新疆沙区油莎豆根系构型及产量对覆膜响应

研究南疆沙区油莎豆(Cyperus esculentus L.)对膜下滴灌的响应机制，为构建南疆沙区油莎豆高产栽培管理模式提供借鉴。通过设置覆膜(PF)和无膜(OF)处理，研究覆膜对土壤温度、土壤含水量、油莎豆根系分布、产量及产量构成的影响。结果表明：与无膜相比，覆膜处理苗期至结豆初期15 cm土层土壤温度和含水量分别提高3.76℃～4.33℃和2.66%～3.00%。覆膜栽培油莎豆根生物量、总根长、根系总表面积、根系平均直径和根系总体积较无膜栽培分别提高32.7%、13.3%、66.1%、17.2%和64.9%(P<0.05)。覆膜处理产量、单穴粒重、单穴粒数和百粒重均高于无膜，分别增加76.2%、147.3%、79.1%和18.0%。0～10 cm土层油莎豆根生物量、根长和根表面积与产量呈正相关关系。因此，覆膜提高了油莎豆生育前期的土壤温度和含水量，优化了根系构型，是产量提高的关键因素。     

不同立地条件下荆条根系分布规律

根系分布特征有着特殊的生态意义,它反映出植物适应和改造环境的功能.采用土钻法对北京市门头沟区常见的灌木-荆条的根系特征进行调查和研究.结果表明,不同立地条件下的荆条根系分布特征具有明显的差异,不同径级(d≤1 mm/d＞1 mm)的根系生物量随土壤深度呈指数减少;不同立地条件下根系密度的垂直分布,均表现为从土壤表层到深层逐次递减,在各土层中,0-60cm土层中分布的根系密度所占的比重最大;而根系密度的垂直分布,也均表现为随着距离树干的距离增大逐次递减,0-40cm土层中分布的根系密度所占的比重最大.阴坡立地上的根系密度和生物量均小于阳坡立地,≤1mm的根系分布深度要大于＞1mm根系,有利于刺槐对深层土壤中水分、养分的吸收,适应干旱环境.     

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。     

川西亚高山暗针叶林恢复过程中根系生物量研究

运用空间代替时间的方法对川西亚高山暗针叶林恢复过程中根系生物量的变化及分布格局进行研究。结果表明:无论在低海拔(2 900~3 250 m)还是在高海拔处(3 250~3 600 m),随着森林的恢复,根系生物量逐渐增加。在低海拔处,不同恢复时期根系生物量为21.000~51.583 t/hm2;在高海拔处,不同恢复时期根系生物量为20.363~35.316 t/hm2。对于相同林龄的林分,高海拔处根系生物量比低海拔处均有所减少。在低海拔处,10~20 cm土壤层根系生物量最大,而在高海拔处,0~10 cm土壤层根系生物量最大。90%以上的根系生物量集中分布在0~30 cm的土壤层。径级5 mm的粗根生物量占根系总生物量的65.0%以上,径级2~5 mm的小根生物量所占比例最小。对于相同林龄的林分,粗根(径级5 mm)、小根(径级2~5 mm)和细根(径级2 mm)生物量呈现低海拔处大于高海拔处的趋势。     

