极端干旱环境下白梭梭细根分布与土壤水分关系

通过野外土柱法采集和室内分析,对白梭梭细根分布规律与土壤水分关系进行研究。结果表明:在垂直方向上,细根主要集中于25～75 cm土层内,其中根重密度和根长密度分别占总量的71. 45%、67. 67%。生物量、根长、比根长、比表面积随土层的加深先升高后下降,和土壤水分含量呈相同趋势;在水平方向上,细根主要集中于0～1. 5 m土层内,其中根长密度和根重密度分别占总量的76. 60%和86. 69%。生物量和根长均随着水平距离的增加而减少,与土壤含水率趋势相同,而比表面积和比根长则随着水平距离的增加而增加,与土壤含水率趋势相反;生物量和根长与土壤含水率呈极显著正相关,根长与生物量呈极显著正相关,比表面积与比根长呈极显著正相关,其余无明显相关关系。因此,水平距离0～1. 5 m和垂直方向25～75 cm土层内是细根分布密集区域,该区域既有利于沙丘表面过度干旱和高温对根系的影响,同时也有利于植株地上部分枝叶结构形成的,对降水的集流作用,高效地吸收降水,在土壤平均含水率仅0. 81%的情况下。因此,认为白梭梭根系的这种分布和生长特征是该物种在古尔班通古特适应沙漠干旱的主要原因。     

油莎豆繁殖块茎大小对幼苗建植和后续繁殖特性的影响

通过分析油莎豆不同大小块茎的萌发、幼苗生长及不同收获期植株产量的变化规律,研究了油莎豆块茎大小对幼苗建植和不同收获期繁殖特性的影响.结果表明：中等大小的油莎豆块茎发芽率和发芽速率最高,大块茎和中等大小块茎萌发的幼苗芽和根重量最大.不同收获期油莎豆块茎大小对萌发植株分蘖数没有显著影响,但种植后的95～110 d大块茎和中等大小块茎萌发植株分蘖数显著大于小块茎植株.不同大小块茎种植后的95～110 d植株高度达到最大值,大块茎和中等大小块茎萌发植株高度在出苗后的95～110 d显著大于小块茎植株;大块茎和小块茎油莎豆萌发出苗后,植株地上生物量均在65～110 d达到最大,且出苗后的65～110 d植株地上生物量没有显著差异,中等大小块茎油莎豆萌发出苗后植株地上生物量在95～110 d达到最大;出苗后第110天的大块茎和中等大小块茎萌发植株地上生物量显著大于小块茎植株.不同大小块茎萌发植株块茎数量和重量在种植后的第110天达到最大,且大块茎和中等大小块茎萌发植株的块茎数量和重量最大.块茎大小对油莎豆幼苗建植和后期繁殖特性具有显著影响,生产中选择中等大小的油莎豆块茎作为种子播种为最佳.     

北疆高产棉花根系生长规律的研究Ⅱ栽培措施对根系及地上部生长的影响

在北疆大田条件下 ,研究种植密度、灌溉、覆膜等栽培措施对棉花根系与地上部生长影响的结果表明 ,棉花根系具有较强的自动调节能力 ,群体根量在生育前期与密度呈正相关 ,生育后期密度间差异不显著 ;此外根系开始发生调节的时间早于地上部。生育期间干旱胁迫后 ,根量减轻、地上部衰老加快 ,根系生产力下降 ,籽棉产量降低。覆膜的棉花根系建成提前。棉花根量同地上部生物量及籽棉产量间存在显著的线性相关关系     

武夷山不同海拔植被土壤细根比根长季节动态

对位于中亚热带的武夷山不同海拔植被土壤的细根生物量及长度进行了测定,分析了细根比根长的垂直分布及季节动态。结果表明:(1)在0～10 cm和10～25 cm土层,活细根比根长都是高山草甸>矮林>针叶林>常绿阔叶林(p<0.01);(2)常绿阔叶林、针叶林0～10 cm土层内活细根比根长高于10～25 cm土层内活细根比根长,矮林、高山草甸却是在10～25 cm土层内活细根比根长较高。各林分活细根比根长和死细根比根长在两土层间都无显著差异;(3)4种林分两土层内活细根比根长和死细根比根长都表现出一定的季节变化动态,但是季节间均无显著性差异。     

