氮磷肥对西南桦无性系生物量分配和根系形态的影响

【目的】西南桦(Betula alnoides)具有较高的经济价值和生态效益,是中国热带、亚热带地区重要的乡土速生阔叶树种。氮和磷的有效性和空间分布显著影响着植物生长和根系发育。笔者研究施肥对西南桦无性系生物量分配和根系形态的影响,筛选出优良西南桦无性系及适宜的施肥配方,为西南桦的科学培育提供参考。【方法】以西南桦4个无性系(编号分别为A5、FB4、FB4⁺、BY-1)组培苗为试验材料,采用完全随机区组设计,每个小区 25 株。设置氮(0、200、400 mg/株)和磷(0、70、140 mg/株)共9个组合处理,重复 3 次。以不施肥为对照。为防止苗木缺素,每株施钾量为332 mg。磷肥作为基肥一次性施入基质中,组培苗移栽成活1个月后,开始追施氮和钾肥,每次施肥间隔时间为7 d,共10次。最终苗木收获时,先分离出根系进行形态指标扫描,获得根长、根表面积、根体积和根平均直径,最后全株烘干用于测定各器官的生物量,比较不同施肥处理下西南桦无性系的生物量分配和根系形态差异。【结果】①不同无性系和施肥处理下西南桦幼苗的地上、地下和总生物量差异均达到显著水平,但无性系×施肥处理的交互作用不显著。施肥处理幼苗的地上、地下和总生物量较对照(不施肥)有明显的增幅。处理5(N 200 mg/株+P 70 mg/株)幼苗的地上、地下和总生物量最大,分别比其他施肥处理提高了11.27%~460.49%、7.14%~200.00%、10.57%~390.09%。进一步比较不同无性系,无性系FB4⁺的地上、地下和总生物量表现出明显的生长优势,分别是无性系A5、FB4和BY-1的1.14~1.21、1.22~1.31、1.15~1.22倍。②不同无性系和施肥处理下幼苗的根表面积、根平均直径和各根径等级细根的根长差异显著或极显著,且无性系×施肥处理的交互作用对根体积、根表面积、根平均直径和各根径等级细根(根径d>2 mm除外)的根长影响均极显著。施肥处理的幼苗根系形态参数均高于对照。在所有无性系中,处理5的根系形态参数均显著高于其他施肥处理,其根表面积、根平均直径、根体积和总根长,分别比其他施肥处理提高了0.77%~227.20%、2.13%~152.63%、0.60%~264.13%和4.53%~214.04%。进一步比较不同根径等级细根的根长,西南桦幼苗的小细根(0<d≤1 mm)、粗细根(1<d≤2 mm)和粗根(d>2 mm)的根长亦表现出处理5最大。无性系FB4⁺在处理5下的根系形态参数显著高于其他无性系和施肥组合。③总生物量与地上、地下生物量均呈极显著的正相关关系,这三者与根平均直径、总根长、根表面积、根体积亦分别表现为极显著的正相关关系。【结论】施肥显著促进了西南桦幼苗的生物量和根系生长发育,且存在无性系差异。综合幼苗的生物量和根系形态指标,认为西南桦无性系FB4⁺在处理5(N 200 mg/株+P 70 mg/株)条件下生长表现最优。     

调控根系对玉米幼苗生长及氮素利用的影响

在石英砂培养条件下,研究了切除种子根和阻止不定根下扎,对不同根系构成的玉米形态建成、氮素吸收和利用及吸收根补偿效应的影响。结果表明,玉米地上部形态建成随根系形态建成的抑制而抑制,反映为全株干物重随根的干物重、长度、表面积和体积的减弱而显著下降,根冠比减小。控制不定根扎入砂中但保留种子根（处理Ⅰ）及切除种子根且控制不定根扎入砂中（处理Ⅱ）的植株与对照相比,虽全株氮吸收量显著下降,但通过加强氮素在地上部分配利用及大幅提高氮素吸收效率而体现了较高的氮素利用效率。处理Ⅰ和处理Ⅱ的玉米吸收根表现出强烈补偿生长现象,但不同根系形态性状对吸收根补偿效应的贡献随根系间差异、特别是根的粗细差异而变化。与对照相比,处理Ⅰ植株和处理Ⅱ植株中,补偿效应最强的是根长、其次是根表面积、第三是根体积、根干物质重最弱;但处理Ⅱ与处理Ⅰ比较,根干物质重补偿效应最强、根长和根表面积相近居其次、根体积最弱。表明当玉米根体积差别大时,根长比根干物质重更能体现根系功能,而当玉米根体积相近时,根干物质重比根长对根系功能更有意义。     