高海拔地区蚕豆/马铃薯根系时空分布特征及根系活性研究

通过土柱栽培实验,对蚕豆/马铃薯间作复合群体根系的时空分布特征和根系活性进行深入研究.结果表明,间作蚕豆的根系总干质量在苗期、盛花期、结荚期、成熟期与对照相比增减了-4.17%,13.40%,15.43%,-6.53%,间作马铃薯的根系总干质量增减分别为-30.98%,38.10%,4.24%,-12.56%.可见,在2作物生长最旺盛时期,间作具有提高根系总质量的作用.同时,间作扩展了蚕豆根系垂直方向的生态位,较深根系分布有利于蚕豆后期的竞争恢复生长.0²0cm土层,2作物生长前期,间作蚕豆与间作马铃薯的根比例较其单作降低了1.01%,6.17%,根系发生了下移现象;生长中期,间作马铃薯的根系较单作上升了10.77%,表现为根质量密度的上移,间作蚕豆的根比例较单作下降了3.08%.020cm土层,2作物生长前期,间作蚕豆与间作马铃薯的根比例较其单作降低了1.01%,6.17%,根系发生了下移现象;生长中期,间作马铃薯的根系较单作上升了10.77%,表现为根质量密度的上移,间作蚕豆的根比例较单作下降了3.08%.0⁴0cm土层,间作群体的根系比例在苗期、盛花期、成熟期与040cm土层,间作群体的根系比例在苗期、盛花期、成熟期与0²0cm土层的根系比例变化不明显,但结荚期间作马铃薯根比例比单作上升了9.27%.间作蚕豆在苗期、盛花期的根系含水率高于相应对照,而结荚期和成熟期却低于相应对照;间作马铃薯在盛花期、结荚期的根系含水率高于相应对照,而苗期、成熟期的根系含水率低于相应单作.蚕豆/马铃薯间作群体020cm土层的根系比例变化不明显,但结荚期间作马铃薯根比例比单作上升了9.27%.间作蚕豆在苗期、盛花期的根系含水率高于相应对照,而结荚期和成熟期却低于相应对照;间作马铃薯在盛花期、结荚期的根系含水率高于相应对照,而苗期、成熟期的根系含水率低于相应单作.蚕豆/马铃薯间作群体0⁸0cm深层,根系含水率高于相应单作,具有更高的贮水能力,有利于提高土壤水的利用效率.随着生育进程的推进,根系高活性位点呈下移趋势.根系还原总质量和还原总质量密度呈上高下低的"T"型分布,可将其分为3种类型:080cm深层,根系含水率高于相应单作,具有更高的贮水能力,有利于提高土壤水的利用效率.随着生育进程的推进,根系高活性位点呈下移趋势.根系还原总质量和还原总质量密度呈上高下低的"T"型分布,可将其分为3种类型:0²0cm为高量高密度型,2020cm为高量高密度型,20⁴0,4040,40⁶0cm为中量中密度型,6060cm为中量中密度型,60⁸0cm为低量低密度型.     

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%.     

老芒麦地下根系数量特征与分蘖特性的相关性研究

以田间表现优异的3份老芒麦(E.sibiricus)品种为研究对象,通过研究老芒麦地上分蘖数与不同土壤分层中的根系重、根系长及根系密度之间的关系,探讨地下根系特征与分蘖特性的相关性,以期获得老芒麦地上生物量的最大化.研究结果表明:0-10cm土层内的根系分布及根长对老芒麦地上分蘖影响最大;X16老芒麦品种0-10cm土层内的地下生物量最高,根系分布、密度、根长与其它2个品种差异性显著,地上分蘖株也最多,达到525株/m,显著高于其它2个品种.     

不同修剪方式对黑麦草叶绿素、根系活力的影响

以多年生黑麦草卓越为试材,研究了7种不同修剪方式下草坪黑麦草的叶绿素含量和根系活力变化。结果表明,不同修剪方式均能影响黑麦草叶绿素含量和根系活力的变化,但是不同修剪方式的影响程度不同。两周修剪一次的修剪频度下,修剪1/2高度处理的黑麦草叶绿素含量和根系活力均最高;四周修剪一次的修剪频度下,修剪2/3高度和修剪1/2高度处理的叶绿素含量较高,修剪1/2高度和修剪1/3高度处理的根系活力高于另一个高度和不修剪的根系活力。欲获得较好的草坪质量,黑麦草的修剪应采用"两周修剪一次+修剪1/2高度"和"四周修剪一次+修剪1/2高度"的修剪方式。     

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。     

不同肥料对烤烟根系发育及其生理活性的影响

研究了单施化肥、饼肥＋化肥、腐植酸＋化肥三种处理条件下烤烟根系发育和根系活力。结果表明；（1）饼肥和腐植酸与化肥配合施用能促进烤烟根系的生长发育，增大根系体积和干物质积累，增强根系活力，扩大根系总吸收面积和活跃吸收面积；（2）根系体积生长率和根系干重生长率呈现旺长期和园顶期两次生长高峰的趋势；（3）从根系发育的整个过程看，饼肥和腐植酸与化肥配合施用符合烤烟生长的需肥规律。     

