小麦根系主要生态效果的研究

通过小麦根系对土壤水分、施肥深度和气温变化等生态效应的研究表明：小麦根系生长的适宜土壤相对含水量为７０％－８０％，低于６０％，明显受抑制，在小麦抽穗开花期，根系生理活性对土壤水分的反应量明显：气温变化通过植株生长，会引起根系迅速地反应出来。根系对秋、冬季和春季温度变化的反应有显著区别；上层施肥可使根早期生长健壮，利于壮苗，深层施肥可促使下层根量增多。用＾３２Ｐ示踪试验证明，在一些分蘖死亡的情况下，     

土壤水分逆境对冬小麦根系某些形态解剖结构及超微结构的影响

在土壤水分逆境条件下，冬小麦根系某些形态、解剖结构及细胞超微结构会产生一系列的变化。干旱条件下小麦根生长势弱，根尖距根毛区短；渍水条件下小麦根尖距根毛区明显较长，但分枝和根毛少。在渍水１～２０ｄ内，新生根数随渍水天数延长而增加，并且在渍水１０ｄ以上的根成熟区皮层内形成通气组织，这些可能是小麦对渍水缺氧所产生的适应性变化。干旱和渍水处理小麦根尖细胞超微结构与ＣＫ相同，但渍水条件下生长的小麦根成熟区细胞超微结构异常，细胞器不同程度发生变化，甚至整个细胞结构崩溃。     

水稻苗床土壤水分与秧苗根系建成的关系

采用盆栽试验，研究土壤水分与水稻秧苗根系形态建成的关系。试验结果表明：在苗体组成中、土壤水分对根系影响最大；秧苗单株发根数与土壤含水量呈线性回归，单株潜伏根数与土壤含水量呈单峰曲线变化关系。该试验土壤含水量ｘ（％）的取值区间（２２．７，３１．４）为旱育秧最适土壤水分含量范围。在此范围内，旱育秧比湿润育秧有较高的发根效率、较大的单株发根体积和根系吸收表面积，旱育秧移栽后所表现的诸多生长优势均首先得益     

提高玉米产量 注重根系培养

玉米栽培上的许多措施,如耕地、施肥、浇水、中耕等,都是通过直接影响根系的生长与功能,来间接地调节基、叶、穗、粒的生长发育。因此,注意培养根系,对促进植株健壮生长,提高单株生产能力,增加产量具有重要意义。玉米须根系,由初生根、次生根（支持根）组成。1条种子根和3~7条次生胚根称初生根;     

根系分布与作物产量的关系研究进展

近年来国内外大量研究表明，作物根系分布较深，且多纵向时，叶片趋向直立；深根型品种在干旱地区具有较好的适应性；深层根系可延缓植株衰老；种子根和下层根量对产量提高有显著作用。影响根系生长和分布的主要因素是品种、水分、施肥、密度和土壤环境     

水分胁迫下氮磷营养对小麦根系发育的影响

通过对3个水分水平下施肥对春小麦根系生理特性影响的研究，结果表明：随着水分胁迫程度的加剧，无论施肥与否，小麦根系均表现出体积减小，干物质积累减少，根系长度缩短，根系活跃吸收面积减小，根系活力下降的趋势，尤其在严重水分胁迫下，这种表现就更加突出。施磷可以提高和增大根体积、根干重、根长度、根系活跃吸收面积和根系活力；而在严重水分胁迫条件下施氮可导致根干重和根体积的明显下降，在轻度水分胁迫下施氮对小麦根系的生长发育有明显的促进作用。在水分胁迫条件下，施用肥料，特别是磷肥，可以明显增强作物对干旱缺水环境的适应能力，提高作物的抗旱性。     

