不同钙肥梯度与覆膜对低钙红壤花生根系形态发育及产量的影响

通过设置盆栽试验,研究不同钙肥梯度与覆膜栽培对湖南低钙红壤花生根系形态发育特征与产量的影响。结果表明:施钙肥对根系生物量影响较小,覆膜显著增加了根系生物量、总根系长度、体积、表面积。露地栽培Ca50处理(折合每公顷施熟石灰750kg)总根系长度、表面积及体积与Ca0(未施用钙肥)相比,提高幅度分别为49.48%、39.07%、27.91%,Ca25(折合每公顷施熟石灰375kg)与Ca50处理0~20cm土层内根长密度分布比例分别比Ca0处理高13.53%和17.22%。同一钙肥处理下,覆膜栽培不同土层根系表面积和体积表现高于露地栽培。露地栽培中不同钙肥处理根系表面积和体积在0~20cm和40cm以下土层大小顺序为Ca50Ca25Ca0,Ca50处理比Ca0提高54.99%、35.97%。总根系长度、0~20cm土层内根系长度和表面积与产量呈极显著正相关,总根系表面积与产量呈显著正相关。钙肥与覆膜有利于湖南低钙红壤花生0~20cm土层内侧根及根毛的生长,增加不同土层根系表面积和体积,有利于获得高植株群体质量、产量和收获指数。     

耕作方式对玉米根系构型及抗根倒伏能力的影响

通过云南典型的红壤坡耕地对土壤实施深松+旋耕 15 cm（SRT）、深松+免耕（SNT）、深松+翻耕 20 cm（SP1）、深松+翻耕30 cm（SP2）、旋耕15 cm（RT）、免耕（NT）、翻耕20 cm（P1）和翻耕30 cm（P2）8种耕作方式,研究对玉米的根系根条数、根直径、入土角度、根幅、生物量及根系抗拔力等的影响。结果表明,深松+翻耕20 cm处理能增加玉米根条数、根系入土角度和10 cm土层处根系生长幅度,增大根系生物量,尤其是深层土壤（20～30 cm）根系生物量,同时对玉米产量也具有提高作用。深松+翻耕30 cm处理能增大根系的垂直抗拔力。因此,土壤通过深耕处理能改善玉米根系构型和分布,进而增强玉米根系抗倒伏能力。     

灌浆期断根对小麦产量及相关生理性状的影响

为给小麦生长发育进程中的根系调控提供依据,以小麦品种山农9-1为试验材料,研究了不同土层断根对小麦生育后期生理性状及产量的影响.结果表明,断根处理使小麦根系活力降低,叶片光合能力下降,膜脂过氧化加剧,加速了小麦的衰老,明显降低了产量,表现为断根越浅,影响越大.断根后浇水对产量有弥补作用;地表向下20 cm处断根,产量降低35.9%～43.4%,即该层根系对后期产量形成的相对作用为56.6%～64.1%,而20～40、 40～80、80～100 cm以及100 cm以下根系对产量的相对作用为10.0%～12.8%、3.3%～7.9%、5.5%～6.5%和14.3%～19.0%,即100 cm以下深层根和20 cm以上的表层根共同构成两头大中间低的根效分布.100 cm以下的根系对产量的相对作用则表现为不浇水相对较大,说明1 m以下的种子根群,在小麦生育后期遭遇干旱情况下对籽粒形成更为重要.     

施肥方式对玉米根系分布及产量的影响

采用土柱模拟法研究施肥方式对玉米根系分布及产量的影响,结果表明,垄沟追肥促使玉米根系向纵深发展,与传统的垄面撒施覆土相比,垄沟施肥3cm深处理的中层根和深层根干重分别增加8.9%～9.4%和26.6%～45.8%,总根重增加6.0%～8.5%,而百粒重和产量增加不显著.垄沟施肥8cm的中层根和深层根干重分别增加19.6%～22.6%和59.3%～91.7%,总根重增加12.3%～13.8%,百粒重增加13.9%～16.3%,产量增加10.6%～11.8%.表明玉米追肥的最佳方式为垄沟深追肥。     