水氮互作对膜下滴灌甜菜产质量的影响

在膜下滴灌条件下,采用二次饱和D-最优设计,设置4个水分和4个氮素处理水平,研究了水氮互作对膜下滴灌甜菜块根产量、含糖率、产糖量及净产值的影响,以探究适宜甜菜种植区的膜下滴灌甜菜栽培的水氮管理模式。结果表明,水分效应显著大于氮素效应;甜菜产量、块根含糖率、产糖量及净产值与灌水量和施氮量均呈二次曲线关系;取步长为0．6,固定氮素水平,水分对块根产量、块根含糖率、产糖量及净产值的影响在各水平间表现出显著性差异。固定水分水平,氮素对块根产量、块根含糖率、产糖量及净产值的影响在氮素水平间虽有差异,但未达到显著水平;覆膜滴灌较露地沟灌水分利用效率提高30．67％,有效促进水分利用效率的水氮耦合效应;以根产量高于60000kg／hm2、含糖率15．3％～21．0％为目标所制定优化方案为：灌水3426-3600m3／hm2,施纯氮139～177kg／hm2。     

不同灌溉方式和施氮水平对土体硝酸盐累积和淋失的影响

以华北平原冬小麦-夏玉米轮作体系为对象,研究不同灌溉方式（漫灌、喷灌）和施氮水平对土壤NO3^- -N的时空变化的影响.研究结果表明,与漫灌方式相比,喷灌在一定程度上减少了土壤NO3^- -N向土壤深层的累积;玉米季土壤深层累积大量NO3^- -N,漫灌方式和高施氮量（400kg·hm^-2·a^-1和600kg·hm^-2·a^-1）均显著增加了冬小麦－夏玉米轮作体系土壤NO3^- -N的淋洗,当施氮量在200kg·hm^-2·a^-1以下时,土壤中NO3^- -N的淋洗量与不施氮处理差异不显著．因此,合理灌溉和科学施肥是农业可持续发展的重要保证．     

亚热带常绿阔叶林根系呼吸及其与环境影响因子的关系

采用切断根系法,运用Li-6400光合呼吸测定仪对肖坑亚热带常绿阔叶林根系呼吸特性及其对土壤呼吸的贡献和季节动态变化进行了研究,并探讨了根系呼吸对土壤温度和含水量的响应。结果表明,中龄林根系呼吸速率年变化范围为0．412～1．970μmol／（M^2·s）,幼龄林为0．259—1．414μmol／（m^2·s）;幼龄林年平均根系呼吸速率（1．198μmolf（M^2·s））是中龄林的（0．937μmol／（m^2·s））1．13倍。中龄林和幼龄林根系呼吸速率及根系呼吸占土壤总呼吸的比例季节变化规律基本一致,1年中基本呈单峰曲线模式,高峰值出现在6月,之后逐渐下降至次年1月达最低值。幼龄林根系呼吸占土壤总呼吸的比例为31．79％～59．00％;而中龄林根系呼吸所占比例范围（23．50％-50．26％）较幼龄林小。中龄林和幼龄林根系呼吸速率与土壤5cm内温度相关性显著。中龄林根系呼吸对土壤温度的敏感程度大于幼龄林。在温度较低的情况下,土壤高含水量并没有促进根系的呼吸,但与土壤温度互作可能对林木根系呼吸产生较为显著的促进效果,这方面还需进一步研究。     

盆栽滴灌棉花土壤耗水变化特征的试验研究

面对近年来新疆棉花膜下滴灌区日益严重的残膜污染及地下滴灌苗期灌水困难的实际,提出将无膜移栽与地下滴灌有机结合的棉花无膜移栽地下滴灌技术,为研究在干旱区采用此技术下棉花的耗水规律,进而验证该技术在新疆的可能性,进行了不同滴灌方式下棉花土壤水分变化盆栽试验,试验设5种处理：覆膜移栽地下滴灌（FT-SDI）、无膜移栽地下滴灌（NFT-SDI）、覆膜直播地下滴灌（FS—SDD、无膜移栽地表滴灌（NFT-DI）、覆膜直播地表滴灌（FS-DI）。结果表明：对于棉花全生育期土壤水分变化而言,NFT—DI处理最大,地下滴灌节水效果明显,FT—SDI处理最小,NFP—SDI处理仅次;移栽地下滴灌棉花整个生育期表层（0～30cm）土壤耗水量,无膜处理高于覆膜处理;苗期无膜移栽地下滴灌的耗水强度相对较大,灌水量也相应加大;在覆膜地下滴灌条件下,苗期移栽处理比直播处理耗水强度较小,耗水量也小,地下滴灌条件下,移栽相对直播更利于棉苗生长发育;无膜移栽地下滴灌棉花的花铃期灌水量小于膜下滴灌,土壤水分变化主要集中在30～80cm,全生育期土壤耗水量略高于覆膜地下滴灌,而均低于地表滴灌。这表明棉花无膜移栽地下滴灌技术既可充分发挥移栽和地下滴灌的优势,在干旱区完全可行并具有较好的应用前景,值得进一步深入研究。     