不同无性系美国山核桃种子对其苗木根系生长影响的研究

对不同无性系美国山核桃种子进行播种试验,以研究对其苗木及根系生长的影响．结果表明,不同无性系种子苗木地径、苗木高度、根系长度、根系表面积、地下部分干质量均表现出极显著差异,而根系体积、地上部分干质量和根／冠也表现出显著性差异．苗木地径最大为1．11cm,为最小地径的1．33倍;苗木高度最大为51．96cm,为最小的1．65倍;根系长度最长可达1490．01cm,为最小值的2．11倍;根系表面积最大为500．51cm,为最小值的2．02倍;根系体积最大为16．12cm,为最小值的2．24倍．随着种子大小的减小,苗木各指标也表现出逐渐下降的趋势．因此,在育苗过程中,应该选择中等大小以上的无性系种子育苗,以培育优质苗木．     

淹水处理下杨树不同无性系苗木根系形态变化

【目的】了解淹水处理下不同杨树无性系苗木根系的形态变化规律,揭示杨树对淹水胁迫的根系适应策略,为筛选耐水的杨树无性系提供依据。【方法】选用3804杨、1388杨、895杨、110杨和328杨5个杨树无性系,设置对照、渍水和淹水3种处理,测定苗木根系的生物量、长度、数量、表面积、体积等指标。【结果】①渍水处理下杨树根生物量与对照无显著差异,但淹水处理下的根生物量却显著小于对照。②渍水和淹水处理下的多数杨树无性系苗木一级根数量与对照之间没有显著差异,但总根长、总根投影面积、总根表面积和总根体积却大于对照。③与对照相比,渍水和淹水处理下的杨树苗木根系平均直径有所减小,但根尖数、分叉数和交叉数却增大。④主成分分析提取出的2个主成分累积贡献率为88.58%,可较好地反映杨树苗木根系形态特征。【结论】隶属函数法分析表明,在渍水处理下5个杨树无性系根系形态表现的优劣顺序是1388杨>895杨>3804杨>110杨>328杨;在淹水处理下的优劣顺序是1388杨>895杨>110杨>328杨>3804杨。所以,从根系形态表现看,1388杨和895杨的耐水性较强。     

盐胁迫对武育粳3号和扬稻6号幼苗根系的影响

根系是水稻的重要器官,其生长发育状况对水稻的整体生长和产量起决定作用,本试验在水培条件下,对武育粳3号和扬稻6号3叶期水稻幼苗用0-120mm0l/L七个不同浓度的NaCl处理一周后,用扫描仪对各处理根系进行扫描,再用RegentRHIZO根系分析系统分析。结果表明,NaCl胁迫抑制根系的干物质积累,根体积、根表面积也随盐浓度的增加而降低,盐胁迫也影响不同直径根的生长,且不同品种影响趋势不同,从根冠比看,武育粳3号地上部生长受抑制较扬稻6号重。     

控根栽培下桂花根系的动态生长与垂直分布特征

在控根栽培模式下,采用土钻法对6年生桂花嫁接苗的根系分布和季节动态进行研究。结果表明:一年中,随着时间的变化,桂花根系长度、根系体积、根长密度都呈增长趋势;须根萌发明显,细根增多,根系分布层上移,主要集中在0～10 cm土壤深度,说明控根容器对桂花根系构型产生一定影响。     