不同氮肥处理下机插杂交稻的根系动态生长特征研究

【目的】研究不同氮肥用量下机插杂交稻的根系生长特征的变化规律及其与产量关系。【方法】以两个杂交水稻组合全两优1号和全两优681为供试材料,设置N_0(0 kg/hm~2)、N_1(150 kg/hm~2)和N_2(250 kg/hm~2)氮肥处理。利用Minirhizotron分析两个品种移栽后20 d至开花期在0~30 cm土层中的根系分布和动态变化特征。【结果】研究结果表明,氮肥处理对两个杂交稻根数、根长、根体积和根表面积影响显著。N2处理下两个品种的总根数显著多于N1,且全两优1号和全两优681的总根数相比对照N1分别增加了12.3%和17.6%,两个品种的总根量在移栽后65 d达到最大值。随着施氮量的增加,两个杂交稻品种的根数、根长、根体积和根表面积在0~10 cm和10~20cm两个土层深度均有所增加,其中以10~20 cm土层深度的根量增幅最为显著。10~20 cm土层深度的总根长与产量、根数与产量显著相关,且相关系数分别高达0.80和0.87,且全两优681在10~20 cm土层深度为的总根量要显著高于全两优1号。【结论】高氮下总根量增加,但10-20 cm土层中的根系分布对产量影响最大,因此,生产中通过培育和增加深层根系的比例有利于水稻实现高产高效。     

黑土不同耕层厚度对玉米根系形态空间分布及其产量的影响

在重建不同厚度黑土层的定位模拟试验区开展免耕玉米大豆轮作试验,设3个黑土耕层厚度(10、20和30 cm),探究不同耕层厚度对玉米生育期间的根系形态及其产量影响。研究表明,玉米产量对不同耕层厚度反应敏感,30 cm耕层厚度处理玉米产量最高,比20 cm和10 cm耕层厚度显著高12.5%和24.1%,且玉米根系分布对耕层厚度响应差异明显。30 cm耕层厚度显著影响玉米0～10 cm土层根重密度,对10～30 cm土层根重密度及不同土层根长密度和比根长影响不明显。     

有序摆抛栽超高产栽培对水稻根系形态生理特征的影响

为研究不同抛栽方式对水稻根系形态生理的影响,探索抛秧稻超高产轻简栽培新途径,以粳型超级稻武运粳24和南粳44为试验材料,设置摆栽、点抛和撒抛三种抛栽方式,并以机插为对照,系统研究了有序摆抛稻根系的形态和生理特征。结果显示,水稻有序摆栽和点抛后秧苗根系长度、根数、单株根质量高于撒抛和机插,栽后7 d 3连孔稻苗优势明显,栽后15d2连孔秧苗表现出较强的优势。各生育时期群体根干质量、根冠比、根系活力表现为摆栽点抛撒抛机插,不同连孔稻株间表现为2连孔3连孔单孔,根系吸收总面积、活跃吸收表面积和吸收面积比与穗后根系伤流量亦呈现相同趋势。各生育时期的根系干质量、根冠比、根系活力及抽穗期单茎根系伤流量、根系吸收表面积、活跃吸收表面积、活跃吸收比与产量极显著相关。齐穗后15d,70%以上根系分布在0~5cm,90%以上根系分布在0~10cm,各层根干质量、根体积、根干质量密度抛栽方式间表现为摆栽点抛撒抛,不同连孔处理间为2连孔3连孔单孔,5~10cm、10~15cm、15~20cm的根系比例亦呈现此趋势。0~20cm内,各层根系干质量、根系体积、根干质量密度与产量极显著相关,上层根系对产量贡献较大,0~10cm贡献率达90%以上。总之,水稻有序摆抛栽根系发生快,各生育期活力强,后期分布合理,其良好的根系特性是超高产形成的生理基础。     