地下滴灌苜蓿田间需水规律试验研究

通过对苜蓿地下滴灌田间滴灌带不同埋深、滴灌水量等因子进行控制试验,结果表明：地下滴灌苜蓿生长期日耗水强度在4．1-4．7mm／d,最大日耗水强度为9．5mm／d,生长期耗水量为623．5—685．8mm;最大耗水时段出现在6月中旬～8月中旬,耗水量为359．5～379．6mm,苜蓿第二茬耗水量为400mm左右,多于第一、三茬之和。苜蓿生长期内需滴灌水量458．3～490．8mm,滴水次数10-12次,间隔10～20d,次滴水量20～50mm,10cm埋深较35cm深埋需多滴水量50mm。根据田间试验数据确定苜蓿地下滴灌制度,为大田地下滴灌苜蓿栽培提供参考依据。     

水氮互作对滴灌春小麦渗透调节物及产量的影响

为了解水氮互作对新春6号春小麦旗叶渗透调节物含量及产量的影响,试验于2012年在新疆农垦科学院试验田进行。试验设置2400m3／hm2（W1）、3200m3／hm2（W2）、4000m3／hm2（W3）3个灌水处理;设置450kg／hm2（N1）、600kg／hm2（N2）、750kg／hm2（N3）3个氮肥水平。试验通过小区控制试验,分析测定了小麦拔节期、抽穗期、扬花期、灌浆期的叶绿素、可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白质含量,并于收获后测定产量及其产量构成因子。结果表明：随着水分胁迫的加重,叶绿素、可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白质含量均呈现增加的趋势。重度干旱条件下,增施氮肥则降低了渗透调节物的含量,影响了小麦的正常生理功能;中度水分条件下,随着氮肥施用量的增加其含量不断的提高,表现出了一定的渗透调节能力;高水处理条件下,增施氮肥使得渗透调节物含量增加比较缓慢。水氮运筹对滴灌春小麦产量性状的调控存在明显的互作效应,其中以W3N3处理组合产量最高,达788．90kg／667m2,增产显著。表明在滴灌条件下,灌水量4000m3／hm2、施氮量达750kg／hm2能有效促进滴灌春小麦旗叶的渗透调节能力,进而达到增产的目的。     

不同灌溉方式对樟子松生长、光合特性及土壤水分运移的影响

【目的】研究滴灌、漫灌和对照3种处理方式下樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)生长状况和土壤水分运移规律,探讨其生长、光合、蒸腾特性和水分运移对不同灌溉技术的响应,为在干旱、半干旱地区高效栽培樟子松提供参考。【方法】以内蒙古大青山国家级自然保护区的樟子松林为研究对象,基于单因素方差分析比较不同灌溉方式下樟子松的生长(地径、树高、冠幅、抽穗长和生物量)与光合特性[光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)和水分利用效率(E_WUE)];采用土壤剖面观测法比较不同灌溉方式和灌溉时间下土壤水分垂直和水平运移的变化规律,并利用经验模型对土壤水分运移轮廓进行模拟。【结果】①滴灌处理下樟子松的地径、树高、冠幅、抽穗长和生物量分别比漫灌方式下高1.5 cm、0.5 m、10.0 cm、5.9 cm和11.5 kg,分别比对照高3.4 cm、0.9 m、60.0 cm、7.2 cm和2.5 kg;②滴灌处理下樟子松的光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO₂浓度显著高于漫灌和对照(P < 0.05),各种灌溉方式下的上述指标大小具体表现为滴灌>漫灌>对照;水分利用效率大小表现为对照>滴灌>漫灌,表明樟子松可在较低的土壤含水量条件下生长;③在灌溉2、4和6 h后,樟子松林地滴灌比漫灌处理下土壤湿润锋的垂直运移距离和停灌后最终垂直运移距离深,两种灌溉方式下3种不同灌溉时长的土壤湿润锋的最大水平运移距离都出现在0~20 cm土层,然而停灌后的垂直运移距离以滴灌>漫灌;④利用经验模型对土壤湿润体轮廓进行模拟,设定:为垂直方向上任意位置处土壤水分水平运移距离(i=1,2,3,4);L_MR为土壤水分水平最大运移距离;R_MH为垂直方向上任意位置处土壤水分垂直运移相对距离;a_i为模型参数。则滴灌和漫灌的最优模型分别为多项式模型(M_R1)和Baldwin模型(M_R4), $M_{\mathrm{R} 1}=L_{\mathrm{MR}}\left[a_{1}\left(R_{\mathrm{MH}}-1\right)+a_{2}\left(R_{\mathrm{MH}}^{2}-1\right)+a_{3}\left(R_{\mathrm{MH}}{ }^{3}-1\right)+a_{4}\left(R_{\mathrm{MH}}^{4}-1\right)\right]$; $M_{\mathrm{R} 4}=a_{1}+\left[\left(R_{\mathrm{MH}}-1\right) /\left(R_{\mathrm{MH}}+1\right)\right]+a_{2}\left(R_{\mathrm{MH}}-1\right)$。【结论】在北方干旱区,滴灌区樟子松的生长和光合特性明显优于漫灌;在持续灌溉2、4和6 h后,滴灌试验区60 cm土层以上的土壤湿润锋在最终水平运移距离上均大于漫灌区。将滴灌技术应用于樟子松林木培育,有利于根系吸收水分和促进树木生长,且樟子松的光合特性受水分利用效率影响,合理的灌溉可改善林木的生长机制。     