根区交替滴灌方式对葡萄根系形态特征与根系活力的影响

研究不同交替滴灌方式对葡萄根系形态、分布与根系活力的影响,为构建高效根区交替滴灌方式提供一定理论依据。以当年扦插的葡萄幼苗为试材,通过在植株东西两侧安装滴灌设备,模拟根系分区交替灌溉,探讨树体两侧均采用地面滴灌方式(处理1),树体两侧均采用地下滴灌方式(处理2),树体东侧为地面滴灌方式,西侧为地下滴灌方式(处理3)3种交替滴灌方式根系直径、重量、长度、表面积、体积的分布规律及根系活力随灌水时间的变化特点。结果表明:根系总重、总长、总表面积与总体积均以处理3最大,处理2次之,处理1最小;各处理西侧的根系总重、总长、总表面积与总体积均大于东侧;处理1葡萄根系长度在土层深度0~20 cm处分布最多,占总根长的55%,处理2在土层深度20~40cm处分布最多,占总根长的49%,处理3的根长分布规律东侧与处理1一致,西侧与处理2一致;不同交替滴灌方式对不同土层深度内根系活力的影响不同,处理1在0~20 cm处根系活力最大,处理2在20~40 cm处最大,处理3对东侧土层内根系活力的影响与处理1相同,西侧与处理2相同。由此可见,处理3和处理2对根系构型的建成诱导效应优于处理1,促进根系下扎,使根系在土层内分布更加均匀,保持根系活力在较高水平。     

槟榔香草兰农林复合系统土壤性状及根系分布

采用挖掘法和土壤常规观测方法对香草兰槟榔农林复合系统土壤物理性状及根系分布进行了分析.结果表明与当地土壤相比,混交林表土层比较疏松,0～20cm土壤容重比当地同层土壤小0.13 g·cm-3.混交林下各土层土壤含水量分布具有规律性,0～80cm土层平均为12.8%.混交林土壤平均pH值为4.7,略小于当地土壤pH值.混交林平均土壤有机质含量为1.9%,处于全省较高水平,尤其0～20cm土层中有机质含量为1.96%,同比当地土壤高0.7%.香草兰槟榔复合系统根系多集中在0～40cm土层中,占总根量的82.3%,其中,槟榔根系多集中在20～40cm土层中,占总根量的51.6%,香草兰根系水平分布在0～30cm的表土层中,水平分布范围30～50cm.＜1mm和1～3mm根系主要集中在20～40cm土层中,占总根量的48%,而槟榔纯林中＜1mm和1～3mm根系主要集中在0～20cm土层中,占总根量的37.9%.     

秦岭北坡杨树人工林细根分布与土壤特性的关系

在秦岭山区北坡,对5年生杨树人工林细根表面积、细根体积、根长密度和细根生物量的垂直分布特征,以及这些根系参数与土壤理化特性的关系进行研究。结果表明：杨树人工林细根表面积、细根体积、根长密度和细根生物量基本上表现为随土壤深度增加而减少的趋势;各细根集中分布在0~20 cm土层中,其中0~10 cm土层中占40%左右,10~20 cm中集中了20%以上。土壤理化特性在0~80 cm土层中呈现各自的变化规律,土壤体积质量基本随土层加深而增加,土壤水分表现为变化不大的波动。土壤pH变动范围为6.14~6.71,且随土层加深呈波动变化趋势。土壤有机质、全氮、速效氮垂直变化趋势相似,随土层深度的增加而减少。在杨树人工林中,细根参数与多种土壤理化因子之间存在着不同程度的相关性,说明杨树人工林细根分布特征受土壤理化特性的影响,这反映了植物长期适应生境条件的有效策略。     