全膜双垄沟播方式对旱地玉米产量和水分利用效率的影响

采用田间随机区组试验研究了3种栽培方式对旱地玉米产量和水分利用效率的影响。结果表明,秋季全膜双垄沟播栽培显著缩短了旱区玉米生育前期,延长了生育中后期,整个生育期较对照缩短21d;全膜双垄沟播栽培促进了玉米的生长,显著提高了干物质积累,秋季全膜双垄沟播栽培较不覆膜平播显著提高玉米平均干物重53.23%;秋季全膜双垄沟播显著增大了玉米产量构成因素、生物性状各指标、土壤水分、产量和水分利用效率,降低了耗水量,较不覆膜平播分别提高收后土壤水分88.83%、玉米产量29.24%和水分利用效率77.83%。表明秋季全膜双垄沟播栽培是干旱和半干旱山区发展玉米抗旱节水高产的有效栽培技术。     

旱作区不同覆盖方式对马铃薯干物质累积的影响

研究了旱作区不同覆盖方式对马铃薯干物质积累的影响,旨在为马铃薯优质高产提供理论依据.试验采用随机设计,设黑膜全膜双垄栽培、白膜起垄覆膜栽培和露地栽培三个处理.结果表明:在马铃薯生长苗期、花期和成熟期,与露地处理相比,黑膜全膜双垄处理地上部、根、全株干物质平均增加了355.9%、126.3%、414.7%,白膜起垄覆膜处理平均增加了214.2%、74.3%、182.0%,黑膜全膜双垄较白膜起垄覆膜处理分别增加了173.0%、69.0%,160.2%.马铃薯花期、成熟期和收获期,黑膜全膜双垄栽培处理较白膜起垄覆膜栽培处理块茎干物质分别增加了113.5%、397.2%和56.9%.黑膜全膜双垄栽培显著增加了马铃薯干物质量.     

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。     

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。     

喀斯特自然土壤中AM真菌对先锋植物根系的影响

【目的】研究丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza，AM)真菌在喀斯特自然土壤条件下对喀斯特先锋草本植物根系的影响。【方法】通过自然土接种AM真菌(N)、灭菌土接种AM真菌(M)及灭菌土壤对照(S)共3种土壤处理，种植喀斯特先锋植物狗尾草(Setaria viridis)、荩草(Arthraxon hispidus)、鬼针草(Bidens pilosa)及狼杷草(Bidens tripartita)，并测定它们的根系生物量、根长、根表面积、根体积、根平均直径、根尖数及根分枝数。【结果】荩草、鬼针草及狼杷草在N处理及M处理下具有较高的菌根侵染率，狗尾草的菌根侵染率较低。与S处理相比，M处理下AM真菌明显提高了荩草、鬼针草及狼杷草的根系生物量、根长、根表面积、根体积、根尖数、根分枝数及组织密度，降低了根平均直径、比根长、比根面积及比根体积；与M处理相比，N处理明显降低了荩草、鬼针草及狼杷草的根系生物量、根长、根表面积、根体积、根尖数、根分枝数及组织密度，提高了比根长、比根面积及比根体积，但对根平均直径无明显影响。【结论】荩草、鬼针草及狼杷草具有较高菌根侵染率，能与AM真菌共生获得更加发达的根系，而自然土壤削弱了AM真菌对荩草、鬼针草及狼杷草根系生长的促进作用。     

“926”植物生长调节剂的药效作用及机理研究

试验表明，“９２６”植物生长调节剂对植物种子活力、根系活力、植物生长发育具有明显的促进作用。用“９２６”浸稻种和玉米种，可提高发芽势、发芽率，增加次生根数和次生根长。苗期施药，同样可促进幼苗生长发育、促进根系发育、增加分蘖、分枝，提高成穗率。其它生育期施药，可分别提高成稳率、穗粒数、粒重，显著提高作物产量。     

膜下滴灌水氮对不同生育期棉花根系与产量影响

本研究利用微根管技术研究了膜下滴灌水氮对不同生育时期棉花根系与产量影响,并通过相关分析得出不同生育期棉花根系形态与最终产量的关系。结果表明:各生育期内,不同水氮处理对根长密度和根表面积指数影响表现类似的趋势,表现为随生育期先增后降。无论施氮量如何,灌水量增加,平均根长密度、根表面积指数均显著下降。水分胁迫时,施氮对平均根长密度的影响不明显,根表面积有降低的趋势。正常灌水时,施氮量增加,根长密度、根表面积指数显著降低,籽棉产量以中氮水平最高。通过相关性分析可知,籽棉产量与各生育期根长密度和根表面积指数显著负相关,最大相关系数分别出现在盛花期和盛铃期为r=-790(P=0.011,n=27),r=-772(P=0.015,n=27)。通过回归分析可知,盛花期根长密度对籽棉产量影响最大,决定了产量的62.5%;盛铃期根表面积指数对籽棉产量影响最大,决定了产量的59.7%。结论:在水氮供应良好的条件下,在棉花花铃期适度的减小根长密度、根表面积指数,有利于增产。     