干旱期灌溉与施化肥对半干旱区春小麦产量及其水分利用效率的影响

以黄土高原半干旱区主要作物春小麦为研究对象,采用田间小区试验与定量分析相结合的方法,研究了干旱期控制灌溉和施化肥对春小麦产量形成及其水分利用效率的重要影响.本试验设计包括干旱期灌溉供水30,60,90 mm和不灌溉等四种水处理,施肥处理包括施化肥(磷酸氢二铵248kg/hm~2)和不施肥两种处理,二者相互交叉配置共组成八种水肥处理.研究结果表明:干旱期灌溉与施肥处理具有显著的交互作用(P<0.05).与无灌溉处理相比,干旱期灌溉能产生更大更深的根系和更大的叶而积指数(LAI).与相应无灌溉处理相比,不施肥下干旱期灌溉30,60,90 mm可导致0～120 cm土层平均根生物量最大值(开花期)分别增加了30.6%,49.5%,74.4%,LAI最大值(开花期)分别增加了12.3%,28.1%,45.1%;施肥条件下平均根生物量最大值分别增加了31.7%,52.3%,75.1%,LAI最大值分别增加了13.6%,28.0%,47.1%.这表明干旱期灌溉与施肥具有克服干旱胁迫促进作物生长发育的显著效果.干旱期灌溉与播前灌溉等相比,具有增加产量和提高水分利用效率(WUE)的显著效果.其中不施肥下干旱期灌溉30,60,90 mm处理下籽粒产量分别达到1 849.5,2363.4,2871.2 kg/hm~2,比相应的无灌溉的产量(1326.8 kg/hm~2)分别增加了39.4%,78.1%,116.4%,WUE提高了26.6%,48.2%,66.1%;施化肥且干旱期灌溉30,60,90 mm,其籽粒产量分别为2 104.9,2 715.7,3 318.6 kg/hm~2,比相应只施化肥不灌溉的籽粒产量(1465.2 kg/hm~2)分别增加了43.7%,85.3%,116.5%,WUE分别提高了30.6%,54.4%,74.2%.各处理下的最高籽粒产量(3318.6 kg/hm~2)、最大水分利用效率(8.516kg/hm~2·mm))在干旱期灌溉90 mm且施化肥的组合处理下一致达到,表明这是半干旱区的一种高产高效的农田管理措施.以上研究结果为半干旱区集水农业发展提供了科学依据.     

内蒙古西辽河灌区不同灌溉技术条件下玉米产量及经济效益分析

为了探究内蒙古西辽河灌区玉米适合的节水灌溉模式,促进生态农业发展,本文研究了玉米在3种灌溉方式（膜下滴灌、低压管灌、喷灌）的产量性状及经济效益分析.结果表明：玉米膜下滴灌的节水增产增效最具优势,与其他两种灌溉方式相比,膜下滴灌分别增产14.27%、24.56%,纯收入增加2.92%、4.8%.