呼伦贝尔草原退化对植被碳库的影响

植被碳库如何响应草原退化是草原生态学的重要研究内容。在呼伦贝尔典型草原上选取40个样地，获取植被地上、凋落物以及不同深度根系的生物量，在区域尺度上阐明草原退化对植被碳库影响。结果表明：植被地上碳库、凋落物碳库以及0～50 cm根系碳库之和通常占据植被总碳库的80.0%之上，草原群落根系碳库在50 cm土层以下无显著变化；随着退化程度的加剧，植被地上碳库、凋落物碳库的占比呈现下降的趋势，而植被地下碳库占比则呈现上升的趋势；随着退化程度的加剧，根系分布呈现明显的浅层化趋势，主要体现在0～10 cm土层根系碳库的占比提高，并且0～10 cm土层根冠比对退化强度具有良好的指示作用。研究结果对于深刻认识草原退化对植被碳库的生态效应具有重要意义，为草原生态系统增汇途径提供科学依据。     

竹炭添加对大叶榉树容器苗生长和营养状况的影响

【目的】研究在基质中添加竹炭对大叶榉树容器苗生长和营养状况的影响,为确定最适合大叶榉树容器苗生长的竹炭添加量提供理论依据。【方法】以大叶榉树容器幼苗为研究对象,采用单因素随机区组试验设计,设置4个竹炭用量水平(添加量分别为0%、1%、3%和5%),试验结束后测定苗木生长和营养状况。【结果】相较于对照,其他3种用量竹炭处理的大叶榉树容器苗苗高、地径、地上部分生物量、地下部分生物量和细根生物量均显著增加。同时,添加竹炭对大叶榉树容器苗地上部分生长的促进作用大于对地下部分的促进作用,这体现在竹炭处理的大叶榉树容器苗根茎比相比对照显著减小。3种用量竹炭处理下,一级侧根数、根系总长、根系表面积、根系体积和细根(直径≤1 mm)长度相较于对照都有显著增加。添加竹炭显著降低了大叶榉树容器苗根系中可溶性糖和淀粉的含量,对可溶性蛋白含量则没有显著影响;同时促进了大叶榉树容器苗根系对于基质中氮元素的吸收,加快了其茎中氮的代谢活动,但对根系和茎中的碳元素含量没有显著性影响。竹炭对大叶榉树容器苗生长的促进和营养状况的改善基本上随着其添加量的提高而增强。综合来看,添加5%竹炭最有利于大叶榉树容器苗的生长,与对照相比,其苗高增加了37.84%,地径增加了17.67%,地上部分生物量增加了69.56%,地下部分生物量增加了63.48%,细根生物量增加了49.17%,细根长度增加了62.38%。【结论】添加竹炭有利于大叶榉树容器苗的生长、根系的建成、根系形态的优化和苗木对基质中氮素的吸收利用。在基质中添加质量分数为5%的竹炭,可以更好地培育优质的大叶榉树容器苗。     

牡丹‘璎珞宝珠’不定芽增殖及生根诱导研究

以牡丹‘璎珞宝珠’为材料,对影响其不定芽分化、生根的因素进行了研究,并对根源基的解剖学结构进行了观察.结果表明:在不定芽的增殖培养中,分化较好的培养基为MSB+1.5mg·L~(-1)6-BA+0.05mg·L~(-1)NAA,不定芽再生率最高为(90.30±1.56)%,增殖系数最高为5.91±0.20;诱导生根最佳培养基为1/2MSB+3.0mg·L~(-1)IBA+0.5mg·L~(-1) NAA+1g·L~(-1)活性炭(AC),生根率最高达到(75.25±2.43)%,生根量为3.30±0.09,根长度最长达到(1.40±0.11)cm,与其他处理差异显著.牡丹组培苗的不定根属于诱生根原始体型,不定根原始体起源于维管束的形成层细胞,继代次数与生根有相关性.前期4℃低温处理7d培养有利于生根,自然散射光照射下,生根状况最好,根的平均长度为(2.62±0.28)cm,移栽成活率达(85.4±1.13)%.     

