. 0 1 ) , 第六次刘割与第五次刘 割
相比差异亦显著(P < 0 . 05 ) 。 无芒隐子草的第二次刘割与第一次 XlJ 割 间总糖含量差异显著
(P < 0
.
0 5 )
。 结果表 明 ,岌岌草的XlJ 割频度应适当减少 , 以 3 ~ 4 次为宜 。 而无芒隐子草只能
放牧 1 次 。 总之 , 以短花针茅为建群种 , 以冷篙和无芒隐子草为优势种的荒漠草原可放牧利
用 2 ~ 3 次 。
参 考 文 献
1 万长贵 , 1 9 9 0 , 草原植物的再生能源及其它 , 国外畜牧学一草原与牧草 , 1 : 39 一41
2 许志信主编 , 1 9 8 9 , 草地经营 , 内蒙古大学出版社 , p46 ~ 49
3 许志信、 巴图朝鲁 、卫智军 、段淳清 、赵钢 、 昭和斯图 , 1 9 9 3 , 牧草再生与贮藏碳水化合物含量变化关系的
研究 , 草业学报 , 2 (4 ) : 1 3 ~ 1 8
4 许志信 、 白永飞 , 1 9 9 4 , 干草原牧草贮藏碳水化合物含量变化规律的研究 , 草业学报 , 3 (4 ) : 27 一 31
5 王沛洪主编 , 1 985 , 基础生物化学实验指导 , 陕西科学技术出版社 , P6 ~ 8
6 山本绅朗 、美浓美辅 , 1 982 , 刘割以后鸭茅茎基部的碳水化合物代谢 , 内蒙古畜牧兽医 , 1 : 16 ~ 18
7 李德新 , 1 9 5 9 , 狭叶锦鸡儿一石生针茅 + 无芒隐子草荒漠草原群落再生性试验初报 , 荒漠草原生态系统
的研究 , 内蒙古人民出版社 , P7 9~ 8
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C r o p S e x
. ,
1 、) : 3 9 6一 3 9 9
第 2 期 白可喻等 : XlJ 割对荒漠草原几种牧草贮藏碳水化合物的影响 1 3 3
E ffe c ts o f C u ttin g o n C a r b o hyd r a te
R e se r v e s o f P la n t in th e D ese r t S tePPe
Ba i K
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(上接 1 2 5 页 )
Stu d y o n T e eh n iq u e fo r Id e n tifie a tio n S e ed
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S u n Jia n h u a
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