有机肥对小麦根际土壤酶活性的影响（英文）

利用根箱技术研究了不同施肥体制下（有机肥、化肥、有机无机配施）小麦根际土壤的酶活性，结果表明：有机肥和有机无机配施能提高土壤特别是根际土壤酶的活性（酸性磷酸酶、脲酶、转化酶、蛋白酶），有机肥主要是通过促进小麦根系生长，增加根系分泌物等间接作用提高根际土壤酶活性，这将对当季作物生长有着重要影响．因此，有机肥不仅有长久性作用即保持和提高土壤肥力；而且有适时性的作用，即通过影响根系生长及根际环境来促进当季作物的生长。     

有机肥对小麦根际土壤酶活性的影响

利用根箱技术研究了不同施肥体制下（有机肥、化肥、有机无机配拖）小麦根际土壤的酶活性，结果表明：有机肥和有机无机配施能提高土壤特别是根际土壤酶的活性（酸性磷酸酶、脲酶、转化酶、蛋白酶），有机肥主要是通过促进小麦根系生长，增加根系分泌物等间接作用提高根际土壤酶活性，这将对当季作物生长有着重要影响。因此，有机肥不仅有长久性作用即保持和提高土壤肥力；而且有适时性的作用，即通过影响根系生长及根际环境来促进当     

小麦苗期根系三维生长动态模型的建立与应用

【目的】构建小麦根系的三维动态模拟模型，并对模型进行初步的评估。【方法】采用GREENLAB植物功能-结构模型的原理，在根系生长发育基本单元基础上，模拟了根系的拓扑结构；通过模拟不同根个体（库）对植株分配给根系的生物量（源）的竞争，实现了生物量在根系中的分配；根据异速生长规则实现了根个体几何结构计算。通过温室土柱栽培试验对小麦苗期根系结构与生物量进行了测定，获取了模型参数，进行了小麦苗期根系结构与生物量分配的模拟与分析，并以三维可视化的方式给出根系的形态结构空间分布。【结果】通过模拟根系生物量在各类根个体中的分配并依据根个体生物量与形态的关系，该模型可以定量化地模拟根系结构生长的动态变化过程；不同类型根的长度测定值与模拟值的均方根差值在1.2～35.0 cm之间变化，相对误差值在0.01到0.23之间变化，R2在0.42～0.94之间变化；对模型参数灵敏性分析表明，模拟结果对参数变化的响应比较适中。【结论】GREENLAB模型的原理可以应用于对作物根系形态结构和生物量分配的动态模拟；模型参数的选择是合理的，构建的模型能够从机理层次反映根系的生长发育过程。     

水分胁迫下为磷营养对小麦根系发育的影响

通过对3个水分水平下施肥对春小麦根系生理特性影响的研究，结果表明：随着水分胁迫程度的加剧，无论施肥与否，小麦根系均表现出体积减小，干物质积累减少，极系长度缩短，根系活跃吸收面积减小，根系活力下降的趋势，尤其在严重水分胁迫下，这种表现就更加突出。施磷可以提高和增大根体积、根干重、根长度、根系活跃吸收面积和根系活力；而在严重水分胁迫条件下施氮可导致根干重和根体积的明显下降，在轻度水分胁迫下施氮对小麦根系的生长发育有明显的促进作用。在水分胁迫条件下，施用肥料，特别是磷肥，可以明显增强作物对干旱水环境的适应能力，提高作物的抗旱性。     