“926”植物生物调节剂的药效作用及机理研究

试验表明，“９２６”植物生长调节剂对植物种子活力、根系活力、植物生长发育具有明显的促进作用。用“９２６”浸稻种和玉米种，可提高发芽势、发芽率，增加次生根数和次生根长。苗期施药，同样可促进幼苗生长发育、促进根系发育、增加分蘖、分枝，提高成穗率。其它生育期施药，可分别提高成穗率、穗粒数、粒重，显著提高作物产量。     

内蒙古温带草地低级根生物量格局及其与环境因子的关系

为了揭示根系生长策略与环境的关系以及草地植物根系周转对土壤碳的贡献, 在内蒙古荒漠草地、典型草地以及草甸草地设置17 个样点, 分析总根生物量、低级根生物量和低级根占总根生物量之比随草地类型与土层深度的变化及其与气候、土壤因素之间的关系。结果表明: 1) 低级根生物量与总根生物量正相关, 低级根生物量和总根生物量都与年均降水量、土壤氮含量正相关, 与年均温为负相关; 2) 低级根占总根生物量之比总体上呈现荒漠草原(14%)<典型草原(20%)<草甸草原(39%)的趋势, 与年均降水量正相关, 与年均温负相关, 与土壤全碳和全氮不相关; 3) 低级根生物量随土层的垂直分布规律与总根生物量一致, 在草甸草地随着土层加深而降低, 低级根主要分布在0~40 cm 表层土壤中(85%以上), 而在典型草地与荒漠草地则土层之间差异不显著。研究得到以下结论: 1) 草地植物根系可能通过不同机制响应温度和降水这两个环境因子; 2) 植物在水分贫乏的生境中可能通过降低对快速周转的低级根的投入来减少碳支出, 而投入更多的高级根来存储水分养分, 同时表明干旱生境中植物细根的水分养分吸收效率可能高于湿润生境。     

不同覆膜方式对春玉米农艺性状及产量的影响

针对西辽河平原年降水量少、季节分布不均、特别是玉米生产中春旱严重等问题,以郑单958和北育288为试材,研究4种不同覆膜方式对春玉米农艺性状和产量的影响.结果表明,全膜覆盖提高了玉米株高、茎粗、穗长和穗粗,百粒重增加,进而提高产量.郑单958和北育288全膜覆盖处理的产量比不覆膜处理分别增产22.77%和17.34%.     

鲁北盐渍土区棉花微咸水滴灌技术研究

对春棉利用含盐量3.8g/L浅层地下微咸水及1.2g/L深井水进行膜下滴灌、无膜滴灌、覆膜畦灌及无灌溉田间对比试验,结果表明;1.2g/L膜下滴灌皮棉产量最高,其次为3.8g/L膜下滴灌,相差22％;两种灌溉水的无膜滴灌及覆膜畦灌4个处理的皮棉产量基本持平,无灌溉产量最低。3.8g/L微碱水灌溉条件下,膜下滴灌比覆膜畦灌增产38.6%,比无膜滴灌增产40.1%,比无灌溉增产92.5%。滴灌比覆膜畦灌省水60％左右,滴头的湿润半径能达到20cm左右,湿润深度能达到60cm左右;试验期间0－60cm土层土壤盐分含量低于0.2%,不会对棉花生长产生危害。     

西鄂尔多斯绵刺(Potaninia mongolica)和短脚锦鸡儿(Caragana brachypoda)根系特征对土壤水分的响应

以西鄂尔多斯荒漠草原常见灌木绵刺与短脚锦鸡儿为研究对象.采用全根挖掘法研究西鄂尔多斯绵刺与短脚锦鸡儿的根系形态特征,调查土壤水分的分布格局.结果表明绵刺和短脚锦鸡儿根系生物量和根长密度均表现出随土壤深度的加深先增大后减小的趋势.绵刺和短脚锦鸡儿的根系分布浅,主要分布于0~30cm的土壤中;根/冠比很小(分别为0.47和1.38),但根幅可达冠幅6~8倍.根系的细根根长密度、吸水能力与土壤含水量呈显著正相关关系,根系形态构型与土壤含水量的垂直分布格局相匹配.绵刺和短脚锦鸡儿的根系特征表现出了对干旱区的有限降水、局限渗透和土壤含水量的垂直分布格局的生态适应性.     