施用沼液对杨树人工林细根形态特征的影响

【目的】 研究施用沼液对杨树人工林细根形态特征的影响,以期为科学利用沼液、优化杨树人工林施肥技术、促进杨树人工林可持续经营提供理论依据。【方法】 2018年10月,在4种长期施用沼液(施用量0、125、250和375 m³/hm²)的杨树人工林野外实验样地,采用连续土钻法钻取不同土壤深度(0~20,≥20~40和≥40~60 cm)土芯样品;在实验室分拣出杨树活细根,经清洗、分级、扫描、烘干、称量,比较不同处理下不同土层1~5级细根平均直径、平均长度和比根长。【结果】 随着沼液施用量的增加,杨树人工林各级细根平均直径和长度呈下降趋势,而比根长呈上升趋势。但不同土层的不同根序细根形态特征对沼液的响应不同:随着土层的加深和细根根序的增加,细根平均直径、平均长度和比根长的变化幅度多呈现减小趋势。【结论】 长期施用沼液可降低杨树人工林细根平均直径和平均长度,提高杨树人工林细根比根长,在土壤表层和低级细根上表现尤为明显。     

生长素对红叶石楠组培苗过氧化物酶和多酚氧化酶活性的影响

试验对红叶石楠组培苗根诱导分化过程中过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)活性的变化进行了研究.结果表明,在使用IBA和NAA后,过氧化物酶活性在0～15 d先迅速下降,然后急剧上升,在根开始伸长时,活性又开始下降;多酚氧化酶活性在0～15 d内逐步上升,在根开始伸长时,活性也开始下降.而在不使用任何生长调节剂的情况下则不生根,过氧化物酶活性在0～15 d内逐步上升,15 d后开始下降;多酚氧化酶活性在整个根诱导过程中都维持在较低水平.同时还发现,在生根过程中,处理与对照相比,各酶的活性差异达极显著水平,表明红叶石楠组培苗的不定根发生和发育与过氧化物酶、多酚氧化酶的活性密切相关.     

施肥对马尾松幼苗及根系生长的影响

采用盆栽试验研究了不同施肥处理下马尾松苗木苗高、地径、根系的动态变化。研究表明：施肥对马尾松地上及根系生长有一定促进作用。其中,苗高、地径在单施磷肥时生长最好,到12个月时,分别为16.23、0.29 cm,高于对照67.5 %及155.1 %;根长最长为54.58 cm/株,高于对照69.2 %;主根长相对较短（20.67 cm/株）,仅高于对照29.1 %;根表面积较大,为11.86 cm2/株,明显高于对照104.8 %;根尖数较多（239个/株）,高于对照16.1 %,侧须根发达。其次是氮、磷、钾肥混施效果较好,而单施氮肥则效果不佳。因此,在马尾松苗木培育过程中,适当施用磷肥可促进大苗、壮苗培育。     

不同产地闽楠苗期性状变异及初步选择

为进行闽楠优良产地的早期选择,对采自贵州、浙江及福建3省17个闽楠产地的种子进行了容器育苗试验,测定了不同产地1～2年生苗木的苗高、地径、根系指标及生物量。结果表明:不同产地闽楠苗高、地径、总根长、总根表面积及生物量差异显著,其中1年生苗苗高、地径、总根长、总根表面积及生物量变幅分别为10.10～14.70 cm、2.02～2.93 mm、55.57～133.22 cm、10.92～30.90 cm²、0.37～1.04 g; 2年生苗苗高、地径、总根长、总根表面积及生物量变幅分别为28.02～52.00 cm、4.00～5.05 mm、189.00～299.44 cm、118.01～249.43 cm²、3.66～14.13 g。通过主成分综合评价,初步筛选出福建建瓯、浙江丽水、贵州赤水及遵义为贵阳地区闽楠苗期生长表现较好的产地。     