水氮互作对花生根系生长及产量的影响

【目的】明确不同水分处理下氮肥对不同抗旱性品种根系生长及产量的影响,探讨花生根系对水分和氮肥的反应机理,为花生水肥管理提供理论依据。【方法】防雨棚旱池内进行土柱栽培试验,在中度干旱胁迫（W0,45%-50%田间持水量）和充足灌水（W1,70%-75%田间持水量）两个水分处理下设置N0（不施氮）、N1（中氮,90 kg×hm^-2)、N2（高氮,180 kg×hm^-2) 3个施氮水平,研究抗旱型品种花育22号和干旱敏感型品种花育23号2个不同抗旱性花生品种根系生物量、根长、根系表面积、根系伤流量及产量变化。分别采集0-20 cm、20-40 cm和40 cm以下土层根系样品,采用WinRhizo Pro Vision 5.0a分析程序对扫描根系图像进行分析。【结果】不同抗旱性花生品种根系发育在不同水分条件下对施用氮肥的响应不同。对于抗旱型花生品种花育22号,与不施氮肥相比,干旱胁迫处理下施用氮肥降低其总根长、总根系表面积和0-20 cm土层内根长和根系表面积,增加了40 cm以下土层内根系生物量、根长和根系表面积;正常供水处理下施用氮肥处理降低其0-20 cm土层内根系生物量、根长和根系表面积,但增加40 cm以下土层内根系性状。干旱敏感型品种花育23号的根系对水分和氮肥的响应与抗旱型品种花育22号不同：干旱胁迫处理下,施用氮肥增加其总根系生物量和总根长和40 cm以下土层内根系生物量、根长和根系表面积;正常供水处理下,施用氮肥降低其40 cm以下土层内根长和根系表面积。不同抗旱性花生品种根系伤流强度对水氮互作的响应一致,与正常供水处理相比,两品种干旱胁迫下根系伤流强度均降低,干旱敏感型品种花育23号的降低幅度大于抗旱型品种花育22号。施用氮肥增加两品种干旱胁迫处理下的根系伤流强度,提高其干旱胁迫下产量;正常供水处理下中氮处理增加抗旱型品种花育22号的产量,对干旱敏感型品种花育23号的产量无显著影响。两年试验条件下水分和氮肥处理对产量的互作效应均达显著差异水平。相关性分析表明,干旱胁迫处理下40 cm以下土层内根长、根系表面积与产量间的相关性达显著或极显著水平;正常供水处理下20-40 cm土层内根系表面积与产量达显著相关;两种水分条件下根系伤流量均与产量达显著相关水平。【结论】干旱胁迫处理下增施氮肥能提高花生产量,改善花生根系的生长,增加40 cm以下土层内的根系生物量、根长和根系表面积,提高花生根系伤流强度。     

不同水分条件下有机无机肥配施对棉花根系特征及产量的影响

【目的】 探究不同水分条件下有机无机肥配施对棉花根系生长发育、干物质积累和产量的影响,为干旱区合理利用水肥资源提供理论依据。【方法】 2018—2019年进行田间定位试验,采用裂区试验设计,主区为重度水分亏缺（W1）、轻度水分亏缺（W2）和正常水分（W3）,控制土壤含水量分别为田间持水量的32%—46%、51%—62%、67%—81%,副区为不施肥（F0）、单施化肥（F1）、30%有机肥+70%化肥（F2）和70%有机肥+30%化肥（F3）,分析不同水分条件下施肥对棉花花铃期根系形态特征、根长垂直分布、根系活力、地上部干物质积累和产量的影响。【结果】 水分亏缺抑制了棉花花铃期根系生长,根长、根表面积、根体积、根系活力较正常水分显著降低,地上部干重下降而根冠比增大,单株铃数和单铃重降低并导致籽棉产量的下降,其中W1负面影响最为严重。不同水分条件下各施肥处理对根系形态特征的影响存在显著差异,W2和W3下,施肥显著增加棉花根长、根表面积和根体积,且有机无机肥配施显著高于单施化肥F1处理,其中W2下,根长、根表面积和根体积随有机肥配施比例的提高而增加,F3较F1处理根长、根表面积和根体积两年平均分别提高18.1%、12.2%和35.0%;W3下,F2处理对根系形态的促进效应最为显著,较F1根长、根表面积和根体积分别提高7.6%、17.0%和20.1%;W1下,各施肥对根长和根表面积具有抑制作用,其中F1处理抑制效应最显著。W2和W3水分条件下有机无机肥配施能够促进20—40 cm土层根系的生长,并显著提高根系在该土层的分布比例,较单施化肥能显著提高各土层根系活力,促进地上部和根系干重的增加并降低根冠比,增加单株铃数和籽棉产量,其中W2下F3处理单株铃数和籽棉产量最高,较F1处理单株铃数和籽棉产量分别提高13.2% 和17.2%,而W3下F2处理单株铃数和籽棉产量表现最高,较F1分别提高16.1% 和9.2%。【结论】 有机无机肥配施能够优化根系形态与空间分布,提高根系活力,促进地上部干物质积累并提高籽棉产量,缓解轻度水分亏缺对棉花根系生长发育的影响。不同水分下有机无机肥配施处理中,轻度水分亏缺下70%有机肥+30%化肥（F3）,正常水分下30%有机肥+70%化肥（F2）为最优施肥处理。     