玉米、大豆间作对两种作物根系形态特征的影响

采用根箱方法模拟研究了玉米、大豆间作条件下两种作物根系形态特征与空间变异。结果表明：间作有利于玉米、大豆根系的生长，与单作相比，间作在不同土层中作物根干质量相应增加，根冠比增大，比根长明显增加。因此，玉米、大豆间作的根系系统优越于各自的单作，可通过两种作物根系的互补作用，利用作物自身的潜力，提高空有效性。     

地膜覆盖对鲜食葡萄果实及新梢生长发育的影响

选用紫色、白色、蓝色薄膜及蓝色厚膜4种地膜对两葡萄品种里扎马特、凯然诺尔进行覆盖栽培。试验结果表明：覆膜与不覆膜（对照）相比,葡萄覆膜栽培后可提高供试品种座果率50%以上,并可增加供试品种新梢生长量30%;里扎马特品种果粒重可增大40%以上、凯然诺尔品种果粒平均重略有减小;与对照相比,两品种果实中可溶性固形物含量有所下降。经方差分析,处理之间无明显差异。从果实生长发育和新梢生长发育状况来看,以蓝色薄膜的覆盖综合效果为最佳。     

黄土丘陵沟壑区中间锦鸡儿的生长特征

在黄土丘陵沟壑区选取4种典型的梁峁沟坡生境(即丘顶、阳坡、阴坡、沟底),研究土壤水分特征和中间锦鸡儿的生长特征.结果表明:4个生境土壤含水量分别为阴坡11.2%,沟底7.31%,丘顶7.14%,阳坡4.66%,显著性分析表明,阴坡含水量显著高于其它生境,阳坡显著低于其它生境,丘顶和沟底含水量差异不显著;土壤水分可利用性由难到易依次为阴坡阳坡丘顶沟底.中间锦鸡儿的地上生物量和总生物量均表现为阳坡最大、丘顶和阴坡次之、沟底最小;不同生境中间锦鸡儿生物量资源分配差异显著,表现为阳坡叶生物量分配最大,沟底茎生物量分配最大,丘顶根生物量分配最大;中间锦鸡儿的根系可塑性强,阳坡根系入土最深,丘顶根系水平分布最广,阴坡根系的垂直和水平生长能力均较强.生长特征分析结果表明:中间锦鸡儿在阳坡的生长优于其它生境,由于根系发达能在以砒砂岩为基质的阴坡生长良好.     

无患子细根形态及垂直分布特征对配方施肥措施的响应

【目的】探究不同施肥处理下无患子细根垂直分布特征与形态差异,以及氮(N)、磷(P)、钾(K)对细根生长的影响及其交互作用,为中国南方地区广泛种植的生物质能源树种无患子的科学培育提供支撑。【方法】以福建省三明市建宁县 8年生无患子原料林为研究对象,对N、P、K肥料各设置 3个水平,采用“3414”随机区组设计进行配方施肥试验,共 14个处理,以不施肥为对照(CK),设置 3个区组,共 42个处理小区,每小区 5株作为重复。分别在2015年生长季末、2016年花期前、2016年果实迅速生长期按照配比开沟施 3次肥料,2016年12月在每个处理小区选取 4株平均标准木样株,在距树1 m处分 3层(0~20 cm、≥20~40 cm、≥40~60 cm)采集林地土柱样品,研究各处理 3层土壤内的细根分布规律及细根形态。【结果】无患子细根主要分布在0~20 cm土层,呈各土层逐层递减的规律,0~20 cm土层细根生物量(fine root biomass, FRB)及根长密度(fine root length density, FRLD)是 ≥20~40 cm土层的1.51~2.52倍和1.82~2.25倍,是 ≥40~60 cm土层的6.29~13.17倍和6.03~9.31倍。无患子FRB、FRLD、细根表面积(fine root surface area, FRSA)及细根平均直径(fine root average diameter, FRAD)均随着N、P、K施肥量的增加呈先增加后平缓降低的变化趋势,而细根比根长(fine specific root length, SRL)随着施肥量的增加表现为先降低再急剧增加而后平稳降低的变化规律。对根系促进效果最佳的N2P2K2处理在0~20 cm土层的FRB及FRLD较不施肥(CK)分别显著提高了152%和164%,≥20~40 cm土层较不施肥(CK)分别显著提高了242%和161%,≥40~60 cm土层较CK分别显著提高了385%和135%。【结论】无患子FRB、FRLD和FRSA在0~60 cm土层范围内逐层递减,有明显的垂直分布特点。在缺P条件下施用N肥和K肥对无患子根系生长影响效果较小,需要在一定范围内增加土壤养分有效性以促进无患子细根生长及生物量积累。施肥量较为充足时,无患子能够根据 ≥40~60 cm土层土壤养分资源有效性调整细根分布结构,以充分吸收养分。N和P的交互作用对FRB、FRLD、FRAD和SRL的影响达极显著水平,与无患子细根生长的相关性较大。在配方施肥处理下无患子细根生长的拟合模型分析基础上建议施N肥693 kg/hm²、施P肥321 kg/hm²、施K肥432 kg/hm²。