不同去根处理对夏玉米根系形态及产量的影响

以玉米杂交种郑单958为材料,研究在7.5万株/hm~2条件下大喇叭口期、吐丝期去根处理对植株根系形态及产量的影响。结果表明,吐丝期去根处理的植株穗粒数、千粒重和产量较不去根处理的植株分别提高8.70%、4.74%和1.98%;大喇叭口期去根处理的植侏分别降低16.53%、10.29%和2.74%。吐丝期去根处理的植株地上部总干物重和分配至果穗中的干物质比例最高,较对照分别增加0.72%和4.96%。两种去根处理显著增加0~10 cm土层内的根系长度,尤其增加0.5~1.0 mm毛细根的数量,利于对耕层水分和营养的吸收。大喇叭口期去根处理增加各土层内的根系表面积和根体积,吐丝期去根处理增加0~10 cm土层内的根系表面积和根体积。密植高产玉米群体存在根系冗余,在玉米吐丝期适当去根处理对玉米产量的提高具有促进作用。     

氮磷用量与施肥方式对玉米生长发育的影响

通过田间试验,研究在不同施肥方式和不同氮磷肥用量条件下,玉米根系和地上部的生育特征、根际脲酶和磷酸酶特征、氮磷养分吸收量。结果表明,施肥量为800 kg/hm2(种子侧下方6 cm)处理的玉米地上部分生物量和根系生物量最高,成熟期根系和地上部分的吸氮、吸磷量也最高,子粒产量也较高;各处理玉米不同生育期根际土壤脲酶和磷酸酶的活性明显高于非根际;在肥力相对较高的土壤,减施20%～40%氮磷肥至少可以维持玉米当年的产量,施肥方式对玉米的子粒产量影响很小。     

秸秆深层还田对玉米根系及产量的影响

针对辽西地区土壤耕层变浅和秸秆浅旋还田造成的土壤漏风跑墒等问题,实施秸秆机械化深层还田与常规耕作(CK)对比试验,测定玉米根系生长状况。结果表明,秸秆深层还田能够增强玉米扎根性能,扩展根系分布空间,扎根深度增加5～10 cm,根系分布空间扩大6000(初生节根)～154500(次生根)cm3;秸秆深层还田的次生根数目明显高于CK,且CK根系主要分布在10～20 cm土层深度,秸秆深松还田处理根系则集中分布在21～30 cm土层深度;秸秆深层还田处理与CK相比玉米产量提高18.16%,差异显著。     

深松条件下春玉米花后衰老过程中根系生物学变化特征

采用PVC管栽方法,研究模拟犁底层和深松处理下春玉米花后衰老过程中根系的生物学变化特征。结果表明,在玉米花后,相同根层节根数均表现为深松处理>模拟犁底层处理。犁底层影响根系在不同深度土壤空间分布,深松处理20～35 cm 土壤深度和36～75 cm 土壤深度玉米根系体积分别比犁底层处理增加176.33%和185.92%;在模拟犁底层处理下,90%以上的根系主要集中在0～20 cm土壤深度,深松处理90%以上的根系主要集中分布在0～35 cm深度土壤。深松增加下层土壤（30～75 cm）根系比重,根系空间分布更加合理。根系衰老进程,花后20 d开始犁底层处理下36～75 cm土壤深度玉米根系衰老速度加快,该深度根系重量开花期比深松处理低2.91%,花后50 d比深松处理低12.31%。犁底层的存在限制玉米根系的发育,深松有利于增加深层土壤的根系分布,能减缓后期根系衰老速度。     

Below-Ground Competition in a Maize/Groundnut Intercropping System as Affected by the Rooting Soil Layer

Abstract

A field experiment was conducted to compare the below-ground competition between the intercropped maize (Zea mays L.) and two groundnut (Arachis hypogea L.) cultivars regarding the rooting soil layer. Three rows of each cultivar of groundnut (cvs. X-14 and Red Spanish) were planted in between two rows of maize (cv. Badra) with inter-row spacing of 30 cm and intra-row spacing of 15 cm. Aluminium sheets, 10 cm in height, were placed as a root barrier between the maize and groundnut rows at three depths, i.e., 0-10 cm, 10-20 cm and 20-30 cm from the soil surface. In the control plot, the soil was trenched and refilled without the aluminium partitions. The ear and total biomass yield of the maize intercropped with X-14 with the root barrier at 0-10 cm depth, were significantly larger than those with the root barriers at the depths of 10-20 cm, 20-30 cm and the control. The yield (crop or total biomass) of the maize intercropped with Red Spanish was not significantly affected by the root barrier. In conclusion, groundnut cultivar X-14 was more suitable for intercropping with maize than Red Spanish, probably due to the differences in the rooting properties in the top soil layer.     