不同供氮条件下施用蚯蚓粪对水稻生长及根系活性的影响

采用盆栽试验研究高、中、低氮水平下施用蚯蚓粪对水稻生长及根系活力的影响.结果表明:在3种供氮水平下,增施蚯蚓粪均能明显改善水稻根系与地上部生长及提高根系活力;在施氮的基础上增施蚯蚓粪,移栽25 d后稻株的茎蘖数及地上部于重平均比单施氮肥分别提高9.8%、44.7%,而根干重、根系总体积及根系活力则分别提高20.1%、29.5%和50.7%.在高氮水平下,水稻的分蘖及根系活力等均受到一定程度的抑制,但该抑制效应可被施用蚯蚓粪而缓解.     

不同施肥处理对蚕豆根系及根瘤的影响*

 以蚕豆品种89-147为材料，在大田条件下研究了不同施肥处理对蚕豆根系及根瘤的影响。结果表明：单施磷肥和磷钾肥配施在现蕾期和开花期对根系和根瘤生长均有较好的促进作用；单施钾肥在各个时期对根系和根瘤生长的促进作用不大；氮磷钾肥配施对根系生长较好，但在现蕾期和开花期对根瘤生长有抑制作用。从经济产量结果看，氮磷钾肥配施的产量最高，其次为单施磷肥和磷钾肥配施，单施钾肥增产效应不大。     

不同外源物质(灌根)对烤烟根系及 烟叶养分吸收的影响

[目的]明确外源物质根系调控促进烤烟养分吸收和利用的作用机制,为进一步完善基于烤烟提质增效的外源根系调控技术提供科学依据.[方法]采用盆栽试验,设常规施肥(T1)和在常规施肥基础上添加苹果酸(T2)、生根粉(T3)、复硝酚钠与海藻酸钠混合剂(T4)、解淀粉芽孢杆菌FZB42(T5)和膨胀素(T6)6个灌根处理,同时设植烟不施肥处理(CK)用于计算肥料利用率.于团棵期、现蕾期、采收结束时分别测定烟株根、茎、叶干重及烟叶的氮、磷、钾含量,同时测定土壤速效氮、速效磷和速效钾含量.[结果]相对于T1和CK处理,T4、T5和T6处理显著提高了烤烟各生长阶段根系生长速率(P<0.05,下同),增加了根系和地上部干物质积累量,提高了烟叶对氮、磷、钾营养元素的吸收量,而各处理烟叶占地上部干物质积累的比例随着生育进程推进逐渐减小.回归分析结果显示,烤烟团棵至现蕾阶段根系干物质积累量与烟叶氮(R2=0.87)、磷(R2=0.94)、钾(R2=0.88)元素的吸收量均呈极显著正相关(P<0.01),此阶段根系生长速率的显著提高是外源物质促进烤烟叶片养分吸收和利用的关键.T4和T5处理提高团棵至现蕾阶段根系生长速率50%以上,显著增加了烟株的干物质积累量,烟叶氮素吸收量分别增加46%和66%,磷素吸收量分别增加77%和118%,钾素吸收量分别增加58%和69%.[结论]基于烤烟根系促生效果的稳定性和应用安全性,解淀粉芽孢杆菌FZB42灌根可作为玉溪红壤烟区烤烟根系调控的主要手段.     