杉木人工林不同根序的一级根形态差异及其对间伐的响应

以江苏南京溧水林场实施了4种间伐强度(CK(不间伐)、弱度间伐(LIT,比例30%)、中度间伐(MIT,比例50%)、强度间伐(HIT,比例70%))的25年生杉木人工林为研究对象,探讨了不同根序上一级根直径、根长和比根长的差异及间伐(6年)对其生长的影响。将一级根按着生位置的不同分为4类:Ar(2级根上的一级根)、Br(3级根上的一级根)、Cr(4级根上的一级根)、Dr(5级根上的一级根)。结果表明:杉木人工林不同根序上一级根数量和根长存在显著差异(p<0.05),而直径和比根长无显著差异(p>0.05)。随着一级根着生根序的增加,一级根数量极显著减小(p<0.01),所占总根数比例从大到小为Ar(79%)>Br(13%)>Cr(6%)>Dr(2%); Dr类根的根长显著大于其余3类根的根长(p<0.05)。与对照相比,间伐仅对Br类根的直径及Dr类根的直径和根长有显著影响(p<0.05)。其中,Br类根的直径在LIT和HIT中显著减小; Dr类根的直径在MIT中显著增大,而根长却在LIT中显著减小。相关分析表明,土壤表层(0～10 cm)林下非目的树种活细根生物量、土壤亚表层(≥10～20 cm)全氮分别与Br类、Dr类根的直径呈显著的负相关关系,土壤表层(0～10 cm)的全氮则与Dr类根的根长呈显著正相关关系。     

水杉人工林细根解剖结构和菌根侵染研究

林木根系是地下生态系统中最为复杂的部分之一,其高度异质性是关系到根系生态功能研究结果准确性与可比性的主要因素。为明晰水杉细根的界定范围,探讨水杉细根形态与解剖结构之间的关系,为未来的细根研究提供基础数据,笔者对水杉不同根序等级细根解剖结构与菌根侵染状况进行了研究。结果表明:水杉根系按根序法分级更为合理,并将水杉1、2级根定义为细根,1、2级根表皮完整、皮层较厚、皮层层数较多,3、4级根无表皮和皮层或仅残留少量皮层细胞,随根序等级增加,细根皮层层数和皮层厚度显著降低。随根序增加,周皮木栓化程度增加,维管组织发育逐渐完善,维管组织直径不断增大,维管组织与根系直径的比值(维根比)不断增大,细根直径主要与维管组织直径具有显著的相关性(1级根除外),与皮层薄壁细胞直径、皮层层数之间并无相关性。水杉1～3级根均可观察到菌根侵染现象,随根序等级升高菌根侵染率下降,不同根序等级细根单个个体根系的真菌侵染面积存在明显差异。在未来的细根研究中,应该将细根形态调查与解剖结构特征相结合以确定根序等级和直径的对应关系,进而确定细根的划分范围。     

美国薄荷嫩枝扦插繁殖及生根机理研究

【目的】对美国薄荷进行嫩枝扦插繁殖系统研究,分析其多因素优化繁殖条件及生根机理,为寒旱地区城市森林地被植物的扦插繁殖技术研究提供理论基础和技术借鉴。【方法】通过嫩枝扦插正交试验,确定美国薄荷最优繁殖条件组合; 进行形态学、解剖学及生理学研究,揭示插穗生成不定根的组织学起源、生根类型及其营养物质代谢基本规律、植物酶保护系统对有害物质动态消长变化的响应机制等。【结果】美国薄荷嫩枝扦插优化繁殖条件最优水平组合为A₂B₁C₂D₃(即基质为V_蛭石:V_草炭土=7:3,插穗采枝条顶部,长度为10 cm, ABT生根粉含量为1 000 mg/kg),其根系成团率为100%,成团时间为23d; 不同插穗部位对根系成团率的影响最大; 根原基类型属于诱生根原基,生根方式为混合型生根,但愈伤组织的形成与不定根的产生彼此独立; 可溶性蛋白质含量、POD酶、SOD酶同MDA含量动态变化呈显著或极显著相关关系。【结论】嫩枝扦插适用于美国薄荷的繁殖; 植物扦插生根的难易程度并不完全取决于是否具有潜伏根原始体,而决定于植物本身的生物学遗传特性和扦插关键技术正确运用等综合因素; 可溶性蛋白质及植物酶保护系统在逆境胁迫下对有害物质动态变化的响应机制,对根原基和愈伤组织的形成起到了重要作用。