玉米品种根系性状和产量不同年代的演替规律及其对深松响应研究

以1970～2010年10个玉米主栽品种为试材,在深松增密条件下,研究玉米品种演替过程中根系性状和产量的变化情况。结果表明,随着年代推进,玉米单株根系性状指标(根系干重、根长、根表面积以及根系平均直径)均呈先升后降的变化趋势,1980年各指标达到最大值。根系性状指标在20～50 cm土壤中根系所占比例随着品种更替而增加,根系不断向深层土壤延伸。深松增密措施更有利于玉米新品种形成横向紧缩、纵向延伸的根系构型,不仅通过改变根系空间分布实现结构性增产,而且通过改善耕层环境实现功能性增产。     

砂姜黑土耕作深度对夏玉米物质积累和养分吸收的影响

以多年定位试验为基础,设置深松30 cm(S30)、深松40 cm(S40)、深松50 cm(S50)和深松60 cm(S60)4个耕作深度处理,以旋耕(RT,耕作深度为15 cm)为对照,研究不同耕作深度对夏玉米物质积累和养分吸收的影响。结果表明,增加耕作深度通过改善土壤环境促进夏玉米根系生长、植株物质积累和养分吸收,进而提高子粒产量。随耕作深度的增加,土壤孔隙状况不断改善,夏玉米子粒产量、物质积累和养分吸收呈先增加后降低趋势。4个耕作深度中,以深松50 cm的改土和增产效果最佳。与旋耕相比,深松50 cm处理41~50 cm土层的孔隙度和孔隙面积分别增加27.8%和24.8%,夏玉米根系干重密度、物质积累量、氮素积累量、磷素积累量和钾素积累量分别增加89.0%、13.2%、15.5%、20.7%和9.0%,子粒产量提高11.0%。因此,对夏玉米生产而言,砂姜黑土的耕作深度不宜超过50 cm。     

大豆肥田机制的研究Ⅱ.常规技术条件下大豆根系动态

研究大豆根系的动态变化有助于探讨大豆根系对土壤环境影响的各个时期和各土层的机制。结果表明：大豆分枝期至开花期根系生长迅速,各处理此时期皆占苗期至鼓粒期总根量的６０～７０％,Ａ、Ａ’和Ｂ三处理最大根量在结英期,只有Ｂ’最大根量提前。在结英期、Ａ处理根重及根长比Ｂ’分别增长４１％和９１％。大豆结英期根系在土壤层中的分布：０～１０ｃｍ根重比其它层次占绝对优势,其中Ａ’较明显。大豆根长在１０～２０ｃｍ土层占优势,但与其他层次的判别小于根重的差别。大豆根重与大豆产量呈正相关,凡使大豆增产的技术都增加其根重。     

玉米‖花生间作系统作物产量及根系空间分布特征的影响

在农业部阜新农业环境与保育科学观测试验站分别设置2行玉米:4行花生间作(2M4P)、4行玉米:4行花生间作(4M4P)和玉米单作、花生单作4个种植模式,开展不同种植模式对作物产量及产量构成因素、生物量和根系特征的影响研究。结果表明,2个间作模式的土地当量比(LER)为1.16~1.24,具有一定的产量优势和较高的土地利用效率。间作中的玉米干物质积累量与单作接近,间作花生干物质积累量较单作明显下降。对根系研究发现,间作减少作物的细根生长,2M4P、4M4P处理的比根长(SRL)较单作玉米和花生分别下降了25%、23%和18%、12%,复合系统作物根表面积密度(RSAD)在0~40 cm土层中能够占到总土层的80%以上,间作作物的RSAD显著高于单作,表明作物根系在表层分布较为密集,间作影响了作物的根系生长与分布。