碱性枸溶性钾肥与硫酸钾配施对烤烟抗性及根系生长的影响

为探明枸溶性钾肥对烤烟抗病性、抗旱性和根系生长的影响,采用盆栽试验,研究了枸溶性钾肥与硫酸钾不同比例配施对烤烟病害情况、抗旱性相关生理指标及根系生长的影响。结果表明:T2处理(75%枸溶性钾肥+25%硫酸钾)烤烟对野火病和烟草花叶病的抗性最强,病情指数最低,分别为4.63和3.52,较T1处理(100%硫酸钾)分别下降69.80%和52.62%;气候自然斑发病率最低,为4.55%,较T1处理降低66.64%;烟叶脯氨酸、可溶性糖含量在干旱48 h内一直呈增加趋势,且在5个处理中最高;MDA含量最低且与其他处理差异显著;烤烟总根长、根总表面积最大,根尖数最多,与其他处理差异显著,分别较T1处理增加81.58%、91.98%、133.45%。总体而言,75%枸溶性钾+25%硫酸钾处理烤烟的抗病性和抗旱性及根系生长表现最好,建议在保水能力差、土壤酸化严重的植烟土壤或降雨量少的烟区采用该配施比例。     

氮肥施用量对覆膜菜用大豆根系生长的影响

在田间以新鲜豆1号为材料研究了6种不同施氮量对根系生长的影响规律.结果表明:覆膜栽培大豆单株结瘤数增加快,单位面积根系干质量比露地栽培高30.45%~53.47%;施氮肥能够显著减少单株根瘤数,但同时却能促进根量的增长和根系下扎,增加根冠比,提高根系活力;除高氮处理(N120+30)外,其余处理单位面积根干质量均在结荚期达到峰值后迅速下降;高氮处理(N120、N120+30)抑制开花至结荚期间根系的生长,但减缓了结荚期至鼓粒期间的根系干质量的降低;施氮量为90 kg/hm2时,根系综合性状优良,产量最高.     

水分和氮素对玉米苗期生长、根系形态及分布的影响

【目的】 东北地区春旱频发严重影响玉米出苗与苗期生长,明确水分、氮素对玉米苗期生长和根系发育的影响及其耦合效应,可为东北春玉米水、氮调控措施的优化提供依据。【方法】 2016—2017连续2年设置水分、氮素两因素盆栽试验,土壤相对含水量设4个水平,分别为重度干旱（W0,30%）、适度干旱（W1,50%）、水分适宜（W2,70%）和水分过量（W3,90%）;施氮量设3个水平,分别为不施氮（N0,0）、低氮（N1,0.12 g N·kg ^-1土）和高氮（N2,0.24 g N·kg ^-1土）。【结果】 水分、氮素均显著影响玉米苗期的植株生长、根系发育、氮素吸收与利用,且两因素对植株干重、根系形态、吸氮量和氮肥利用率交互作用显著。土壤水分亏缺或过量均抑制了植株生长、干物质累积、根系发育和氮素吸收。W0处理的负面影响最为严重,其地上部干重、根系干重和植株吸氮量与W2处理相比分别降低55.5%、60.1%和47.4%,氮肥利用率下降6.4个百分点,根长和根表面积分别减少58.2%和59.5%。施氮显著促进玉米苗期植株生长与氮素吸收,降低根冠比,且不同水分条件下氮肥效应及对根系发育的影响存在明显差异。水分适宜条件下施氮促进根系生长,显著增加根长、根表面积和根体积,植株干重和吸氮量增幅最高。干旱胁迫条件下施氮抑制了根系发育,显著降低根长和根表面积,氮肥效应偏低。水分过量条件下施氮改善根系生长,但施氮效应仍低于W2处理。各水分条件下,N1处理的根长和根表面积均高于N2处理,而体积接近或更小,说明低氮增加了细根的比例。水分、氮素不仅显著影响根系形态,也导致根系空间分布出现明显差异。干旱胁迫促进根系下扎,增加深层土壤的根长分布,W0和W1处理0—12 cm土层根长比例相比W2处理分别下降11.0和8.3个百分点,而24—36 cm土层分别提高9.5和6.9个百分点。与干旱胁迫相反,水分过量趋向于增加根系在表层土壤的聚集。施氮显著促进表层土壤的根系分布,N1和N2处理0—12 cm土层根长比例相比N0处理分别增加16.3和13.7个百分点,而24—36 cm土层分别下降11.5和12.5个百分点。所有水-氮处理中,W1N1处理根系的空间分布最为均衡。【结论】 水分、氮素对玉米苗期生长和根系发育有显著的耦合效应,适宜的水、氮措施可优化根系形态与空间分布,增加植株干重和氮素吸收利用。春玉米生产中建议降低氮肥基施用量以发挥水氮耦合效应,促进根系下扎和细根增殖,提高植株耐旱性和氮肥利用率。     

种植方式与追肥时期对黑龙江省冬小麦根系生长及品质的影响

为了探寻黑龙江省冬小麦种植适宜的播种方式和追肥时期,试验在田间条件下,研究了种植方式和追肥时期对冬小麦根系生长及品质的影响。结果表明,种植方式和追肥时期共同影响根系生长,拔节期追施氮肥促进根系增长显著。不同处理下蛋白质含量L1、L2、L3与L0相比分别提高了3.6%、14.2%、12.7%;P1、P2、P3与P0相比分别提高了10.5%、12.8%和12.0%,L0与P0无显著差异,湿面筋含量L1、L2、L3与L0相比分别提高了7.1%、13.2%和9.8%;P1、P2、P3与P0相比分别提高了5.9%、7.2%和5.4%,L0与P0存在差异,但差异不显著。追氮时期是影响籽粒蛋白质含量和湿面筋含量提高的主要因素,而种植方式对提高籽粒蛋白含量的影响不明显。由此可知,黑龙江省冬小麦采取垄沟播种在拔节期适量追肥的栽培技术有助于根系生长及显著提高籽粒品质和产量。     

水肥耦合对蓝靛果忍冬幼苗细根生长及根抗氧化酶的影响

以蓝靛果忍冬（Lonicera caerulea）“北华1号”1年生扦插苗为材料，采用三因素（土壤水分、施氮量、施磷量）五水平二次旋转回归组合设计，通过数学模型和数理统计方法分析数据，研究了水肥耦合对蓝靛果忍冬幼苗细根生长和根系抗氧化酶的影响。结果表明，土壤水分、施氮量、施磷量与蓝靛果忍冬幼苗细根的根长和比根长呈正相关，施氮量和施磷量耦合效应对根长影响最显著，土壤水分和施氮量耦合效应对比根长影响最显著；土壤水分、施磷量与蓝靛果忍冬幼苗根系过氧化物酶（peroxidase，POD）、谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）、超氧化物歧化酶（soperoxide dismutase，SOD）、抗坏血酸过氧化物酶（ascorbate peroxidase，APX）均呈负相关，施氮量和施磷量耦合效应最显著，适水适氮适磷组合处理最有利于细根生长和根系抗氧化酶活性的稳定。土壤水分为田间最大持水量的75%、施氮量为3.8 g·株^-1、施磷量为1.9 g·株^-1的处理细根根长和比根长均最优，1~3级根根长分别为338.69、159.65、86.21 cm；比根长分别为225.26、53.22、216.24 m·g^-1。土壤水分为田间最大持水量的60%、施氮量为2.4 g·株^-1、施磷量为1.2 g·株^-1的处理抗氧化酶活性最低，SOD、POD、APX、GSH-Px的活性分别为7.62、10.44、44.00、1.43 U·g^-1·min^-1。研究结果发现，水分和施氮量分别为蓝靛果忍冬细根生长和根抗氧化酶活性的主要影响因素，可为蓝靛果忍冬苗期立地筛选、水肥配施等栽培与管理提供理论依据。